Tulius Dias Nery Universidade de São Paulo, São Paulo, São Paulo, Brasil,

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1 O PAPEL DOS CONDICIONANTES GEOMORFOLÓGICOS NA DEFLAGRAÇÃO DOS ESCORREGAMENTOS TRANLASCIONAIS RASOS NA SERRA DO MAR (SP) Tulius Dias Nery Universidade de São Paulo, São Paulo, São Paulo, Brasil, Bianca Carvalho Vieira Universidade de São Paulo, São Paulo, São Paulo, Brasil, Resumo: Os condicionantes geomorfológicos influenciam na deflagração dos escorregamentos rasos na paisagem. A Serra do Mar Paulista, é cenário destes processos que, periodicamente, afetam a região causando danos ambientais e sócio-econômico. Assim, o objetivo deste trabalho é analisar os condicionantes geomorfológicos, a partir do ângulo, aspecto e curvatura da encosta na deflagração dos escorregamentos rasos ocorridos em 1985, Cubatão (SP). Para tanto utilizou-se MDTs de 2m e 5m de resolução, para gerar os mapas topográficos e posteriormente correlacioná-los com o mapa de cicatrizes. Foram analisados os índices de Concentração e Potencial de Escorregamento. Para as bacias da Copebrás e Ultrafértil, predominaram os ângulos entre 30º e 40º. As áreas mais suscetíveis a escorregamentos são aquelas com ângulos entre 40º e 50º. As encostas mais suscetíveis, para ambas as bacias, foram aquelas voltadas para NW. As formas convexo-retilíneas foram as que apresentaram ser mais suscetíveis a escorregamentos. Abstract: The geomorphologic conditions influence the triggers of shallow landslides on the landscape. The Serra do Mar Paulista, scenario of these processes is that, periodically, affecting the region social, economic and environmental damages. The objective of this study is to examine the geomorphological conditions, through the slope angle, aspect and curvature on the shallow landslides triggers in 1985, Cubatão (SP). We used for both MDTs of 2m and 5m resolution, to generate topographical maps and then correlated them with the scars map. Were analyzed the index of Landslides Concentration and Potential. For Copebrás and Ultrafértil basins predominated the angles between 30º and 40º. The areas most susceptible landslides are those with t angle between 40º and 50º. The slopes more susceptible to both basins were those towards NW. The convex-rectilinear forms were presented more landslides susceptible. 1. INTRODUÇÃO A deflagração dos movimentos de massa é controlada por uma cadeia de eventos, iniciada pela formação da própria rocha seguida de toda sua história geológico-geomorfológica (AUGUSTO FILHO & VIRGILI, 1998). Uma série de condições atua individualmente ou em conjunto, refletindo ora no aumento ora na redução das tensões cisalhantes. Os condicionantes geomorfológicos, como a forma da encosta, por exemplo, podem ser apontados como um dos fatores que contribuem na definição de áreas suscetíveis a escorregamentos translacionais rasos. SELBY (1993) aponta algumas possíveis causas para a contribuição destes fatores, tais como vegetação, vibrações e a acelerações, água, intemperismo, forma e orientação da encosta. LARSEN e TORREZ-SÁNCHEZ (1998) relatam ainda, que estes processos, do ponto de vista da Engenharia dos solos, estão associados ao tipo de material como: mineral inorgânico, solos residuais ou transportados (colúvio e aluvião), incluindo fragmentos de rochas. Segundo CROZIER (1986) podem ser identificados três fatores que controlam tais processos. Aqueles que predispõem a vertente ao movimento, que iniciam o movimento, mudando a margem da vertente de um estado estável para instável e aqueles que impõem condições do movimento e controlam a forma. A Serra do Mar, no Estado de São Paulo, é um compartimento geomorfológico bastante suscetível aos processos de movimentos de massa, principalmente escorregamentos translacionais rasos (Figura 1). Desde a década de 1970 inúmeros eventos generalizados ocorrem em diversas encostas da Serra do Mar ocasionando danos sociais, econômicos e ambientais nesta região. Muitas pesquisas de cunho geotécnico e geológico já foram e ainda buscam as causas e os principais fatores destes processos. Entretanto, existe certa dificuldade de acesso a dados pedológicos e geológicos, por exemplo, que contribuem para o melhor entendimento dos mesmos.

2 Considerando a maior acessibilidade dos parâmetros topográficos (ex. cartas topográficas e fotos aéreas) e sua importância na deflagração dos escorregamentos translacionais é objetivo deste trabalho avaliar o papel dos fatores topográficos (ângulo, aspecto e curvatura das encostas) na deflagração dos escorregamentos translacionais rasos ocorridos em 1985 nas bacias da Copebrás e Ultrafértil. Figura 1: Escorregamentos translacionais rasos ocorridos nas encostas da Serra do Mar, desencadeando corridas de detritos que atingiram as partes mais baixas dessa região. (fonte: arquivo IPT, 1985) 2. MATERIAS E MÉTODOS Para alcançar o objetivo principal foram utilizados os seguintes procedimentos metodológicos: escolha de uma bacia hidrográfica representativa da região; levantamento dos parâmetros topográficos e sua correlação com o mapa de cicatrizes dos escorregamentos. As bacias da Copebrás e da Ultrafértil têm importante relevância no aspecto do meio físico, tal como no sócio-econômico da região, por estarem próximas ao pólo-industrial de Cubatão (Figura 2). A escolha de ambas as bacias está associada à ocorrência generalizada de escorregamentos translacionais rasos deflagrados durante as intensas chuvas ocorridas em Janeiro de 1985 (380mm/48h). A geologia é representada, em sua maior parte, pelos gnaisses e os metassedimentos, apresentando feições estruturais bastante delimitadas e com orientações, em sua maior parte, direcionadas NESW (HASSUI et al, 1994; entre outros). Localmente as litologias que correspondem às bacias da Copebrás e Ultrafértil, são formadas por migmatitos estromatíticos (AcMn) do Complexo Costeiro, por migmatitos estromatíticos (PSeMC) do Complexo Embu-Grupo Açungui e micaxistos (PSpX) do Complexo Pilar-Grupo Açungui, IPT (1986). Segundo WOLLE (1988), os solos destas regiões são pedologicamente evoluídos, muitas vezes preservando as características dos materiais de origem. CARVALHO (1989) realizou um estudo sobre os parâmetros geotécnicos e hidrológicos com

3 intuito de estudar a infiltração das águas pluviais em solos não saturados. Um dos pontos de análise localiza-se próxima a Copebrás, onde por meio de sondagens o autor identificou dois tipos de horizontes de solo acima da rocha: solo superficial coluvionar, de textura areno-argilosa com cerca de 1 metro de espessura e solo saprolitico de textura arenosa com espessuras de variando entre 3 a 4 metros. Os parâmetros topográficos foram obtidos por meio do Modelo Digital de Terreno (MDT) elaborado a partir da digitalização das cartas topográficas em escala 1:10000 com eqüidistância de 5m. O módulo de interpolação utilizado para geração dos modelos foi o Topo to Raster da extensão 3D Analyst do software ArcGis. Para a bacia da Copebrás utilizou-se um MDT com resolução de 2m e para a bacia da Ultrafértil utilizou-se um MDT com resolução de 5m. Quanto ao mapeamento das cicatrizes dos escorregamentos ocorridos em 1985, foram utilizadas ortofotos aéreas infravermelhas coloridas em escala 1:25000 realizadas pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). O mapeamento foi feito com base em uma análise visual dessas feições, utilizando a ausência de vegetação e posição da encosta como principais critérios para a identificação das cicatrizes. Esse último critério foi definido a partir de trabalhos já realizados na Serra do Mar no estado de São Paulo, os quais mostram que as rupturas dos escorregamentos translacionais rasos ocorrem na porção ou terço superior da cicatriz. Para a bacia da Ultrafértil toda a cicatriz incluindo a foi zona de passagem e arraste foi utilizada para sua delimitação. A partir das correlações dos mapas topográficos e de cicatrizes, foram analisados os seguintes índices: Freqüência (F), que representa os números de células para cada classe dos parâmetros topográficos; Concentração de Cicatrizes (CC), que consiste no número de células, de cada classe, afetadas pelos escorregamentos e o total de células da bacia; e Potencial de Escorregamentos (PE), representado pelo número de células, de cada classe, afetadas pelas cicatrizes e o total de células dessa mesma classe. 3. RESULTADOS Foram mapeadas 356 cicatrizes na Copebrás e 108 na Ultrafértil. Os resultados alcançados por meio das correlações dos mapas topográficos e de cicatrizes podem ser visualizados na Tabela 01. A Freqüência (F) para todos os parâmetros topográficos foi bastante similar quando comparados a outros trabalhos realizados na Serra (SADOWSKI et al, 2001, WOLLE et al, 2001; LOPES, 2006; entre outros). Observou-se que as duas bacias, em função do domínio escarpado, apresentaram predomínio das classes com ângulos entre 30º a 40º, 40% e 34%, respectivamente (Figuras 3 e 4). Analisando os índices de PE, para o ângulo de encosta, percebeu-se que as classes mais suscetíveis a escorregamentos foram aquelas entre 40º e 50º, com 6,3% para a Copebrás e 4,1% para a Ultrafértil. Alguns trabalhos realizados na Serra do Mar (SP) e em áreas com características ambientais similares apontam o intervalo entre 30º e 40º como o mais suscetível a escorregamentos rasos. LOPES (2006), por exemplo, identificou em diversas bacias do vale do rio Moji uma pequena quantidade de cicatrizes entre 0º e 30º (15%), e metade do total de escorregamentos ocorridos em 1985 entre 30º e 40º (51%). Esses valores são reduzidos com o aumento do ângulo da encosta, principalmente acima de 45º (11%). Para os escorregamentos ocorridos em 1994, cerca de 54% das cicatrizes concentraram-se no intervalo entre 30º e 40º. Tal comportamento, ou seja, elevação do PE até a classe de 50º e redução nas classes superiores, foi também observado por GUIMARÃES (2000), que justifica essa redução pela presença de paredões rochosos e, conseqüentemente, ausência de solos disponíveis para ruptura. Referente ao mapa de aspecto (orientação das encostas), as duas bacias apresentaram comportamentos distintos (Figura 5 e 6). Na bacia da Copebrás grande parte das encostas está voltada para o quadrante SE (21,9%), enquanto na Ultrafértil, a maior Freqüência (F) foi observada para as encostas voltadas para o quadrante E (27%). Observando os valores do índice de CC, as encostas que mais concentraram cicatrizes foram aquelas voltadas para os quadrantes SE (bacia da Copebrás) e E (bacia da Ultrafértil). Entretanto, considerando somente o índice PE, verificou-se que as encostas voltadas para o quadrante NW são as mais suscetíveis em ambas as bacias. A curvatura (forma da encosta) para a bacia da Copebrás, em relação à Freqüência (F), apresentou predomínio das formas retilíneas (43%) e convexas (39,6%). Na Ultrafértil, em relação ao mesmo índice, predominam formas convexas (50,2%) e côncavas (43,5%), conforme as Figuras 7 e 8. A Concentração de Cicatrizes (CC) segue esta mesma tendência para as duas bacias, ou seja, para a Copebrás as formas retilíneas concentraram 44% das cicatrizes, as convexas 41%. Para a Ultrafértil as formas convexas concentraram 46% e as côncavas 44,3%. No que se refere ao PE da bacia da Copebrás, as formas retilíneas e convexas foram as que obtiveram o maior índice (3,8%). Para a Ultrafértil o maior índice foi encontrado somente nas formas retilíneas (6%). Os percentuais identificados nesse trabalho conferem com alguns trabalhos realizados na Serra do Mar Paulista por IPT (1986). De acordo com

4 Tabela 01: Índices da Concentração de Cicatrizes (CC) e do Potencial de Escorregamentos (PE) Bacia da Copebrás Bacia da Ultrafértil Parâmetros Topográficos/Bacia CC (%) PE (%) CC (%) PE (%) ,9 1,4 26,9 4, ,7 4,4 30,5 3,4 Ângulo ,2 6,3 34,3 4,1 >50 2,3 3,1 8,3 3,3 N 4,4 7,1 0,2 0,4 NE 1,8 6,3 10,9 4,1 E 18,2 5,6 29,9 4,2 SE 23,3 3,9 16,2 2,3 Aspecto S 18,1 3,0 14,3 3,5 SW 8,4 1,5 13,1 5,3 W 10,8 2,9 13,0 5,7 NW 15,1 7,2 2,4 7,4 Côncavo 15,4 3,3 44,3 3,8 Curvatura Retilínea 43,5 3,7 9,8 6,0 Convexa 41,1 3,8 45,9 3,4 Em um estudo mais recente realizado por LOPES (2006), 61% das cicatrizes dos escorregamentos de 1985, e 70% daqueles ocorridos em 1994 ocorreram em encostas retilíneas. A maior ocorrência de cicatrizes em encostas retilíneas foi verificada também por TATIZANA et al. (1987), IPT (1988), WOLLE (1988), WOLLE & CARVALHO (1989) e CETESB (1991) , , , , , , , , MAPA DE ÂNGULO DA ENCOSTA , , LEGENDA Limite da Bacia Drenagem Cicatriz ( ) , m 1: Figura 3: Mapa de ângulo da encosta da bacia da Ultrafértil , esses dois relatórios, o perfil das encostas na Serra é predominantemente retilíneo e bastante íngreme nas vizinhanças da borda do Planalto. Nos setores de meia-encosta os perfis retilíneos e convexos se alternam e, associados à ruptura de declive positiva com inclinações superiores a 60%, apresentam maior suscetibilidade a escorregamentos. Projeção UTM - Zona 23 Datum SAD 69 - Meridiano Central W , , Figura 4: Mapa de ângulo da encosta da bacia da Copebrás.

5 MAPA DE ASPECTO Limite da Bacia Drenagem Cicatriz N NE E SE S. 350 m 1: SW W Projeção UTM - Zona 23 Datum SAD 69 - Meridiano Central W45 NW Figura 6: Mapa de aspecto da bacia da Copebrás LEGENDA MAPA DE CURVATURA (PLANTA/PERFIL) Limite da Bacia Cicatriz Côncava Retilínea Convexa m 1: Projeção UTM - Zona 23 Datum SAD 69 - Meridiano Central W45 Figura 7: Mapa de curvatura da bacia da Ultrafértil. Figura 5: Mapa de aspecto da bacia da Ultrafértil. LEGENDA Figura 8: Mapa de curvatura da bacia da Copebrás.

6 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS Por meio dos resultados alcançados, podemos concluir que os condicionantes geomorfológicos, ou seja, o ângulo da encosta, o aspecto e a curvatura tiveram grande relevância na deflagração dos escorregamentos rasos ocorridos em Contudo, os mesmos não podem ser apontados unicamente como responsáveis, já que, levando se em consideração o ambiente de ocorrência destes fenômenos outros fatores podem auxiliar a iniciação destes processos. Quanto aos resultados obtidos para as bacias da Copebrás e Ultrafértil, estes demonstraram-se bastante satisfatórios. O emprego de metodologias diferentes no mapeamento das cicatrizes apresentou algumas discrepâncias, porém aceitáveis, pois quando analisadas em conjuntos com outros trabalhos na Serra mostraram-se bastante similares. As encostas mais suscetíveis a escorregamentos rasos são aquelas voltadas para NW em ambas às bacias. Tal relevância, sobre a orientação destas encostas está relacionada à distribuição das águas das chuvas e o teor Os intervalos das classes dos ângulos entre 30º a 50º foram as que mais concentraram cicatrizes de escorregamentos para as bacias da Copebrás e Ultrafértil. Tais concentrações destes processos, nesses intervalos, podem estar associadas a uma maior evolução dessas encostas, ou seja, um processo de pedogênese e intemperismo muito atuante ou mesmo relacionados a depósitos coluvionares. As encostas mais suscetíveis a escorregamentos são aquelas com ângulos de 40º a 50º e com formato convexa-retilínea. WOLLE (2001), sobre estudo de instabilidade na Serra, relata que os escorregamentos rasos estão associados a este tipo de forma e nos topos destas. Em última análise, o entendimento da freqüência e magnitude destes fenômenos faz-se necessário cada vez mais, principalmente, quando estes são associados a grandes catástrofes, envolvendo a sociedade, bem como, suas infra-estruturas. 5. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem o apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo FAPESP no desenvolvimento desta pesquisa por meio da bolsa de mestrado. 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Augusto Filho, O. e Virgili J. C. (1998) Estabilidade de Taludes. In ABGE (ed) Estabilidade de Taludes. ABGE, São Paulo, pp Carvalho, C. S Estudo da Infiltração em Encostas de Solos Insaturados na Serra do Mar. Dissertação de mestrado. USP, SãoPaulo, pp Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (CETESB) (1991) Carta morfodinâmica da Serra do Mar na região de Cubatão (SP), São Paulo. Crozier, M. J. (1986) Landslides: causes, consequecies and environment. New Hampshire, USA: ed. Croom Helm, p Guimarães, R. F. (2000) Utilização de um Modelo de Previsão de Áreas Susceptíveis a Escorregamentos Rasos com Controle Topográfico: Adequação e Calibração em Duas Bacias de Drenagem. Universidade Federal do Rio de Janeiro. Tese de Doutorado. UFRJ, Rio de Janeiro, pp Hassui, Y.; Mioto, J. A.; Morales, N. (1994) Geologia do Pré-Cambriano. In: Solos do Litoral de São Paulo. Falconi, F. F.; Junior, A. N. (Org.). ABMS, São Paulo, p IPT (1986) Indicação preliminar de áreas prioritárias para recomposição da cobertura vegetal na serra do mar na área de Cubatão. IPT, São Paulo. IPT (1988) Estudo das instabilizações de encostas da Serra do Mar na região de Cubatão objetivando a caracterização do fenômeno de corrida de lama e da prevenção dos seus efeitos. IPT, São Paulo. Larsen, M. C. e A. J. Torres-Sánchez (1998) The Frequency and distribuion of recent landslides in three montane tropical regions of Puerto Rico. Geomorpholgy 24: Lopes, E.S.S. (2006) Modelagem espacial dinâmica aplicada ao estudo de movimentos de massa em uma região da Serra do Mar paulista, na escala de 1: Tese (Doutorado) - IGCE/UNESP, Rio Claro. Sadowski, G. R.; Kanji, M. A.; Motidome, M. J. (2001). Condicionantes Geológicos dos Escorregamentos do Km 42 da Via Anchieta, Pista Sul. In. Conferencia Brasileira sobre Estabilidade de Encosta, vol: III (COBRAE). ABMS, Rio de Janeiro, p Selby, M. J. (1993) Hillslope: materials and process. New York. Tatizana, C., A. T. Ogura, L. E. S. Cerri and M. C. M. Rocha (1987) Modelamento numérico da análise de correlação entre chuvas e escorregamentos aplicado às encostas da Serra do Mar no município de Cubatão In Anais do 5º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia. ABGE, São Paulo: Wolle, C. M. (1988) Análise dos escorregamentos translacionais rasos numa região da Serra do Mar. Tese de Doutorado. Escola Politécnica. USP, São Paulo, pp Wolle, C. M. and Carvalho, C. S. (1989) Deslizamentos em encostas na Serra do Mar - Brasil. Solos e Rochas:

7 Wolle, C. M.; Mello, L. G. S.; Altrichter, G. (2001). O escorregamento do km 42 da via Anchieta: histórico das ocorrências e provável mecanismo de instabilização. In. Conferencia Brasileira sobre Estabilidade de Encosta, vol: III (COBRAE). ABMS, Rio de Janeiro, p