UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO ... - …‡ÃO... · Lima/MG por Mestrando: ... Localização da bacia do ribeirão dos Macacos em relação ao município de Nova Lima. 25

UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO

PRETO

ESCOLA DE MINAS

DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM EVOLUÇÃO CRUSTAL

E RECURSOS NATURAIS

Cartografia de suscetibilidade a deslizamentos utilizando o método estatístico

“Valor Informativo”: Estudo de caso na bacia do Ribeirão dos Macacos, Nova

Lima/MG

por

Mestrando: Mateus Lima Rosa

Orientador: Frederico Garcia Sobreira

Co-orientador: César Falcão Barella

Ouro Preto - 2018

ii

i

CARTOGRAFIA DE SUSCETIBILIDADE A

DESLIZAMENTOS UTILIZANDO O MÉTODO ESTATÍSTICO

“VALOR INFORMATIVO”: ESTUDO DE CASO NA BACIA

DO RIBEIRÃO DOS MACACOS, NOVA LIMA/MG

_________________________________________________________________________________

ii

iii

UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO

Reitor

Cláudia Marliére

Vice-Reitor

Hermínio Nalini

Pró-Reitor de Pesquisa e Pós-Graduação

Sérgio Francisco de Aquino

ESCOLA DE MINAS

Diretor

Issamu Endo

Vice-Diretor

Hernani Mota de Lima

DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA

Chefe

Luís Antônio Rosa Seixas

iv

v

CONTRIBUIÇÕES ÀS CIÊNCIAS DA TERRA – VOL. 077

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO

Nº 362

CARTOGRAFIA DE SUSCETIBILIDADE A DESLIZAMENTOS

UTILIZANDO O MÉTODO ESTATÍSTICO “VALOR INFORMATIVO”:

ESTUDO DE CASO NA BACIA DO RIBEIRÃO DOS MACACOS, NOVA

LIMA/MG

Mateus Lima Rosa

Orientador

Frederico Garcia Sobreira

Co-orientador

César Falcão Barella

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais do

Departamento de Geologia da Escola de Minas da Universidade Federal de Ouro Preto como requisito

parcial à obtenção do Título de Mestre em Ciência Naturais, Área de Concentração: Geologia

Ambiental e Conservação de Recursos Naturais

Ouro Preto

2018

vi

Universidade Federal de Ouro Preto – http://www.ufop.br

Escola de Minas - http://www.em.ufop.br

Departamento de Geologia - http://www.degeo.ufop.br/

Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais

Campus Morro do Cruzeiro s/n - Bauxita

35.400-000 Ouro Preto, Minas Gerais

Tel. (31) 3559-1600, Fax: (31) 3559-1606 e-mail: [email protected]

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ou utilizada sem a observância das normas de direito autoral.

ISSN 85-230-0108-6

Depósito Legal na Biblioteca Nacional

Edição 1ª

vii

DEDICATÓRIA

“Quando eu penso em um “significado” para a vida, eu me pergunto: -será que eu aprendi algo

hoje que me deixou um pouco mais perto de saber tudo que há para se saber no universo? Se eu não

sei mais em um dia do que eu sabia no dia anterior, para mim esse foi um dia desperdiçado. (...) Então,

essa não é uma questão eterna e sem resposta — ela está ao alcance das minhas mãos todos os dias...”

Neil deGrasse Tyson

Aos meus pais, Marlene e Paulo,

minha tia, Caleny, e minha avó, Cacilda,

exemplos de força e determinação.

viii

ix

Agradecimentos

À minha família pelo amor e confiança incondicional.

Ao meu orientador, Prof. Frederico Garcia Sobreira, e co-orientador, César Falcão Barella, pela

confiança e paciência. Seus ensinamentos e acessibilidade foram decisivos.

À Prefeitura de Nova Lima pela disponibilização de dados.

Ao Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais da UFOP e a CAPES.

À SEE e República dos Deuses pela disponibilização do espaço e, principalmente, pela possibilidade

de conviver com pessoas excelentes.

Aos colegas e amigos do mestrado e da vida.

E a todos que, de alguma forma, contribuíram para a execução desta pesquisa.

Obrigado!

x

xi

Sumário

S

1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................................ 1

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ............................................................................................... 3

2.1 CONCEITOS FUNDAMENTAIS .......................................................................................... 3

2.1.1 Movimentos de massa ..................................................................................................... 3

2.1.2 Suscetibilidade ................................................................................................................ 4

2.1.3 Aptidão à Urbanização .................................................................................................... 4

2.1.4 Perigo .............................................................................................................................. 4

2.1.5 Vulnerabilidade ............................................................................................................... 5

2.1.6 Risco ................................................................................................................................ 5

2.2 CARTOGRAFIA GEOTÉCNICA .......................................................................................... 5

2.2.1 Cartas Geotécnicas e Planejamento Urbano .................................................................... 7

2.2.2 Cartas Geotécnicas de Suscetibilidade ............................................................................ 7

2.3 METODOLOGIAS DE MAPEAMENTO DA SUSCETIBILIDADE A MOVIMENTOS DE

MASSA ............................................................................................................................................... 8

2.3.1 Métodos qualitativos ....................................................................................................... 9

2.3.2 Métodos Quantitativos .................................................................................................. 10

2.4 INVENTÁRIO DE CICATRIZES ........................................................................................ 12

2.5 SELEÇÃO DOS FATORES PREDISPOSIÇÃO ................................................................. 17

2.6 VALOR INFORMATIVO .................................................................................................... 19

2.6.1 Analise de sensibilidade ................................................................................................ 20

2.6.2 Validação ....................................................................................................................... 21

3 ÁREA DE ESTUDO ................................................................................................................... 25

3.1 GEOLOGIA .......................................................................................................................... 26

3.1.1 Estratigrafia ................................................................................................................... 28

3.1.2 Geologia estrutural ........................................................................................................ 29

3.2 HIDROGRAFIA ................................................................................................................... 30

3.3 PLUVIOSIDADE.................................................................................................................. 31

3.4 PEDOLOGIA ........................................................................................................................ 32

3.5 GEOMORFOLOGIA ............................................................................................................ 34

3.6 COBERTURA E USO DO SOLO ........................................................................................ 36

4 MATERIAIS E MÉTODOS ...................................................................................................... 39

xii

4.1 PESQUISA BIBLIOGRÁFICA E INVENTÁRIO DE DADOS TÉCNICOS E

CARTOGRÁFICOS ......................................................................................................................... 40

4.2 MONTAGEM DE BASES SIG ............................................................................................ 40

4.3 INVENTÁRIO DE CICATRIZES ........................................................................................ 42

4.4 APLICAÇÃO DO MÉTODO DO VALOR INFORMATIVO ............................................. 44

4.4.1 Análise de sensibilidade ................................................................................................ 44

4.4.2 Validação ....................................................................................................................... 44

4.4.3 Classes de suscetibilidade ............................................................................................. 45

5 RESULTADOS E DISCUSSÕES ............................................................................................ 47

5.1 RESULTADOS CARTOGRÁFICOS INTERMEDIÁRIOS ................................................ 47

5.2 RESULTADOS ESTATÍSTICOS ........................................................................................ 55

6 CONCLUSÕES E SUGESTÕES .............................................................................................. 63

REFERÊNCIAS .................................................................................................................................. 65

xiii

Índice de Figuras

Figura 2.1 - Classificação das metodologias de mapeamento. Adaptado por Barella (2016), de acordo

com Soeters & van Western (1996) e Aleotty & Chowdury (1999). ...................................................... 8

Figura 2.2 - A Imagem "A" captada em 1946 com luz oblíqua vinda por trás da encosta mostra

diversas cicatrizes. A imagem “B”, do mesmo local, captada em 1984 com luz frontal à encosta. Nela

não se observam deslizamentos, sendo que em 1983, 5 dos 8 deslizamentos haviam reativado (Rogers

& Doyle 2003). ...................................................................................................................................... 13

Figura 2.3 - Evolução das cicatrizes de deslizamento em Nova Friburgo/RJ, em imagens extraídas do

Google Earth Pro (Barella 2016). .......................................................................................................... 14

Figura 2.4 - Anomalias topográficas do relevo propostas por Rogers & Doyle (2003 apud Barella

2016). .................................................................................................................................................... 15

Figura 2.5 - Exemplificação da partição aleatória. Adaptado de Barella (2016) .................................. 22

Figura 2.6 – Exemplo de gráfico de uma curva de sucesso ou predição (Oliveira 2012). .................... 23

Figura 2.7 - Procedimentos de cálculo das taxas de sucesso e predição. Adaptado de Garcia (2012). . 24

Figura 3.1 - Localização da bacia do ribeirão dos Macacos em relação ao município de Nova Lima. 25

Figura 3.2 - Coluna estratigráfica do Quadrilátero Ferrífero segundo Alkmim e Marshak (1998)....... 26

Figura 3.3 - Mapa geológico da bacia hidrográfica do ribeirão dos Macacos. Adaptado de Silva (2005).

Este mapa não utiliza referência estratigráfica de cores. ....................................................................... 27

Figura 3.4 - Mapa das principais feições estruturais do Quadrilátero Ferrífero com destaque para a

bacia do ribeirão dos Macacos contornada em vermelho. Modificado de Chemale et al. (1994). ....... 29

Figura 3.5 - Bacia hidrográfica do ribeirão dos Macacos. .................................................................... 30

Figura 3.6 - Perfil longitudinal do ribeirão dos Macacos. Adaptado de Davis et al. (2005) ................. 31

Figura 3.7 - Precipitações médias mensais. Adaptado de Davis et al. (2005). ..................................... 32

Figura 3.8 - Hietograma anual da estação pluviométrica da represa do Miguelão. Adaptado de Davis et

al. (2005). .............................................................................................................................................. 32

Figura 3.9 - Mapa pedológico da área de estudo. Adaptado de Shinzato & Carvalho Filho (2005). .... 33

Figura 3.10 - Mapa com unidades morfoestruturais e unidades de relevo. Adaptado de Medina et al.

(2005). ................................................................................................................................................... 35

Figura 3.11 - Mapa de cobertura e uso do solo da área de estudo. Adaptado de Oliveira et al. (2005). 37

Figura 4.1 - Sequência de procedimentos adotados no estudo de análise estatística de suscetibilidade a

deslizamento. ......................................................................................................................................... 39

Figura 4.2 - Intervalo de azimutes correspondentes a cada classe de orientação das vertentes. De

acordo com Esri (2017). ........................................................................................................................ 41

Figura 4.3 -Classes morfológicas geradas a partir da combinação de perfis de vertente longitudinais e

verticais. Derivado de Dikau (1990) e Wysocki et al (2011) apud Barella (2016). .............................. 42

Figura 4.4 - Exemplos de cicatrizes em pontos diferentes ad área de estudo. A) Deslizamentos com

solo exposto; B) Deslizamentos com escarpas no topo e rugosidade causada pelo material

transportado. .......................................................................................................................................... 43

Figura 5.1 - Mapa de Unidades Litológicas da Bacia do Ribeirão dos Macacos. ................................. 48

Figura 5.2 - Mapa de Unidades Geomorfológicas da Bacia do Ribeirão dos Macacos. ....................... 49

Figura 5.3 - Mapa de Unidades Pedológicas da Bacia do Ribeirão dos Macacos. ................................ 50

xiv

Figura 5.4 - Mapa de Orientação das Vertentes da Bacia do Ribeirão dos Macacos. ........................... 52

Figura 5.5 - Mapa de Inclinação das Vertentes. .................................................................................... 53

Figura 5.6 - Mapa de Curvatura das Vertentes da Bacia do Ribeirão dos Macacos. ............................ 54

Figura 5.7 - Mapa de Inventário de Cicatrizes destacando o grupo de treino, utilizado no cálculo da

taxa de sucesso e, o grupo de teste, utilizado no cálculo da taxa de predição. ...................................... 55

Figura 5.8 - Curvas de sucesso referentes às análises 3 e 4. As setas vermelhas indicam locais onde a

análise 3 apresenta um resultado superior à análise 4. A linha verde indica o limite da classe de alta

suscetibilidade (85%). ........................................................................................................................... 59

Figura 5.9 - Direção de incidência da luz solar entre os solstícios de inverno e verão, na bacia do

ribeirão dos Macacos. Durante a maior parte do trajeto do sol relativo a terra (92,8%) a luz atingirá a

área de estudo com maior obliquidade nas encostas voltadas para sul, reforçando a visualização das

estruturas superficiais. ........................................................................................................................... 61

Figura 5.10 - Visualização das diferentes respostas de uma imagem orbital nas estações de verão e

inverno (hemisfério sul). Nas imagens da esquerda, próximo ao solstício de verão, o sol incide

perpendicularmente, ou com baixo ângulo em relação à tangente da Terra na bacia do ribeirão dos

Macacos e tende a omitir as estruturas superficiais, devido à ausência de sombreamento. Nas imagens

da direita, próximo ao solstício de inverno, ocorre um “realce” das estruturas superficiais, mas apenas

nas encostas voltadas para sul. Fonte: Google Earth Pro ...................................................................... 62

Figura 5.11 - Mapa de suscetibilidade com a utilização do fator de predisposição "Orientação das

vertentes". Nele é possível verificar a tendência do modelo em atribuir uma maior suscetibilidade em

vertentes voltadas para S, SE e SW. ...................................................................................................... 63

Figura 5.12 - Mapa final de suceptibilidade a deslizamentos obtido por meio do método do valor

informativo com unidades de terreno de 5m² e considerando o grupo de teste do inventário. ............. 62

xv

Índice de Tabelas

Tabela 2.1 - Caracterização dos principais tipos de movimento de massa no cenário geoambiental

brasileiro. Modificado de Augusto Filho (1992). .................................................................................... 3

Tabela 2.2 - Níveis de cartas geotécnicas no planejamento urbano – escalas e processos mapeáveis. De

acordo com Sobreira & Souza (2012). .................................................................................................... 7

Tabela 2.3 - - Tipos de inventário. De acordo com Guzzetti et al. (2012) ............................................ 12

Tabela 2.4 - Padrões morfológicos, de vegetação e de drenagens nos processos de instabilizações de

encostas e suas respectivas características. Adaptado de Soeters e van Westen (1996). ...................... 16

Tabela 2.5 - Visão geral dos fatores que controlam a ocorrência de deslizamentos e suas respectivas

relevâncias. Adaptado de Corominas (2014) ........................................................................................ 17

Tabela 2.6 - Limiares de classificação de modelos através da área abaixo da curva. Adaptado de

Guzzetti (2005). ..................................................................................................................................... 24

Tabela 3.1 - Descrição dos componentes litoestratigráficos recorrentes na bacia do Ribeirão dos

Macacos. Adaptado de Silva (2005). .................................................................................................... 28

Tabela 3.2 - Vazões médias mensais do ribeirão dos Macacos. Adaptado de Davis et al. (2005) ....... 31

Tabela 3.3 - Descrição das classes pedológicas recorrentes na área. Adaptado de Shinzato & Carvalho

Filho (2005). .......................................................................................................................................... 33

Tabela 3.4 - Tipos de cobertura do solo recorrentes na área de estudo. Baseado em Oliveira et al.

(2005). ................................................................................................................................................... 36

Tabela 5.1 - Descrição das unidades geotécnicas adotadas. .................................................................. 47

Tabela 5.2 - Tabela de identificação das Unidades Geomorfológicas. ................................................. 48

Tabela 5.3 - Tabela de identificação das Unidades Pedológicas. .......................................................... 49

Tabela 5.4 - Tabela de identificação das Classes de Orientação das Vertentes. ................................... 51

Tabela 5.5 - Tabela de identificação das Classes de Inclinação das Vertentes. .................................... 52

Tabela 5.6 - Tabela de identificação das Classes de Curvatura das Vertentes. ..................................... 53

Tabela 5.7 - Valor informativo (VI) e Área Abaixo da Curva (AAC) dos fatores de predisposição

utilizados no estudo. .............................................................................................................................. 56

Tabela 5.8 - Relevância dos fatores segundo a ordem de integração dada pela média da classificação

dos parâmetros de acordo com os índices Accountability (Acc), Reliability (Rl) e Área Abaixo da

Curva (AAC) acoplada à concepção estatística do Valor Informativo. A) Índices de cada fator de

predisposição; B) Hierarquização dos parâmetros. ............................................................................... 57

Tabela 5.9 - Ordem de integração com discriminação dos fatores de predisposição acrescidos em cada

análise. ................................................................................................................................................... 57

Tabela 5.10 - Comparação entre as AACs das Taxas de Sucesso e Predição obtidas a cada análise. .. 58

Tabela 5.11 - Evolução das taxas de sucesso e predição perante a adição de novos fatores de

predisposição com a porcentagem em área ocupada por cada classe de suscetibilidade. ..................... 58

Tabela 5.12 - Tabela com tendências dos deslizamentos catalogados e agrupados, com referência no

centroide, por orientação das encostas. ................................................................................................. 60

xvi

xvii

Resumo

Este estudo foi desenvolvido na bacia do Ribeirão dos Macacos, no município de Nova

Lima/MG e posicionada na região metropolitana de Belo Horizonte, capital do estado de Minas

Gerais. Foram aplicados os conceitos do método estatístico “Valor Informativo”, na construção do

mapa de suscetibilidade. A escala adotada para o trabalho foi de 1:25.000 e pixels com 5m². Foram

testadas diferentes partições do inventário, assim como testados diferentes fatores de predisposição,

para que ao final se atingisse o melhor modelo. Na construção do inventário foi notado que as

vertentes voltadas para sul, sudeste e sudoeste geralmente apresentam uma qualidade superior em

imagens aéreas/orbitais devido à posição do sol e incidência da luz que realça as estruturas

superficiais, de tal forma que deslizamentos em vertentes voltadas para norte, nordeste e noroeste,

podem ser omitidos. Outra verificação foi que os modelos com melhor índice de Área Abaixo da

Curva nem sempre restringirão em menores áreas a classe de alta suscetibilidade. Essa incongruência

ocorre devido às diferentes conformações da curva, de forma que pontualmente uma curva de índice

menor pode apresentar resultados mais restritivos que uma curva de índice maior. Os resultados

alcançados demonstraram que o modelo apresenta elevada capacidade de ajuste aos dados assim como

elevada capacidade preditiva.

Palavras-Chave: Desastres Naturais, Suscetibilidade a Deslizamentos, Métodos Estatísticos,

Ordenamento Territorial

xviii

xix

Abstract

This research study was developed in the Ribeirão dos Macacos basin at the district of Nova

Lima / MG and is located in the metropolitan region of Belo Horizonte, capital of the state of Minas

Gerais, Brazil. The concepts of the statistical method "Information Value" were applied in the

construction of the landslide susceptibility map. The scale adopted for the work was 1: 25,000 and

pixels with 5m². Different partitions of the inventory were tested, as well as different predisposing

factors, so that in the end the best model could be reached. In the construction of the landslide

inventory, it was noticed that the south, southeast and south-west slopes generally present a higher

quality in aerial / orbital images due to the position of the sun (lighting direction) that emphasizes the

surface structures and it may omit old landslides on slopes facing north, northeast, and northwest. This

condition can generate misleading models when using the slope aspect predisposition factor. Another

verification was that the models with better Area Below the Curve index will not always restrict the

class of high susceptibility in smaller areas. This incongruence occurs due to the different curve

conformations, since a smaller index curve can present more restrictive results than a larger index

curve. The results showed that the model has a high capacity of adjustment to the data with high

predictive capacity.

Keywords: Natural Disasters, Landslide Susceptibility, Statistical Methods, Information

Value, Territorial Planning

xx

Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 077, 72p.

1

CAPÍTULO 1

INTRODUÇÃO

1 INTRODUÇÃO

O processo de expansão dos centros urbanos brasileiros ao longo das últimas décadas, fruto do

êxodo rural, trouxe consigo, quando aliado às disparidades de renda, uma intensa urbanização de áreas

com características geológicas, geomorfológicas e geotécnicas desfavoráveis à ocupação (Novaes

2000).

A construção dessa extensa estrutura socioespacial desordenada e desigual tem contribuído

para o desenvolvimento de quase metade do espaço edificado na esfera irregular e informal (Novaes

2000), onde não operam as leis de regulamentação de uso e ocupação de solo.

Dentre a conjunção de fatores que encabeçam a questão, merece destaque a ocupação de

terrenos com maior suscetibilidade a perigos, caso comum em muitos municípios brasileiros, e que

ganham maior visibilidade devido a tragédias como as ocorridas no Vale do Itajaí, na Região Serrana

do Rio de Janeiro e na zona da mata do Estado de Minas Gerais.

De acordo com os dados publicados no Relatório de Danos Materiais e Prejuízos Decorrentes

de Desastres Naturais no Brasil, o país experimentou mais 9 mil desastres hidrológicos, que englobam

movimentos de massa e inundações, entre os anos de 1995 e 2014, contabilizando danos e prejuízos na

ordem de 70 bilhões de reais (CEPED-UFSC 2014). Ainda, segundo CRED (2016), entre os anos de

2006 e 2015 a média foi de 540 mortes por ano relacionadas a esse tipo desastre, na América do Sul.

Um reflexo da importância atribuída aos desastres naturais são as iniciativas que buscam

aumentar o conhecimento e implementar políticas que reduzam os riscos à que a sociedade está

exposta. Internacionalmente pode-se citar a Hyogo Frame Work for Action 2005 – 2015, promovida

pela UNISDR - The United Nations Office for Disaster Risk Reduction (Garcia 2012) e nacionalmente

destaca-se a Lei 12.608/2012, que instituiu a Política Nacional de Proteção e Defesa Civil – PNPDEC

(Brasil 2012).

A Lei 12.608 foi promulgada em abril de 2012 e visa suprir a demanda por instrumentos legais

que direcionem para um desenvolvimento ordenado e sustentável. Essa medida visa a prevenção e

minimização de desastres naturais com impactos às atividades antrópicas através de ações preventivas

como estudos de identificação e avaliação de áreas suscetíveis a eventos naturais, ou seja, mapeamento

de suscetibilidade.

Uma das práticas preventivas no combate aos desastres naturais se dá por meio da cartografia

geotécnica que retrata a distribuição dos diferentes tipos de rochas e solos, considerando suas

Rosa, M. L., 2017, Aplicação do Método Estatístico “Valor Informativo” na Cartografia de Suscetibilidade...

2

características mecânicas e hidráulicas no contexto do meio físico (formas do relevo, geodinâmica

externa – processos atuantes, uso e ocupação do solo), com o intuito de se definir as limitações,

potencialidades e necessidades de intervenções para a consolidação do uso urbano e rural (Sobreira &

Souza 2012).

Dentre os produtos obtidos a partir da cartografia geotécnica tem-se a suscetibilidade, que é a

propensão que uma determinada área tem de gerar deslizamentos. Baseia no conceito que novos

deslizamentos acontecerão sob as mesmas condições que já geraram deslizamentos no passado

(Guzzetti et al. 1999), e podem ser usados para prever a localização geográfica de movimentos de

massa futuros (Chung & Fabri 1999, Guzzetti et al. 2005). As abordagens para avaliação de

suscetibilidade são variadas e incluem, por exemplo, a análise geomorfológica, método heurístico,

método determinístico e método estatístico (Carrara et al. 1995, Soeters van Westen 1996, Chung &

Fabbri 1999, Guzzetti et al. 1999, Barella 2016).

Neste trabalho utilizou-se do método estatístico através da condicional do Valor Informativo

(Yan 1988, Yin & Yan 1988). Essa abordagem é indicada para áreas extensas e complexas, e retorna

uma estimativa de onde acontecerão novos deslizamentos baseado no detalhamento de eventos

passados e determinadas características do meio físico (Guzzetti et al. 2006).

Assim sendo, o presente trabalho visa fomentar o desenvolvimento da análise de

suscetibilidade a deslizamentos por meio do estudo da bacia hidrográfica Ribeirão dos Macacos,

município de Nova Lima/MG, com a aplicação, avaliação e validação do método estatístico “Valor

Informativo” na elaboração de cartas geotécnicas de suscetibilidade, por meio de análises em

plataforma de Sistema de Informação Geográfica (SIG).


3

CAPÍTULO 2

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.1 CONCEITOS FUNDAMENTAIS

A falta de uniformidade na terminologia utilizada na cartografia geotécnica é uma inoportuna

realidade, comumente verificada entre países distintos ou até mesmo dentro de uma mesma

nacionalidade (Fell et al. 2008, Sobreira & Souza 2012). Para que se evite divergências nas

interpretações do estudo, abaixo são apresentados os conceitos e definições utilizadas.

2.1.1 Movimentos de massa

Os movimentos de massa normalmente estão associados a chuvas intensas e, ocorrem sujeitos

a uma série de condicionantes e agentes deflagradores. São caracterizados por um conjunto de

processos que deslocam solos e rochas pelas vertentes e podem ser contínuos, episódicos ou

catastróficos (Moreira e Pires Neto 1998)

Segundo Pedrosa (2013), as características dos processos como velocidade, geometria,

conteúdo de água e o tipo de material (solo, rocha, etc.) são os parâmetros para diferenciação dos tipos

de movimento de massa. A Tabela 2.1 apresenta a classificação de movimentos proposta por Augusto

Filho (1992).

Tabela 2.1 - Caracterização dos principais tipos de movimento de massa no cenário geoambiental brasileiro.

Modificado de Augusto Filho (1992).

Processo Característica do Movimento, Material e Geometria

Ras

tejo

(cre

ep)

Vários planos de deslocamento (internos).

Velocidades muito baixas (cms/ano) a baixas e decrescentes com a profundidade.

Movimentos constantes, sazonais ou intermitentes.

Solo, depósitos, rocha alterada/fraturada.

Geometria indefinida (Indicadores: Inclinação de árvores, postes, cercas, etc.).

Des

liza

men

tos

(sli

des

)

Poucos planos de deslocamento (externos).

Velocidades médias (m/h) a altas (m/s).

Pequenos a grandes volumes de material.

Geometria e materiais variáveis (comuns em solos):

Planares - solos pouco espessos, solos e rochas com um plano de fraqueza;

Circulares - solos espessos homogêneos e rochas muito fraturadas;

Em cunha - solos e rochas com dois planos de fraqueza.


4

Continuação

Processo Característica do Movimento, Material e Geometria

Qu

edas

(fal

ls)

Sem planos de deslocamento.

Movimentos tipo queda livre ou em plano inclinado.

Velocidades muito altas (vários m/s).

Material rochoso.

Pequenos a médios volumes.

Geometria variável (lascas, placas, blocos, etc.):

Rolamento de matacão

Tombamento

Co

rrid

as

(flo

ws)

Muitas superfícies de deslocamento (internas e externas à massa em movimentação)

Movimento semelhante ao de um líquido viscoso.

Desenvolvimento ao longo das drenagens.

Velocidades médias a altas.

Mobilização de solo, rocha, detritos e água.

Grandes volumes de material.

Extenso raio de alcance, mesmo em áreas planas.

2.1.2 Suscetibilidade

Trata-se da predisposição de ocorrência de um movimento de acordo com as características do

terreno (Guzzetti et al. 2006, Sobreira & Souza 2012). Baseia no conceito que novos deslizamentos

acontecerão sob as mesmas condições que já geraram deslizamentos no passado (Guzzett et al. 1999) e

podem ser usados para prever a localização geográfica de movimentos de massa futuros (Chung &

Fabri 1999, Guzzetti et al. 2005). Destaca-se que a suscetibilidade não visa a previsão de tempo ou

frequência de eventos, apenas da localização dos mesmos (Guzzetti et al. 2005).

2.1.3 Aptidão à Urbanização

A aptidão à urbanização é definida como a capacidade dos terrenos para suportar os diferentes

usos e práticas da engenharia e do urbanismo, com o mínimo de impacto possível e com o maior nível

de segurança. É produzida em escala de detalhe, com abordagem integrada das características físicas,

ambientais, jurídicas e sociais e deve representar em seu mapa final as potencialidades e restrições de

um terreno frente a utilização do meio físico pela atividade antrópica (Sobreira & Souza 2012).

2.1.4 Perigo

Uma condição com potencial para causar consequência indesejável. A descrição de perigo de

deslizamento deve incluir o local, volume (ou área), classificação e velocidade de potenciais


5

deslizamentos ou qualquer material solto resultante e a probabilidade de sua ocorrência dentro de um

período dado de tempo (Fell et al. 2008).

2.1.5 Vulnerabilidade

A vulnerabilidade refere-se ao grau de danos que pode ser ocasionado a um elemento ou um

conjunto de elementos, quando afetados por um fenômeno de determinada magnitude. O parâmetro é

expresso numa escala entre zero, sem danos, e um, perda total. Em propriedades o dano pode ser

expresso através da relação entre o valor das perdas e o valor da propriedade. Com relação às pessoas,

pode ser expressa como a probabilidade de perda de vidas (Garcia 2012).

Termos como “fragilidade”, “sensibilidade”, “predisponência”, “restrições”, dentre outros,

também são encontrados na cartografia em geral, apesar de que ocorram com uma menor frequência

ou tenham uma maior aplicação em outras áreas do conhecimento (Gimenes & Filho 2013).

2.1.6 Risco

O conceito risco refere-se a combinação de 2 componentes: i) a probabilidade de ocorrência de

um evento catastrófico e; ii) as consequências causadas caso o evento aconteça (Crozier & Glade

2005). Nogueira (2002 apud Sobreira & Souza 2012), considerando a equação proposta por Varnes

(1984) e adicionando o conceito de gerenciamento do problema, apresenta uma equação para cálculo

do Risco:

R = P (ƒA) x C (ƒV) x g -1

Onde: “o risco (R) é o produto entre a probabilidade (P) de ocorrer um fenômeno físico (A)

com previsão de local, intervalo de tempo, dimensão, etc., e os danos ou consequências (C), que são

função da vulnerabilidade (V) das pessoas ou bens, o que pode ser modificado pelo grau de

gerenciamento (g-1)”.

2.2 CARTOGRAFIA GEOTÉCNICA

De forma geral, o termo cartografia geotécnica faz referência a aplicação do conhecimento

geológico para solucionar problemas gerados pelo uso e ocupação do solo (Prandini et al. 1995) ou

que avalie e suas limitações e potenciais com base nas características dos componentes e nos

comportamentos do meio físico frente aos diferentes tipos de ocupação (Zuquette 1993).

Sobreira & Souza (2012) definem cartas geotécnicas como produtos cartográficos que

retratam as limitações, potencialidades e necessidades de intervenções para consolidação do uso

antrópico. Procede-se por meio da representação da distribuição dos diferentes tipos de rochas e solos


6

(residuais e transportados), considerando suas características mecânicas e hidráulicas no contexto do

meio físico (formas do relevo, geodinâmica externa – processos atuantes, uso e ocupação do solo), e

propõem a utilização de três classificações: cartas geotécnicas de suscetibilidades, cartas geotécnicas

de aptidão à urbanização e cartas geotécnicas de risco geológico, conforme conceituação

anteriormente citada.

Destaca-se que os termos cartas e mapas geotécnicos são ocasionalmente utilizados

indistintamente, já que a análise detalhada desta questão terminológica não corresponde aos seus

objetivos (Zaine 2000). Abordagens que contemplam a definição da cartografia geotécnica são

descritas por autores como Cerri (1990), Bittar et al. (1992), Prandini et al. (1995), Freitas (2000) e

Zaine (2000).

Para Cerri (1990), a carta geotécnica engloba a distribuição espacial dos diferentes tipos de

solos e rochas, as propriedades geológicas, as formas de relevo, a dinâmica dos principais atuantes, as

eventuais alterações decorrentes dos diferentes usos, e os reflexos dos processos (naturais e induzidos)

nas formas de uso e ocupação. Portanto deve apresentar um conteúdo voltado para a mitigação e

prognósticos das relações entre o meio físico e a ocupação da forma mais harmoniosa possível.

Bitar et al. (1992), com enfoque no uso urbano do solo, identificam quatro tipos principais de

cartas geotécnicas: cartas geotécnicas dirigidas, cartas geotécnicas convencionais, cartas de

suscetibilidade e cartas de risco geológico. Para Prandini et al. (1995), as cartas e/ou mapas

geotécnicos são a expressão prática do conhecimento geológico aplicado para enfrentar os problemas

gerados pelo uso e ocupação do solo, e buscam orientar medidas preventivas e corretivas, no sentido

de minimizar gastos e riscos. Para Freitas (2000), a carta geotécnica deve estar sempre comprometida

com uma intervenção ou solução às diferentes solicitações do homem na ocupação do ambiente,

apresentando sempre um sentido para sua realização calcado em sua aplicação, ou seja, se os objetivos

se alterarem pode-se então mudar o método de abordagem para sua elaboração. Já Zaine (2000)

propõe uma divisão em quatro tipos de cartas/mapas: geológico-geotécnica, de riscos geológicos, de

suscetibilidade e de atributos ou parâmetros. E ainda destaca “Embora haja uma diversidade de termos

empregados para denominar os diferentes tipos de cartas e/ou mapas geotécnicos, parece haver uma

certa similaridade entre os tipos de documentos produzidos”.

Portanto, existe a necessidade de padronização nos termos associados a avaliação dos

componentes geotécnicos, principalmente no que diz respeito à precisão e confiabilidade dos produtos

gerados (Cascini 2005, Sobreira & Souza 2012).


7

2.2.1 Cartas Geotécnicas e Planejamento Urbano

No planejamento urbano a cartografia geotécnica tem aplicações preventivas e corretivas.

Sobreira & Souza (2012), em uma análise dos métodos existentes, dos instrumentos legais e da

aplicabilidade, propõem uma hierarquização dos produtos gerados (cartas de suscetibilidade, de

aptidão à urbanização e de riscos) baseada na escala de mapeamento adotada e nos processos

geodinâmicos passíveis de representação gráfica (Tabela 2.2). Esta proposta corrobora com modelo de

detalhamento progressivo proposto por Cerri et al. (1996) e Zaine (2000), que propõem a divisão do

trabalho em 3 etapas (detalhamento progressivo), sendo que a cada etapa ocorra um aumento da escala

de estudo e um aprofundamento do conhecimento geológico-geotécnico, de tal forma que se estruture

o nível de conhecimento para a fase sub-sequente. Em práticas de ordenamento e planejamento

urbano, Sobreira & Souza (2012) ressaltam que as escalas de mapeamento devem ser maiores nos três

níveis hierárquicos para que se alcance resultados com embasamento técnico e que possam ser

replicáveis em diversas localidades.

Tabela 2.2 - Níveis de cartas geotécnicas no planejamento urbano – escalas e processos mapeáveis. De acordo

com Sobreira & Souza (2012).

Produto Escalas de

Mapeamento Processos Geodinâmicos passíveis de identificação

Cartas de

Suscetibilidade 1:25.000 ou maiores

movimentos gravitacionais de massa,

inundações/enchentes, corridas, erosões, assoreamento,

processos costeiros, sismos induzidos.

Carta de Aptidão

à Urbanização

1:10.000, 1:5.000 ou

maiores

movimentos gravitacionais de massa translacionais,

inundações/enchentes/alagamentos, corridas, erosões

lineares de grande porte (ravinas), assoreamento,

subsidências e colapsos, queda e rolamento de blocos

rochosos, processos costeiros.

Cartas de Riscos

Geológicos 1:2.000 ou maiores

movimentos gravitacionais de massa – translacionais,

rotacionais, em cunha,

inundações/enchentes/alagamentos, corridas de lama e

detritos, rastejos, erosões lineares (sulcos, ravinas e

voçorocas), solapamentos de margem, assoreamento,

subsidências e colapsos, expansão de terrenos, queda e

rolamento de blocos rochosos, processos costeiros.

2.2.2 Cartas Geotécnicas de Suscetibilidade

As cartas geotécnicas de suscetibilidade devem indicar a divisão do terreno em áreas de maior

e menor predisposição a apresentar processos geológicos, naturais e induzidos, classificados segundo

graus de suscetibilidade (Bittar et al. 1992, Bittar et al. 2014), além de informar a tipologia do


8

movimento de massa esperado (Aleotti & Chowdury 1999, Tominaga 2007). A delimitação

cartográfica se faz a partir do conhecimento dos mecanismos dos processos considerados e das

características do meio físico condicionantes e indutoras de seu desenvolvimento (Freitas 2000,

Tominaga 2007).

Atualmente, cartas de suscetibilidade utilizam uma abordagem integrada dos aspectos do meio

físico em uma plataforma de sistema de informações geográficas (SIG), devido a maior capacidade de

armazenamento de dados, possibilidade de se melhorar sistematicamente o modelo com a entrada de

novas informações, além de maior rapidez nas análises espaciais, tanto qualitativas e quantitativas

(Guzzetti et al. 2006, Barella 2016) e são desenvolvidas a nível de município ou bacias hidrográficas

(Bittar et al. 2014).

2.3 METODOLOGIAS DE MAPEAMENTO DA SUSCETIBILIDADE A MOVIMENTOS

DE MASSA

Quando se trata de fenômenos geoambientais, especificamente movimentos de massa, diversas

são as abordagens para definição das áreas de maior suscetibilidade à sua ocorrência. As diversas

metodologias utilizadas consideram principalmente os inventários e o cruzamento algébrico de mapas,

na combinação de fatores relevantes à deflagração dos movimentos de massa.

Os métodos de análise de suscetibilidade são divididos em dois grandes grupos, qualitativos e

quantitativos (Soeters & van Western 1996, Aleotty & Chowdury 1999). Esses autores ainda

descrevem diversas metodologias que se enquadram nestes grandes grupos, das quais se destacam a

Análise Geomorfológica e os Modelos Heurísticos entre os Métodos Qualitativos e os modelos

Determinísticos e Estatísticos entre os Métodos Quantitativos (Figura 2.1).

Figura 2.1 - Classificação das metodologias de mapeamento. Adaptado por Barella (2016), de acordo com

Soeters & van Western (1996) e Aleotty & Chowdury (1999).


9

O primeiro mapa de suscetibilidade data da década de 70, com o trabalho de Brabb et al.

(1972, in Glade et al. 2005 e Tominaga 2007), onde os autores avaliaram os fatores condicionantes de

deslizamentos em San Mateo, Califórnia, através de métodos estatísticos (Tominaga 2007). Desde

então, houve aperfeiçoamento e desenvolvimento de novas metodologias e ferramentas de análises

(por exemplo SIG), que culminaram com diversos trabalhos espalhados pelo mundo (e.g. Varnes

1984; Soeters & van Westen 1996; Guzzetti et al. 2012; Chung & Fabbri 2003; Glade &Crozier 2005;

Lee et al. 2007; Corominas et al. 2014; Zêzere et al. 2017)

2.3.1 Métodos qualitativos

Os métodos qualitativos denotam elevada subjetividade já que estão diretamente associados ao

conhecimento do especialista. Os dados de entrada utilizados são aqueles provenientes de observações

de campo e fundamentados por fotointerpretação, ainda existe possibilidade de atribuição de pesos aos

fatores de predisposição na sobreposição dos mapas, ou seja, a qualidade do produto final está

diretamente ligada capacidade do especialista (Soeters & van Western 1996, Aleotty & Chowdury

1999, Guzzetti et al. 1999, Barella 2016).

Este tipo de abordagem pode ser dividido em dois grupos: Análise Geomorfológica e Método

Heurístico (Soeters & van Western 1996).

2.3.1.1 Análise Geomorfológica

A Análise Geomorfológica, também denominada técnica de mapeamento direto, se utiliza de

delimitação de zonas de suscetibilidade diretamente no campo, baseado em critérios definidos pelo

geomorfólogo. Desta forma torna-se difícil estabelecer-se um padrão de critérios visto que esses são

variáveis para diferentes locais e/ou situações (Soeters & van Western 1996).

Segundo Aleotty & Chowdury (1999), a ausência de padronização dos critérios utilizados no

mapeamento restringe a avaliação crítica dos resultados, a inserção de novos dados disponibilizados

durante a análise e a comparação de mapas produzidos por diferentes especialistas. Porém, esses

autores destacam vantagens na utilização desse tipo de análise: i) Pode ser aplicada com sucesso em

qualquer escala; ii) permite uma rápida avaliação da suscetibilidade, apesar de demandar grande

campanhas de campo; iii) Não requer a utilização de ferramentas de SIG, ou seja, o estudo pode ser

executado com simples ferramentas de desenho.


10

2.3.1.2 Modelos Heurísticos

Os modelos heurísticos são baseados na identificação, hierarquização e ponderação das causas

e fatores de instabilidade que promovem o desencadeamento dos processos, portanto o produto final

gerado será condicionado ao peso atribuído pelo profissional a cada parâmetro (Guzzetti et al., 1999;

Fernandes et al. 2001). De forma geral, esses modelos utilizam uma abordagem mais subjetiva sobre

os fenômenos geoambientais, e dependem fortemente do fator interpretativo ou de inferência,

resultando em produtos que espelham a experiência e decisões realizadas pelo operador do estudo

(Soeters & Van Westen, 1996)

Uma sistematização das etapas de produção de um mapa de suscetibilidade é proposta por

Soeters & Van Westen (1996) onde procede-se: i) seleção dos parâmetros de influência pelo

investigador; ii) subdivisão de cada parâmetro em um número de classes relevantes; iii)

individualização das classes pela atribuição de valores de ponderação; iv) atribuição de valores de

ponderação para cada mapa de parâmetro; v) cruzamento dos mapas de parâmetros; e vi)

desenvolvimento do mapa de final com classes de suscetibilidade.

A combinação qualitativa de mapas tornou-se popular no zoneamento de áreas instáveis em

regiões carentes de mapas de inventário, caso muito comum no Brasil, onde inúmeros trabalhos

seguem essa linha (Barella 2016).

2.3.2 Métodos Quantitativos

Os métodos quantitativos buscam padronizar os critérios de análise e diminuir a intervenção

dos critérios pessoais utilizados pelo profissional ao longo do estudo (Barella 2016). São divididos em

Métodos Determinísticos, baseados no cálculo do fator de segurança a partir propriedades fisicas das

encostas (Aleotty & Chowdury 1999) e Métodos Estatísticos, que se utilizam da correlação entre a

distribuição dos deslizamentos passados e presentes, e os fatores de predisposição do meio físico

(Guzzetti et al. 1999), para determinar a suscetibilidade do terreno.

2.3.2.1 Métodos Determinísticos

Os métodos determinísticos utilizam modelos geotécnicos baseados em propriedades físicas

que controlam a instabilidade da encosta (Guzzetti et al. 1999), com a possibilidade de cálculo do fator

de segurança da encosta (Soeters & Van Westen 1996).

O emprego dessa técnica ao mapeamento de deslizamentos deve ser considerado apenas

quando as condições geológicas e geomorfológicas forem homogêneas e os deslizamentos sejam de


11

tipologia simples (Soeters & Van Westen 1996). A utilização de SIG permite a visualização de

múltiplos cenários, porém sua aplicabilidade ainda se resume a áreas específicas, em escala de detalhe,

e é condicionada pela análise de cada encosta individualmente, para posterior composição de um mapa

(Aleotti & Chowdhury 1999).

2.3.2.2 Modelos Estatísticos

Um modelo estatístico de instabilidade é construído a partir da premissa que sob os fatores de

condicionantes de eventos passados acontecerão eventos futuros (Aleotti e Chowdhury 1999, Guzzetti

et al. 1999, Fell et al.2008). Nele o peso de cada fator de instabilidade é calculado com base em

ferramentas estatísticas. São indiretos e quantitativos, e estabelecem correlações espaciais entre os

processos e os parâmetros causadores de instabilidade (Guzzetti et al. 1999).

Como os fatores que levaram o desenvolvimento dos deslizamentos no passado são calculados

estatisticamente, a determinação da suscetibilidade em áreas atualmente estáveis é baseada em

previsões quantitativas (Soeters & Van Westen 1996), logo tem-se uma diminuição da subjetividade

na identificação dos pesos que devem ser atribuídos a cada fator condicionante, ainda que o

conhecimento do especialista aponte a escolha dos parâmetros ou afete a delimitação do inventário.

Essa metodologia permite a validação da relevância de cada fator condicionante e do próprio modelo

preditivo (Pereira 2009, Piedade 2009).

Modelos estatísticos geralmente utilizam unidades de mapeamento em formato matricial.

Nesta abordagem, a área de estudo é dividida em áreas regulares pré-definidas onde cada célula se

torna uma unidade de referência na análise (Carrara 1984; van Westen, 1994), e tem uma atribuição de

valor para cada parâmetro estudado (Guzzetti et al. 1999). De acordo com as propostas de Hengl

(2006), a resolução ideal (dimensão da célula) a se adotar para a escala 1:25.000 deverá estar

compreendida entre 62,5 m (resolução grossa) e 6,25 m – 2,5 m (resolução fina).

Apesar da menor subjetividade quando comparado aos métodos qualitativos, algumas das

desvantagens podem ser normalmente observadas (van Westen et al. 2003): i) a generalização imposta

ao se considerar que todos os processos situados na área de estudo reagem à mesma combinação de

condicionantes e; ii) a tendência de simplificação dos parâmetros de entrada, já que em geral se

utilizam apenas aqueles parâmetros de cartografia mais acessível.

Alleoty e Chowdhury (1999) descrevem de forma breve os procedimentos necessários para a

execução deste tipo de análise: (i) seleção dos parâmetros condicionantes; (ii) subdivisão dos

parâmetros em um número relevante de classes; (iii) elaboração do inventário; (iv) sobreposição do

inventário aos mapas de parâmetro; (v) cálculo da densidade de deslizamentos em cada classe de cada


12

parâmetro, a fim de se determinar os pesos de ponderação; e (vi) cruzamento dos mapas de parâmetros

com posterior cálculo das classes de suscetibilidade.

2.4 INVENTÁRIO DE CICATRIZES

O inventário de cicatrizes é uma informação base para mapeamento de suscetibilidade por

métodos estatísticos (Barella 2016). Nele, cartografa-se, pontualmente ou com delimitação da área de

instabilidade (Parise 2001) os movimentos de vertentes, morfologicamente visíveis na área (Oliveira

2012). A construção dos inventários pode ser realizada por diversos métodos, como análise

estereoscópica de fotografias aéreas, cartografia geomorfológica de campo, investigações de geologia

de engenharia em escala de vertente, técnicas de sensoriamento remoto, e compilação de dados em

arquivos históricos, de acordo com o objetivo, recursos disponíveis e escala de investigação (Guzzetti

et al. 2000; Guzzetti 2005).

Segundo Guzzetti 2005, a construção do inventário parte das premissas: i) Deslizamentos

deixam marcas identificáveis ou cicatrizes, feições geomorfológicas referentes a mudança da forma,

posição ou aparência da superfície topográfica, que podem ser identificadas e classificadas; ii) Em

geral, deslizamentos de um mesmo tipo deixarão cicatrizes similares; iii) Deslizamentos não são

eventos aleatórios, e resultam da inter-relação de processos físicos que podem ser determinados de

forma empírica, estatística ou determinística; iv) Para deslizamentos, pode-se usar o princípio do

uniformitarismo, ou seja “o passado e presentes são a chave para o futuro” (Carrara et al. 1991; Aleotti

& Chowdhury 1999; Guzzetti et al. 1999).

Guzzetti et al. (2012) classificam os tipos de inventário de acordo procedimentos adotados em

sua construção (Tabela 2.3).

Tabela 2.3 - - Tipos de inventário. De acordo com Guzzetti et al. (2012)

Inventário Características

de Arquivo Informações provindas da literatura ou outras fontes.

Geo

mo

rfo

lóg

ico

Histórico Representa os deslizamentos ocorridos sem correlação de tempo, ou com

correlação temporal relativa (e.g. recente, antigo, muito antigo, etc).

de Eventos

Representa os deslizamentos desencadeados por um único evento (terremoto,

evento chuvoso, derretimento de neve, etc). A data dos deslizamentos é relacionada

a data ou período do evento.

Sazonal

Representa os deslizamentos ocorridos durante uma ou algumas temporadas (e.g.

um ano, uma estação do ano, etc). As datas de referência são as dos eventos

desencadeadores.

Multitemporal

Representa os deslizamentos desencadeados por diversos eventos por um longo

espaço de tempo (e.g. décadas). As datas de referência são as dos eventos

desencadeadores.


13

Diversos fatores influenciam a acurácia do inventário como i) a escala, data, presença de

nuvens e resolução das fotografias aéreas ou imagens de sensor remoto; ii) O tipo, escala e qualidade

do mapa utilizado para apresentar as informações sobre os deslizamentos; iii) as ferramentas utilizadas

na interpretação e análise das imagens; e iv) o conhecimento e experiência do executor da análise das

imagens (Guzzetti et al. 2012). Ainda se destaca a interferência ocasionada pela relação de luz e

sombra nas imagens (Figura 2.2), devido ao ângulo de incidência da luz solar durante a coleta de

imagens (Rogers & Doyle 2003).

A) B)

Figura 2.2 - A Imagem "A" captada em 1946 com luz oblíqua vinda por trás da encosta mostra diversas

cicatrizes. A imagem “B”, do mesmo local, captada em 1984 com luz frontal à encosta. Nela não se observam

deslizamentos, sendo que em 1983, 5 dos 8 deslizamentos haviam reativado (Rogers & Doyle 2003).

Para Garcia (2012), não se deve utilizar movimentos ocorridos em taludes antrópicos nos

inventários de cicatrizes. Este autor explica que como as fontes altimétricas, da qual se derivam

diversas bases cartográficas, principalmente o mapa de declividade, normalmente não representam os

taludes antrópicos, a demarcação de cicatrizes pode gerar análises equivocadas no modelo final

causando sub ou supervalorização de determinados fatores condicionantes. Esse autor ainda releva que

degradação das cicatrizes, seja por processos naturais ou por ação antrópica, dificultam o registro de

movimentos de massa que tenham ocorrido em um passado mais distante. Mesmo em eventos

recentes, como observado por Barella (2016) na catástrofe ocorrida em Nova Friburgo/RJ no ano de

2011 (Figura 2.3), a evolução da passagem é notável, e demonstra um grande encobrimento das

cicatrizes em apenas 2 anos.


14

Figura 2.3 - Evolução das cicatrizes de deslizamento em Nova Friburgo/RJ, em imagens extraídas do Google

Earth Pro (Barella 2016).

A construção do inventário, em escritório, envolve a análise de imagens aéreas e/ou orbitais, e

a correlação destas aos modelos topográficos, além das feições geológicas e geomorfológicas (Fell et

al. 2008). A sua acurácia estará relacionada à qualidade dos dados, como resolução das imagens e/ou


15

escala da base topográfica, às ferramentas empregadas no processo e às habilidades e experiência do

interprete (Guzzetti et al. 2012).

As principais informações extraídas das imagens durante a identificação e alocação das

cicatrizes estão relacionadas à análise combinada entre textura, conformação, localização, padrão,

tonalidade e cor, mudança nos padrões de vegetação e nas condições das drenagens, estruturas

geológicas e anomalias topográficas (Guzzetti et al. 2012). A presença de quebras abruptas na

continuidade da encosta, concavidades, convexidades e principalmente textura rugosa na zona de

acumulação, quando comparada a zona de depleção, podem reforçar os indícios da ocorrência de uma

cicatriz (Barella 2016).

Na delimitação de cicatrizes com base em dados topográficos, o resultado alcançado é

diretamente proporcional à acurácia do material empregado, logo varia de acordo com a distância entre

as curvas de nível ou com a resolução do MDT (Barella, 2016). Na interpretação das curvas de nível

Rogers & Doyle (2003) propõem assinaturas de deslizamentos das quais valem destaque: i) contornos

opostos no mapa topográfico; ii) presença de crenulações nas curvas de nível; iii) escarpas arqueadas

na parte superior do movimento (Figura 2.4).

Figura 2.4 - Anomalias topográficas do relevo propostas por Rogers & Doyle (2003 apud Barella 2016).

Soeters & van Westen (1996) fazem uma lista de parâmetros fotogramétricos derivados de

padrões geomorfológicos, de vegetação e de drenagem característicos de instabilizações de vertente

(Tabela 2.4).


16

Tabela 2.4 - Padrões morfológicos, de vegetação e de drenagens nos processos de instabilizações de encostas e

suas respectivas características. Adaptado de Soeters e van Westen (1996).

Característica do terreno Relação com a instabilizações Características fotogamétricas

Mo

rfo

log

ia

Concavidades e convexidades Superfície de ruptura e depósito Anomalias côncavas e convexas no

modelo estereoscópico

Morfologia em degraus Escorregamento retrogressivo Vertente em degraus

Escarpa semicircular a

montante

Parte superior do movimento com

afloramento da superfície de ruptura

Escarpa em tons claros associada

com pequenos lineamentos

ligeiramente curvos

Facetas em aclive na encosta Movimento rotacional Depressões ovais e alongadas com

condições de drenagens

Morfologia irregular e

ondulada (hummocky) da

vertente

Microrelevo associado a

movimentos rasos e pequenos

deslizamentos retrogressivos

Textura superficial grosseira

contrastando com textura suave ao

redor

Vales preenchidos com fundo

ligeiramente convexo, onde

formas em "V" são comuns

Depósitos de movimentos de massa

derivados de corridas

Anomalias na morfologia dos vales,

geralmente lobular e com padrões de

fluxo no corpo

Veg

eta

ção

Clareiras na vegetação de

escarpas íngremes,

coincidindo com a morfologia

do movimento

Ausência de vegetação na superfície

de ruptura ou nos degraus no corpo

do movimento

Áreas alongadas em tons claros na

coroa ou no corpo do movimento

Clareiras lineares e irregulares

ao longo da vertente

Superfícies de deslizamento

translacionais, trajetória de corridas

e avalanches

Áreas desnudas mostrando

tonalidades claras, geralmente com

padrões lineares na direção do

movimento

Vegetação desordenada,

interrompida e parcialmente

morta

Deslizamento em blocos e

movimentos diferenciais no corpo

Tons de cinza irregulares, por vezes

manchados

Vegetação diferenciada

associada às mudanças nas

condições de drenagem

Drenagem estagnada devido a faces

em aclive, infiltração no lobo frontal

e condições diferenciadas no corpo

do movimento

Diferentes padrões de tonalidade

associados com anomalias

morfológicas no modelo

estereoscópico

Dre

na

gem

Áreas com drenagem

estagnada

Reentrâncias, facetas em aclive e

formas onduladas ao longo do

movimento

Diferenças de tonalidade com

porções escuras associadas às áreas

úmidas

Áreas excessivamente

drenadas

Corpo do deslizamento

protuberante, com vegetação

diferenciada e erosão do solo

Zonas de tonalidade clara associada

a formas convexas

Infiltração e nascentes d'água Nascentes no lobo frontal e em

locais onde o plano de ruptura aflora

Manchas escuras, ligeiramente

curvas e realçadas por uma

vegetação diferenciada

Interrupção das linhas de

drenagens

Anomalias de drenagem causadas

pela ruptura da encosta

Linha de drenagem quebradas

abruptamente

Padrões de drenagem

anômalos

Drenagens contornando frontal ou

lateralmente o corpo do movimento

Padrão de drenagem curvo com

sedimentação a montante

O levantamento de cicatrizes em campo geralmente trata-se de um procedimento complicado,

devido a diversos fatores como o ponto de vista ao qual o observador está sujeito, a evolução natural

superficial com cobertura por vegetação, a modificação por processos naturais subsequentes, a

alteração por ação antrópica, além de restrições geográficas ou legais que podem impedir o acesso a


17

regiões de interesse (Guzzeti et al. 2012). Ainda existe a possibilidade de inviabilização da operação

devido ao dispêndio de tempo, principalmente em áreas muito extensas ou sem acessos pré-existentes

(Wills & McCrink, 2002).

2.5 SELEÇÃO DOS FATORES PREDISPOSIÇÃO

Os fatores de predisposição que afetam a estabilidade de uma encosta são numerosos e

diversos, e podem interagir de forma complexa e muitas vezes sutil (Varnes et al. 1984). São estáticos

e inerentes ao terreno, e estão correlacionados grau de instabilidade potencial da vertente e a variação

espacial da suscetibilidade a deslizamentos (Zêzere 2005). Ainda assim, quando considerados

individualmente, não originam movimentos de massa, mas apenas atuam como catalisadores dos

fatores dinâmicos (Glade & Crozier 2005).

Popescu (1994) afirma que os fatores de predisposição estão correlacionados às características

do meio físico como geologia, morfologia e morfometria. Os demais fatores como chuva, erosão, ação

antrópica, entre outros, se referem aos fatores dinâmicos (Zêzere 2005). Corominas et al. (2014) fazem

uma relação de fatores que estão associados à ocorrência de deslizamentos (Tabela 2.5).

Tabela 2.5 - Visão geral dos fatores que controlam a ocorrência de deslizamentos e suas respectivas relevâncias.

Adaptado de Corominas (2014)

Grupo Fator Relevância em estudos de suscetibilidade e perigo de deslizamento Tipo de processo*

Q R L

To

po

gra

fia

Elevação e

forma de relevo

Diferenças de elevação estão relacionadas à energia potencial que dominam

os movimentos de massa A C A

Inclinação das vertentes É o principal fator associado aos movimentos de massa C C C

Orientação

das vertentes

Pode ocasionar diferenças no teor de umidade e tipo de vegetação, além de

ter uma importante relação com descontinuidades geológicas C M M

Comprimento, rugosidade

e curvatura das vertentes

Indicadores de hidrologia da encosta C A A

Direção e acumulação de fluxo

Indicadores de hidrologia da encosta M C A

Geo

log

ia

Tipo de rocha Caracteriza as propriedades geotécnica C A C

Intemperismo Tipo de intemperismo, profundidade do manto de intemperismo, zonas de

intemperismo distintas e idade dos cortes de talude. C A A

Descontinuidades Características da descontinuidade e sua relação com a orientação e

inclinação das vertentes C M A

Aspectos estruturais Relação das estruturas geológicas com a orientação e inclinação das vertentes

A A A

Falhas Distância das falhas ativas ou dimensão das zonas de falha A A A

So

lo

Tipo de solo A origem do solo determina suas propriedades e geometria B C A

Profundidade do solo Está relacionado ao volume de material que pode ser deslocado B C A

Propriedades

geotecnicas Granulometria, coesão, ângulo de atrito, densidade do solo B C A

Propriedades hidrogeológicas

Porosidade, condutividade hidráulica saturada, curva de retenção de água B A A

Hid

rolo

gia

Nivel freático Variações espaciais e temporais, aquíferos suspensos, nascentes, poropressão, sucção

B A A

Teor de umidade Variação espacial e temporal do teor de umidade no solo B A A

Componentes

hidrológicos Taxa de evapotranspiração, pluviosidade, infiltração, percolação, etc. M A A


18

Grupo Fator Relevância em estudos de suscetibilidade e perigo de deslizamento Tipo de processo*

Q R L

Densidade da rede de drenagens

Área de influência das drenagens, em estudos de pequena escala, a densidade de drenagens pode ser usada como indicador do tipo de terreno

B A A

Geo

morfo

log

ia Ambiente

geomorfológico Alpino, glacial, periglacial, denudacional, tropical, etc. A A A

Deslizamentos

antigos

Terrenos com características alteradas por antigos eventos, aumentando a

propensão a reativações M A C

Histórico de

deslizamentos Informações do histórico de ocorrência de deslizamentos é crucial C C C

Uso

do s

olo

e

Fa

tores

an

tró

pic

os

Tipo de usos do solo Tipo de uso ou cobertura do solo, tipo de vegetação e profundidade das

raízes A A A

Alterações no

uso do solo Variações temporal da cobertura e do uso do solo M C A

Malha rodoviária Áreas influenciadas pelos cortes de estrada em encostas M A A

Construções Cortes de para construção civil M A A

Drenagens e tubulações Vazamentos podem ser um importante fator na ocorrência de deslizamento B A A

Garimpos e minas Essas atividades alteram a geometria e a distribuição das tensões geostáticas.

A vibração das detonações em minas pode desencadear deslizamentos A A A

Barragens e

reservatórios

Reservatórios alteram as condições hidrológicas e barragens estão sujeitas

ao rompimento. B A A

Terr

emo

tos

e v

ulc

ões

Atividade sísmica Relação entre a magnitude e frequência dos terremotos e inventários de

deslizamentos associados a esses abalos. C C C

Mecanismos de falha

Local, distância e tipo de falhas, expostas ou em profundidade A A A

Tipo de vulcão Altura e composição do cone vulcânico, estabilidade da câmara de magma M A A

Tipo de erupção Explosões laterais, colapso da câmara de magma, fluxo piroclástico, lahars M A A

Tem

po

e c

lim

a

Precipitação Dados diários ou contínuos, padrões do tempo, curvas IDF, índices de

pluviosidade C C C

Temperatura Exerce influência na hidrologia e vegetação. Está associada ao ciclo de

congelamento/descongelamento da neve e do permafrost A A A

* Tipos de Processo: Q - Queda de blocos; R - Deslizamentos rasos e fluxo de detritos; L - Deslizamentos lentos e de grande porte

* A relevância está indicada como C (crucial), A (alta importância), M (média importância) e B (menor importância)

Num estudo deve-se esperar que os fatores de predisposição apresentem certo grau de

dependência, ou seja, a geomorfologia pode ser influenciada pela geologia, a declividade pelo solo,

etc, já que na natureza, de certa forma, tudo está integrado (Barella 2016). Assim, quando a

dependência é alta, ocorre uma sobrevalorização dos índices e a confiabilidade dos resultados pode ser

comprometida, de forma que os índices de cada unidade de terreno devem ser tratados de forma

relativa e não absoluta, através da hierarquização e classificação dos valores de probabilidade (Blahut

et al. 2010). Em outras palavras, problemas relacionados com a falta de independência condicional

podem ser mitigados a partir da adoção de classes relativas de suscetibilidade, como alta, média e

baixa, de modo que mesmo que ocorram valores aumentados, eles serão circunscritos em uma classe

hierárquica com definições qualitativas já estabelecidas.


19

2.6 VALOR INFORMATIVO

O método do Valor Informativo (Yan 1988, Yin & Yan 1988) combina de forma bivariada a

distribuição espacial dos deslizamentos (variável dependente) com cada uma das classes de cada fator

de predisposição (variáveis independentes), ponderando sua importância com base na respectiva

densidade de instabilidades (Soeters & van Westen 1996).

A avaliação por este método se divide em 2 etapas (Yan 1988, Yin & Yan 1988). Na primeira

etapa calcula-se o peso de cada classe, de cada fator de predisposição, a partir do seu cruzamento com

os movimentos de massa catalogados.

VI𝑖𝑗 = ln

S𝑖𝑗N𝑖𝑗⁄

S𝑗N𝑗⁄

Onde: VIij é valor informativo da classe i do fator de predisposição j, Sij é número de

unidades de terreno com deslizamentos na classe i do fator de predisposição j, Nij é número do total de

unidades de terreno da classe i fator de predisposição j, Sj é total de unidades de terreno com

deslizamentos do fator de predisposição j, e N é total de unidades de terreno do fator de predisposição

j.

Na segunda etapa estima-se a suscetibilidade para cada unidade de terreno através da

somatória dos valores informativos de todas as classes i presentes naquela unidade de terreno:

VI𝑥 = ∑ VI𝑖𝑗

𝑛

𝑖,𝑗=1

Onde: VIx é valor informativo da unidade de terreno x (unidade matricial) e n é número de

classes i que se sobrepuseram a unidade de terreno x. VIji, i e j correspondem aos mesmos parâmetros

apresentados na equação anterior.

Na prática, o método do valor informativo compara a densidade de deslizamentos existente em

cada classe de fator condicionante com a densidade média da área de estudo fazendo com que através

da transformação logarítimica haja um aumento na amplitude numérica, com valores que vão de -∞ a

+∞. Nesse contexto, valores positivos são considerados como de alta relevância no desenvolvimento

de deslizamentos, enquanto valores negativos têm baixa influencia (Barella 2016), e o grau de

importância desses valores é relacionado por sua magnitude numérica (Yin e Yan 1988).


20

2.6.1 Analise de sensibilidade

Em uma análise estatística de suscetibilidade podem ser incorporados diversos fatores de

predisposição, sendo que o aumento destes parâmetros não se traduz, necessariamente, numa melhora

da capacidade do modelo (Zêzere et al. 2005). Sendo assim, deve-se verificar a reação do modelo

diante da soma ou subtração dos parâmetros, de forma que ao final serão selecionados apenas aqueles

parâmetros pertinentes ao processo (Oliveira 2012).

A técnica de quantificação da importância dos fatores é denominada “Análise de

Sensibilidade” e trata-se de uma ferramenta voltada à identificação das aptidões individuais dos

parâmetros desencadeadores e à hierarquização destes de forma a gerar combinações mais robustas,

que produzam mapas de suscetibilidade de maior qualidade, diminuam o volume de dados utilizados e

tornem o processamento de dados menos complexo (Zêzere et al. 2005).

Para isso, utilizam-se os índices Accoutability (Acc) e Reliability (RI) (Greenbaum et al.

1995), um dos instrumentos mais aplicados neste tipo de avaliação (Marques 2013), além do

parâmetro AAC – Área Abaixo da Curva, que é abordado no item 2.6.2.1.

O índice Accountability contabiliza a porcentagem total de deslizamentos inseridos nas classes

com densidade superior à densidade média da área de estudo, localizando assim as áreas que

apresentam maior predisposição a serem atingidas pelo fenômeno estudado (Greenbaum et al 1995).

Assim, o que se busca é a frequência de deslizamentos nas classes que apresentam maior controle

sobre o evento considerado. Com este índice é possível saber a quantidade de eventos que está situada

dentro das classes mais significativas, em relação ao total de eventos mapeados.

Onde: :(∑ (S∩Nij)(S>S)) é a área ocupada pelos deslizamentos presentes na classe j do tema

cartográfico i com densidade de deslizamentos superior à média de densidade de toda a área, e S é a

área ocupada por todos os eventos cartografados ao longo da região pesquisada (Menezes 2011).

O índice Reliability é uma abordagem mais eficiente na seleção das capacidades

discriminantes (Grrenbaum et al. 1995). Corresponde à densidade de deslizamentos presentes nas

classes mais relevantes. Desta forma, avalia a proporção, em área, ocupada pelos movimentos

cartografados nas classes que apresentam uma densidade de eventos maior que a densidade regional.

Isto é, através desta fórmula é possível conhecer a área ocupada pelos deslizamentos dentro das classes

significativas, por exemplo, um valor de 90% indica que apenas 10% dessa região mais significativa,

isto é, acima da média regional, está livre dos fenômenos cartografados.


21

Onde: :(∑ (S∩Nij)(S>S)) é a área ocupada pelos deslizamentos presentes na classe j do tema

cartográfico i com densidade de deslizamentos superior à média de densidade de toda a área, e :(∑

(Nij)(S>S)) é a área da classe j do tema cartográfico i com densidade de deslizamentos superior à média

de densidade de toda a área (Menezes 2011).

2.6.2 Validação

Em um estudo de suscetibilidade, a avaliação da capacidade preditiva do modelo é uma etapa

imprescindível (Begueria 2006). Para Frattini et al. (2010), três critérios básicos devem ser atendidos

para que um modelo seja aceitável: i) adequabilidade conceitual e matemática em descrever o

comportamento do sistema natural; ii) robustez a pequenas alterações nos dados de base; e iii)

exatidão dos dados registrados. Ainda, como espera-se que o modelo não seja perfeito, é necessário

conhecer seu grau de confiança (Remondo et al. 2003b).

A validação pode ser entendida como teste da capacidade do modelo em refletir o ambiente

real, avaliando sua exatidão e capacidade preditiva (Begueria 2006). Estudos sem algum tipo de

validação, segundo Chung & Fabbri (2003), não apresentam nenhum valor científico e são totalmente

inúteis.

De forma geral, a validação de um mapa de suscetibilidade só poderia ser efetuada com a

ocorrência de novos eventos de instabilidade na área estudada (Garcia 2012). Entretanto, Chung &

Fabbri (2003), descrevem artifícios para amostragem de deslizamentos, já que é inviável esperar por

eventos futuros de instabilizações para se confirmar a capacidade preditiva do modelo. Esses autores,

propuseram que se restrinja a utilização dos movimentos de massa cartografados e particione o

inventário, de forma que parte dos eventos seja utilizada na modelagem e outra parte na avaliação dos

resultados.

A partição do inventário pode se proceder em três formas: partição temporal, partição espacial

e partição aleatória (Chung & Fabbri 2003). No procedimento de partição temporal, utiliza-se um

inventário com a delimitação temporal das cicatrizes. Com posse destes dados divide-se o inventário

em dois períodos de tempo, de forma que o modelo preditivo será gerado com as cicatrizes de um

evento anterior aqueles que serão utilizados em sua validação. Desta forma, o modelo estará apto a

estimar a probabilidade de ocorrência de eventos de instabilidade futuros em um determinado espaço

de tempo. No procedimento de partição espacial, toda a área é dividida em duas, de forma que uma


22

metade, com as respectivas cicatrizes que nela foram catalogadas, é utilizada na construção do modelo

e a segunda metade, com suas cicatrizes, são utilizadas na validação. Já o procedimento de partição

aleatória, como o próprio nome diz, divide o inventário aleatoriamente sem considerar questões

espaciais ou temporais (Figura 2.5).

Figura 2.5 - Exemplificação da partição aleatória. Adaptado de Barella (2016)

2.6.2.1 Taxa de predição e taxa de sucesso

As curvas de sucesso e predição resultam da integração de porcentagens acumuladas

dispostas em ordem decrescente entre os níveis de suscetibilidade gerados pelo modelo e os sítios

considerados instáveis pelo inventário de cicatrizes (Chung & Fabbri 1999)

A curva expressa a fração da área necessária para justificar determinada porcentagem de

instabilizações (Garcia 2012). Tratam-se de gráficos (Figura 2.6) que apresentam em termos

percentuais a área de estudo em ordem decrescente de suscetibilidade no eixo das abscissas e a

distribuição acumulada de área com deslizamentos no eixo das ordenadas (Oliveira 2012).


23

Figura 2.6 – Exemplo de gráfico de uma curva de sucesso ou predição (Oliveira 2012).

A diferença entre as curvas de sucesso e predição está na parcela do inventário utilizada

(Sterlacchini et al. 2011). Na curva de sucesso tem-se uma avaliação do resultado entre o modelo e os

dados que o geraram, já a curva de predição representa a capacidade do modelo de prever um

acontecimento futuro em espaço de tempo indefinido (Zêzere 2006, Chung & Fabbri 2008), já que são

utilizados dados diferentes daqueles empregados na construção do modelo. Logo, espera-se que a

curva de sucesso seja sempre superior à de predição (Chung & Fabri 2003). Para Barella (2016), pode-

se assumir que curvas semelhantes atestam a existência de uma correlação predominante entre as

características e as cicatrizes, além de indicar que a partição de dados foi adequada.

Para a visualização da capacidade global do modelo, utiliza-se o método quantitativo

denominado Área Abaixo da Curva (Garcia et al. 2007), o qual calcula a área situada entre as curvas

de sucesso ou predição e o eixo das abscissas, assumindo que estas são compostas por pequenos

segmentos de reta. Os valores atingidos por este cálculo variam entre 0 e 1 (Begueria 2006), que

equivalem respectivamente a uma capacidade preditiva péssima e ótima.

Equação utilizada para cálculo da área abaixo da curva.

Onde: (Li – Li +1) designa a amplitude da classe disposta no eixo das abscissas (altura do

trapézio) e Ai e B1 +1 são os valores da ordenada (base do trapézio)


24

Estas taxas permitem avaliar credibilidade das inter-relações entre fatores condicionantes, a

eficácia do modelo utilizado e a confiabilidade da predição (Fabbri et al. 2002). A Figura 2.7

apresenta um fluxograma da sequência de procedimentos utilizados na construção do modelo.

Figura 2.7 - Procedimentos de cálculo das taxas de sucesso e predição. Adaptado de Garcia (2012).

Por fim, os resultados devem ser confrontados com limites de aceitação (Guzzetti et al. 2006)

para verificar a qualidade do modelo (Tabela 2.6).

Tabela 2.6 - Limiares de classificação de modelos através da área abaixo da curva. Adaptado de Guzzetti (2005).

Classificação AAC

Excelente ou extremamente satisfatório >0,9

Boa 0,8 - 0,9

Aceitável ou Razoável 0,75 - 0,8


25

CAPÍTULO 3

ÁREA DE ESTUDO

3 ÁREA DE ESTUDO

A área de estudo localiza-se na região central do município de Nova Lima / MG,

especificamente na bacia hidrográfica do ribeirão dos Macacos (Figura 3.1). Essa região é marcada

pelo conflito de interesses entre as questões ambientais, visto que constitui um dos principais

mananciais da Região Metropolitana de Belo Horizonte – RMBH e por outro lado apresenta uma

expressiva concentração de atividades de mineração (Davis et al. 2005).

Nova Lima se localiza na RMBH e tem seus limites compartilhados com seis municípios:

Sabará, ao norte; Raposos, ao nordeste; Rio Acima, ao leste; Itabirito, ao sul; Brumadinho, ao oeste; e

Belo Horizonte, ao noroeste. Segundo IBGE (2017), a população estimada do município de Nova

Lima é de 92.178 habitantes, que distribuída pelo seu território de 429 km² contabiliza uma densidade

demográfica de 214,9 habitantes/km².

Figura 3.1 - Localização da bacia do ribeirão dos Macacos em relação ao município de Nova Lima.


26

A bacia hidrográfica do ribeirão dos Macacos abrange uma área de aproximadamente 131 km²

e é interceptada pela rodovia BR-040, em seu extremo oeste, nas proximidades do bairro Jardim

Canadá, e pela MG-030, em seu extremo leste, nas proximidades do bairro Honório Bicalho. A região

central da área é cortada por esparsas vias não pavimentadas.

3.1 GEOLOGIA

A área de estudo posiciona-se no Quadrilátero Ferrífero. Alkmim e Marshak (2008)

identificam quatro unidades pré-cambrianas, representadas por quatro grupos litoestratigráficos

principais (Figura 3.2): i) Complexos metamórficos arqueanos, compostos por ganisses, migmatitos e

granodioritos; ii) Supergrupo Rio das Velhas também arqueano, formado por greenstones e unidades

metassedimentares de grau metamórfico médio a baixo; iii) Supergrupo Minas, paleoproterozóico, que

consiste em rochas metassedimentares também de médio a baixo grau metamórfico; iv) o Grupo

Itacolomi, composto por metarenitos e metaconglomerados. Existem também dois grupos rochas

intrusivas que cortam o Supergrupo Minas. O primeiro consiste em pequenos corpos de granito ou

veios de pegmatitos que localmente cortam as rochas mais novas do Supergrupo Minas. O segundo

compreende diques máficos posteriores ao Grupo Itacolomi.

Figura 3.2 - Coluna estratigráfica do Quadrilátero Ferrífero segundo Alkmim e Marshak (1998).


27

Silva (2005), a partir da compilação dos principais trabalhos efetuados no Quadrilátero

Ferrífero, apresenta um mapa geológico com escala 1:50.000, com base vetorial, que abrange toda a

área de estudo (Figura 3.3).

Figura 3.3 - Mapa geológico da bacia hidrográfica do ribeirão dos Macacos. Adaptado de Silva (2005). Este

mapa não utiliza referência estratigráfica de cores.


28

3.1.1 Estratigrafia

A Tabela 3.1 traz a descrição dos componentes litoestratigráficos presentes na área.

Tabela 3.1 - Descrição dos componentes litoestratigráficos recorrentes na bacia do Ribeirão dos Macacos.

Adaptado de Silva (2005).

Idade Grupo Unidade

litoestratigráfica Descrição

Cen

ozó

ico

Depósitos aluviais

recentes

Material inconsolidado constituído de areia, silte e argila misturado com matacões de formação

ferrífera, seixos de quartzo, quartzito, etc.

Depósitos aluviais

antigos Depósitos lacustres e de enchimento de vales: argila e grãos de quartzo, hematita e limonita

Depósitos aluviais

antigos Argila

Depósitos aluviais

antigos Bauxita

Depósitos

coluviais Matacões de hematita; matacões, calhaus e seixos de hemtatita em solo aluvial

Depósitos elúvio-

coluviais Fragmentos de itabirito e hematita compacta, cimentandos por limonita (canga)

Coberturas detrito-

lateríticas Solo laterítico, material areno-argiloso, concreções ferruginosas e frequentes fragmentos de quartzo

Coberturas detrito-

lateríticas Níveis enriquecidos em óxido de ferro através de concentrações supergênicas e fraturas e falhas com

concreções feruginosas

Pal

eop

rote

rozó

ico

Gru

po

Itab

ira

Formação Gandarela Dolomito, calcário magnesiano, itabirito dolomítico e filito dolomítico e argiloso, indiferenciados.

Intercalações de hematita (h), mármore (mm), zonas manganesíferas (mn) e itabirito dolomítico (it)

Formação Cauê

Itabirito hematítico e mganetítico indiferenciados. Localmente, na parte superior da formação ocorre

itabirito ocráceo e rocha dolomítica meteorizada (itd). Intercalações de corpos de hematita compacta

e pulvurulenta (h), zonas mangnesíferas (mn) e dolomito (cd)

Gru

po

Car

aça Formação Batatal Filito cinza escuro de granulação fina

Formação Moeda Quartzito, conglomerado e filito subordinado. Predominantemente quartzitos (mcm1 e mcm3),

localmente separados por filito (mcm2)

Neo

arq

uea

no

Gru

po

Nova

Lim

a

Unidade Córrego do

Sítio

Mica-quartzo xisto e quartzo-micaxisto com alguma clorita, carbonato e pirita, localmente, com

grande incidência de xisto grafitoso. Delgados níveis de formação ferrífera (ff), quartzito (qt), quartzo-carbonato-clorita xisto (lapa seca - ls), talco xisto (tx).

Mes

oar

quea

no

Unidade Mestre

Caetano

Plagioclásio-sericita-clorita-quartzo xisto, carbonato-quartzo micaxisto e xisto grafitoso. Corpos

individualizados de quartzo- carboanto-clorita xisto (lapa seca - ls), formação ferrífera (ff) e talco xisto (tx).

Unidade Morro

Vermelho

Clorita-tremolita/actinolita xisto, clorita xisto, plagioclásio-carbonato-clorita xisto, sericita-quartzo xisto, quartzo micaxisto com fragmentos de minerais e rochas, quartzo-clorita xisto e hidrotermalitos.

Corpos expressivos de foramção ferrífera (ff), e, delgados níveis de metachert (mch), xisto grafitoso

(xg) e talco-sericita-clorita xisto (tx).

Complexo Córrego

dos Boiadeiros Serpentinitos (A3cbsp), metagabros (A3cbmg) e esteatitos (A3cbet)

Unidade Ouro Fino

Clorita xisto, carbonato-plagioclásio-quartzo-mica-clorita xisto, tremolita-carbonato-talco xisto,

plagioclásio-epidoto-actinolita xisto, tremolita/actinolita xisto. talco-clorita xisto, serpentinito Corpos

individualizados de formação ferrífera (ff), clorita-talco xisto (tx) e xisto grafitoso (xg).

Grupo Nova Lima Xisto metassedimentar, xisto metavulcânico e filito

Indet

erm

inad

a

Diques básicos Gabro e diabásio


29

3.1.2 Geologia estrutural

O Quadrilátero Ferrífero posiciona-se no extremo sudeste do Cráton do São Francisco

(Almeida 1977), consolidado ao final do Ciclo Transamazônico e limitado por cinturões orogênicos

brasilianos. As principais estruturas que se encontram na área de estudo ou em suas adjacências

(Figura 3.4) são o anticlinal da serra do Curral, a falha Bem-Te-Vi e a falha São Vicente. A falha

Bem-Te-Vi constitui uma zona de cisalhamento simples, contracional, dúctil, de baixo ângulo,

caracterizada por estreita faixa de milonitos. A falha de empurrão São Vicente é uma zona de

cisalhamento dúctil, compressional, marcada por zonas de milonitos. Já o anticlinal da Serra do Curral,

é uma grande dobra assimétrica, vergente para NW (Alkmim e Marshak 1998, Baltazar & Zucchetti

2000).

- Dobras: 1 - Sinclinal Piedade, 2 - Homoclinal Serra do Curral, 3 - Anticlinal da Serra do Curral, 4 - Sinclinal Moeda, 5 - Sinclinal Dom

Bosco, 6 - Anticlinal de Mariana, 7 – Sinclinal Santa Rita, 8 - Anticlinal Conceição, 9 - Sinclinal Gandarela, 10 - Sinclinal Vargem do Lima, 11 - Sinclinal dos Andaimes.

- Complexos granito-gnáissicos: 12 - Belo Horizonte, 13 - Bonfim, 14 - Bação, 15 - Santa Bárbara, 16 - Caeté.

- Falhas: 17 - Bem-Te-Vi, 18 – São Vicente, 19 - Raposos, 20 - Caeté, 21 - Cambotas, 22 - Fundão, 23 - Água Quente, 24 - Congonhas, 25 - Engenho. Cidades: BH - Belo Horizonte, CC - Cachoeira do Campo, IT - Itabirito, NL - Nova Lima, CA - Caeté, CG - Congonhas,

OP - Ouro Preto.

Figura 3.4 - Mapa das principais feições estruturais do Quadrilátero Ferrífero com destaque para a bacia do

ribeirão dos Macacos contornada em vermelho. Modificado de Chemale et al. (1994).


30

3.2 HIDROGRAFIA

A bacia hidrográfica do ribeirão dos Macacos (Figura 3.5), sub-bacia do rio das Velhas, que

por sua vez compõe a bacia do rio São Francisco. Se localiza, em sua totalidade, dentro dos limites do

município de Nova Lima e percorre uma distância de aproximadamente 25 km e um desnível de 695

m, desde a sua nascente, a uma cota de 1420 m, até sua foz no rio das Velhas, a uma cota de 725 m

(Figura 3.6). Sua vazão média mensal (Tabela 3.2), considerando-se de setembro/2002 a

outubro/2003, foi de 0,74 m³/s, com medidas tomadas próximo a sua confluência com o rio das Velhas

(Davis et al. 2005).

Figura 3.5 - Bacia hidrográfica do ribeirão dos Macacos.


31

Figura 3.6 - Perfil longitudinal do ribeirão dos Macacos. Adaptado de Davis et al. (2005)

Tabela 3.2 - Vazões médias mensais do ribeirão dos Macacos. Adaptado de Davis et al. (2005)

Vazões médias mensais (m³/s) - Ponte MG-030 - Ano 2002/2003

out nov dez jan fev mar abr mai jun jul ago set

0,6 0,7 1,4 1,2 1,0 1,1 0,8 0,6 0,5 0,5 0,3 0,2

3.3 PLUVIOSIDADE

Davis et al. (2005), a partir de dados coletados em 18 estações entre os anos de 1970 e 2000,

apresenta uma média mensal de precipitação para a região que engloba a área de estudo (Figura 3.7).

A partir destes dados nota-se que os meses de maior precipitação (>200mm) concentram-se no

intervalo entre novembro e março. Estes autores ainda informa os dados da estação represa do

Miguelão, excepcionalmente próxima à bacia do ribeirão dos Macacos, onde verificou-se que entre os

anos de 1976 e 2001 a média de precipitação anual foi de 1666,7mm (Figura 3.8).


32

Figura 3.7 - Precipitações médias mensais. Adaptado de Davis et al. (2005).

Figura 3.8 - Hietograma anual da estação pluviométrica da represa do Miguelão. Adaptado de Davis et al.

(2005).

3.4 PEDOLOGIA

Shinzato & Carvalho Filho (2005) apresentam um mapeamento em escala 1:50.000 que

abrange a área conforme a Figura 3.9. Desta forma são apresentadas, em nível de subordem, as classes

de solo identificadas na bacia do ribeirão dos Macacos (Tabela 3.3).


33

Figura 3.9 - Mapa pedológico da área de estudo. Adaptado de Shinzato & Carvalho Filho (2005).

Tabela 3.3 - Descrição das classes pedológicas recorrentes na área. Adaptado de Shinzato & Carvalho Filho

(2005).

Tipo Descrição

Argissolos

Compreendem solos minerais, não hidromórficos, que apresentam horizonte B textural,

com baixa atividade da fração argila, subjacente a horizonte A ou E. São solos em geral

profundos e bem drenados, com sequência de horizontes A, Bt, C ou A, E, Bt, C. Os

Cambissolos

Compreendem solos minerais não hidromórficos que apresentam horizonte B

incipiente, subjacente a horizonte A de qualquer tipo ou a horizonte hístico com menos

de 40 cm de espessura. Distinguem-se pelo baixo grau de desenvolvimento

pedogenético, o que, em geral, condiciona uma forte influência dos materiais de origem

sobre as características dos solos.


34

Latossolos

Compreendem solos minerais, não hidromórficos, com horizonte B latossólico

imediatamente abaixo de qualquer um dos tipos de horizonte A. São solos em

avançado estágio de intemperização, muito evoluídos, resultante de enérgicas

transformações no material constitutivo. São normalmente muito profundos, com

espessura do solum em geral superior a dois metros, de elevada permeabilidade e

comumente bem a acentuadamente drenados. Apresentam sequência de horizontes do

tipo A, Bw, C, com reduzido incremento de argila em profundidade. São solos com

elevada porosidade, excelente permeabilidade interna, o que garante uma maior

resistência aos processos erosivos

Neossolos Compreendem solos minerais pouco desenvolvidos, caracterizados pela ausência de

horizonte B diagnóstico

3.5 GEOMORFOLOGIA

A bacia do Ribeirão dos Macacos posiciona-se no Quadrilátero Ferrífero, uma estrutura muito

complexa de cadeia dobrada, cujas camadas de quartzitos e itabiritos desenharam um sistema

quadrangular de cristas, em posição topográfica dominante com relação às depressões alveolares,

abertas nos granitos, gnaisses e xistos, entre outras rochas (Medina et al. 2005). Destaca-se uma ampla

distribuição de couraças detrítico-lateríticas (cangas), tanto no topo das superfícies aplainadas, quanto

em diversos níveis das vertentes (Varajão 1988).

Regionalmente apresenta desníveis acentuados, causados por movimentos tectônicos, de

forma que todo o conjunto se encontra soerguido, com altitudes entre 900 e 1000m, com pontos que

podem superar os 1500m como, por exemplo, na serra do Caraça, que ultrapassa os 2000 m (Medina et

al. 2005).

Já para Varajão (1991), as províncias geomorfológicas do Quadrilátero Ferrífero são

condicionadas pelas condições estruturais, nas quais variações na declividade das vertentes e,

sobretudo, variações altimétricas se relacionam a variações litológicas. Assim sendo, as cristas das

serras, sustentadas por quartzitos e coberturas lateríticas destacam-se, por erosão diferencial, e

demarcam as bordas do quadrilátero.

A Figura 3.10 mostra as unidades morfoestruturais da bacia do ribeirão dos Macacos,

caracterizadas por apresentarem um conjunto de formas de relevo relativamente homogêneas (sistemas

de colinas, morros, serras, montanhas, escarpas, rampas de colúvio). As unidades de relevo foram

definidas por meio de informações obtidas em trabalhos de campo, ou extraídas da análise de cartas

topográficas e fotografias aéreas, e a partir das quais foram avaliados os parâmetros morfométricos:

amplitude topográfica; declividade das vertentes; geometria dos topos; densidade e padrão de

drenagem. As informações de formações superficiais e coberturas inconsolidadas foram extraídas do

mapa geológico (Medina et al.2005).


35

Figura 3.10 - Mapa com unidades morfoestruturais e unidades de relevo. Adaptado de Medina et al. (2005).

A unidade morfoestrutural platô é caracterizado por uma superfície tabular posta, claramente,

em altitude elevada em relação às áreas adjacentes, podendo exibir irregularidades morfológicas,

representadas por morros e colinas, resultando da dissecação da superfície. Já o vale anticlinal

corresponde a uma depressão fluvial escavada ao longo do eixo de um anticlinal, ocasionando uma

inversão do relevo típica de anticlinais escavadas cercados por sinclinais suspensas (Medina et

al.2005).


36

3.6 COBERTURA E USO DO SOLO

Utilizando-se de técnicas de sensoriamento remoto, Oliveira et al. (2005) identificaram classes

de cobertura e uso do solo na área de estudo e as define conforme a Tabela 3.4, e representadas Figura

3.11.

Tabela 3.4 - Tipos de cobertura do solo recorrentes na área de estudo. Baseado em Oliveira et al. (2005).

Tipo Descrição

Mata

Trata-se de formação mesófila com parte do estrato mais alto, com até 20 m, cuja

característica principal é a perda de parte significativa das folhas de seus componentes,

notadamente do estrato arbóreo, durante a época seca. Está relacionada a solos profundos

com maior retenção de umidade, como Latossolos Vermelhos e os Cambissolos Háplicos, ou

às áreas mais escavadas próximas às linhas de drenagem

Campo

Cerrado /

Campo

Graminoso

Constitui uma formação vegetal associada ou mista, composta de cerrado, com ocorrência

expressiva de espécies típicas de campo. O cerrado ocorre entremeado com a vegetação

graminóide e herbácea do campo. A unidade Campo Graminoso/Campo Cerrado está

relacionada à ocorrência de solos pobres e/ou solos rasos, cascalhentos ou pedregosos,

principalmente das classes dos Cambissolos e Neossolos Litólicos

Campo

Rupestre Constituem a formação vegetal assentada diretamente sobre as rochas

Reflorestamento Representa a área plantada com espécies florestais comerciais

Solo Exposto Classe corresponde às áreas desprovidas de vegetação ou de cultura, excetuando-se os

afloramentos de rocha

Pastagem

Essa classe abrange, além de pastagem plantada, as classes denominadas de “pasto sujo”. O

termo “pasto sujo” refere-se às áreas cobertas por gramíneas - brachiária, capim-gordura,

rabo-de-burro, entre outras - com intensa infestação de espécies invasoras herbáceas e sem

investimento na formação da pastagem. Corresponde à primeira fase do processo de sucessão

vegetal do sistema secundário.

Urbano

Corresponde às áreas ocupadas para uso residencial (as sedes municipais, distritos,

localidades, condomínios e sítios), uso comercial (fábricas, depósitos ou usina), uso de

abastecimento público, lazer (clubes, campos de futebol, balneários) e instalações para o

trânsito (linhas férreas, ruas, avenidas, rodovias)

Atividade

Mineral

Compreende toda a área abrangida pela mineração. Refere-se às minerações a céu aberto de

médio a grande porte em atividade, e toda a sua área de influência. Fazem parte também

dessa classe as áreas de terra, as cavas, as pilhas de estéril ou de rejeito, todas as instalações

de beneficiamento e instalações industriais, bem como as sedes ou áreas administrativas

Corpos D'Água Referem-se aos rios, lagoas, lagunas, reservatórios, barragens, rios de grande proporção

linear, ou seja, toda a cobertura úmida de caráter permanente


37

Figura 3.11 - Mapa de cobertura e uso do solo da área de estudo. Adaptado de Oliveira et al. (2005).


38


39

CAPÍTULO 4

MATERIAIS E MÉTODOS

4 MATERIAIS E MÉTODOS

A metodologia foi planejada de forma a garantir a condução da pesquisa e permitir o

entendimento mais aprimorado das técnicas e procedimentos adotados na elaboração dos mapas de

suscetibilidade, desde os dados de entrada até a apresentação do produto final.

Os procedimentos adotados envolveram pesquisa bibliográfica e inventariação de dados

técnicos e cartográficos, montagem das bases cartográficas em ambiente SIG, construção do inventário

de cicatrizes, trabalhos de campo para verificação do inventário de cicatrizes, análise de dados e

aplicação dos procedimentos estatísticos e, por fim, elaboração da carta de suscetibilidade da bacia do

ribeirão dos Macacos. Os capítulos que seguem, abordam de forma detalhada esses procedimentos.

Com relação aos softwares, foram utilizados: i) O Arcgis 9.3 na manipulação dos dados em

SIG; ii) O Excel 2016 na análise estatística e na composição de tabelas textuais; e iii) O Google Earth

na aquisição de imagens orbitais e composições em 3D.

A Figura 4.1 faz uma síntese da sequência de procedimentos adotados durante a realização do

estudo.

Figura 4.1 - Sequência de procedimentos adotados no estudo de análise estatística de suscetibilidade a

deslizamento.


40

4.1 PESQUISA BIBLIOGRÁFICA E INVENTÁRIO DE DADOS TÉCNICOS E

CARTOGRÁFICOS

Nesta etapa foi construído o acervo temático fundamentado na literatura técnica, através da

compilação de periódicos, anais de eventos, livros, teses e dissertações, os quais foram utilizados

como embasamento teórico para a realização do estudo e podem ser verificados nas referências

bibliográficas.

As bases cartográficas foram compiladas e adaptadas de estudos e levantamentos existentes ou

por derivação a partir de outras bases, principalmente a topográfica.

O projeto de estudos do meio físico APA SUL RMBH (Minas Gerais 2005) foi a fonte de

referências textuais e de dados em SIG (shapefiles), de onde se utilizou a geologia (Silva 2005), a

geomorfologia (Medina et al. 2005) e a pedologia (Shinzato & Carvalho Filho 2005). Esses dados

foram mapeados em escala 1:50.000 (Minas Gerais 2005).

Utilizou-se, durante o sensoriamento remoto, imagens orbitais da DigitalGlobe, CNES/Airbus,

Landsat/Copernicus, entre outras, de diversas datas, disponibilizadas pelo software Google Earth Pro.

Além dessas, foram utilizadas imagens aéreas disponibilizadas pela Prefeitura Municipal de Nova

Lima/MG.

A topografia, em escala 1:25.000 foi disponibilizada pela Prefeitura Municipal de Nova

Lima/MG. Ela é um dos fatores mais relevantes na análise de suscetibilidade a deslizamentos (van

Westen et al. 2008, Corominas et al. 2014), podendo ser considerada a principal fonte de informação

utilizada na construção dos modelos de previsão. A partir das curvas de nível derivadas da base

cartográfica é possível a construção de Modelos Digitais de Elevação – MDE, a partir dos quais se

derivam diversos temas cartográficos, sendo que para o presente estudo utilizaram-se 3 deles:

inclinação, orientação e curvatura das vertentes.

4.2 MONTAGEM DE BASES SIG

As bases cartográficas utilizadas, ou seja, os fatores de predisposição importantes para o

entendimento do processo investigado, incluíram a geologia, a geomorfologia e a pedologia (Minas

Gerais 2005), além dos mapas derivados da topografia em escala 1:25.000: inclinação das vertentes,

orientação das vertentes e perfil das vertentes.

Em todas as bases utilizadas, foi executada uma reprojeção para o Datum utilizado no

trabalho, ou seja, SIRGAS 2000. Os parâmetros de conversão utilizados foram os propostos por IBGE

(2017).

A base de geologia (Silva 2005) foi agrupada em 13 unidades litológicas (UL), com base em

observações ou inferências de estabilidade, conforme sugerido por Varnes et al. (1984). As unidades


41

geomorfológicas são baseadas nos dados de Medina et al (2005) e, assim como a geologia, foram

refinadas por meio da redefinição dos contornos. Essas alterações foram baseadas a partir do

conhecimento de campo e sensoriamento remoto, de forma que que buscou-se adequar os contornos à

realidade e melhorar a precisão do mapa. Foram definidas 8 unidades geomorfológicas. As unidades

pedológicas são baseadas em Shinzato & Carvalho Filho (2005) e foram agrupadas em 8 unidades

pedológicas segundo a classificação a nível de ordem proposta pelo Sistema Brasileiro de

Classificação de Solos – SiBCS (Embrapa 2006).

Após a finalização da edição dessas bases, realizou-se a conversão dos arquivos vetoriais para

arquivos raster, com pixels de 5 m, para posterior utilização destes dados na análise estatística. Esse

valor foi definido de acordo com a proposta de Hengl (2006), tomando-se como base o erro gráfico

admissível de 0,2mm e a escala da base topográfica de 1:25.000.

O primeiro passo para utilização da topografia foi a conversão das curvas de nível (shapefile)

em um Modelo Digital do Elevação – MDE e, posteriormente, em um raster de elevação. Esse raster

de elevação foi o ponto de partida para a derivação dos mapas de inclinação das vertentes, orientação

das vertentes e curvatura das vertentes.

Na derivação do mapa de inclinação das vertentes definiu-se o intervalo das classes por meio

de “tentativa e verificação” onde se testou intervalos de 2°, 5°, 10° e 15°, além de intervalos não

padronizados definidos qualitativamente. Por fim, o intervalo de 5° retornou o melhor resultado, ou

seja, a maior área abaixo da curva (AAC) quando aplicado o método do Valor Informativo, e foi o

utilizado para a análise combinada.

Na derivação do mapa de orientação das vertentes foram criadas 9 classes, sendo 8 delas

referentes ao azimute das vertentes e uma classe que define as áreas planas (Figura 4.2). O grau de

importância desse fator de predisposição no desenvolvimento dos deslizamentos está ligado ao nível

de umidade do solo e ao desenvolvimento de vegetação na vertente (van Westen et al. 2008), bem

como a um importante papel desempenhado em relação às descontinuidades geológicas (Corominas et

al. 2014).

Figura 4.2 - Intervalo de azimutes correspondentes a cada classe de orientação das vertentes. De acordo com Esri

(2017).


42

A derivação do mapa de perfil das vertentes, também denominado mapa de curvatura, foi

produzida através da combinação dos perfis transversais e longitudinais decompostos em formas

côncavas, convexas e lineares. O perfil longitudinal, também denominado vertical, é a medida da

forma ao longo da direção de inclinação da encosta, e é capaz de influenciar a velocidade de

escoamento e, consequentemente, o potencial erosivo das águas. Já o perfil transversal, ou horizontal,

como o nome já diz corresponde ao corte horizontal e está associado à concentração ou dissipação do

fluxo de água (Barella 2016). Através dessas combinações foram geradas 9 classes morfológicas

(Figura 4.3), que permitiram inferir os controles das encostas sobre o movimento das águas e o teor de

umidade do solo, o que pode influenciar na distribuição da vegetação e na ocorrência de processos

geodinâmicos (Wysocki et al 2011).

Figura 4.3 -Classes morfológicas geradas a partir da combinação de perfis de vertente longitudinais e verticais.

Derivado de Dikau (1990) e Wysocki et al (2011) apud Barella (2016).

4.3 INVENTÁRIO DE CICATRIZES

O inventário de cicatrizes foi construído com técnicas de sensoriamento remoto em imagens

orbitais e aéreas. Utilizou-se o software Arcgis 9.3, onde sobre as imagens aéreas foram traçados

polígonos que delimitam os deslizamentos encontrados na bacia do ribeirão de Macacos. Utilizou-se

ainda o software Google Earth Pro para desenvolver a mesma função, já que devido a possibilidade de


43

visualização em 3D, aplicação de exagero vertical e exibição de imagem de datas variadas, a

identificação das cicatrizes se tornou, por vezes, mais clara. Os deslizamentos catalogados foram

aqueles recentes, geralmente planares, onde a vegetação havia sido removida e o solo ainda se

mantinha exposto (Figura 4.4A), aqueles pouco antigos onde se mantinha as escarpas arqueadas no

topo e “rugosidade” causada pelo material movimentado (Figura 4.4B) e aqueles identificados em

trabalhos de campo.

A) B)

Figura 4.4 - Exemplos de cicatrizes em pontos diferentes ad área de estudo. A) Deslizamentos com solo exposto;

B) Deslizamentos com escarpas no topo e rugosidade causada pelo material transportado.

A topografia também foi utilizada na delimitação dos deslizamentos, onde se aplicou os

conceitos propostos por Rogers & Doyle (2003). Porém, quando analisada juntamente com a imagem

aérea, nota-se que a topografia, na escala utilizada, demonstra as anomalias nas curvas de nível

causada por cicatrizes apenas quando os deslizamentos eram de maior dimensão, acima da média, de

forma que a maior parte das cicatrizes inventariadas não estavam explicitas nessa base.

Campanhas de campo foram realizadas em sítios específicos, selecionados de acordo com

áreas definidas qualitativamente no sensoriamento remoto. Com isso, objetivou-se calibrar o processo

de fotointerpreção e validar in loco o inventário produzido.


44

4.4 APLICAÇÃO DO MÉTODO DO VALOR INFORMATIVO

A aplicação do método Valor Informativo (VI) é baseada na análise de unidades de terreno

(pixel) correspondentes as classes de cada fator de predisposição, considerando as unidades com

deslizamentos. Dentro do software Arcgis 9.3 foram exportadas tabelas nas quais são discriminadas a

contagem de pixels de cada classe, de cada fator de predisposição, além da contagem de pixels, de

cada classe, de cada fator de predisposição, que apresentaram deslizamentos. Os dados referentes a

contagem de pixels do software Arcgis 9.3 foram importados no software Excel 2016, onde se

calculou o VI de cada classe. Esses dados foram novamente inseridos no ArcGIS na forma de novos

rasters, prontos para serem utilizados na algebra de mapas. A integração dos rasters foi realizada uma

a uma, seguindo uma ordem pré-estabelecida de acordo com a Análise de Sensibilidade (item 4.4.1).

4.4.1 Análise de sensibilidade

Consistiu em avaliar a importância de cada fator de predisposição através da utilização dos

índices VI, “Accountability” (Acc) e “Reliability” (RI). Os dois últimos foram calculados com o

mesmo input de dados para cálculo do VI, ou seja, contagem de unidades matriciais, porém com a

aplicação de suas respectivas equações. Desta forma, calculou-se os índices VI, Acc e RI e definiu-se

hierarquicamente a posição de cada fator de predisposição (1 a 6) para cada índice. A ordem de

integração final estabelecida envolveu a média aritmética da hierarquia dos três índices calculados,

estabelecendo-se assim o grau de importância de cada parâmetro sobre o processo investigado.

4.4.2 Validação

No momento em que se efetuou a soma algébrica dos rasters através da álgebra de mapas,

definiu-se valores de VI variando de -∞ a +∞ para cada pixel. Para a construção dos modelos de

suscetibilidade foram utilizadas apenas 50% das cicatrizes inventariadas, do grupo de treino, com o

qual o VI de cada classe, de cada fator de predisposição, foi calculado.

No momento da validação dos modelos produzidos foram empregadas as curvas de sucesso,

que utilizam a mesma parcela do inventário utilizada na construção dos modelos, e as curvas de

predição, que utilizam a parcela do inventário não empregadas até o momento. Para facilitar a

verificação dos resultados e aplicar um valor numérico às construções gráficas, as Áreas Abaixo das

Curvas (AAC) de sucesso e de predição foram determinadas.


45

4.4.3 Classes de suscetibilidade

Os modelos construídos anteriormente retornaram uma infinidade de índices de valores

informativos que necessitaram ser classificados. Assim, através das curvas de predição houve o

zoneamento das cartas de suscetibilidade em três classes, isto é, classe de alta suscetibilidade, que

deve prever 85% dos deslizamentos, classe de média suscetibilidade, que deve prever 10% dos

movimentos, e classe de baixa suscetibilidade, com capacidade preditiva de 5%.


46


47

CAPÍTULO 5

RESULTADOS E DISCUSSÕES

5 RESULTADOS E DISCUSSÕES

A apresentação e análise dos resultados foi dividida em resultados cartográficos intermediários

e resultados estatísticos.

5.1 RESULTADOS CARTOGRÁFICOS INTERMEDIÁRIOS

Os parâmetros utilizados e/ou gerados para a área de estudo foram geologia, geomorfologia,

pedologia, inclinação das vertentes, orientação das vertentes e perfil das vertentes. Os três primeiros

são oriundos da bibliografia já citada e foram escolhidos devido disponibilidade. Os três últimos são

derivados do Modelo Digital de Elevação a partir de processamento em ambiente SIG.

A base de geologia (Silva 2005) foi agrupada em 13 unidades litológicas (UL), não

respeitando, necessariamente, a ordem estratigráfica, mas com base em observações ou inferências de

estabilidade (Varnes et al. 1984). Ainda, em casos que o corpo mapeado era de dimensões reduzidas e

sem expressão significativa em superfície optou-se por inseri-lo na unidade justaposta de maior

semelhança geotécnica, classificação esta efetuada de forma qualitativa.

A geologia da bacia do ribeirão dos Macacos é diversificada (Tabela 5.1) e apresenta uma

orientação preferencial segundo a direção N-S a NW-SE ocasionada pelo Sinclinal Moeda (Figura

5.1). Predominam rochas do Supergrupo Rio das Velhas, que estão presentes em toda a porção centro

leste, sendo que apenas 3 das ULs associadas a este supergrupo, UL 03 com 31,3%, UL 04 com 21,1%

e UL 10 com 12,2%, representam mais de 64% da área de estudo. Na porção oeste, onde afloram as

rochas do Supergrupo Minas, destacam-se a UL 13 com 7,1%, UL 09 com 6,4% e UL 01 com 6,2%,

da área.

Tabela 5.1 - Descrição das unidades geotécnicas adotadas.

Sigla Unidade Litológica % em área

UL 01 Rochas Quatzíticas 6,2%

UL 02 Rochas Filíticas 3,5%

UL 03 Rochas Metavulcânicas 31,3%

UL 04 Rochas Xistosas 21,1%

UL 05 Rochas Ígneas Plutônicas 0,3%

UL 06 Rochas Metabásicas 7,1%

UL 07 Colúvio 1,4%

UL 08 Rochas Dolomíticas 2,4%

UL 09 Rochas Itabiríticas 6,4%

UL 10 Formações Ferríveras SGRV 12,2%

UL 11 Alúvio 0,2%

UL 12 Laterita - Domínio SGRV 0,8%

UL 13 Laterita - Domínio SGM 7,1%


48

Figura 5.1 - Mapa de Unidades Litológicas da Bacia do Ribeirão dos Macacos.

Foram definidas 8 unidades Geomorfológicas (UGM) a partir do mapa de Medina et al (2005),

conforme apresentado na Tabela 5.2. Assim como na geologia, a porção leste é mais complexa, com

unidades de menor área e em maior quantidade. A porção oeste tem amplo domínio da UGM 01 que

ocupa quase metade (48,4%) da área total da bacia. (Figura 5.2).

Tabela 5.2 - Tabela de identificação das Unidades Geomorfológicas.

Sigla Unidade de Relevo % em área

UGM 01 Morros Alongados de Topo Arredondado 48,4%

UGM 02 Escarpas 13,4%

UGM 03 Serras 20,8%

UGM 04 Superfícies Aplainadas 4,1%

UGM 05 Colinas 8,9%

UGM 06 Esporões 3,6%

UGM 07 Montanhas 0,5%

UGM 08 Planícies aluviais 0,3%


49

Figura 5.2 - Mapa de Unidades Geomorfológicas da Bacia do Ribeirão dos Macacos.

As unidades pedológicas (UP) foram agrupadas em 8 classes (Tabela 5.3) a partir do mapa de

Shinzato & Carvalho Filho (2005) e de acordo com a classificação a nível de ordem (SiBCS 2006).

Destaca-se a UP 01, que domina quase toda a porção centro leste (Figura 5.3), ocupando mais que

70% da área, sendo que as demais unidades não atingem os 10%.

Tabela 5.3 - Tabela de identificação das Unidades Pedológicas.

Sigla Unidade Pedológica % em área

UP 01 Cambissolo 73,3%

UP 02 Neossolo 8,4%

UP 03 Exposição de Canga 0,6%

UP 04 Área Degradada 4,4%

UP 05 Afloramento de Rocha 3,8%

UP 06 Área Urbana 1,7%

UP 07 Latossolo 7,3%

UP 08 Argissolo 0,6%


50

Figura 5.3 - Mapa de Unidades Pedológicas da Bacia do Ribeirão dos Macacos.

O mapa de orientação de vertentes foi dividido em 9 classes (Tabela 5.4). Visualmente, não

ocorrem orientações com ampla dominância (Figura 5.4Erro! Fonte de referência não encontrada.),

mas na análise computacional se sobressaem as vertentes voltadas de N a SE (56,2%), com destaque

para o intervalo NE-E que representa 31% das vertentes da área de estudo. Cabe destacar, que este

fator de predisposição não foi utilizado no modelo final. Na construção do inventário notou-se que as

vertentes voltadas para S, SE e SW geralmente apresentaram uma qualidade superior em imagens

aéreas/orbitais devido à posição do sol (direção de iluminação) que realça as estruturas superficiais, de

forma que se catalogou um número superior de deslizamentos nessas encostas. Portanto, esse fator de

predisposição foi excluído do modelo final, pois acabava por supervalorizar o índice do valor


51

informativo das encostas voltadas para N, NE e NW. Essa questão é abordada detalhadamente no item

5.2.

Tabela 5.4 - Tabela de identificação das Classes de Orientação das Vertentes.

Sigla Orientação da vertente % em área

Flat Superfície Plana 7,7%

N Norte 13,2%

NE Nordeste 15,3%

E Leste 15,7%

SE Sudeste 11,9%

S Sul 9,2%

SW Sudoeste 7,5%

W Oeste 8,1%

NW Noroeste 11,3%


52

Figura 5.4 - Mapa de Orientação das Vertentes da Bacia do Ribeirão dos Macacos.

As unidades de inclinação das vertentes (UI) foram divididas em 17 classes (Figura 5.5),

sendo que a inclinação máxima é de 83°. É notável que as classes com inclinações superiores a 50° são

pouco representativas e não atingem sequer 1% da área. Por outro lado, as encostas de menor

inclinação, até 25°, são amplamente distribuídas (Figura 5.5) e representam mais de 78% do terreno.

Tabela 5.5 - Tabela de identificação das Classes de Inclinação das Vertentes.

Sigla Intervalo de Inclinação % em área

UI 05 0° - 5° 13,7%

UI 10 5° - 10° 11,4%

UI 15 10° - 15° 18,5%

UI 20 15° - 20° 19,3%

UI 25 20° - 25° 15,6%

UI 30 25° - 30° 10,1%

UI 35 30° - 35° 5,8%

UI 40 35° - 40° 3,1%

UI 45 40° - 45° 1,5%

UI 50 45° - 50° 0,7%


53

UI 55 50° - 55° 0,3%

UI 60 55° - 60° 0,1%

UI 65 60° - 65° 0,04%

UI 70 65° - 70° 0,01%

UI 75 70° - 75° 0,004%

UI 80 75° - 80° 0,0006%

UI 83 80° - 83° 0,0003%

Figura 5.5 - Mapa de Inclinação das Vertentes.

O mapa de classes de curvatura das vertentes foi dividido em 9 classes (Tabela 5.6). Sua

distribuição é complexa e de certa forma homogênea, de forma que não se tem uma percepção de

predomínio de alguma das classes numa análise visual (Figura 5.6). Porém, a análise computacional

mostra que 2 das classes, VV e CC, dominam 46,3% da área.

Tabela 5.6 - Tabela de identificação das Classes de Curvatura das Vertentes.

Sigla Morfologia da Vertente % em área

VC Convexo - Côncavo 11,3%

VL Convexo - Linear 6,0%

VV Convexo - Convexo 26,1%

LC Linear - Côncavo 4,4%

LL Linear - Linear 5,9%

LV Linear - Convexo 6,6%

CC Côncavo - Côncavo 20,2%


54

CL Côncavo - Linear 5,9%

CV Côncavo - Convexo 13,6%

Figura 5.6 - Mapa de Curvatura das Vertentes da Bacia do Ribeirão dos Macacos.

No mapa de Inventário de Cicatrizes (Figura 5.7) estão representados os 313 movimentos de

massa catalogados na área. Não foram discriminados a tipologia destes movimentos, ainda que se

saiba que existe um predomínio de deslizamentos translacionais ou planares e em menor número

deslizamentos rotacionais ou circulares. Esses movimentos recobrem cerca de 0,2% da bacia do

ribeirão dos Macacos e se distribuem de forma heterogênea, em 3 grupos de maior densidade,

posicionados na porção leste, possivelmente associados ao sinclinal Moeda, norte, possivelmente

associados a serra do Curral, e centro-sul, que não apresenta nenhuma correlação aparente com

estruturas.


55

Figura 5.7 - Mapa de Inventário de Cicatrizes destacando o grupo de treino, utilizado no cálculo da taxa de

sucesso e, o grupo de teste, utilizado no cálculo da taxa de predição.

5.2 RESULTADOS ESTATÍSTICOS

De acordo apresentado no capítulo anterior, foram utilizados durante o estudo 6 fatores de

predisposição: Inclinação das Vertentes, Geomorfologia, Orientação das Vertentes, Pedologia,

Geologia e Curvatura das Vertentes. Esses fatores foram escolhidos de acordo com as bases

cartográficas, com escala razoável, disponíveis na região. Em relação ao inventário, foram efetuadas 3

partições distintas, com as quais se executou todo o procedimento da análise estatística, de forma que

ao final optou-se aquela que apresentou os resultados mais precisos e a menor diferença entre as

curvas de sucesso e predição.

Os valores informativos de cada fator de predisposição são apresentados na Tabela 5.7, a partir

dos quais se baseou a álgebra de mapas. É notável que a área abaixo da curva dos parâmetros

Inclinação das Vertentes e Geomorfologia apresentaram uma Área Abaixo da Curva - AAC acima de


56

0,8, ou seja, esses fatores de predisposição, mesmo se utilizados independentemente podem gerar

modelos muito satisfatórios (Guzzetti 2005).

Tabela 5.7 - Valor informativo (VI) e Área Abaixo da Curva (AAC) dos fatores de predisposição utilizados no

estudo.

Inclinação das

vertentes Geomorfologia Pedologia Geologia

Curvatura das

vertentes

Classe VI Classe VI Classe VI Classe VI Classe VI

UI 05 -4,060 UGM 01 -1,496 UP 01 -0,578 UL 01 -1,598 VC 0,592

UI 10 -3,423 UGM 02 0,524 UP 02 1,875 UL 02 0,778 VL -1,079

UI 15 -2,713 UGM 03 0,253 UP 03 -5,593 UL 03 0,584 VV -0,393

UI 20 -1,179 UGM 04 -1,935 UP 04 -1,035 UL 04 -0,167 LC -0,316

UI 25 -0,222 UGM 05 -4,115 UP 05 -0,273 UL 05 -4,212 LL -2,819

UI 30 0,703 UGM 06 2,389 UP 06 -5,594 UL 06 -2,642 LV -1,351

UI 35 1,401 UGM 07 -4,117 UP 07 -5,591 UL 07 -2,832 CC 0,684

UI 40 1,692 UGM 08 -4,116 UP 08 -5,592 UL 08 1,323 CL -0,808

UI 45 1,883 - - - - UL 09 -0,289 CV -0,128

UI 50 1,863 - - - - UL 10 -4,210 - -

UI 55 2,043 - - - - UL 11 -4,211 - -

UI 60 2,317 - - - - UL 12 1,169 - -

UI 65 2,639 - - - - UL 13 -4,178 - -

UI 70 3,555 - - - - - - - -

UI 75 4,179 - - - - - - - -

UI 80 -4,062 - - - - - - - -

UI 83 -4,061 - - - - - - - -

AAC 0,859 AAC 0,823 AAC 0,760 AAC 0,737 AAC 0,679

A partir da análise da tabela Tabela 5.7 pode-se perceber, a partir do método estatístico do

valor informativo, que os parâmetros mais influentes no desenvolvimento do processo investigado

residem em encostas com inclinações compreendidas entre 25° (UI 30) e 75° (U 75), geralmente

associados às unidades geomorfológicas de escarpas (UGM 02), serras (UGM 03) e esporões (UGM

06). Destaca-se que as unidades com inclinação superior a 50°, ainda que apresentem índices de VI

muito altos, são regiões de abrangência limitada, não ultrapassando 0,5% da área total. Com relação a

geologia os índices de VI mais elevados para as UL 08 (rochas dolomíticas) e UL 12 (Laterita –

Domínio SGRV) são inesperados, já que comumente os deslizamentos estariam associados aos xistos

e filitos. Porém, por fatores distintos, esses valores são cabíveis para a bacia do ribeirão dos Macacos.

A UL 08 encontra-se associada ao relevo de escarpas e apresenta encostas com alta declividade que

juntamente com as características geotécnicas fez com que essa unidade apresentasse a maior

densidade de deslizamentos. Já na UL 12, os corpos mapeados são pontuais, de pequenas dimensões e

com área total pouco expressiva, porém onde ocorrem, tendem a formar uma quebra acentuada no

relevo com encostas mais íngremes. Nestas encostas, diversos deslizamentos foram catalogados e

devido a imprecisão do mapa geológico, parte dos polígonos que delimitam os deslizamentos fazem


57

intersecção com a UL 12, o que associado a sua pequena área criou uma alta densidade de

deslizamentos.

Os parâmetros utilizados na Análise de Sensibilidade são destacados na Tabela 5.8, que exibe

os valores Accountability (Acc), Reliability (Rl) e Área Abaixo da Curva (AAC), além da

hierarquização dos valores encontrados. A partir da média alcançada por cada fator de predisposição,

da menor para a maior, se definiu a ordem de integração (Tabela 5.8).

Tabela 5.8 - Relevância dos fatores segundo a ordem de integração dada pela média da classificação dos

parâmetros de acordo com os índices Accountability (Acc), Reliability (Rl) e Área Abaixo da Curva (AAC)

acoplada à concepção estatística do Valor Informativo. A) Índices de cada fator de predisposição; B)

Hierarquização dos parâmetros.

A)

Parâmetros analisados Acc (%) Rl (%) AAC

Geomorfologia 88,41 1,74 0,82

Inclinação das vertentes 79,76 0,78 0,86

Pedologia 54,43 1,37 0,76

Geologia 75,22 0,42 0,74

Curvatura das vertentes 60,53 0,40 0,68

B)

Parâmetros analisados Hierarquização dos Parâmetros Ordem de

Integração Acc Rl AAC Média

Geomorfologia 1 1 2 1,3 1

Inclinação das vertentes 2 3 1 2,0 2

Pedologia 5 2 3 3,3 3

Geologia 3 4 4 3,7 4

Curvatura das vertentes 4 5 5 4,7 5

A álgebra de mapas utilizada na aplicação das técnicas estatísticas, foi realizada com adição

sucessiva de cada Fator de predisposição, conforme a ordem de integração supracitada. Considerando

que foram empregados 5 fatores e a soma é realizada fator a fator, tem-se a execução de 4 análises,

conforme a Tabela 5.9. Vale destacar que a Orientação das Vertentes, embora tenha sido utilizada

durante o desenvolvimento do estudo, acabou sendo excluída do modelo final por motivos que são

abordados adiante.

Tabela 5.9 - Ordem de integração com discriminação dos fatores de predisposição acrescidos em cada análise.

Identificação Fatores de predisposição

Análise 1 Geomorfologia + Inclinação das vertentes

Análise 2 Geomorfologia + Inclinação das vertentes + Pedologia


58

Análise 3 Geomorfologia + Inclinação das vertentes + Pedologia + Geologia

Análise 4 Geomorfologia + Inclinação das vertentes + Pedologia + Geologia

+ Curvatura das vertentes

Para cada uma dessas análises foi realizada a validação do modelo, onde se calculou a taxa de

sucesso e de predição (Tabela 5.10). Como já mencionado anteriormente, os resultados da taxa de

sucesso refletem o grau de ajuste de cada simulação às variáveis que lhe deram origem e a taxa de

predição confronta o modelo, a cada simulação, com novos dados, ou seja, atesta sua capacidade de

previsão. Já que na taxa de predição são usados novos dados, não utilizados na construção do modelo,

é esperado que este índice seja menor que o da taxa de sucesso. Ainda, uma baixa diferença entre essas

taxas ateste uma boa partição do inventário e um modelo mais confiável. Logo, com base na Tabela

5.10, pode-se perceber que a ambas as taxas se elevam com a inserção continua dos fatores de

predisposição e a defasagem entre elas tende a aumentar a cada inclusão, com exceção da Análise 2. A

Análise 4, que derivou da combinação cartográfica de todos os fatores de predisposição empregados,

apresentou as maiores taxas de sucesso e de predição e a maior defasagem. Todavia, essa simulação

configura um modelo de boa qualidade, visto que a magnitude dessa diferença é muito baixa.

Tabela 5.10 - Comparação entre as AACs das Taxas de Sucesso e Predição obtidas a cada análise.

Identificação Taxa de Sucesso

(AAC)

Taxa de Predição

(AAC)

Média

(AAC)

Defasagem

(AAC)

Análise 1 0,911 0,904 0,908 0,007

Análise 2 0,921 0,918 0,919 0,003

Análise 3 0,930 0,920 0,925 0,011

Análise 4 0,937 0,923 0,930 0,014

A definição das classes de suscetibilidade baseia-se na parcela de deslizamentos que se espera

prever. Na classificação utilizada a porcentagem de deslizamentos foi agrupada em 85%, 10% e 5%,

referentes às classes de alta, média e baixa suscetibilidade, respectivamente (Tabela 5.11). Assim, por

exemplo, espera-se que nas áreas definidas como de alta suscetibilidade ocorram 85% dos

deslizamentos cadastrados (grupo de treino) e futuros (grupo de teste).

Tabela 5.11 - Evolução das taxas de sucesso e predição perante a adição de novos fatores de predisposição com a

porcentagem em área ocupada por cada classe de suscetibilidade.

Ident.

Taxa de

Sucesso

(AAC)

Suscetibilidade

(% em área) Taxa de

Predição

(AAC)

Suscetibilidade

(% em área)

Alta Média Baixa Alta Média Baixa


59

Análise 1 0,911 17,3% 13,8% 68,9% 0,904 21,7% 27,8% 50,4%

Análise 2 0,921 18,1% 13,7% 68,2% 0,918 18,1% 19,5% 62,4%

Análise 3 0,930 14,5% 15,5% 70,0% 0,920 13,7% 39,3% 47,1%

Análise 4 0,937 14,7% 10,4% 74,9% 0,923 14,5% 36,9% 48,7%

A partir desse ponto, destaca-se a variação dos índices observados nas análises 3 e 4, onde

ocorre um aumento da área classificada como de alta suscetibilidade. Isso indica que, apesar da AAC

ter aumentado, o que tende a sugerir uma simulação mais robusta, o modelo não apresentou, como era

esperado, uma restrição na definição das áreas de maior suscetibilidade. Essa incongruência acontece

devido a variações no formato da curva, que podem ser verificadas através de análises pormenorizadas

ao longo das curvas produzidas. Em outras palavras, a retração encontrada na classe de alta

suscetibilidade da Análise 3 e o alargamento da mesma classe na Análise 4 é resultado das variações

pontuais encontradas ao da curva de predição (Figura 5.8). Nesse sentido, na Figura 5.8 pode-se

observar uma alteração no comportamento das curvas de predição na proximidade da proporção de

previsão de 85%, o que justificaria a alteração apresentada nas classes de alta suscetibilidade.

Figura 5.8 - Curvas de sucesso referentes às análises 3 e 4. As setas vermelhas indicam locais onde a análise 3

apresenta um resultado superior à análise 4. A linha verde indica o limite da classe de alta suscetibilidade (85%).

Durante a construção do inventário, notou-se uma grande tendência de catalogação de

deslizamentos posicionados em encostas voltadas para sul e adjacências (sudoeste e sudeste),

principalmente aqueles mais antigos, com algum tipo de cobertura vegetal já estabelecida (Tabela


60

5.12). Diante dessa constatação, buscou-se verificar se na área existe algum indicador que

comprovasse essa predisposição na ocorrência de deslizamentos.

Tabela 5.12 - Tabela com tendências dos deslizamentos catalogados e agrupados, com referência no centroide,

por orientação das encostas.

Orientação

da vertente

intervalo de

azimute

Nº de

deslizamentos %

Inclinação

média

Desvio Padrão

da Inclinação

SE-S-SW 112,5° - 247,5° 175 55,9% 19,9° 10,5°

NW-N-NE 292,5° - 67,5° 70 22,4% 17,6° 9,5°

Outros (E - W) - 68 21,7% 18,9° 9,3°

De fato existe uma diferença nesses grupos, já que as encostas voltadas para sul, sudeste e

sudoeste têm uma inclinação média maior que a média das áreas que apresentam outras direções

(Tabela 5.12), porém não foi identificado o fator que a controla essa característica.

Já que estruturas geológicas não foram incluídas na análise estatística, decidiu-se por efetuar

uma análise visual da direção de mergulho das estruturas geológicas planares (acamamento e foliação

metamórfica), o que poderia indicar a possibilidade de desconfinamento das encostas. Todavia, essa

inspeção visual não mostrou indicativos suficientes para evidenciar a influência das descontinuidades

sobre o processo investigado.

Por fim, decidiu-se por analisar a direção de insolação presente na área de estudo e que pode

influenciar a distribuição da vegetação e o teor de umidade no solo (van Westen et al. 2008 e

Corominas et al. 2014), além de contribuir para a qualidade das imagens aéreas/orbitais (Rogers &

Doyle 2003). Com relação a vegetação, não foi observada qualquer tendência relacionada a direção

das encostas e no que diz respeito ao teor de umidade, não foram efetuados estudos. Já com relação às

imagens aéreas/orbitais foi verificado que as encostas voltadas para sul e adjacências, sempre tem uma

resposta superior com relação a retratação de estruturas superficiais.

A bacia do ribeirão dos Macacos está posicionada a uma latitude de aproximadamente 20,1°

sul e, considerando que durante o ano o sol incide verticalmente (zênite) entre as latitudes de 23,5°N e

23,5°S (Astrosociety 2017), foi possível inferir que durante 92,8% do ano o sol incidirá uma maior

componente direcional de norte para sul. Isso significa, que a iluminação atinge de forma oblíqua as

encostas voltadas para sul e de forma direta as encostas voltadas para norte (Figura 5.9).


61

Figura 5.9 - Direção de incidência da luz solar entre os solstícios de inverno e verão, na bacia do ribeirão dos

Macacos. Durante a maior parte do trajeto do sol relativo a terra (92,8%) a luz atingirá a área de estudo com

maior obliquidade nas encostas voltadas para sul, reforçando a visualização das estruturas superficiais.

Mesmo quando incide de sul para norte no solstício de verão, a inclinação é de baixo ângulo,

quase perpendicular à tangente da Terra na área, gerando imagens de qualidade inferior para o

sensoriamento remoto (Figura 5.10). Portanto, as imagens captadas nas proximidades do solstício de

inverno são as mais representativas, mas ainda assim omitem as estruturas superficiais nas vertentes

voltadas para norte. Ainda que nessa abordagem se possa considerar a influência horário em que a

imagem foi capturada, é possível afirmar que de modo geral, numa análise de imagens aéreas/orbiatis,

sempre haverá a tendência de identificação de movimentos nas encostas voltadas para sul.


62

Figura 5.10 - Visualização das diferentes respostas de uma imagem orbital nas estações de verão e inverno

(hemisfério sul). Nas imagens da esquerda, próximo ao solstício de verão, o sol incide perpendicularmente, ou

com baixo ângulo em relação à tangente da Terra na bacia do ribeirão dos Macacos e tende a omitir as estruturas

superficiais, devido à ausência de sombreamento. Nas imagens da direita, próximo ao solstício de inverno,

ocorre um “realce” das estruturas superficiais, mas apenas nas encostas voltadas para sul. Fonte: Google Earth

Pro

Ainda que se tenha efetuado duas etapas de verificação de campo, o inventário foi

majoritariamente traçado com bases em sensoriamento remoto, visto que extensas áreas são

propriedades privadas, principalmente condomínios e mineradoras, e os acessos são escassos em

diversos pontos. Diante dessas observações, optou-se por retirar o fator de predisposição “Orientação

das vertentes” devido à tendência do inventário em atribuir um grande peso às vertentes voltadas para

sul e/ou direções adjacentes, fazendo com que as vertentes voltadas para norte, e adjacências,

apresentassem pixels com valores informativos mais atenuados, enquanto as vertentes voltadas para

sul, sudeste e sudoeste, prevalecessem altos índices de valor informativo, o que pode ser observado no

mapa de suscetibilidade apresentado Erro! Fonte de referência não encontrada..


63

Figura 5.11 - Mapa de suscetibilidade com a utilização do fator de predisposição "Orientação das vertentes".

Nele é possível verificar a tendência do modelo em atribuir uma maior suscetibilidade em vertentes voltadas para

S, SE e SW.

O modelo final integra os parâmetros geomorfologia, inclinação das vertentes, pedologia,

geologia e curvatura das vertentes. Nele as zonas de alta suscetibilidade se concentram nas porções

noroeste, oeste e centro-sul do terreno e em sua totalidade, ocupam 14,5% do território (Erro! Fonte

de referência não encontrada.).


62

Figura 5.12 - Mapa final de suceptibilidade a deslizamentos obtido por meio do método do valor informativo com unidades de terreno de 5m² e considerando o grupo de teste

do inventário.


63

CAPÍTULO 5

CONCLUSÕES E SUGESTÕES

6 CONCLUSÕES E SUGESTÕES

O mapa de suscetibilidade retrata a predisposição do terreno em desenvolver determinados

processos geodinâmicos e configura-se como uma ferramenta básica para execução do ordenamento

territorial quando se visa a prevenção de catástrofes e se configura como uma importante ferramenta

para atender as demandas a lei 12.608 (Brasil 2012).

A utilização da análise estatística através do método Valor Informativo se mostrou eficiente,

com elevada capacidade preditiva e de baixo custo para execução. A possibilidade de revisão dos

dados durante o processo de execução do estudo é outra característica notória, visto que se pode

refinar o modelo a cada aquisição de novas informações. Deve-se destacar que este método demanda

um banco de bases cartográfica diversificado e em escala razoável, visto que a utilização de bases com

escalas menores que 1:25.000 geralmente acarretará índices equivocados, que podem, em maior ou

menor grau, afetar o modelo.

O índice de Área Abaixo da Curva (AAC), ainda que se apresente efetivo e capaz de retratar,

de forma geral, a robustez dos modelos produzidos, pode não conduzir a seleção da simulação mais

eficiente. Isso ocorre devido às diferentes conformações que a curva pode assumir ao longo do seu

traçado, uma vez que podem existir alternâncias entre curvas produzidas por modelos com diferentes

AAC. Logo, uma taxa de predição mais elevada não pode garantir uma maior constrição das zonas de

alta suscetibilidade, não conduzindo, necessariamente, a escolha do melhor modelo estatístico de

previsão.

A inclinação das vertentes, assim como observado por Corominas (2014), teve uma grande

correlação com os deslizamentos, mas deve-se atentar à importância das demais bases cartográficas. A

geomorfologia utilizada no estudo apresentou um índice preditivo muito alto, e por si só possibilitaria

a construção de um modelo com Área Abaixo da Curva classificado como bom, na proposta de

Guzzeti (2005b).

O inventário de cicatrizes configura-se como uma peça chave para qualidade do modelo, pois

todos os fatores de predisposição serão atrelados a ele. A identificação e delimitação dos eventos tem

caráter subjetivo, visto que sofre influência do conhecimento e da experiência do profissional

responsável, do método de aquisição, da precisão do modelo topográfico, da resolução e da

representatividade das imagens, além da alteração morfológica da cicatriz devido à ação intempérica e

ao desenvolvimento de vegetação. Portanto, a utilização de uma base de imagens diversificada e a

execução de verificações de campo podem dar mais credibilidade ao inventário.


64

A discriminação dos movimentos se revela um fator importante da construção do inventário,

ou seja, não se deve agrupar múltiplos movimentos justapostos em um único polígono, visto que estes

podem estar atrelados a fatores de predisposição distintos e podem gerar uma baixa representatividade

durante a partição dos dados, o que acaba maximizando as disparidades entre as curvas de sucesso e de

predição.

A posição geográfica da área estudada representa um fator relevante no sensoriamento remoto,

visto que está ligada a direção de insolação preferencial que incide sobre o terreno. Como a bacia do

ribeirão dos Macacos está posicionada próxima ao trópico de capricórnio, existe uma predominância

de insolação de norte para sul. Isso faz com que as encostas voltadas para sul tenham um

sombreamento mais acentuado devido a iluminação oblíqua, o que “realça” as estruturas superficiais.

Pelo mesmo motivo, parece haver uma omissão de cicatrizes nas encostas voltadas para norte, que

recebem a iluminação diretamente. De certa forma, essa resposta tendenciosa na representação das

imagens pode ser esperada em áreas próximas aos trópicos ou que se posicionem em latitudes

superiores a eles, tanto ao norte quanto ao sul. E pode gerar equívocos no modelo quando se utiliza o

fator de predisposição “Orientação das vertentes”, sem que se verifique correlações com estruturas

geológicas, com a vegetação ou com teor de umidade. Essa questão demonstra uma grande

importância e carece de estudos mais aprofundados.

Por fim, destaca-se a importância da criação de um cadastro nacional de deslizamentos e uma

implementação nas bases cartográficas de dados do meio físico, a qual além de viabilizar a execução

de estudos deste tipo para qualquer região do país, possibilitará a construção de modelos mais

precisos, já que o conceito das abordagens estatísticas baseia-se no uniformitarismo, ou seja, na

correlação de deslizamentos passados com os fatores de predisposição para prever a ocorrência de

futuros movimentos.


65

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