Fundamentacao-teorica_

63.0 FUNDAMENTAO TERICA

3.1 Fatores relacionados degradao da gua, com destaque para osreservatrios

Diante da escassez mundial de gua doce, o Brasil encontra-se em situao

confortvel, pois detm aproximadamente 14% do total disponvel para atender s

demandas da humanidade e manuteno da vida no planeta. Entretanto, a distribuio da

gua no pas no homognea, tanto naturalmente (a regio Norte possui abundncia de

gua enquanto a regio Nordeste sofre com as secas) como socialmente (muitas pessoas

no tm acesso gua doce existente, principalmente, tratada). Alm disso, em regies

onde o contingente populacional maior, grande parte dos rios enfrenta problemas de

qualidade da gua e estes j no podem ser usados para abastecimento domstico. Neste

contexto est inserido o Estado de So Paulo e, portanto, a bacia de drenagem do

reservatrio de Barra Bonita.

Diversos so os fatores que levam deteriorao da gua, podendo ser

classificados em fontes pontuais e difusas. As fontes pontuais se caracterizam,

essencialmente, pelos efluentes domsticos e industriais, j as difusas so caracterizadas

pelos resduos provindos da agricultura (fertilizantes, herbicidas, inseticidas, fungicidas,

entre outros), podendo ser citados ainda o escoamento superficial urbano e dos ptios de

indstrias. Este tipo de poluio pode ser intensificado devido irrigao,

compactao do solo devido mecanizao, ao desflorestamento (inclusive de mata

ciliar), ausncia de prticas conservacionistas do solo, aos processos erosivos, alm da

interferncia de fatores naturais (geologia, geomorfologia, declividade, pedologia,

formato e densidade da bacia de drenagem, regime de chuvas, permeabilidade do solo e

outros). A situao grave visto que existem estimativas (LOAGUE et al., 1998) de

que, aproximadamente, de 30 a 50% dos solos da Terra sejam afetados por poluentes

provindos de fontes difusas e que estes esto atingindo os cursos dgua

gradativamente.

O principal meio pelo qual os poluentes atingem um curso dgua, de maneira

difusa, o escoamento superficial. No entanto, identificar e quantificar esses poluentes

no tarefa fcil, pois para tal, faz-se necessrio o conhecimento do comportamento

destas substncias no meio ambiente (meia-vida, percolao, persistncia, degradao,

3 - Fundamentao terica ---------------------------------------------------------------------------------------- 7

deslocamento, dentre outros) e dos fatores naturais e antrpicos mencionados que

interferem no transporte e disposio desses poluentes na gua.

Sendo assim, diversas metodologias tm sido aplicadas no sentido de simular o

escoamento superficial, a perda de solos, bem como identificar as fontes de poluio

difusas. Dentre essas metodologias as mais utilizadas so: equao de perda de solos,

modelagem matemtica e modelagem espacial em SIG.

Pesquisas realizadas por ZINGG (1940) permitiram relacionar a intensidade de

perdas de solo com o comprimento e com o grau de declive do terreno. Este modelo foi

aperfeioado ao longo do tempo, incorporando outros fatores tais como a adoo de

prticas conservacionistas, erodibilidade do solo, tipo de manejo, chuva, alm de outras

modificaes, as quais foram incorporadas na Equao Universal de Perdas de Solo

(Universal Soil Loss Equation USLE) (WISCHMEIER e SMITH, 1965) que,

posteriormente, passou a ser denominada por MEUPS (Modified USLE), conforme

WILLIAMS (1975), sendo bastante utilizada no Brasil (DONZELI et al., 1994; PINTO,

1996, dentre outros).

Quando se refere aos reservatrios, a situao ainda mais delicada, visto que

impactos negativos considerveis ocorrem no sistema aqutico desde a fase de

construo do reservatrio, os quais refletem na qualidade da gua. Dentre eles, cita-se a

reduo da capacidade de depurao do curso dgua, o aumento da capacidade de

reteno de sedimentos e nutrientes e a alterao das caractersticas fsicas, qumicas e

biolgicas do sistema. Desta forma, ocorre um incremento no processo de eutrofizao

do reservatrio o qual, dependendo do nvel atingido, poder comprometer os usos

mltiplos a que este destinado.

Dentre os esforos para ampliar o conhecimento sobre o processo de

eutrofizao cabe destacar o desenvolvimento de modelos de transporte de nutrientes.

Os primeiros modelos de transporte de nutrientes para os reservatrios e sua resposta

trfica foram aplicados por VOLLENWEIDER (1968). Seu aperfeioamento gradual

tem ampliado a sua aplicao aos estudos do impacto do uso e ocupao do solo na

qualidade da gua.

O aporte de poluentes provindos da agricultura, que atinge os lagos, tem sido

tambm modelado em algumas pesquisas como as de BILATETDIN et al. (1991). Mais

recentemente este autor considerou os efeitos das diferentes atividades agrcolas e o seu

efeito na eutrofizao do Lago Lngelmvesi, na Finlndia, aplicando SIG como

instrumento facilitador (BILATETDIN et al., 2001).


3.1.1 Processo de eutrofizao

De acordo com VOLLENWEIDER e KEREKES (1981) a eutrofizao uma

resposta a um enriquecimento do corpo hdrico por nutrientes (principalmente fsforo e

nitrognio), podendo ocorrer sob condies naturais ou artificiais. Este incremento de

nutrientes na gua propicia o desenvolvimento de algumas espcies de algas e a

diminuio do oxignio na coluna dgua, favorecendo o aumento de bactrias

anaerbias, podendo atribuir sabor e cheiro desagradvel gua, restringindo o seu uso.

Em funo do nvel trfico da gua, os diferentes sistemas aquticos podem ser

classificados em oligotrficos, mesotrficos, eutrficos e hipereutrficos. Diversos

estudos tm proposto critrios para o enquadramento dos sistemas aquticos nas quatro

classes referidas (ESTEVES, 1988). Contudo, um dos indicadores de nvel trfico mais

utilizados a concentrao de fsforo na gua (NOVO e BRAGA, 1995).

No caso do reservatrio de Barra Bonita, vrios estudos vm sendo realizados

nas ltimas dcadas, contribuindo para a determinao do seu nvel trfico. Em 1979,

com a finalidade de estabelecer uma tipologia dos reservatrios do Estado de So Paulo,

foi feito um estudo limnolgico de 52 represas, quando foi constatado que o reservatrio

de Barra Bonita era um dos mais eutrofizados da bacia do Mdio Rio Tiet,

apresentando altos teores de nutrientes, alta condutividade e ocorrncia de

florescimentos de fitoplncton (MATSUMURA-TUNDISI et al., 1981).

Estudos realizados por CALIJURI (1988) classificaram o reservatrio como um

sistema polimtico, controlado pela precipitao, vento, vazo e tempo de residncia da

gua. Ao longo da dcada de 90, outras pesquisas (MATSUMURA-TUNDISI, 1990;

CALHEIROS, 1993; NOVO e BRAGA, 1995; WISNIEWSKI, 1998; CALIJURI, 1999,

entre outras) obtiveram resultados demonstrando que a situao de eutrofizao

continua acontecendo neste reservatrio e que medidas no sentido de minimiz-la no

tm sido tomadas na bacia hidrogrfica em que o mesmo est situado.

Para se avaliar o estado trfico de um reservatrio existem ndices, que

consideram apenas os principais parmetros limnolgicos, tendo a finalidade de facilitar

a interpretao da situao de degradao destes corpos hdricos. Dentre eles pode-se

citar o ndice de Estado Trfico (IET) desenvolvido por CARLSON (1974) e

modificado por TOLEDO et al. (1983). Este ndice considera as concentraes obtidas

para transparncia da gua ou profundidade do Disco de Secchi, fsforo total, fosfato

inorgnico e clorofila a total.


3.1.2 Interferncia do uso e cobertura da terra na qualidade da gua

O levantamento do uso da terra de grande importncia, na medida em que os

efeitos do uso desordenado causam deteriorao do ambiente. Os processos de eroso

intensos, as inundaes, os assoreamentos desenfreados dos lagos e reservatrios so

conseqncias do mau uso da terra (SANTOS et al., 1981). SPERLING (1998) salienta

que a qualidade de uma gua resultante dos inmeros processos que ocorrem na bacia

de drenagem do corpo hdrico e que os organismos aquticos, em sua atividade

metablica, no s recebem influncia do meio, mas podem tambm provocar

alteraes fsicas e qumicas na gua.

Existem numerosos estudos que demonstram haver uma alta correlao entre a

distribuio espacial das atividades humanas, o estado de conservao da cobertura

vegetal na bacia hidrogrfica e o nvel de degradao dos recursos hdricos (THORTON

et al., 1990; KIRA E SAZANAMI, 1995; TUFFORD et al., 1998). Porm, no Brasil e,

principalmente em Barra Bonita, so poucos os estudos relacionando o uso da terra com

as propriedades da gua. Pode-se citar REFOSCO (1994), PIAO (1995) e PEREIRA-

FILHO (2000).

Sobretudo, sabido que o ambiente aqutico sensvel s interferncias que

ocorrem na bacia hidrogrfica que o abastece. A maioria das atividades antrpicas de

uma bacia hidrogrfica gera efluentes, os quais, se no dispostos em locais adequados

ou tratados, acabam por atingir os cursos dgua, alterando as suas propriedades naturais

(KIRA e SAZANAMI, 1995).

Barra Bonita um reservatrio antigo (41 anos) e est localizado numa regio de

intensas transformaes nos padres de uso e ocupao da terra, o que o torna suscetvel

a problemas de poluio e assoreamento acelerado. Um fator agravante da situao a

contaminao da gua por substncias qumicas, provindas principalmente, de resduos

industriais e agrcolas, como j mencionado anteriormente. O aporte de nutrientes no

reservatrio causado, em grande parte, pela entrada dos seus principais afluentes, o rio

Tiet e o rio Piracicaba, que transportam descargas domsticas e industriais de grandes

centros urbanos. As bacias destes rios so as mais industrializadas do Estado de So

Paulo. importante ressaltar que vrios podem ser os nutrientes que atingem os cursos

dgua, porm, muito comum designar como nutrientes apenas o fsforo e o

nitrognio, visto que so os principais nutrientes causadores do processo de eutrofizao

da gua.


A disponibilidade hdrica e o melhoramento das condies de circulao pelas

rodovias aps a construo do reservatrio de Barra Bonita promoveram ainda a

crescente modernizao agrcola do seu entorno. Parte da tradicional cultura do caf

cedeu espao ao plantio de cana-de-acar, predominante na dcada de 80, devido

tambm crise do petrleo e aos incentivos ao cultivo da cana-de-acar (PRO-

LCOOL). A modernizao da agricultura ocorreu com a aplicao de defensivos

agrcolas, o incremento da fora mecnica e a intensificao do uso da terra nos

municpios do entorno (VALNCIO et al., 1999). Concomitantemente expanso da

cana-de-acar ocorreu a reduo das reas de vegetao natural (predominantemente

cerrado), inclusive matas ciliares. Estas reas foram substitudas, no s pela cana-de-

acar, mas tambm, por reas de reflorestamento, ligadas ao segmento industrial de

papel e celulose, instalado na regio.

Visto que o reservatrio atraiu pessoas em busca de melhores perspectivas,

empreendedores e mo-de-obra, de se esperar que haja tambm uma atrao turstica,

podendo causar tambm danos ao meio aqutico. Quanto a este aspecto, o reservatrio

de Barra Bonita tem atrado um grande contingente turstico do Estado de So Paulo,

incentivando a implantao de estruturas de grande porte para receber as pessoas na

regio. Os turistas so atrados pela propaganda de que se pode desfrutar, neste local,

de um trecho do rio Tiet despoludo e repleto de lazer. Esses, entretanto, ignoram, na

maioria das vezes, o processo de degradao da gua deste reservatrio e aceleram

ainda mais o mesmo processo, devido prtica de esportes nuticos com potencial

poluidor, ocupao das margens do reservatrio construindo casas de veraneio,

lanando esgoto in natura e lixo na gua, dentre outras atividades danosas.

Alm do turismo e gerao de energia eltrica, outras atividades no reservatrio

de Barra Bonita podem gerar conflitos quanto ao uso da gua e impactos negativos

mesma, dentre as quais pode-se destacar a irrigao, a extrao de areia, a navegao

(Hidrovia Tiet-Paran, importante para o Mercosul) e o abastecimento industrial e

domstico. Portanto, medidas de restrio ou disposio adequada de certos usos na

bacia hidrogrfica em estudo devem ser adotadas, bem como de tratamento e reduo

de resduos que atingiro os cursos dgua causando sua poluio, sem contar a

importncia de um manejo adequado do reservatrio, questes que sero aprofundadas

posteriormente.


3.1.3 Variabilidade espacial e temporal das propriedades limnolgicas

As caractersticas que descrevem as propriedades de um dado ecossistema

aqutico so conhecidas por propriedades limnolgicas ou variveis limnolgicas.

Estas, como o prprio nome evidencia, so propriedades que variam no tempo e no

espao, quer num dado sistema aqutico, quer entre sistemas diferentes (NOVO e

BRAGA, 1995).

Segundo CALIJURI (1999) em regies tropicais os ciclos limnolgicos podem

apresentar uma grande variao de amplitudes, podendo abranger desde perodos de um

ano at perodos de um dia, dependendo da localizao geogrfica e das caractersticas

especficas do ambiente. A mesma autora verificou que no reservatrio de Barra Bonita

os processos fsicos da camada de mistura, em escala sazonal, servem para controlar a

distribuio espacial e temporal de nutrientes e que o tempo de residncia da gua

decisivo na reteno destes. Em escala de dias, a presena de gradientes de densidade,

principalmente no vero, induz maior varincia na distribuio desses recursos. Isto

refletir no grau de heterogeneidade espacial e variabilidade temporal do sistema.

O reservatrio de Barra Bonita, eutrfico, apresenta um metabolismo regulado

por pulsos de radiao solar e vento, precipitao e vazo, bem como tempo de

residncia da gua (CALIJURI, 1999). Percebe-se, portanto, que diversos fatores esto

envolvidos na determinao do nvel de trofia de um dado sistema aqutico, alm de

que os parmetros limnolgicos se inter-relacionam de vrias maneiras, tornando os

estudos de qualidade de gua bastante complexos.

Portanto, de suma importncia antes de se iniciar uma pesquisa, a

determinao das variveis que sero analisadas, visando atingir o objetivo proposto. O

presente estudo analisou 17 parmetros limnolgicos, visando verificar a interferncia

de fontes pontuais e difusas de poluio sobre seu comportamento, sendo os mesmos

descritos resumidamente a seguir:

3.1.3.1 Fsforo (Ptotal, PID e PTD)

As fontes naturais de fsforo esto relacionadas com a geologia da rea de

drenagem (ESTEVES, 1988). O mesmo pode ocorrer no solo na forma orgnica e

inorgnica, mas nenhuma delas muito solvel. Assim, a maior parte do fsforo solvel

atinge o ambiente aqutico via escoamento superficial. Entretanto, os processos erosivos

na bacia de drenagem e o lanamento de esgotos, resultantes das atividades antrpicas,

podem ser responsveis pela entrada de fosfatos nos corpos dgua podendo acelerar o

processo de eutrofizao (CALIJURI, 1999). A importncia do fsforo no metabolismo


dos seres vivos est relacionada com a capacidade de armazenamento de energia e com

a estruturao da membrana celular. O fsforo o principal elemento que favorece o

processo de eutrofizao, atuando como principal fator limitante da produtividade dos

ecossistemas aquticos (ESTEVES, 1988).

3.1.3.2 Nitrognio (Ntotal, NO2, NO3, NH4)

O nitrognio existe em soluo e por este motivo mais facilmente transportado

em superfcies com maior umidade. O escoamento superficial responsvel pelo

transporte de grande quantidade de nitrognio e ainda, a drenagem de solos adubados

pode proporcionar a elevao na concentrao de nitrognio e contribuir tambm para a

eutrofizao. Mas este elemento pode atingir os corpos dgua por meio do lanamento

de esgoto sanitrio, principalmente na forma de nitrato e amnio. O nitrognio um dos

principais elementos que atua no metabolismo do meio aqutico. Ele participa da

formao de protenas, que um dos componentes bsicos da biomassa, e se sua

presena ocorrer em valores baixos, pode oferecer uma condio limitante produo

primria de ecossistemas aquticos (ESTEVES, 1988).

3.1.3.3 Transparncia da gua (Profundidade do disco de Secchi)

A transparncia da gua sob o ponto de vista ptico pode ser considerada o

oposto da turbidez, pois consiste na disponibilidade de luz no ecossistema aqutico e

influi diretamente no seu metabolismo. Uma tcnica simples para a avaliao da

disponibilidade de luz no sistema aqutico o uso do disco de Secchi

(PREISENDORFER, 1986), sendo por este motivo, este parmetro tambm

denominado de profundidade do Disco de Secchi. Entretanto, a fidelidade do dado

dependente das condies de rugosidade da superfcie da gua, precipitao, cobertura

de nuvens e da prpria condio interna da gua, sendo que guas mais turvas tendem a

subestimar o coeficiente de atenuao da luz, devido disperso da mesma (ESTEVES,

1988).

3.1.3.4 Condutividade eltrica

A condutividade eltrica corresponde capacidade do meio em conduzir

eletricidade. A capacidade de conduo de eletricidade no meio aqutico dependente,

para valores mdios de pH, da composio inica. Os ons diretamente responsveis

pela condutividade eltrica so denominados macronutrientes, como, por exemplo,

clcio, magnsio, potssio, sdio, carbonato, sulfato, cloreto. A temperatura e o pH

tambm modificam o valor da condutividade eltrica, sendo que a atividade inica

aumenta cerca de 2% para cada grau centgrado. Deste modo, em limnologia, adotou-se


como padro a temperatura de 25oC para a leitura de condutividade eltrica, ou o uso de

um fator de correo. Para valores de pH extremos, menores do que 5 e maiores do que

9, poucos ons interferem na condutividade, entre eles, H+ e OH- (ESTEVES, 1988).

A condutividade eltrica uma varivel importante a ser analisada visto que est

relacionada ao metabolismo do sistema aqutico. A sua variao diria fornece

informaes sobre processos importantes nos ecossistemas aquticos, como a produo

primria e a decomposio. Uma vez que a mesma est associada composio inica

da gua, ela pode ajudar na identificao de fontes poluidoras e pode identificar

diferenas geoqumicas entre afluentes (ESTEVES, 1988). A relao da condutividade

eltrica com as condies climticas em regies tropicais est condicionada s estaes

seca e chuvosa.

3.1.3.5 Oxignio dissolvido (OD)

Dentre os gases dissolvidos na gua o oxignio um dos mais importantes na

dinmica e caracterizao de ecossistemas aquticos (ESTEVES, 1988). Sabe-se que a

concentrao de oxignio dissolvido em qualquer massa dgua est em permanente

equilbrio com a presso parcial do oxignio atmosfrico. Essa concentrao

proporcional temperatura da gua e pode ser expressa em termos de porcentagem de

saturao. Quando a gua recebe uma determinada carga de matria orgnica, parte do

seu oxignio dissolvido ser utilizada na oxidao biolgica da matria orgnica

introduzida, reduzindo desta forma a saturao do mesmo na gua. Portanto, a

concentrao de oxignio dissolvido em um curso dgua pode ser usada como um dos

parmetros de determinao da qualidade da gua. Quanto mais reduzida a

concentrao de oxignio, pode-se dizer que, mais poludo o curso dgua se encontra

(PRADO, 1999).

3.1.3.6 Temperatura

Segundo ESTEVES (1988), nos corpos dgua, devido forte absoro da

radiao no primeiro metro de profundidade, deveria ocorrer abaixo desta camada uma

queda brusca de temperatura. No entanto, este fenmeno no ocorre, principalmente

porque o vento, promovendo a turbulncia da gua, produz a redistribuio do calor por

toda a massa dgua. Nos ecossistemas aquticos continentais, a quase totalidade da

propagao do calor ocorre por transporte de massa dgua, sendo a eficincia deste,

funo da presena ou ausncia de camadas de diferentes densidades.

bastante comum, em reservatrios, ocorrer estratificao trmica. A

estratificao trmica consiste na diferena de temperaturas que geram camadas dgua


com diferentes densidades, as quais formam uma barreira fsica, impedindo que se

misturem. Se o vento no for suficiente para mistur-las, o calor no se distribui

uniformemente, criando a condio de estabilidade trmica (ESTEVES, 1988). Na

natureza, a influncia da temperatura sobre a comunidade fitoplanctnica faz parte do

conjunto de influncias exercidas pela durao do dia, disponibilidade de luz e

estabilidade da massa de gua (CALIJURI, 1999). Alm de interferir nos processos

bioqumicos do sistema, a temperatura tambm se relaciona ao pH, densidade, taxa

de oxignio dissolvido, entre outros fatores, sendo ento, importante consider-la nos

estudos limnolgicos.

3.1.3.7 Potencial hidrogeninico (pH)

A basicidade ou a acidez de uma soluo freqentemente expressa em termos

de concentrao de ons H+ que denominada pH. O mesmo considerado como uma

das variveis mais importantes, ao mesmo tempo em que uma das mais difceis de se

interpretar. Ecossistemas aquticos que apresentam com mais freqncia valores baixos

de pH tm elevadas concentraes de cidos orgnicos dissolvidos de origem alctone e

autctone (ESTEVES, 1988). Segundo CALIJURI (1999), os trs grandes processos

que interferem nos valores de pH so a fotossntese, a respirao e a assimilao de

nitrognio pelo fitoplncton.

3.1.3.8 Materiais slidos em suspenso (orgnicos, inorgnicos e totais)

A concentrao de slidos em suspenso de um curso dgua varia de acordo

com a descarga de gua doce por meio da rede de drenagem ou de esgotos domsticos e

industriais. O aumento da concentrao dos slidos em suspenso interfere na turbidez

da gua, e, portanto, na natureza do campo de luz submerso afetando intensamente

desde a ecologia do sistema aqutico at o seu potencial recreacional. O transporte dos

slidos em suspenso depende da velocidade de escoamento e da turbulncia da gua.

Variaes dessas propriedades iro determinar os locais preferenciais de deposio das

partculas e de assoreamento (NOVO e BRAGA, 1995). Ocorrncias de ressuspenso

dos sedimentos de fundo, devido ao de vento, so tambm responsveis pelo

aumento da concentrao de slidos em suspenso na coluna dgua. Os slidos em

suspenso constituem-se em frao inorgnica (partculas minerais) e frao orgnica

(organismos planctnicos e matria orgnica particulada) (NOVO e BRAGA, 1995). A

frao inorgnica dos slidos totais em suspenso a grande responsvel pela turbidez

da gua e esta atinge o corpo dgua geralmente de forma difusa, pelo escoamento

superficial.


Nos ltimos anos, vrios autores tm demonstrado, para os reservatrios do

Estado de So Paulo, uma reduo intensa da zona euftica (regio limitada por

irradincia descendente inferior a 1 % da incidente em subsuperfcie), nos perodos de

grande precipitao. Assim, o tipo de ocupao territorial parece ter maior impacto nos

processos erosivos, que podem ser os responsveis pelo aumento de slidos em

suspenso na gua, culminando com o assoreamento de reservatrios.

3.1.3.9 Clorofila a total

Sendo a clorofila um dos principais responsveis pela fotossntese, o

conhecimento de sua concentrao pode dar indicativos da biomassa do fitoplncton.

Portanto, a concentrao da clorofila a uma medida indireta da quantidade de

organismos clorofilados presentes num ambiente hdrico, podendo determinar o estado

trfico de um determinado sistema aqutico(ESTEVES, 1988).

3.1.3.10 Silicato Reativo

A slica presente no ambiente aqutico proveniente, principalmente, da

decomposio de minerais de silicato de alumnio, que so mais freqentes em rochas

sedimentares do que magmticas. Em limnologia, geralmente, denomina-se de slica ou

silicato (reativo, solvel ou dissociado) forma assimilvel pelos organismos aquticos.

A slica nesta forma importante para as diatomceas, na elaborao de sua carapaa,

grupo de algas planctnicas importantes na produo primria (ESTEVES, 1988).

3.2 Monitoramento de qualidade da gua, com destaque para os reservatrios

Os sistemas de monitoramento de qualidade da gua podem ser definidos como

esforos direcionados a obter informaes qualitativas a respeito das caractersticas

fsicas, qumicas e biolgicas da gua, via amostragens dos corpos dgua (SANDERS

et al., 1987). Para se estabelecer um sistema de monitoramento, primeiramente preciso

estar bem claro o objetivo do monitoramento, para se estabelecer os parmetros a serem

monitorados e qual a metodologia de monitoramento a ser adotada. A tabela 1 apresenta

os principais parmetros utilizados em monitoramentos de qualidade da gua,

relacionando-os aos fins pelos quais se pretende monitorar, sejam eles referentes ao uso

da gua ou caracterizao do corpo dgua. A Agncia Nacional de guas (ANA),

para viabilizar sua atuao na rea de qualidade da gua, tem adotado quatro


modalidades de monitoramento, sendo eles, monitoramento de fiscalizao, de

emergncia, de alerta e da rede bsica do Sistema de Informaes Hidrolgicas.

Tabela 1: Parmetros adotados em monitoramentos de qualidade da gua com as diferentes finalidades.

Finalidade do Monitoramento de Qualidade da guaUsos Caracterizao do corpo de guaParmetros

Irrig. Pot. Ind. Pisc. Eutr. Pol. Salin.Alcalinidade Hidrxidos X XAlcalinidade Carbonatos XAlcalinidade Bicarbonatos XAlumnio XAmnia X X XClcio X XCloretos X X XClorofila a XCondutividade eltrica X X XCor XDBO X X XDureza X XFerro X X XFosfato Total XFsforo Total XMagnsio X XMangans XNitratos X XOrtofosfato XOxignio Dissolvido X XPH X X XPotssio XSlica XSdio XSlidos Dissolvidos Totais XSlidos em Suspenso Totais XSulfatos XTurbidez XColiformes Fecais X X

Legenda: Irrig.=Irrigao; Pot.=Potabilidade; Ind.=Indstrias; Pisc.=Piscicultura; Eutr.=Eutrofizao;Pol.=Poluio e Salin.=Salinizao.Fonte: Adaptada de COGERH, 2004.

Aps se estabelecer o objetivo do monitoramento e os parmetros a serem

analisados, alguns cuidados devem ser tomados, sendo alguns deles recomendados por

SMITH E McBRIDE (1990), a seguir:

As peculiaridades dos diversos tipos de corpos dgua e trechos dos mesmos

com diferentes caractersticas devem ser consideradas (rios, lagos, gua

subterrnea, oceanos, diferentes compartimentos de reservatrios, dentre outros);

Determinao das possveis estaes e perodos de amostragens, visando

melhor representatividade espacial e temporal;

A freqncia na obteno dos dados deve estar tambm acoplada aos ciclos

sazonais e s caractersticas hidrolgicas da rea;


Deve-se considerar a proximidade das estaes amostrais das fontes de

poluio e uso e cobertura da terra da bacia de drenagem;

Avaliao da acurcia necessria ao programa de monitoramento;

Os operadores de campo devem estar capacitados visando manter a integridade

das amostras durante a coleta, transporte e armazenamento;

A anlise das amostras deve ser feita em laboratrios apropriados, assim como

os equipamentos de medio em campo devem estar calibrados e em boas

condies e os procedimentos analticos devem garantir a confiabilidade dos

resultados;

No momento das anlises dos resultados deve-se considerar o efeito diluio

(precipitao e vazo), assim como procurar comparar os valores dos parmetros

com os limites estabelecidos pela Resoluo CONAMA 20, de acordo com a

classe em que o corpo dgua monitorado se enquadra;

Desenvolver sistemas de armazenamento dos dados de forma adequada e

segura (Banco de Dados);

Avaliar os custos do programa, e,

Sempre que possvel importante que o monitoramento de qualidade da gua

tenha continuidade, dentre outras recomendaes.

Quanto forma como efetuado e ao tipo de tcnicas envolvidas, o

monitoramento de qualidade da gua pode ser classificado em:

Convencional: atualmente com auxlio de sensores portteis para medio in

situ, porm, com a maior parte dos parmetros sendo analisados em laboratrio;

Participativo e educativo: monitoramento realizado com o objetivo de

educao ambiental e participao da comunidade na gesto dos recursos hdricos,

utilizando kits de anlise in situ. Pode-se citar o caso dos projetos Observando o

Tiet do Ncleo Unio Pr-Tiet da SOS Mata Atlntica, SP e o Projeto Olho

Dgua da Prefeitura Municipal de Curitiba, PR;

Em tempo real ou contnuo (Telemetria): feito por estao automtica,

provida de amostrador contnuo, tendo capacidade para medio de vrios

parmetros como oxignio dissolvido, pH, temperatura, condutividade, carbono

orgnico total, diversos ons, turbidez e clorofila. A transmisso dos dados feita


via satlite em tempo real. Segundo TOMS (1975), um sistema telemtrico

muito til em rios ou reservatrios que servem ao abastecimento pblico e ao

mesmo tempo recebem vrios tipos de efluentes devidamente tratados. O

monitoramento contnuo permite a deteco instantnea de qualquer falha que

possa ocorrer nestes tratamentos, bem como qualquer tipo de descargas acidentais,

e,

Biolgico: Utiliza organismos para uma melhor avaliao e entendimento das

condies existentes na gua, por meio de vigilncia comportamental e medidas

em animais, vegetais, algas e fungos. Assumem grande importncia quando se

deseja determinar os efeitos de contaminantes presentes no ambiente ao longo do

tempo. Quando este tipo de estudo realizado em laboratrio utilizando mtodos

de bioensaios, onde os organismos so submetidos a diferentes concentraes dos

contaminantes, denomina-se ecotoxicologia. Mas pode-se ainda estudar o

comportamento dos organismos na natureza com relao aos contaminantes, sendo

denominados de indicadores biolgicos. Porm, de acordo com os objetivos e

necessidades de cada programa, esses tipos de monitoramento podem ser

conciliados, atribuindo maior eficincia ao mesmo.

O monitoramento da qualidade da gua um dos principais instrumentos de

sustentao de uma poltica de planejamento e gesto de recursos hdricos. Segundo

COIMBRA (1991), o monitoramento qualitativo fornece a base para decises de

aproveitamento mltiplo e integrado dos recursos hdricos, bem como a minimizao de

impactos ao meio ambiente, diante da possibilidade de avaliar conjuntamente as

caractersticas da gua com sua adequao aos usos previstos, ou por meio da definio

de projetos de recuperao e identificao dos nveis de poluio.

No entanto, o monitoramento regular e confivel, especialmente em

reservatrios no uma tarefa fcil, devido complexidade destes ecossistemas. H

problemas metodolgicos que precisam ser resolvidos para se encontrar uma abordagem

de baixo custo e confivel superando a disponibilidade de recursos e de mo-de-obra

especializada. Porm, no ainda suficiente identificar e monitorar apenas os vrios

parmetros tcnicos, sociais, ambientais e econmicos; essencial rever a estrutura

institucional e suas restries, uma vez que so as instituies envolvidas, que em

ltima anlise, precisam desenvolver e implantar uma poltica apropriada para o

monitoramento de reservatrios (BISWAS, 1991).


Convm mencionar ainda que no existe um monitoramento nico aplicvel a

todos os reservatrios ou qualquer outro corpo hdrico, uma vez que cada sistema

apresenta suas caractersticas prprias, sejam elas de localizao geogrfica,

hidrolgicas, climticas, utilizao antrpica da gua, dentre outras. O conhecimento do

corpo dgua permite estabelecer os pontos chaves sobre os quais se deve focar o

monitoramento. Por outro lado, deve-se reconhecer que o monitoramento por si no

suficiente. Os dados coletados devem ser utilizados de forma adequada para se obter um

quadro claro da situao do reservatrio, tanto em termos de quantidade como de

qualidade de sua gua, uso e gerenciamento efetivo.

Devido grande extenso de alguns corpos dgua, dificuldade de acesso e

custos elevados das anlises, torna-se invivel analis-los com intensa freqncia,

considerando um nmero grande de estaes e parmetros. Portanto, h a necessidade

de se obter indicadores que sejam elementos chave no ecossistema, em um determinado

tempo e situao. Estes podero ser utilizados pelos gerenciadores do ecossistema que

se pretende monitorar, podendo obter desta forma, um monitoramento efetivo, mais

prtico e economicamente vivel. Este procedimento tem sido adotado em muitos

pases, dentre eles o Canad (MITCHELL, 1997).

Finalmente, vale ressaltar que para haver um avano no sistema de

monitoramento dos recursos hdricos no Brasil so necessrios avanos conceituais,

gerenciais, institucionais, no balano de massa, na modelagem ecolgica e na aplicao

de novas tcnicas como, por exemplo, as de geoprocessamento e sensoriamento remoto.

3.3 Planejamento e gesto integrada de recursos hdricos, com destaque para osreservatrios

Tendo em vista o risco da escassez do recurso gua, seja de forma quantitativa

ou qualitativa, decorrente das atividades humanas, principalmente, ao lanamento de

resduos e aos usos mltiplos, preciso que haja um planejamento e gerenciamento de

forma integrada, visando a otimizao do mesmo.

Em um planejamento regional integrado de recursos hdricos deve-se adotar

como unidade territorial de planejamento a bacia hidrogrfica na qual o curso dgua se

insere. MAcCAULEY e HUFSCHMIDT (1995) destacam que a utilizao da bacia

hidrogrfica como unidade de planejamento, possibilita considerar a conjuno de todos


os fatores (econmicos, polticos, sociais e culturais) relacionados rea da bacia. O

primeiro fator que deve ser levado em considerao em um planejamento a realizao

de uma completa caracterizao do sistema a ser estudado. Este conjunto de

informaes possibilita conhecer o sistema, o que dar suporte ao embasamento de

proposta e tomada de decises.

STRASKRABA et al. (1993) mencionam que a complexidade em manejar a

qualidade da gua de um reservatrio reside na natureza dinmica desse sistema, na

interferncia do homem e na variabilidade nos procedimentos de operao sobre os

processos ecolgicos. Para TUNDISI (1996), um reservatrio como sistema complexo,

consiste em muitos componentes e subsistemas que interagem, os quais variam no

espao e no tempo. Para a compreenso dos processos e mecanismos de funcionamento

destes ecossistemas, necessria uma abordagem integrada para a observao,

experimentao e mensurao dos mesmos. Neste sentido, um dos estudos mais

completos foi efetuado na represa do Lobo (So Carlos, SP). O trabalho envolveu a

descrio estrutural e funcional das comunidades do fitoplncton, zooplncton, bentos e

peixes considerando suas inter-relaes, bem como a descrio da climatologia e da

hidrologia associadas ecologia do reservatrio, o que permitiu o desenvolvimento do

Modelo Broa (HENRY, 1999).

Visto que os grandes reservatrios so destinados a diversos usos como gerao

de energia, irrigao, navegao, abastecimento domstico e industrial, possvel que

haja conflitos relacionados distribuio da gua de acordo com as prioridades. Por

isso, preciso que se administre a sua disponibilidade e uso por meio de um processo de

gerenciamento. Este gerenciamento deve incluir uma viso inter e multidisciplinar do

problema, articulando tecnologia, aspectos scio-econmicos, sade humana e bases

cientficas de uma forma interativa (BISWAS, 1991). Todavia, o estabelecimento de

diretrizes para a utilizao da gua e para a localizao dos empreendimentos local,

regional e estadual essencial para a minimizao dos impactos e, conseqentemente,

para a conservao dos recursos (GANZELI, 1995).

STRASKRABA (1993) defende a aplicao da ecotecnologia no gerenciamento

de lagos. Este termo refere-se ao uso de instrumentos tecnolgicos, com base no

profundo conhecimento dos princpios nos quais os sistemas ecolgicos baseiam-se,

aplicando o mesmo modelo no gerenciamento de recursos hdricos, de modo que o custo

e danos ambientais sejam minimizados.


No cenrio internacional a tendncia o gerenciamento integrado de bacias

hidrogrficas considerando as relaes terra-gua, principalmente, ao considerar as

fontes difusas de poluio, relacionadas agricultura. A figura 1 permite observar as

inter-relaes dos agentes, bem como dos fatores envolvidos no gerenciamento

integrado de recursos hdricos.

Figura 1: Relaes entre os agentes e fatores envolvidos no gerenciamento de recursos hdricos.Fonte: Adaptada de BREZONIK et al., 1999.

A insero das questes abordadas, na busca de solues para os problemas

relacionados aos recursos hdricos, proporciona uma nova concepo de planejamento e

gerenciamento. Dessa forma, no mais aceitvel a imposio de um plano sociedade,

pois o mesmo deve ser elaborado de forma participativa. Para SACHS (1997), a gesto

racional fundamental para prevenir o esgotamento dos recursos naturais, entendendo

essa racionalidade como a adoo de um sistema que integre os diversos setores e

propicie a atuao das comunidades regionais, em sntese, estilo de planejamento

descentralizado, sistmico e participativo.

Com o intuito de estabelecer o gerenciamento de recursos hdricos no pas foi

criada a Lei n 9.433 de 1997 que instituiu a Poltica Nacional de Recursos Hdricos

(PNRH), com base na legislao francesa, estabelecendo novos organismos, diretrizes e

instrumentos de gesto. No mesmo sentido, foi criada, a partir da Lei n 9.984 de 2000 a

Agncia Nacional de guas (ANA) que uma autarquia sob regime especial com

autonomia administrativa e financeira sendo responsvel pela implementao da PNRH.

Regulamento

Fatoresscio-

econmicos

DinmicaUso e

Cobertura Terra

Sistemasaquticos

Incentivos Custo-benefcio

Dados tcnicos

Avaliao de risco

Produtores,industriais

Atitudes dos atoreslocais

Agncia debacias


Entretanto, antes da criao dessas leis, o Estado de So Paulo, j possua

experincia de implantao de um modelo de gerenciamento de recursos hdricos, por

meio da Lei 7.663 de 1991. O Estado foi dividido em 22 Unidades de Gerenciamento de

Recursos Hdricos (UGRHIs) pela Lei 9.034 de 1994 que aprovou o Plano Estadual de

Recursos Hdricos para este perodo. Desta forma, a bacia do rio Piracicaba, parte da

rea de estudo do presente trabalho, foi a primeira a criar um Comit de Bacias referente

aos rios Piracicaba, Capivari e Jundia, em 1993.

Para BARTH (2002), com a PNRH, de fato foi criado um sistema institucional

para que a Unio, os Estados, os Municpios e os usurios dos recursos hdricos se

articulem e negociem o gerenciamento de recursos hdricos nas bacias hidrogrficas de

forma harmnica e integrada. Portanto, no contexto desta negociao deve ser

contemplado o aperfeioamento da legislao de forma que os procedimentos jurdico-

administrativos bsicos se harmonizem, em especial em relao outorga de direitos de

uso e respectiva cobrana.

Internacionalmente, pode-se dizer que as primeiras discusses sobre recursos

hdricos iniciaram-se em 1977 com a Conferncia das Naes Unidas sobre a gua em

Mar Del Plata, Argentina. Apontou-se ali, pela primeira vez, a necessidade de

modernizar os sistemas de gesto da gua. Entretanto, foi a Conferncia de Dublin de

1992, Irlanda, que ficou conhecida como um marco na modernizao dos sistemas de

gesto de recursos hdricos (ICWE, 1992). Dela saram os chamados Princpios de

Dublin, que norteiam hoje a gesto das guas em todo o mundo. So eles:

As guas doces so um recurso natural finito e vulnervel, essencial para a

sustentao da vida, do desenvolvimento e do meio ambiente. A gesto da gua

deve ser integrada considerando o seu todo, quer seja a bacia hidrogrfica e/ou

os aqferos;

O desenvolvimento e a gesto da gua devem ser baseados na participao

de todos, quer sejam usurios, planejadores e decisores polticos, de todos os

nveis;

As mulheres tm um papel central na proviso e proteo da gua;

A gua um recurso natural dotado de valor econmico em todos seus usos

competitivos e deve ser reconhecida como um bem econmico.


BORRE et al. (2001), apresentou, como resultado da 8th International

Conference on the Conservation and Management of Lakes de 1999, alguns elementos

ressaltados como importantes no xito obtido em gerenciamento de lagos nos pases

participantes do evento (Rssia, Estados Unidos, Canad, Filipinas, Macednia,

Albnia, Estnia, Bolvia, Peru, Indonsia, Uganda, Tanznia e Qunia), sendo eles: o

envolvimento dos cidados e agentes locais no planejamento e implementao das

atividades, a considerao de toda a bacia de drenagem do lago, o desenvolvimento de

estratgias de planejamento, a efetiva comunicao entre cientistas e tomadores de

decises e o estabelecimento de mecanismos institucionais para cooperao e

gerenciamento das bacias hidrogrficas.

3.4 Caracterizao das Geotecnologias aplicadas no presente estudo

3.4.1 Sensoriamento Remoto

3.4.1.1 Definio e alguns cuidados na obteno das imagens

Sensoriamento remoto pode ser entendido como a utilizao de sensores para a

aquisio de informaes sobre objetos ou fenmenos sem que haja contato direto entre

eles. Os sensores seriam os equipamentos capazes de coletar energia proveniente do

objeto, convert-la em sinal passvel de ser registrado e apresent-lo em forma adequada

extrao de informaes. Esta tecnologia vem sendo aplicada em diversas reas do

conhecimento. Isto devido a possibilidade de se obter uma grande quantidade de

informaes a respeito de uma rea ou ecossistema, em tempos diversos, apresentando

baixo custo (comparando aos mtodos tradicionais de amostragens de dados em campo),

assim como uma boa qualidade, permitindo a visualizao integrada do ambiente, entre

outras vantagens (NOVO, 1992).

Porm, quando se opta por utilizar dados obtidos a partir de sensores remotos,

torna-se interessante que se faa um levantamento prvio das vantagens e desvantagens

na escolha de um sensor. Deste modo, deve-se considerar a eficincia do seu sensor, a

freqncia na obteno de dados, o ngulo de visada, as resolues (espacial, espectral e

radiomtrica) e os custos, visando atingir os objetivos propostos. No presente estudo

utilizaram-se imagens obtidas pelos sensores multiespectrais Thematic Mapper (TM) e

Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+) a bordo dos satlites Landsat 5 e 7,

respectivamente. As imagens dos sensores da srie Landsat, cuja aquisio se iniciou


em 1972 tm sido uma das mais utilizadas em estudos ambientais, uma vez que

permitem uma viso sinptica e repetitiva da paisagem. Uma vantagem importante

que as imagens Landsat 7 tem o mesmo perodo de revisita (16 dias) e utiliza a mesma

grade de referncia do Landsat 5, alm de ter a mesma rea imageada (185 x 185 km

por cena), o que permite uma perfeita integrao das imagens do Landsat 7 com dados

histricos do Landsat 5, como ocorreu neste estudo.

Para que se possam extrair informaes a partir de dados de sensoriamento

remoto, fundamental o conhecimento do comportamento espectral dos objetos da

superfcie terrestre e dos fatores que interferem no seu comportamento. Este

conhecimento importante tambm na definio de novos sensores, na definio do

tipo de processamento a que devem ser submetidos os dados, assim como na definio

da forma de aquisio dos mesmos (NOVO, 1992). Sobretudo, a eficcia e a preciso

dos resultados obtidos a partir de interpretaes de imagens orbitais esto diretamente

relacionadas ao tipo de processamento adotado para as mesmas e experincia do

profissional que ir interpret-las.

3.4.1.2 Processamento digital de imagens orbitais

O processamento digital de dados obtidos por sensoriamento remoto orbital,

possibilitou nos ltimos anos, o desenvolvimento de tcnicas voltadas para a anlise de

dados multidimensionais, adquiridos por diversos tipos de sensores. Estas tcnicas tm

recebido o nome de processamento digital de imagens. Segundo MASCARENHAS e

VELASCO (1984), entende-se por processamento digital de imagens a anlise e a

manipulao de dados via computador com o objetivo de facilitar a identificao de

alvos e a extrao das informaes.

O processamento digital de imagens pode ser dividido em trs etapas

independentes: pr-processamento, classificao e ps-classificao. O pr-

processamento refere-se ao preparo dos dados de satlite para a realizao da

classificao. Nesta fase empregam-se tcnicas como a calibrao radiomtrica da

imagem, correo de distores geomtricas e atmosfricas, bem como remoo de

rudo e aplicao de tcnicas de realce das imagens. A classificao o processo de

extrao de informaes em imagens para reconhecer padres e objetos homogneos, a

mesma utilizada em sensoriamento remoto para mapear reas da superfcie terrestre

que correspondem aos temas de interesse. A ps-classificao um procedimento

aplicado em uma imagem classificada, com o objetivo de uniformizar os temas, ou seja,

eliminar pontos isolados, classificados diferentemente de sua vizinhana. Com isto,


gera-se uma imagem classificada com aparncia menos ruidosa, porm, esta fase no

obrigatria. Sero descritas na seqncia apenas as tcnicas que foram aplicadas no

presente estudo.

Correo atmosfrica: a atmosfera influi na resposta de um alvo de dois

modos. A absoro atmosfrica subtrai valores de brilho de energia radiante do

alvo, enquanto o espalhamento atmosfrico adiciona valores resposta original

(FONSECA et al., 2000). Como se pretendia comparar imagens de pocas e

satlites diferentes, foi aplicado o mtodo de subtrao da radincia de alvos

escuros que, por se basear exclusivamente nas caractersticas da imagem, no

requer conhecimento prvio a respeito da rea imageada ou das condies

atmosfricas no momento do imageamento (CHAVEZ JR., 1988; CHAVEZ JR.,

1996).

Registro de imagens: para que mais de uma imagem sejam perfeitamente

coincidentes no espao necessrio que passem por um tipo de transformao

espacial conhecido por registro, ou seja, necessrio georreferenci-las. O

registro se faz necessrio para realizao de uma anlise multitemporal,

sobreposio de imagens de datas diferentes, juno de imagens adjacentes para

a montagem de um mosaico e sobreposio de imagens de sensores diferentes

(CRSTA, 1992). No caso do registro, bastante comum o uso de

transformaes polinomiais do primeiro e segundo graus.

Equalizao de histogramas de imagens: uma maneira de manipulao de

histogramas, reduzindo automaticamente o contraste em reas muito claras ou

muito escuras de uma imagem. Consiste em uma transformao no-linear que

considera a distribuio acumulativa da imagem original, para gerar uma

imagem resultante, cujo histograma ser aproximadamente uniforme (INPE,

2004). Esta tcnica tambm utilizada no intuito de igualar o brilho e o

contraste de imagens distintas, que sero concatenadas para recobrir uma

determinada rea, pela tcnica do mosaico, procedimento adotado neste estudo.

Mosaico de imagens: o processo de mosaicagem pode ser definido como a

juno de diferentes imagens ou mapas em uma nica imagem ou mapa,

correspondente a uma rea geogrfica definida. O produto final do mosaico

uma imagem ou um mapa topologicamente consistente, com continuidade fsica

(INPE, 2004).


Classificao digital de imagens: h dois tipos de classificao, no-

supervisionada e supervisionada. No presente estudo foi utilizada a classificao

supervisionada que permite a seleo de amostras representativas de cada classe

que se quer identificar na imagem. RICHARDS (1989) cita que a classificao

supervisionada o procedimento mais utilizado para anlises quantitativas de

dados de imagens de sensoriamento remoto e por esse fato tem sido bastante

adotada em estudos referentes ao uso e cobertura da terra (PEREIRA et al.,1998

e MOREIRA et al., 1998). Os classificadores utilizados na classificao podem

ser divididos em dois tipos, pixel a pixel e por regies. No estudo em questo

utilizou-se um classificador por regies, que utiliza, alm de informao

espectral de cada pixel, a informao espacial que envolve a relao com seus

vizinhos. Eles procuram simular o comportamento de um foto-intrprete,

reconhecendo reas homogneas de imagens, baseadas nas propriedades

espectrais e espaciais das mesmas (INPE, 2004). Os classificadores por regies

implementados no Spring 3.6 so o ISOSEG e o Battacharia distance, sendo o

ltimo adotado neste estudo. A medida da distncia de Battacharya usada para

medir a separabilidade estatstica entre um par de classes espectrais. Ou seja,

mede a distncia mdia entre as distribuies de probabilidades de classes

espectrais (INPE, 2004). Para a realizao de uma classificao supervisionada

aplicando classificadores por regies, primeiramente, a imagem particionada

em regies (Segmentao, que ser descrita posteriormente) e na seqncia, cada

regio associada a uma classe.

Segmentao de imagens: a classificao estatstica o procedimento

convencional mais utilizado para a anlise digital de imagens. Constitui-se em

um processo de anlise de pixels de forma isolada. Esta abordagem apresenta

limitaes pelo fato da anlise pontual ser baseada unicamente em atributos

espectrais. Para superar estas limitaes, prope-se o uso de segmentao da

imagem, anterior fase de classificao. Para HUSSAIN (1991), a segmentao

o processo em que uma imagem subdividida em partes constituintes ou

regies, tendo como base propriedades dos pixels, como nvel de cinza e textura.

na fase de segmentao que objetos ou outras entidades de interesse so

extradas para um subseqente processamento. A diviso em regies pode ser

por: crescimento por regies, de deteco de bordas ou de deteco de bacias


(INPE, 2004). No presente estudo aplicou-se o mtodo de crescimento por

regies, que consiste em um agrupamento de dados cujas regies espacialmente

adjacentes, podem ser agrupadas. Entretanto, independente do mtodo que se

adota para realizar uma segmentao necessrio determinar o limiar de

similaridade e o limiar de rea. O primeiro o limiar mnimo, sendo que abaixo

deste, duas regies so consideradas similares e agrupadas em uma nica regio.

O segundo limiar significa o menor valor de rea (em pixel) para que uma regio

seja separada de outra (BINS et al., 1993).

3.4.2 Sistemas de Informao Geogrfica (SIG)

DANGERMOND (1992) conceitua esses sistemas como um conjunto de

hardware, software e dados geogrficos projetados eficientemente para adquirir,

armazenar, atualizar, manipular, analisar e visualizar todas as formas de informaes

geograficamente referenciadas. O SIG faz parte de um grupo maior de tecnologias

chamado de geoprocessamento. Para BURROUGH e McDONNELL (1998), o SIG

mais que um simples automatizador de tarefas existentes, ele propicia ambos, um

arquivo de dados espaciais na forma original e uma ferramenta para a explorao de

interaes entre processos e modelos em fenmenos espaciais e temporais. De acordo

com DOYLE e GRAY (1995), o aspecto mais importante no estabelecimento de um

SIG, bastante funcional e acessvel, a organizao do banco de dados. O estgio de

montagem do mesmo requer srias consideraes a respeito dos objetivos a serem

alcanados.

O SIG utilizado no presente estudo foi o Spring 3.6. O software SPRING

(Sistema para Processamento de Informaes Georreferenciadas) um banco de dados

geogrfico de segunda gerao, gratuito, desenvolvido pelo Instituto Nacional de

Pesquisas Espaciais (INPE) com as seguintes caractersticas:

Opera como um banco de dados geogrfico sem fronteiras e suporta grande

volume de dados (sem limitaes de escala, projeo e fuso), mantendo a

identidade dos objetos geogrficos ao longo de todo banco;

Administra tanto dados vetoriais como dados matriciais (raster), e realiza a

integrao de dados de sensoriamento remoto num SIG;


Possibilita um ambiente de trabalho amigvel e poderoso, por meio da

combinao de menus e janelas com uma linguagem espacial facilmente

programvel pelo usurio (LEGAL - Linguagem Espao-Geogrfica baseada em

lgebra);

Consegue escalonabilidade completa, isto , ser capaz de operar com toda

sua funcionalidade em ambientes que variem desde micro-computadores a

estaes de trabalho de alto desempenho.

Contudo, um SIG pode ser utilizado em estudos relativos ao meio ambiente e

recursos naturais, na pesquisa da previso de determinados fenmenos ou no apoio a

decises de planejamento, considerando a concepo de que os dados armazenados

representam um modelo do mundo real (BURROUGH, 1986). No entanto, para que os

elementos bsicos de um determinado SIG possam ser utilizados de forma eficiente,

de fundamental importncia que os profissionais ou responsveis pelo projeto,

implementao e uso do sistema sejam pessoas adequadamente capacitadas e com viso

do contexto global.

3.4.3 Anlise Espacial de Dados (Geoestatstica)

Atualmente, a geoestatstica um nome associado a um conjunto de tcnicas

utilizadas para analisar e inferir valores de uma varivel distribuda no espao ou tempo

(CMARA et al., 2000). A geoestatstica , pois, uma das ferramentas da anlise

espacial de dados. Na realidade, as propriedades naturais de uma determinada superfcie

so espacialmente contnuas. As amostras pontuais formam um subconjunto limitado

em relao quantidade de posies e valores possveis dentro de uma rea de interesse.

Sendo assim, para se obter valores em posies no amostradas utilizam-se

algoritmos inferenciais que se baseiam no conjunto amostral disponvel. Os SIGs atuais

incorporam vrios algoritmos de inferncia para espacializar propriedades segundo uma

estrutura de grade regularmente distribuda no espao. Entretanto, raramente essa

espacializao acompanhada de informaes sobre a qualidade dos dados gerados e

estas so importantes para apoiar decises baseadas nos mesmos (FELGUEIRAS et al.,

1999).

Desta forma, as tcnicas geoestatsticas de inferncia, conhecidas por krigeagem,

consideram os atributos ambientais como variveis aleatrias, o que possibilita a


modelagem das incertezas associadas s inferncias. Essas tcnicas tm sido utilizadas,

com freqncia, para espacializao de atributos ambientais amostrados pontualmente

(OLIVER, 1990 e CAMARGO, 1997).

A krigeagem um estimador de mdia ponderada local que utiliza o critrio de

minimizao da varincia de estimao para definir os pesos associados a cada amostra

considerada. Alm disso, esse critrio permite a criao de um mapa de incertezas de

estimao associado ao mapa de atributos espacializados. Estas so as principais

vantagens do interpolador de krigeagem em relao a outros interpoladores de mdia

ponderada, cujos ponderadores so, em geral, definidos por paradigmas subjetivos

(DEUTSCH, 1998).

3.4.4 Sistemas de suporte deciso

Um dos aspectos mais importantes do uso das geotecnologias o potencial de

um SIG em facilitar a produo de novas informaes a partir de um banco de dados

geogrficos. Tal capacidade fundamental para aplicaes como ordenamento

territorial e estudos de impacto ambiental, casos em que a informao final deve ser

deduzida e compilada a partir de levantamentos bsicos. Tambm muito relevante em

estudos scio-econmicos, quando se deseja estabelecer indicadores que permitam uma

viso quantitativa da informao espacial. Porm, o grande desafio da produo de

novas informaes em um SIG a capacidade de comparar e avaliar as diferentes

possibilidades de gerao de novos mapas. Como o SIG oferece uma grande quantidade

de funes de lgebra de Mapas1, nem sempre fcil escolher qual a forma de

combinao de dados mais adequada para os diversos propsitos. Neste contexto,

muito til dispor de ferramentas de suporte deciso, que nos ajudem a organizar e

estabelecer um modelo racional de combinao dos dados (INPE, 2004).

O conceito fundamental dos vrios modelos de tomada de deciso o de

racionalidade. De acordo com este princpio, indivduos e organizaes seguem um

comportamento de escolha entre alternativas, baseado em critrios objetivos de

julgamento, cujo fundamento ser satisfazer um nvel pr-estabelecido de aspiraes

(INPE, 2004). Os mtodos mais utilizados no suporte deciso so os multicritrio. As

Metodologias Multicritrio de Apoio Deciso (Multicriteria Decision Aid MCDA)

1 O conceito lgebra de mapas ou lgebra de campos pode ser visto como uma extenso da lgebratradicional, com um conjunto de operadores onde as variveis manipuladas so campos geogrficos(BERRY, 1993).


objetivam auxiliar analistas e decisores em situaes nas quais h a necessidade de

identificao de prioridades sob a tica de mltiplos critrios, o que ocorre

normalmente, quando coexistem interesses em conflito (GOMES, 1999).

Na gesto ambiental o processo de deciso consiste no papel atribudo e na

participao de cada um dos atores no processo de negociao. A anlise multicritrio

deve servir basicamente para ajudar o decisor a controlar os dados que so fortemente

complexos dentro do campo ambiental e a fazer progredi-los em direo melhor

estratgia de gerenciamento ambiental. Assim sendo, os resultados obtidos pela anlise

multicritrio, e como conseqncia, o apoio tomada de deciso, dependem do

conjunto de aes consideradas, da qualidade dos dados, da escolha e estruturao dos

critrios, dos valores de ponderao atribudos aos critrios, do mtodo de agregao

utilizado e da participao dos diferentes atores (SOARES, 2004).

Dentre os mtodos mais utilizados em MCDA esto os de ponderao2. O

mtodo de ponderao mais simples o da soma ponderada, que foi aplicado no

presente trabalho (MELLO et al., 2003).

Ainda a respeito das geotecnologias, verifica-se uma tendncia mundial de

integrao das mesmas em trabalhos relacionados ao planejamento e gerenciamento do

meio ambiente. Segundo STAR e ESTES (1990), a vantagem em associar as aplicaes

da tecnologia de sensoriamento remoto s de SIG, consiste em identificar e quantificar

as mudanas ocorridas no ambiente. O sensoriamento remoto proporciona um excelente

conjunto de ferramentas para detectar mudanas e, ao mesmo tempo, o SIG um

instrumento eficiente para quantificar os processos de mudanas.

Para EHLERS (1991), um SIG quando associado aos sistemas de sensoriamento

remoto pode auxiliar na automao da interpretao, identificao de mudanas,

compilao e reviso de mapas. Alm de que, estes sistemas possibilitam a integrao,

numa nica base de dados, de informaes geogrficas provenientes de fontes diversas,

tais como dados cartogrficos, dados de censo e cadastro urbano e rural, imagens de

satlite e modelos numricos de terreno (CMARA et al., 1996).

Para BAILEY e GATRELL (1995), a integrao de anlises estatsticas e SIG tem

crescido rapidamente e h ainda um grande potencial computacional a ser oferecido s

anlises estatsticas de dados. Contudo, de fundamental importncia uma anlise

2 A ponderao um mtodo emprico, pois, os pesos so atribudos conforme a rea de estudo, ao tipode varivel, ao objetivo do trabalho e a experincia de cada profissional.


adequada por parte do pesquisador, assim como uma boa interpretao e entendimento

dos dados para a obteno de resultados mais precisos com relao realidade. Estas

ferramentas podem ainda ser associadas a modelos matemticos, servindo de suporte

deciso em casos em que questes interdisciplinares estejam envolvidas.

Documents

Fundamentacao-teorica_