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APLICAÇÃO DO SENSORIAMENTO REMOTO ORBITAL ATRAVÉS DE ÍNDICES DE VEGETAÇÃO (NDVI) NA ANÁLISE DA VULNERABILIDADE AMBIENTALDEVI-DO A EXTRAÇÃO DE ARGILA NA REGIÃO DO XINGU, ESTADO DO PARÁ.

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JOUR- NAL SYSTEMS

ISSN:2237-2202

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Journal of Hyperspectral Remote Sensing v.12 n.5 (2022) 193-203 www.periodicos.ufpe.br/revistas/jhrs

Journal of Hy- perspectral Remote Sens-

ing

www.ufpe.br/jhr s

Aplicação do sensoriamento remoto orbital através de índices de vegetação (ndvi) na análise da vulnerabilidade ambiental devido a extração de argila na região do Xingu, es-

tado do Pará.

Camila Nascimento Alves*, Marina Nascimento Alves Vieira**

*camilanascimentoalves@gmail.com

**Universidade Federal do Pará

PPGCA - Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais.

e-mail: marinaalvesv@gmail.com

Received 2 February2022; accepted 6 Jun 2022 Abstract

O artigo tem como objetivo analisar a variação do NDVI na planície de inundação do Igarapé Panelas, especialmente nos locais de extração de argila para atividade de olaria, no município de Altamira, região do Xingu, estado do Pará. Detectou-se alterações no NDVI em consequência da degradação pela atividade de mine- ração de argila, entre os anos de 2006 e 2011. No ano de 2006 obteve-se o NDVI com variação entre -0,2183 e 0,5721 e no ano de 2011 os valores encontram-se entre -0,9987 a 0,9986. Nota-se que através do estudo do NDVI houve a recuperação da vegetação a partir do ano de 2011, que coincide com a paralisação da atividade de extração da argila.

Palavras-chave: sensoriamento remoto; NDVI; Extração de argila.

Application of remote sensing through vegetation index (ndvi) and environmental vulne- rability in the xingu region, Pará state.

ABSTRACT

The article aims to analyze the variation of NDVI in the Igarapé Pane-lasfloodplain, especially in the clayextraction sites for potteryactivity, in the municipality of Altamira, Xingu region, state of Pará. NDVI as a result of the degradationby the clay mining activity, between the years 2006 and 2011. In the year 2006, the NDVI wasobtai- nedwith a variationbetween -0.2183 and 0.5721 and in the year 2011 the values are between -0.9987 to 0.9986. It isnotedthatthrough the NDVI study, vegetationwasrecoveredfrom the year 2011, which coincides with the inter- ruption of the clayextractionactivity.

Keywords: remotesensing; NDVI; clay’sextraction.

1.Introdução

Impactos ambientais alteram o meio ambi- ente e são provocados por diversas atividades que impactam nas atividades socioeconômicas, bem- estar e saúde da população, condições de sanitárias e ambientais (Portela; Gomes, 2005).

Compreender os passivos dos processos socioeconômicos na escala do tempo necessita de um estudo da transformação da natureza no decor- rer dos anos e sua influência nos impasses ambien- tais. No presente trabalho foram utilizadas técnicas de sensoriamento remoto (SR) para obtenção de

dados referentes as modificações ocorridas pela ex- tração de minério de argila na planície de inunda- ção do Igarapé Panelas, no município de Altamira- PA. Ademais, são sabidas que qualquer ação explo- ratória ao meio advém impactos de diversas pro- porções, associado as atividades industriais, uma vez que estes danificam o meio como: o solo, as coleções hídricas e a atmosfera (Paz et al., 2015).

O objetivo do presente trabalho é analisar os impactos ambientais oriundos da atividade de extração de argila às margens do Igarapé Panelas utilizando técnicas de sensoriamento remoto, em especial o NDVI.

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2.Referencial teórico

A argila se refere a um elemento de granu- lometria fina e que possui propriedades de um plás- tico quando agregado a uma porção adequada de água, constituída de caulinita/haloisita, illita e montmorilonita. Por meio não só dessa caracterís- tica, este mineral é muito utilizado como matéria prima em diversas cadeias de produção, mas tam- bém por compor de uma fração de menor diâmetro do solo, é ter a capacidade de reter e distribuir água, com isso esse material é inserido no processamento de produtos nas industrias, em especial na área de cerâmica, levando em consideração a construção civil, uma vez que é um setor de grande potencial consumidor de tijolos cerâmicos, em que na sua to- talidade é feito de argila, e diversas outras tecnolo- gias (Holanda; Silva, 2011). A exploração de argi- las é sobretudo comercializada in natura, sua expe- dição ocorre nas lavras ou em pilhas de estocagem, e a seu beneficiamento acontece especialmente em indústrias (Paz et al., 2015).

Esse setor é extenso e diversificado que compreende fatores como matérias primas, propri- edades e o espaço utilizado. São separados cerâ- mica vermelha e branca. A primeira corresponde a produtos com tom de vermelho, muito usado na construção civil, tendo em vista tijolos, telhas, blo- cos entre outros. Já cerâmica branca é mais abran- gente, são os materiais feitos por um corpo de co- loração branca e revestidos de camada vítrea trans- parente e incolor. Em Altamira a cerâmica verme- lha se enquadra no mercado consumido, especial- mente em relação a tijolos furados. No que se re- fere, a sua formação geológica as unidades litoló- gicas são jazidas inconsolidadas, nas áreas aluviais dos rios Panelas e Ambé, em que se relacionam com o seu processo fluvial e tributários. Os depó- sitos se formam não só em leito ativo dos igarapés, constituídos de sedimentos arenosos inconsolida- dos, sujeitos as transformações pela drenagem, como também os de planície aluvionar. Este, além

de constituídos de sedimentos arenosos inconsoli- dados, porém com intercalação de significativas se- ries de argila (LEME ENGENHARIA, [s.d.]).

Porém, conforme é enfatizado nos traba- lhos deMarinho (2012a, 2012b), a manutenção dessa atividade foi prejudicada pela implantação da Hidrelétrica de Belo Monte, cuja construção inun- dou os depósitos de argila usados nas olarias, visto que ocorreu o aumento no nível do rio Xingu, onde esta foi construída, e consequentemente dos igara- pés nos arredores à montante, resultou na retirada desses trabalhadores do local de trabalho com a promessa de realocação em outra área com carac- terísticas similares de disponibilidade do material de acordo com o que é previsto no Plano Básico Ambiental (PBA) do empreendimento.

No município de Altamira a origem da ati- vidade oleira tem como referência a própria forma- ção da cidade, nas primeiras décadas do século XX.

Há carência de estudos sobre a atividade oleira e sobre os impactos de grandes empreendimentos hi- drelétricos sobre a mesma. Trata-se de uma catego- ria social pouco evidenciada no cenário econô- mico, mas que mantem seu espaço produtivo na so- ciedade moderna, tanto na produção de material para construção, quanto na produção de utensílios domésticos e artefatos de decoração (Rocha, 2014).

Na região de Altamira a atividade de olaria era executada nas planícies aluvionares nos rios Ambé e Panelas, em que o método utilizado era o de lavra acompanhadoda moldagem, ambos os pro- cedimentos manuais para a confecção de tijolos.

(LEME ENGENHARIA, [s.d.]). Todavia, devido a construção da usina hidrelétrica de Belo Monte no município obteve como resultado a inatividade da atividade, por consequência da formação do reser- vatório do Xingu. Na Figura 01são ilustradas as an- tigas frentes de lavra da atividade de extração do bem mineral (Costa et al., 2019).

Figura 1:Antigas frentes de lavra de argila na área de estudo: Panelas I – Santa Clara (Ag. 2), Pane- las II – Sindoalta (Ag. 3), Panelas III – Milico I e

II (Ag. 5 e 6).

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Fonte: EIA Belo Monte.

Na figura 01 nota-se que a extração se lo- caliza muito próximo às margens do Igarapé Pane- las, ou seja, na planície de inundação do Igarapé, que está localizado à montante do Rio Xingu.

O Projeto Básico Ambiental, referente a essa usina, identifica novos potenciais de jazidas do mineral na cidade para a retomada das atividades.

Entretanto, os espaços para exploração da argila es- tão sobre a autoridade e propriedade da Norte Ener- gia ou de propriedades particulares, o que torna pri- vatizadas as áreas, que consequentemente gera im- pactos socioeconômicos aos oleiros que perderam sua fonte de renda, como ilustra a figura 2(Rocha et al., 2016).

De acordo com Mechi e Sanches (2010), esse processo de mineração, de modo geral, acar- reta alterações no meio, tais como: desmatamento, assoreamento das coleções hídricas do entorno (por consequência da erosão, devido ao solo estar ex- posto, aliado a supressão da mata ciliar), impactos na qualidade das águas, além da poluição sonora e visual.

A resolução COEMA Nº 162 de 02 de fe- vereiro de 2021 queestabelece “[...] as atividades de impacto ambiental local, para fins de licencia- mento ambiental, de competência dos Municípios no âmbito do Estado do Pará, e dá outras providên- cias”, no seu anexo I dispõe sobre os 153 tipos de danos ambientais em loco, aliado aos limites com- preendidos pelo tamanho dos empreendimentos, no que se refere a pesquisa, lavra e beneficiamento mi- neral, sobretudo de argila dentro de coleções hídri- cas, caracterizada pelo seu potencial de poluidor/

degradador III e a exploração desta também fora dos corpos de água, em consonância com seu bene- ficiamento, e potencial de degradação e poluição III.

Com efeito, a Resolução CONAMA nº 01/1986 define impacto ambiental como:

Qualquer alteração das propriedades físicas, químicas e biológicas do meio ambiente, causada por qualquer forma de matéria ou energia re- sultante das atividades humanas que direta ou indiretamente afetam a saúde, a segurança e o bem-estar da população;

as atividades sociais e econômicas; a biota; as condições estéticas e sa- nitárias do meio ambi- ente e a qualidade dos recursos ambientais.

(CONAMA, 1986) Para análises dos impactos relacionados a cobertura vegetal dos solos, foram utilizadas ima- gens do satélite Landsat 5. A série Landsat surgiu na década de 60, devido a necessidade de se obter informações dos recursos naturais terrestre, em que foi instituído pela Agência Espacial Americana. O primeiro sensor foi lançado em 1972 e nomeado de Landsat-1, carregando dois equipamentos consigo as câmeras RBV (ReturnBeamVidicon) e MSS (Multispectral Scanner System). Da mesma forma

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com o Landsat 2 e 3, estes experimentais. O

Landsat 4 entrou em operação em 1982, com o MSS, aliado ao sensor TM (Thematic Mapper), com intuito de dar apoio às pesquisas de vários campos ambientais. Após dois anos o Landsat-5 entra em órbita com as mesmas propriedades do L4 (Ferreira, 2020).

A câmera MSS foi idealizada com a banda 8 termal, os demais foram projetados com 4 canais dispostos nas regiões do visível e infravermelho próximo. O sensor TM possui 7 bandas na área do visível, infravermelho próximo e de Resolução Es- pectral (0.76 - 0.90 µm), médio (1.55 - 1.75 µm) e termal (10.4 - 12.5 µm), e Resolução Espacial 30m, 120m e 30m respectivamente. Com Resolução Temporal de 16 dias, Área Imageada de 185km e Resposta Radiométrica de 8 bits. Foi essencial em dar subsídios em mapas temáticos relacionados ao meio ambiente. Ademais, o sensor ETM+ foi seu sucessor, em que manteve iguais propriedades com a mesma eficiência, e contribui ainda mais, visto que ampliou sua acurácia e melhorou a resolução espacial da banda 6 (infravermelho termal) para 60 metros, e possibilitou a pancromática e gera com- postos em cores com 15m de resolução (EM- BRAPA, 2020).

Nessa perspectiva, como se pode perceber, o sensoriamento remoto é de suma importância no que diz respeito a essa temática, visto que dispõe de resultados, estudos e gerenciamento do meio fí- sico terrestre, além de transmitir informações dis- tintas por meio de imagens de satélites e radar, ali- ado a fotográficas aéreas que contribuem para os sistemas de informações geográficas (SIGs), com capacidade de armazenamento e funções de anali- sar e localizar dados. Para mais, realizar o mapa do uso do solo e da vegetação é essencial para a orga- nização do meio e suas transformações, em que for- necem bases para a ocupação territorial e evidencia os impactos das atividades antrópicas realizadas ao meio ambiente e a evolução temporal das respostas ambientais (Kuriyama, 2009).

O índice de vegetação (IV) são dimensões radiométricas adimensionais constituídas devido modificações matemáticas, com características multiespectrais dos satélites, em que busca investi- gar os aspectos espectrais da vegetação – folhas e demais elementos fotossintéticos ativos – em espe- cial nas áreas do visível e do infravermelho perto do espectro eletromagnético. Seu processo é anta- gônico da reflectância da flora, onde se pretenda informar a abundância relativa e a cobertura da ve- getação. Para esse método se pode frisar o Índice de Vegetação da Diferença Normalizada (NDVI), amplamente utilizado para a caracterização do

índice de área foliar (IAF), associado a biomassa vegetal (Berger et al., 2019).

Nesse sentido, um parecer dos impactos ambientais na área da mineração é imprescindível para os órgãos ambientais, visto que essa prática se não executada de maneira correta pode ocorrer vá- rios danos ao meio ambiente, no solo, nas águas su- perficiais e subterrâneas, ademais pode causar transtornos a comunidade que vive próxima dessas áreas (Prado; Lima, 2021).

Para Regensburger (2004), a mineração a céu aberto pode ocasionar aniquilamento completo da área de jazidas e das áreas usadas para depósito de estéril e bacias de rejeitos. Esses impactos po- dem provocar alterações tanto na água como no solo, subsolo, ar e paisagem, ocorrendo um dese- quilíbrio dos ecossistemas daquelas áreas, nas quais toda a população é afetada, pois, as terras es- tarão modificadas para sempre. O autor comple- menta ao inferir que nesse processo de mineração, esses impactos diretos e indiretos alteram as pro- priedades físico-químicas e biológicas do meio e tem como resultado um forte impacto visual em re- lação à morte das comunidades de espécies de fauna e flora, desestruturação da superfície terres- tre, mudanças no relevo pela alteração topográfica, perda de matéria orgânica e maior amplitude tér- mica. Além disso, pode haver condições muito fa- voráveis para a formação de camadas compactadas no solo em decorrência do intenso movimento de máquinas.

Por motivos da extração de argila e os resí- duos oriundos da mesma, altera-se todo o relevo da área, transformando numa série de outras transfor- mações indiretas como na morfologia presente, que envolvem mudanças de direção de fluxos de igara- pés, rios presentes naquelas áreas, fazendo com o que estes ambientes sejam dominados pelos feitos erosivos e se transformem em ambientes de depo- sição (Mello et al., 2017).

Entre outros impactos diretos, pode-se in- cluir a mudança na ciclagem de nutrientes, bio- massa, diversidade de espécies, mutabilidade dos ecossistemas, alterando o nível do lençol freático e na disponibilidade de água. A perturbação na topo- grafia da área pode ocasionar mudanças na direção do curso da água de escoamento superficial, provo- cando a erosão daquela área e a indisponibilidade de água. No caso da argila também pode ocorrer contaminação química do solo por vazamento e derramamento de óleos e graxas das máquinas que operam no local, ficando a utilização da área com- prometida para as futuras gerações (Regensburger, 2004).

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Figura 2:Levantamento dos depósitos de argila na região do Igarapé Panelas realizado no EIA Belo Monte.

Fonte: EIA Belo Monte

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A atividade mineradora de argila a céu

aberto em geral, pode provocar alterações no meio ambiente, como: assoreamento dos corpos d’água do entorno pela exposição do solo removido a pro- cessos erosivos, supressão de vegetação ou impe- dimento de sua regeneração comprometimento da qualidade das águas dos rios e reservatórios em

razão da turbidez provocada pelos sedimentos finos em suspensão, instabilidade das margens dos rios e supressão das matas ciliares pelo rebaixamento de calha de rios com a lavra; e impactos associados a ruídos, sobre pressão acústica e vibrações no solo associados à operação de equipamentos (Paz et al., 2015).

Área de estudo

A área de estudo escolhida é localizada próxima às margens do Igarapé Panelas, afluente do rio Xingu, com acesso pela Av. Tancredo Ne- ves, 3°14’19’’S, 52°14’15’’W, na sede do municí- pio de Altamira-PA, onde havia uma pequena ocu- pação de pessoas que viviam da extração de argila antes da implantação da UHE Belo Monte na re- gião, conforme mostra a Figuras 3.

O município de Altamira foi fundado em 1911 e está localizado na mesorregião Sudoeste Pa- raense e a microrregião Altamira. Sendo, limítrofe ao estado do Mato Grosso e mais 10 municípios, fazendo em sua maior extensão limite com São Fé- lix do Xingu e Novo Progresso. Sua área abrange 159.533,255 km², que abriga 99.075 habitantes, dos quais 85% estão na área urbana e 15%, na área rural (Rodrigues et al., 2020).

As características climáticas do Município não diferem muito das de sua região. A temperatura do ar é sempre elevada, com média térmica anual de 25,6°C e mínima de 22,5°C. A umidade relativa apresenta valores acima de 80% em quase todos os

meses do ano. A pluviosidade se aproxima dos 2.000 mm anuais, entretanto, é um tanto irregular durante o ano. A estação chuvosa coincide com os meses de dezembro a junho, e a menos chuvosa de julho a novembro (Franco et al., 2018). A vegeta- ção predominante na região é a floresta ombrófila aberta submontana com cipós, floresta com palmei- ras e floresta densa submontana com dossel emer- gente. Logo, é representada por vegetação secun- dária, reflorestamento, pastagens e plantações agrí- colas (Parry et al., 2012).

O relevo é um dos fatores de formação dos solos de Altamira que, de modo geral, apresenta-se de plano em forma de tabuleiro na sua parte mais próxima do Rio Xingu, seu principal rio, passando a suave ondulado à medida que se afasta do seu leito; na propriedade apresenta topografia plana e suave ondulada. Os solos do município apresentam na sua maior parte pelo Latossolo Amarelo distró- fico, com várias associações, chegando até o Latos- solo Vermelho, na área da propriedade apresenta sua maior parte o Latossolo Vermelho com textura arenosa (Falesi et al., 1967). Essas características, contribuíram para implementação da lavra de argila na região de estudo.

Figura 3:Mapa de localização da antiga área de exploração de argila, às margens do Igarapé Panelas em junho de 2020

.

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199 3.Metodologia

Este trabalho consistiu em uma pes- quisa composta de duas fases. A primeira fase se restringiu à busca pelo conteúdo do- cumental existente, para fins de consulta e melhor entendimento do tema abordado nesta investigação. Para isso, foi realizada pesquisa bibliográfica on-line em artigos, monografias, livros, revistas e demais docu- mentos públicos disponibilizados na inter- net, e posteriormente realizada a análise por

meio de sensoriamento remoto com o sof- tware QGIS e imagens de satélite.

Para efeito de comparação da varia- ção temporal da cobertura vegetal, alterada em consequência da degradação pela ativi- dade de mineração de argila, nos anos de 2006 e 2011, localizada na sede do municí- pio de Altamira-PA, AV. João Paulo II, 3°14’19’’S, 52°14’15’’W (representado na Figura 4), foi realizado o NDVI (Índice de Vegetação por Diferença Normalizada) através de processamento de imagens de sa- télite no programa QGIS.

Figura 4:Mapa de identificação da área de estudo.

As imagens processadas no QGIS foram disponibilizadas pelo Serviço Geológico dos Esta- dos Unidos e provenientes do Satélite Landsat-5, bandas 3 e 4 (vermelho e infravermelho aproxi- mado - NIR).

Para o processamento das imagens no QGIS, primeiramente foi realizada a projeção das imagens no sentido do hemisfério sul na zona de interesse, neste caso, zona 21S. Feito isso, foi efe- tuado o cálculo da conversão de radiância para re- fletância planetária no topo da atmosfera, utili- zando os dados fornecidos junto às imagens, por meio da seguinte fórmula:

ρ'λ=((Mp.Qcal)+Ap)/θsen

Sendo:

ρ'λ= Refletância do topo da atmosfera;

Mp = Parâmetro do metadado “REFLEC- TANCE_MULT_BAND_X” onde o X é o número da banda;

Qcal =Número digitado de cada pixel (DN), ou seja, própria banda;

Ap = Parâmetro do metadado “RADI- ANCE_ADD_BAND_X” onde o X é o número da banda;

θsen = Ângulo de elevação do solo.

Após isso, se deu início a elaboração do ín- dice NDVI através de cálculos com duas imagens da banda (B3 e B4) do ano de 2006 e outras duas

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(B3 e B4) para o ano de 2011 da área estudada, por

meio da formula a seguir:

NDVI=(NIR-Red)/(NIR+Red) Sendo:

NDVI = Índice de Vegetação por Dife- rença Normalizada;

NIR = Banda do infravermelho aproxi- mada;

Red = Banda do vermelho.

Por fim, os resultados do processamento das imagens foram destacados em cores imagina- rias (gradiente de cores RdYIGn) em um intervalo de 5 classes (vermelho, amarelo, laranja, verde claro e verde escuro), com o propósito de facilitar a compreensão e análise dos dados representados, e em seguida, convertidas em um “novo layout de impressão”, ou seja, mapas (conforme as Figuras 5 e 6).

4.Resultados e discussões

A concepção do índice de vegetação tem sua estrutura no comportamento contrário da refle- tância da vegetação na banda do visível, o que quer dizer, quanto mais elevada a densidade vegetal, menor refletância da luz por consequência de sua absorção para atividade fotossintética, então, quanto menor densidade, maior será a refletância, este índice é dado em ND (Números Digitais). Os valores dos ND oscilam de 0 a 1, de modo que, quanto mais próximo de 0, representa área de ve- getação flagelada, bem como, os valores mais pró- ximos de 1, retratam uma vegetação com maior vi- gor (BORATTO; GOMIDE, 2013).

Por meio da execução do NDVI, para o ano de 2006 (Figura 5), os valores de ND apontam va- riação de -0,2183 e 0,5721, enquanto, no ano de 2011 (Figura 6), oscilam de -0,9987 a 0,9986 evi- denciando vegetação bem mais densa.

Visto isso, foi possível tomar considera- ções relevantes de mudanças temporais entre os anos de 2006 e 2011. Levando em conta o aumento da biomassa na área até o ano de 2011, é evidente a capacidade degradante da atividade artesanal de oleiros, que vinha ocorrendo. Até o ano de 2006 a área havia perdido alto potencial de cobertura ve- getal deixando o solo mais exposto.

Figura 5:Imagem de satélite processada do ano de 2006.

.

Outro fator que sofreu mudanças signi- ficativas foi a redução de lagoas geradas pela

extração de argila, provavelmente em função de lixiviação, processos erosivos e avanço de

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gramíneas. Além disso, compreende-se que o

fim da atuação de oleiros possibilitou a

cobertura vegetal natural e consequentemente o aumento da proteção do solo (Figura 6).

Figura 6:Imagem de satélite processada do ano de 2011 .

5.Conclusão

Diante desta pesquisa, voltada para obser- vação temporal dos impactos da extração de argila artesanal através do processamento e análises das imagens (2006 e 2011) do satélite Landsat-5, foi possível concluir que, a extração de argila possibi- lita elevada supressão da vegetação local, redu- zindo a cobertura superficial do solo o deixando ex- posto. Bem como, o fim desta atividade proporcio- nou o tempo necessária para sua recuperação par- cial, logo, entende-se que, a natureza possui capa- cidade de recuperação do meio afetada por tal ati- vidade antrópica, entretanto, o tempo necessário para sua recuperação não seria a curto prazo e não

traria os ecossistemas afetados em sua total pleni- tude precedente aos impactos.

Neste contexto, percebe-se a importância do software livre QGIS, além de, imagens de sen- sores disponíveis gratuitamente em sites específi- cos, como o site do Serviço Geológico dos Estados Unidos, que possibilitou o acesso as imagens traba- lhadas para o desenvolvimento da presente pes- quisa, e se fosse a proposta desta abordagem, con- tribuiria também na identificação e localização de olarias irregulares do município de Altamira-PA e redondezas para o monitoramento e controle ambi- ental.

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Referências

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