15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental

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1 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental ANÁLISE DA RELAÇÃO DA OCORRÊNCIA DE MOVIMENTOS DE MASSA COM A PRECIPITAÇÃO MENSAL NO EVENTO DE DEZEMBRO DE 2013 NO ESPÍRITO SANTO E MINAS GERAIS Marcos Figueiredo Salviano 1 ; Tiago Antonelli 2 ; Luiz Fernando dos Santos 3 Resumo Os impactos sociais e econômicos resultantes de movimentações de massa são uma crescente no Brasil nas últimas décadas. O principal deflagrador destes eventos são as precipitações intensas, como aconteceu em dezembro de 2013 no leste de Minas Gerais e no estado do Espírito Santo. Este estudo tem como objetivo correlacionar a ocorrências de movimentações de massa com a precipitação acumulada mensal nesta região. Para isso a região de estudo foi dividida em classes de faixas de precipitação, sendo contabilizado para cada classe o número de ocorrências de cicatrizes no relevo resultantes de movimentações de massa. Para a análise, utilizou-se mapas distribuídos de precipitação, oriundos do produto PrecMerge do CPTEC/INPE. A densidade de cicatrizes variou pouco entre as precipitações de 300mm e 800mm, não sendo possível extrair uma correlação significativa nesta faixa. No entanto, nas áreas onde a precipitação acumulada mensal superou 800mm, o número de cicatrizes foi 5 vezes superior a qualquer outra classe. A partir disso foi possível concluir que 800 mm de precipitação mensal pode ser um limiar importante para ocorrência de desastres naturais de grande magnitude. Abstract The social and economic impacts resulting from mass movements are increasing in Brazil in recent decades. The main triggering of these events is intense rainfall, as happened in December 2013 in eastern Minas Gerais and Espírito Santo state. This study objective is to correlate mass movements occurrences with the monthly accumulated rainfall in this region. For this, the study area was divided into rainfall ranges classes, for which was accounted the number of scars resulting from mass movements. For the analysis, it was used distributed maps of precipitation from the PrecMerge product produced by CPTEC / INPE. The density of scars varied little between the rainfall of 300mm and 800mm, not been possible to extract a significant correlation for this ranges. However, in areas where the monthly cumulative rainfall exceeded 800mm, the number of scars was 5 times higher than any other class. From this, it was possible to conclude that 800 mm of monthly rainfall can be an important threshold for natural disasters of great magnitude. Palavras-Chave Desastres naturais; movimentações de massa; chuvas intensas Eng., Pesquisador em Geociências, CPRM, (11) , marcos.salviano@cprm.gov.br Geól., Pesquisador em Geociências, CPRM, (11) , tiago.antonelli@cprm.gov.br Geól., Pesquisador em Geociências, CPRM, (11) , luiz.fernando@cprm.gov.br 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 1

2 1. INTRODUÇÃO No Brasil, a frequência e a intensidade dos desastres naturais vêm sofrendo um aumento significativo nas últimas décadas (Marcelino et al. 2006). Esta intensificação pode ser explicada principalmente pelo aumento populacional, a ocupação desordenada e à intensificação da urbanização e da industrialização (Kobiyama et al. 2003). Dentre os diversos tipos de desastres naturais, um dos mais impactantes são os movimentos de massa (em especial, os deslizamentos) classificados no grupo dos desastres geológicos (MI 2012). Este é um tipo de desastre que tem se intensificado nos últimos anos, sendo responsável por matar em média 69 mil pessoas em todo mundo por ano, entre os anos de 2001 e 2010 (Guha-Sapir et al. 2012).Os deslizamentos têm como característica produzir cicatrizes com uma geometria definida pela cabeceira (onde se inicia o escorregamento), pelo corpo (ao longo da faixa afetada pela remoção e transporte de material) e pela base (onde se deposita o material transportado) (Zaruba & Mencl 1982; Hansen 1984; IPT 1989). Dentre os fatores que propiciam a deflagração de movimentações de massa está a intensidade pluviométrica (Tatizana et al. 1987). Em dezembro de 2013, uma forte precipitação causada pela Zona de Convergência do Atlântico Sul - ZCAS (Guimarães 2014) atingiu uma área que engloba partes dos estados de Minas Gerais e do Espírito Santo. Este evento desencadeou uma série de ocorrências de movimentos de massa. No Espírito Santo foi decretado estado de emergência em 55 munícipios (de um total de 78 em todo estado), gerando um total de de desabrigados (Defesa Civil-ES 2014). Estima-se que levando em conta apenas os danos causados no Espírito Santo, o prejuízo financeiro devido ao evento foi da ordem de R$ 1,36 bilhão (Taveira 2014). Para minimizar os impactos socioeconômicos de eventos desta magnitude, é importante compreender as suas causas, para assim auxiliar na previsão e possibilitar a tomada de ações preventivas e emergenciais por parte do poder público e da sociedade. Com isto em vista, este estudo tem como objetivo fazer uma análise comparativa do número de ocorrências de deslizamentos deflagrados pelas chuvas ocorridas em dezembro de 2013 no estado do Espírito Santo e no leste do estado de Minas Gerais, com o volume acumulado de precipitação no mesmo período. 2. MATERIAIS E MÉTODOS Para uma análise da correlação entre precipitação e cicatrizes de movimentos de massa, foram definidas classes de intervalos de precipitação que incidiram na área de estudo ao logo do mês de dezembro de 2013, assim definidos: , , , , e maior que 800mm. Então, para cada classe de precipitação foi feita uma contagem do número de cicatrizes, de forma a permitir o cálculo da densidade de ocorrência dos eventos. Adotou-se como parâmetro de análise a precipitação mensal devida à incerteza das datas de ocorrência dos diversos eventos. Em Baixo Guandu (ES), de acordo com a Defesa Civil local, os eventos ocorreram com maior intensidade após o dia 20 de dezembro de Devido à dimensão da área de estudo, foi preciso delimitar áreas amostrais que representariam cada classe de precipitação acumulada (Figura 1). Buscou-se regiões de área e declividades média semelhantes (entre 20º e 22º), visto que este estudo se restringe à relação da precipitação com a ocorrência de movimentações de massa. O mapa da declividade foi elaborado 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 2

3 a partir do Modelo Digital de Elevação (MDE), ASTER-GDEM versão 2, produzido e disponibilizado por uma parceria entre o METI e a NASA. Figura 1 Localização das áreas amostrais com o vetor das movimentações de massa junto com o mapa da precipitação acumulada em dezembro de O trabalho de digitalização das cicatrizes foi feito utilizando o software ArcGis 10.0 de forma manual em um processo de fotointerpretação, utilizando imagens (Google Earth) de satélite obtidas depois dos eventos de chuva intensa em dezembro de Também foram efetuadas checagens de campo (Figura 2) em alguns locais onde houve movimentações de massa em dezembro de 2013 para validar as feições previamente fotointerpretadas. Figura 2 Fotografias das cicatrizes de escorregamentos e suas respectivas áreas de atingimento. A e B Baixo Guandu-ES; C e D Aracruz-ES. Fonte: Tiago Antonelli e Luiz Fernando dos Santos. 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 3

4 2.1. Área de estudo Para limitar a área de estuda e possibilitar uma análise mais concisa, optou-se por delimitá-la de acordo com os dados obtidos através da análise da imagem PrecMerge de precipitação acumulada mensal de dezembro de 2013, onde o máximo foi de 849mm (Figura 3). Esta delimitação abrange partes dos estados de Minas Gerais e Espírito Santo, região com os maiores volumes acumulados. As coordenadas dos limites superior esquerdo e inferior direito da região são respectivamente: (-42.0º, -19.0º) e (-40.0º, -20.0º). Figura 3 - Localização da área de estudo, indicada pelo retângulo no centro da imagem, englobando regiões dos estados de Minas Gerais e Espírito Santo. Fonte: Google Earth Dados de precipitação Por se tratar de um estudo espacial, optou-se por utilizar um dado de precipitação espacialmente distribuído, ao invés de dados localizados. Para isso foram utilizados dados do produto PrecMerge, disponibilizado pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Na elaboração destes mapas de precipitações, são realizadas interpolações a partir de duas fontes distintas: dados físicos das nuvens (altura e temperatura) obtidos pelos satélites TRMM conjuntamente com dados de estações automáticas do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) gerando um produto final com uma resolução espacial de 0,25 graus (aproximadamente 20 quilômetros) (Rozante et al. 2010). Utilizando o software GRads foi possível elaborar um mapa da precipitação acumulada em dezembro de 2013 para a referida área (Figura 4). 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 4

5 Figura 4 - Mapa da precipitação acumulada (mm) em dezembro de 2013, com a área de estudo está delimitado pelo retângulo no centro da imagem. Fonte: PrecMerge (INPE/CPTEC). 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES Foi calculada a densidade de cicatrizes para cada classe de precipitação, conforme apresentado na Tabela 1. Observa-se que, excluindo a classe de maior precipitação (>800mm), não existe uma diferença significativa entre a densidades calculadas para cada classe. A diferença entre a classe mm é apenas 14% superior à classe de mm. Isto corrobora com a conclusão de diversos estudos (Tatizana et al., 1987; Riekmann et al., 2010; Santoro et al., 2010), de que o melhor método de se correlacionar precipitação e deslizamentos é com uma precipitação de um tempo de antecedência menor do que 1 mês. Tabela 1 - Relação da densidade de cicatrizes por quilômetro quadrado. Faixa de Precipitação (mm) Área amostral (km²) Número de cicatrizes (n) Densidade (n/km²) > No entanto, houve uma ruptura dos resultados obtidos nas áreas com uma precipitação acumulada mensal superior a 800 mm. A densidade de cicatrizes obtida foi mais de 5 vezes superior à densidade de qualquer outra classe. Isto sugere que mesmo que precipitações entre 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 5

6 300 mm e 800 mm possam causar deflagração de movimento de massa, existe um aumento significativo no número de ocorrências de movimentações de massa quando a precipitação mensal é superior a 800 mm. No gráfico apresentado na Figura 5, é possível observar que uma precipitação mensal superior a 800 mm aumenta exponencialmente a ocorrência de movimentações de massa. Densidade de cicatrizes Densidade de cicatrizes (n/km²) y = e 0.003x R² = Densidade de cicatrizes Precipitação (mm) Figura 5 - Gráfico relacionando a precipitação acumulada em dezembro de 2013 (eixo x) com a densidade de cicatrizes (eixo y). 4. CONCLUSÕES A precipitação mensal acumulada pode ser um bom parâmetro para estudar a relação entre estes dois eventos quando não se tem as datas das deflagrações das ocorrências dos eventos e dos processos adversos. Um exemplo é a evidente correlação apresentada na Figura 5 em que o número de cicatrizes teve um substancial incremento nas áreas em que a precipitação mensal acumulada superou os 800mm. Os resultados mostram uma nítida diferença na quantidade de movimentações de massa nas áreas cuja precipitação mensal foi superior a 800 mm. Isto indica que 800 mm de precipitação mensal pode ser um limiar importante para ocorrência de desastres naturais de grande magnitude. Esse resultado sugere a forte contribuição e controle que o fator chuva acumulada mensal tem sobre os eventos de movimento de massa. Algumas inconsistências que foram observadas como, por exemplo, a pequena diferença do número de cicatrizes fotointerpretadas em áreas com uma significativa variação da precipitação (300mm e 700mm), provavelmente são oriundas de erros no mapa gerados no PrecMerge que possuem resolução de 0,25º. 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 6

7 REFERÊNCIAS Defesa Civil ES (2014) Relatório Desastres ES Disponível em : Acesso em junho de Guimarães, M.B. (2014) Fenômenos Climáticos: a Zona de Convergência do Atlântico Sul em dezembro de 2013 e seus efeitos no Espírito Santo-Brasil, XII Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste. Natal-RN. Hansen, M. J. (1984) Strategies for classification of landslides.in: Brindsen, D.;Prior D. B. (Eds.) Slope instability. Salisbury: John Wiley e Sons. p Instituto de Pesquisa Tecnológicas (IPT). Estudo das instabilizações de encostas da Serra do Mar na região de Cubatão objetivando a caracterização do fenômeno corrida de lama e prevenção de seus efeitos. São Paulo: IPT, p. (Relatório n ). Guha-Sapir, D; Vos, F; Below, R; Ponserre, S. (2012) Annual Disaster Statistical Review 2011: The Numbers and Trends. Ciaco Imprimerie.Bruxelas. 52 p. Kobiyama, M; at al. (2003) Prevenção de desastres naturais Conceitos básicos, Editora Organic Trading. Marcelino, E.V; Nunes, L.H; Kobiyama, M. (2006) Banco de dados de desastres naturais: análise de dados globais e regionais. Caminhos de Geografia, Uberlândia-MG, v. 6, n. 19. p MI, Ministério da Integração Nacional (2012). COBRADE Classificação e Codificação de Desastres, Secretaria da Defesa Civil. Disponível em < > Acesso em 26 de Março de Riekmann, C.G; Pinheiro, A; Tachini, M. (2010) Estudo da relação entre precipitações e deslizamentos em áreas de risco em Blumenau-SC, Anais do Simpósio de Águas da AUGM. Blumenau-SC. Rozante, J.R; Moreira, D.S; Gonçalves, L.G.G; Vila, D.A. (2010) Combining TRMM and Surface Observations of Precipitation: Technique and Validation over South America Weather Forecasting. v. 25. p Santoro, J; Mendes, R.M; Pressinotti, M.M.N; Manoel, G.R. (2010) Correlação entre chuvas e deslizamentos ocorridos durante a operação do plano preventivo de Defesa Civil em São Paulo,SP, Anais do 7º Simpósio Brasileiro de Cartografia Geotécnica e Geoambiental [ABGE]. Maringá-PR. Tatizana, C; Ogura, A.T; Cerri, L.E.S; Rocha, M.C.M. (1987) Escorregamentos Serra do Mar, Municípios de Cubatão, Anais de 5º congresso brasileiro de geologia e engenharia. Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo S.A. IPT, 23 p. Taveira, V. (2014) A matemática das chuvas : os verdadeiros números das enchentes no ES. Disponível em em junho de º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 7

8 Zaruba, Q.; Mencl, V. (1982) Landslides and their control: development in geotechnical engineering. Amsterdam: Elsevier. 324 p. 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 8