Uso das Técnicas de Georeferenciamento na Locação de Amostras Pontuais Aplicadas a Mapeamento Geotécnico

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1 Uso das Técnicas de Georeferenciamento na Locação de Amostras Pontuais Aplicadas a Mapeamento Geotécnico Sérgio Barreto de Miranda, Alexandre Cerqueira de Jesus, Engenharia Civil - UFBA, Salvador, Bahia Leonardo Santana de Oliveira Dias Mestrando MEAU - UFBA, Salvador, Bahia Luis Edmundo Prado de Campos, Universidade Federal da Bahia - UFBA, Salvador, Bahia RESUMO: A integração de dados geotécnicos a uma base cartográfica precisa e confiável permite a utilização de todas as funcionalidades contidas nos sistemas de informações geográficas. Para tanto é necessário que haja uma mudança de cultura na coleta destes dados, fazendo com que os mesmos possuam um sistema de coordenadas baseado em critérios cartográficos e não aleatórios. A integração destes dados com a cartografia urbana de Salvador é proposta aqui através da utilização de pontos de controle notáveis nas duas bases, sendo que o ajuste foi executado pelo aplicativo SIG. Como resultado deste processo tem-se a apresentação de sondagens e blocos indeformados que foram georeferenciados e compatibilizados na cartografia de Salvador. PALAVRAS-CHAVE: SIG, Base de Dados 1 INTRODUÇÃO O Laboratório de Geotecnia da Escola Politécnica da UFBA vem se caracterizando, como um grande provedor de informações referentes às características mecânicas dos solos de Salvador. Nos últimos anos este laboratório tem desenvolvido diversos trabalhos de pesquisa a fim de se conhecer melhor as propriedades dos solos que constituem o subsolo da cidade. Estas informações encontram-se estruturadas sob a forma de banco de dados ou principalmente como cadastro em planilhas eletrônicas. A organização destas informações em um sistema de informações geográficas (SIG) visa permitir uma análise mais estruturada, propiciando uma melhor compreensão das reais características, do ponto de vista da engenharia, das propriedades dos solos e a sua influência nos deslizamentos. Isso se deve pelo potencial destas ferramentas em armazenar, recuperar, transformar e exibir todo tipo de dado que esteja relacionado ao espaço geográfico. O SIG permite uma perfeita gestão da informação, sendo a ferramenta mais adequada no auxílio ao planejamento e ocupação de uma cidade. Segundo Valente (1999) a elaboração de diagnósticos e a tomada de decisões sobre o meio físico, com a finalidade de estabelecer diretrizes para a ocupação racional do solo, são cada vez mais prementes, especialmente, no que diz respeito ao direcionamento da expansão urbana para áreas mais favoráveis. Miranda (2003) discute a dificuldade que o poder público tem na definição de áreas prioritárias para intervenção em áreas de risco, que pode ser minimizada com a utilização da base cartográfica georeferenciada que muitos já dispõem. Este trabalho faz parte de uma série de discussões a respeito da confecção de um mapa geotécnico para a Cidade de Salvador. Para tanto se faz necessário o resgate e georeferenciamento das investigações geotécnicas, em especial Sondagens e Ensaios em Amostras Indeformadas, tema que é abordado neste trabalho. 2 INFRA ESTRUTURA CONDICIONANTE A cultura de se vincular, a qualquer tipo de amostragem realizada no ambiente urbano, um par de coordenadas de referencial cartográfico (x,y) não é prática normalmente utilizada pelas empresas de engenharia. Estas adotam seus próprios sistemas de coordenadas, dificultando sua integração em uma base cartográfica e sua utilização adequada.

2 Figura 1 Coordenadas Arbitrárias de uma locação de Sondagens na Rua 18 de Maio em Cosme de Farias. Cada empresa define seus padrões de representação do espaço urbano e coleta de dados, gerando assim várias qualidades de representação, como croquis plantas em papel ou meio magnético, com e sem malha de projeção. Estes padrões são completamente distintos e acarretam quase sempre o não aproveitamento das informações geradas. Além da falta de critérios cartográficos, as empresas também baseiam sua estrutura tecnológica na ampla utilização de ferramentas CAD (Computer Aided Design). Estas ferramentas tratam as informações geográficas como simples desenhos comparados ao SIG, que tem a capacidade de associar a feição cartográfica mapeada, seus atributos qualitativos ou quantitativos, a uma estrutura do tipo banco de dados. A cidade de Salvador possui uma Base Cartográfica, numa escala 1:2000, consistente e atualizada, de responsabilidade da Companhia de Desenvolvimento Urbano do Estado da Bahia (CONDER), que também mantém uma rede de marcos geodésicos a fim de garantir a precisão de qualquer levantamento de dados que utilizem o Sistema de Posicionamento Global (GPS). Diretor de Encostas, do Consórcio METROSAL e algumas Empresas Privadas foram disponibilizados 2074 boletins, sendo que 78% deste material encontrava-se em forma de papel, sendo necessária a digitalização dos mesmos. Quanto aos Ensaios em Laboratório, diante de um acervo de cerca de ensaios do Laboratório de Geotecnia da UFBA, catalogouse 383 ensaios em amostras indeformadas realizados nos últimos anos, fazendo-se 100% necessário digitalização dos resultados. 3.2 Georeferenciamento dos Dados Para efetuar o ajuste entre os sistemas de coordenadas, oriundos dos projetos de engenharia, e a base cartográfica utilizou-se como ferramenta SIG o software ArcView 8.1. As fontes de dados encontravam-se em formato CAD e as outras informações encontravam-se na forma de croquis ou mapas que sofreram processo de digitalização, através do uso de scanner, para viabilizar seu trabalho no SIG. A técnica utilizada no processo de ajuste entre as coordenadas começou com o reconhecimento de pontos de controle notáveis, considerando um mínimo de 3 pontos, pois trabalharia com Rotação, Translação e Efeito Escala, dentro do ambiente urbano. Consideraram-se como pontos de controle, os cruzamentos de vias de acesso, o centróide das edificações e equipamentos urbanos. A figura 2 representa uma planta do projeto de engenharia, na região de Tancredo Neves, em Salvador, com os respectivos pontos de controle para conversão de coordenadas arbitrárias. 3 METODOLOGIA 3.1. Coleta e Análise dos Dados Sabendo da dificuldade de coletar essas informações, um primeiro passo foi elaborar, dentro de um Modelo Entidade Relacionamento (MER), uma tabela de atributos associados aos parâmetros obtidos nas investigações geotécnicas. Concluída este etapa, tomou-se como primeira etapa de georeferenciamento as informação das sondagens e numa etapa seguinte os ensaios em amostras indeformadas. Em parceria com a Prefeitura Municipal de Salvador (PMS), responsáveis pelo Plano Figura 2 Planta do Projeto com os Pontos de Controle. Na figura 3 consta a base cartográfica, com o projeto georeferenciado, apresentando a

3 localização dos pontos de controle adotado para a conversão das coordenadas. Figura 3 Projeto georeferenciado com os Pontos de Controle. investigações geológico-geotécnicas, reforçará em muito os estudos futuros de ocupação, dando maior precisão a um programa de intervenção para o dirigente público dos municípios. Quanto ao diagnóstico das empresas de sondagens envolvidas, verificou-se que as ligadas ao Consórcio METROSAL obtiveram nível de qualidade superior, isto se explica pela exigência quanto a locação das investigações com utilização de GPS. O que foi constatado é que grande parte das empresas de sondagem, ligadas aos projetos da PMS, não apresentam qualidade tão satisfatória como evidenciado na Figura 4. Esses pontos de controle quando tratados num SIG fazem com que as coordenadas arbitrárias assumam a posição das novas coordenadas cartográficas, efetuando-se o processo de correção. A tabela 1 mostra os valores das coordenadas arbitrárias e seus respectivos valores em coordenadas cartográficas, considerando projeção cilíndrica UTM e superfície de referencia, Datum SAD69. Tabela 1 Correção das Coordenada Coord. Arbitrária Coord. Cartográfica X Y LESTE NORTE Ponto 1 489,43-61, Ponto 2 379,71-236, Ponto 3 619,64-240, Ponto 4 624,77-385, Ponto 5 621,69-450, Com esta técnica, trabalhando com pontos de controle, que depende muito das condições das informações, a precisão da nova localização espacial não é a ideal, pois não houve nenhum trabalho estatístico nas bases, mas preenche uma lacuna na integração de informações geotécnicas com a base cartográfica. Após o georeferenciamento destes dados pontuais, criou-se uma tabela de atributos contemplando basicamente um código de identificação, os parâmetros dos resultados dos ensaios e um link para o relatório com os resultados. 4. RESULTADOS OBTIDOS A abordagem deste trabalho está de acordo com o previsto por Miranda (2003), em termos de áreas de encostas, que afirma que o resultado de um cadastramento georeferenciado das diversas Figura 4 Qualidade do Georeferenciamento das Sondagens de Salvador. Sendo definido como: Qualidade A: Locadas com auxílio de GPS Qualidade B: Locadas com a metodologia dos Pontos de Controle Qualidade C: Locadas no centróide da Obra Qualidade D: Locadas tomando único ponto de referência Qualidade E: Locadas sem Relatório dos resultados Qualidade G: Locadas com auxílio do LOUOS Qualidade Z: Locadas no centróide do Logradouro. Do diagnóstico vale evidenciar: Muitas empresas de sondagem e empresas projetistas utilizam equivocadamente o sistema de coordenadas, apresentando malhas sem padrão, o que acaba por inviabilizar uma melhor qualidade de georeferenciamento dos dados; Erro constante na representação do norte geográfico nas plantas e croquis de locação das investigações;

4 Croquis de locação sem qualquer tipo de referencial; Inexistência de padrão em relação a referência de nível; Cerca de 25% das sondagens não atingiram o mínimo fator de qualidade e não puderam ser espacializados, além de cerca de 23% atingir fator de qualidade abaixo de B, onde existe pouca precisão em relação ao seu georeferenciamento; Quanto aos 383 ensaios em amostras indeformadas 81% atingiram fator de qualidade abaixo de B; Devido a dificuldade em qualificar o georeferenciamento das investigações, tornou-se inviável a quantificação de uma área relativa ao erro associado em cada levantamento do dado. O cenário atual, em relação à quantidade de investigações (figuras 5 e 6), remete-se a um grande número de informações na região por onde passará o metrô e nas obras de contenção de encostas em Salvador. Vale lembrar que os dados cedidos pelo Consórcio METROSAL são os que possuem melhor qualidade de posicionamento, pois já foram levantados com tecnologia GPS e usando a base cartográfica como referência. 5. CONSIDERAÇÕES FINAIS As empresas de engenharia sediadas em Salvador apresentam padrões próprios de levantamento da informação no ambiente urbano, os critérios utilizados quase nunca levam em consideração a cartografia urbana da cidade como subsídio para as intervenções por elas executadas. O poder público é quem mais contrata obras de intervenção e obtenção de dados geotécnicos do arcabouço geológico-geotécnico da cidade, sendo, portanto, o mais interessado numa padronização do uso destes dados. O potencial da utilização de sistemas de informações geográficas reside em critérios e padrões cartográficos bem definidos. O uso adequado dos dados geotécnicos pode ser facilmente acessado e visualizado, por meio da integração com os atributos dos SIG. A padronização destes atributos revela-se um recurso importante para a obtenção de novas informações sobre o meio físico, tais como: Subsidiar o planejamento urbano, definindo melhor as áreas deficientes de informações geotécnicas básicas; Figura 5 Mapa de Locação de Sondagens Figura 6 Mapa de Locação de Ensaios em Amostras Indeformadas Gestão das intervenções urbanas obtendo-se controle e ganho sobre a qualidade das obras; Uso de modelagem digital do terreno permitindo uma visão 3D de áreas preferenciais, associando informações sobre as classe de elevação; Aplicar modelos de previsão matemática, tipo SHALSTAB, com a finalidade de se obter um mapa de áreas susceptíveis a escorregamentos rasos segundo metodologia proposta por Redivo et. Al (2003); Visualização da profundidade onde se encontra o nível de água, bem como o substrato impenetrável, obtidos pelos dados de profundidade e descrição das informações das sondagens, através do uso de ferramentas 3D; Efetuar correlações geoestatísticas dos dados geotécnicos coletados entre diferentes obras com variabilidade temporal de acordo com Issaks e Srivastava (1989).

5 REFERÊNCIAS Davis, C e Câmara, G. (2001) Introdução ao Geoprocessamento. Davis, C. e Fonseca, F. (2000) Introdução aos Sistemas de Informação Geográficos. Belo Horizonte: UFMG. Curso de Especialização em Geoprocessamento. Redivo, A. L., Ramos, V. M. e Guimarães, R. F. (2003) Aplicação do Modelo SHALSTAB para Determinação de Áreas Susceptíveis a Escorregamentos Rasos na Região do Subúrbio Ferroviário Salvador (BA). In: REGEO, Rio Grande do Sul. CD-Rom. Miranda, S. B., Campos, L. E. P., Dias, L. S. O., Burgos, P. C., Jesus, A. C., Silva, C. N., Brito, B. F., Rebouças, F. R. (2003) Uso da Base de Dados Georeferenciada no Auxílio da Avaliação da Estabilidade de Encostas em uma Região Urbana de Baixa Renda. In: Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Pesquisa Científica, 55, Recife, Anais... Recife: SBPC. Valente, A. L. S. (1999) Integração de Dados por Meio de Geoprocessamento, para a Elaboração de Mapas Geotécnicos, Análise do Meio Físico e Suas Interações Com a Mancha Urbana: O Caso de Porto Alegre (RS). Resumo da Tese de Doutorado, UFRG, Rio Grande do Sul. Issaks, M e Srivastava, E. (1989) Na Introduction to Applied Geoestatistics. New York: Oxford University Press.