1

CASO DE APLICAÇÃO DE GEOTECNOLOGIAS NO DIAGNÓSTICO AMBIENTAL DE BACIAS HIDROGRÁFICAS URBANIZADAS:

CÓRREGO DA SERVIDÃO NO MUNICÍPIO DE RIO CLARO (SP)

Eng. ADRIANO BRESSANE Discente da Pós-graduação em Engenharia Urbana, Universidade Federal de São Carlos Rod. Washington Luís, km235. CEP 13565905. São Carlos/SP. ab_engamb@yahoo.com.br Dr. NEMÉSIO NEVES BATISTA SALVADOR Docente do Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de São Carlos Rod. Washington Luís, km235. CEP 13565905. São Carlos/SP. Dr. RODRIGO BRAGA MORUZZI Docente do Departamento de Planejamento Territorial, Universidade Estadual Paulista. Avenida 24-A, 1515, Bela Vista. CEP 13506-900. Rio Claro/SP. Dr. SÉRGIO DOS ANJOS FERREIRA PINTO Centro de Análise e Planejamento Ambiental, Universidade Estadual Paulista. Avenida 24-A, 1515, Bela Vista. CEP 13506-900. Rio Claro/SP. MSc. LUCIMARI APARECIDA FRANCO GARCIA ROSSETTI Centro de Análise e Planejamento Ambiental, Universidade Estadual Paulista. Avenida 24-A, 1515, Bela Vista. CEP 13506-900. Rio Claro/SP. Eng. WAGNER CLEYTON FONSECA Graduado em Engenharia Ambiental, Universidade Estadual Paulista Avenida 24-A, 1515, Bela Vista. CEP 13506-900. Rio Claro/SP.

RESUMO Este trabalho tem o objetivo de apresentar uma experiência de aplicação de geotecnologias ao levantamento e geração de dados primários durante o diagnóstico ambiental de uma bacia urbanizada, do Córrego da Servidão, situada no município de Rio Claro/SP, através de softwares de tratamento de dados, geoprocessamento e modelagem numérica. Como resultado, destaca-se a geração e respectiva representação cartográfica de informações capazes de proporcionar subsídios à compreensão da bacia urbanizada e dos fenômenos que nela ocorrem, contribuindo para o planejamento e prognóstico de ações de controle de seu uso e ocupação. Palavras-chave: geotecnologias; diagnóstico ambiental; Rio Claro/SP-Brasil.

2

ABSTRACT This paper has its objective to introduce the aplication of geotechnologies for the gathering secondary data, as well as, generation of primary datas during the environmental diagnosis of a urban drainage-basin, of Córrego da Servidão, area of study placed in urban zone of Rio Claro (SP) city, throughout de softwares of datas’ treatment, geoprocessing and numeric modeling. As result, detach the generation and its cartographic representation of information capable of providing subsidies to the understanding of the urbanized basin, and the phenomena that occur in it, contributing with important informations for the planning and prognosis of control actions of use and ocupation. Keywords: geotechnologies; environmental diagnoses; Rio Claro/SP-Brazil.

1 INTRODUÇÃO

Apesar do Sistema de Informações Ambientais constituir um dos instrumentos previstos na política nacional do meio ambiente (BRASIL, 1981), a disponibilidade de dados e em escalas espacial e temporal apropriadas ainda constitui expressivo obstáculo para o planejamento ambiental (SANTOS, 2004).

Nesse cenário, uma das principais fontes de dados secundários são estudos técnico-acadêmicos, entretanto, em conseqüência dos elevados custos, entre outras dificuldades em se desenvolver levantamentos em campo, comumente se dispõe de dados incompletos e desatualizados. Considerando o avanço de geotecnologias e, sobretudo, do acesso a elas, vem se democratizando uma forma alternativa, precisa e confiável de gerar dados primários na complementação daqueles, secundários, disponíveis na literatura. Nesse sentido, temos que:

Compreender a distribuição de dados oriundos de fenômenos ocorridos no espaço constitui hoje um grande desafio para a elucidação de questões centrais em diversas áreas do conhecimento, seja em saúde, em ambiente, em geologia, em agronomia, entre tantas outras. Tais estudos vêm se tornando cada vez mais comuns, devido a disponibilidade de sistemas de informação geográfica (SIG) de baixo custo e interfaces amigáveis (CÂMARA et. al., 2002, 1p.).

Em consonância, os casos de aplicação dos sistemas de informações geográficas em estudos ambientais têm crescido significativamente e assumido relevo cada vez mais notório, sendo exemplos de instituições que vêm adotando tal tecnologia a aquelas ligadas às áreas de Agricultura, Meio-Ambiente, Ecologia e Planejamento Regional, que lidam com escalas típicas de 1:10.000 a 1:500.000, em geral visando a integração de dados, gerenciamento e conversão entre projeções cartográficas, modelagem numérica de terreno, processamento de imagens e geração de cartas (ORTIZ, 2010).

Nesse sentido, este trabalho tem como objetivo apresentar uma experiência de aplicação de geotecnologias, no que tange a recursos de geoprocessamento de imagens orbitais na modelagem numérica de terrenos e respectiva representação geocartográfica, visando complementar o diagnóstico ambiental da Bacia do Córrego da Servidão, área de estudo situada na malha urbana do município de Rio Claro (SP), qual vem sendo cenário de graves problemas de enchente.

3

2 METODOLOGIA

Com uma taxa de urbanização de 97,9%, o município paulista de Rio Claro localiza-se a 173 km a noroeste da capital e, conforme a Fundação Sistema Estadual de Análise de Dados - SEADE, apresenta uma área de 521km² e cerca de 200 mil habitantes (SÃO PAULO, 2010).

Embora com elevada proporção de domicílios e adequada infra-estrutura urbana, redes públicas de abastecimento e de coleta superior as médias regional e estadual paulista (MORUZZI, 2007), algumas de suas áreas apresentam graves problemas relacionados à freqüente ocorrência de enchentes e, entre elas, destaca-se a Bacia do Córrego da Servidão.

Para demonstrar a aplicação de geotecnologias empregadas na complementação do diagnóstico ambiental dessa área, os principais materiais utilizados corresponderam a obras correlatas de comunicação técnico-científica, a Carta SF-23-Y-A, da Shuttle Radar Topography Mission – SRTM, disponibilizada em formato digital pela base online da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA, 2010) e a base cartográfica do Município de Rio Claro (SP), obtida junto a Secretaria de Planejamento, Desenvolvimento e Meio Ambiente da Prefeitura Municipal (RIO CLARO, 2005).

Entre os recursos geotecnológicos empregados para o desenvolvimento desse estudo, foram aplicados de forma conjunta os seguintes:

- Spring 5.0 ®;

- AutoCAD 2007 ®;

- ArcGIS 9.2 ®; e

- Surfer 8 ®.

Entre as principais etapas do estudo, a referida imagem foi previamente tratada no software Spring 5.0 do Instituto de Nacional de Pesquisas Espaciais (2009), no qual foi submetida a operações de contraste para aprimorar a qualidade dos dados de entrada, considerando que os principais processos de geoprocessamento posteriormente empregados resultam de análises espectrais.

Na seqüência, foi georreferenciada sobre a base cartográfica municipal em ambiente do software AutoCAD da Autodesk (2007) e, posteriormente, importada para o software ArcGIS 9.2 da Esri (2006), no qual passou por diversos processos e operações numéricas, tal como álgebras de mapas para geração das cartas temáticas adiante apresentadas.

Por fim, dados foram exportados para o software Surfer 8 da Golden (2002), no qual foram gerados a representação tridimensional da bacia urbanizada em estudo e dos respectivos vetores de escoamento pluvial sobre a mesma. Dessa forma, esse estudo atingiu seu objetivo de demonstrar a aplicação de geotecnologias como suporte ao planejamento e gestão urbana, gerando representações geocartográficas que poderão contribuir para o controle de problemas ambientais urbanos da microbacia do Córrego da Servidão, área de estudo situada na sub-bacia local do Médio-Corumbataí, que integra a sub-bacia regional do Rio Corumbataí, localizada a nível estadual na bacia do Rio Piracicaba, como apresentado a seguir.

4

3 DESENVOLVIMENTO

3.1 Casos de aplicação de geotecnologias na literatura técnica aplicada a área de estudo Pelo levantamento e análise da literatura técnica aplicada a área de estudo pode-se verificar o expressivo emprego de geotecnologias, Computer Aided Design (CAD) e Geographic Information Systems (GIS), para fins de estudos ambientais com respectiva geração de representações geocartográficas, como verificado em Mochizuki (2008), Moruzzi (2007), estudos do Centro de Análise e Planejamento Ambiental (CEAPLA, 2008), Yamada (2004) e Valente (2001), a seguir apresentados nas Figuras 1 a 4.

Figura 1. Localização de Rio Claro (SP) e, no detalhe, seu perímetro urbano.

Fonte: Modificada pelos autores a partir de Mochizuki (2008).

Em âmbito estadual paulista, a Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos dos Rios Piracicaba-Capivari-Jundiaí (UGRHI 5) abrange uma área de 15.320 km2, na qual, em nível regional, situa-se a Bacia do Piracicaba (11.320km2) e as sub-bacias do Ribeirão Claro e do Rio Corumbataí (CEAPLA, 2008), conforme apresentado na Figura 2.

Figura 2. Bacia do Corumbataí no contexto regional e estadual.

Fonte: Modificada pelos autores a partir de Ceapla (2008).

5

Regionalmente, a bacia do Rio Corumbataí é tradicionalmente dividida em cinco sub-bacias (VALENTE, 2001), entre as quais está a bacia do Médio Corumbataí com aproximadamente 293 km2, na qual situa-se a sub-bacia do Córrego da Servidão, como pode ser visualizado na Figura 3.

Figura 3. Sub-bacia Médio Corumbataí.

Fonte: Elaborada pelos autores a partir de Valente (2001).

Em escala municipal a Bacia do Servidão (19,7 km2), afluente do Rio Corumbataí, compõe parte da malha urbana de Rio Claro e possui forma alongada com eixo principal de fluxo na direção e sentido norte-sul, com cerca de 13,5 km de comprimento, da qual a maior extensão encontra-se canalizado sob a Avenida Visconde do Rio Claro (MORUZZI et. al, 2007), conforme a Figura 4 a seguir.

Figura 4. Localização da sub-bacia do Córrego da Servidão e, em menor detalhe a direita, sua

sobreposição à malha urbana. Fonte: Modificado pelos autores a partir de Moruzzi et al. (2007).

6

A partir do trabalho de Yamada (2004), que aborda análises geoambientais no município de Rio Claro (SP), a área da bacia em estudo pode ser delimitada sobre a representação cartográfica de diversos parâmetros geotécnicos discutidos pelo autor, através de ferramentas de georreferenciamento e, partir deste processo, destacar e extrair as informações de interesse, sintetizadas Na Tabela 1.

Tabela 1. Síntese dos aspectos geotécnicos encontrados na literatura técnico-aplicada.

Parâmetro Fm. Rio Claro Fm. Corumbataí

Tipo de Material solo areno argiloso

Siltosos, argilitos e solo residual argiloso

Espessura do Inconsolidado 30m solo pouco espesso

Profundidade do nível d’água 25m raso, < 2m em época

chuvosa

Condutividade Hidráulica

10- 10-2 cm/s: alta permeabilidade

6,5.10-7 (solo) e 10-8

(rocha): bx. permeab.

Declividade média

colina: < 2%; encostas: 5-15 e >15%

< 5% e entre 5 – 15%

Formação estrutural

sem fraturas, mas favorável a infiltração

muito fraturado, mas com preenchimento

Fonte: Elaborado a partir de Yamada (2004).

Os dados apresentados na tabela anterior representam alguns dos principais fatores geotécnicos a serem observados para a avaliação da capacidade suporte da bacia em áreas pré-urbanizadas, bem como para a avaliação de impacto pós-ocupação naquelas com o processo de urbanização consolidado ou em andamento.

3.2 Geração e representação geocartográfica a partir da aplicação de geotecnologias na Bacia do Córrego da Servidão – Rio Claro (SP)

Complementarmente aos dados secundários antes apresentados, os quais já trazem expressivos exemplos de aplicação geotecnológica na área de estudo, a seguir são apresentados cartas temáticos gerados nesta pesquisa, tal como é o caso ilustrado na Figura 5, que apresenta curvas de nível geradas por análises de contorno de imagens orbitais.

Embora constituam dados básicos, tais cartas planialtimétricas não raramente estão disponíveis apenas em escalas inadequadas e/ou desatualizadas, conseqüentemente, trazendo limitações aos estudos correlatos.

Formação Rio Claro

Formação Corumbataí

Limite da área de estudo

km N NN

7

Figura 5. Carta temática planialtimétrico da área em estudo.

Fonte: Elaborada pelos autores.

A referida carta temática, gerado em escala altimétrica apropriada, curvas de variação de nível de 10 em 10 m, traçada sobre uma condição topográfica recente, (dados orbitais de 2007), permitiu, entre outros, delinear os canais de run-off, apresentados na figura anterior.

Da mesma forma, uma representação cartográfica de curvaturas gerado por ferramentas de análise espectral permite visualizar altos e baixos topográficos e, com isso, discutir processos geoambientais e hidrológicos a eles associados, tal como áreas de concentração ou dispersão de águas e sedimentos (Figura 6).

Figura 6. Carta temática de curvaturas da área em estudo.

Fonte: Elaborada pelos autores.

À exemplo, este mapa também permite visualizar a ocorrência de canais preferências de escoamento pluvial durante eventos chuvosos, destacados pelos traçados escuros (vales) da imagem anterior.

8

Outra forma de representação bastante empregada pelo excelente aspecto estético e eficiente forma de visualizar as condições topográficas da área são os mapas de elevação do terreno. Além de proporcionarem uma impressão de aspecto tridimensional (falso 3D), permitem agrupar as subáreas em classes altimétricas. Esse zoneamento, embora bastante simples, constitui instrumento essencial para o gerenciamento ambiental e urbanístico. Sua aplicação na área de estudo pode ser visualizada a seguir (Figura 7).

Figura 7. Carta de elevação da área em estudo.

Fonte: Elaborada pelos autores.

Entre as principais variáveis que devem ser equacionadas no estudo da dinâmica geoambiental esta a declividade, sobretudo, por ser um dos fatores determinantes no manejo e conservação de áreas.

Contudo, a disponibilidade de dados secundários atualizados sobre declividade ainda representa certa defasagem, logo cartas de declividade podem ser gerados a partir do geoprocessamento de imagens orbitais, como ilustrado a seguir (Figura 8).

Figura 8. Mapa de classes de declividade da área em estudo.

Fonte: Elaborada pelos autores.

9

Contudo, é cediço que a resolução espacial desta e demais cartas antes apresentadas deve ser coerente com os dados de entrada para assegurar a confiabilidade dos dados de saída e suas respectiva representação cartográfica.

Por fim, modelos de representação tridimensional (real 3D) podem proporcionar uma visualização direta das feições geomorfológicas, potencializando expressivamente a compreensão da área e a implementação de diretrizes para o uso e ocupação do solo, contribuindo para o seu planejamento. A ilustração adiante apresenta a representação real 3D da Bacia do Córrego da Servidão e seu entorno (Figura 9).

Figura 9. Modelo tridimensional da área em estudo.

Fonte: Elaborada pelos autores.

Os referidos modelos tridimensionais constituem importantes ferramentas a partir das quais podem ser simulados os comportamentos de diferentes variáveis, tal como os vetores de escoamento das águas pluviais. Por fim, o modelo a seguir indica as direções de deflúvio na área em estudo (Figura 10).

Figura 10. Vetores de escoamento pluvial na área em estudo.

Fonte: Elaborada pelos autores.

10

Relevante não apenas para a delimitação e traça das bacias urbanizadas mediante a identificação de divisores de água pelo arranjo dos vetores de deflúvio, estes também são de fundamental importância para identificar pontos potenciais de alagamento, sujeitos a riscos de enchentes na malha urbana e, dessa forma, contribuir para o ordenamento territorial, sobretudo, quanto as vocações e limitações para o uso e ocupação do solo

4 CONCLUSÕES

Como apresentado anteriormente, o propósito central desse estudo foi demonstrar a aplicação de geotecnologias ao estudo ambiental de uma bacia hidrográfica urbanizada, como é o caso da bacia do Córrego da Servidão no município de Rio Claro (SP), através do qual seus resultados permitiram concluir os seguintes aspectos a serem destacados:

(1) A análise da literatura técnica aplicada à temática demonstra o amplo aproveitamento destas tecnologias em estudos correlatos, tal como foi demonstrado no contexto do desenvolvimento desse trabalho, ilustrando casos de aplicação na área de estudo abordada;

(2) Em consonância, os resultados obtidos pela aplicação destas geotecnologias nessa pesquisa corroboram com a relevância destes recursos para a complementação de informações fundamentais ao suporte a decisão durante o planejamento e gestão da área em estudo;

(3) Nesse sentido, como resultado concreto, produto das operações de geoprocessamento, verificou-se que as ferramentas empregadas proporcionaram precisão coerente entre os dados de entrada e saída das operações realizadas, com satisfatória qualidade em suas respectivas representações geocartográficas;

(4) Embora atualmente estejam disponíveis alternativas tecnológicas de livre acesso e uso, tal como é o caso daquelas desenvolvidas e disponibilizadas pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, tais recursos geotecnológicos, não raro, ainda necessitam de significativo investimento para aquisição de softwares e seus complementos, o que prejudica sua ampla aplicação, sobretudo quando não se dispões de financiamentos para desenvolvimento da pesquisa;

(5) Por fim, vale ressaltar que embora sejam comuns falhas de comunicação entres softwares de diferentes fabricantes, houve satisfatória comunicação entre as tecnologias empregadas de forma integrada durante o desenvolvimento desse estudo;

(6) Essa integração demonstrou ser capaz de proporcionar expressivos subsídios para a compreensão da área e dos fenômenos que nela ocorrem, sendo aplicados em conjunto softwares com pontes fortes que se complementam; e

(7) Como realizado nesse estudo, o uso integrado das geotecnologias potencializa sua contribuição como suporte às tomadas de decisão durante o diagnóstico do cenário geoambiental atual, bem como para o seu prognóstico, projetando cenários futuros que em conjunto podem nortear as ações de controle do uso e ocupação do solo em bacias hidrográficas urbanizadas.

Por fim, espera-se que os resultados e conclusões aqui apresentadas possam colaborar tanto para a viabilidade técnica do planejamento e gestão da área de estudo abordada, o que também dependerá da viabilidade e motivação política em implementá-la, o que escapa a nossa governabilidade, quanto como referencial para estudos futuros, ficando os autores a disposição para estes fins.

11

5 REFERÊNCIAS

BRASIL. Lei nº. 6.938 de 1981. Política Nacional do Meio Ambiente. Disponível em: <http://www.planalto.gov.br>. Acesso em: 06 Jun. 2007.

CÂMARA, G.; MONTEIRO, A. M.; FUCKS, S. D.; CARVALHO, M. S. Análise espacial e geoprocessamento. São José dos Campos: INPE, 2002, 27p.

CENTRO DE ANÁLISE E PLANEJAMENTO AMBIENTAL. CEAPLA. Atas Ambiental da Bacia do Rio Corumbataí. Disponível em: <http://www.rc.unesp.br/igce/ceapla/atlas/>. Acesso em: 24 mai, 2008.

EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA. EMBRAPA. Disponibiliza uma base online de dados cartográficos e imagens SRTM. Disponível em: <http:// www.relevobr.cnpm.embrapa.br>. Acesso em: 07 jan. 2010.

MOCHIZUKI, P. S. Zoneamento acústico urbano e mapeamento de níveis sonoros na Zona Central de Rio Claro (SP): diretrizes para o gerenciamento do ruído integrado ao planejamento ambiental urbano. 2008. 50 f. Monografia (Trabalho de Conclusão de Curso) – Instituto de Geociências e Ciências Exatas, Universidade Estadual Paulista, Rio Claro. 2008.

MORUZZI, R. B. et al. Contribuição metodológica para a caracterização de áreas potenciais de inundação em uma bacia hidrográfica urbanizada, com suporte das técnicas de sensoriamente remoto e geoprocessamento: apresentação de dois cenários em um módulo piloto. XVII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos São Paulo. nov. 2007. ACEITO. NO PRELO.

ORTIZ, M. G. Sistemas de informação geográfica para aplicações ambientais: uma visão geral. Disponível em: < http://www.dpi.inpe.br/gilberto/papers/analise.pdf.>. Acesso em: 01 mar. 2010.

RIO CLARO (Cidade). Secretaria de Planejamento, Desenvolvimento e Meio Ambiente do Município de Rio Claro (SP). SEPLADEMA. Base cartográfica do município de Rio Claro. Rio Claro: Prefeitura Municipal, 2005. 1 CD-ROM.

SANTOS, F. S. Planejamento ambiental: teoria e prática. São Paulo: Oficina de Textos, 2004. 183 p.

SÃO PAULO (Estado). Secretaria de Economia e Planejamento. Fundação Sistema Estadual de Análise de Dados. SEADE. Apresenta dados estatísticos do município de Rio Claro (SP). Disponível em <http://www.seade.gov.br>. Acesso em: 10 jan. 2010.

VALENTE, R. O. A. Análise da estrutura da paisagem da bacia do Rio Corumbataí, SP. Dissertação (Mestrado). Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Piracicaba, 2001. p.144.

YAMADA, D. T. Caracterização geológico-geotécnica aplicada à instalação de postos de combustíveis em Rio Claro (SP). Rio Claro: UNESP. 2004. Dissertação (Mestrado). 122f. – Instituto de Geociências e Ciências Exatas, Universidade Estadual Paulista.