APLICAÇÃO DO MODELO SHALSTAB PARA A DEMARCAÇÃO DE ÁREAS SUSCETÍVEIS A ESCORREGAMENTOS NO MUNICÍPIO DE ITATIAIA-RJ

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1 APLICAÇÃO DO MODELO SHALSTAB PARA A DEMARCAÇÃO DE ÁREAS SUSCETÍVEIS A ESCORREGAMENTOS NO MUNICÍPIO DE ITATIAIA-RJ Diego M. Carvalho¹, Otávio A. de A. Pessoa¹, Irina A. da Silveira¹, Roberto A. T. Gomes¹, Osmar A. de Carvalho Júnior¹ ¹Universidade de Brasília - Departamento de Geografia Laboratório de Sistemas de Informações Espaciais (moreira.geo@gmail.com; otaviogeaunb@gmail.com; irina.unb@gmail.com; robertogomes@unb.br; osmarjr@unb.br) Introdução Os escorregamentos são eventos de ordem natural que fazem parte da dinâmica externa do processo de modelagem da superfície terrestre (FERNANDES e AMARAL, 2006). Porém, sua ocorrência pode estar relacionada a intervenções antrópicas que alteram o estado de equilíbrio das encostas, como por exemplo, cortes feitos para a construção de estradas ou casas, desmatamento, deposição de lixos em áreas inadequadas, entre outros. Os deslizamentos ganharam grande repercussão por estarem relacionados a catástrofes responsáveis por grandes perdas, humanas e materiais. Porém, não se pode atribuir o aumento no número destes desastres diretamente a um aumento no número de casos de deslizamentos, pois o que tem sido observado é o aumento da ocupação de áreas inadequadas, principalmente por parte da população de baixa renda, que por não ter acesso a áreas adequadas à moradia, ocupam áreas muito suscetíveis a deslizamentos, como as encostas. Sendo assim, a ocorrência de deslizamentos deixa de ser apenas um processo de modelagem do relevo ou um problema unicamente ambiental, e passa a representar um grave problema sócio-econômico que exige a implementação de políticas públicas objetivas, que atuem no sentido de demarcar as áreas de risco impróprias para a ocupação, prevenindo dessa forma que fenômenos naturais se transformem em catástrofes. Nesse sentido, o presente artigo tem como objetivo principal a aplicação do modelo SHALSTAB para a demarcação das áreas suscetíveis a escorregamentos. Como área de aplicação, foi escolhido o município de Itatiaia, localizado no Estado do Rio de Janeiro. Área de Estudo A área de estudo está localizada entre as coordenadas e W, e S, na porção oeste do estado do Rio de Janeiro, e faz divisa com o estado de Minas

2 Gerais (Fig. 1). Possui uma área de aproximadamente 225km², sendo que, cerca de 36% desta área faz parte do Parque Nacional do Itatiaia (PNI). Do ponto de vista climático, prevalece na região, o clima Tropical de Brasil Central, com temperaturas médias variando entre 22 e 24 C nos meses mais quentes, e entre 18 e 20 C nos meses mais frios. Com relação à pluviosidade, de acordo com o Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), o índice de chuva acumulada é maior entre os meses de janeiro a março e entre outubro e dezembro, período em que o mínimo chega a 120 mm e o máximo pode atingir 300 mm. No período de abril a setembro, verifica-se uma queda no índice, variando entre 30 e 50 mm nos meses mais secos, geralmente junho e agosto. Na região são encontrados os seguintes solos: gleissolo, latossolo, cambissolo e litólico. Com relação à suscetibilidade à erosão, Guerra (2006) classifica estes tipos de solo da seguinte maneira: o gleissolo, devido à sua localização em áreas planas, não favorece esse fenômeno; o latossolo possui baixa suscetibilidade; o cambissolo possui suscetibilidade variável, dependendo de sua profundidade, declividade do terreno, teor de silte e do gradiente textural; já o solo litólico é o que apresenta a maior suscetibilidade a escorregamentos. Com relação à geomorfologia, o município do Itatiaia está inserido na faixa de Dobramentos e Coberturas Metassedimentares Associadas, que é um grande domínio morfoestrutural. Ao norte se encontra parte da Serra da Mantiqueira, onde se verifica a ocorrência de escarpas e reversos, ao passo que, ao sul, na região drenada pelo rio Paraíba do Sul, encontra-se uma região marcada por depressões. Fig. 1 - Mapa de localização do município de Itatiaia

3 Metodologia A questão da demarcação das áreas suscetíveis a escorregamentos é aqui subsidiada pela aplicação do modelo matemático determinístico em bases físicas. Modelo SHALSTAB O modelo SHALSTAB é um modelo matemático determinístico que tem por intuito a delimitação das áreas mais suscetíveis à ocorrência de escorregamentos translacionais rasos. Para isso, ele tem como variáveis controladoras da deflagração do escorregamento a declividade e a área de contribuição. De acordo com Fernandes et al. (2001) em termos gerais, o modelo SHALSTAB analisa, para cada célula dentro de um grid, obtido a partir de um modelo digital de terreno, o resultado da combinação de um módulo hidrológico com um módulo de estabilidade. O primeiro módulo, modela os locais na paisagem que estarão submetidos a saturação, o segundo simula a estabilidade de uma porção de solo situada diretamente sobre o embasamento rochoso. Para a análise desses módulos são incorporados parâmetros climáticos e diversas propriedades do solo. O modelo gera 7 classes que podem ser descritas da seguinte forma: A Incondicionalmente Instável e saturado; B - Incondicionalmente estável e não saturado; C - Estável e não saturado; D - Instável e não saturado; E - Instável e saturado; F - Incondicionalmente instável e não saturado e G - Incondicionalmente instável e saturado. Para maiores informações sobre as formulações matemáticas do modelo ver Guimarães et al(2003). Aplicação do modelo SHALSTAB no Município de Itatiaia RJ Para a aplicação do modelo foram seguidas as seguintes fases: 1 - Obtenção e estruturação dos dados; 2 - geração do modelo digital de terreno, mapas derivados e demarcação da área a ser aplicado o Modelo SHALSTAB; 3 - aplicação do modelo SHALSTAB para confecção do mapa de suscetibilidade a escorregamentos. Essas fases serão respectivamente descritas a seguir: 1 Obtenção de cartas topográficas da região de estudo na escala 1: em formato vetorial e matricial, a partir do sítio do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). As cartas vetoriais em formato DGN foram convertidas para o formato Shape File; As cartas matriciais, referentes aos fotolitos sépia e azul, foram georreferenciadas e vetorizadas. Após esses processos todos os dados foram unidos; a direção de fluxo, dos rios, foi corrigida e os

4 valores das cotas das curvas de nível e pontos cotados foram adicionados. 2 Utilizando a ferramenta Topo To Raster do Software ArcGIS 9.2, foi gerado um MDT com resolução espacial de 10m. O MDT serviu de base para a geração dos seguintes mapas derivados: declividade, direção de fluxo e área de contribuição. A partir do mapa de direção de fluxo foram delimitadas as bacias que estavam contidas ou intersectavam os limites do município. Para delimitar a área de interesse em que o modelo seria aplicado foram seguidas as seguintes regras: fariam parte da área de interesse todas as bacias completamente contidas nos limites do município; todas as bacias que tivessem seu exutório no interior do município e somente a parte, que estivesse dentro do município, daquelas bacias que possuíssem seu exutório na região externa ao limite do município. 3 A terceira etapa é relativa à aplicação do modelo shalstab, para isso, foram importados para o Software ArcView os mapas de declividade, área de contribuição e o MDT, os quais foram utilizados para o cálculo da relação Q/T através da ferramenta SHALSTAB. Foram consideradas para esse cálculo uma densidade de 2000 kg/m3 para o solo e um ângulo de atrito de 45º, conforme Gomes et al. (2008). Não foi considerada neste trabalho a coesão do solo. Assim, pôde-se criar um geo-campo temático, cujos, valores representam a susceptibilidade à ocorrência de escorregamentos translacionais. Resultados e discussões O resultado final do trabalho foi a obtenção do mapa de suscetibilidade do município do Itatiaia (fig. 2). A análise do mapa permite concluir que o município não possui grandes áreas suscetíveis a escorregamentos, visto que somente cerca de 3% da área analisada pertence às classes D,E,F e G, consideradas de risco. E além, verifica-se que a maior parte dessas áreas estão situadas dentro do limite do PNI.

5 Fig. 2 - Mapa de Suscetibilidade a escorregamentos Conclusão A relação entre os resultados obtidos e a metodologia aplicada, pode ser considerada satisfatória, mesmo utilizando cartas em uma escala relativamente pequena. A principal vantagem dessa metodologia, que privilegia o papel desempenhado pelo relevo no condicionamento dos escorregamentos translacionais, é a agilidade, visto que além dos dados provenientes das cartas topográficas podem ser utilizados dados de sensores imageadores que

6 gerem imagens com informações altimétricas. Assim, conclui-se que o modelo SHALSTAB trata-se de uma ferramenta eficaz no planejamento da ocupação do território, visto que, diminui a subjetividade na determinação de áreas cuja vulnerabilidade a esse risco ambiental é alta. A adição de outros parâmetros ao modelo, juntamente com observações de campo, podem melhorar a acurácia das previsões. Por isso é importante a continuidade dos estudos. Referências Bibliográficas CUNHA, Sandra Baptista; GUERRA, Antônio José Teixeira (Organizadores). Geomorfologia do Brasil. 4ª edição Rio de Janeiro. Bertand Brasil, DRUMMOND, José Augusto. Devastação e preservação ambiental no Rio de Janeiro: os parques nacionais do estado do Rio de Janeiro. Niterói. EDUFF, FERNANDES, Nelson F. et al. Condicionantes Geomorfológicos dos Deslizamentos nas Encostas:Avaliação de Metodologias e Aplicação de Modelo de Previsão de Áreas Susceptíveis. In: Revista Brasileira de Geomorfologia, v.2, nº 1 (2001). GUERRA, Antônio José Teixira; CUNHA, Sandra Baptista (Organizadores). Geomorfologia e Meio Ambiente. 6ª edição Rio de Janeiro. Bertrand Brasil, GUERRA, Antônio José Teixira; CUNHA, Sandra Baptista (Organizadores). Geomorfologia uma Atualização de Bases e Conceitos. 7ª edição Rio de Janeiro. Bertrand Brasil, GUIMARÃES, Renato Fontes et al. Fundamentação teórica do modelo matemático para revisão de escorregamentos rasos shallow stability. In: Espaço e Geografi, v. 6, nº 2 (2003). RADAMBRASIL (1983). Levantamento de Recursos Naturais. Ministério de Minas e Energia Secretaria Geral. v. 32, 786p. RAMOS, Verônica Moreira et al. Aplicação do Modelo Shalstab, em ambiente ArcView, para o mapeamento de áreas suscetíveis a escorregamento raso na região do Quadrilátero Ferrífero (MG). In: Espaço e Geografia, v. 5, nº.1 (2002). SANTOS, Rozely Ferreira dos (organizadora). Vulnerabilidade Ambiental: Desastres naturais ou fenômenos induzidos? Brasília: MMA, 2007.