Geotecnologias e desastres naturais

Geotecnologias e prevenção de desastres naturais: o caso dos mapeamentos de áreas de risco no Estado de São Paulo, elaborados

pelo Instituto Geológico/SMA

Márcia Helena Galina1

Antonio Carlos Moretti Guedes2

Márcia Maria Nogueira Pressinotti3Pedro Carignato Basílio Leal4Osvaldo Souza Coutinho5

RESUMO

Com um histórico de desenvolvimento de pesquisas e atividades operacionais relacionadas a desastres naturais desde a década de 80, o Instituto Geológico/SMA é uma das instituições de referência na realização de mapeamentos de áreas de risco no Estado de São Paulo. O presente trabalho teve como objetivo descrever como as geotecnologias auxiliaram nos processos de coleta, processamento, análise e geração de informações com referência espacial, envolvidas nos trabalhos sistemáticos de mapeamento de risco em diversos municípios do território paulista. Procurou-se ainda elencar os avanços metodológicos alcançados ao longo das quatro versões do projeto e, de forma complementar, discutiu-se a questão dos entraves operacionais, assim como as perspectivas futuras na área, as quais apontam para soluções geotecnológicas com base na conectividade, compartilhamento de bases e em sistemas interativos em substituição ao formato analógico e desintegrado, convergindo para o aumento da eficiência no processo de planejamento e gestão pública territorial, sobretudo no que diz respeito ao processo da reestruturação do espaço com vistas à prevenção de desastres naturais e seus desdobramentos.

ABSTRACT

Geologic Institute of São Paulo has been performing research and operational activities related to natural disasters since the 80's. Because of this experience, in nowadays, this institution is considered a reference in the mapping of risk areas in the State of São Paulo. This study aimed to describe how the geotecnologies helped in the process of collecting, processing, analysis and generation of information with spatial reference involved in the work of systematic mapping of risk, in various cities of Sao Paulo State. Methodological advances achieved over the four versions of the project was discussed and, additionally, the issue of operational obstacles and future prospects in the area, which point to geotecnologies solutions based in connectivity, sharing of databases and interactive systems instead of the analog and disintegrated data format solutions. These solutions, when implemented, will provide the increase of the efficiency in the process of territorial planning and public management, particularly with regard to the restructuring of the spatial arrangement in order to prevent natural disasters and their consequences.

Palavras-chave: Geotecnologias, Mapeamento de Risco, Instituto Geológico/SMA de São Paulo

Núcleo de Geoprocessamento, Instituto Geológico, Av. Miguel Stéfano, 3900, Água Funda, CEP 04301-301, São Paulo, SP¹[email protected]²[email protected]³[email protected]@[email protected]

13o Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental Página 1

1- INTRODUÇÃO E OBJETIVOS

O Instituto Geológico, órgão dedicado à pesquisa em Geociências, vinculado à Secretaria do Meio Ambiente de São Paulo, vem se dedicando ao desenvolvimento de pesquisas e atividades operacionais relacionadas a perigos geológicos e análise de risco desde a década de 80. O episódio deflagrador se deu em 1988, quando houve a solicitação por parte do Governo do Estado de São Paulo de um estudo específico sobre as instabilidades na Serra do Mar, em virtude do grande número de eventos de deslizamentos e acidentes com vítimas fatais, ocorrido no verão de 1987-1988 (SÃO PAULO, 1988). Nesse estudo, realizado em conjunto com outras instituições públicas do Estado de São Paulo (IPT, Instituto Florestal, Instituto de Botânica, CETESB) foram obtidos produtos na escala regional - 1:50.000 e 1:100.000, os quais apresentaram diretrizes e metas de curto e médio prazo, bem como linhas de ação com caráter preventivo e corretivo.

Daí em diante, ações de planejamento passaram a ser implementadas por meio da elaboração das cartas geotécnicas (1989 - Guarujá, 90/92 – Ubatuba, 94/96 – São Sebastião, 95 – Cubatão, 98/05 – SIIGAL) e de ações emergenciais, sendo que, estas últimas foram traduzidas na definição e operação do Plano Preventivo de Defesa Civil específico para escorregamentos na Serra do Mar – PPDC, a partir de 1989, por meio do qual o Instituto fornece assessoria técnico-científica à Defesa Civil Estadual.

Mais recentemente, em 2004, firmou-se também um termo de cooperação técnica entre o Instituto Geológico e a Casa Militar do Governo do Estado de São Paulo, por meio da Coordenadoria Estadual de Defesa Civil (CEDEC), que se traduziu em projetos de mapeamento de áreas de risco, em municípios de diferentes regiões do estado, com a finalidade de subsidiar ações dos gestores públicos, no sentido de gerenciamento das situações de risco, com vistas à minimização e prevenção de desastres naturais (VEDOVELLO, 2009).

Utilizando o apoio de diferentes geotecnologias, as áreas potencialmente suscetíveis foram objeto de estudos geológico-geotécnicos visando a delimitação e hierarquização de setores de risco aos processos do meio físico. Muitas dessas ações de suporte foram concentradas no núcleo de Geoprocessamento do Instituto, como forma de otimizar recursos, processar os dados e uniformizar padrões espaciais.

Nesse sentido, o presente trabalho objetivou descrever como as geotecnologias auxiliaram nos processos de coleta, processamento, análise e geração de informações com referência espacial, envolvidas nos trabalhos sistemáticos de mapeamento de risco. Procurou-se ainda elencar os avanços metodológicos alcançados ao longo das quatro versões do projeto e, de forma complementar, discutiu-se a questão dos entraves operacionais assim como as perspectivas futuras na área.

2- MATERIAIS E METODOLOGIA

Segue a descrição dos materiais (infraestrutura institucional e bases de dados) e das metodologias, quanto ao tratamento geoespacial dos dados, que foram ajustados e aperfeiçoados ao longo das quatro edições dos projetos de mapeamento de áreas risco no território paulista.

2.1- Materiais

2.1.1-Infraestrutura de equipamentos e softwares

Além da infraestrutura de informática, composta por computadores desktop multiusuários, servidores de acervo de dados espaciais e de aplicações, e periféricos suplementares, o Núcleo de Geoprocessamento dispõe de Plotters HP A3 e A0, scanner 4500 HP A0, receptor GPS XB Trimble (precisão centimétrica no pós-processamento) e Câmera Fotográfica RICOH Caplio 500 SE com GPS embutido(precisão abaixo de 3 metros).

Quanto aos softwares utilizados em geoprocessamento, a instituição conta com produtos comerciais voltados para a análise de dados vetoriais e raster, dentre eles: MapInfo, ArcGis, Envi , ERMapper, Global Mapper, Google Earth Professional, além de produtos Open Source, tais como Spring, Quantum GIS e GvSIG, entre outros.


2.1.2-Bases de dados

Quanto aos dados utilizados para o desenvolvimento dos projetos de mapeamento de risco, contou-se com de dados primários – coletas GPS – e dados secundários, representados por bases nos formatos vetorial, raster e tabulares, os quais foram coletados, sobretudo nas secretarias municipais e nas instituições estaduais ou adquiridos com recursos do projeto.

• Levantamento de bases vetoriais e matriciais Após a definição dos municípios alvos dos termos de cooperação, dá-se o início ao

levantamento da existência de bases cartográficas, fotografias aéreas, imagens orbitais de alta resolução, cadastros e mapas das áreas de risco junto às Prefeituras Municipais de interesse, além de croquis e bibliografia específica relacionada. As secretarias de obras e as defesas civis municipais exercem papel fundamental na identificação preliminar das áreas de risco existentes, que são caracterizadas e setorizadas durante os trabalhos de campo posteriores.

• Aquisição de materiais Nos casos de inexistência de bases disponíveis com qualidade aceitável e características

adequadas, há a necessidade de aquisição de produtos de sensoriamento remoto com parâmetros específicos. Fatores como resolução espacial e atualidade do levantamento são critérios prioritários na avaliação das possibilidades existentes no mercado, devido à necessidade de delimitação dos setores de risco a partir de observação de feições em regiões urbanizadas, de expansão urbana, em distritos e bairros rurais.

2.2- Metodologia

As metodologias de análise estão diretamente ligadas ao conhecimento e à experiência da equipe componente do projeto, que englobou as áreas de geologia-geotecnia, geomorfologia, climatologia e geoprocessamento.

A experiência do usuário é determinante para a qualidade dos resultados provindos de um SIG. Segue o detalhamento da metodologia sistemática comumente empregada nos mapeamentos, assim como os avanços metodológicos incorporados na última versão do projeto - Termo de Cooperação 2009-2011.

2.2.1-Metodologia sistemática

Etapa1- Preparação do material para a equipe de campo

As áreas de risco, indicadas previamente pela Defesa Civil Municipal, são lançadas em layouts impressos contendo como fundo, ortofotos digitais ou imagens orbitais de alta resolução, atendendo às necessidades dos trabalhos de campo quanto à delimitação precisa dos setores de risco, à caracterização do padrão de uso e ocupação do solo, bem como a quantificação de moradias existentes nos setores de risco. Tais bases são projetadas no sistema UTM, datum SAD69 e os arquivos originalmente em formato Geotiff são transformados num formato comprimido – ECW. O ambiente GIS propicia a utilização do material acima descrito para a confecção de layouts das áreas-alvo com escalas variando de 1:1.000 a 1:5.500 (em função da extensão e natureza do processo identificado em cada área), e com tamanho de pixel próximo de 1 metro.

Etapa 2- Investigações geológico-geotécnicas de campo

Nas investigações geológico-geotécnicas de superfície para caracterização dos setores das áreas-alvo há a consideração dos seguintes processos:

a) Escorregamentos em encostas;b) Queda/rolamento de blocos rochosos; c) Inundações/enchentes em planícies aluviais e cursos d' água; d) Queda de taludes marginais por solapamento e erosão em margens de canal;


e) Erosão, colapso e subsidência

As ocupações em encostas estão sujeitas aos movimentos gravitacionais de massa, que dependem de fatores como: declividade/inclinação do talude, tipo de material mobilizado (solo e/ou rocha), tipo de movimento predominante (planar ou rotacional), geometria da ruptura (planar, cunha, circular), tipo de talude (natural ou corte e aterro), posição da feição de instabilidade em relação à encosta (topo, meio ou base) e agentes deflagradores.

Além da caracterização das feições de instabilidade, a vulnerabilidade em relação às formas de uso e ocupação também costuma ser avaliada no campo, o que é feito com base em informações sobre o padrão de ocupação das áreas de uso residencial. Aspectos construtivos das habitações (madeira, alvenaria, misto) e o estágio e densidade da ocupação, incluindo aspectos gerais sobre infraestrutura urbana implantada, tais como condições das vias (pavimentada, terra, escadarias), sistemas de drenagem e esgoto, pontes e outras melhorias, também são consideradas. (SÃO PAULO, 2005, 2006, 2007, 2011)

Etapa 3- Vetorização dos setores de risco e preparação dos materiais impressos

Após os levantamentos de campo, ocorre o processo de vetorização dos setores de risco e posterior associação desses polígonos ao banco de dados que contém as informações completas de cada setor de risco. Nesse processo, a setorização de risco passa a contar com todos os atributos levantados segundo a metodologia do mapeamento em campo, criando assim um ambiente georreferenciado apto a fornecer análises temáticas, visualizações e consultas espaciais.

Um produto final impresso é fornecido ao contratante contendo toda a setorização das áreas de risco para cada município mapeado, assim como o banco de dados com atributos espaciais é alimentado.

Pontos de controle de campo são coletados sistematicamente por meio de receptores GPS, o que permite a avaliação da metodologia de registro, acuidade e precisão dos procedimentos.

2.2.2-Avanços metodológicos incorporados ao termo de cooperação ref. 2009-2011

• Modelagem e obtenção dos índices de perigo, vulnerabilidade, dano potencial e riscoHouve a geração da cartografia de risco na escala regional de 1:50.000 (FERREIRA, C. J. e

ROSSINI-PENTEADO, D., 2011), que permitiu a caracterização inicial dos municípios mapeados quanto à obtenção de mapas de Perigos, Vulnerabilidade, Dano Potencial e Risco.

Empregaram-se várias ferramentas de análise geoespacial, tais como processamento de imagens orbitais, aplicação de álgebra de mapas e geoestatística, por conta das vantagens que as geotecnologias oferecem na referida escala de análise.

• Mapeamento dos episódios de inundação e enchenteNo processo de identificação e delimitação espacial da distribuição e magnitude dos

fenômenos de inundação e enchente, assim como dos impactos potenciais em termos de danos à propriedade, interrupção das atividades econômicas e serviços urbanos, houve a implementação de uma metodologia mais específica, que passou a contar também com a contabilização do histórico dos eventos na mídia de circulação impressa, com o emprego de ferramentas geoespaciais disponíveis na WEB (Google Earth), além de operações geoestatísticas em ambiente georreferenciado. Fernandes da Silva, P. C et al (2011).

• Mapeamento de processos erosivos e riscos associadosA metodologia para o referido mapeamento incluiu análise na escala regional (1:30.000) e

local (1:2.000), a partir da localização e seleção dos pontos erosivos obtidos por meio da interpretação de fotografias aéreas digitais ortorretificadas e imagens orbitais de alta resolução (QuickBird). Também foram realizados trabalhos de campo para reconhecimento e caracterização dos condicionantes geológico-geotécnicos dos processos erosivos, assim como setorização das áreas de risco, acompanhada da atribuição do grau de risco e proposição de medidas de gestão de risco. Santoro, J. et al (2011)


3- RESULTADOS E DISCUSSÕES

3.1- Produtos gerados

Os Mapeamentos de Risco a Escorregamentos, Inundações e Erosão foram elaborados em 65 municípios do estado de São Paulo, com resultados importantes para as ações municipais e estaduais de gerenciamento e monitoramento de áreas de risco, previstos nos Planos Preventivos de Defesa Civil. Destaca-se que, dos 65 municípios mapeados, 40 foram executados pelo Instituto Geológico em quatro edições, firmadas por meio de Termos de Cooperação Técnica entre o Instituto Geológico e a Coordenadoria Estadual de Defesa Civil. São eles:

• Litoral do Estado: São Sebastião, Ubatuba, Ilhabela, Peruíbe, Itanhaém e Mongaguá• Região de Sorocaba: Alumínio, Mairinque, Sorocaba, Votorantim, Piedade e Tapiraí• Região Metropolitana de São Paulo: Diadema, Rio Grande da Serra, Franco da Rocha,

Cotia e Poá,• Região do Vale do Paraíba: Paraibuna, S. Luiz de Paraitinga, Jambeiro e Natividade da

Serra.• Região de Ribeirão Preto: Dumont, Jaboticabal, Sertãozinho, Monte Alto, Cândido

Rodrigues, Fernando Prestes e São José do Rio Preto• Região de Araraquara: Araraquara, Bebedouro, Matão e Rincão.• Vale do Paraíba: Aparecida, Caçapava, Pindamonhangaba, Redenção da Serra, Roseira,

Taubaté e Tremembé e Mirassol.

Figura 1 – Municípios mapeados no Estado de São Paulo. Org. Guedes, A. C. M. (2011)

Os relatórios finais do referidos mapeamento, incluindo as fichas detalhadas dos setores, a metodologia do processo, assim como os produtos cartográficos foram apresentados em todas as suas versões no formato impresso e gravado em mídia eletrônica (CD/DVD ROM).

Houve também a concepção e estruturação de um sistema denominado Map-Risco que possibilitou a organização e a sistematização dos dados da primeira versão do mapeamento das áreas de risco num sistema desktop que, pelo fato de permitir o cruzamento das informações dessas áreas com dados temáticos e imagens orbitais dos municípios mapeados por meio de um


ambiente desktop instalado a partir de CD-ROM. O referido sistema proporcionou o atendimento das necessidades da CEDEC-SP pela usabilidade e rapidez na visualização e consulta, além da instalação e distribuição serem isentas de licenciamento. (PRESSINOTTI et al, 2007).

Figura 2 – Interface do Map-Risco. Fonte: Pressinotti et al, 2007

3.2- Entraves Operacionais

• Dificuldade de compartilhamento de bases espaciais entre as esferas da administração pública, o setor privado e as universidades;

• Quando ocorre o tal compartilhamento, enfrenta-se uma série de inconsistências nas bases, em virtude da falta de padronização de formatos, parâmetros de projeções cartográficas e qualidade dos dados, além da ausência de um banco de metadados geoespaciais;

• Custo e demora na obtenção de produtos provindos de imageamentos: apesar da tendência de diminuição de custo na aquisição de imagens, aquelas de alta resolução ainda são onerosas e sua aquisição por meio do setor público necessita obedecer à legislação vigente, no que tange ao processo licitatório;

• Dificuldades no processo de transição na mudança de paradigma, a partir de um passado caracterizado pela falta de integração entre os dados geoespaciais para um futuro que exige interoperabilidade e padronização, assim como readequação de toda uma infraestrutura que envolve custos elevados.

3.3- Perspectivas futuras: aquisição de dados, geração de produtos e compartilhamentos

3.3.1-Quanto à elaboração dos trabalhos de campo por meio de dispositivos móveis

Dispositivos móveis dotados de sistemas GIS mobile são uma opção aos trabalhos de campo com delimitação manual dos setores de risco para os vários processos mapeados (escorregamento, inundação, enchente, colapso, subsidência e erosão). Uma vez que os atributos do sistema estejam modelados, há a possibilidade da inserção tanto de dados vetoriais quanto dos atributos concernentes a esse polígono, assim como sua atualização on line no Servidor de Dados por meio de uma conexão remota.


3.3.2-Quanto à estruturação de Sistemas Gerenciadores de Informação

Esforços vêm sendo empregados no sentido da apresentação dos produtos do Projeto de Mapeamento de Risco sob a forma de num Sistema Gerenciador de Informações que apresente usabilidade e interatividade com o usuário final, como alternativa ao método tradicional de apresentação em relatórios e mapas impressos. Prevê-se a inserção dados temáticos, produtos de sensoriamento remoto, planos de informação cartográfica, registros fotográficos e documentais em um produto que permita visualização, consulta e análises espaciais.

Sistema que também deverá contemplar um módulo sobre os níveis de alerta de risco de Planos Preventivos de Defesa Civil gerenciados pela CEDEC, voltado a informações gerenciais (níveis operacionais de Planos Preventivos ou de Contingência) referentes às unidades de divisão política do Estado, com destaque para os municípios que operam PPDC. Neste módulo serão definidas funcionalidades que considerem: índices pluviométricos diários (fornecidos pela CEDEC); atualização automatizada dos níveis operacionais (alerta, alerta máximo, atenção, observação e outros), a partir dos dados pluviométricos, atribuindo cores semafóricas aos municípios; atendimentos emergenciais realizados, com visualização dos laudos de vistoria de campo e fotos e histórico de ocorrências de desastres (localização, tipo de processo, índices pluviométricos); dentre outras.

3.3.3-Quanto à Consolidação da Infraestrutura de Dados Espaciais (IDE) e do Geoportal Brasileiro

Infraestruturas de Dados Espaciais (IDE) se apoiam no tripé tecnologia, política e recursos humanos, com a missão de promover o compartilhamento de bases de dados espaciais, gerados tanto na esfera pública quanto privada. Representado pelo componente tecnologia (conectividade) tem-se os geoportais que representam uma confluência dos diversos provedores de dados geográficos, por meio de repositório de metadados. Essa é uma tendência global na atualidade, iniciada desde os anos 90 nos EUA e países europeus.(DAVIS JR,C. A. e ALVES,L.L.,2011). No Brasil, tal infraestrutura é representada pela INDE – Infraestrutura Nacional de Dados Espaciais, regulamentada pelo Decreto nº 6.666 de 27/11/2008 - e pelo Portal Brasileiro de Dados Geoespaciais – SIG Brasil, ligado ao Ministério do Planejamento, Orçamento e Gestão. Sua consolidação efetiva será de muita valia para o processo de gestão e planejamento do território, pois permitirá a redução da contraproducência (multiplicação de esforços) e a diminuição de custos na aquisição de informações espaciais.

4- CONSIDERAÇÕES FINAIS

Fatores determinantes para geração de produtos de qualidade, obtidos a partir de aplicações geotecnológicas, estão diretamente relacionados a pelo menos seis componentes: infraestrutura de informática dimensionada para as necessidades dos projetos (microcomputadores, periféricos e dispositivos de entrada e saída, redes), equipamentos de topografia adequados coma a escala de análise, programas computacionais, bases de dados confiáveis (possibilidade de retroalimentação - IDE), metodologias de análise apropriadas e experiência das equipes envolvidas.


Figura 3- Componentes envolvidos nas aplicações em Geotecnologias. Org:.Galina. M. H. (2011)

São indiscutíveis as vantagens advindas dos produtos gerados a partir das geotecnologias. Além de permitirem a investigação e o monitoramento de áreas extensas da cobertura terrestre, as geotecnologias possibilitam a execução de mapeamentos em várias escalas (zonal, regional e local) graças à evolução tecnológica dos sensores multiespectrais e das câmaras aerofotográficas. No processo de geração de informações, as geotecnologias também auxiliam no processo de análise (operações algébricas e geoestatísticas) e organização de grandes volumes de dados.

Tendências futuras apontam para soluções geotecnológicas com conectividade na forma de sistemas interativos e compartilhamento de bases, em detrimento do formato analógico e desintegrado. Soluções estas que tendem a aumentar a eficiência do planejamento e da gestão do território, sobretudo no que diz respeito ao processo de reestruturação do espaço com vistas à prevenção de desastres naturais e seus desdobramentos.

5- REFERÊNCIAS

DAVIS JÚNIOR, C. A., ALVES, L.L. Infraestruturas de Dados Espaciais: Potencial para Uso Local, Revista: iP Informática Pública, Ano 8, n. 2, p. 65-80, 2006, Disponível em: <http://www.ip.pbh.gov.br/edicoes.html>. Acesso em: maio de 2011

FERNANDES DA SILVA, P. C., ANDRADE, E. DANNA, L. C. Mapeamento de risco à inundação em municípios do Vale do Paraíba (SP): abordagem metodológica para delimitação e caracterização de setores de perigo. In: Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental, 13, São Paulo, SP, Anais ..., São Paulo, nov. 2011. No prelo

FERREIRA, C. J., ROSSINI-PENTEADO, D. Mapeamento de risco a escorregamento e inundação por meio da abordagem quantitativa da paisagem em escala regional. In: Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental, 13, São Paulo, SP, Anais ..., São Paulo, nov. 2011. No prelo

SANTORO, J. , MENDES, R. M., GUERRA, A. L. R. A ocorrência de processos erosivos em 13o Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental Página 8

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Municípios do Vale do Paraíba (SP): características, condicionantes, dinâmica de evolução e riscos associados In: Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental, 13, São Paulo, SP, Anais ..., São Paulo, nov. 2011. No prelo

SÃO PAULO (Estado). SMA/SCT. Instabilidade da Serra do Mar no Estado de São Paulo: situações de risco. SMA/SCT, São Paulo, 4v., 1988

SÃO PAULO (Estado). SMA/CEDEC. Relatório Técnico do Mapeamento de Áreas de Riscos Associados a Escorregamentos e Inundações. São Paulo:Instituto Geológico, SMA/CEDEC, 2005.




PRESSINOTTI, M.M.N.; GUEDES, A.C.M.; FERNANDES DA SILVA, P.C.; SULTANUM, H.H.J.; GUIMARÃES, R.G. 2007. Sistema visualizador de mapeamentos de áreas de risco (a movimentos de massa e inundações) do Estado de São Paulo. Uberlândia, MG. In: Simpósio Brasileiro de Cartografia Geotécnica e Geoambiental, 6, Uberlândia, MG, j ABGE. Anais..., jun. 2007, CD-ROM

TOMINAGA, Lídia K. Avaliação de Metodologias de Análise de Risco a Escorregamentos: aplicação de um ensaio em Ubatuba, SP. 2007. 220f. Tese (Doutorado em Ciências – Geografia Física) – Departamento de Geografia da Faculdade de Filosofia, Letras e Ciências Humanas, Universidade de São Paulo (USP), São Paulo. 2007

VEDOVELLO, Ricardo. Resgate Histórico da Atuação do Instituto Geológico na Prevenção de Desastres Naturais. In: BROLLO, Maria J. (org.) – O instituto Geológico na prevenção de desastres naturais. São Paulo: Instituto Geológico, 2009, p.1-7.


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