CORRIDAS DE MASSA NA SERRA DA MANTIQUEIRA: DESCRIÇÃO E AVALIAÇÃO DA OCORRÊNCIA NO CÓRREGO DO BRAÇO

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1 CORRIDAS DE MASSA NA SERRA DA MANTIQUEIRA: DESCRIÇÃO E AVALIAÇÃO DA OCORRÊNCIA NO CÓRREGO DO BRAÇO Marcelo Fischer Gramani (Geólogo, Instituto de Pesquisas Tecnológicas - IPT) mgramani@ipt.br. Resumo: O verão de 2000 foi caracterizado por apresentar altos índices pluviométricos em algumas regiões do país. O Vale do Paraíba e a região da Serra da Mantiqueira foram intensamente atingidos por eventos de origem geológica e hidrológica. Dentre os principais problemas que afetaram as áreas, os escorregamentos, as inundações graduais e bruscas e as corridas de massa (debris flows) foram os que causaram os maiores prejuízos em termos econômicos e sociais. O objetivo do presente trabalho é descrever a corrida de detritos no afluente do rio do Braço, que atravessa o distrito de Pinheiros, nas proximidades da cidade de Lavrinhas (SP). Nesse local, foi observada ampla mobilização de material grosseiro e mudanças significativas na geometria do canal afetado. Palavras-chave: fluxo de detritos, desastre natural, risco geológico, Serra da Mantiqueira. DEBRIS FLOW IN SERRA DA MANTIQUEIRA: DESCRIPTION AND ASSESSMENT OF OCCURRENCE IN BRAÇO WATERSHED Abstract: In recent years an increase in the occurrence of debris flows has been observed in various regions of Brazil. These mass movements can be characterized by the expressive volume of material mobilized during a relative short period of time, long distances of travelling, high velocity and high transport capacity. On January, 2000 an extreme precipitation event produced landslides and debris flows in Serra do Mar and Serra da Mantiqueira. The study area is located in the Braço watershed, at Lavrinhas municipality, which is about 230 km of Sao Paulo city. The damage caused by the occurrence of debris flow included destruction of plantations and bridges. Keywords: debris flow, natural disaster, geological risk, Mantiqueira. Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN Ed. Especial Junho de página 1 de 15

2 1. INTRODUÇÃO O município de Lavrinhas situa-se no Vale do Paraíba, denominado Vale Histórico, cerca de 230 km a leste da capital paulista, no sopé da Serra da Mantiqueira. A área de estudo se encontra próximo ao município, no distrito de Pinheiros, cerca de 14 km da região central. A área foi afetada por um movimento de massa que atingiu predominantemente um afluente do córrego do Braço, se restringindo aos canais de drenagem. O movimento de massa ocorreu após intensas chuvas no início do ano de Destaca-se que o verão de foi caracterizado por apresentar altos índices pluviométricos em algumas regiões do país. Além do Vale do Paraíba e a região da Serra da Mantiqueira, que foram intensamente atingidos por eventos de origem geológica e hidrológica, algumas regiões da Serra do Mar sofreram com as ocorrências de movimentos de massa. Destaca-se o escorregamento seguido de corrida de massa ocorrido nas proximidades do quilômetro 42 da pista sul da rodovia Anchieta em dezembro de 1999 (Wolle et al., 2001). Visando o entendimento da fenomenologia das corridas de massa o artigo descreve algumas feições sedimentares, dados geológicos e morfológicos da bacia hidrográfica atingida. A recorrência e os impactos gerados pelas corridas de massa nas regiões serranas do país mostram a necessidade de interpretar alguns fatores envolvidos, agentes deflagratórios, bem como os mecanismos que comandam a dinâmica desses fluxos. 2. ÁREA DE ESTUDO A Serra da Mantiqueira constitui um cenário propício para a formação de corridas de massa. A área de estudo compreende a bacia hidrográfica do rio do Braço e seu afluente da margem direita, localmente denominado córrego Seco. O local encontra-se no distrito de Pinheiros, cerca de 14 km da área central do município de Lavrinhas. O evento ocorreu no mês de janeiro, nas proximidades da Fazenda Mato Quieto. A Figura 1 apresenta o mapa de localização da área, se destacando a subbacia do córrego Seco, onde se desenvolveu a principal movimentação no leito e margem da drenagem, nos contrafortes da Serra da Mantiqueira. Nas proximidades encontra-se o quarto ponto culminante do país, a Pedra da Mina, divisa dos estados de São Paulo (municípios de Lavrinhas e Queluz) e Minas Gerais (município de Passa Quatro). Nota-se que a bacia é rica em drenagens e o relevo é bastante acentuado. Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN Ed. Especial Junho de página 2 de 15

3 Figura 1. Localização da área de estudo: (1) limite da bacia hidrográfica; (2) curvas de nível; (3) cotas e (4) subbacia do córrego Seco "PEDRA DA MINA" RIVER BRAÇO LEGEND SECO 1400 STREAM MATO QUIETO 3 BRAZIL km A Figura 2 mostra um perfil longitudinal ao longo do córrego Seco e a diferença de cota entre a área fonte até a confluência com a drenagem principal, rio do Braço. No geral, tem-se uma extenção de quatro quilômetros de drenagem e cerca de 950 m de elevação. Os diferentes padrões com relação à forma das subbacias, rede de drenagem e da textura do relevo estão em destaque na Figura 3. Nesse trecho há desde bacias arredondadas como alongadas, de diferentes dimensões. A subbacia do córrego Seco possui formato alongado e cerca de 1,3 km 2. A área é constituída de unidades morfológicas que datam do embasamento precambriano representado pelos complexos metamórficos de Juiz de Fora, Paraíba do Sul e Grupo Açungui (gnaisses, migmatitos, granulitos bandados, kinzigitos e anfibolitos) e de unidades mais recentes, datadas do Cretáceo Superior e Mioceno, correspondentes a intrusões alcalinas (nefelina-sienitos, sienitos e variações). Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN Ed. Especial Junho de página 3 de 15

4 Figura 2. Perfil longitudinal do córrego Seco. Notar diferença de cota e variações de inclinação do canal. Figura 3. Ortofoto de setor da região serrana da Mantiqueira e área de estudo com destaque para condições do relevo e rede de drenagem no local. Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN Ed. Especial Junho de página 4 de 15

5 A Figura 4 apresenta os principais litotipos e respectiva disposição geográfica. De modo geral as porções mais íngremes do relevo são sustentadas por rochas pertencentes às suítes alcalinas. As rochas presentes no relevo de transição são de composição migmatítica e quartzítica, com corpos aluvionares e grandes depósitos de tálus moldando a recente paisagem. Descrições detalhadas são apesentdas por Sigolo (1988). Na subbacia onde ocorreu a corrida de massa também predominam os litotipos alcalinos. A área situa-se na província geomorfológica do Planalto Atlântico, compreendendo porções da zona da Serra da Mantiqueira e dos Morros Cristalinos do Médio Vale do Paraíba. Segundo Almeida (1964) a Serra possui uma escarpa complexa, muito festonada e sulcada por profundas gargantas em que se alojam rios que descem precipitadamente das bordas do planalto. O trecho dos Morros Cristalinos contituem um sistema de montanhas complexas maturamente dissecadas (Almeida, 1964), cuja denominação é função dos litotipos do embasamento, essencialmente granito-gnáissico. Figura 4. Mapa geológico da área de estudo. A Figura 5 mostra o mapa de declividade gerado para a bacia do rio do Braço. Optouse pela divisão dos valores para destacar os setores com altas declividades (em %), principalmente nas altas vertentes, favoráveis para a geração de escorregamentos. A alta Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN Ed. Especial Junho de página 5 de 15

6 declividade (superiores a 30%) das elevadas escarpas serranas (superiores a 2000 m nas porções mais altas) fornecem grande energia às águas que escoam das cabeceiras de drenagem, mergulhando em vales fechados e ao longo dos anfiteatros do relevo de transição. Nota-se que a bacia possui uma considerável área passível para geração de movimentos de massa nas encostas, preferencialmente localizados nas cabeceiras e em algumas vertentes laterais aos canais de drenagem. Tal configuração geomorfológica pode propiciar, em eventos extremos de chuva, a geração de volumes consideráveis de materiais de granulometrias mais fina para serem transportados pelas drenagens. Apesar dessa configuração do terreno, muito suscetível à geração do processo, a corrida se restringiu a uma pequena subbacia, do córrego Seco. Figura 5. Mapa de declividade gerado para a área de estudo e bacia hidrográfica. A Figura 6 mostra o mapa, numa escala menor, da declividade gerada para a subbacia do córrego Seco. Nota-se que a subbacia possui quantidade significativa de setores que apresentam altas declividades, tanto nas cabeceiras como ao longo do córrego. Há predomínio de encostas mais íngremes nas vertentes da margem direita do córrego, fato que interfere na dinâmica de escoamento dos materiais ao longo da drenagem e na possibilidade de formação de acumulação de materiais nesses setores. Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN Ed. Especial Junho de página 6 de 15

7 Figura 6. Destaque do mapa de declividade para a subbacia do córrego Seco. O clima na região mostra variações locais em função, basicamente, das diferenças topográficas dos sistemas de relevo. Há predomínio dos climas tropicais de altitude, sendo que podemos diferenciar dois tipos distintos, segundo a classificação de Koppen: Cwa e Cwb. O Cwa é caracterizado por, dentre outros aspectos, pluviosidade média anual em torno de mm, com estação chuvosa no verão. Esses valores são comuns no relevo de transição. Constata-se que o frontão rochoso da Serra condiciona os maiores valores anuais de pluviosidade, em função das chuvas de caráter orográfico, apresentando valores próximos a 2000 mm nas porções montanhosas. O clima Cwb apresenta as mesmas características do Cwa, diferenciado por apresentar verões com temperaturas mais amenas. Não foi possível inserir as cicatrizes dos escorregamentos no mapa de declividade em função da falta de informações detalhadas. A Tabela 1 apresenta informações a respeito da área afetada pela corrida de massa, com destaque para os fatores predisponentes do meio físico (área, diferença de cota, inclinação do canal principal e litologia) e do fator deflagrador (chuva acumulada e chuva horária). Esses dados são compatíveis com os registros de casos recentes de debris flows ocorridos no país, principalmente nos estados do Rio de Janeiro, São Paulo, Paraná e Santa Catarina, em situações geomorfológicas muito semelhantes. Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN Ed. Especial Junho de página 7 de 15

8 Tabela 1. Informações gerais sobre a corrida de massa do córrego Seco. Data da ocorrência 01/01/2001 Chuva Acumulada 426,5/ 4 dias Intensidade de chuva 55 mm/60 min horária Área da subbacia 1,33 km 2 Máxima elevação 1950 Mínima elevação 1000 Litologia Rochas alcalinas Inclinação média 27º Raio de Alcance 3,4 km Máxima erosão 6 m 3. DESCRIÇÃO DO FLUXO DE DETRITOS (DEBRIS FLOW) O evento ocorreu no início do mês de janeiro de 2000, nas proximidades do município de Lavrinhas, extremo leste do estado de São Paulo. A Fazenda Mato Quieto está localizada na bacia do rio do Braço e apenas um canal de drenagem apresentou o desenvolvimento de uma movimentação de massa tipo corrida. A drenagem atingida recebe a denominação de córrego Seco, afluente da margem direita. A distribuição dos escorregamentos foi bastante restrita na bacia, acompanhando a drenagem do córrego Seco e rio do Braço. As cicatrizes podem ser caracterizadas como esparsas e com diferentes dimensões. No geral possuem comprimentos significativos, considerando a raiz e a área de arraste, e espessuras pequenas movimentações rasas (Figura 7). Nas encostas dos morros cristalinos as cicatrizes possuem formato elipsoidal e apresentam tonalidade avermelhada. A Figura 8 mostra o aspecto deposicional dos materiais mobilizados durante o escoamento: grandes blocos na porção frontal seguido de material com menores dimensões, envoltos por uma matriz areno-argilosa. Outra característica marcante é o arranjo e imbricamento dos sedimentos (Figura 9). Segundo Fisher (1971) nas corridas de detritos os sedimentos de diferentes granulometrias são depositados simultaneamente, como se fossem congelados. Por outro lado, há trechos na drenagem que apresentam acúmulo de grande quantidade de material grosseiro e que não apresentam um arranjo regular para os sedimentos (Figura 10). Por meio da Figura 10 é possível observar que os materiais são espraiados em trecho não confinado do canal. Constatou-se que um dos aspectos mais marcantes no desenvolvimento das corridas de detritos é a capacidade de carregar grandes blocos de rocha por significativas distâncias. Ressalta-se que a grande maioria dos blocos são de rochas alcalinas, nefelina-sienitos, que Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN Ed. Especial Junho de página 8 de 15

9 foram intensamente trabalhadas durante o processo. O fenômeno de debris flow possui um enorme poder de erosão durante o seu escoamento pelos canais de drenagem. Figura 7. Registro de escorregamento planar raso ao longo do rio do Braço. Figura 8. Depósito da corrida de massa no córrego Seco. Figura 9. Registro de depósito formando um cordão lateral na margem esquerda do córrego. Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN Ed. Especial Junho de página 9 de 15

10 Figura 10. Depósito da corrida de massa no córrego Seco o qual não apresenta um arranjo evidente. A Figura 11 retrata a intensa erosão lateral e do leito do córrego, expondo o maciço rochoso, chegando a atingir, em alguns pontos, seis metros de profundidade. Trata-se de uma evidência de que uma quantidade considerável do volume de uma corrida de massa provem dos canais de drenagem: partículas rochosas e material vegetal. A remoção ocorre, geralmente, nos trechos retilíneos das drenagens, em inclinações superiores a 10º. Figura 11. Trecho intermediário do córrego Seco com destaque para a intensa erosão das margens e leito da drenagem. Notar dimensões do canal (largura e profundidade), inclinação geral e o maciço rochoso totalmente exposto. Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN Ed. Especial Junho de página 10 de 15

11 A Figura 12 ilustra um longo trecho do canal, retilíneo, onde fica evidente a erosão do canal e mobilização do material depositado. Figura 12. Trecho retilíneo do córrego Seco com destaque para a intensa erosão do leito da drenagem. Notar as dimensões do canal (largura e profundidade) e maciço rochoso exposto. Em determinados trechos predominam as erosões laterais, mobilizando colúvios, corpos de tálus e antigos depósitos (Figura 13). Situações semelhantes foram observadas em vários casos, citando-se como exemplo as corridas de Itaoca-SP em 2014 (Gramani e Arduin, 2015) e a corrida de massa em Guaruva-SC (2017). Constatou-se que em trechos contíguos aos da intensa remoção há também porções com grande acumulação de materiais. Figura 13. Registro de depósito, localizado na margem esquerda do córrego, que sofreu erosão com a passagem da corrida de massa. Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN Ed. Especial Junho de página 11 de 15

12 A Figura 14 mostra trecho intermediário do córrego Seco onde ocorreu a deposição de blocos métricos, sem apresentar um arranjo sedimentar evidente. Nota-se, contudo, que há alguns blocos maiores na parte superior dos depósitos. Concentrações anormais de volumosos matacões são comuns em alguns casos e ocorrem normalmente em trechos estrangulados da drenagem, em curvas, em função de obstáculos e em desembocaduras do canal. Figura 14. Trecho intermediário do córrego Seco com destaque para a intensa deposição de matacões em trecho contíguo ao mostrado na Figura 12. Evidência entre o choque de partículas durante o escoamento da massa pode ser vista na Figura 15. Trata-se de uma fratura em matacão que apresenta superfície recémexposta. A interação entre partículas pode propiciar, em alguns casos, a redução do tamanho dos sedimentos. A interação entre partículas, de diferentes dimensões, é um importante mecanismo que atua na dispersão dos sedimentos (para as porções superiores e laterais do fluxo) e no impacto com os depósitos pretéritos (favorecendo a remoção e transporte). Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN Ed. Especial Junho de página 12 de 15

13 Figura 15. Feição indicativa da interação entre as patículas com maiores dimensões: fratura de impacto. No presente caso, além do impacto, foi verificado que toda capa de alteração dos matacões foi extraída durante o escoamento; nesse caso contribuindo para a formação da matriz arenosa da massa. Esse material arenoso é encontrado em diferentes trechos do canal, depositados em cima dos grandes blocos e servindo, também, como material de preenchimento. A partir do trabalho de Znamensky e Gramani (2000) foram feitas estimativas das curvas granulométricas para o presente caso (Figura 16), para mostrar o que Takahashi (1991) denomina como um stone debris flow. Ressalta-se que as extremidades das curvas, material fino e grosseiro, normalmente não são representados nas curvas e há necessidade de se conhecer o material para melhor entendimento do fenômeno. Figura 16. Curvas granulométricas estimadas para diferentes trechos do córrego Seco e canal principal, comparadas com os casos de Cubatão (1994) e Lavrinhas (1986) (mm) 100 MATOQUIETO1 80 MATOQUIETO2 60 MATOQUIETO CUBATÃO "Phi" Diameter x (-1) LAVRINHAS Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN Ed. Especial Junho de página 13 de 15

14 As chuvas que atingiram a área tiveram uma distribuição restrita, pois somente na subbacia do córrego Seco houve a geração da corrida de massa. A Figura 17, proposta originalmente por Kanji et al. (2001) e modificada por Gramani (2001), mostra a chuva para o caso da Fazenda Mato Quieto. O valor acumulado, para cinco dias, atingiu cerca de 426,5 mm e pico horário de 55 mm. A evolução da chuva mostra que os valores ultrapassam a curva limite para escorregamentos generalizados e geração de corridas de massa (GL). com destaque para inclinação geral da reta. Um fator a ser considerado é a inclinação da reta a partir do segundo registro, mostrando a concentração em pouco período de tempo. Figura 17. Gráfico de chuva acumulada (mm) versus tempo (horas) para diferentes ocorrências, com destaque para o caso da Fazenda Mato Quieto. 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS Os movimentos de massa, que atingiram a subbacia do córrego Seco, compreenderam (a) escorregamentos planares rasos nas encostas e (b) corrida de massa restrita ao córrego. Ao contrário do que normalmente se conclui a fonte principal dos materiais grosseiros não vem de escorregamentos, mas sim dos materiais de antigos terraços de blocos, tálus e alúvios grosseiros. Confirmou-se que o fenômeno tem grande capacidade de transporte de massas em um curto intervalo de tempo. Há situações nas quais é possível reconhecer estruturas sedimentares (imbicamento, distribuição e inversões granulométricas) e outras Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN Ed. Especial Junho de página 14 de 15

15 onde o material é depositado de maneira aleatória. A chuva, apesar da distribuição regional, teve epicentro muito localizado, concentrando-se na subbacia do córrego Seco. A localização dos postos pluviométricos em cotas inferiores, onde a precipitação é historicamente mais baixa, dificulta a real medida da chuva no local. Os depósitos mostram que, durante o escoamento das massas, há interação significativa entre as partículas: blocos de maiores dimensões localizados nas porções livres (laterais e topo), matacões fraturados e superfícies polidas são exemplos. REFERÊNCIAS Almeida, F. F. M. Fundamentos geológicos do relevo paulista. São Paulo: USP, Kanji, M. A.; Massad, F.; Cruz, P.T.; Araújo Filho, H. A. Environmental Effects of Debris Flows and their Protection Measures. Int. Conf. Soil Mech. Geotech..Eng., Istambul, Balkema, 3: Gramani, M.F. Caracterização das corridas de massa (debris flow) no Brasil e comparação com alguns casos internacionais. Dissertação de Mestrado. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo EPUSP. 375p Gramani, M.F.; Arduin, D.H. Morfologia dos Depósitos de Debris Flow de Itaoca, São Paulo. Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental, 15. Bento Gonçalves Sigolo, J. B. As formações Lateríticas do Maciço Alcalino de Passa quarto, MG- Sua evolução micromorfológica, Geoquímica e as Implicações de relevo f. Tese (Doutorado em Geociências) Universidade de São Paulo, São Paulo, Takahashi, T. Debris Flows. International Association for Hydraulic Research (IAHR), Monograph Series. Publ.: A.A.BALKEMA. ROTTERDAM p. Wolle, C. M.; Mello, L. G. F. S. de; Altrichter, G. O escorregamento do Km 42 da Via Anchieta: histórico das ocorrências e provável mecanismo de instabilização. Anais... In COBRAE Rio de Janeiro: ABMS, Znamesky, D.; Gramani, M.F. Debris-flow grain-size analysis. Proceedings of the Second International Conference on Debris-Flow Hazards Mitigation. Taipei, p Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN Ed. Especial Junho de página 15 de 15