GUIA PARA ELABORAÇÃO DE CARTAS GEOTÉCNICAS DE...

GUIA PARA ELABORAÇÃO DE CARTAS GEOTÉCNICAS

DE APTIDÃO À URBANIZAÇÃO FRENTE AOS

DESASTRES NATURAIS

Leonardo Andrade de Souza

Frederico Garcia Sobreira

ESTUDO DE CASO DE OURO PRETO – 2013

2 - GUIA PARA ELABORAÇÃO DE CARTAS GEOTÉCNICAS DE APTIDÃO À URBANIZAÇÃO FRENTE AOS DESASTRES NATURAIS

Autores:

Leonardo Andrade de SouzaEngenheiro Geólogo, Doutorando do Programa de Pós-Graduação em Geotecnia; Escola de Minas/UFOP. Diretor da Empresa Zemlya Consultoria e Serviços.

Frederico Garcia Sobreira Professor Associado, Departamento de Engenharia Ambiental/ Programa de Pós-Graduação em Geotecnia; Escola de Minas/UFOP.

FOTOGRAFIA:

LEONARDO ANDRADE DE SOUZA

PROJETO GRÁFICO E DIAGRAMAÇÃO:

CARLOS EDUARDO PELICELI DA SILVA

Souza, L. A.; Sobreira, F. G. Título: Guia para elaboração de cartas geotécnicas de aptidão à urbanização frente aos desastres naturais / Leonardo Andrade de Souza e Frederico Garcia Sobreira, 2014 68 pag., il. 210x297mm

inclui ilustrações Prefixo Editorial: 917793 Número ISBN: 978-85-917793-0-7

1.Cartografia Geotécnica. 2. Planejamento Urbano. 3. Aptidão a Urbanização. 4. Ouro Preto.

- 1GUIA PARA ELABORAÇÃO DE CARTAS GEOTÉCNICAS DE APTIDÃO À URBANIZAÇÃO FRENTE AOS DESASTRES NATURAIS

1a Edição

Brasília, Distrito Federal


2014

GUIA PARA ELABORAÇÃO DE CARTAS GEOTÉCNICAS

DE APTIDÃO À URBANIZAÇÃO FRENTE AOS

DESASTRES NATURAIS


Frederico Garcia Sobreira

ESTUDO DE CASO DE OURO PRETO – 2013

GUIA PARA ELABORAÇÃO DE CARTAS GEOTÉCNICAS DE APTIDÃO À URBANIZAÇÃO FRENTE AOS DESASTRES NATURAIS2 - GUIA PARA ELABORAÇÃO DE CARTAS GEOTÉCNICAS DE APTIDÃO À URBANIZAÇÃO FRENTE AOS DESASTRES NATURAIS


APRESENTAÇÃO

Este Guia é um dos produtos e parte integrante das atividades realizadas no âmbito do projeto “Elaboração de Cartas Geotécnicas de Aptidão à Urbanização Frente aos Desastres Naturais no Município de Ouro Preto, MG”, envolvendo uma sub-bacia hidrográfica localizada na periferia do distrito sede, de onde foi escolhida uma área de 86 ha para desenvolvimento do trabalho em escala de projeto urbanístico (1:5.000). O estudo foi realizado através de uma parceria entre a Universidade Federal de Ouro Preto e o Ministério das Cidades, visando a discussão de conceitos, desenvolvimento de metodologias e procedimentos para a elaboração de cartas geotécnicas nas escalas de planejamento e de projeto com suas respectivas diretrizes.

A metodologia proposta tem por objetivo a geração de produtos cartográficos que possam dar subsídio técnico para planos diretores municipais e novos projetos de parcelamento do solo, incorporando diretrizes voltadas para a prevenção dos desastres naturais, especialmente aqueles associados a deslizamentos em encostas, temática abordada neste guia.

O presente relato descreve de maneira sucinta e didática os procedimentos e materiais utilizados e gerados no desenvolvimento do estudo na área piloto, aqui abordados de maneira generalizada para servir como elemento orientador de outros trabalhos semelhantes. No entanto, reconhecendo a grande diversidade de ambientes geológicos e geomorfológicos do território brasileiro, as orientações aqui contidas devem ser adaptadas ou mesmo modificadas conforme a área que está se estudando e seu contexto geomorfológico e geológico-geotécnico.

Como a sub-bacia analisada no projeto piloto localiza-se nas cabeceiras do Ribeirão do Carmo, os problemas relacionados aos processos hidrológicos são restritos a pequenas áreas e não foram abordados detalhadamente, servindo este guia principalmente para enfoque de problemas relacionados a encostas (movimentos de massa e erosão).

A descrição do trabalho desenvolvido em Ouro Preto é apresentada ao final do texto como exemplo de aplicação para o contexto do Quadrilátero Ferrífero (rochas metamórficas de baixo grau deformadas e alteradas superficialmente).


SUmáRIO

APRESENTAÇÃO 3 1. INTRODUÇÃO 8 2 CONCEITUAÇÃO 10

2.1. Cartografia Geotécnica 10

2.2. Cartas de aptidão à urbanização 11

2.3. Método de Detalhamento Progressivo 13

5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 60

3. PROCEDIMENTOS PARA ELABORAÇÃO DAS CARTAS DE APTIDÃO A URBANIZAÇÃO 14

3.1 Etapa 1 - Modelo inicial orientador 17

3.2 Etapa 2 – Inventário de dados e organização das informações em ambiente SIG 19

3.3 Etapa 3 - Interpretação dos dados e geração de produtos cartográficos derivados 19

3.4 Etapa 4 – Integração dos dados e diagnóstico do meio físico 24

Para Movimentos Gravitacionais de Massa: 24

3.5 Etapa 5 – Análises das suscetibilidades e elaboração da carta síntese 25

3.6. Etapa 6 – Determinação de área de interesse para a escala de detalhe 33

3.7 Etapa 7 - Geração de dadosna escala de detalhe 35

Para Movimentos Gravitacionais de Massa: 35Para os Processos de Inundação 42

3.8 Etapa 8 – Carta preliminar e investigações geotécnicas de campo e laboratório 44

3.9. Etapa 9 – Carta Geotécnica de Aptidão à Urbanização 47

4. CONCLUSÕES 59

FIGURAS


Figura 1 - Cartas geotécnicas e aplicação em práticas de planejamento urbano e ordenamento territorial. 14

Figura 2 - Etapas para elaboração da carta de aptidão a urbanização. 18

Figura 3 - Sistemática para reconhecimento preliminar da área de estudo. 20

Figura 4 - Carta geomorfológica da sede do municípiode Mariana - MG. 23

Figura 5 - Mapa geomorfológico da bacia do rio Maracujá (Ouro Preto - MG). 24

Figura 6 - Procedimentos para a elaboração análise da suscetibilidade. 29

Figura 7 - Exemplo de integração das suscetibilidades para escolha da áreade interesse para expansão urbana do município de Itajubá - MG. 30

Figura 8 - Integração das suscetibilidades na unidade morfodinâmica de interesse em Ouro Preto – MG e delimitação da área para análise de aptidão a urbanização. 32

Figura 9 - Fluxograma para determinação da área para os estudos em escala >1:10.000. 34

Figura 10 - Carta de declividade gerada em escala 1:5.000 . 40

Figura 11 - Exemplo de adaptação de mapa geológico para escala de detalhe. 4 2

Figura 12 - Procedimentos para determinação das classes de aptidão a urbanização. 50

Figura 13 - Carta de Aptidão à Urbanização elaborada em área de Ouro Preto - MG. 52

QUADROS


Quadro 1 – Descrição da Caracterização Geotécnica das Unidades de Terreno. 54

Quadro 2 - Processos Geodinâmicos e suscetibilidade de ocorrência nas Unidades de Terreno. 56

Quadro 3 – Descrição das indicações de uso para as Unidades de Terreno identificadas. 58


1. INTRODUÇÃO

Os desastres naturais afetam indistintamente toda a humanidade gerando inevitavelmente um sem número de vítimas e prejuízos econômicos. A conjunção entre especificidades do substrato geológico, características geomorfológicas, eventos climáticos e aumento expressivo da urbanização tem levado a situações críticas por todo o planeta. Uma simples leitura de um jornal diário sempre mostra que algum evento ocorreu ou está para ocorrer, seja ele deslizamento, inundação, enxurradas, etc.. No Brasil não é diferente, sendo que o histórico brasileiro de crescimento desordenado nas últimas décadas, e atuais taxas de urbanização acima de 80%, só corroboram para o incremento da vulnerabilidade de pessoas, infraestrutura e instalações tornando a questão da prevenção de desastres e acidentes de natureza geológica e hidrológica um dos maiores problemas nacionais, tanto pelas perdas de vida frequentes, como pelos danos e prejuízos causados à sociedade e ao Estado.

Os cenários de calamidade relacionados aos eventos mais recentes ocorridos no País, em especial as inundações e movimentos de massa em novembro de 2008 e setembro de 2011 no Vale do Itajaí em Santa Catarina, as enxurradas de junho de 2010 na região Nordeste, o megadesastre ocorrido na região serrana do Rio de Janeiro em 2011, as inundações na zona da mata mineira em 2012, as inundações em dezembro de 2013 no Espírito Santo, e as cheias da Região Norte, entre outros, têm mostrado a urgente necessidade de desenvolvimento de instrumentos eficazes para a prevenção de riscos.

A partir destas premissas, as diretrizes para a elaboração deste Guia têm como ponto de partida a Lei 12.608/12, que Instituiu a Política Nacional de Proteção e Defesa Civil – PNPDEC e abrange as ações de prevenção, mitigação, preparação, resposta e


recuperação voltadas à proteção e defesa civil. Esta Lei delegou competências à União de apoiar os Estados, o Distrito Federal e os Municípios no mapeamento das áreas de risco, nos estudos de identificação de ameaças, suscetibilidades, vulnerabilidades e risco de desastres e nas demais ações de prevenção, mitigação, preparação, resposta e recuperação.

Em complementação às ações do Governo no âmbito da prevenção de desastres naturais foi lançado em 08/08/2012, o Plano Nacional de Gestão de Riscos e Resposta a Desastres Naturais. O objetivo do plano é prevenir tragédias em regiões atingidas por desastres naturais e fenômenos climáticos, por meio de um conjunto de ações, compostas por quatro eixos de atuação: Eixo Prevenção, com obras estruturantes nas regiões prioritárias; Eixo Mapeamento, com o mapeamento das áreas de risco; Eixo Resposta, com ações estruturadas de preparação e resposta à ocorrência de desastres; e Eixo Sistema de Monitoramento e Alerta, com ações de estruturação da rede de monitoramento, previsão e alerta.

No eixo Mapeamento, o Ministério das Cidades é o responsável pelo apoio aos municípios para a elaboração de cartas de aptidão à urbanização frente aos desastres naturais, instrumento de planejamento urbano que visa fornecer subsídios para que os novos projetos de parcelamento do solo incorporem diretrizes voltadas para a prevenção dos desastres naturais, especialmente aqueles associados a deslizamentos de encostas, enxurradas, corridas de massas, inundações e processos hidrológicos e geológicos correlatos. Este apoio se dá no âmbito da Ação 20NN - Ação Planejamento e Monitoramento da Ocupação Urbana em Áreas Suscetíveis a Inundações, Enxurradas e Deslizamentos do Programa de Gestão de Riscos e Resposta a Desastres.


2 CONCEITUAÇÃO

2.1. CARTOGRAFIA GEOTÉCNICA

O termo cartografia geotécnica é empregado de uma forma genérica para aqueles produtos cartográficos que expressam a prática do conhecimento geológico aplicado para enfrentar os problemas gerados pelo uso e ocupação do solo (Prandini et al. 1995) ou que busquem avaliar e retratar as características dos componentes e os comportamentos do meio físico frente aos diferentes tipos de ocupação, avaliando suas limitações e seus potenciais (Zuquette, 1993). Cerri (1990) afirma que as cartas geotécnicas devem mostrar a distribuição dos diferentes tipos de rochas e solos e suas propriedades geológico-geotécnicas, as formas de relevo e a dinâmica dos principais processos atuantes e o reflexo destes (naturais e induzidos) nas formas do uso e ocupação do solo. Freitas (2000) considera “a carta geotécnica como produto resultante da necessidade de caracterização dos terrenos, comprometido com uma intervenção ou solução para uso e ocupação do solo”, levando em conta atributos ou parâmetros de seus componentes físicos, os quais induzem ou condicionam o desenvolvimento de processos e fenômenos responsáveis pela dinâmica da crosta terrestre.

Cerri (1990) classifica as cartas geotécnicas como cartas geotécnicas clássicas, cartas de suscetibilidade e cartas de risco. Bittar et al. (1992) defendem a subdivisão em cartas geotécnicas dirigidas, cartas geotécnicas convencionais, cartas de suscetibilidade e cartas de risco geológico. Prandini et al. (1995) e Zaine (2000) classificam as cartas geotécnicas em cartas geotécnicas (propriamente ditas), cartas de riscos geológicos, cartas de suscetibilidade e cartas de atributos ou parâmetros. Apesar dos termos distintos, há uma grande similaridade entre os tipos de documentos produzidos.


2.2. CARTAS DE APTIDÃO À URBANIZAÇÃO

A aptidão à urbanização pode ser 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. Sua análise parte do mapeamento, caracterização e integração de atributos do meio físico que condicionam o comportamento deste frente às solicitações existentes ou a serem impostas (implantação de infraestrutura e acesso a serviços urbanos, melhorias habitacionais, reparcelamento do solo, consolidações geotécnicas, regularização fundiária e programas de desenvolvimento comunitário, etc.).

As cartas de aptidão à urbanização em escala de projeto (>1:10.000) enquadram-se no conceito de cartas geotécnicas propriamente ditas, clássicas ou convencionais. Estas cartas devem ser entendidas como uma parte fundamental de uma abordagem integrada dos diagnósticos dos eixos físico-ambiental, jurídico-legal e socioeconômico-organizativo das áreas destinadas à expansão urbana, onde as análises para alcançar os objetivos principais devem ser executadas em escala de detalhe e com suporte de dados quantitativos sempre que possível ou necessário. O resultado deve estar representado cartograficamente de forma direta para os usuários (públicos e privados), indicando as potencialidades e restrições das áreas no perímetro urbano dos municípios e em zonas de futura ocupação quanto à urbanização.

GUIA PARA ELABORAÇÃO DE CARTAS GEOTÉCNICAS DE APTIDÃO À URBANIZAÇÃO FRENTE AOS DESASTRES NATURAIS12 -

2.3. mÉTODO DE DETALhAmENTO PROGRESSIvO

Cerri et al. (1996) propuseram o método do detalhamento progressivo com o desenvolvimento do mapeamento geológico-geotécnico em três grandes etapas, ou seja, em fases sucessivas, de modo que cada fase determina os temas técnicos e o nível de aprofundamento necessário ao desenvolvimento da fase subsequente. Zaine (2000) denominou as etapas como: a) geral, com escala entre 1:50.000 e 1:25.000, abordando principalmente a caracterização do meio físico; b) intermediária, em escala entre 1:25.000 e 1:10.000, para áreas de adensamento e/ou de expansão urbana, selecionadas a partir do mapa geológico-geotécnico regional e; c) de detalhe, em escalas maiores que 1:1.000, a partir da identificação de eventuais problemas geológico-geotécnicos selecionados na escala 1:10.000, como suporte a projetos de obras de engenharia para sanar problemas já instalados ou para a implantação de novos empreendimentos.

Sobreira e Souza (2012) propõem que o modelo do detalhamento progressivo seja seguido também em práticas de planejamento e ordenamento urbano, com os níveis hierárquicos representados pela suscetibilidade (geral), aptidão à urbanização (semi-detalhe ou intermediário) e risco (detalhe) (Figura 1).

Figura 1 - Cartas geotécnicas e aplicação em práticas de planejamento urbano e ordenamento territorial.

> 1:25.000ESCALA

> 1:10.000ESCALA

> 1:2.000ESCALA

ORDENAMENTOTERRITORIAL

PLANEJAMENTO URBANOPLANOS DIRETORES

PLANEJAMENTO URBANOPREVENÇÃO E EMERGÊNCIA

CARTAS GEOTÉCNICAS DETALHAMENTO PROGRESSIVO

CARTASGEOTÉCNICASDE RISCO

CARTASGEOTÉCNICAS DESUSCETIBILIDADE

CARTASGEOTÉCNICAS DEAPTIDÃO À URBANIZAÇÃO


No detalhamento progressivo, assim como variam as escalas dos níveis hierárquicos, os objetivos também apontam para níveis cada vez de maior detalhe. Assim, para cartografia de suscetibilidades a processos geológicos e hidrológicos considera-se que escalas menores que 1:25.000 não possuem precisão gráfica para elaboração de modelos algébricos quantitativos ou qualitativos para serem aplicados para fins de planejamento urbano e trazem um grau de incerteza maior quanto à delimitação das unidades e representação de processos pontuais. Já as análises de aptidão à urbanização são muito mais precisas quando representadas na escala 1:5.000 e maiores, mas podem em alguns casos ter escalas de até 1:10.000. Neste nível, deve ser grande o rigor na representação dos limites das unidades e dos processos potenciais ou ocorrentes. No nível de detalhe, análise de riscos, a menor escala admissível é de 1:2.000, pois neste caso o estudo abrange pequenas áreas e deve-se trabalhar buscando soluções para as situações de risco num nível conceitual ou, se possível de suporte a projetos (básico e executivo).


3. PROCEDImENTOS PARA ELABORAÇÃO DAS CARTAS DE APTIDÃO A URBANIZAÇÃO

A proposta metodológica deste guia em relação a análise da aptidão à urbanização envolve dois níveis hierárquicos de detalhamento progressivo (escalas 1:25.000 e 1:5.000). No caso das cartas em escala 1:25.000 (planejamento), o produto final é a síntese das suscetibilidades aos processos naturais ou induzidos (movimentos de massa e/ou eventos destrutivos de natureza hidrológica) associadas às condições geomorfológicas e geotécnicas dos terrenos, enquanto no nível de detalhe ou projeto o produto final é uma carta geotécnica de aptidão à urbanização propriamente dita, levando em consideração as condições geotécnicas, geomorfológicas e possibilidade de ocorrência de eventos, com orientações detalhadas quanto às formas de ocupação. A delimitação cartográfica se faz a partir do conhecimento dos mecanismos dos processos geodinâmicos considerados e das características do meio físico, condicionantes e indutoras de seu desenvolvimento (Freitas, 2000).

Uma análise de suscetibilidade estabelece a indicação de áreas mais adequadas para a ocupação e outras com restrições, mas a escala de análise não permite o detalhamento que se deve ter na orientação da ocupação urbana. Desta forma, em uma análise em maior detalhe, nem toda extensão de uma área considerada como de baixa suscetibilidade a deflagração de processos geológico e/ou hidrológicos está isenta de problemas de ordem geotécnica, assim como nem toda área com maior suscetibilidade a algum processo apresenta situações críticas em toda sua extensão que impeçam sua utilização para fins de ocupação.

Assim sendo, o instrumento cartográfico para dar suporte ao uso e ocupação urbana é a carta de aptidão à urbanização na escala de projeto urbanístico, que deve trazer informações


sobre os aspectos geológicos e geomorfológicos locais, correlacionando as características do meio físico e os processos geodinâmicos que podem ocorrer, sejam de causa natural, sejam induzidos pela forma de ocupação, de forma a delimitar unidades quanto aos seus comportamentos geotécnicos frente à ocupação urbana, gerando unidades de aptidão ao uso urbano. O objetivo final deve sempre buscar a definição das áreas que são passíveis de ocupação, desde que sejam seguidos os critérios técnicos estabelecidos para este fim, mas também, as áreas que pelas avaliações geológico-geotécnicas possuem baixa ou inexistente aptidão a urbanização. Em qualquer situação, estas cartas devem sempre indicar as restrições legais e aquelas relacionadas ao meio físico existentes.

O procedimento aqui proposto para a cartografia da aptidão à urbanização estabeleceu nove etapas distintas de trabalho, que foram executadas sequencialmente, uma vez que o desenvolvimento de uma etapa depende quase sempre das anteriores (Figura 2):


Figura 2 - Etapas para elaboração da carta de aptidão a urbanização.

DELIMITAÇÃO DA ÁREA DE INTERESSE PARA AS AVALIAÇÕES NA ESCALADE 1:10.000 OU MAIOR

GERAÇÃO DE DADOS NA ESCALA DE DETALHE

ORGANIZAÇÃO DAS INFORMAÇÕES NASESCALAS DE DETALHE EM AMBIENTE GIS

INTERPRETAÇÃO DOS DADOS E GERAÇÃO DEPRODUTOS CARTOGRÁFICOS DERIVADOS

INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS DE CAMPO

INTEGRAÇÃO DE DADOS E DIAGNÓSTICO

CARTA GEOTÉCNICA DE APTIDÃO À URBANIZAÇÃO

SONDAGENS GEOFÍSICA ENSAIOS DE LABORATÓRIO

6

TRABALHOS DE CAMPO PARA VERIFICAÇÃO DOS DADOS

ELABORAÇÃO DA CARTA SÍNTESE DE SUSCETIBILIDADE

MODELO INICIAL ORIENTADOR

INVENTÁRIO DE DADOS E ORGANIZAÇÃO DASINFORMAÇÕES NAS ESCALAS DISPONÍVEIS EM AMBIENTE GIS

INTERPRETAÇÃO DOS DADOS E GERAÇÃO DEPRODUTOS CARTOGRÁFICOS DERIVADOS

INTEGRAÇÃO DE DADOS E DIAGNÓSTICO

1

CARTA DE APTIDÃO À URBANIZAÇÃO - ETAPAS

2

3

4

5

ANÁLISE DESUSCETIBILIDADE

A PROCESSOSGEODINÂMICOS

APLICAÇÃO DALEGISLAÇÃOEM VIGOR

• DEFINIÇÃO DA UNIDADE DE ANÁLISE• UNIDADE MORFODINÂMICA DE INTERESSE DO PROJETO (UMIP)

TRABALHOS DE CAMPO

VALIDAÇÃO DOS RESULTADOS COM TRABALHOS DE CAMPO

7

8

9BAIXA A INEXISTENTE APTIDÃO À URBANIZAÇÃO

MÉDIA APTIDÃO À URBANIZAÇÃO

ALTA APTIDÃO À URBANIZAÇÃO


Este procedimento geral, no entanto, pode ter sua sequência reduzida ou alterada dependendo do tamanho do território municipal, do nível de planejamento do município a ser mapeado, da escala da base de dados cartográficos e conhecimento prévio da existência ou não de zonas de expansão urbana propostas, bem como a extensão destas. Há casos em que existem áreas pré-determinadas pelo plano diretor, que já podem ser estudadas no nível de detalhe (Etapa 7). Por outras vezes, as áreas destinadas à expansão urbana pelos planos diretores podem ser muito extensas e sem detalhamento, e/ou pulverizadas pelo território municipal, devendo passar por uma análise prévia de suscetibilidades (Etapa 5) em escala menor (1:25.000) para determinar as zonas com maior potencial para a ocupação, que então seriam detalhadas em escalas maiores que 1:10.000 (Etapa 7). Há ainda municípios que já têm estudos prévios de suscetibilidades a processos geodinâmicos, que substituem as seis primeiras etapas, o que seria mais adequado na ótica do detalhamento progressivo.

No caso de municípios que não têm zoneamentos indicando áreas para expansão urbana, deve-se proceder a sequência de atividades desde os primeiros passos, com análise mais geral (suscetibilidades), determinação das áreas com maior potencial e seu posterior detalhamento, com mapeamento integrado e investigações de campo e laboratório. Entretanto, dependendo da dimensão da área ocupada e não ocupada, da população municipal, sem se esquecer da tipologia do processo geodinâmico em questão, esta análise pode ser feita ainda para menores porções territoriais de um município (um distrito, localidade) ou em uma região determinada (uma sub-bacia ou uma unidade morfológica de interesse), selecionando várias áreas, no primeiro caso, ou uma área específica na segunda hipótese.

A seguir estão descritas as etapas propostas para elaboração das cartas de aptidão e suas especificidades.

3.1 ETAPA 1 - mODELO INICIAL ORIENTADOR

O reconhecimento preliminar da área de estudo (área de expansão urbana definidas no PDM, município e áreas ocupadas, bacia hidrográfica, etc.), deve ser feito a partir de trabalhos de campo, para que se possa construir um modelo inicial orientador, de forma a subsidiar tanto a definição dos processos geodinâmicos a serem estudados/cartografados e suas respectivas metodologias de abordagem, quanto a logística de trabalho para geração de dados das etapas posteriores (Figura 3).


Figura 3 - Sistemática para reconhecimento preliminar da área de estudo.

Nesta etapa inicia-se a definição das áreas de interesse do trabalho que expressam unidades do território com um comportamento independente das unidades adjacentes (divisores de águas, linhas de drenagem ou expressões geomorfológicas), aqui denominadas Unidades Morfodinâmicas de Interesse do Projeto (UMIP).

Ainda nesta etapa algumas questões já devem ser esclarecidas, tais como que informações existem sobre a área, as escalas das bases disponíveis e suas limitações, os processos geodinâmicos que deverão ser estudados, o tempo para execução do trabalho e que informações terão que ser geradas, considerando os processos geodinâmicos identificados.

RECONHECIMENTO INICIAL DA ÁREA

AVALIAÇÃO DAINFRAESTRUTURA EXISTENTEE CONDIÇÕES DE ACESSO

RECONHECIMENTOPRELIMINAR DO MEIO FÍSICO(GEOLOGIA, GEOMORFOLOGIAE USO DO SOLO)

RECONHECIMENTO INICIALDOS PROCESSOSGEODINÂMICOS JÁDEFLAGRADOS E/OURECORRENTES

MODELO INICIALORIENTADOR


3.2 ETAPA 2 – INvENTáRIO DE DADOS E ORGANIZAÇÃO DAS INFORmAÇõES Em AmBIENTE SIG

O inventário de dados deve recolher todas as informações textuais, numéricas e cartográficas existentes. Os dados cartográficos existentes sobre a região devem ser organizados a partir de uma conformação em camadas funcionais (shapes ou layers) em ambiente de sistemas de informações geográficas, sendo a estas camadas ligadas as demais informações alfanuméricas. Nesta etapa, as seguintes informações básicas mínimas de entrada devem compor o projeto:

• Fotografias aéreas, ortofotos e/ou imagens orbitais com resolução compatível com as escalas de trabalho.

• Base topográfica preliminar na escala 1:25.000 ou maior, com hidrografia e vias de acessos principais e secundários.

• Mapa geológico na maior escala disponível.

3.3 ETAPA 3 - INTERPRETAÇÃO DOS DADOS E GERAÇÃO DE PRODUTOS CARTOGRáFICOS DERIvADOS

Com base nas informações básicas supracitadas, outras bases cartográficas podem ser geradas a partir da interpretação de imagens, processamento de dados em sistemas de informação e, por vezes, com trabalhos complementares de campo para sua geração e validação:

• Representação das bacias de contribuição.

• Mapa geomorfológico preliminar (unidades morfodinâmicas).

• Mapa litoestrutural em escala compatível (1:25.000).

• Mapa de materiais inconsolidados.

• Mapa de inventário de cicatrizes de deslizamento.

• Inventário de áreas com histórico de atingimento por processos hidrológicos.

A partir do mapa topográfico na escala 1:25.000 é possível a elaboração do modelo digital


do terreno, além de análises morfométricas importantes (declives, concentração e fluxo, curvatura das encostas, hipsometria, relevo sombreado entre outros.). A carta de declividades deve ter intervalos de classes flexíveis, conforme o relevo predominante e sua influência nos processos ocorrentes, mas nunca deve exceder 6 classes, tanto pela limitação da escala, como pelo detalhamento desnecessário para o nível da análise. A delimitação das bacias de contribuição e dos padrões de relevo a partir da análise de perfis topográficos possibilita a definição das unidades morfodinâmicas e a análise preliminar da predisposição à ocorrência de processos geodinâmicos locais, que deverá ser associada posteriormente aos inventários de movimentos de massa e de processos de inundação.

O mapa geomorfológico pode ser obtido por interpretação de fotografias aéreas, modelos digitais de terreno e trabalhos de campo ou por processamento digital em plataforma SIG com base nos atributos morfométricos, com posterior validação em campo. No primeiro caso, o resultado final tem grande dependência do conhecimento especialista da equipe ou pelo nível de informações que se tem da área de estudo, principalmente no que se refere á determinação das unidades com relação aos processos potenciais. Desta forma, a abordagem geomorfológica tem um caráter de análise integrada, com a associação de outros aspectos do meio físico às formas de relevo. A Figura 4 ilustra o exemplo de uma carta geomorfológica gerada por este procedimento.

No caso da geração automática, existem diversas propostas metodológicas que podem ser seguidas como, por exemplo, a designação do relevo adotada por Ponçano et al. (1979), que classifica os terrenos em cinco unidades de relevo a partir do cruzamento da amplitude com a declividade. A Figura 5 mostra um mapa geomorfológico elaborado por este procedimento, que tem como base os limites de 100 m e 15% (8,5°), que podem ser alterados de forma a representar mais adequadamente a morfologia da área de estudo.

A amplitude local pode ser obtida pela aplicação do algoritmo HAND - Height Above the Nearest Drainage, por exemplo, que permite a normalização da topografia em relação aos cursos d’água mais próximos, ou seja, a elevação indicada no modelo não faz referência ao nível do mar e sim ao ponto da rede de drenagem mais próximo (Rennó et al., 2008; Nobre et al., 2011).


Figura 4 - Carta geomorfológica da sede do município de Mariana - MG. (Fonte: Souza, 2004).


Figura 5 - Mapa geomorfológico da bacia do rio Maracujá (Ouro Preto - MG).


A base geológica deve ser traduzida em um mapa litoestrutural. Esta informação é importante na identificação dos principais lineamentos e estruturas que podem condicionar movimentos de massa em encostas, fluxos superficiais e corridas de detritos/solo passíveis de ocorrência nesta escala. Devem ser adicionadas a esta base as planícies de inundação recentes e depósitos de cobertura que sejam representativos nesta escala (depósitos de tálus, colúvios, canga, laterita, etc.). As unidades geológicas devem ser reclassificadas conforme seu comportamento geotécnico perante os processos predominantes.

Nem sempre é possível a geração de um mapa de cobertura ou de materiais inconsolidados (solos residuais e transportados) pela falta de bases pedológicas mais detalhadas e pela demanda de tempo que um levantamento deste exige. Assim, as informações sobre solos devem ser obtidas indiretamente por interpretação de imagens ou por meio de observações de campo, muitas vezes não compondo um mapa propriamente dito. Sempre que possível é desejável a estimativa das espessuras de solos, mesmo que localmente.

A análise dos processos geodinâmicos deve ser feita nesta etapa e escala, predominantemente por trabalhos de interpretação de imagens, mas apoiadas, também, por trabalhos de campo, com o reconhecimento de feições indicativas de movimentos de massa e eventos destrutivos de natureza hidrológica, abrangendo o local de ocorrência dos mesmos, a classificação dos processos, a interferência

antrópica se existir, e quando possível o estado de atividade. A localização das cicatrizes em relação ás unidades dos outros mapas temáticos é um importante indicador do comportamento daquelas frente aos processos naturais mesmo não sendo possível associar os processo diretamente aos eventos causadores, bem como a superposição dos mesmos.


3.4 ETAPA 4 – INTEGRAÇÃO DOS DADOS E DIAGNóSTICO DO mEIO FíSICO

A integração dos dados inventariados e derivados é a base para o entendimento dos processos geodinâmicos predominantes. A análise dos processos geodinâmicos se dá predominantemente pela correlação entre a geologia local, as formas do relevo e suas declividades e pelo reconhecimento de feições indicativas de movimentos de massa e eventos destrutivos de natureza hidrológica, sempre suportada por trabalhos de campo. No entanto a abordagem é distinta para os processos em encostas e os de natureza hidrológica, não abordados neste guia.

Para Movimentos Gravitacionais de Massa:

Para os processos relacionados a movimentos de massa, as seguintes informações temáticas básicas devem ser consideradas na geração das cartas de suscetibilidade:

Identificação dos agentes/feições potencializadoras de processos:

• Variação da inclinação ao longo da área,

• Espessuras de solo e depósitos de cobertura,

• Relação de contato com o substrato rochoso e respectivas relações de permeabilidade,

• Sistema de famílias de descontinuidades (falhas, superfície de estratificação, foliação, diáclase, clivagem de fratura, xistosidade),

• Concentração do fluxo superficial a partir da análise da rede hidrográfica e relação destas com o substrato. A análise da rede de drenagem possibilita a determinação do regime de escoamento da área, possíveis pontos de estrangulamento dos cursos, zonas que poderiam ficar temporariamente saturadas, processos de solapamento das margens, tomando-se como base principalmente a geomorfologia e a rede de drenagem.


• Interferência antrópica através da alteração do regime de escoamento superficial com a abertura de vias veiculares, geração de aterros lançados de grande porte, principalmente em áreas de baixada, alteração do uso do solo com a remoção da cobertura vegetal, etc..

• Identificação de indícios de movimentação do terreno: cicatrizes de deslizamento, feições erosivas lineares, feições erosivas e de escavação nas margens dos cursos d’água, degraus de abatimento, etc..

• Avaliação dos eventos destrutivos potenciais: deslizamentos (de solo residual e transportado, rocha, de aterro), erosão, solapamento, queda /rolamento de blocos rochosos, inundações e enxurradas.

A análise de suscetibilidades a processos geodinâmicos pode ser feita por várias técnicas, sendo os principais procedimentos heurísticos ou empíricos, determinísticos e estatísticos. A escolha do procedimento mais adequado vai depender da existência e qualidade dos dados necessários para as análises, do tempo demandado e dos custos envolvidos. Neste aspecto, os métodos heurísticos ou empíricos levam vantagem sobre os outros, apesar do maior grau de subjetividade.

Os métodos determinísticos têm como base o uso de modelos matemáticos (fluxos hidrológicos, estabilidade de vertentes, etc.)

em bases físicas como, por exemplo, a utilização de modelos de estabilidade de vertentes determinando o perigo de deslizamentos a partir do cálculo do fator de segurança. Porém, este procedimento exige grande quantidade de dados de entrada a partir de ensaios de campo e laboratório, e pelos prazos e custos demandados para seu desenvolvimento, têm aplicação geralmente restrita a estudos localizados (taludes e encostas específicas) e/ou em pequenas áreas.

Dentre os métodos que fazem uso de modelos estatísticos para correlação entre evento e fatores, os mais utilizados são aqueles de caráter probabilístico, nos quais se considera

3.5 ETAPA 5 – ANáLISES DAS SUSCETIBILIDADES E ELABORAÇÃO DA CARTA SíNTESE


que os fatores que causaram instabilidade no passado causarão no futuro. Os resultados refletem o histórico de ocorrência em função das características condicionantes da área atingida. A partir de várias cartas temáticas e do inventário de ocorrências é feita análise bivariada (cada tema é avaliado separadamente em função dos registros encontrados) ou multivariada (possibilidade de identificação de uma possível autocorrelação entre os temas). Estes métodos têm menor subjetividade e maior replicabilidade, porém dependem da quantidade e qualidade dos dados disponíveis.

O mapeamento heurístico pode ser direto, com base em levantamentos de campo e mapas de inventário e posterior análise indicando áreas com potencial de ocorrência, ou indireto, com base na integração de dados de vários mapas (condicionantes) com atribuição de pesos aos temas e notas às unidades. Pode-se ainda aplicar ambas abordagens, dependendo dos dados disponíveis. Apesar da subjetividade dos julgamentos, que exige um bom nível de conhecimento especialista ou da área em estudo, e do grau de incerteza, estes métodos são amplamente utilizados, sendo esta a linha seguida neste Guia.

Dessa forma, independe do método utilizado para a geração das suscetibilidades aos variados processos geodinâmicos propõem-se aqui que para cada unidade morfodinâmica de interesse (UMIP) as suscetibilidades a processos geológicos e hidrológicos devem ser integradas, sempre que possível, gerando um conjunto de informações que permitam a elaboração de uma carta sintetizando todos os processos em um único documento. A Figura 6 ilustra os procedimentos propostos nesta análise.

A integração das análises de cada tema e sua influência nos processos pode ser feita em ambiente de sistemas de informações geográficas por vários métodos e procedimentos, com a adoção, por exemplo, de pesos para os temas e notas para as unidades temáticas. No entanto, os resultados devem ser sempre validados pelos trabalhos de campo e pelo conhecimento especialista da equipe. A Figura 7 retrata um exemplo de carta síntese de suscetibilidade para a área total de um município como subsídio a definição de áreas de interesse para expansão urbana. Já a Figura 8 retrata um exemplo de carta de suscetibilidade a processos geodinâmicos da Unidade Morfodinâmica de Interesse do Projeto de Ouro Preto - MG.


Figura 6 - Procedimentos para a elaboração análise da suscetibilidade.

SUSCETIBILIDADE PROCESSOS GEOLÓGICOS E HIDROLÓGICOS

POTENCIALIZADORES

LITOGOGIA

ESTRUTURAS

SOLOS

DEPÓSITOSSUPERFICIAIS

ATRIBUTOSMORFOMÉTRICOS

PERFIL DASVERTENTES

NÍVELFREÁTICO

ÁREAS DEINFILTRAÇÃO

CONCENTRAÇÃODE FLUXO

AGENTES

INDÍCIOS DEMOVIMENTAÇÃO

INDÍCIOS DEATINGIMENTO

HISTÓRICO DEPROCESSOSGEOLÓGICOSHISTÓRICO DEPROCESSOS

HIDROLÓGICOS

AMPLITUDEDO RELEVO

DECLIVIDADE

HIPSOMETRIA

SUSCETIBILIDADEALTA

SUSCETIBILIDADEMÉDIA

ÁREASPRIORITÁTIAS

PARA AVALIAÇÃODE APTIDÃO ÀURBANIZAÇÃOSUSCETIBILIDADE

BAIXA ÀINEXISTENTE

MATERIAISINCONSOLIDADOS

GEOLOGIA

HIDROGEOLOGIA

GEOMORFOLOGIA

INVENTÁRIO


Figura 7 - Exemplo de integração das suscetibilidades para escolha da área de interesse para expansão urbana do município de Itajubá - MG.

30 - GUIA PARA ELABORAÇÃO DE CARTAS GEOTÉCNICAS DE APTIDÃO À URBANIZAÇÃO FRENTE AOS DESASTRES NATURAISFigura 8 - Integração das suscetibilidades na unidade morfodinâmica de interesse em Ouro Preto – MG e delimitação da área para análise de aptidão a urbanização.


Para cada arcabouço geológico-estrutural e os respectivos processos geodinâmicos ocorrentes os elementos de análise podem ser distintos ou ter pesos diferentes conforme sua tipologia. Para deslizamentos translacionais a estruturação do substrato prevalece, seguida do tipo e características do material (solo ou rocha) e a declividade/inclinação. No caso de quedas e tombamento de blocos a estruturação do maciço (famílias de descontinuidade e propriedades geomecânicas) e a geometria dos taludes preponderam sobre o tipo de material. Para fenômenos de natureza hidrológica (inundações e enxurradas), os principais níveis de informação são a geomorfologia, inclusive valendo-se de vários parâmetros morfométricos da bacia hidrográfica (declividade do curso, circularidade das sub-bacias, densidade de drenagem, grau de sinuosidade do curso, etc.) e a geologia, para a escala 1:25.000, associando-se a estas para

a determinação da aptidão a urbanização informações na escala de detalhe sobre as relações intensidade-duração-frequência das chuvas máximas, uso do solo e sobre a calha do rio (seções transversais), podendo o tipo de material ter maior importância ou não (textura dos sedimentos da planície, substrato aflorante provocando estreitamento da sessão da calha do rio, etc.).

Se as informações mínimas necessárias para a realização de modelagens hidrológicas não estiverem disponíveis, a análise da suscetibilidade dependerá exclusivamente do conhecimento especialista, tomando-se como base, principalmente, a geologia, geomorfologia, hidrogeologia e os níveis de atingimento das cheias (inventário) ressaltando-se aqui as limitações dos resultados em relação a determinação da aptidão a urbanização.


3.6. ETAPA 6 – DETERmINAÇÃO DE áREA DE INTERESSE PARA A ESCALA DE DETALhE

Figura 9 - Fluxograma para determinação da área para os estudos em escala >1:10.000.

A análise integrada das suscetibilidades aos vários processos é preponderante na definição das áreas com menor ou maior potencial para a ocupação urbana, e onde devem ser executados os estudos de detalhe. Assim, a integração da suscetibilidade a processos geodinâmicos em um único documento, deve subsidiar a determinação das áreas de interesse (Figura 9) conforme proposta a seguir.

SUSCETIBILIDADEBAIXA

SUSCETIBILIDADEMÉDIA

SUSCETIBILIDADEA EROSÃO

SUSCETIBILIDADEA INUNDAÇÃO

SUSCETIBILIDADEA ENXURRADA

SUSCETIBILIDADEA MOVIMENTOS

DE MASSA

DETERMINAÇÃO DA ÁREAPARA ESTUDO DE DETALHE

(1:5.000)

VALIDAÇÃO E AJUSTES DOSLIMITES DA ÁREA COMTRABALHOS DE CAMPO

ÁREA MAIS ADEQUADA PARAAVALIAÇÃO DA APTIDÃO

DETERMINAÇÃO DA ÁREA DE INTERESSE


A avaliação da suscetibilidade aos diversos processos em uma unidade morfodinâmica possibilita o diagnóstico dos terrenos quanto ao seu potencial para suportar a urbanização (ocupação inicial ou consolidação de ocupação pré-existente):

• setores com características geológico-geotécnicas e geomorfológicas favoráveis à urbanização e com pequena possibilidade de desencadeamento de processos geodinâmicos;

• setores nos quais algumas características geológico-geotécnicas e geomorfológicas desfavorecem a ocupação, mas que podem ser utilizados mediante intervenções de engenharia e práticas de ocupação definidas por estudos mais pormenorizados.

• setores que por suas características geológico-geotécnicas e geomorfológicas podem desencadear ou ser área de atingimento de processos geológicos ou hidrológicos ou de suas consequências onde às medidas preventivas e corretivas podem se tornar inviáveis pelo alto custo e incerteza do sucesso.

A determinação destas áreas para o estudo de detalhe na escala de projeto (>1:10.000) considera a proposta de mapeamento progressivo, na qual as áreas identificadas como de suscetibilidade alta na escala 1:25.000 são inicialmente excluídas, ficando as análises de detalhe para as áreas de média e baixa suscetibilidade, dentre as quais são selecionadas aquelas em condições mais favoráveis, para a progressão dos estudos em escala de detalhe (Figura 8).

Cabe destacar que tal diagnóstico não elimina o uso das áreas de suscetibilidade alta, para fins de ocupação, uma vez que nem toda extensão de uma área considerada de média ou baixa suscetibilidade está isenta de problemas de ordem geotécnica, assim como nem toda área com suscetibilidade alta a algum processo apresenta situações críticas em toda sua extensão. Desta forma, a análise de suscetibilidades a processos geológicos e hidrológicos deve ser vista como um elemento orientativo de diagnóstico mais geral, servindo de base para o planejamento da ocupação do solo, mas não deve ter caráter restritivo ou determinativo de uso definitivo, mesmo que toda uma área seja considerada de alta suscetibilidade aos processos em análise.

Ressalta-se mais uma vez que, para os municípios que já possuírem suas cartas de suscetibilidade, a elaboração das cartas de aptidão a urbanização se inicia nesta etapa, com a determinação da área de interesse para a geração dos estudos de detalhe. Se as áreas de expansão urbana ainda não estiverem sido definidas sugere-se a escolha inicial das áreas com menor suscetibilidade. Caso as áreas de expansão urbana já tiverem sido delimitadas e estas forem coincidentes as áreas de suscetibilidade alta, devem ser executadas as mesmas análises na escala de detalhe propostas neste documento (Etapas 7, 8 e 9).


3.7 ETAPA 7 - GERAÇÃO DE DADOS NA ESCALA DE DETALhE

Esta etapa está diretamente relacionada a coleta, geração e sistematização das informações existentes na escala de detalhe proposta, como mapas, fotos e legislação municipal relacionada ao planejamento urbano e licenciamento de novos parcelamentos do solo, além da pesquisa, análise e sistematização do histórico de ocorrências de movimentos de massa e processos hidrológicos.

Os materiais analógicos devem ser vetorizados e as imagens georreferenciadas em plataforma SIG, a exemplo do ocorrido na análise em escala 1:25.000. Caso não haja bases topográficas em escala compatível (>1:10.000) para o detalhamento, deve-se proceder o levantamento topográfico ou a geração de base topográfica por outro método confiável (aero restituição, etc.).

Devido aos condicionantes distintos dos processos em encostas e os de natureza hidrológica, a abordagem em cada caso tem suas especificidades e objetivos.

Para Movimentos Gravitacionais de Massa:

A partir da carta topográfica e das imagens disponíveis e/ou geradas, vários outros produtos cartográficos podem ser gerados por geoprocessamento, fato possibilitado pelas técnicas e procedimentos de análise espacial na plataforma SIG. Esta ferramenta, além de ser mais adequado para a integração das informações, possibilita a elaboração de uma série de produtos derivados e interpretativos de utilidade em análises posteriores, tais como:

• Modelo Digital do Terreno – TIN (visualização 3D);

• Mapa hipsométrico (altitude absoluta);

• Mapa de declividade (inclinação das vertentes);

• Mapa de aspecto (orientação de vertentes);

• Mapa de concentração de fluxo (dinâmica fluvial).


Outros elementos de importância para as análises devem ser derivados de informações cartográficas já existentes, trabalhos de campo (mapeamento) e interpretação de imagens e fotografias aéreas, tais como:

• Mapa litoestrutural adaptado de escalas menores ou gerado por mapeamento (unidades geológicas, lineamentos estruturais, direção e mergulhos de foliações e famílias de descontinuidade, etc);

• Mapa de depósitos de cobertura ou de materiais inconsolidados;

• Inventário de processos localizados (deslizamentos, erosões e manchas de inundação localizadas);

• Mapa de áreas de proteção permanente, proteção ambiental etc.

O modelo digital de terreno pode ser desenvolvido pela construção de uma malha TIN (Triangulated Irregular Network) a partir dos vetores das curvas de nível devidamente cotados. Esse modelo é a base para a definição dos diferentes padrões hipsométricos (altitude absoluta), geomorfológicos (geoformas) e de declividade (inclinação das vertentes).

Nesta escala do mapeamento nem sempre há a necessidade de elaboração de uma carta geomorfológica, uma vez que as características do relevo podem ser discretizadas em vários componentes específicos. Assim, o mapa de declividade é o principal elemento geomorfológico nas análises. Porém, vários outros parâmetros geomorfológicos (orientação das vertentes, curvatura, concentração de fluxos, etc.) podem ser utilizados em análises mais específicas, dependendo do nível de detalhe a que se quer chegar ou de alguma situação particular.

Pode-se derivar cartas de declividades do modelo digital do terreno (MDT-TIN), compondo uma estrutura raster com resolução espacial compatível com a escala de trabalho (>1:10.000). Mais uma vez sugere-se que as classes de declividade sejam hierarquizadas em no máximo seis faixas, dependendo das características geomorfológicas da área. Recomenda-se que sejam aplicados como limites entre as classes de declividades valores constantes em instrumentos


legais, na literatura técnica ou de uso consagrado, tais como 5% para áreas mais planas, que podem sofrer influência direta dos corpos d’água (Dantas, 2010), 30% (17° de inclinação) como limite de áreas urbanizáveis sem restrições (Brasil, 1979), 45% (25° de inclinação) como limite para áreas com restrições à ocupação (Brasil, 1965; Cunha, 1991; Marsh, 1978) e 100% (45° de inclinação), para áreas de preservação permanente (Brasil, 2012). A Figura 10 retrata uma carta de declividade com os limites das unidades dentro da sugestão a seguir:

• 0° a 5° → Englobam terraços fluviais e planícies de inundação e topos de morro aplainados.

• 5° a 15/17° → Áreas onde a inclinação das encostas não significa grande empecilho à ocupação.

• 15/17° a 25/30° → Uso e ocupação condicionados por estudos geológico-geotécnicos.

• 25/30° a 45° → Áreas muito inclinadas, sem vocação para ocupação urbana.

• > 45° → Áreas altamente inclinadas, inviáveis para outros usos que não a preservação.

O mapa geológico deve contemplar o arcabouço litoestrutural, mas também os depósitos superficiais (alúvios, colúvios, depósitos de encostas e depósitos tecnogênicos). Caso estes depósitos sejam mais extensos, justifica-se a elaboração de uma carta específica para estes materiais. Como as bases geológicas existentes no Brasil geralmente têm escalas menores que 1:50.000, é sempre necessário o desenvolvimento de trabalhos de campo para a adaptação destas bases à escala e detalhe, e para o mapeamento dos depósitos superficiais e de materiais inconsolidados. Estes trabalhos devem ser apoiados pela interpretação de imagens e/ou fotografias aéreas disponíveis. Não existindo mapas geológicos em escala adaptável ao detalhe das análises, deve ser elaborado um esboço geológico contendo informações do substrato, das principais estruturas geológicas e das coberturas superficiais. As planícies aluviais sempre necessitam de ajuste, mediante sua importância na análise dos processos hidrológicos. A Figura 11 mostra um exemplo de adaptação de mapas geológico para a escala de detalhe.


Figura 10 - Carta de declividade gerada em escala 1:5.000 .


Figura 11 - Exemplo de adaptação de mapa geológico para escala de detalhe. Fonte: Souza, 2004.


A conjugação dos elementos geológicos, principalmente as estruturas e descontinuidades (foliação, fraturas, níveis de alteração, contato solo rocha, etc.) com as feições geomorfológicas localizadas (geometria e inclinação dos taludes, rampas de colúvio, terraços e planícies aluviais, vales encaixados, pontos de estrangulamento das drenagens, etc.) embora seja preponderante para a interpretação dos processos geodinâmicos de maior magnitude e abrangência, é fundamental, principalmente, para aqueles localizados. Uma análise por integração de dados na escala de detalhe é de suma importância neste processo por possibilitar a agregação do comportamento de áreas que inicialmente não teriam representatividade cartográfica.

Os materiais (solos e rochas) presentes devem ter seu comportamento geotécnico e hidrogeológico (resistência, consistência, textura, erodibilidade, permeabilidade etc.) avaliados qualitativamente, tendo como base observações de campo e/ou o conhecimento acumulado em outros trabalhos técnicos. Ensaios e investigações de campo posteriores poderão complementar esta avaliação dependendo das especificidades encontradas.

O mapa das áreas de preservação permanente deve ter como base o novo Código Florestal, Lei 12.651 (Brasil, 2012), contemplando as categorias de APP e suas especificidades descritas a seguir:

• 1/3 de topo de morros, montes, montanhas e serras, com altura mínima de 100 m e inclinação média maior que 25°;

• Largura ≥ 30 m das faixas marginais dos cursos d’agua naturais;

• Raio de 50 m de nascentes, independente de sua situação topográfica;

• Encostas ou partes destas com declividade superior a 45° ou 100%.

Podem ser adicionadas a estas análises as faixas de domínio das rodovias, linhas de transmissão, redes ferroviárias etc.


Para os Processos de Inundação

Os processos hidrológicos não foram abordados neste estudo piloto, portanto, não foi proposto a determinação de um procedimento específico como no caso dos movimentos de massa. No entanto, um roteiro resumido é aqui apresentado como elemento orientador geral de estudos desta natureza, sendo necessária a geração de guia específico para a abordagem dessa temática.

Para a determinação da aptidão à urbanização em relação a processos hidrológicos deve-se considerar necessariamente a necessidade de se executar a simulação dos cenários atuais e tendenciais de inundação possibilitando, assim, traçar cenários alternativos de planejamento, seja tornando a área inapta a ocupação, seja com a proposição de intervenções para que a área seja classificada como apta com restrições. A seguir estão elencados alguns dos estudos mínimos necessários:

• Apropriação da equação de chuvas intensas (análises das relações intensidade-duração-frequência das chuvas máximas). Os valores diários de chuva podem ser obtidos no sítio oficial da Agência Nacional de Água (www.ana.gov.br).

• Determinação do tempo de concentração. Conhecer o tempo de concentração é essencial para a definição da vazão máxima a que está sujeita uma bacia. As fórmulas para o cálculo de concentração são obtidas, de modo geral, pelas características da bacia hidrográfica como área, comprimento do talvegue, rugosidade do córrego ou canal e a declividade dos mesmos.

• Determinação dos limites do canal a ser estudado (considerando as área de expansão urbana e as áreas já ocupadas, se for o caso) de forma a estabelecer a área de abrangência para formulação dos modelos de inundação e a necessidade de geração de dados na escala de detalhe.

• Apropriação dos valores de vazões máximas para as sub-bacias que compõem a bacia principal.


• Classificação do uso e ocupação do solo por meio de sistema de informação geográfica utilizando-se imagens de satélite ou de ortofotomosaicos com confirmação/validação de uso e ocupação do solo na bacia mapeada durante visitas de campo.

• Elaboração do mapa de suscetibilidade a inundação com os limites das áreas previstas de serem inundadas por cheias com períodos de retorno de 5, 10, 20, 25, 30, 50 e 100 anos.

• Modelagem hidráulica do canal com o cenário atual e se possível tendencial, para a determinação da área de inundação de rios e medidas de proteção contra enchentes. Neste momento que serão necessárias análises na escala compatível para a determinação da aptidão a urbanização, com a geração de perfis transversais ao longo do canal.

• Determinação dos limites e classes da aptidão a urbanização, com base nos períodos de retorno com diretrizes para ocupação.


3.8 ETAPA 8 – CARTA PRELImINAR E INvESTIGAÇõES GEOTÉCNICAS DE CAmPO E LABORATóRIO

A análise e integração das informações do meio físico vão possibilitar o zoneamento preliminar das áreas em análise, categorizando os terrenos em relação ao seu comportamento. A integração das bases geradas nas etapas anteriores pode ser feita automaticamente, pelas diversas metodologias e procedimentos já desenvolvidos e citados na literatura técnica, ou de forma heurística/conhecimento especialista, sendo mais recomendada esta última abordagem, tanto pela escala de trabalho, como pela extensão de cada área a ser estudada.

A abordagem geotécnica visa enfatizar a relação entre as propriedades geotécnicas dos materiais e o comportamento geral dos terrenos quanto à estabilidade e suscetibilidade aos processos erosivos e movimentos gravitacionais de massa.

O método de zoneamento do terreno proposto neste guia é denominado “terrain evoluation” (avaliação de terreno), e se baseia na possibilidade de reconhecimento (por meio de trabalhos de campo) das formas de terreno e de suas associações espaciais, e seu posterior zoneamento considerando a premissa de que estas unidades básicas do terreno (desde que evoluindo sob as mesmas condições ambientais) devam se constituir em unidades básicas de materiais. De acordo com Lollo (1995), considerando as dimensões que a unidade básica apresenta e de acordo com o enfoque que se pretende dar à análise, são costumeiramente utilizados três níveis hierárquicos: 1 - sistemas de terreno (ou “land system” que corresponde à uma associação de formas, por exemplo um relevo composto por colinas e vales); 2 - unidade de terreno (ou “land unit” que são formas individuais como uma colina por exemplo); e 3 - elemento de terreno (“land element”, porção que compõe uma forma, como o topo ou um trecho de uma colina por exemplo).

Especificamente em relação a esta abordagem e escala adota-se o terceiro nível hierárquico (Elemento de Terreno) que corresponde à uma subdivisão da unidade de terreno e pode ser entendido como “parte de uma forma individual do relevo distinguível das demais partes em termos de inclinação ou forma da vertente, posição topográfica, ou forma topográfica, e que deve refletir condições diferenciadas de espessura de materiais inconsolidados ou variações laterais no perfil destes materiais”. O levantamento de elementos de terreno com relação aos outros níveis hierárquicos permite o diagnóstico de problemas específicos, em consonância com a proposta da definição de unidades de aptidão à urbanização. Para tal, porém, requer uma amostragem mais densa, além de incluir às vezes a abordagem paramétrica (uso de medidas das formas de terreno) e de ensaios de campo e laboratório (dependendo do problema em


estudo) visando uma caracterização o mais precisa possível da área estudada.

Nessa perspectiva, a delimitação de unidades do terreno deve levar em consideração as diferenças de atributos ou parâmetros, o que exigi a análise dos condicionantes e fatores deflagradores dos processos do meio físico ressaltando-se em importância, entre outros:

• a identificação das causas do desenvolvimento de processos ou situações geradoras de problemas previamente detectados, estabelecendo as características fisiográficas de interesse para a ocupação (geologia, geomorfologia e parâmetros geotécnicos locais);

• as solicitações e transformações inerentes às formas de uso do solo, incluindo questões do meio biótico e;

• a compartimentação homogênea, segundo a probabilidade de ocorrência de problemas, ou as características de interesse, ou as homogeneidades quanto à aptidão a determinadas formas de uso e ocupação, bem como à minimização de possíveis efeitos.

Considerando a diversidade de metodologias relacionadas à aplicação do critério de Sistemas de Terreno para a compartimentação das unidades homogêneas nas diversas escalas, o


termo aqui adotado final foi o de Unidade Geotécnica, caracterizadas pelo comportamento homogêneo, independente da variação litológica, de solos ou estruturas.

De forma complementar e considerando o contexto do Quadrilátero Ferrífero e seu arcabouço geológico – estrutural específico, para o conhecimento sobre as características dos terrenos, principalmente em relação ao subsolo, são necessárias investigações de campo por métodos diretos e/ou indiretos.

No contexto das investigações de campo, as sondagens de reconhecimento à percussão (SPT) são corriqueiras, de baixo custo e atingem bons resultados, uma vez que, além de possibilitar a determinação da estratigrafia superficial do subsolo, fornece uma boa ideia da capacidade de suporte dos terrenos. As sondagens a trado manual ou mecânico também são de grande utilidade para a investigação inicial e complementação/extrapolação dos dados das sondagens SPT, podendo por vezes ser o único método de investigação direta.

Os levantamentos geofísicos (sísmica, eletrorresistividade, radar de penetração no solo) são importantes na delimitação de corpos diferenciados do substrato, determinação da extensão e profundidade de horizontes de solo e condições da superfície freática, além de possibilitar a avaliação do comportamento mecânico e hidráulico do subsolo. Estas informações são também de grande utilidade e de baixa relação custo/benefício, pois possibilitam a interpretação de forma rápida em áreas mais extensas em relação às investigações diretas.

Não deve descartar-se uma possível necessidade de realização de ensaios de caracterização geotécnica dos materiais das unidades em laboratório. Estas investigações geotécnicas de campo e laboratório vêm auxiliar no conhecimento das condições geológicas, hidrogeológicas e geotécnicas das unidades delimitadas anteriormente, embora nem sempre estes dados sejam determinantes para a definição das unidades, levando em conta seu caráter pontual. Este detalhamento das unidades é mais desejável em trabalhos de maior pormenor, em nível de análises numéricas e de projetos executivos.

Deve-se entender, entretanto, que estas investigações geotécnicas têm caráter de reconhecimento, cujo objetivo é subsidiar a caracterização das unidades geotécnicas e a determinação de diretrizes técnicas para o uso do solo para fins urbanos, pois ainda não se conhece nesta etapa o projeto urbanístico a ser executado, bem como as estruturas necessárias para a sua implantação.


As unidades geotécnicas finais são delimitadas considerando-se basicamente a geologia local (substrato e depósitos superficiais), a geomorfologia e atributos morfométricos (forma individual do relevo distinguível das demais partes em termos de inclinação ou forma da vertente), o comportamento geotécnico dos materiais (caracterização e cinemática) e a possibilidade de ocorrências de algum processo geodinâmico. A nomenclatura e classificação das unidades devem ser ajustadas gerando uma carta de aptidão a urbanização final que permita uma leitura direta pelos gestores e técnicos municipais. A Figura 12 mostra o fluxograma proposto para a elaboração da carta final de aptidão à urbanização através da representação de três classes principais:

3.9. ETAPA 9 – CARTA GEOTÉCNICA DE APTIDÃO À URBANIZAÇÃO

1 – Alta aptidão - áreas sem restrições à urbanização ou já consolidadas do ponto de vista geológico-geotécnico,

2 – Média aptidão - áreas com restrições geotécnicas, mas que podem ser ocupadas segundo determinados critérios técnicos e diretrizes (áreas consolidáveis com intervenções estruturantes),

3 – Baixa a Inexistente aptidão - áreas com severas restrições para a ocupação. e/ou áreas caracterizadas como não consolidáveis do ponto de vista geológico-geotécnico, às quais se deve dar outro tipo de uso devido ao alto custo para a urbanização.


Figura 12 - Procedimentos para determinação das classes de aptidão a urbanização.

CARTA GEOTÉCNICA DE APTIDÃO À URBANIZAÇÃO

DELIMITAÇÃO DA ÁREADE INTERESSE

INVESTIGAÇÕESGEOTÉCNICAS DE CAMPO

ALTA APTIDÃO ÀOCUPAÇÃO URBANA

MÉDIA APTIDÃO ÀOCUPAÇÃO URBANA

BAIXA À INEXISTENTEAPTIDÃO À

OCUPAÇÃO URBANA

DIRETRIZES PARAOCUPAÇÃO COM BASENAS INVESTIGAÇÕES

GEOTÉCNICAS

DETERMINAÇÃO DEOUTROS USOSPARA A ÁREA

EXCLUSÃO INICIALDAS ÁREAS COMSUSCETIBILIDADE

ALTAQUANDO POSSÍVEL

1

2

3


A Figura 13 mostra a carta de aptidão à urbanização desenvolvida como projeto piloto em Ouro Preto - MG para exemplificação do método. Neste exemplo as classes foram subdivididas de forma a melhor discretizar que processos podem ocorrer, ou quais as limitações impostas a determinado setor do território mapeado e, consequentemente, as orientações gerais para o uso e ocupação de cada unidade. Este procedimento deve ser executado sempre, pois possibilita um melhor nível de informação sobre as porções do território e sua classificação.

Na carta de aptidão à urbanização em escala >1:10.000, além do zoneamento do território em classes e subclasses, deve ser inserido um quadro legenda onde deve constar informações sobre as características geotécnicas de cada unidade, os processos geodinâmicos a que as unidades podem estar sujeitas e as indicações ou intervenções necessária para o uso e ocupação urbana daqueles locais.

O exemplo de descrição das classes, a caracterização geotécnica, os processos geodinâmicos ocorrentes e as indicações para o uso e ocupação do estudo desenvolvido em Ouro Preto - MG encontram-se nos quadros 1, 2 e 3 a seguir:

Figura 13 - Carta de Aptidão à Urbanização elaborada em área de Ouro Preto - MG.


Quadro 1 – Descrição da Caracterização Geotécnica das Unidades de Terreno.

CLASSE TIPOS CARACTERIZAÇÃO GEOTECNICA

Baixa a Inexistente Aptidão à

Urbanização

I

(Ia) - Exposições rochosas alteradas e solo residual com espessuras variáveis (filito preto dolomítico). Engloba uma porção específica da área referente a uma faixa adjacente a crista de um talude verticalizado com altura superior a 30,0m e extensão de 800,0m.

(Ib) - Sedimentos quaternários. Engloba um depósito de várzea com espessuras de até 5,0m e nível d’água próximo a superfície que recebe as contribuições de toda a Bacia do Córrego Passa Dez. A alteração nas capacidades de vazão nesta drenagem, seja em decorrência do assoreamento pelas atividades de mineração e garimpo nos séculos passados, seja pela diminuição das planícies de inundação por motivos de ocupação e execução de aterros, podem tornar mais frequentes as inundações, mesmo para níveis de precipitação menores.

IIExposições rochosas com solo residual alterado com espessuras variáveis, declividades acima de 30° e estruturas desconfinadas.

IIIExposições rochosas com solo residual alterado com espessuras variáveis declividades acima de 30° e estruturas confinadas.

GUIA PARA ELABORAÇÃO DE CARTAS GEOTÉCNICAS DE APTIDÃO À URBANIZAÇÃO FRENTE AOS DESASTRES NATURAIS - 53

Média Aptidão à

Urbanização

IV Exposições rochosas com solo residual alterado com estruturas desconfinadas (foliação dos filitos e quartzitos é a família de descontinuidade principal), espessuras inferiores a 2,0m e declividades entre 20° e 30°.

V Depósito de várzea (areia argilosa fofa) com espessura até 5,0m e nível d’água próximo à superfície.

VI Exposições rochosas com solo residual alterado com espessuras inferiores a 2,0m, estruturas confinadas e declividades entre 20° a 30°.

Alta Aptidão à

Urbanização

VII Exposições rochosas com solo residual alterado com espessuras inferiores a 2,0m e declividades inferiores a 20°. Maciços desconfinados (foliação dos filitos e itabiritos é a família de descontinuidade principal) com diferenças de permeabilidade no contato entre as unidades geológicas.

VIII Exposições rochosas com solo residual alterado com espessuras inferiores a 2,0m, estruturas confinadas e declividades inferiores a 20°. Maciços confinados e semiconfinados.


Quadro 2 - Processos Geodinâmicos e suscetibilidade de ocorrência nas Unidades de Terreno.

CLASSE TIPOS PROCESSO GEODINÂMICO


Urbanização

I

Possibilidade de ocorrência de movimentos gravitacionais de massa naturais (tombamentos de solo e rocha) e processos erosivos nas vertentes (Ia) e enxurradas e inundação na área de várzea (Ib).

II

Possibilidade de ocorrência de movimentos gravitacionais de massa naturais e induzidos de grande porte (processos erosivos nas vertentes, tombamentos de solo, deslizamentos planares e em cunha).

III

Possibilidade de ocorrência de movimentos gravitacionais de massa naturais e induzidos (processos erosivos nas vertentes, tombamentos de solo e deslizamentos em cunha).

Média Aptidão à

Urbanização

IV

Possibilidade de ocorrência de movimentos gravitacionais de massa naturais e induzidos devido ao desconfinamento do maciço (processos erosivos nas vertentes, deslizamentos planares e em cunha).

V

Possibilidade de ocorrência de pequenas inundações. Depósito de várzea (areia argilosa fofa) com espessura até 5,0m e nível d’água próximo à superfície. Trata-se de um trecho na porção central da Bacia do Ribeirão do Funil com pequena área de contribuição a montante.

VI

Possibilidade de ocorrência de movimentos gravitacionais de massa naturais e induzidos (processos erosivos nas vertentes, tombamentos de solo e deslizamentos em cunha).


Alta Aptidão à

Urbanização

VII

Possibilidade de ocorrência de movimentos gravitacionais de massa naturais e induzidos devido ao desconfinamento do maciço (processos erosivos nas vertentes, deslizamentos planares e em cunha).

VIIIBaixa possibilidade de ocorrência de movimentos gravitacionais de massa naturais (processos erosivos nas vertentes e tombamento de solo e rocha).


Quadro 3 – Descrição das indicações de uso para as Unidades de Terreno identificadas.

CLASSE TIPOS INDICAÇÃO


Urbanização

I Não devem ser aprovados lotes para ocupação permanente nestas áreas.

II Não devem ser aprovados lotes para ocupação permanente nestas áreas.

III

Pavimentação e sistema de drenagem de águas pluviais devem ser executados até no máximo 30 dias após a abertura de vias.

O solo superficial e a cobertura vegetal dos lotes só podem ser retirados no início da construção das edificações.

Necessidade de apresentar estudo de estabilidade global dos taludes na área do loteamento, com base em investigações geológico-geotécnicas, de maneira a indicar as condições de segurança e a eventual necessidade de implantação de obras de estabilização.

Necessidade de apresentar estudo geotécnico para simples reconhecimento dos terrenos (sondagem a percussão).

Expedição do alvará de construção condicionada à apresentação de projeto de estabilidade de taludes da edificação projetada, apoiado em sondagens do subsolo e em análises de estabilidade.

Obras de contenção ou estabilização de taludes devem ser iniciadas no prazo máximo de 30 dias após a execução dos cortes ou aterros.


Média Aptidão à

Urbanização

IV



Expedição do alvará de construção condicionada à apresentação de projeto de estabilidade de taludes da edificação projetada, apoiado em sondagens de simples reconhecimento do subsolo e em análises de estabilidade, sempre que houver a previsão de cortes ou aterros com altura superior a 1,5 m.

V

Para loteamento necessidade de apresentar estudo geotécnico para simples reconhecimento dos terrenos (sondagem a percussão) e elaboração de recomendações para o projeto geotécnico das edificações (fundações).

Exigido estudo hidráulico com definição das cotas de inundação para período de retorno mínimo de 25 anos e áreas sujeitas a erosão fluvial.

Projeto de loteamento deve prever que a cota mínima de implantação dos lotes esteja acima dos níveis máximos de inundação (TR>25 anos).

VI





Alta Aptidão à

Urbanização

VII




VIII

Não há restrições de ordem geotécnica para a aprovação de lotes para ocupação permanente nestas áreas.


- 59GUIA PARA ELABORAÇÃO DE CARTAS GEOTÉCNICAS DE APTIDÃO À URBANIZAÇÃO FRENTE AOS DESASTRES NATURAIS - 59GUIA PARA ELABORAÇÃO DE CARTAS GEOTÉCNICAS DE APTIDÃO À URBANIZAÇÃO FRENTE AOS DESASTRES NATURAIS

A elaboração de cartas de aptidão à urbanização deve ter como base a análise de suscetibilidade dos terrenos aos processos da geodinâmica externa, constituindo-se assim, em um importante instrumento na prevenção de desastres naturais a ser considerado no planejamento do uso e ocupação do solo pelo poder público.

O conceito de mapeamento com detalhamento progressivo pode ser adaptado nas práticas de cartografia geotécnica para o planejamento urbano, determinando estudos mais gerais e regionais (cartas geotécnicas de suscetibilidades), estudos locais e orientadores para o uso e ocupação do solo urbano (cartas geotécnicas de aptidão à urbanização) e estudos e projetos pontuais que busquem a mitigação ou erradicação dos riscos já existentes (cartas geotécnicas de risco geológico).

Este guia descreve de maneira sucinta os procedimentos e materiais utilizados e gerados no desenvolvimento de um mapeamento de aptidão à urbanização desde o nível de planejamento (escala 1:25.000) ao nível de projeto urbanístico (escalas > 1:10.000), de forma a servir como elemento orientador de outros trabalhos semelhantes. No entanto, a base para seu desenvolvimento foi um projeto piloto em um local específico no município de Ouro Preto na região do Quadrilátero Ferrífero em Minas Gerais (rochas metamórficas de baixo grau deformadas e alteradas superficialmente).

Assim, os procedimentos aqui descritos foram aplicados com sucesso no contexto geológico local, mas considerando a grande diversidade de ambientes geológicos e geomorfológicos do território brasileiro, as orientações aqui contidas devem ser adaptadas ou mesmo modificadas conforme a área que está se estudando e seu contexto geomorfológico e geológico-geotécnico.

Por vezes, o nível de informação básica, as peculiaridades de cada estudo e os próprios recursos técnicos e financeiros disponíveis poderão levar à eliminação de algum passo, a junção de etapas ou a adaptação destas.

4. CONCLUSõES


5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRáFICAS

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