GEOTECNOLOGIAS A FAVOR DO PLANEJAMENTO URBANO: UMA APLICAÇÃO NO MUNICÍPIO DE JUIZ DE FORA

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1 GEOTECNOLOGIAS A FAVOR DO PLANEJAMENTO URBANO: UMA APLICAÇÃO NO MUNICÍPIO DE JUIZ DE FORA BORGES, V.V. * ZAIDAN, R. T.** Resumo: O levantamento do uso da terra é um aspecto de interesse fundamental para a compreensão dos padrões de organização do espaço. O presente trabalho tem como objetivo realizar o mapeamento termal do município de Juiz de Fora, baseando-se na análise do conforto térmico e na dinâmica da transformação ambiental. Palavras chave: Juiz de Fora, Mapeamento termal, Sensoriamento Remoto Abstract: The survey of land use is an aspect of fundamental interest for understanding the patterns of spatial organization. This study aims to investigate the thermal mapping in Juiz de Fora-MG, based on the analysis of thermal comfort and dynamics of environmental transformation. Keywords: Juiz de Fora, thermal mapping, Remote Sensing * Valéria Valente Borges Geógrafa UFJF ** Ricardo Tavares Zaidan Prof. Dr. Adjunto do Dep. De Geociências UFJF

2 1- INTRODUÇÃO Com a necessidade de atualização dos registros de uso do solo, para que suas tendências possam ser analisadas, as recentes tecnologias de análises espaciais vêem emergindo de forma substancial nos diversos trabalhos ambientais. Neste contexto, o sensoriamento remoto constitui-se numa técnica de grande utilidade, pois permite, em curto espaço de tempo, a obtenção de informações a respeito de registros de uso da terra. De forma sintética, a expressão uso da terra ou uso do solo pode ser entendida como sendo a forma pelo qual o espaço está sendo ocupado pelo homem. (ROSA, 2003). Os satélites revelam ser bastante importantes, devido a sua grande capacidade de cobertura espacial, permitindo atingir zonas que seriam de difícil acesso por meios terrestres. Constituem um instrumento de fundamental importância nos trabalhos de percepção, avaliação e prognósticos ambientais. Conforme o professor ROSA, (2003) quem tem se dedicado ao desenvolvimento de metodologias para o levantamento de recursos naturais, o sensoriamento remoto (SR) é um conjunto de atividades cujo objetivo consiste na caracterização das propriedades físicoquímicas de alvos naturais, através da detecção, registro e análise de fluxo de energia radiante, por eles refletido e/ou emitido. Assim, se apresenta como uma valiosa ferramenta com várias aplicabilidades, dentre elas, a capacidade de estimar a temperatura da superfície, sendo utilizada em diferentes aproveitamentos no estudo do espaço geográfico. Considerando isso, aliado às necessidades nos estudos urbanos, como ilhas de calor e conforto térmico nas cidades de médio porte, como o município de Juiz de Fora, a realização de um mapa termal proporciona a identificação do padrão de sensibilidade térmica da superfície, da discriminação e avaliação dos alvos, para assim, condicionar melhor a interpretação da variável temperatura no clima urbano. Com o atual crescimento das cidades, aliado ao aumento da poluição e do conseqüente desconforto térmico, planejar adequadamente as ações sobre o ambiente torna-se indispensável. O município de Juiz de Fora está neste contexto, dado à sua crescente ocupação urbana nos últimos anos. E o sensoriamento remoto termal permite analisar fenômenos e transformações ambientais que possam alterar a temperatura da superfície terrestre e propor melhores adequações na qualidade de vida, no que diz respeito ao conforto térmico. Não há trabalhos sobre tal assunto na região. Este é o primeiro trabalho com a pretensão de abordar o sensoriamento remoto como uma ferramenta auxiliadora em assuntos sobre conforto térmico e o crescimento não-planejado da cidade de Juiz de Fora. O SR,

3 contudo, vem trazendo grandes frutos promissores nas regiões próximas, como o de PEREIRA, G., et all, que mostrou a eficácia do SR, e seu subsídio na detecção da modificação do balanço de energia de uma determinada área. O autor identificou ilhas de calor na região metropolitana de SP através de dados provenientes do satélite Landsat 7 ETM+, o que permitiu a análise do campo térmico da região. Com a espacialização da temperatura, sua pesquisa mostrou amplitudes de até 12 C, conforme o trecho. Isto acarreta aos moradores um desconforto térmico, interferindo na qualidade do ar e prejudicando a qualidade de vida da população (PEREIRA, G., et all, 2006). É importante salientar, de acordo com Novo (1998) (SAYDELLES, 2005), a temperatura radioativa medida, que corresponde a um pixel na imagem é a soma das componentes individuais (árvores, vias, edifícios, sombras, etc.) ponderada por suas respectivas superfícies e, portanto, reflete essencialmente o comportamento térmico do elemento mais representativo que o compõe. Sendo assim, uma temperatura estimada. Neste sentido, este trabalho visa a elaboração de um mapa térmico do Município de Juiz de Fora - MG, a partir da banda termal presente no satélite Landsat 5, de agosto de 2007, para que assim se possa analisar o comportamento da temperatura estimada, e comparar os dados resultantes com as estruturas presentes na área de estudo. E para se obter a radiação eletromagnética emitida pela superfície da terra, a qual resulta diretamente da temperatura da superfície e de sua emissividade, existem diversas metodologias utilizadas na sua conversão. 2 - MATERIAIS E MÉTODOS Serão apresentados os materiais e métodos utilizados em tal estudo. De início, é necessário entendermos as características do satélite, seu sensor termal e a área de estudo Landsat 5 e o Sensor Termal O Landsat 5 (fig. 1) apresenta o sensor sensor TM (Thematic Mapper), que faz o imageamento da superfície produzindo imagens com 185 km de largura no terreno, e possui 7 bandas espectrais. Cada banda representa uma faixa do espectro eletromagnético captada pelo satélite. A banda 6 do infravermelho termal (fig. 2), utilizada neste trabalho (10,4 12,5 m), apresenta sensibilidade nos fenômenos relativos aos contrastes térmicos, proporcionando a detecção das propriedades termais de rochas, solos, vegetação, água, sendo útil, para qualquer estudo de atividade geotermal.

4 Satélite Características do Satélite Landsat 5 Missão Land Remote Sensing Satellite (Landsat) Instituição Responsável NASA (National Aeronautics and Space Administration) País/Região Estados Unidos Lançamento 1/3/1984 Situação Atual em atividade Órbita Polar, Circular e heliossíncrona Altitude 705 km Inclinação 98,20º Tempo de Duração da Órbita 98,20 min Horário de Passagem 9:45 A.M. Resolução temporal 16 dias Instrumentos Sensores MSS e TM Fig. 1 - Fonte: Embrapa, adaptado. Banda Espectral Características do Sensor TM do Landsat 5 Sensor Resolução Espectral Faixa Imageada Resolução Espacial L -5 6 TM thermal µm 185 X 185 km 120 m Fig. 2 - Fonte: Embrapa, adaptado. 2.3 Área de Estudo O município de Juiz de Fora está (Fig.3) situado no vale do rio Paraibuna, na mesoregião da Zona da Mata mineira, a LW e LS. É uma cidade de porte médio, com uma população de habitantes (IBGE; 2007) e área de Km 2. O processo de urbanização vem contribuindo nas últimas décadas para uma gradativa alteração nos elementos do tempo, configurando um clima urbano próprio. (BORGES, V. V. et al. 2006) Ao longo dos anos, o município sofreu várias alterações em seu clima, desde o corte da vegetação primária para seu desenvolvimento econômico, com construções urbanas e pavimentações de estradas, afetando consideravelmente o conforto térmico da área, até os dias atuais, com a crescente urbanização da cidade, considerada como um dos pólos econômicos da região. Como conseqüência, surge uma nova paisagem urbana, com a impermeabilização das ruas, as áreas industriais, as estruturas urbanas, e, certamente, as devidas oscilações nas condições do tempo local. O relevo é bastante ondulado, formando uma série de mar de morros, característica do Vale do Paraíba do Sul e dos contrafortes de Serra da Mantiqueira.

5 Fig. 3 Município de Juiz de Fora, MG. O clima da cidade é do tipo tropical de altitude, apresentando no mês de fevereiro a maior média mensal de temperatura, com aproximadamente 21,7 C, e o mês de julho, a menor, em torno de 16,3 C, dados históricos ( ), conforme o Laboratório de Climatologia e Análise Ambiental/Departamento de Geociências da UFJF (fig.4). Dados históricos referentes à 30 anos em Juiz de Fora ( ) UMIDADE TEMPERATURAS (ºC) MÊS ( % ) * TEMP. MÉDIA MÉDIA MÁXIMA MÉDIA MÍNIMA Janeiro 82 21,3 26,8 17,6 Fevereiro 80 21,7 27,3 17,8 Março 85 20,9 26,5 17,2 Abril 84 19,3 23,9 15,9 Maio 84 17,4 22,5 ND Junho 81 16,4 21,8 12,8 Julho 77 16,3 21,4 12,2 Agosto 73 17,1 22,7 13,2 Setembro 78 17,4 23,6 13,6 Outubro 81 18,8 24,6 15,0 Novembro 82 19,6 24,5 16,0 Dezembro 84 20,5 25,8 17,0 MÉDIA ANUAL 81 18,8 24,4 15,1 * Valores referentes à média entre (25 anos) Fig. 4 - Fonte: Estação Climatológica Principal, 5 Distrito de Meteorologia/LabCAA

6 Para o mapeamento da temperatura estimada do município de Juiz de Fora, foi utilizada a imagem da banda 6 do satélite Landsat 5, de 02 de agosto de 2007 a partir das imagens disponíveis pelo INPE. Através do software IDRISI ANDES, pelo módulo termal, foi feita a transformação dos níveis de cinza da imagem em valores de temperatura. Para a classificação dos intervalos de temperatura foi utilizado o software ARCGIS 5.2. Com o mapa gerado, foi possível correlacionar os registros com as estruturas presentes na superfície, e, promover comparações de análise. Foi escolhido um trecho de sentido NE- SW (AB) como indica a fig. 5 a e b. Tal trecho abrange (nessa ordem) áreas de vegetação (Mata do Krambeck), rio Paraibuna, superfície urbana, solo exposto e vegetação novamente. Fig.5.a Composição RGB TM 123; b Imagem da temperatura estimada de Juiz de Fora, MG. O ponto inicial (A) e final (B) que correspondem a áreas de mata, apresentaram as menores temperaturas estimadas, sendo a do Ponto B de 12,0 C. Percorrendo o trecho, percebem-se claramente as modificações na temperatura (Graf. 1), com as áreas de superfícies urbanas (em cor laranja e vermelha) com valores mais acentuados. Contudo, o ponto com maior registro de temperatura estimada ocorreu no solo exposto, com 25,4 C.

7 Gráf. 1 - Perfil da Temperatura no Trecho AB. 3. Resultados e Discussões Analisando a imagem da temperatura estimativa do município de Juiz de Fora, pode-se perceber uma boa comparação entre seus valores com os respectivos objetos na superfície. Embora o pixel da banda termal seja menor, a avaliação dos dados obtidos não ficou prejudicada. No trecho AB de análise, foram registradas temperaturas aparentes entre 25,4 C (solo exposto) e 12,0 C (áreas de matas), o que demonstra satisfatoriamente, seus efeitos na amenização da temperatura em área urbana. O eixo principal da cidade, que segue o rio Paraibuna, pode ser visto claramente na imagem termal, e está em sua maioria, com a estimativa da temperatura entre 19 e 23 C, com alguns pontos chegando a 27 C. 4. Conclusão Os fatores estáticos (fisionomia das cidades) aliado aos fatores dinâmicos (condições do tempo) irão impor aos habitantes do município, o resultado das interferências humanas na dinâmica dos sistemas ambientais. A formação de zonas mais quentes, assim como as ilhas de calor, pode ser amenizada com implantação de áreas verdes no interior da cidade, através de um planejamento urbano adequado.

8 5. Referências Bibliográficas BORGES, V. V. et al. Laboratório de Climatologia e Análise Ambiental: Climatologia e Meteorologia a Serviço da Comunidade. In: VII SBCG -Simpósio Brasileiro de Climatologia Geográfica, UFMT, Rondonópolis, p , ROSA, R. Introdução ao Sensoriamento Remoto. 5 a Edição. Ed. Da Universidade Federal de Uberlândia. Uberlândia, Estação Climatológica Princiapal (ECP), 5 Dist. De Meteorologia do INMET, Laboratório de Climatologia e Análise Ambiental -LABCAA/Departamento de Geociências da Universidade Federal de Juiz de Fora. PEREIRA, G., et all. Identificação do Fenômeno de Ilhas de Calor para a Região Metropolitana de São Paulo Através de Dados Provenientes do Satélite LANDSAT 7 ETM+. Anais III Simpósio Regional de Geoprocessamento e Sensoriamento Remoto Aracaju/SE, outubro de 2006; Novo (1998) (SAYDELLES 2005 p. 71). Estudo do Campo Térmico e Das Ilhas de Calor Urbano em Santa Maria RS. Dissertação, PPGGEO, UFSM, Santa Maria, RS, EMBRAPA. Monitoramento por Satélite. Atualizado em abril de Site: Imagem do Satélite Landsat 5. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais INPE: