UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIÊNCIAS HUMANAS LETRAS E ARTES
DEPARTAMENTO DE GEOGRAFIA
EMANOEL WEMERSON MEDEIROS DA SILVA
ÍNDICE SIMPLES DE ALAGAMENTOS – ISA
NATAL Maio, 2019
EMANOEL WEMERSON MEDEIROS DA SILVA
ÍNDICE SIMPLES DE ALAGAMENTOS
Monografia apresentada ao curso de Geografia da Universidade Federal do Rio Grande do Norte como requisito à obtenção do título de bacharel em Geografia
Orientador: Prof. Dr. Fernando Moreira da Silva
NATAL 2019
TERMO DE APROVAÇÃO
EMANOEL WEMERSON MEDEIROS DA SILVA
Monografia apresentada ao curso de Geografia da Universidade Federal do Rio Grande do Norte como requisito a obtenção do título de Bacharel em Geografia pela seguinte banca examinadora:
____________________________________________ Prof. Dr. Fernando Moreira da Silva
Orientador. Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciências Humanas Letras e Artes
Departamento de Geografia
___________________________________________ Prof. Dr.Sebastião Milton Pinheiro Da Silva
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciências Humanas Letras e Artes Departamento de Geografia
___________________________________________ Prof. Dr.Orgival Bezerra Da Nobrega Junior
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciências Humanas Letras e Artes Departamento de Geografia
NATAL 2019
AGRADECIMENTOS
Em primeiro lugar agradeço a Deus, e a Nossa senhora que estiveram sempre comigo me protegendo e guiando.
Aos meus Pais, Benedita Medeiros e José Batista, pelo apoio incondicional que tive ao longo desses anos. Sou grato pelos conselhos, palavras amigas e por cada momento que tive ao lado de vocês. Sei que não foi fácil para ninguém, porém se eu cheguei aqui só foi possível pela família que tenho.
A minha Avó Maria das Dores, que durante a sua vida me ensinou que as dificuldades se superam com um sorriso, perseverança e generosidade.
Aos meus irmãos, Wendell Batista, Beatriz Medeiros e Willamy Medeiros, por sempre me apoiaram a seguir em frente, independente do momento e da situação.
A minha companheira Thais Vieira, que possui um coração enorme, pelo seu amor, cumplicidade e amizade ao longo de todos esses anos. Por fim, não há palavras que possa descrever o que sinto por ti.
A Fernando Moreira da Silva, agradeço pelas orientações, conselhos e paciência ao longo de toda graduação.
Aos meus amigos Lucas Soares, Matheus Fortunato e Richerlida Helena, pela amizade sincera e leal de todos esses anos.
Aos amigos, Carlos Pitter, Gabriel Silva e Erick Albuquerque, pelos conselhos, caronas e momentos de descontração.
Aos rapazes Adalfran Herbet, Anderson Flavio e Nailah Olinto, pela ajuda na elaboração deste e de muitos outros trabalhos.
A todo departamento do Curso de Geografia, professores e servidores, pela atenção e gentileza que sempre fui tratado.
A todos que contribuíram com o meu crescimento pessoal e acadêmico, durante quatro anos de graduação.
LISTA DE FIGURAS
Figura 01 – Mapa da Divisão Administrativa da Cidade do Natal/RN ... 20
Figura 02 – Gráfico: Crescimento da População na Cidade Do Natal – RN ... 21
Figura 03 – Climograma Segundo Gaussen da Cidade De Natal – RN ... 24
Figura 03: Mapa Geomorfológico da Cidade do Natal ... 26
Figura 04: Voçoroca no Bairro Planalto, Natal – RN ... 28
Figura 05: Modelo Conceitual da Precipitação Interceptada pela Vegetação ... 29
Figura 06: Tabela Intensidade da Precipitação no Período de 24h Ocorrido na Cidade Do Natal – RN nos Anos de 1960 à 2018. ... 30
Figura 07 – Rua Guanabara, Mãe Luíza, Natal/RN ... 31
Figura 08: Casas Alagadas no Bairro Dix-Sept Rosado ... 32
Figura 09: Alagamento na Rua Germino Benigno no Bairro Nossa Senhora da Apresentação ... 33
Figura 10 – Precipitações Ocorridas Acima de 80 mm Diários Entre os Anos de 1960 – 2010, Na Cidade do Natal – RN ... 34
Figura 11: Fluxograma do Método Aplicada no Trabalho. ... 43
Figura 12: Tabela das Estações Climatológicas dos Municípios Utilizados no RN. ... 46
Figura 13: Quadro com as Localidades da Atividade de Campo ... 46
Figura 14: Mapa do Modelo Digital de Elevação – MDE ... 49
Figura 15: Mapa de Índice de Diferença Normalizada da Água – NDWI ... 51
Figura 16 – Mapa da Precipitação na Cidade do Natal – RN ... 53
Figura 18: Av. Moema Tinoco da Cunha, Lagoa Azul ... 56
Figura 19: Av. Moema Tinoco da Cunha, Lagoa Azul ... 57
Figura 20: Av. Moema Tinoco da Cunha, Lagoa Azul ... 58
Figura 21: Av. Maranguape, Nossa Senhora da Apresentação ... 59
LISTA DE SIGLAS
CCMs - Complexos Convectivos de Mesoescalas CPRM - Serviço Geológico do Brasil
EMBRAPA - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária ENOS - El Niño Oscilação Sul
IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IDH - Índice de Desenvolvimento Humano
INMET - Instituto Nacional de Meteorologia ISA - Índice Simples de Alagamentos
LDNSB - Diretrizes Nacionais para o Saneamento Básico LI - Linhas de Instabilidade
MDE – Modelo Digital de Elevação MDT - Modelo Digital de Terreno
NDWI - de Índice de Diferença Normatizada de Água NEB - Nordeste do Brasil
RN - Rio Grande do Norte
SIG - Sistema de Informação Geográfica SR - Sensoriamento Remoto
UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte
UNDRO - Gabinete do Coordenador das Nações Unidas para o Combate às Catástrofes USGS - Serviço Geológico dos Estados Unidos
VCAN - Vórtices Ciclônicos de Altos Níveis ZCIT - Zona de Convergência Intertropical
SUMÁRIO INTRODUÇÃO ... 12 OBJETIVOS ... 15 Geral ... 15 Específicos ... 15 1. REVISÃO DE LITERATURA ... 16
2. CARACTERIZAÇÃO GEOGRÁFICA DA ÁREA DE ESTUDO ... 19
3. ASPECTOS FÍSICOS ... 22
3.1 Zona de Convergência Intertropical ... 22
3.2 Ondas de Leste ... 22
3.3 Vórtice Ciclônico de Altos Níveis ... 22
3.4 Complexo Convectivo de Mesoescala ... 23
3.5 Linhas de Instabilidade ... 23
3.6 Brisa Marítima e Brisa Terrestre... 23
3.7 Climograma de Gaussen para cidade de Natal/RN ... 24
3.8 Relevo ... 25
3.9 Solos ... 27
3.10 Vegetação ... 29
3.11 Eventos de chuvas extremas ... 30
4. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... 35
4.2 Clima em Centros Urbanos ... 36
4.3 Problemas climáticos e físicos em centros urbanos ... 37
4.4 Alagamentos ... 38
4.5 Uso de Geotecnologia ... 40
5. MATERIAL E MÉTODOS ... 42
5.1 Radiância espectral ... 44
5.2 Correção Atmosférica ... 44
5.3 Emissividade e Índice de Água Diferença Normalizada ... 45
5.4 O MODELO PROPOSTO: ... 47
ÍNDICE SIMPLES DE ALAGAMENTOS - ISA ... 47
6. RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 48
6.1 Modelo Digital de Elevação – MDE ... 48
6.2 Índice de Diferença Normalizada da Água – NDWI ... 50
6.3 Precipitação ... 52
6.4 Índice Simples de Alagamentos – ISA ... 54
7. CONCLUSÃO ... 64
RESUMO
Eventos como alagamentos e inundações estão em destaque no Nordeste do Brasil, perdendo somente para a seca. Em cidades litorâneas onde os volumes pluviométricos geralmente são superiores em comparação com o interior, tais fenômenos ganham conotação. Na cidade do Natal/RN as precipitações intensas são comuns durante os meses de março a junho, causando transtornos aos citadinos. Pesquisas utilizando modelagem hídrica estão ganhando espaço no meio acadêmico, porém, em relação a capital do Rio Grande do Norte ainda são poucos, para atender a enorme demanda de temas que a cidade possui.Assim, esse trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um modelo indicativo de áreas propícias a alagamento na cidade, denominado Índice Simples de Alagamentos-ISA. Fez-se uso de dados espectrais e técnicas de geoprocessamento. Os resultados mostraram que o modelo proposto mostrou áreas e pontos com susceptibilidades a alagamentos e pode ser utilizado em diversas regiões, com diferentes características. O modelo proposto Índice Simples de Alagamentos (ISA), por ser simples e fácil de manusear, além de fazer uso de informações obtidas livremente na internet, apresentou resultados satisfatórios com otimização de um indicativo de áreas propícias à de alagamentos, podendo auxiliar em modelos de gestão administrativa no que tange ao monitoramento de situações extremas de alagamentos.
Palavras-chaves: Hidrologia Urbana, Modelo Hidrológico, Geoprocessamento, Cliamtologia Urbana
ABSTRACT
Flood events and inundation are highlighted in Brazil’s northeast, second only to drought. In coastal cities where the rain index is usually higher compared to the countryside, these phenomena gain connotation. In the city of Natal/RN, the intense precipitations are common during the months from March to June, causing inconvenience to the citizens. Research using water modeling is gaining space in the academic environment, however, in relation to the capital of Rio Grande do Norte is not enough to meet high demand of themes that the city has. Therefore, this paper aims to the development of an indicative model of propitious zones for inundation in the city, denominated Índice Simples de Alagamentos - ISA. It was made an use of spectral data and technical of geoprocessing. The results show that the proposed model showed zones and points with sensitivities to overflow and it can be used in various regions, with diverse traits. The proposed model Índice Simples de Alagamentos
(ISA), can be simple and easy to handle, besides making use of informations given freely by the internet, it presented fulfilling results with optimization of an indicative of propitious zones for inundation, being able to assist in models of administrative management in regard to the monitoring of extreme situations of inundation.
INTRODUÇÃO
Eventos como alagamentos, inundações estão em destaque no Nordeste do Brasil, perdendo somente para a seca. Em cidades litorâneas onde o volume pluviométrico é superior a 1000 mm, são a causa de maiores transtornos dos centros urbanos. Na cidade do Natal/RN eventos de precipitações intensas são comuns durantes os meses de março a junho, causando transtornos aos citadinos. Pesquisas utilizando modelagem hídrica estão ganhando espaço no meio acadêmico, porém em relação a capital do Rio Grande do Norte, ainda são poucos, para atender a enorme demanda de temas que a cidade possui.
O trabalho foi dividido em sete partes interligadas para a compreensão dos aspectos complexos da Capital do Rio Grande do Norte. No primeiro momento é proposto uma revisão de literatura, buscando abordar autores que trabalharam com a temática de hidrologia urbana, alagamentos e inundações em diversos locais do país. No segundo momento se fez necessário a caracterização geográfica, abordando pontos, como demografia, Índice de desenvolvimento humano (IDH), divisões administrativas, bairros entre outros.
A terceira parte, buscou uma caracterização dos sistemas climáticos atuantes na Cidade, enfatizando os principais causadores de precipitações durante os anos. Sequencialmente foi abordados autores que trabalharam com a temática do clima em centros urbanos em seus trabalhos, essa fundamentação teórica foi elaborado para a discussão de termos como, tempo, clima, risco, vulnerabilidade entre outros. Além de discutir o uso da geotecnologia nos trabalhos aplicado a Geografia e a questão ambiental.
Nos materiais e métodos foi mostrado como os dados foram adquiridos, e como foi realizado o trabalho de adequação, principalmente nas imagens de satélite. Adjunto com a atividade de campo que serviu para aferir o resultado do produto final que no caso o mapa de Índice Simples de Alagamentos. Por fim, a apresentação do modelo proposto, no caso o Índice Simples de Alagamentos e as conclusões geradas a partir do produto final.
Utilizando a cidade do Natal/RN como recorte, foi realizado uma série de mapeamentos físicos, visando caracterizar o local de estudo, diante das suas particularidades. Os mapeamentos de geológicos, geomorfológicos e pedológicos, mostram que o tipo de solo do município não é susceptível a alagamentos, porém o processo de antropomorfizarão junto com a falta de planejamento dos gestores do município são fatores primordiais para entender o fenômeno dos alagamentos.
O trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um método indicativo de áreas propícias a alagamento na cidade, utilizando técnicas de geoprocessamento, como forma de
gerar dados e hipóteses, facilitando a tomada de decisões do gestor público ou entidades interessadas.
OBJETIVOS
Geral
Desenvolvimento de um modelo indicativo de áreas propícias a alagamentos na cidade de Natal/RN, que seja simples e fácil de manusear, utilizando técnicas de geoprocessamento.
Específicos
Caracterização Física e Climatológica, com base nos processos e sistemas na cidade do Natal;
Trabalhar a formulação de um índice que possa ser utilizado pela população junto com o poder público, visando a atenuação de áreas de alagamentos no município.
1. REVISÃO DE LITERATURA
Ultimamente artigos, teses e dissertações estão cada vez mais se utilizando de técnicas de sensoriamento remoto nas análises dos seus trabalhos. Aplicações como análise de drenagem urbana, simulações de inundações e alagamentos, e até manejo de bacia estão entre as áreas de destaque, neste campo recente.
Os trabalhos acontecem em todo país, sejam teses, dissertações e artigos, que buscam caracterizar e analisar, condições ambientais com o geoprocessamento de dados. Um dos principais autores a debater sobre o clima em ambientes urbanos foi Carlos Augusto Figueiredo Monteiro, que em sua tese de 1976, intitulada de Teoria e Clima Urbano que discutiu diferentes concepções sobre o clima em centros urbanos.
Trabalhos como Góes e Cirilo (2011) que a partir de dados do sistema hidrológico urbano da região metropolitana do Recife, buscou uma melhor representação da bacia hidrográfica, visando facilitar na resolução de problemas do espaço urbano. Utilizando de imagem de radar, dados sobre topografia para localizar áreas de variáveis de afluência, o trabalho Bressiani, Schmidt e Pereira (2018), traz na elaboração do trabalho a identificação de áreas de inundações no município de Uberlândia – SP.
Lou (2010), com base no MODCEL – Modelo de Células de Escoamento, realizou a simulação em diversos ponto de vista, cenários hidrológicos para caracterizar a bacia do rio Rio Piabanha. Como consequência da análise, realizou um recorte para então compreender a cheia urbana na cidade de Petrópolis. Ribeiro e Lima (2011), Também vão utilizar de técnicas de geoprocessamento e modelagem hidrológica para elaborar o trabalho, que tem como objetivo, identificar áreas de risco no córrego Humaitá, no município de Juiz de Fora em Minas Gerais.
Trabalhos como o de Tucci (1997) no capítulo 14 do livro Água Doce, realiza uma análise do escoamento em áreas urbanizadas. Caracterizando os tipos de enchentes, o impacto no ciclo hidrológico, impacto sobre o ecossistema aquático entre outros. O autor fala que o processo de urbanização além de modificar todo o ambiente natural, realiza alterações como aumento da vazão, da produção de sedimentos devido à desproteção das superfícies e produção de resíduos sólidos, como também na diminuição da qualidade da água, por conta do seu uso nos centros.
Souza, Cruz e Tucci (2012) realizaram um trabalho sobre Desenvolvimento Urbano de Baixo Impacto, com o título de Desenvolvimento Urbano de Baixo Impacto: Planejamento e Tecnologias Verdes para a Sustentabilidade das Águas Urbana, que tinha como objetivo uma
abordagem de desenvolvimento urbano de baixo impacto com ênfase no planejamento das águas, mais especificamentes nas águas fluviais. Foi listado uma série de medidas para planejamento e gestão com base um uma lista de preceitos, numa escala de sub-bacia.
A influência antrópica na escala local vem modificando, ao longo do tempo, as condições climáticas nos centros urbanos. Recentemente, estudos dessa natureza vêm sendo, paulatinamente, efetuados na cidade do Natal/RN, como exemplo; Cavalcante (2001), estudou as influências das áreas verdes no microclima local. Costa (2003) analisou o (des)conforto térmico no bairro de Petrópolis e Silva, Costa Junior e Lima (2014) elaboraram um recorte temporal mais recente, o uso da “técnica”, mais precisamente, do sensoriamento remoto como ferramenta para sua pesquisa sobre o clima urbano.
Gurgel (2016) no seu trabalho intitulado “Crescimento Urbano e seus Impactos no Sistema de Drenagem de uma Bacia em Natal/RN” teve como objetivo avaliar o uso e ocupação do solo na área de uma bacia analisando o sistema de drenagem, buscando controlar os impactos e ao mesmo tempo conciliar o crescimento urbano com a drenagem das aguas pluviais.
Silva e Cavalcante (2010), realizaram um estudo buscando indicar áreas de vulnerabilidade a alagamentos a partir de relações topográficas planialtimétricas e a drenagem urbana. O local analisado foi o entorno do Instituto Federal de Educação, Ciência e tecnologia do Rio Grande do Norte (IFRN). Obtiveram resultados que a partir da direção de escoamento das águas pluviais identificaram pontos de possíveis alagamentos no entorno do Campi.
Silva e Galvão (2010), buscaram analisar as condições de funcionamento da drenagem urbana do bairro Nova Descoberta, na capital potiguar. Diante da deficiência do sistema para conter os alagamentos, principalmente no período de chuva intensa, as autoras constataram o mal uso realizado pela população, como ligações clandestinas na rede, como o deposito de lixo obstruindo os canais.
O trabalho intitulado de Análise da Eficiência de Reservatórios de Detenção na Contenção de Alagamentos Na Cidade De Natal, de Figueiredo (2017), avaliou a eficiência dos equipamentos de captação da cidade do Natal/RN e observar os seus comportamentos na contenção dos alagamentos na cidade ao longo dos últimos anos.
Na cidade do Natal/RN, Lima (2011), com o trabalho intitulado Estudo de Manejo de Águas Pluviais Urbanas na Cidade do Natal-Rio Grande do Norte, que tinha como objetivo principal de elaborar um modelo computacional visando à realização de pesquisa voltada ao estudo da hidrologia urbana em uma área piloto da cidade de Natal. Também, tinha como objetivo o monitoramento hidrológico e qualidade das águas pluviais.
Esses trabalhos, visam não somente atender questões ambientais dos municípios, mas sim, elaborar sistemas que tenham aplicabilidade que ultrapassem a limitação do lugar. Os métodos apesar de necessitarem de adaptações, são norteadores e fundamentais para ter uma caracterização, auxiliar no diagnóstico e mensurar problemas urbanos e rurais de qualquer lugar.
2. CARACTERIZAÇÃO GEOGRÁFICA DA ÁREA DE ESTUDO
A cidade do Natal é a capital do Estado Rio Grande do Norte. Faz fronteira ao norte com a cidade de Extremoz, ao sul com a cidade de Parnamirim, ao leste com o oceano Atlântico, oeste com o município de São Gonçalo do Amarante, nas coordenadas 05º 47' 42" S e 35º 12' 34" W (Figura 01). Os municípios de divisa, fazem parte da região metropolitana da capital, e apresentam um processo de conurbação, mais intenso com São Gonçalo e Parnamirim. A cidade de Extremoz só veio apresentar esse processo com a expansão da Zona Norte da cidade, a partir de meados da década de 1980. A sua população inicia o Século XX com 16.000 habitantes, segundo o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). Entre as décadas de 40 e 50 a cidade teve um crescimento populacional de 50 para 100 mil habitantes, impulsionado pelas obras de infraestrutura para a Segunda Guerra Mundial. O crescimento ocorre de forma gradativa, devido a fatores como: secas no interior, investimento do estado em infraestrutura, oportunidade de empregos, entre outros. Segundo o último censo do IBGE no ano de 2010, a capital possui 803 mil habitantes (figura 02).
Figura 01 – Mapa de localização da cidade do Natal/RN
Figura 02 – Crescimento da população na cidade do Natal – RN
Fonte: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
O Índice de Desenvolvimento Humano (IDH), segundo o censo do IBGE de 2010 é 0.763, um valor mediano, atingido principalmente por sua população com idade avançada, que segundo o IBGE (2010), totalizam 97. 654 habitantes acima de 65 anos. A cidade é dividida em quatro regiões administrativas, e é cortada do Oeste para Leste pelo Rio Potengi. Possui atualmente 35 bairros, sem constar, loteamentos, conjuntos e municípios de divisa (Figura 2).
Natal é influenciada por sistemas atmosféricos nas escalas global, regional e orográfica local, onde o principal sistema determinante para o clima na região, segundo Silva et al. (1999), é a Zona de convergência Intertropical (ZCIT).
3. ASPECTOS FÍSICOS
A cidade do Natal sofre influência de vários sistemas climáticos, que determinam o comportamento das precipitações como também as variações de temperaturas.
3.1 Zona de Convergência Intertropical
Segundo Silva et al. (1999); Molion e Bernardo (2002), o litoral do Nordeste do Brasil (NEB) tem a Zona de Convergência Intertropical (ZCIT), como seu principal sistema determinador para o clima. A zona de convergência intertropical é uma região de encontro dos ventos alísios de sudeste e nordeste na proximidade da linha do equador. Esse Sistema Global é resultante dos ventos advindos dos Anticiclones do Atlântico Sul e Norte. Segundo Molion e Bernardo (2002), a ZCIT migra de sua posição mais ao norte, cerca de 14ºN em agosto-setembro, para a posição mais ao sul, cerca de 4ºS, durante março-abril. Consequentemente a região, por receber mais energia do sol, tem temperaturas elevadas, isso provoca ascensão de umidade, causando nuvens que são responsáveis por precipitações.
3.2 Ondas de Leste
Segundo Ferreira e Mello (2005) as ondas de leste, como o próprio nome indica, são ondas que se formam no campo de pressão atmosférica, na faixa tropical do globo terrestre, na área de influência dos ventos alísios, e se deslocam de oeste para leste, ou seja, desde a costa da África até o litoral leste do Brasil. As ondas de leste influenciam nas precipitações no litoral do Rio Grande do Norte, mas também em várias outras regiões do NEB. A espacialidade do fenômeno, está intrinsecamente relacionada às condições atmosféricas com a do oceano.
3.3 Vórtice Ciclônico de Altos Níveis
Vórtices Ciclônicos de Altos Níveis (VCAN), também atingem o RN, mas podem produzir chuva em qualquer parte do estado, conforme sua posição, que é variável. Esses fenômenos se formam no Atlântico, mas avançam por todo interior do Nordeste produzindo nuvens de chuva e sua periferia e subsidindo ar seco em seu centro, formando localmente e de forma temporária, áreas de altas pressões ( DINIZ E PEREIRA, 2015).
Os VCANs são um conjunto de nuvens, onde a sua periferia é causadora de precipitação, e na região central há movimentos de ar de cima para baixo (subsidência) aumentando a pressão e inibindo a presença de nuvens (FERREIRA E MELLO, 2005).
3.4 Complexo Convectivo de Mesoescala
Para Ferreira e Mello (2005), os Complexos Convectivos de Mesoescalas (CCMs) são nuvens agregadas, que são formadas a partir de condições específicas, como relevo, temperatura, pressão, entre outros. Para Madox (1980) apud Souza et al. (1998), o CCMs, possuem uma forma circular com crescimento vertical explosivo e nas extremidades ocorrem as precipitações, enquanto no centro, um movimento ascendente que inibe as chuvas.
3.5 Linhas de Instabilidade
Segundo Molion e Bernardo (2002), a aproximação de sistemas frontais, provenientes do sul, muitas vezes provoca o surgimento de linhas de instabilidade, que se propagam em sua vanguarda, alinhadas aos mesmos. Essas linhas, denominadas pré-frontais, deslocam-se a uma velocidade média de 10º de latitude por dia, e produzem totais pluviométricos superiores a 50mm por dia e rajadas de ventos excedendo a 100 km/h. São mais comuns durante o período de inverno, de abril a julho.
3.6 Brisa Marítima e Brisa Terrestre
O aquecimento e resfriamento diferenciado entre as águas dos oceanos e o continente, resultam na Brisa marítima e Terrestre. Durante o dia o continente se aquece mais rapidamente que o oceano adjacente, fazendo com que a pressão sobre o continente seja mais baixa que sobre o oceano. Isto faz com que o vento à superfície sopra do oceano para o continente, vento esse denominado de brisa marítima (FERREIRA; MELLO, 2005).
A brisa marítima acontece durante o período noturno e pode adentrar em até 100 km no continente. Durante o dia, o continente recebe radiação solar de ondas curtas, porém a noite, perde adiabaticamente energia na forma de ondas longas. O resfriamento é mais rápido na terra que nos oceanos, obtendo-se assim, uma diferença de temperatura. Com o continente possuindo temperaturas elevadas, em comparação com o mar, consequentemente possui
pressões superiores, fazendo com que o vento vá em direção ao mar, chegando a adentrar em até 100 km.
3.7 Climograma de Gaussen para cidade de Natal/RN
O comportamento sazonal da precipitação e da temperatura na cidade de Natal pode ser visto na figura 03. a partir do método de Gaussen (P≥2T). A estação chuvosa vai de janeiro a setembro. É possível perceber a influência dos sistemas atuantes no gráfico, principalmente da Zona de Convergência Intertropical, onde, no mês de março, ocorre uma intensificação da precipitação, bem como o decaimento da temperatura. A ZCIT causa alterações na precipitação da cidade. A intensificação das chuvas, maior que 100 mm, vai de março a julho, sendo o mês de junho como destaque. A temperatura decai durante os meses de influência da ZCIT, chegando a 25º C em média na capital. Os meses de setembro a fevereiro têm as temperaturas mais elevadas, junto com os menores índices pluviométricos, fechando assim, esses dois períodos distintos da capital Potiguar.
Todos esses aspectos agem de forma sistemática no ambiente da cidade, conciliados com o crescimento da população, trazem um perfil único e diferenciado, para compreender a partir de uma análise isolada. Porém, é necessária essa separação, para o entendimento do clima da cidade como um todo.
3.8 Relevo
Segundo Melo (1995), a cidade do Natal pode ser classificada com três tipos principais de feições morfológicas que são; planícies de inundações, superfícies de aplainamento e elevações dunares. As planícies de inundações são compostas por áreas de mangues, planícies aluviais que estão sobre influência das flutuações das marés, geralmente com cotas baixas de altitude e na cidade possui expressão principalmente no estuário do rio Potengi.
As superfícies de aplainamento correspondem aos locais com mais segurança para edificações. A mancha urbana da capital mostra que são as mais adensadas do centro. São áreas com relevo levemente ondulado, nos pontos de depressões vão encontrar lagoas, devido o escoamento das regiões mais elevadas.
As dunas vão formar um cinturão ao redor da cidade, causando alteração dos ventos, e criando um ambiente único. Além da função de alimentação do aquífero. Na Zona Norte, destacasse o bairro Lagoa azul que se encontra entre dunas e pediplanos, sendo essa, uma localidade de baixa latitude, é propícia para a formação de lagoas, além de ser o local onde o rio Doce deságua. A proximidade com o Mar e o estuário, faz com que o solo da região esteja em alguns momentos do ano saturado, por conta da influência das marés, e da formação côncava em detrimento das áreas do entorno, propiciando para alagamentos e inundações.
A existências de dunas não fixas no local se torna um desafio para gestão tanto da prefeitura do Natal, quanto da de Extremoz. Os moradores construíram e constroem residências nas proximidades das praias e na direção de avanço das dunas, e acabam tendo seus imóveis soterrados pela areia.
Por último, as dunas que cercam a cidade formando uma muralha natural de areia e vegetação, podem marcar mais de 120m de altitude, orientadas na direção SE, que é a direção dos ventos. As dunas podem ser fixas ou móveis, possuem areias brancas, amarelas ou vermelhas dependendo da idade.
Figura 03: Mapa Geomorfológico da cidade do Natal
3.9 Solos
Brasil (1971), mostra que os solos formados na capital potiguar são originários de dois períodos geológicos, que são o quaternário e terciário, que são períodos recentes, e consequentemente os solos são relativamente novos. Os solos aluviais têm pouco risco de erosão pela condição de relevo que geralmente são encontrados, porém é comum passarem por inundações.
Solos glei são solos poucos profundos, e pouco drenado, geralmente contém muita matéria orgânica e possui cor acinzentada. Os Solos de mangues têm um alto teor de enxofre, também chamado de glei tiomórfico, e está localizado no estuário principalmente do rio Potengi, e por esta numa área plana possui pouca susceptibilidade a erosão. Devido a característica em que se encontram é de fundamental importância para a manutenção das espécies encontradas no mangue.
O terciário origina a formação barreiras, que está relacionado com os tabuleiros costeiros. Constam também, solos latossolos, que são encontrados em áreas remanescentes da mata atlântica, são profundos e ácidos, também bastante porosos. Areias quartzosas, são encontrados em todo litoral brasileiro, além de estados como São Paulo e Mato Grosso do Sul, possuem profundidades maiores que dois metros, com estruturas de grãos simples, bastante lixiviados. Com baixa fertilidade, devido à ausência de outros minerais e também da predominância do quartzo e com acidez elevada e possuem cores amarelada e avermelhada.
Apresentam horizonte A e C variando entre planos e ondulados (Dunas), e estão presentes em vários pontos da cidade, alguns até com habitação. Quando desprovido de vegetação ocorre intensificação da erosão, principalmente eólica.
Solos podzólicos são encontrados no litoral do NEB e na região Amazônica, apresenta áreas de relevo planos e ondulados e são caracterizados pelo acúmulo de argila por baixo de uma camada mais arenosa, dificultando a infiltração e facilitando o escoamento superficial. Quase sempre ácidos com cores avermelhadas e brunadas bem visíveis.
A figura 04 mostra o comportamento do solo (voçoroca) no Bairro do Planalto, Natal/RN, um solo relativamente novo que facilita a infiltração d`água, porém propícios para transporte fluvial e pluvial, que causam as ravinas, bastante comuns nas áreas periféricas da cidade, além de voçorocas.
Figura 04: Voçoroca no Bairro Planalto, Natal – RN
Material do acervo do autor
A voçoroca do planalto é um caso emblemático da cidade, por que todo sedimento transportado por águas pluviais foi depositado no leito do rio Pitimbu, causando além da poluição, o assoreamento.
3.10 Vegetação
A vegetação desempenha um papel importante nos centros urbanos, não só agregando valor financeiro nos bairros e imóveis, mas também, traz equilíbrio ao meio. Entre os aspectos que a vegetação pode desempenhar estão: a fixação dos sedimentos impedindo o transporte, aumento da infiltração através das raízes, a contenção das chuvas, diminuindo o fluxo de escoamento difuso, a evapotranspiração, entre outros. Todos esses aspectos, além da fotossíntese são de interesse para os centros urbanos. Eles amenizam os danos causados pela interferência antrópica. Porém, quando falamos de precipitação, a vegetação é realmente uma ferramenta importante, como mostra a imagem abaixo.
Figura 05: Modelo conceitual da precipitação interceptada pela vegetação adaptado de Oliveira et al. (2008).
Quando se trata da interceptação pela vegetação, é possível elencar uma série fatores: desde o porte da vegetação, do formato das folhas, da inclinação e orientação do terreno, das condições climáticas, da época do ano e da intensidade da precipitação. Com a água da chuva sendo interceptada, parte que fica retido nas folhagens volta para atmosfera por evaporação. A outra parte, vai escoar gradualmente até chegar na superfície, para começar o processo de
infiltração e escoamento, quando o solo já estiver encharcado. Todo esse processo contribui, por exemplo, nos alagamentos pois, diminui consideravelmente o escoamento, dando tempo para boa parte da água, infiltrar ou evaporar antes de chegar no local menos elevado.
3.11 Eventos de chuvas extremas
Eventos de precipitações com grande intensidade em cidades litorâneas do Nordeste do Brasil – NEB são bastantes comuns, tendo em vista que boa parte das chuvas irá se concentrar naturalmente durante os meses de pico, como mostra a Figura (06). Os meses de maio e junho são os principais em situações de precipitações extremas, como a de 1998 que em 24h choveu na capital 253 mm, que foi o maior índice registrado na capital, estima se na época mais de 3.000 pessoas desabrigada, segundo a reportagem Lima (1998), correspondente da Folha de São Paulo.
Figura 06: Tabela intensidade da precipitação no período de 24h ocorrido na cidade do Natal RN nos anos de 1960 a 2018.
Elaborado a partir de dados coletados da estação Climatológica da UFRN
A segunda maior precipitação foi durante o mês de junho de 2014, está mês é marcante para a capital potiguar por vários motivos. Era copa do mundo no Brasil, seleções de grandes países se concentraram na cidade, tais como a dos Estado Unidos, Japão, Grécia e Uruguai, a imprensa do mundo inteiro se fez presente para acompanhar as delegações, se
criou toda uma estrutura com a construção do estádio Arena das Dunas, reformas de vias públicas, hotéis, patrimônios históricos entre outros.
Natal possuía plano de contingência para quase tudo, até mesmo atentado terrorista, porém o que ocorreu no bairro de Mãe Luiza no dia 13 de junho, ficou marcado na cidade. O deslizamento de terra que destruiu aproximadamente 30 casas na rua Guanabara, foi notícia na imprensa do mundo inteiro, sem constar os pontos de alagamentos em toda a cidade nas horas decorrentes (Figura 07).
Figura 07 – Rua Guanabara, Mãe Luíza, Natal – RN
Fonte: Heloísa Guimarães (2014
No dia 15 de junho do mesmo ano, uma lagoa de captação na zona oeste da cidade, não suportou o volume de água e transbordou, alagando as casas da rua Luiz Cúrcio Cabral.
Figura 08: Casas alagadas no bairro Dix-Sept Rosado
Fonte: Castro (2014)
Mesmo as chuvas menos intensas como a do dia 02 de março de 2017, conseguem causar vários pontos de alagamento. A precipitação de 73 mm, causou estragos em vários pontos na capital.
Figura 09: Alagamento na rua Germino Benigno no bairro Nossa Senhora da Apresentação
Material do acervo do autor
O aspecto marcante nos eventos extremos é o espaçamento no tempo, onde nas maiores 14 precipitações ocorridas ao longo do tempo, a concentração fica nos meses de maio e junho, este último que é onde se obtém os períodos mais intensos. Porém quando pegamos os números de eventos acima de 80 mm, percebemos que se tem uma distribuição maior, que vai concentrar principalmente na primeira metade dos anos, como mostra o (Figura 10).
Figura 10 – Precipitações ocorridas acima de 80 mm diários entre os anos de 1960 – 2010, na cidade do Natal – RN
Elaborado a partir de dados coletados da estação Climatológica da UFRN
O grande problema não são as precipitações, pois elas são características do lugar antes mesmo do firmamento do marco zero da cidade. Tudo vai se resumir, principalmente na incapacidade do município em se adaptar a uma característica natural. Se por um lado, a cidade cresce, por outro, os problemas se multiplicam e o orçamento não acompanha essas mudanças. Tornando a solução cada vez mais cara e inviável para o poder público.
4. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
4.1 Clima: principais definições ao longo do tempo
Julius Hann em sua obra “Handbuch der Klimatologie” buscava contemplar a climatologia geral e a descrição dos climas regionais. É dele a definição pioneira de clima, que foi usada por décadas “o conjunto dos fenômenos meteorológicos que caracterizam a condição média da atmosfera em cada lugar da Terra”. Para Sorre (1943), a definição é insuficiente sobre dois pontos de vista. O primeiro corresponde a uma média, isto é, a uma abstração inteiramente destituída de realidade e conduz a um abuso das médias aritméticas para caracterizar os elementos do clima. Apresenta, em segundo lugar, um caráter estático e artificial, pois não menciona o desenvolvimento dos fenômenos ao longo do tempo.
As definições clássicas dão importância exagerada à noção de valores médios. Propusemos substituí-lo por uma fórmula mais diretamente utilizável pelos biólogos: o clima, num determinado local, é a série de estados da atmosfera, em sua sucessão habitual. E o tempo que faz nada mais é do que cada um desses estados considerado isoladamente. Essa definição conserva o caráter sintético da noção de clima, enfatiza seu aspecto local e, ao mesmo tempo, evidencia o caráter dinâmico do clima, introduzindo as ideias de variação e de diferenças incluídas nas de sucessão. (Sorre, 1943:32).
Ao definir o complexo climático (ou meio climático), concebe-se a noção de ritmo, argumentando que é exatamente o ritmo da sucessão de tipos de tempos que deveria nos interessar. Uma vez que expressaria de forma global a variação do clima (SANT´ANNA NETO 2004). Para Sorre (1951), a junção de elementos meteorológicos, forma um conjunto inédito, o tempo.
A partir dos estudos relacionados ao clima por Sorre, dois autores obtiveram destaque utilizando-o como base para desenvolver suas pesquisas. Pèdélaborde que tinha sua pesquisa na busca da totalidade dos tipos de tempo. E Monteiro que se interessava mais pelo ritmo, em outras palavras, pelo mecanismo de encadeamento sequencial dos tempos.
Monteiro buscou novas formas de definir um novo conceito de clima como fenômeno geográfico, ele afirma na sua obra que:
Os passos decisivos ao longo dessa trajetória foram galgados a partir de uma revisão conceitual, ou seja, o caráter verdadeiramente geográfico de Clima e a procura de um novo paradigma para conduzir o seu estudo, promovendo uma nítida distinção entre os propósitos da Meteorologia e da Geografia. A partir do que procurei sanar os resultantes defeitos de classificação procurando distinguir os processos genéticos de causalidade, considerados mais consistentes, daqueles de simples caracterização de padrões espaciais de regionalização. O paradigma análise rítmica, malgrado as limitações de abordagem estatístico generalizadoras, mas compensadas pela mostra dinâmica de padrões extremos e habituais, foi capaz de ensejar compreensão geograficamente mais válida do que aquela abordagem calcada em estados médios e
propostas de regionalização por valores indecimétricos a partir do local para o geral. (MONTEIRO, 1999).
Desta forma, o ritmo passou a ser um dos principais fundamentos para análise dos fenômenos geográficos. Monteiro, com esse modo de análise (a partir do ritmo) buscou o entendimento do encadeamento dos tipos de tempos, ou seja, na escala diária. O autor, também propôs o uso de cartas sinóticas em sequências para análise do clima.
4.2 Clima em Centros Urbanos
O Brasil se constitui um país com extensões continentais e sofre influências de vários sistemas meteorológicos, fazendo que a organização e planejamento seja de forma diferenciada de acordo com a região. O exemplo mais preciso seria o Nordeste do Brasil (NEB), onde ocorre diferença interanual de pluviosidade, como também de temperatura de acordo com a localidade e aspectos físicos como altitude. (KAYANO; ANDREOLI, 2009). Porém, os impactos causados por eventos climáticos ou falhas técnicas, ainda são negligenciados tanto pelo poder público como pela população.
Fenômenos relacionados às variações bruscas de temperatura, como as geadas que ocorrem nas regiões sul e Sudeste trazem efeitos alternativos para economia agrícola, enquanto que aqueles ligados às oscilações hídricas, ou seja, a episódios pluviais extremos negativos e positivos (secas e enchentes) são mais significativos e constituem insumos por excelência, de calamidades que causam verdadeiros impacto no meio ambiente bem como na vida social e econômica do país. (GONÇALVES, 2009).
Na Região Nordeste a grande maioria dos registros é relativa a episódios de estiagens e secas, correspondente a 78,4% do total. Os percentuais restantes correspondem aos desastres por enxurrada e inundação com 11,6% e 7,9%, respectivamente, e por outras tipologias menos expressivas. De forma geral, a variabilidade sazonal e interanual na distribuição das chuvas é marcante, fazendo com que a região sofra consequências severas tanto por secas quanto por precipitações intensas. (ATLAS BRASILEIRO DE DESASTRES NATURAIS, 2013).
No litoral onde o regime de chuvas é mais intenso, principalmente nos primeiros meses do ano, por causa da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT), e da umidade trazida pelos ventos alísios oriundos do Anticiclone Subtropical do Atlântico Sul (ASAS), assim a seca deixa de ser o problema de destaque nos centros urbanos, e os alagamentos se tornam o principal fator de risco humano material.
4.3 Problemas climáticos e físicos em centros urbanos
Castro (1998), os desastres são resultado de eventos adversos, naturais ou provocados pelo homem, sobre um ecossistema (vulnerável), causando danos humanos, materiais e/ou ambientais e consequentes prejuízos econômicos e sociais. O autor vai classificar os tipos de desastre, de acordo com a sua intensidade, no qual quanto mais intenso for o evento mais elevado será seu nível. Na classificação, que vai de um a quatro, sendo um de pequeno porte ou intensidade, e quatro de grandes proporções.
Os desastres são diferenciados de acordo com a sua origem, podendo ser humano, naturais e mistos (CASTRO, 1998). Os naturais são aqueles provocados por origem externa sem a necessidade da intervenção antrópica. Os desastres humanos são provocados por omissões, onde o próprio homem é o agente e autor. Por último, os mistos nos quais as ações ou omissões humanas contribuem para intensificar, complicar ou agravar desastres naturais.
Nessas perspectivas, é notório que a maioria dos desastres sejam de origem mistas, pois os naturais são somente de eventos extremos, como terremotos, erupções, tsunamis. Independente da técnica existente, a possibilidade de amenizá-los e evitá-los dependerá da intensidade. Os mistos são mais comuns no dia a dia, como por exemplo, os alagamentos que ocorrem nos centros urbanos do país há décadas, e a falta de ações, por parte do Estado e moradores, intensificam as ocorrências causando mortes e perdas.
Tobin e Montz (1997), elaboram uma discussão, a partir da equação de risco, criada pelo Gabinete do Coordenador das Nações Unidas para o Combate às Catástrofes (UNDRO) onde, obtendo a quantificação, é possível proceder ou acionar medidas antes das catástrofes.
Rt = E*Rs = E*(H*V)
E = elementos em risco (população, ambiente construído, atividades econômicas, etc.) Rs = (H.V) é risco específico
H = perigo natural V = vulnerabilidade
Fernandes e Amaral (2000), desenvolveram uma equação de risco, enfatizando o deslizamento de massa. A equação;
Tem como R, o risco de deslizamento, o P é a susceptibilidade e C, pode ser definido como as consequências do acidente.
Equações como essas, por mais que necessitem de interpretação são fundamentais assim como outras ferramentas, tais como; softwares, mapas, sistemas de alertas etc. Não faltam meios de identificar, descrever e intervir no centro urbano buscando amenizar possíveis eventos climáticos.
4.4 Alagamentos
Guerra e Cunha (1994), caracterizam a importância do solo no escoamento superficial e infiltração, além das matérias que o sobrepõem, podem amenizar ou intensificar os processos. O entendimento da geração e produção do escoamento superficial são importantes para a orientação de obras de engenharia como construção de pontes ou represas; bem como para o manejo e conservação dos solos, na medida em que os fluxos d´água superficiais podem erodir o topo dos solos e remover os nutrientes básicos para o crescimento de vegetais.
As inundações urbanas no Brasil são decorrentes, principalmente, da alteração do uso do solo provocada pelo processo de urbanização, que se acentuou a partir da década de 1950, e causam, além de perdas humanas, disfunção da vida cotidiana da população atingida, prejuízos econômicos e impactos ambientais (ABREU; SOBRINHA; BRANDÃO, 2017).
A alteração do solo ou urbanização afetam o microclima de determinado local, por modificar o ciclo hidrológico natural (PEREZ, 2013). As modificações nos grandes centros, tais como: impermeabilização do solo, construção de grandes edifícios (que alteram a circulação dos ventos), ocupação de córregos ou destruição das áreas de matas ciliares, contribuem para alteração da dinâmica natural e climática local. Com isso, também, há possibilidade de acontecimentos de eventos como alagamentos, ilhas de calor, deslizamentos, entre outros. Segundo Poli (2013), as inundações são fenômenos naturais que acontecem quando a ocorrência de chuvas é alta e a vazão ultrapassa a capacidade de escoamento. Para O Manual de Desastres (2003),os alagamentos são frequentes nas cidades mal planejadas ou quando crescem explosivamente, dificultando a realização de obras de drenagem e de esgotamento de águas pluviais.
O Manual de Desastres (2003), lista uma série de medidas paliativas que via de regra buscam minimizar os alagamentos nas cidades, entre as medidas adotadas no documento estão;
A organização de mapas de risco de inundações facilita o planejamento urbano e o desenvolvimento de planos diretores, em harmonia com os determinantes ambientais.
A comunidade deve ser motivada para participar do planejamento de medidas preventivas não-estruturais e estruturais.
O planejamento deve ser integrado, multidisciplinar e de longo prazo.
O consenso é importante e a filosofia dos projetos comunitários é semelhante à que orienta os projetos comunitários de manejo integrado de bacias, devidamente adaptada ao espaço urbano.
Naturalmente, as medidas visam um trabalho em conjunto, ao longo prazo, com atitudes tanto por parte do Estado quanto da população. Uma conscientização geral e um plano diretor que atenda a realidade das capitais do país – que crescem desordenadas – buscando regular e controlar esses incidentes que causam danos em vários sentidos no cotidiano.
Segundo o Atlas Brasileiro de Desastres Naturais (2013), durante os Anos de 1991 à 2012, o crescimento de alagamentos na Região Nordeste, afetaram de forma direta 1.822,252 pessoas, com 4 Mortes, 4.017 pessoas enfermas, e 11.000 gravemente feridas. Nesse período de 21 anos o número de pessoas doentes, que talvez seja mais elevado, por causa de doenças que não são ligadas diretamente ao evento, como problemas psicológicos. A falta de registros médicos, é um dado que pode atenuar os números. A reincidência ano após ano, contribui para esse número, tanto no quesito da população não ter lugar para onde ir quanto as unidades federativas da região, que buscam medidas de caráter de urgência, mas não uma solução definitiva. A região possui mais pessoas afetadas por alagamentos do que a região Sudeste, que teve 1.500.000 pessoas afetadas, mesmo com um diferencial de precipitação notável. Só comprova a ideia que a falta de estrutura física causa alagamentos ao invés das precipitações.
Outro aspecto é a perda material, que causa um replanejamento na política de habitação das cidades. Os números de pessoas que tiveram suas residências afetadas por alagamentos são de 18.000 pessoas desabrigadas e 30.000 pessoas desalojadas no Nordeste. Os municípios, algumas vezes, esbarram com os anseios da própria população, quando tenta desalojá-los ou realoca-los. Naturalmente, existe uma cultura, uma identidade, uma sensação de pertencimento dos habitantes, que se recusam a serem realocados, por entenderem que mesmo com problemas a localidade onde eles habitam, é melhor do que outro bairro, em uma área “segura” da cidade. Não necessariamente a realocação deva ser a única atitude a ser tomada, estruturar os bairros e criar medidas mitigatórias costumam ser efetivas.
No município do Natal, as medidas não estruturais, deveriam partir do poder municipal, para conscientizar não somente os alunos das escolas, onde a educação ambiental é difundida de forma deficiente, mas principalmente, para a população de áreas mais carentes da cidade, que sofre de forma mais significativa por estar menos preparada para os alagamentos.
4.5 Uso de Geotecnologia
Extraordinária evolução tecnológica dos últimos 30 anos, com o advento da cibernética e das técnicas computacionais que, aliados aos conhecimentos introduzidos pelas observações realizadas pelos satélites artificiais, através de sensoriamento remoto, permitiu que pela primeira vez na história, houvesse a possibilidade de se obter uma visão da Terra em escala global, como um planeta orgânico e caracterizado pelas interconexões entre as esferas do domínio natural. (SANT`ANNA NETO, 2004).
Com o avanço científico e tecnológico, muitos estudos do ambiente urbano estão sendo pautados pela utilização das técnicas de Sensoriamento Remoto - SR, com intuito de detectar anormalidades microclimáticas advindas da ocupação urbana não planejada (SILVA; COSTA JUNIOR; LIMA, 2014). As técnicas com o uso de Sistema de Informações Geográficas (SIG´s) traz a facilidade de especializar e sistematizar dados de séries históricas, contribuindo para a análise ambiental de forma direta. Contudo os resultados obtidos no processamento de imagens de satélite, fotografias aéreas, entre outros, servem como ferramenta indispensável para se planejar, seja qual for a localidade.
Mesmo com a gama de trabalhos produzidos nas várias áreas a escassez de dados contribuiu, por muito tempo, para a falta de avanços científicos e prontamente com a inércia nos desenvolvimentos de metodologias voltadas para a compreensão e previsão de eventos, tais como as enchentes. Para Lohmann (2013), a necessidade de previsão de eventos extremos de caráter dinâmico e complexo (como as inundações e alagamentos) esbarra na baixa resolução das malhas de registro dos sistemas de coleta de dados e na consequente escassez de metodologias aptas a este tipo de previsão. A literatura considera numa análise dados dos últimos 30 anos, porém as séries completas são raras, quando se trata das décadas de 80 ou 90 é comum faltarem anos completos, ou ter somente dados de uma ou outra variável climatológica.
Por fim, vale salientar que o uso de geotecnologia deve ser feito no âmbito da geografia como uma ferramenta de análise de um fenômeno que se materializa no espaço, no caso da climatologia. Esses fenômenos causas drásticas mudanças na paisagem, e para obtermos alguns dados processados como imagens de satélite, a estação do ano influência nos dados, como também pode comprometer uma análise. De todo modo é preciso do uso da técnica, mas para ser uma análise geográfica precisa transcender o apresentado em mapas e gráficos.
5. MATERIAL E MÉTODOS
Para a realização deste trabalho foi necessário, além da pesquisa bibliográfica, utilização de dados secundários, compilados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), de arquivos vetoriais, notícias de jornais, registro fotográfico e dados climáticos da precipitação na Estação Climatológica Principal da Universidade Federal do Rio Grande do Norte no período de 1985 a 2018. As imagens Landsat 8 Oli (Operatinal Terra Imager) e o TIRS (ThermalInfrared Sensor) foram adquiridas em (25/11/2016) e extraídas do Serviço Geológico dos Estados Unidos/USGS (https://earthexplorer.usgs.gov/).
Para uma melhor compreensão, o trabalho foi dividido em três fases descritas a seguir. A primeira uma pesquisa teórica, necessária para caracterização dos sistemas atmosféricos, perfil populacional, levantamento de precipitações mais intensas ocorridas na cidade, definição de termos como tempo, clima, ritmo e risco. Já a segunda parte caracterizou-se na aquisição de arquivos vetoriais, imagens de satélite, dados de precipitação, temperatura, umidade, entre outros. E por fim, a última fase, que parte do tratamento dos dados, elaboração e conversão dos mapas, atividade de campo e proposta do Índice Simples de Alagamentos (ISA), conforme apresentado no fluxograma da figura 11.
Figura 11: Fluxograma do método aplicada no trabalho.
5.1 Radiância espectral
As imagens de satélite foi realizado a correção da radiância espectral partir dos valores de transmissividade atmosférica, radiância emitida e recebida pela superfície. Com os dados obtidos foi realizado a correção radiométrica de acordo com a proposta de Barsi (2003) apud Pavão (2016):
(02)
Onde: Lλ = Radiância espectral;
Qcal= Valor quantizado e calibrado do pixel em nível de cinza (DN);
Qcal min= Valor mínimo do pixel em níveis de cinza (DN=0);
Qcalmax= Valor Máximo do pixel em níveis de cinza (DN=255);
Lminλ= Radiância espectral mínima e
Lmaxλ = Radiância espectral máxima.
5.2 Correção Atmosférica
O Landsat 8 faz uso da equação abaixo para a conversão dos níveis de cinza da banda 10 em radiância espectral.
(03)
Onde: Lλ = Radiância espectral;
ML = Fator multiplicativo de redimensionamento da banda;
Qcal = Valor quantizado e calibrado do pixel em nível de cinza (DN) e
5.3 Emissividade e Índice de Água Diferença Normalizada
Para determinação da emissividade da superfície (ε) utilizou-se a proposta de Van de Griend e Owe (1993) e Bastiaanssen (1995), modificada por Silva (2003):
ε = 1.001892+0.047ln(NDWI) (04)
Onde NDWI é o Índice de Água Diferença Normalizada, dado pela equação 05.
NDWI = (Banda 5 – Banda 6) / (Banda 5 + Banda 6) (05)
Banda 5 = NIR – Near Infrared
Banda 6 = SWIR 1
Para elaboração do Mapa Hipsométrico da cidade do Natal, foi adquirido do Modelo Digital de Elevação (MDE) uma folha (sb-25-v-c) no site da Embrapa, posteriormente, foi tratada e adaptada para o mapa final. Da estação climatológica da Universidade Federal do Rio Grande do Norte obteve-se os dados pluviométricos de 15 municípios para elaborar o mapa de precipitação de metade do estado, e depois, realizado o recorte na área desejada. A partir dos dados (Figura 12), foi elaborado o mapa de precipitação galgado no método Thiessen.
Figura 12: Tabela das estações climatológicas dos municípios utilizados no RN.
Elaborado a partir de dados da estação Climatológica da UFRN
Por fim, foi realizado atividades de campo buscando aferir os locais susceptíveis a alagamentos. Visitou-se as 4 regiões administrativas da cidade no meses de março e abril de 2019, analisando a situação em que o mapa indicava como possível ponto de alagamento. Procurou-se analisar possíveis indicadores que os locais alagam, tais como, mancha d'água nas paredes, pequenos alagamentos existentes que possam expandir, a existência ou não de sistema de drenagem entre outros. Na atividade de campo, nem sempre foi possível realizar o registo fotográfico, por questões de segurança, mas de toda forma foi adquirido dados como localização, altitude escutado os relatos da população local.
Figura 13: Quadro com as localidades da atividade de campo
5.4 O MODELO PROPOSTO:
ÍNDICE SIMPLES DE ALAGAMENTOS - ISA
Para elaboração do Índice Simples de Alagamentos – ISA foi necessário a normalização (Representado pela letra “I” antes das siglas). dos mapas de índice de água diferença normalizada, hipsométrico e da precipitação anual. Após o procedimento foi empregado uma integração dos mapas por uma álgebra simples, conforme equação 08:
ISA = IT + INDWI – IMDE (06)
ISA – Índice Simples de Alagamentos
IT – Thiessen
INDWI - Mapa de Índice de Diferença Normalizada da Água
6. RESULTADOS E DISCUSSÃO
6.1 Modelo Digital de Elevação - MDE
A cidade de Natal – RN possui uma característica bastante peculiar com relação ao relevo. Cercada de dunas fixas que estão sobrepostas sobre os sedimentos do grupo Barreiras, se constitui como as áreas com maiores índices de vegetação e os pontos mais elevados da cidade (Figura 14).
É necessário ressaltar, também, a importância dos rios na cidade, onde o Rio Potengi, literalmente, corta a cidade ao meio, e em certos pontos da capital, principalmente em seu entorno, a altura não chega a 28 metros em relação ao nível do mar. A feição que se destacado relevo é, sem dúvidas, as dunas fixas (Parque das Dunas) que ficam na parte oriental da cidade. O centro da cidade, onde ficam as Sedes administrativas, prédios históricos, instituições privadas, vai ficar entre o Parque das Dunas e Parque da Cidade Dom Nivaldo Monte, e essa área mais baixa do entorno junto com as lagoas pretéritas que foram soterradas, tornam um ponto de encontros das águas das chuvas, e o formato côncavo, é um facilitador para alagamentos. Contudo as dunas desempenham um papel essencial, além de reter a areia que poderia ser transportada até a cidade, conservar a fauna e flora da mata atlântica, funciona como uma arena de alimentação para o aquífero subterrâneo, que por consequência alimenta lagoas, que abastecem a cidade, tais como a do Jiquí e Extremoz.
A composição do solo, em boa parte do município – que é arenoso – se torna algo benevolente. Se por um lado, os casos de deslizamentos são mais susceptíveis de acontecer, por outro, a água infiltra com mais facilidade. A temperatura elevada e a evaporação contribui para que os pontos alagados sequem. Por esse motivo, o problema só chama atenção quando deixa vítimas, diretas ou indiretas.
Figura 14: Mapa do Modelo Digital de Elevação – MDE
6.2 Índice de Diferença Normalizada da Água -NDWI
Outra variável que foi levada em consideração é a umidade presente no solo. Com a utilização do Índice de Diferença Normalizada da Água (NDWI), Figura 15, pode-se especializar áreas de destaque. Com índices de NDWI mais elevados estão as áreas próximas aos rios e com presença de vegetação.
A região Sul aparece como uma área de destaque em relação à umidade. Os locais em tons amarelados são onde o mangue fica localizado, que mesmo reduzido ou alterado, para fins econômicos, surge como uma feição elementar. A vegetação das dunas fixas, o curso dos rios e até mesmo a própria umidade do oceano, ganham coloração diferente no mapa enquanto bairros mais adensados, esses com tons mais escuros, apresentam menos umidade, sem a vegetação para reter e realizar evapotranspiração, o fluxo se torna mais intenso, porém com uma duração inferior em relação às áreas verdes.
Figura 15: Mapa de Índice de Diferença Normalizada da Água – NDWI
6.3 Precipitação
Para obtenção do mapa de precipitação, foi levado em consideração várias cidades do Estado e pelo método Thiessen, foi realizado a interpolação dos valores, visando o produto final. Como consequência após o recorte, é utilizado um recorte da área do município para que se tenha facilidade nas etapas seguintes do método. A precipitação é a queda de água da superfície, que pode ocorrer na forma de neve, chuva e granizo. São medida por pluviométricos sete dias na semana, no mesmo horário. A unidade de medida é milímetro, e três fatores se sobressaem quando falamos de precipitação.
A altura pluviométrica, que é a altura da lâmina d´água no solo que é medida em milímetros (mm), a duração, que seria o tempo que a precipitação ocorre e a intensidade que é o cálculo da altura pluviométrica pelo tempo de duração. Natal tem precipitações que apresentam fortes intensidades, principalmente no período mais chuvoso, concilia com um solo já saturado, das precipitações anteriores, e uma chuva de intensidade pouco recorrente, como resultado ocorrem os alagamentos e danos em geral a cidade.
A estimativa da precipitação, não poderia ser feita somente com os dados da cidade do Natal, então para se obter um resultado mais seguro, amenizando possíveis erros das estações, tendo em vista que são dados obtidos ao longo de 30 anos, se faz o uso do mapa com isoietas, calculando uma média de toda região do litoral do Estado, buscando amenizar possíveis distorções. Com vários dados agregados para formação do mapa, é possível ter uma visão do comportamento da precipitação no município.
Figura 16 – Mapa da precipitação na cidade do Natal – RN
Conforme as análises vistas anteriormente, a precipitação é o evento climático que mais causa transtorno nas grandes cidades. Fenômenos como; deslizamentos, derrubadas de árvores, alagamentos, enchentes entre outros. Tendo como perspectiva que a cidade de Natal/RN possui índices pluviométricos elevados de março a agosto, incidentes relacionados à chuva tornaram-se algo “rotineiro”. Mesmo com o solo dificultando áreas de alagamento, a interferência antrópica e a intensidade das precipitações acabam quebrando o equilíbrio do sistema, gerando zonas de alagamentos em vários pontos da cidade. Outros fatores como falta de planejamento na ocupação, falta de conscientização da população e ações efetivas do poder público, contribuem para mais prejuízos prejudiciais aos citadinos. Isso implica que o modelo de gestão necessita de uma visão mais analítica para administração do município.
6.4 Índice Simples de Alagamentos – ISA
Com a integração das três variáveis, vistas anteriormente, foi possível elaborar o mapa do Índice Simples de Alagamentos – ISA, ultilizando a fórmula, ISA = IT + INDWI – IMDE, e foi possível chegar no resultado da Figura 17. Com a classificação em 4 etapas, o índice classifica as zonas, na mancha urbana da cidade, mais sucessíveis a alagamentos. Partindo da cor azul, que significa áreas com poucas possibilidades de alagamento. Verde, é classificado como moderado. Vermelho, representando uma forte probabilidade de alagamento. Por fim o preto destaca as áreas com maiores índices de risco.
O oceano é identificado numa cor neutra, junto com o rio Potengi. No mapa o destaque vai para a região no entorno do rio Potengi, que o mapa mostra a presença de áreas alagadas, e é justamente onde está localizado o mangue. Ao nordeste do rio, podemos notar uma faixa em vermelho, marcando boa parte do município até o oceano. Área que está localizado lagoas naturais e o rio Doce. Além dessas áreas, praticamente toda a faixa litorânea apresenta o mesmo padrão. Outro aspecto é a presença de vegetação a de cor verde escura presente ao sul do rio Potengi. Está vegetação está assentada, geralmente me dunas fixas e possuem sua área preservada.
Figura 17: Mapa do Índice Simples de Alagamentos – ISA
É possível, com essa classificação, identificar as áreas urbanas que estão em vulnerabilidade. Em vermelho ao sul do rio Pontengi, temos bairros históricos da cidade como; Cidade alta, Rocas, Ribeira, Alecrim, Quintas e Lagoa Seca. O processo de alagamento em alguns deles são registrados desde a década de 50 do século XX, como mostra o jornal, O diário de Natal, no ano 1957, com a notícia “Efeitos do forte temporal foram além das expectativas: Cidade inundada, e milhares de flagelados sem teto”. A notícia foca na rua do motor e na av. Alexandrino de Alencar. Contudo é possível notar a forma como a população de algumas áreas eram tratadas pela mídia e não muito diferente pelos administradores, na quais regiões onde não se tem interesse político, financeiro, turístico são negligenciadas com o passar do tempo.
Outro exemplo é Mãe Luiza, onde o mesmo jornal noticiou em 1987, a notícia “chuvas alaga ruas, tumultua trânsito e atrasa pedestre” onde no decorrer do texto, eles descrevem que nas intermediações da rua Mipibu no Tirol, que por ser muito próxima do bairro, corre risco de deslizamento. Neste contexto podemos observar a zona norte, onde a mancha em vermelho se apresenta em destaque nas proximidades da Av. Moema Tinoco que alaga constantemente e no bairro de Lagoa Azul (Figura 18), as lagoas presentes contribuem para os alagamentos.
Figura 18: Av. Moema Tinoco da Cunha, Lagoa Azul
