DENER TOLEDO MATHIAS
CONTRIBUIÇÃO METODOLÓGICA PARA O
DIAGNÓSTICO DA DINÂMICA EROSIVA LINEAR E
SEU PROGNÓSTICO EVOLUTIVO VISANDO
SUBSIDIAR PROJETOS DE RECUPERAÇÃO
Presidente Prudente 2016
DENER TOLEDO MATHIAS
CONTRIBUIÇÃO METODOLÓGICA PARA O
DIAGNÓSTICO DA DINÂMICA EROSIVA LINEAR E
SEU PROGNÓSTICO EVOLUTIVO VISANDO
SUBSIDIAR PROJETOS DE RECUPERAÇÃO
Presidente Prudente 2016
Tese apresentada ao Programa de Pós Graduação em Geografia da Facuddade de Ciências e Tecnodogia da Universidade Estaduad Paudista “Júdio de Mesquita Fidho”, Campus Presidente Prudente, como parte dos requisitos para obtenção do títudo de Doutor em Geografia.
Mathias, Dener Toledo.
M379c Contribuição metodológica para o diagnóstico da dinâmica erosiva linear e seu prognóstico evolutivo visando subsidiar projetos de recuperação / Dener Toledo Mathias. - Presidente Prudente : [s.n.], 2016
178 f. : il.
Orientador: João Osvaldo Rodrigues Nunes
Tese (doutorado) - Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Ciências e Tecnologia
Inclui bibliografia
AGRADECIMENTOS
À Fonte da Vida, Insubstancial e, no entanto presente em toda a substância;
A meus pais Nelson e Alice, por todo amor e apoio em cada etapa, e à Moacyr e Claudete por me conceberem;
À minha amada esposa Danielle, companheira de todos os momentos a quem devo toda a gratidão por fazer parte de minha vida;
Ao professor João Osvaldo Rodrigues Nunes, amigo e orientador, cuja energia e conhecimento foram fonte de motivação;
Aos professores Edilson Flores e Cenira Maria L. da Cunha, pelas orientações complementares em diversas etapas do trabalho;
A todas as pessoas envolvidas direta ou indiretamente no apoio a este trabalho, funcionários da Unesp e demais professores;
Aos companheiros do Laboratório de Sedimentologia e Análise dos Solos da FCT/Unesp, pelos momentos de conversa, troca de experiências e divertimentos: Caio Augusto, Érika Nesta, Melina Fushimi, Jlssica de Sousa e tantos outros;
À Marcel Bordin pela amizade, suporte e companheirismo;
Ao Victor Verissimo pelo auxílio nas análises de solos;
À Hudson Azevedo pela ajuda nos procedimentos de topografia e a Eder Merino, pela amizade;
À todos os auxiliares que contribuíram nos trabalhos de campo: Bruna Araújo, Fernanda Nicola, Marina Ribeiro, Lisie Tatiane, Renata Cristina e Lucas Somerhalder;
Ao meu irmão Carlos, pela força sempre presente;
À família Lima Buchala, em especial ao meu amigo Kauê, pelo apoio oferecido em São Pedro;
À IPÊ Ambiental, e aos funcionários da Prefeitura Municipal de São Pedro;
À Slrgio Almeida, e seu filho Slrgio Jr, por oferecerem serviços inestimáveis a este trabalho, e tamblm ao Carlos (Kaká), que nos auxiliou nos procedimentos de campo;
“Nós abusamos da terra porque achamos que ela nos pertence. Quando conseguirmos ver a terra como uma comunidade à qual pertencemos, então começaremos a usá-la com amor e respeito.”
Aldo Leopold
“O chão – esse caminho que se abre debaixo de meus pés – nem sempre sabe pra onde vai o veio que percorre o mundo. Mas é indo que descobre.”
Resumo
A ocorrência de processos erosivos lineares em cabeceiras de drenagem no contato com áreas urbanas constitui um fenômeno que, por resultar em impactos negativos sobre o meio físico e oferecer uma situação de risco à população, exige a adoção de medidas mitigadoras. Tais áreas, caracteristicamente antropizadas, exibem dinâmica processual geomorfológica complexa, marcada pela interação entre feições erosivas e morfologias tecnogênicas. A partir dessas premissas, o presente trabalho objetiva apresentar uma contribuição metodológica aplicável ao estudo dos processos erosivos ocorrentes em áreas periurbanas, visando o diagnóstico atual e a identificação das tendências evolutivas. Foi escolhido como estudo de caso um setor na periferia urbana do município de São Pedro (SP), delimitado pela alta bacia do córrego Tucum, área caracterizada por conter formas erosivas lineares e paisagem marcada por intensas intervenções. A pesquisa se fundamentou na Teoria Geral dos Sistemas aplicada à Geografia, e as tlcnicas empregadas envolveram a quantificação de variáveis hidrogeomorfológicas e tecnogênicas. Os dados foram obtidos experimentalmente em campo e submetidos ao tratamento em ambiente SIG, permitindo uma análise integrada dos atributos físicos. Os resultados corroboram que tlcnicas experimentais específicas no âmbito da geomorfologia podem ser aplicadas no contexto de áreas antropicamente perturbadas, fornecendo aporte ao entendimento da dinâmica processual. O diagnóstico gerado aponta que os processos na área encontram-se ativos e o prognóstico indica setores com maior tendência ao avanço erosivo linear, contribuindo com subsídios importantes à projetos de recuperação.
Abstract
The occurrence of linear erosion in headwaters in contact with urban areas is a phenomenon that result in negative impacts on the physical environment and provide a population to risk, requires the adoption of mitigation actions. This areas exhibit a complex geomorphological dynamic process marked by interaction between erosive features and technogenic morphologies. Therefore, this work presents a methodological contribution applicable to the study of erosion in peri-urban areas, aiming at the current diagnosis, and identification of evolutionary trends. It was chosen as a case study a sector in the urban periphery of São Pedro (SP) delimited by the upper basin of the Tucum stream, area characterized by containing linear erosive forms and landscape marked by intense interventions. The research is based on General Systems Theory applied to Geography and the techniques employed was the quantification of hydrogeomorphological and tecnogenic variables. The data were obtained experimentally in the field and subjected to treatment in a GIS environment, allowing an integrated analysis of physical attributes. The results support that specific experimental techniques within the geomorphology can be applied in the context of anthropically disturbed areas, providing understanding of the dynamic of process. The diagnosis generated shows that the processes in the area are active and prognosis indicates sectors most prone to the erosion linear advancement, contributing with subsidies to recovery projects.
Lista de Figuras
Fig. 1 - Localização da área de estudo... 38
Fig. 2 - Principais cursos d’agua que compõem as cabeceiras do córrego Tucum ... 42
Fig. 3a e 3b - Terraços em nível em vertente da área a partir de vista alrea e do solo, respectivamente ... 43
Fig. 4 - Carta de Energia do Relevo da Bacia do Córrego Tucunzinho (São Pedro – SP) ... 44
Fig. 5a e 5b - Fotografias alreas do córrego Tucunzinho dos anos 1962 e 2013, respectivamente ... 47
Fig. 6a e 6b - Fotografias alreas panorâmicas de feições erosivas na área de estudo: voçoroca do córrego Tucunzinho e voçoroca do córrego Florestal, respectivamente ... 47
Fig. 7 - Mapa da rede de macro e microdrenagem da área de estudo ... 49
Fig. 8a, 8b e 8c - Leituras com a Estação Total: ponto de visada, fundo da voçoroca e rebordo do talude erosivo, respectivamente ... 55
Fig. 9a e 9b - Exemplo de ajuste na grade TIN respectivamente antes e depois da correção da face dos triângulos ... 58
Fig. 10 - Organograma das operações para geração da Carta Planialtimltrica ... 59
Fig. 11 - Seções escolhidas para mensuração ... 62
Fig. 12 - Malha de pontos amostrais na área de estudo ... 64
Fig. 13 - Mensuração da infiltração com o uso do infiltrômetro ... 65
Fig. 14 - Ensaio de penetração efetuado na área de estudo ... 68
Fig. 15a, 15b e 15c - Pluviógrafo P300, instalação em campo e calibração do aparelho, respectivamente ... 70
Fig. 16a e 16b - Pluviógrafo P300: aspecto antes e depois da manutenção e transferência de local, respectivamente ... 71
Fig. 17a, 16b e 16c - Etapas procedimentais da análise granulomltrica (preparo das amostras) ... 74
Fig. 18a e 18b - Fotografias da ravina escolhida para o experimento: vista alrea (detalhe no círculo amarelo) e vista do solo, respectivamente ... 76
Fig. 19 - Sistemas de Engenharia Natural propostas na bibliografia: A) Paliçadas vegetadas; B) Paliçadas vivas e C) Caniçadas vivas ... 78
Fig. 20a e 20b - Corte dos bambus e transporte atl o local de armazenagem, respectivamente ... 79
Fig. 21a e 21b - Colmos com os entrenós (em vermelho) preenchidos de água e posteriormente cobertos por terra, respectivamente ... 80
Fig. 22a e 22b - Brotamento dos bambus após 28 dias e instalação em vala de paliçada, respectivamente ... 81
Fig. 23a e 23b - Aspecto do broto em relação à montagem da paliçada e tlrmino da primeira estrutura, respectivamente ... 81
Fig. 24a e 24b - Proteção do broto com pedaço de bambu e tlrmino da montagem da estrutura, com a colocação dos sacos de ráfia, respectivamente ... 82
Fig. 25a e 25b - Paliçadas e barramento de sacaria no trecho jusante e paliçadas no trecho montante da ravina, respectivamente... 83
Fig. 26 - Organograma das operações para enriquecimento da rede de drenagem ... 87
Fig. 28 - Interpolação com barreiras (A) e superfície Spline (B) ... 94 Fig. 29 - Etapas de cruzamento dos dados para elaboração do mapa síntese ... 100 Fig. 30 - (A) Fotografia panorâmica da área mapeada; (B) visualização tridimensional da mesma área; (C) Detalhe de talude erosivo em fotografia de solo e (D) visualização
tridimensional da mesma área ... 104 Fig. 31a e 31b - Imagem corrigida do Google Earth 2013 contendo os pontos mensurados com Estação Total (pontos azuis) e recorte do MDT sobre a mesma área, respectivamente ... 105 Fig. 32a e 32b - Linhas de crista do rebordo erosivo (vermelho escuro) das voçorocas do córrego Tucunzinho e córrego Florestal, respectivamente ... 105 Fig. 33 - Monitoramento do avanço erosivo das voçorocas do córrego Tucunzinho e Florestal ... 107 Fig. 34 - Fotografias da porção contemplada pelo recorte D, dos anos de 2013 e 2015,
respectivamente ... 109 Fig. 35 - Seções mensuradas no contexto da voçoroca do córrego Tucunzinho ... 110 Fig. 36a 36b e 36c - Modelo Digital em perspectiva do setor de cabeceira (seção 1) nos anos de 2013, 2014 e 2015, respectivamente ... 112 Fig. 37 - (A e B) Seção 2 mensurada no ano de 2013 e de 2014, respectivamente; e (C e D) seção 3 - modelo representando ano de 2013 e de 2015, respectivamente ... 113 Fig. 38a e 38b - Terraços em vertente na bacia do córrego Tucunzinho, em vista alrea
panorâmica e vista de solo, respectivamente ... 116 Fig. 39 - Taxas de Infiltração dos períodos úmido e seco ... 121 Fig. 40 - Índices de Resistência Superficial e Subsuperficial – períodos úmido e seco ... 122 Fig. 41 - Setorização da área periurbana da Alta Bacia do Córrego Tucum, conforme
seccionamento de vertentes ... 123 Fig. 42 - Gráficos de precipitação mensal dos anos de 2014 e 2015 ... 132 Fig. 43 - Gráficos de precipitação diária dos anos de 2014 e 2015 ... 133 Fig. 44 - Mapas das Variáveis Morfológicas Integradas da Área Periurbana da Alta Bacia do Córrego Tucum (São Pedro - SP) ... 134 Fig. 45 - Coletânea de fotografias referentes às observações de campo ... 143 Fig. 46 - Hidrograma do exutório da rede de microdrenagem ... 146 Fig. 47a e 47b - Dissipadores de energia apresentando-se exumados pela erosão de borda. . 148 Fig. 48 - Coletânea de fotografias complementares sobre as observações de campo ... 150 Fig. 49a 49b e 49c - Abatimento em meia vertente; piping na cabeceira da voçoroca; e
Lista de Mapas
Lista de Quadros e Tabelas
Quadro 1 - Mudanças na paisagem da alta bacia do córrego Tucum ... 48
Quadro 2 - Estrutura dos sistemas ... 51
Quadro 3 - Comparação entre as tlcnicas de mensuração do rebordo erosivo ... 61
Quadro 4 - Classificação das frações de areia ... 74
Quadro 5 - Escala de julgamento de importância do mltodo AHP ... 96
Tabela 1 - Parâmetros geoestatísticos obtidos das amostras ... 93
Tabela 2 - Matriz pareada para composição do mapa “Variáveis Morfológicas Integradas” .. 99
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ... 14
2 HIPÓTESE E OBJETIVOS ... 18
3 FUNDAMENTOS TEÓRICO-CONCEITUAIS ... 20
3.1 Processos de erosão linear acelerada ... 20
3.2 Processos erosivos em áreas periurbanas e geomorfologia antropogênica ... 24
3.3 Intervenções antrópicas no meio físico: geotecnogênese ... 26
3.4 Drenagem urbana e controle de erosão ... 29
3.5 Técnicas experimentais em geomorfologia ... 32
3.6 Modelagem Ambiental e Geoprocessamento ... 34
4 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO ... 38
5 MÉTODO E TÉCNICAS ... 51
5.1 Levantamento de dados pré-existentes... 53
5.2 Mapeamento topográfico de detalhe ... 54
5.3 Monitoramento do avanço do rebordo erosivo ... 60
5.4 Quantificação aproximada do volume degradacional e agradacional ... 61
5.5 Definição da malha de pontos amostrais para a quantificação de dados ... 63
5.6 Mensuração das taxas de infiltração ... 65
5.7 Mensuração da resistência do solo à penetração ... 67
5.8 Aquisição de dados pluviométricos ... 69
5.9 Análise granulométrica de amostras da cobertura pedológica/tecnogênica . 72 5.10 Instalação e monitoramento de dispositivos de contenção erosiva ... 75
5.9.1 Coleta, armazenamento e preparo dos colmos ... 79
5.9.2 Concepção das paliçadas e procedimentos adicionais ... 80
5.10 Dados relativos a observações de campo ... 84
5.11 Procedimentos de mapeamento em ambiente SIG ... 85
5.11.1 - Aspectos Hidrológicos ... 86
5.11.2 – Modelo Digital Hidrologicamente Consistente ... 88
5.11.3 – Carta Clinográfica e Carta de Fluxo Acumulado ... 89
5.11.4 – Carta de Cobertura e Uso da Terra ... 91
5.11.5 – Espacialização dos dados experimentais ... 92
5.11.6 – Cruzamento dos dados: o método AHP ... 95
5.11.7 – Mapa síntese: tendências evolutivas das feições erosivas ... 97
6 RESULTADOS E ANÁLISES ... 103
6.1 Atributos morfométricos e monitoramento ... 103
6.2 Atributos morfológicos ... 120
6.3 Análises Complementares ... 128
6.4 Mapa síntese: Tendências ao avanço erosivo ... 133
7 CONSIDERAÇ1ES FINAIS ... 159
APÊNDICES E ANEXOS ... 172
APÊNDICE A – Características gerais dos pontos amostrados ... 172
APÊNDICE B – Reclassificação e intervalos de classe dos mapas ... 175
I - Morfometria... 175
II - Cobertura e uso da terra ... 175
III - Variáveis morfológicas e granulometria ... 175
APÊNDICE C – Fluxograma de procedimentos técnicos ... 176
ANEXO A – Monografia do vértice de apoio ... 177
1 INTRODUÇÃO
A ocorrência de processos de erosão linear na periferia de áreas urbanas pode ser apontada como um fenômeno que requer atenção constante por parte da administração pública, dado que impõe uma situação de risco, tanto às populações residentes no entorno de tais áreas como à própria infraestrutura urbana. Destacam-se as formas erosivas cujo estágio avançado tem contribuído para a configuração de um intenso quadro de degradação, como l o caso das ravinas e voçorocas.
A dinamização erosiva linear tem sua gênese e evolução associadas a diversos fatores, em que se destacam os atributos físicos das áreas e as alterações antrópicas. Dentre os condicionantes naturais ao desencadeamento da erosão linear citam-se as características geológicas, geomorfológicas, pedológicas e hidrológicas, sob atuação do imperativo climático. Os fatores antrópicos que ocasionam, ou intensificam, a dinamização dos processos erosivos são representados primeiramente pela supressão vegetacional seguida pelo uso e manejo das terras, tanto agrícola como urbano, e pelas consequentes alterações na paisagem resultantes de ambos os fatores, tais como modificações na topografia (terraceamentos, cortes, aterros) e deposição de resíduos (depósitos tecnogênicos).
A expansão territorial urbana sobre áreas de fragilidade, ou mesmo sobre áreas nas quais há a presença de formas erosivas em desenvolvimento, configura-se como uma ação que reflete a desconsideração por parte da administração pública das limitações que tais áreas possuem para determinado uso e ocupação. Tal fato denota um erro comum na política das cidades: a ausência de um planejamento efetivo – fato que tem sido apontado como um dos principais desencadeadores de desastres naturais e de degradação de terras.
As modificações na paisagem impostas pela ação antrópica tem sido responsáveis por uma slrie de alterações no comportamento dos componentes físicos, dentre os quais se destacam o solo e o relevo que, por constituírem-se suporte vital à maioria das atividades humanas, apresentam respostas expressivas a tais alterações. Entendendo-se o controle exercido pela variável antrópica nos sistemas pedológicos e geomorfológicos tem-se que muitos dos processos atuantes sobre esses sistemas são acelerados, resultando em quadros de degradação ambiental.
ação humana, bem como dos materiais que as compõem; tais formações superficiais neste trabalho são denominadas coberturas tecnogênicas.
De igual modo são relevantes os estudos acerca dos processos erosivos lineares, os quais se constituem problemas ambientais que, nas áreas urbanas principalmente, requerem ações de caráter corretivo sendo, portanto, motivo de preocupação e de ônus para a administração pública. Dada a complexidade em que se encontra envolvida a dinâmica erosiva, muitas vezes condicionada aos fatores antrópicos, l imprescindível que se busque o entendimento sobre a relação entre tais processos e as modificações ocorrentes na paisagem a fim de planejar intervenções eficazes para a recuperação das áreas degradadas.
Conforme aponta Casseti (1991), as formas de uso e ocupação do relevo constituem a materialização das demandas de um modelo capitalista de exploração sendo, portanto, amplamente responsáveis pelos impactos negativos advindos da apropriação do meio físico, feita de forma imediatista e predatória. De acordo com o citado autor, tais impactos no âmbito geomorfológico refletem uma quebra no equilíbrio morfogênese/pedogênese e podem resultar num quadro de resistasia antrópica, conforme referido por Ab’Saber (1968).
Cabe ressaltar que, na interpretação dos fenômenos geomorfológicos, a abordagem sistêmica aplicada à Geografia, conforme os pressupostos de Chorley (1971), ganha escopo à medida que permite o entendimento dos processos como encadeamentos de entrada e saída de matlria e energia. Nesse contexto o relevo l entendido como um sistema aberto de processos-resposta que tem como principal entrada (input) a precipitação, culminando com o transporte de sedimentos e sua saída (output) do sistema, no deflúvio do escoamento. A evolução das formas de relevo se dá então a partir de autoajustamentos, e a influência antrópica se insere como fator controlador dos processos, à medida que afeta os fluxos de matlria e energia, o que por fim culminará na concepção de um sistema controlado, conforme referido pelo autor supracitado.
define amplamente o conjunto de fenômenos resultantes das modificações antrópicas/tlcnicas na paisagem.
Levando-se em consideração as modificações impostas à dinâmica processual geomorfológica, torna-se necessária a reflexão acerca dos procedimentos adotados na análise dos atributos físico-ambientais. As tlcnicas e conceitos que fundamentam a geomorfologia experimental devem ser ponderados, buscando-se sua aplicabilidade nos estudos de ambientes antropizados. Torna-se necessária a avaliação das possibilidades e restrições das tlcnicas experimentais na elaboração de diagnósticos e prognósticos dos processos geomorfológicos sob influência tecnogênica.
Este trabalho, portanto, parte da hipótese de que um conjunto específico de tlcnicas experimentais atrelado à modelagem de dados em ambiente SIG, constitui instrumental que pode ser adotado visando a compreensão da dinâmica processual erosiva em área de intensas intervenções antrópicas. Justifica-se o desenvolvimento do tema com base na premissa de que, dadas as condições de alteração que se verificam nessas áreas e a necessidade de planejar ações corretivas, se constitui imprescindível a adoção de uma metodologia específica para o diagnóstico dos processos em questão.
Tomou-se como estudo de caso a alta bacia do córrego Tucum, localizada no município de São Pedro (SP). A área caracteriza-se por conter feições erosivas lineares ocorrendo em contexto periurbano, allm de apresentar um quadro ambiental de significativas alterações antrópicas, resultante dos processos de uso e ocupação do relevo e de intervenções visando o controle de processos erosivos. Tais condições, portanto, preencheram os requisitos fundamentais para a realização da pesquisa que resultou no presente trabalho.
O desenvolvimento textual desta tese se deu estruturado nos capítulos conforme se seguem:
Hipótese e Objetivos: delineia-se a hipótese que vêm a justificar a escolha do tema da pesquisa e são apresentados os objetivos do trabalho (gerais e específicos);
Caracterização da área: l feita a detalhada exposição acerca das características físicas e antrópicas da área de estudo, tendo como base dados prl-existentes contidos na bibliografia;
Mltodo e tlcnicas: Na primeira parte deste capítulo descrevem-se os pressupostos metodológicos que fundamentam o trabalho. Segue-se uma sequência de tópicos contendo a descrição dos procedimentos tlcnicos adotados;
Resultados e Análises: Respeitando-se a sequência com que foram realizados os procedimentos tlcnicos, são apresentados os resultados de cada etapa da pesquisa, acrescidos da devida análise à luz dos pressupostos teóricos. Este capítulo foi dividido em quatro partes, definidas em função da natureza dos aspectos analisados;
Considerações Finais: São redigidas as conclusões do trabalho. Segue-se a este capítulo a listagem da bibliografia utilizada e anexos.
2 HIPÓTESE E OBJETIVOS
As intervenções necessárias ao controle dos processos erosivos devem ser orientadas por um conjunto de análises que busquem uma integração sistêmica dos dados físicos do ambiente. Estes dados, por sua vez, podem existir como resultados de levantamentos prl-existentes ou podem ser produzidos mediante tlcnicas de mensuração, monitoramento ou experimentação. A afirmação l válida em qualquer área do conhecimento que envolva o entendimento dos processos do meio físico.
Em se tratando especificamente dos sistemas ambientais, sobretudo as formas, materiais e processos do relevo terrestre, campo de estudo da geomorfologia, têm-se para a obtenção de dados um conjunto de tlcnicas tradicionais, referidas por diversos autores tais como De Ploey e Gabriels (1980), Goldie (1981), Slaymaker (1991), Colangelo (1997), Cunha e Guerra (1996) e Thomaz (2013). Em sua maioria, as tlcnicas apontadas pelos autores são indicadas para a aquisição de dados do meio físico, embora não haja referência explícita à adequabilidade das mesmas quanto ao contexto de ambientes antropizados.
Partindo-se das observações referidas, tomou-se como hipótese para este trabalho que a partir da cartografia de dados experimentais e da modelagem em ambiente SIG l possível apontar tendências evolutivas de feições erosivas lineares. A fim de corroborar a validade dessa premissa, foi elaborado um plano de trabalho prevendo-se a adoção de uma slrie de procedimentos experimentais, de forma que fosse possível testar a hipótese em questão e, concomitantemente, apresentar uma contribuição metodológica ao estudo dos fenômenos enfocados, sendo este o objetivo central da tese.
Embora procedimentos experimentais sejam de uso corrente em estudos ambientais e geomorfológicos, o conjunto específico de tlcnicas aplicadas neste trabalho, bem como os produtos finais obtidos se constituem inlditos, sobretudo no tocante aos fenômenos enfocados. Ainda, a maior contribuição refere-se ao estudo de um terreno já altamente afetado pelas ações humanas, o que impôs a necessidade de adaptações às tlcnicas utilizadas a partir de criteriosa avaliação da adequabilidade destas sob tais circunstâncias.
Estabeleceu-se, portanto, como objetivo fundamental dessa pesquisa, a elaboração de uma proposta analítica, a título de contribuição metodológica, aplicável ao estudo da dinâmica de processos erosivos lineares ocorrentes em áreas periurbanas, visando o diagnóstico atual e a identificação das tendências evolutivas, a fim de gerar subsídios a projetos de recuperação. Tal objetivo cumpriu-se mediante a realização dos seguintes objetivos específicos:
a) Analisar a dinâmica dos processos erosivos lineares e sua tendência evolutiva atravls da aplicação de tlcnicas de monitoramento do avanço das feições erosivas;
b) Avaliar a resposta processual à implantação de dispositivos de contenção erosiva em
área experimental, com o uso de tlcnicas de Engenharia Natural;
c) Caracterizar as variáveis antrópicas ocorrentes na área de estudo (uso da terra em meio urbano e periurbano, ocupação do relevo e microdrenagem urbana) e sua correlação com os processos erosivos mediante tlcnicas qualitativas;
d) Caracterizar as variáveis físicas (atributos morfomltricos do relevo, granulometria, resistência e taxas de infiltração dos solos/coberturas tecnogênicas) envolvidas na dinâmica erosiva da área de estudo e levantamento de dados pluviomltricos;
e) Ponderar as variáveis analisadas em ambiente SIG, a fim de identificar quais as de maior peso no diagnóstico da dinâmica erosiva linear e no prognóstico das tendências evolutivas dos processos;
3 FUNDAMENTOS TEÓRICO-CONCEITUAIS
3.1 Processos de erosão linear acelerada
Dentre os processos exógenos que atuam na esculturação das formas do relevo destaca-se a erosão linear, acelerada ou não pela ação antrópica, por constituir um processo cujas consequências se fazem sentir em termos ambientais nas diferentes paisagens em que ocorre. A degradação resultante de tal processo l notável na perda de solos agricultáveis, na deterioração de obras civis e equipamentos urbanos e no assoreamento de reservatórios e cursos d’água.
São bastante complexos os fatores envolvidos na gênese e evolução dos processos em questão. Em países de clima quente e úmido (tropical ou subtropical) onde há o domínio da pedogênese sobre a morfogênese, a cobertura vegetacional possui um papel fundamental no equilíbrio do sistema relevo. A partir da retirada da vegetação o clima passa a funcionar como força motriz na dinamização de processos de erosão linear. Nesse quadro, os atributos litológicos atuam como condicionantes primordiais que, associados aos demais atributos físicos, configuram as áreas mais suscetíveis ao desencadeamento desses processos.
As características geológicas, pedológicas e geomorfológicas em interação com o regime climático-hidrológico podem ser elencadas como as variáveis gerais na gênese dos processos de erosão linear. Acrescenta-se aos atributos naturais a influência antrópica atuando de diversas formas sobre o sistema relevo e então se tem a dinamização e aceleração da erosão.
Dentre os fatores físicos atuantes na dinâmica erosiva, Cunha e Guerra (2009), assinalam aqueles que consideram como “controladores” dos processos, sendo a erosividade da chuva, as propriedades do solo, a cobertura vegetal e as características das encostas. Cabe ressaltar que os autores adotam o termo encosta como sinônimo de vertente, a qual vêm a ser apontada por Casseti (1991) como importante unidade nos estudos do relevo.
A erosividade l expressa como a potencialidade da chuva no desencadeamento da erosão, sendo a intensidade, duração e frequência os parâmetros fundamentais no comportamento das precipitações. A intensidade possui relação direta com a energia cinltica da chuva, que vem a ser o mecanismo pelo qual se dá a desagregação de partículas do solo,
atravls do salpicamento, ou splash (CUNHA; GUERRA, 2009; BIGARELLA et al, 1996).
A cobertura vegetal exerce papel expressivo sobre os fatores erosivos, sobretudo no que se refere à proteção (ou à falta dessa) do solo ao impacto das chuvas e ao escoamento superficial. Allm disso, cita-se a formação de húmus, que vem a se constituir elemento importante à manutenção da estabilidade e teor dos agregados (CUNHA; GUERRA, 2009). De acordo com Bigarella et al (1996), a vegetação tamblm exerce papel importante nas taxas de infiltração.
Em relação às características das encostas, dá-se enfoque aos atributos morfomltricos, que podem ser apontados como condicionantes à evolução erosiva, seja atravls do comprimento da vertente, como pela sua inclinação (clinografia). De igual modo, as formas das vertentes vêm a estabelecer condições mais ou menos propícias à erosão, mediante a concentração/dispersão das águas do escoamento superficial.
As formas resultantes dos processos de erosão linear tornam-se mais expressivas à medida que evoluem sob determinadas situações. Assim, tem-se inicialmente a formação de sulcos que são as incisões ocasionadas em função da concentração de escoamento. A fragilidade do solo e a ausência de vegetação são fatores que combinados à concentração do fluxo pluvial determinam o surgimento desse estágio erosivo inicial. À medida que o volume pluvial vai atuando o sulco ganha dimensão evoluindo para tornar-se uma ravina. As ravinas constituem-se ulcerações do manto pedo-ecológico, pois se tratam de canais erosivos mais proeminentes dificultando o estabelecimento de vegetação e intensificando a perda do solo. O comprimento da vertente torna-se relevante na evolução de tais formas, pois contribui na velocidade do fluxo pluvial, determinando sua potencialidade na forma de energia.
Quando os fatores acima descritos se combinam com os elementos que atuam subsuperficialmente, as ravinas bastante evoluídas, cuja largura já atinge alguns metros, aprofundam-se atingindo o nível freático fazendo com que este aflore à superfície. Neste estágio do processo erosivo a forma resultante l conhecida como voçoroca, ou boçoroca (que em Tupi “Yby-çoroc”, significa “terra-rasgada”) e tem-se o quadro mais agravante cujos efeitos refletem-se na desconfiguração da paisagem e suas nocivas consequências às atividades humanas (CUNHA; GUERRA, 2000).
Dentre as definições para o conceito de voçoroca, muitas vezes referida sob diferentes terminologias (boçoroca, bossoroca, vossoroca), destaca-se a apresentada por Oliveira (1994), por expressar de maneira clara o ponto de vista processual:
Vieira (1978, p. 07) atenta para o fato de que as voçorocas não podem ser enquadradas numa classificação clássica de erosão, colocada entre outros tipos de atividades erosivas, como a laminar, em lençol, em deslizamento, em queda “pois na sua formação atuam todas essas formas de processos erosivos”, sendo, portanto “uma forma de relevo gerada por um conjunto de processos morfogenlticos”. A mesma autora acrescenta que a dimensão em que se encontram tais formas l tamblm condicionante pela evolução da mesma, pois “à medida que ela aumenta de tamanho e modifica a sua forma, os processos atuantes tendem a mudar qualitativa e quantitativamente” (VIEIRA, 1978, p. 45).
Em consonância com as premissas citadas, cabe destacar o conceito de “sinergia”, proposto por Oliveira et al (1994, p. 11), o qual expressa que “a ação simultânea dos diferentes mecanismos e o somatório de seus efeitos acumulados são fatores fundamentais na evolução de incisões”. Ressalta-se que no caso específico das voçorocas a interação entre as águas superficiais, representadas pelo escoamento pluvial, ou run-off, e a água subterrânea se constitui fator determinante da dinâmica processual.
Ponçano e Prandini (1987) atentam para o fato de que, ao evoluírem as formas erosivas, tendo ocorrido a interceptação do aquífero freático após o aprofundamento da erosão, a formação de “dutos” atuará na dinamização do processo. Tal fenômeno l citado por Fendrich et al (1997) que o denominam “erosão tubular interna retroprogressiva”, sendo mais comumente conhecido como piping. O citado autor observa que tais dutos podem se desenvolver “ao longo de centenas de metros de distância da voçoroca, enfraquecendo o solo e estabelecendo regiões de percolação preferencial” (FENDRICH et al, 1997, p. 35). Por conta dessa dinâmica podem ocorrer nos terrenos circundantes à voçoroca uma slrie de abatimentos, que por sua vez constituem-se o vetor de um ramo da forma erosiva. Tal movimentação subsuperficial responderá por uma descarga líquida e sólida que ocorrerá no talude da voçoroca.
A progressão com que se dá a evolução de uma voçoroca l marcada pela ocorrência de grande profusão de feições em menor escala, referidas por Oliveira (2007) como feições de retrabalhamento, cada qual associada à um processo específico. O citado autor apresenta um elenco destas formas erosivas de detalhe, dentre as quais citam-se as alcovas de regressão, formadas no sopl dos taludes erosivos em locais de desembocadura de fluxos de escoamento concentrado (a erosão ocorre em função do impacto da queda d’agua na base do talude, produzindo uma cavidade), que são feições bastante dinâmicas e podem ser precursoras da formação de ramificações da voçoroca.
primeiro momento atravls da retirada da cobertura vegetal original, gerando os primeiros impactos na paisagem. Seguido do desmatamento, os diferentes usos da terra contribuem na fragilização do solo, em que se destaca a atividade agropecuária intensiva como fator predatório. Em seguida têm-se os impactos da urbanização conforme constatado por Mathias (2008) em estudo realizado no município de São Pedro (SP), no qual aponta a expansão urbana em que ocorre a instalação de loteamentos em áreas de risco, implantação de malha viária com traçado perpendicular aos cursos d’água (concentrando o fluxo pluvial e consequentemente aumentando sua energia), execução de cortes e aterros alterando significativamente a topografia e o comportamento hídrico da área.
A respeito dos processos de erosão associados diretamente com o meio urbano Facincani (1995, p. 21) ressalta que “os modelos de ocupação urbana e/ou rural refletem a ausência de conhecimento prlvio das características físicas inerentes a tais espaços, resultando na degradação do meio físico”. Como consequência desses fatores associados à predisposição física da área tem-se a dinamização da erosão linear, acelerada pela ação antrópica, que l o resultado de um desequilíbrio “morfo-hidro-pedológico”, conforme indicam Ponçano e Prandini (1987).
A evolução de uma voçoroca resulta em efeitos devastadores para o meio físico, bem como para a sociedade. Quando as voçorocas já estão bastante desenvolvidas, apresentando algumas ramificações, ou quando se ligam entre si “adquirem um aspecto semelhante ao das ‘bad-lands’, comportando uma slrie de vales ramificados, estreitos, profundos, separados por elevações em geral com arestas pontiagudas” (VIEIRA, 1978, p.08). Após este estágio, há uma tendência à estabilização do processo, caracterizada pela completa concavização das vertentes e formação de amplo vale deposicional, no qual se estabelece a vegetação que gradativamente pode se densificar. Furlani (1969) identifica que esse novo estágio corresponde à inversão de um quadro resistásico para um “novo estado de equilíbrio biostásico”. Em termos semelhantes, Ab’Saber (1968, p. 10-11) aponta que as voçorocas constituem estados de “resistasia antrópica” e que medidas de recuperação são imprescindíveis, tendo em conta a necessidade de “integração de seu espaço no organismo urbano”, o que se compreende por seu controle e posterior recuperação da área degradada.
a partir de diretrizes específicas, em que os estudos de caráter geotlcnico e geomorfológico são imprescindíveis.
3.2 Processos erosivos em áreas periurbanas e geomorfologia antropogênica
A gênese dos processos de erosão linear, conforme já foi apontado, pode ser atribuída primeiramente à predisposição física da área ao seu desencadeamento, estando envolvidos principalmente os atributos geológicos, pedológicos, a cobertura vegetal e o clima (BIGARELLA et al, 1996). Entretanto, a influência antrópica atua como agente catalizador seja atravls do manejo inadequado do solo, ou da expansão das áreas urbanas sem o devido planejamento (FENDRICH et al, 1997).
As formas erosivas que traduzem com mais nitidez a severidade da degradação resultante dos processos de erosão linear são as voçorocas. Tais formas resultam de estágios acelerados da erosão linear, no qual se conjugam os processos superficiais e subsuperficiais, culminando no colapso da estrutura dos solos e na ulceração no manto pedo-ecológico. Neste estágio identifica-se um conjunto de processos integrados, tais como a erosão linear propriamente dita, a erosão laminar, o solapamento dos taludes erosivos, movimentos de massa e erosão interna em dutos, ou piping (BIGARELLA et al, 1996; FENDRICH et al, 1997; CUNHA; GUERRA, 2009).
Na periferia das áreas urbanas a dinamização de processos de erosão linear encontra-se associada às falhas, ou ausência, de um planejamento urbano adequado. Tem-se como premissa que o avanço da urbanização deve ser planejado levando-se em consideração os atributos físicos das áreas, sobretudo em relação à suscetibilidade natural ao desencadeamento erosivo, representada entre outras características, pelos aspectos hidrogeomorfológicos (MATHIAS, 2011). Entretanto, o que se observa l a crescente urbanização ocorrendo em descompasso com tais características, resultando em quadros de intensa degradação do meio físico. A esse respeito convlm ressaltar que:
Nas áreas urbanas, especialmente, o meio físico l o componente ambiental que, mesmo alterado em suas características e processos originais, persiste interagindo e condicionando grande parte dos problemas do ambiente construído. (PRANDINI et al, 1995, p. 190)
prazo, mas gerar modificações na paisagem que, em longo prazo, tendem a contribuir para a retomada da erosão. Este fato se deve à complexidade envolvida na dinâmica processual erosiva em sua interação com o meio urbano, o qual requer medidas eficazes de controle e recuperação da área degradada, cujos custos tornam tais obras impraticáveis à administração pública. Por essa razão muitas das ações de caráter corretivo, especialmente em áreas de ocorrência de voçorocas, se constituem incipientes e ineficazes, conforme salientam Fendrich et al (1997):
A situação da administração pública se torna ainda mais delicada quando tenta atacar a voçoroca com recursos econômicos relativamente parcos e mltodos que, quando não ditados pelo desespero, são obras indicadas ao combate a ravinamentos, mltodos em geral fadados ao fracasso. (FENDRICH et al, 1997, p. 39)
Intervenções no meio físico resultam em alterações na dinâmica dos processos superficiais, reforçando a premissa de que os sistemas ambientais encontram-se sujeitos a um elemento controlador, no caso, a própria sociedade. A ação antrópica na paisagem se reflete em modificações sobre as formas do relevo e sobre os processos modeladores, constituindo-se campo de estudo da geomorfologia antropogênica.
Tanto no que se refere às alterações de caráter geomorfológico quanto à quaisquer outras formas de intervenção no meio físico, l relevante destacar que a ação antrópica não ocorre de igual maneira em toda a superfície terrestre, pois depende de fatores diversos.A esse respeito, Nir (1983) coloca a existência de fatores fundamentais, como a demografia (considerando-se que as possibilidades de intervenção nas paisagens não são iguais a todas as pessoas); o fator histórico; o econômico, relacionado às novas tecnologias e ao investimento de capital; e o socioeconômico, no qual diferentes padrões de vida envolvem diversificadas formas de intervenção nos processos naturais.
Sob o enfoque geomorfológico, as alterações produzidas pelo homem resultam em modificações profundas na dinâmica processual do relevo. Peloggia (1998) aponta diferentes níveis de abordagem no estudo das formas, materiais e processos antropogênicos, dentre os quais se destacam as alterações na fisionomia (formas) e as alterações na fisiologia (processos) do relevo.
entendimento se faz mediante metodologias específicas que, conforme aponta Rodrigues (1997, p. 101), devem reforçar “a necessidade de superação de abordagens com ênfase nos elementos exclusivamente definidos pela natureza e apontam a importância de tratamento simultâneo e sistemático das interferências antrópicas”.
De acordo com Rodrigues (2005), algumas categorias podem ser divisadas na identificação das formas de relevo antropogênicas, partindo-se da distinção entre morfologias originais (prl-intervenção) e morfologias antropogênicas. Baseando-se na classificação proposta por Lima (1990), a citada autora aponta as intervenções de primeira ordem como aquelas atribuídas à retirada da vegetação original e, sobretudo, à urbanização. A categoria de primeira ordem, dando enfoque à urbanização, pode ser subdividida visando o detalhamento das alterações atravls do padrão de arruamento, densidade de edificações, densidade de lotes, ou ainda fases de consolidação urbana.
As considerações apontadas pelos autores citados constituem instrumental de grande valia tanto ao entendimento dos processos que atuam em cenários de intervenção como à elaboração de propostas que possam ser aplicadas ao planejamento urbano.
3.3 Intervenções antrópicas no meio físico: geotecnogênese
A compreensão dos efeitos das alterações promovidas pela ação humana nas paisagens constitui-se tema relevante nos estudos dos processos geológicos e geomorfológicos do Quaternário. Destaca-se o conceito de geotecnogênese, associado à proposição, adotada por diversos autores (CHEMEKOV, 1982; TER-STEPANIAN, 1988) em assinalar o período de tempo geológico denominado Tecnógeno, ou Quinário, referente ao momento a partir do qual as mudanças promovidas pelo homem se fazem sentir em termos geológicos. A denominação Tecnógeno deriva, portanto, do caráter tlcnico/tecnológico das intervenções humanas sobre as paisagens.
grande monta sujeitos ao condicionante tecnogênico, justificando a adoção de uma nova abordagem a respeito da dinâmica dos processos superficiais.
Diversos autores têm tratado da referida questão, sobretudo no campo das geociências. Dentre os trabalhos contidos na bibliografia estrangeira destacam-se os estudos de Ter-Stepanian (1988) que reforçam as premissas apontadas por Chemekov (1982), bem como Nir (1983) que destaca o papel do homem como agente geomorfológico. São significativas as contribuições de autores brasileiros ao tema, expressos nos trabalhos de Rodrigues (1997), Oliveira (1994; 1995) e Peloggia (1996; 1998; 1999; 2005), apresentando propostas conceituais e metodológicas importantes ao estudo das formas, materiais e processos tecnogênicos.
Os fenômenos cuja gênese l atribuída à ação humana se processam atravls da geotecnogênese, caracterizada primeiramente, de acordo com Peloggia (2005), a partir das alterações na fisiografia das paisagens, resultantes das modificações no relevo. Seguem-se as mudanças na dinâmica dos processos superficiais, entendidas como alterações na fisiologia das paisagens. Subsequentemente têm-se a criação de formas de relevo e formação de depósitos correlativos, similares e comparáveis aos formados por processos naturais no quaternário.
As interferências antrópicas referidas possuem estreito vínculo com os modos de uso e ocupação da terra e produzem, direta ou indiretamente, respostas processuais tanto degradacionais (como no caso da erosão ou dos terrenos rampados) como agradacionais (assoreamento de canais ou aterros construídos). Em se tratando de áreas de fragilidade, cujos atributos físicos denotam suscetibilidade natural ao desencadeamento de processos acelerados, as modificações antrópicas podem induzir respostas que se traduzem em efeitos deletlrios ao meio ambiente e à sociedade.
Em termos geomorfológicos, consideram-se de grande pertinência as colocações apontadas por Haff (2002) que, considerando a necessidade de uma nova forma de abordar os processos do relevo terrestre sob a influência antrópica, apresenta a proposição de pressupostos
visando a fundamentação de uma “nova geomorfologia” (designada Neogeomorphology, no
original em inglês).
As restrições sobre o que os seres humanos podem fazer à superfície da terra são de caráter físico somente no sentido mais geral (por exemplo, massa e conservação de energia). Na maioria das vezes, os seres humanos podem fazer o que quiser com a paisagem, desde que possam pagar por ela e possam dispor de suficiente apoio político ou da sociedade. (HAFF, 2002, p. 11. Tradução nossa1)
Nos estudos a respeito dos processos tecnogênicos são tamblm importantes as modificações atribuídas às intervenções visando o controle de processos erosivos. Decorre de tais intervenções a geração de morfologias “artificiais”, expressas em formas produzidas pela mobilização das coberturas superficiais. Peloggia (1998) atribui a tais feições a designação de relevos tecnogênicos, os quais se constituem produtos do construtivismo, a exemplo dos terraços em nível comumente empregados como tlcnica mecânica para manejo do solo em áreas agrícolas.
O terraceamento l apontado como intervenção imprescindível ao controle da erosão, dado que permite o disciplinamento da água do escoamento superficial mediante a quebra da energia do fluxo e o estímulo à infiltração. Conforme enfatizam Bertoni e Lombardi Neto (2012, p. 126) o terraceamento “quando bem planejado e bem construído, reduz as perdas de solo e água pela erosão e previne a formação de sulcos e grotas”. No caso específico dos processos erosivos lineares, a concepção de terraços em nível integrada às demais medidas de controle pode ser considerada como obra indispensável. Entretanto, cabe ressaltar que o trabalho mecânico sobre o solo tende a alterar notavelmente sua estrutura, seja pelo revolvimento dos horizontes superficiais como pela remoção destes, ou ainda pela adição de materiais exógenos de natureza adversa.
Fato relevante atrelado às premissas apontadas refere-se à diferença estrutural entre materiais pedogenlticos e materiais tecnogênicos. Neste trabalho propõe-se a adoção do conceito de “cobertura tecnogênica” para designar os materiais constituintes de áreas submetidas à intervenções antrópicas. Entende-se por cobertura a definição adotada em pedologia que conceitua o solo como “cobertura pedológica” (QUEIROZ NETO, 2000). A proposição do conceito de cobertura tecnogênica se justifica pela necessidade de se diferenciar tais materiais daqueles comumente designados “depósitos tecnogênicos”, uma vez que estes denotam o caráter deposicional. No caso das coberturas tecnogênicas têm-se a formação de
materiais oriundos de superfícies remobilizadas, ao contrário daqueles em que ocorre tão somente a deposição de materiais tecnogênicos.
Os depósitos tecnogênicos propriamente, podem ser classificados de acordo com a gênese, composição, estrutura, forma de ocorrência e ambiente tecnogênico de acordo com a proposta de Classificação Integrada elaborada por Peloggia (1999). Destes parâmetros, destacam-se a gênese e a composição, por serem os mais comumente adotados na caracterização dos depósitos.
Quanto à gênese, Oliveira (1995, p. 233) classifica os depósitos tecnogênicos em três tipos principais: “construídos (aterros, corpos de rejeito etc.); induzidos (assoreamento, aluviões modernos, etc.) e modificados (“depósitos” naturais alterados tecnogenicamente por efluentes, adubos, etc)”. Acerca dos materiais constitutivos, de acordo com proposta de Fanning e Fanning (1989), adaptada por Peloggia (1996), estes podem ser classificados em: materiais úrbicos, que compreendem materiais terrosos com artefatos manufaturados pelo homem moderno (tijolo, plásticos, vidro, asfalto, pregos e outros), materiais gárbicos, que correspondem a detritos ricos em matlria orgânica (como o lixo orgânico), materiais espólicos, que são os materiais terrosos escavados e redepositados, e materiais dragados, que correspondem aos materiais terrosos provenientes de operações de dragagem.
As considerações apontadas permitem a apreciação da complexidade inerente aos produtos das alterações antrópicas, sejam eles formas ou materiais tecnogênicos, em interação com áreas degradadas por processos erosivos. O entendimento acerca dos processos que atuam nessas condições se apresenta como fator imprescindível, considerando-se a necessidade de se planejar ações de caráter corretivo visando a recuperação de tais áreas.
3.4 Drenagem urbana e controle de erosão
necessário para que o escoamento superficial alcance o curso d’água; o aumento da frequência e magnitude dos alagamentos; dentre outros efeitos.
De acordo com Tucci (2000) muitos dos problemas de drenagem urbana estão associados a uma mentalidade tradicionalista em relação ao controle das águas de escoamento, no qual se prioriza seu rápido escoamento. Segundo o autor, a impermeabilização generalizada do meio urbano associada a canalização de corpos hídricos e a implantação das redes de galerias pluviais têm contribuído para a ocorrência de “inundações mais rápidas, frequentes e de maior magnitude (da ordem de 6 vezes) em diferentes pontos das cidades”. De acordo com o citado autor um projeto de drenagem que leve em consideração essa problemática l o que busca manter “as vazões máximas iguais ou menores as das condições naturais”, fato que pode ser obtido designando-se nos planos de loteamentos áreas permeáveis, a fim de permitir a manutenção da infiltração, reduzindo com isso o volume do escoamento (TUCCI, 2000, p. 499)
As áreas que possuem como característica a fragilidade ambiental, expressa na suscetibilidade ao desencadeamento de processos erosivos, requerem atenção especial quando da projeção de obras de microdrenagem. Assim, cabe ressaltar que os aspectos geotlcnicos estão entre aqueles cujo levantamento l imprescindível para a concepção de tais obras, conforme apontado no Manual de Projeto de Drenagem Urbana, segundo o qual investigações geotlcnicas “deverão ser efetuadas quando houver possibilidade de ruptura de determinados materiais. Cálculos estruturais deverão ser efetuados sempre que seja necessário verificar as condições de resistência de um determinado tipo de material” (CETESB, 1980, p. 217). De igual modo tais características devem nortear a escolha dos materiais e estruturas mais adequados, conforme consta no mesmo manual:
As galerias de águas pluviais deverão ser construídas com materiais adequados e aceitos pelas entidades contratantes, assim como satisfazer os requisitos indicados neste manual [...] Quando houver tipos distintos de materiais que sejam aceitáveis, l necessário efetuar verificações hidráulicas, para decidir qual pode melhor atender às condições de projeto. (CETESB, 1980, p. 217).
assentamento das galerias de águas pluviais, não apresentando, contudo, maior detalhamento acerca de quais os procedimentos para situações específicas de fragilidade ambiental.
Tais considerações reforçam a premissa de que o conhecimento dos atributos pedológicos/geomorfológicos e geotlcnicos constitui-se fundamental tanto para a projeção de estruturas hidráulicas como para sua implantação. Uma vez que o controle do escoamento pluvial consiste em ação preventiva à erosão, convlm que os equipamentos de microdrenagem sejam projetados em consonância com as características físicas das áreas suscetíveis ao desencadeamento erosivo.
No que concerne ao controle da erosão podem ser elencados diversos trabalhos na bibliografia nacional e estrangeira contendo orientações tlcnicas e sugestões de equipamentos a serem utilizados para essa finalidade. Destacam-se os trabalhos de Fendrich et al (1997), Araújo et al (2008), Morgan e Rickson (1995), Pereira (2006), Mathias (2011) entre outros. Outra contribuição importante l dada pelo manual para controle de erosão desenvolvido por DAEE (1989). De maneira geral tais bibliografias apontam a necessidade da adoção de um conjunto de tlcnicas específicas para cada caso. Assim, tem-se que as premissas básicas para o controle da erosão envolvem:
a) Disciplinamento da água do escoamento superficial;
b) Disciplinamento do fluxo subsuperficial; c) Contenção de taludes e encostas;
d) Recomposição vegetacional.
As tlcnicas para controle da erosão apontadas podem ser elencadas em duas categorias: preventiva e corretiva. Assim, são indicadas desde medidas de caráter mecânico, edáfico e biológico visando à conservação dos solos (as quais são comumente empregadas em áreas rurais) atl as que contemplam obras de engenharia convencional, essenciais para a contenção de processos erosivos lineares, sobretudo no contexto das áreas urbanas e periurbanas. Igualmente relevantes são as tlcnicas de engenharia natural por se constituírem medidas de baixo custo que permitem a inserção da recomposição vegetacional de forma integrada. São tamblm de importância fundamental as ações visando tal recomposição, as quais são norteadas pela escolha das esplcies vegetacionais mais adequadas às características ambientais de cada área.
É relevante destacar que as ações de caráter corretivo são norteadas pelo conceito de
de modo a que as condições ambientais acabem-se situando próximas às condições anteriores
à intervenção” (BOX, 1976; ABNT apud BITAR; BRAGA, 1995). A recuperação de uma área
degradada, portanto, consiste em uma ação que objetiva devolver ao local o equilíbrio e a estabilidade dos processos ali atuantes anteriormente.
3.5 Técnicas experimentais em geomorfologia
Tendo como premissa metodológica que o comportamento das variáveis-chave em um dado sistema geomorfológico constitui informação primordial à análise da dinâmica processual, os procedimentos para a aquisição de dados assumem importância significativa. A escolha de quais procedimentos servirão a uma determinada análise l pautada nos objetivos do trabalho e nas hipóteses que norteiam sua concatenação. Nesse sentido, as tlcnicas de mensuração, sendo ou não experimentais, constituem instrumental indispensável que, integrados a outros procedimentos, irão fornecer os meios para a análise dos fenômenos.
Em se tratando de sistemas ambientais, identifica-se uma ampla variedade de atributos do meio físico em mútua interação, compondo “uma rede de processos cuja estrutura e dinâmica estão vinculadas a extensas cadeias de correlações entre variáveis” (COLANGELO, 1997, p. 51). À complexidade inerente de tais sistemas l somada a atuação antrópica, fato que exige a aplicação de uma abordagem mais ampla, uma vez que as variáveis do meio físico se revestem do controle exercido por tal atuação.
A complexidade inerente aos sistemas ambientais antropizados exige uma abordagem interdisciplinar, na qual se deve buscar sob o enfoque de diferentes áreas do conhecimento o aporte procedimental para a mensuração de determinada variável. Nesse sentido, convlm destacar que as tlcnicas tradicionalmente adotadas nos estudos do meio físico provlm de diferentes áreas do conhecimento. Como exemplos podem ser citados os ensaios de resistência dos solos, tipicamente adotados em estudos agronômicos e geotlcnicos. De igual modo, a análise dos atributos pedológicos, tais como a granulometria dos solos, constitui-se procedimento comum tanto à agronomia como à geomorfologia e à pedologia.
interferência, enquanto a experimentação necessariamente recorre ao controle de variáveis ou à interferência nos parâmetros mensurados.
De acordo com Thomaz (2013) a mensuração direta possui caráter descritivo, servindo à caracterização, classificação ou avaliação de determinado parâmetro e l subordinada a um plano de coleta amostral, sendo seus resultados tratados estatisticamente. Já o monitoramento l definido pelo citado autor como sendo “o acompanhamento têmporo-espacial de um conjunto ou de apenas um parâmetro ou variável componente do sistema ambiental” (THOMAZ, 2013, p. 03), sendo útil à avaliação comparativa do parâmetro monitorado mediante tratamento estatístico. A experimentação, por sua vez, constitui um tipo específico de medição no qual “um par de variáveis l testado sob condições de controle ainda que relativo, das demais variáveis envolvidas num determinado processo” (COLANGELO, 1997, p. 51).
No tocante aos estudos ambientais cabe ressaltar a necessidade de um rigor tanto na aquisição como no tratamento dos dados, sobretudo quando objetiva-se o diagnóstico dos processos e, subsequentemente, o prognóstico, cuja finalidade l estimar, a partir da evolução de um dado fenômeno, seu desenvolvimento posterior. A esse respeito convlm apontar que há sempre um fator de erro, seja ele vinculado à falha na leitura, imprecisão do equipamento ou no controle relativo de determinados fatores. De Ploey e Gabriels (1980) consideram ainda a questão da interferência nos resultados produzida pela implantação de dispositivos de mensuração. Para os autores l possível detectar erros casuais em medições sistemáticas comparando-se estatisticamente os valores, fato que presume a execução de repetições. Colangelo (1997, p. 52) aponta que l possível reduzir significativamente o erro total vinculado ao experimento “de forma a patamares que não comprometam o teste das hipóteses iniciais do trabalho e, portanto, a interpretação dos resultados”.
Tamblm l importante ressaltar a escolha adequada de quais parâmetros devem ser mensurados ou submetidos a operações de monitoramento, ou experimentação, assim como a tlcnica mais adequada para se obter os resultados esperados. Gouldie (1981, p. 10) salienta que “a estrutura de uma teoria determinará a definição do objeto ou atributos cuja mensuração l requerida”. Para o autor, a aquisição de dados consistentes com as premissas de um trabalho l conseguida quando os procedimentos de medição seguem um conjunto definido de regras. Tais regras podem já estar bem estabelecidas, como no caso de medições simples de dimensão e peso. Entretanto, quando o ato de medição envolve a aquisição de um dado que deverá ser submetido a tratamento o autor afirma que:
mesmo que a tlcnica seja válida, os erros envolvidos no ato de medição podem significar que os dados não são adequadamente rigorosos para uso em testes estatísticos sofisticados (GOULDIE, 1981, p. 10, tradução nossa2).
Em consonância com a afirmação supracitada, o autor defende a adoção de uma metodologia em que sejam ponderadas quais as operações necessárias, que instrumentos serão utilizados e, de fato, estarão disponíveis para o pesquisador, e em que condições as observações devem ser feitas.
Procedimentos experimentais em geomorfologia envolvem tanto operações em campo como em laboratório. A mensuração de atributos do meio físico, o monitoramento de processos e a implantação de dispositivos experimentais, geram dados que em grande parte servem para alimentar modelos. Nesse sentido, a modelagem assume o caráter de tlcnica de análise de grande valia à interpretação dos processos envolvidos na dinâmica ambiental.
Ao objetivar a elaboração de diagnósticos acerca da dinâmica dos processos geomorfológicos l importante ponderar a respeito das particularidades intrínsecas dos ambientes antropizados. O conjunto de procedimentos experimentais e de mensuração nesse contexto deve ser imbuído de adaptações visando uma interpretação dos resultados fiel aos fenômenos analisados. Assim, este trabalho adota a premissa de que um conjunto de tlcnicas tradicionais da geomorfologia experimental e ciências afins pode se constituir adequado à análise de fenômenos de caráter tecnogênico.
3.6 Modelagem Ambiental e Geoprocessamento
Como instrumento de análise espacial, destaca-se a modelagem de dados ambientais, cujo desenvolvimento se faz requerido no contexto das pesquisas voltadas ao entendimento de fenômenos complexos. Modelos constituem-se basicamente em representações simplificadas da realidade, podendo ser utilizados em diversos campos do conhecimento para diferentes finalidades analíticas (CHRISTOFOLETTI, 1999).
Nas geociências, com destaque para a geomorfologia, l usualmente empregado o termo modelagem ambiental a um conjunto de operações lógicas e pressupostos teóricos que vêm a nortear a investigação sobre fenômenos físicos da superfície terrestre. A modelagem utilizada
como instrumento na geomorfologia aplicada, vêm a se constituir ferramenta essencial ao entendimento dos sistemas ambientais, assim como à predição de cenários associados à evolução dos processos.
Dentre as tipologias de modelos, conceituadas com base na sua estrutura, objetivo e na linguagem empregada, Christofoletti (1999) assinala os modelos cartográficos e espaciais, como sendo relacionados aos sistemas de informação geográfica. Nesse contexto, a modelagem ambiental vêm a compor uma estrutura de dados que permite a simulação de processos ambientais, geralmente tendo como plataforma o suporte computacional (MEIRELLES; ALMEIDA; CÂMARA, 2007).
Pedrosa e Câmara (2004, p. 19), referem-se aos modelos espaciais dinâmicos como aqueles que buscam explicar “a ocorrência de um fenômeno, seu padrão espacial e sua evolução ao longo do tempo” e citam Burrough (1998) que define tais modelos como “uma representação matemática de um processo do mundo real em que uma localização na superfície terrestre muda em resposta a variações nas forças dirigidas” (BURROUGH, apud PEDROSA; CÂMARA, 2004, p. 02). Assim, a modelagem dinâmica de processos físicos ganha escopo como procedimento metodológico, sendo entendida como desdobramento da modelagem ambiental.
Dentre as funções da modelagem, destaca-se a predição de fenômenos, obtida atravls da simulação de cenários. Tal função vêm a servir de instrumento útil ao planejamento, uma vez que permite fornecer tendências e/ou projeções associadas à mudanças no meio, auxiliando na tomada de decisões, tanto a curto como a longo prazo (CHRISTOFOLETTI, 1999).
É necessário frisar que, sendo a modelagem uma aplicação que se dá sobre uma descrição aproximada da realidade, são factíveis a ocorrência de erros, bem como extrapolações. Tal aspecto l comumente referido como um fator de incerteza inerente ao processo de modelagem. De acordo com Longley et al (2013), por mais próxima que a representação seja da realidade, em termos de acurácia e precisão, ela sempre será incompleta dado que a complexidade dos elementos envolvidos (sobretudo no caso das variáveis do sistema físico) impede o tratamento do fenômeno em sua totalidade.
O autor supracitado considera tamblm, como contribuinte à incerteza de um modelo, as distorções cumulativas que ocorrem durante o processo de investigação do fenômeno, estando associadas ao caráter subjetivo com que se dão algumas etapas da pesquisa, conforme ilustra a seguinte visão conceitual da incerteza, (adaptado de LONGLEY et al, 2013):
Meirelles, Almeida e Câmara (2007, p. 35) apontam o fato de que os sistemas ambientais são entidades espaço-temporais sendo, portanto, dinâmicos. Os autores citados consideram que o levantamento de dados l assim “um corte dirigido das condições espaciais e temporais assumidas como vigentes e suficientes para retratar os aspectos ambientais julgados de interesse para a pesquisa em realização”.
No estudo de processos erosivos, diferentes abordagens têm sido feitas, tanto no tocante à modelos matemáticos como à tlcnicas no âmbito do geoprocessamento. Em relação à modelagem matemática destaca-se a Equação Universal de Perda do Solos (EUPS), por constituir-se instrumento de ampla utilização, tanto no Brasil como no exterior. Este modelo oferece uma estimativa da perda de solos induzida pelo fluxo do escoamento superficial, sob o imperativo da “erosão hídrica laminar e em sulcos” (BERTONI; LOMBARDI NETO, 1990).
Nos cálculos da EUPS, são computados cinco fatores que expressam “o efeito combinado de todas as variáveis que influenciam o processo de erosão hídrica” (VALERIANO, 1999), são eles: erosividade, erodibilidade, fator topográfico, uso e manejo e práticas conservacionistas. A espacialização dos fatores da equação vêm a fomentar uma slrie de estudos no âmbito do geoprocessamento, permitindo a obtenção de resultados voltados a diferentes finalidades.
Embora apresentado na presente revisão teórica como um exemplo de modelagem ambiental especificamente voltado ao estudo das perdas de solo por erosão, considera-se que a EUPS não oferece uma predição acurada do desenvolvimento de processos erosivos lineares. Tal fato se deve à própria expressão da equação, que fornece estimativas para a erosão de forma generalizada, considerando sobretudo a distribuição dos fluxos de escoamento em uma dada superfície (área). Pressupõe-se assim que tal mltodo reflete com mais exatidão as respostas do ambiente físico aos processos de erosão laminar. Não pretende-se com a citada afirmação descartar o potencial do modelo para os estudos de erosão, mas evidenciar as limitações do mesmo, em se tratando de processos de maior complexidade, como l o caso da erosão linear.
Ainda no tocante à modelagem ambiental, ganham escopo as tlcnicas de geoprocessamento, que vêm a se constituir um conjunto de tecnologias voltadas à coleta e tratamento de dados espaciais. Os Sistemas de Informação Geográfica (SIG), inserem-se nesse contexto como plataformas de manipulação de dados georreferenciados, servindo de ferramenta à uma slrie de operações analíticas e de modelagem.
e da natureza dos dados. Ganham destaque os modelos para simulação dinâmica de processos físicos, orientados por operações de mapeamento, interpolação e álgebra de mapas, conforme o exposto por Longley et al (2013).
Em se tratando do diagnóstico e predição (prognóstico) da evolução de processos erosivos lineares, as tlcnicas referidas apresentam-se como uma opção que vêm a superar as limitações impostas por mltodos convencionais de análise. A simulação de cenários tendo como resultado produtos cartográficos na forma de mapas que sintetizam, por meio de processos de modelagem, a tendência evolutiva dos fenômenos, pode ser apontada como opção metodológica de grande valia.
Convlm ressaltar que, sendo a dinâmica processual dependente de um complexo conjunto de variáveis, a concepção de um modelo conforme referido será subordinada à uma criteriosa escolha dos parâmetros que servirão de inputs. Tal processo dependerá da aquisição de dados físicos, que podem advir de bases prl-existentes ou constituírem-se de dados primários obtidos atravls de tlcnicas experimentais, de mensuração ou monitoramento (conforme já mencionado).
Por fim, resta citar que um dos aspectos de suma importância no tratamento dos dados espaciais refere-se às tlcnicas geoestatísticas, que compõem um conjunto de procedimentos matemáticos que podem ser desenvolvidos dentro do ambiente SIG. A relevância de tais procedimentos está no fato de que, em se tratando de dados amostrais, como no caso de variáveis físicas quantificadas, sua espacialização l condicionada pelo relacionamento existente entre as amostras. Desse relacionamento podem advir o comportamento de dependência espacial, assim como tendência, que são conceitos geoestatísticos cujo tratamento torna-se imprescindível para a exatidão da modelagem.
As considerações relacionadas ao âmbito da geoestatística, bem como maiores detalhamentos concernentes à ciência da informação geográfica, ou geomática, não cabem no escopo deste trabalho. A exposição dos temas conforme apresentada serve aos propósitos do presente estudo, por referenciar parte dos conceitos abordados ao longo da pesquisa.
4 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
A área escolhida para o presente estudo localiza-se aproximadamente entre 22º 32’ a 22º 33’ S e 47º 52’ a 47º 53’ W, situando-se no rebordo do perímetro urbano do município de São Pedro e englobando as cabeceiras do córrego Tucum, tributário do ribeirão Araquá, o qual se constitui afluente pela margem esquerda do rio Piracicaba. A Figura 1 apresenta o esquema de localização da área de estudo em relação ao Estado de São Paulo e ao município de São Pedro.
Fig. 1 - Localização da área de estudo
Fonte: Elaborado pelo autor.
O posicionamento da área de estudo na porção central do Estado de São Paulo insere-a no contexto geomorfológico da Depressão Periflrica Paulista. Entretanto, cabe assinalar que o município de São Pedro situa-se na área de contato deste compartimento do relevo paulista com o das Cuestas Arenítico-Basálticas, fato que se refletirá em diversos controles estruturais na morfogênese local. A escarpa de cuesta nessa região recebe a denominação de Serra de São Pedro, ou Serra de Itaqueri.
