SALETE FANY CHEROBIN
ESTIMATIVA DE EROSÃO E SUA RELAÇÃO COM OS
DIFERENTES MECANISMOS EROSIVOS ATUANTES: ESTUDO DA
VOÇOROCA VILA ALEGRE
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Universidade Federal de Ouro Preto, como parte dos requisitos necessários para a obtenção do título: “Mestre em Engenharia Ambiental – Área de Concentração: Meio Ambiente”
Dedicatória
Agradecimentos
Ao glorioso São Jorge, santo guerreiro, força e luz nas horas incertas.
Aos familiares, principalmente ao esposo Isaías, pela compreensão e paciência pelas longas “ausências” mesmo nos momentos presentes.
Aos mestres orientadores Profs. Adilson do Lago Leite e Frederico Garcia Sobreira pela confiança.
Aos professores do Pro Amb Carlos Eduardo, Anderson, José Francisco pelo incentivo.
A secretária Vânia Pro Amb sempre atenta aos prazos.
Ao pessoal do PET Geologia DEGEO.
Aos amigos do DEGEO, Fellipe, Jonatas e em especial a Fernanda Costa, grande amiga.
A Eliana Luz pelos incansáveis retoques (fig./tab) sem a qual a formatação teria roubado várias horas de sono.
Epígrafe
Ando devagar porque já tive pressa
E levo esse sorriso porque já chorei demais...
Hoje me sinto mais forte, mais feliz, quem sabe Só levo a certeza de que muito pouco sei, Ou nada sei...
Cada um de nós compõe a sua história
Cada ser em si
Carrega o dom de ser capaz E ser feliz...
ÍNDICE
Dedicatória ...iii
Agradecimentos...iv
Epígrafe ...v
Índice ...vi
Lista de Figuras ...viii
Lista de Tabelas...x
Resumo ...xi
Abstract...xii
CAPÍTULO 1 CONSIDERAÇÕES GERAIS... 13
1.1 - INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA... 13
1.2 - OBJETIVOS ...14
1.3 - ORGANIZAÇÃO DA DISSERTAÇÃO ...15
CAPÍTULO 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA... 16
2.1 - PROCESSOS EROSIVOS ... 16
2.2 - PROCESSOS EROSIVOS ACELERADOS... 18
2.2.1 - Gênese... 24
2.2.2 - Mecanismos atuantes... 27
2.2.3 - Feições de erosão... 28
2.2.4 - Estimativa das taxas de erosão... 31
2.3 - EVOLUÇÃO DAS VERTENTES ... 33
2.3.1 - Formas de vertentes... 35
2.3.2 - Processos operantes nas vertentes... 37
2.3.3 - Características geotécnicas... 39
2.4 - HISTÓRICO EVOLUTIVO DOS ESTUDOS DAS EROSÕES DE CACHOEIRA DO CAMPO/MG... 40
CAPÍTULO 3 ASPECTOS FISIOGRÁFICOS DA ÁREA DE ESTUDO... 44
3.1 - LOCALIZAÇÃO ... 44
3.2 - CLIMA... 46
3.4 - GEOLOGIA ... 48
3.5 - GEOMORFOLOGIA... 50
3.6 - SOLOS... 53
3.7 - HIDROGRAFIA ... 56
3.8 - USO E OCUPAÇÃO DA ÁREA... 58
CAPÍTULO 4 MÉTODO, TÉCNICAS E MATERIAIS ... 60
CAPÍTULO 5 VOÇOROCA VILA ALEGRE... 65
5.1 - ASPECTOS GERAIS ... 65
5.2 - OBSERVAÇÕES DE CAMPO... 68
5.3 - PARÂMETROS QUALITATIVOS DA VOÇOROCA VILA ALEGRE... 72
CAPÍTULO 6 RESULTADOS E DISCUSSÕES... 75
6.1 - CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS E FÍSICAS DO SOLO ... 75
6.1.1 - Perfis pedológicos e geotécnicos ... 78
6.1.2 - Análises físicas ... 80
6.2 - MECANISMOS E FEIÇÕES... 86
6.3 - ESTIMATIVA DA TAXA DE EROSÃO... 94
CAPÍTULO 7 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES...107
LISTA DE FIGURAS
FIGURA Pg.
FIGURA 1 - Tipos principais de voçorocas ...22
FIGURA 2 - Estágio evolutivo das voçorocas ...23
FIGURA 3 - Diferentes tipos de voçorocas...24
FIGURA 4 - Dinâmica das águas de superfície...27
FIGURA 5 - Nove combinações de formas das encostas...36
FIGURA 6 - Balanço morfogenético...38
FIGURA 7 - Mapa de localização da área investigada...45
FIGURA 8 - Mapa de vegetação da Bacia do Rio Maracujá ...47
FIGURA 9 - Mapa geológico da bacia do Maracujá ...49
FIGURA 10 - Carta dos domínios geomorfológicos da bacia do rio Maracujá ...52
FIGURA 11 - Mapa de solos...55
FIGURA 12 - Mapa da bacia hidrográfica do rio Maracujá...57
FIGURA 13 - Voçoroca Vila Alegre...66
FIGURA 14 - Perfis topográficos e mapa hipsométrico da voçoroca Vila Alegre ...67
FIGURA 15 - Esgoto a céu aberto...69
FIGURA 16 - Lixo na cabeceira da incisão...69
FIGURA 17 - Resíduos da marmoraria e pedra sabão ...70
FIGURA 18 A - Fundo encharcado...70
FIGURA 18 B - Fundo seco ...70
FIGURA 19 - Aruamento na linha de maior declividade e habitações mais simples .71 FIGURA 20 - Talude comprometido pela mistura de entulho com solo - cabeceira da incisão ...76
FIGURA 21 - Talude comprometido por resíduo da marmoraria – lateral esquerda da incisão ...76
FIGURA 22 - Perfis pedológicos e genético-geotécnicos dos perfis 1, 2 e 3 da voçoroca de Vila Alegre...79
FIGURA 23 - Gráfico representando os parâmetros texturais do Perfil 1 ...81
FIGURA 24 - Gráfico representando os Parâmetros texturais do Perfil 2 ...82
FIGURA 26 - Crostas formadas pelo salpicamento da água no solo ...88
FIGURA 27 - Demoiselles resultantes do efeito splash...88
FIGURA 28 - Sulcos formadas pelo escoamento superficial...89
FIGURA 29 - Lavagem dos solos ...89
FIGURA 30 - Alcova clássica (plumg pool erosion) ...90
FIGURA 31 - Alcova com formato diferente...90
FIGURA 32 - Alcova formada por filetes subverticais com solapamento da base ...90
FIGURA 33 - Marmitas...92
FIGURA 34 - Fluxos de areia...92
FIGURA 35 - Fendas de tração ...92
FIGURA 36 - Degrau de Abatimento...92
FIGURA 37 - Pipings...92
FIGURA 38 - Poças de surgências ...93
FIGURA 39 - Costelas arraste de partículas por percolação ...93
FIGURA 40 - Torres ou Testemunhos ...93
FIGURA 41 - Série temporal de evolução ...95
FIGURA 42 - Parte final do vertedouro c/ vista do antigo barramento bem vegetado...96
FIGURA 43 - Vista do vertedouro reformulado c/ a saída de água e aumento do dique 2011... 97
FIGURA 44 - Vista do vertedouro c/ entrada de água e sedimentos 2010...97
FIGURA 45 - Evolução do processo de erosão 1960/1986/2003 ...100
FIGURA 46 - Frentes de avanço da voçoroca Vila Alegre ...102
FIGURA 47 - Vista em campo das frentes de avanço da voçoroca Vila Alegre...103
FIGURA 48 - Talude com saprólito ravinado ...106
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Medidas de voçoroca...20
Tabela 2 - Unidades taxonômicas...35
Tabela3 - Características dos domínios geomorfológicos da bacia do rio Maracujá ...51
Tabela 4 - Série temporal das fotos aéreas aplicados no estudo...61
Tabela 5 - Características Qualitativas da Voçoroca Vila Alegre ...72
Tabela 6 - Localização dos pontos de coleta ...77
Tabela 7 - Perfis pedológicos/geotécnicos ...80
Tabela 8 - Parâmetros texturais do Perfil 1 ...81
Tabela 9 - Parâmetros texturais do Perfil 2 ...82
Tabela 10 - Parâmetros texturais do Perfil 3 ...83
Tabela 11 - Parâmetros dos perfis de solo da voçoroca Vila Alegre...85
Tabela 12 - Feições erosivas na voçoroca Vila Alegre...87
Tabela 13 - Resumo das feições erosivas e de seus mecanismos geradores ...93
RESUMO
O distrito de Cachoeira do Campo, Ouro Preto/MG, se destaca pela presença de um número significativo de voçorocas, que se distribuem ao redor do núcleo urbano chamando atenção pelas graves consequências ambientais e sociais que esse tipo de evento propicia. Sabe-se que o processo de erosão é um dos mais graves tipos de degradação ambiental, que pode se manifestar em sulcos ravinas e voçorocas. Estas últimas podem ser consideradas de grande poder destrutivo, pois envolvem diferentes mecanismos relacionados entre si que atuam de forma intensa, desagregando os solos e inutilizando grandes extensões de terras. Sua formação e evolução estão diretamente relacionadas aos fluxos de água de superfície e subsuperfície, estes promovem diferentes mecanismos conforme o local de sua atuação e com isso geram feições que permanecem como testemunhos do processo de erosão. Dessa forma, a pesquisa é proposta tendo em vista a significância do processo de erosão sua localização em área urbanizada e sua reativação. Para tanto, buscou-se estimar o avanço da voçoroca Vila Alegre, por meio de fotografias aéreas de diferentes datas (1960/1986/2003), utilizando-se de fotointerpretação e geoprocessamento. Posteriormente relacionou-se o estágio atual com os diferentes mecanismos atuantes. Estes demonstraram um papel significativo no avanço da incisão, o que evidencia que atuam e se alternam de acordo com as modificações que vão se estabelecendo no local. Espera-se, portanto, que a pesquisa possa auxiliar trabalhos realizados em áreas com problemas semelhantes, ou ainda no planejamento urbano, quando se fizer necessário uma estimativa do avanço no processo de voçorocamento.
Palavras chave: Processos de erosão, voçoroca, feições de erosão.
ABSTRACT
The district of Ouro Preto, Cachoeira do Campo/MG, stands out by the presence of a significant number of erosion processes, notably gullies, which are distributed around the urban center, catching the attention by its huge proportion and by the environmental and social consequences that these kinds of events generate. It is known that the erosion process is one of the most serious kinds of environmental degradation, which can manifest itself on ridges, ravines and gullies. These ones may be considered of great destructive power, in a way that, they involve various interrelated mechanisms that act in an intense manner, disaggregating the soil and disabling a large part of land. Its formation and evolution are directly related to the surface and subsurface water flow, these ones provide different mechanisms depending on the location of their operations and, thereby, generate features which remain as evidence of the erosion process. Thus, research is proposed considering the significance of the erosion process, its location in the urbanized area and its reactivation. Therefore, the process of the advance of the set of Vila Alegre gullies was estimated by means of aerial photographs from different dates (1960/1986/2003), using photo interpretation and geoprocessing and, then, relating them to the advance of the process with the acting mechanisms. These demonstrate a significant role in the incision advance of gully-type erosion, which gives evidence of their acting and changing, according to the ongoing modification. It is expected, therefore, from this research to help some work that were carried out in areas with similar problems or, even so, in urban planning, when necessary to estimate the process advance of gullies.
Key words: Erosion Process, Gully, Erosion Features.
Estimations of erosion and their relation with different erosion-acting mechanisms: the study of gullie Vila Alegre.
CAPÍTULO 1
CONSIDERAÇÕES INICIAIS
1.1 - INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA
O Distrito de Cachoeira do Campo, que pertence ao município de Ouro Preto/MG, destaca-se pela predestaca-sença de um número significativo de processos erosivos acelerados, notadamente as voçorocas que se distribuem ao redor do núcleo urbano, chamando a atenção pelas grandes proporções que ostentam e pelas graves consequências ambientais e sociais deles decorrentes.
As voçorocas podem ser consideradas de grande poder destrutivo, envolvendo diferentes mecanismos relacionados entre si, que atuam de forma intensa, desagregando os solos e inutilizando grandes extensões de terra. Assim a inter-relação que ocorre nos mecanismos promovidos pelo escoamento das águas de superfície e subsuperfície, com a evolução do processo de erosão, pode ser compreendida pela análise dos testemunhos que permanecem após seu desencadeamento. Com isso, as feições/sinais que ocorrem no interior e ao redor de uma voçoroca podem fornecer o registro de quais mecanismos atuam com maior ou menor intensidade e, assim, possibilitarem correlações com o material transportado que indica o avanço do processo de erosão em determinada direção. O avanço foi determinado com a vetorização da feição de erosão, nas séries temporais de imagens 1960/1986/2003 (fotos aéreas) e geoprocessamento. Com esta estimativa, foi constatada uma nova direção na frente de erosão e a atuação de mecanismos que parecem agir no comando inicial da erosão dos solos quando se associam a outros e intensificam a ação erosiva.
necessidade de se discutir cada caso individualmente, pois quando se trata da gênese do processo a ideia ainda é bastante discutida no meio acadêmico, uma vez que esta envolve diferentes mecanismos que podem atuar de diversas formas, isoladas ou combinadas.
Sendo assim a justificativa é proposta tendo em vista a significância do processo erosivo, sua localização em área urbanizada e sua reativação. Nesse contexto, as estimativas de erosão com relação aos diferentes mecanismos atuantes podem auxiliar os estudos pertinentes à erosão acelerada (voçoroca), seu controle e prevenção e também fornecer subsídios para planejamentos urbanos futuros, para áreas semelhantes, quando se poderá estimar o risco de ocorrência de algum evento catastrófico em regiões dominadas pelo voçorocamento.
1.2 - OBJETIVOS
O objetivo geral do estudo é estimar a intensidade de evolução da voçoroca Vila Alegre, em Cachoeira do Campo, Ouro Preto/MG, e relacioná-la aos mecanismos atuantes.
Tendo em vista alcançar o objetivo principal, foram também estabelecidos os seguintes objetivos específicos:
• Identificar os principais fatores que causam a degradação na área;
• Descrever as características da voçoroca qualitativamente e quantitativamente;
• Levantar os principais mecanismos de erosão no interior da incisão;
• Investigar as inter-relações e variações a respeito de fatores e causas determinísticas no processo de voçorocamento;
• Relacionar as formas das encostas com os processos e mecanismos atuantes;
1.3 - ORGANIZAÇÃO DA DISSERTAÇÃO
O Capítulo 2 aborda a revisão bibliográfica, que busca o embasamento científico para a proposta da dissertação. Esse se inicia com uma revisão dos processos erosivos acelerados do tipo voçoroca, gênese, mecanismos e feições por eles gerados. Na sequência encontra-se a revisão sobre vertentes, formas e processos, finalizando-encontra-se com o histórico evolutivo das erosões de Cachoeira do Campo/MG.
No Capítulo 3, relata-se sobre os aspectos fisiográficos da área de estudo com a localização, clima e vegetação. Com a parte dos solos, geologia e geomorfologia, apresenta-se uma visão mais abrangente do que ocorre na região. A hidrografia, o uso e a ocupação do solo, completam o contexto estudado.
O método, a técnica e o material utilizado se encontram no Capítulo 4.
No Capítulo 5 apresenta-se a voçoroca Vila Alegre, com seus aspectos gerais e as observações de campo.
No Capítulo 6 encontram-se os resultados e as discussões, onde os mecanismos e feições erosivas são discutidas, assim como as características da voçoroca. Na sequência estão expostas as características morfológicas e físicas do solo, com o resultado da análise granulométrica efetuada. Aqui também se discute a estimativa da taxa de erosão por voçorocamento e sua relação com os diferentes mecanismos atuantes.
CAPÍTULO 2
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 - PROCESSOS EROSIVOS
O processo de erosão dos solos pela água se manifesta de diferentes maneiras, dependendo da sua erodibilidade e da erosividade das chuvas.
Segundo Lal (1994), a erodibilidade se manifesta pelo efeito integrado dos processos que regulam a recepção da chuva e a resistência do solo para desagregação de partículas e o consequente transporte, que são influenciados pelas propriedades do solo, como tamanho das partículas, estabilidade estrutural, matéria orgânica, natureza dos minerais e constituintes químicos.
No que concerne a erosividade da chuva, influenciam diversos parâmetros como o tamanho da gota, velocidade, distribuição, ângulo e direção, intensidade, frequência e duração. Para Bigarella et al. (2007), a erosividade é controlada principalmente pela intensidade numa unidade de tempo em mm/m2, onde o aumento da intensidade implica no incremento da proporção de gotas maiores que caem, com maior velocidade, ficando a ação erosiva nas vertentes dependente do poder erosivo das gotas de chuva e da água corrente, além dos outros fatores relacionados à erodibilidade dos materiais atingidos.
Para Morgan (2005), o papel da intensidade da chuva nem sempre é assim tão óbvio, pois seus estudos na Inglaterra demonstraram que precipitações de longa duração e baixa intensidade também podem provocar a erodibilidade dos solos tanto quanto um evento pluviométrico de curta duração e alta intensidade.
exposição de eventos de longa duração e baixa intensidade, quando ocorre o escoamento superficial.
Para Hudson (1961 apud Guerra, 2007), a erosividade é a habilidade da chuva em causar erosão. Embora bastante simplificada, a definição envolve a discussão de um assunto muito complexo, sendo difícil se estabelecer um valor universal, porque outros fatores influenciam o processo.
Assim, a partir do momento em que a vertente começa a ser ocupada pelo Homem, observa Cassetti (1991), processo iniciado com a retirada da cobertura vegetal, as relações processuais morfodinâmicas se alteram, os solos sofrem o efeito pluvioerosivo, com o aumento do fluxo superficial e a consequente redução da infiltração. Com isso, a água ganha energia no seu movimento vertente abaixo pela velocidade que adquire com a declividade do terreno, e passa a arrastar uma quantidade suficiente de material que será transportado (Bertoni e Lombardi Neto, 2005).
Segundo Guerra (2007), os mecanismos dos processos erosivos básicos variam no tempo e no espaço, e a erosão ocorre a partir do momento em que as forças que removem e transportam materiais excedem aquelas que tendem a resistir. Com isso, pode–se ressaltar de acordo com Sudo (1995), que as interações dos fatores que predispõem uma área a erosão são relativamente complexos e fundamentalmente resultam da relação infiltração – deflúvio, a qual ainda depende de outros fatores, como propriedade dos solos, característica das encostas, cobertura vegetal, além do clima e uso do solo.
Essa relação infiltração – deflúvio se processa quando a capacidade de infiltração da água no solo é excedida. Nesse momento, inicia-se o escoamento superficial, que a princípio é difuso, e segundo Guerra (2007), ocorre quando o solo saturado já não consegue reter água e esta passa a descer encosta abaixo provocando um escoamento em lençol (do inglês:
sheet flow) ou escoamento laminar. Essa forma de erosão hídrica relaciona-se à
Quando o escoamento superficial ganha velocidade, adquire um caráter turbulento e passa a escorrer em canais, pela acumulação do fluxo (do inglês: flow line). Nesse estágio ocorre a concentração de sedimentos no interior desses canais, o que, de acordo com Guerra (2007), faz com que haja um forte atrito entre as partículas e o fundo dos pequenos sulcos, aumentando a erosão nas canaletas que estão começando a se formar. Essa água que escorre ganha energia pelo aumento de massa no seu movimento descendente, e ganha força máxima quando a enxurrada contém quantidade suficiente de material abrasivo para desprender a maior quantidade possível de sedimentos que a água seja capaz de transportar (Bertoni e Lombardi Neto 2005).
O estágio seguinte é a formação de ravinas, esclarecem Araújo et al. (2008). Estas se constituem em canais visíveis ou canaletas muito pequenas, mas bem definidas, onde ocorre a concentração de fluxo, que ao escorrer encosta abaixo, sem dissipação de energia, aprofunda os sulcos elevando a capacidade da enxurrada em arrancar novas partículas.
Para Bigarella et al. (2007), a erosão em sulcos, valas e ravinas desenvolve-se rapidamente, deixando traços acentuados de suas ações. Os sulcos são abertos pelos pequenos filetes que se encaixam na superfície pela remoção de detritos ao longo de seu curso na maior inclinação da vertente.
2.2 - PROCESSOS EROSIVOS ACELERADOS
As voçorocas são formas agressivas de erosão dotadas de grande poder destrutivo e difícil controle, que ocorrem em diferentes formas de encostas resultantes de alguma alteração do meio físico. Seu nome, voçoroca, tem origem na língua Tupi-guarani, ibiçoroca, yby = terra + coroca = romper; literalmente terra rompida (Oliveira & Meis, 1985).
montante e estrangulada a jusante, em direção ao canal de escoamento, e delimitada por paredes verticais e subverticais.
Na definição do novo dicionário geológico geomorfológico, (Guerra e Guerra 2006), voçoroca é definida como uma escavação ou rasgão do solo ou da rocha decomposta, ocasionada pela erosão de escoamento superficial e também pelo escoamento subsuperficial. Ressalta ainda o mesmo verbete, que tem a aparência de bad lands quando em grande número e relativamente paralelas uma das outras.
Salomão e Iwasa (1995) resumem e descrevem uma voçoroca como, palco de diversos fenômenos sendo a erosão superficial, erosão interna, solapamentos, desabamentos e escorregamentos, manifestações que se conjugam e conferem a esse tipo de erosão característica de evolução rápida e elevado poder destrutivo.
Ainda em busca de uma melhor definição para a forma de erosão consagrada pelo poder destrutivo que exerce sobre a paisagem, encontra-se em Bigarella et al. (2007) outro esclarecimento, quando define que as voçorocas se constituem em um canal de drenagem de paredes abruptas, com fluxos efêmeros, e termina numa cabeceira extremamente íngreme e escarpada.
Oliveira (2007) ao conceituar voçoroca, reporta-se que estas podem ser vistas como canais incisos que resultam de desequilíbrios naturais ou induzidos pelo homem. Para Guerra (2007) as voçorocas, características erosivas nas encostas, possuem paredes laterais íngremes e em geral fundo chato, com fluxo de água em seu interior por ocasião do período chuvoso, ou dependendo da profundidade, por atingir o lençol freático.
As dimensões das voçorocas são variáveis, de acordo com Pichler (1953), atingindo em alguns casos comprimentos de centenas de metros e profundidades em geral de 15 a 30 m. Porém, o caráter dimensional, quando se trata de pequenas incisões, tem causado algumas dúvidas para distinguir o que seria uma ravina ou voçoroca.
ravinas e voçorocas, estabelecendo que uma incisão com mais de 0,5 m de largura e profundidade e comprimento de 30m seria denominada voçoroca.
Segundo Oliveira (2007) recentemente os técnicos do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) vincularam a definição para distinguir uma da outra baseados no tipo de escoamento. Uma ravina seria resultado do escoamento superficial, enquanto uma voçoroca seria o canal esculpido pelo afloramento do lençol freático no fundo da incisão. Essa maneira de classificação, apesar de útil do ponto de vista técnico, para o supracitado autor, lança confusão no meio acadêmico, pois opõe mecanismos que com frequência interagem em diferentes estágios do processo erosivo, o que dificulta a compreensão da sua evolução. Apesar disso, neste trabalho guarda-se a definição do IPT como critério básico adotado para distinção entre ravinas e voçorocas.
Para Furlani (1980), os parâmetros adotados para estabelecer a definição dos tipos discriminados não são rígidos. O autor propõe, no entanto, que uma voçoroca para ser denominada grande deve possuir 500, 50 e 20 metros, respectivamente (Tabela 1). Ao passo que uma voçoroca comum teria a cavidade erosiva com comprimento entre 500 e 100 metros, sendo sua largura e profundidade inferiores respectivamente a 50 e 20 metros e as pequenas seriam aquelas que apresentam medidas inferiores as citadas. Com base nesses parâmetros pode-se estabelecer uma tabela para melhor visualização.
Tabela 1 - Medidas de voçoroca
Medidas Voçoroca grande Voçoroca média Voçoroca pequena
Comprimento > 500m < 500m 100m
Largura > 50m < 50m 10m
Profundidade > 20m < 20m 5m
Vieira (1978) assume que apenas através da análise morfométrica consegue-se descrever devidamente as “boçorocas” em suas mais diferentes formas e estudar a diversidade de processos, que variam em qualidade e em intensidade durante o seu desenvolvimento.
sujeitas ao manejo inadequado. Acreditam os autores ser este tipo de voçoroca, em sua grande maioria, produto do ravinamento iniciado ao longo de valas de demarcação, trilhas ou linhas de plantio, descrevendo que o fenômeno se manifesta quando o lençol freático é interceptado pela ravina e esta evolui para uma voçoroca típica com a sua seção em V transformada posteriormente para uma seção em U.
Para o caso de voçorocas urbanas, os referidos autores asseveram que estão relacionadas à implantação de núcleos urbanos geralmente instalados em pontos mais altos, em terrenos de baixa resistência à erosão. Locais não pavimentados têm o ravinamento iniciado nas próprias ruas, que servem como as principais adutoras das águas captadas pelos telhados e, somadas ao escoamento superficial local, as ravinas não raro evoluem para voçorocas típicas ao interceptarem o lençol freático. Outro ponto citado pelos autores diz respeito ao lançamento das águas captadas, quando não conduzidas por sistemas eficientes. Isso ocorre devido à grande distância que comumente separa o perímetro urbanizado de uma drenagem estável, com leito resistente a grandes incrementos na vazão. Nesse caso, as águas pluviais e servidas são lançadas na drenagem mais próxima da zona urbanizada, quando é iniciado um processo de entalhamento no local, que por ocasião das chuvas e aliado às variações do nível freático, conferem ao processo erosivo remontante uma dinâmica acelerada de rumos imprevisíveis. Tais características que se desenvolvem em área urbanizada, colocam em risco a segurança e a economia da população local, concluem os autores.
canal de escoamento. Ovoide lobulada, quando as bordas da cavidade erosiva exibem diversos recortes que evoluem oblíqua ou perpendicular ao canal central, ligada a vários eixos hidrográficos. Ovoide coalescente, quando dois ou mais aparelhos erosivos festonados ou lisos se fundem. Linear ou Retilínea, quando o corpo da incisão alonga-se de tal maneira que o conjunto assume uma configuração retilínea com bordas lisas. Ortogonal, quando dois ramos retilíneos interceptam-se normalmente. Curvilínea ou falciforme, quando exibe o canal principal em forma de curva. Composta, apresenta conjuntos de formas muito variadas como mão aberta, semi leque, flor de liz, árvore e outras.
Augustin e Aranha (2006), em seus estudos em Gouveia/MG, encontraram a partir de mapeamento e fotointerpretação quatro tipos principais de voçorocas (Figura 1), e ressaltam que as formas variadas dependem de fatores naturais como tipo de rocha e páleo-relevo e/ou fatores antrópicos. As de forma linear têm como característica principal ausência de ramificações significativas, as dendríticas ou arborescentes tem como padrão dominante um crescimento e desenvolvimento com vários ramais ou dígitos. As compostas são aquelas que não apresentam padrão único, mas podem ser bulbosas e depois lineares e vice-versa e ainda as indefinidas que, segundo os autores, apresentam em seus canais um processo de abertura não mostrando ainda uma forma definitiva.
Linear Dendrítica Composta Indefinida
FIGURA 1 - Tipos principais de voçorocas. Fonte: Augustin e Aranha (2006)
escoamento tanto de superfície como subsuperfície. Os vales exibem formas em V e o fundo normalmente apresenta vários degraus. 3º estágio – Maturo: não ocorre mais aprofundamento, a feição apresenta uma forma em U sem números significativos de degraus, com progressão predominante nas laterais. Nesse estágio normalmente a largura é maior que a altura. 4º estágio – Senil: a partir desse ponto a erosão torna-se uma feição estável de relevo e podem ser consideradas inativas.
Inicial Intermediário Maturo Senil
FIGURA 2 - Estágio evolutivo das voçorocas. Fonte: Modificado de Guimarães (2008) No entendimento de Furlani (1980), as voçorocas também podem ser classificadas de acordo com o estágio do seu processo evolutivo: de primeiro estágio ou vivas, quando suas bordas exibem paredes verticais e subverticais. De segundo estágio ou estabilizadas, manifestada por uma suavização das paredes que são revestidas pela vegetação, embora ainda apresente algumas massas salientes e despidas de vegetação. Reativada, neste caso uma voçoroca estabilizada sofre uma brusca reativação em suas cabeceiras, deixando um forte contraste com as partes vegetadas. De terceiro estágio, cicatrizadas ou mortas, tem aspecto de um anfiteatro, rupturas ou declives suaves, vegetação revestindo todo o seu interior, com o lençol freático aflorado junto à calha principal.
está associado a formas mais antigas. Como discutido pelos autores, pode-se perceber que na tipologia das voçorocas, vários mecanismos atuam, modelando e esculpindo a incisão ao longo dos anos. Eles são responsáveis também pela gênese do processo erosivo, uma vez que operam em superfície e em subsuperfície tanto na deflagração como na evolução da erosão.
l conectada à rede de drenagem
ll desconectada
lll integração dos tipos anteriores
FIGURA 3 - Diferentes tipos de voçorocas. Fonte: Oliveira (1995)
2.2.1 - Gênese
Quanto à gênese do processo erosivo acelerado, parece não haver um consenso entre os estudiosos do assunto. Como bem afirma Furlani (1980), há os que admitem a interação de fatores naturais, dando ênfase ao fluxo superficial e subterrâneo, e os que enfatizam a ação antrópica como detonadora da erosão acelerada.
Segundo a FAO (1986), as voçorocas (gullies) são formadas quando ocorre a junção e o aprofundamento dos sulcos, aumentando em mais de 30cm a profundidade e se desenvolvem em três estágios diferentes: erosão por cachoeira (queda d’água), que tem início com sulcos, que ao se aprofundarem atingem o horizonte B do solo e, na sequência, expõem o horizonte C, com a remoção do material de origem. As etapas se repetem algumas vezes até a água escavar uma concavidade e iniciar o colapso das paredes, e dar início a uma rede de erosão que se multiplica pela erosão em queda d’água. Na segunda etapa, o canal de erosão ao longo do leito da voçoroca serve de caminho para a água e o solo removido. No terceiro estágio ocorre a queda de blocos, que pode ser ocasionada pela estação chuvosa, ou então pela alternância de temperaturas.
Para Sobreira (1998) as voçorocas originam-se de um desequilíbrio morfo-hidro-pedológico das encostas, e são aceleradas por fatores antrópicos como desmatamento, atividades agrícolas e até mesmo urbanas.
De acordo com Bigarella et al. (2007) nas voçorocas atuam outros processos e fatores além daqueles ligados ao escoamento superficial, enfatizando que a erosão acelerada tem nas águas de subsuperfície o fator que comanda a eclosão e a continuidade desse fenômeno erosivo, que pode assumir forma catastrófica.
As causas citadas pela FAO (1986) como fatores humanos que contribuem na gênese do voçorocamento dizem também respeito ao uso indevido da terra, queimadas, superpastoreio, aberturas de minas, construções de estrada, atividade madeireira e trilhas de gado e de veículos de tração, que compactam os solos reduzindo a capacidade de infiltração. Como fatores físicos, o trabalho aponta a precipitação, a topografia, as propriedades do solo e da cobertura vegetal. Estes são também apontados por Azevedo e Albuquerque Filho (1998) como condicionamento da erosão, pois a precipitação associada a um conjunto predisponente de fatores pode ocasionar diferentes tipos de erosão sendo, portanto, uma associação destes dependentes de outros para causar maior ou menor erosão no solo.
Quanto à topografia ou relevo, a influência na intensidade erosiva verifica-se principalmente pela declividade e o comprimento da encosta, pois interferem diretamente na velocidade de escoamento superficial das águas pluviais. Os solos podem sofrer pela erodibilidade de acordo com suas propriedades, conferindo maior ou menor resistência à ação erosiva das águas. A cobertura vegetal é citada pelos autores como um dos componentes mais importantes de defesa natural do solo, uma vez que sua retirada é apontada como principal causa dos processos erosivos. A ação da vegetação se dá principalmente na proteção do solo contra os impactos das gotas de água e na condução da chuva à infiltração no solo.
Os fatores descritos podem influenciar a erosão dos solos de acordo com a interação existente, uma vez que agem em conjunto, alternando-se de forma a provocar maior ou menor erosão. Azevedo e Albuquerque Filho (1998) discutem também a influência do substrato rochoso em suas características litológicas, intensidade de intemperismo, natureza da alteração e diferentes graus de faturamento, condicionam a suscetibilidade do material à erosão.
2.2.2 - Mecanismos atuantes
O regime de pluviosidade intensa envolve diferentes mecanismos que atuam tanto na superfície quanto em subsuperfície. Estes deflagram e aceleram o processo de erosão, contribuindo individualmente ou em conjunto para o avanço do processo em questão. Os mecanismos ressalta Coelho Neto (2007), agem em diferentes escalas temporais e espaciais, mas todos derivam de rotas tomadas pelos fluxos de água, que podem ocorrer na superfície ou na subsuperfície. Segundo Oliveira (1995), o grau de sinergia entre os mecanismos que atuam no processo de erosão é decisivo para a definição do grau de atividade de uma voçoroca. Assim, ao identificar-se a ação das águas de superfície pode-se compreender como agem na esculturação das feições e quais mecanismos estão envolvidos no processo. Paisani e Oliveira (2001) ilustram a dinâmica das águas de superfície (Figura 4) que devido à ação de variados mecanismos esculpem o solo conforme adquirem maior concentração e velocidade.
FIGURA 4 - Dinâmica das águas de superfície. Fonte: Paisani e Oliveira (2001).
Também de acordo Oliveira (2007) o auxílio desse conhecimento possibilita abordar a complexidade das interações entre os mecanismos individuais, os quais podem associar-se e gerar efeitos cuja magnitude supera o simples somatório de suas consequências individuais, sobretudo ao longo do tempo e do espaço. Dessa forma, o autor cita nove mecanismos que atuam na formação e evolução de ravinas e voçorocas, a saber:
(i) O deslocamento de partículas por impacto de gotas de chuva, e compactação da superfície do terreno através da remobilização de silte e argila.
(ii) O transporte de partículas de solo pelo escoamento superficial difuso. (iii) O transporte de partículas por fluxo concentrado.
(iv) A erosão por queda d’água (plunge pool erosion). (v) O solapamento da base de taludes.
(vi) A liquefação de materiais do solo. (vii) Movimentos de massa.
(viii) O arraste de partículas por percolação.
(ix) O arraste de partículas por fluxo concentrado em túneis ou dutos.
Para Iwasa e Prandini (1980), a relevância da caracterização dos mecanismos envolvidos na erosão ocorre pelo fato de que as obras de contenção destas feições, além de possuírem um custo muito elevado, podem não se adequar à evolução geométrica das feições erosivas, e perderem a utilidade rapidamente. Casos de insucesso em obras de proteção e contenção de feições erosivas são muito comuns (e.g. São Pedro SP, Cianorte PR).
2.2.3 - Feições de erosão
Descreve-se a seguir as diversas feições que se encontram mais presentes em voçorocas como piping, alcovas, marmitas, pináculos ou demoisells, crostas, sulcos e ravinas, caneluras, fluxos de areia, quedas de torrões, costelas, trincas e fendas, poças de surgências entre outras, que contribuem para retirada de material em voçorocas.
Os dutos ou “piping” segundo Carvalho et al. (2006) corresponde ao processo de formação de tubos a partir da face de uma encosta ou talude por meio do carreamento. Ocorrem quando o fluxo de água subterrâneo passa a correr em zonas preferenciais de maneira concentrada, estas sofrem um alargamento pela remoção e transporte de sedimentos, o que pode provocar o colapso do teto situado acima desses dutos, levando a formação de voçorocas ou alargamento das mesmas.
Augustin e Aranha (2006), ao estudarem o fenômeno no nordeste de Minas Gerais, concluíram que os dutos estão associados tanto ao processo de recuo das cabeceiras, quanto ao de alargamento das paredes, e ampliação do número de ramificações, indicando que o piping constitui um dos processos mais importantes na evolução de voçorocas. Observaram também que nos casos de dutos com ou sem colapso do teto, encontrados principalmente nas altas e meias vertentes, o que chamou atenção foi a grande colapsividade dos latossolos vermelho amarelos e vermelho escuros, no qual ocorrem. Quanto à formação desses dutos, os autores (op. cit.) asseveram que há evidências de que o ferro e/ou alumínio causem a aglutinação de partículas de argila, o que altera seu comportamento hidrológico, induzindo a uma maior infiltração da água de chuva, o que aumentaria a pressão hidráulica no interior dos agregados, destruindo-os e favorecendo o carreamento lento das partículas finas.
As marmitas de acordo com estudos realizados na colônia Quero - Quero/PR por Paisani e Oliveira (2001) são as principais formas de erosão encontradas na área. Essas feições resultam da erosão por quedas d’água na base de taludes ou de algum degrau, possuindo uma geometria relativamente dessimétrica, sendo mais profundas à montante e mais rasas à jusante. Salientam os autores que houve coalescência dessas feições na porção de jusante da incisão, sendo também as marmitas aquelas que mais evoluíram no período.
As Demoisells (pedestais, pináculos) são feições, que segundo Carvalho et al. (2006) indicam a ocorrência de salpicamento intercalado com remoção de partículas pelo escoamento superficial, ocorrem aleatoriamente e se desenvolvem de forma lenta nas zonas mosqueadas, transição entre o solo laterítico e saprolíticos, devido à existência de elementos isolados de maior resistência.
De acordo com Guerra (2007) o impacto causado pelas gotas de chuva também é responsável pela formação de crostas, as quais ocorrem quando há ruptura dos agregados. Isto faz com que a superfície do solo seja selada, diminuindo a infiltração e aumentando o escoamento superficial.
Sulcos e ravinas são respectivamente canaletas e canais escavados pela ação do escoamento superficial concentrado formado na superfície de vertentes onde ocorre uma vegetação rala ou inexistente. De acordo com Bigarella (2007) são indícios das rotas de fluxo concentrado pela incapacidade dos canais em absorver o fluxo de água.
Dutos de convergência, sulcos ou caneluras são esculpidos pela convergência de fluxo superficial para o interior de fendas ou macroporos biogênicos. Resultam de interações entre erosão por queda d’água e resurgências (Oliveira, 2007).
Fluxos de areia, ou corridas densas de areia segundo Bigarela et al. (2007),verifica-se quando ocorre a surgência das águas do aquífero nas paredes da voçoroca que resulta na remoção de partículas arenosas pelo processo de liquefação.
As costelas salienta Oliveira (2007) surgem em taludes tanto pela ação de filetes subverticais quanto pela exfiltração do lençol.
As trincas ou fendas superficiais, de acordo com Rodrigues (1984), paralelas aos taludes são importantes fatores no processo de evolução lateral e longitudinal das voçorocas.
Poças de surgência segundo Oliveira (2007) indicam a resurgência do lençol freático ao longo da incisão erosiva, porém em locais com duas estações bem definidas constituem no período seco as zonas deprimidas.
Importante ressaltar que mecanismos atuam e geram várias feições que se desenvolvem nas diferentes formas de relevo ocasionadas pela ação das águas de superfície, como a maioria das feições evidenciadas acima. Da mesma forma acontecem em subsuperfícies onde à ação das águas segundo Bacellar (2000) entram em ação assim que o lençol freático é atingido e os mecanismos secundários começam agir fazendo com que a voçoroca adquira formas mais arredondadas e grandes dimensões. Para Coelho Neto (2007) os mecanismos de erosão por fluxos subsuperficiais incluem a erosão por vazamento e a lavagem em túnel. O primeiro caso ocorre quando o fluxo exfiltrante atinge uma descarga crítica capaz de deslocar a partícula do meio poroso. O segundo caso acontece quando uma força cisalhante atua nas margens de um macroporo promovendo sua lavagem interna. Para Rodrigues e Vilar (1984), o efeito da água subterrânea é mais demorado devido a lentidão das águas que percolam em direção ao talude da incisão e sua ação é mais importante no período seco. Isso se deve de acordo Drumond e Bacellar (2006) porque o lençol atinge o seu nível máximo de 4 a 6 meses após a época de chuvas, assim o efeito da água subterrânea pode ser mais intenso na estação seca o que depende da profundidade em que o lençol se encontra.
2.2.4 - Estimativa das taxas de erosão
quando se faz necessário ocupar uma área próxima ao local atingido pelo voçorocamento ou monitorar uma área já povoada no entorno de erosões. Assim, pode-se obter uma estimativa de sua evolução que irá auxiliar na tomada de decisões futuras. Baccaro (2007) destaca o monitoramento e a mensuração dos processos erosivos em escala temporal pré-estabelecida, como uma contribuição valiosa de dados no entendimento dos mecanismos dos processos erosivos tropicais.
Dessa forma, pode-se citar alguns trabalhos como Sobreira (1998) quando monitorou voçorocas em Cachoeira do Campo e Santo Antonio do Leite. Para tanto o pesquisador valeu-se de fotografias aéreas e estereoscópio de espelhos técnica utilizada anteriormente por Sobreira & Marques, 1994; Sobreira, 1995. Apesar das limitações e imprecisões inerentes ao próprio método como escala e qualidade das fotografias aéreas, o autor relata que os resultados alcançados foram considerados satisfatórios.
Outra pesquisa realizada com técnicas mais apuradas foi o trabalho de Sequeira (2006), em Cabeça do Facho, São Martinho/Portugal. O autor desenvolveu seu trabalho com ortofotos, rigoroso controle topográfico e um SIG (Sistema de Informações Geográficas) numa série temporal de 53 anos para monitorar o recuo de falésias no litoral português.
Esses métodos citados se destacam principalmente no que tange a grande área pesquisada e ao tempo gasto para seu monitoramento, o que seria inviabilizado caso as técnicas não tivessem sido aplicadas. Dessa forma, percebe-se que as pesquisas buscam recursos para facilitar os trabalhos de campo, e assim podem obter dados mais confiáveis através de inovações e utilização de novas tecnologias no monitoramento e mensuração dos processos erosivos.
Também um método bastante conhecido para monitoramento de voçorocas é o relacionado aos estaqueamentos como descrito em Guerra, (2002). A técnica pode ser adaptada e desenvolvida de acordo com os interesses dos pesquisadores como verificado nas metodologias que seguem abaixo.
2002/2003. As medições foram efetuadas com uma corda subdividida em intervalos de 20cm com cores diferentes amarradas junto às estacas, e uma régua retrátil de metalon (5m) com uma trena (5m) fixada ao longo da mesma. Os dados obtidos foram armazenados em planilhas no software Excel gerando tabelas e gráficos, depois essas informações foram processadas em outro software, Auto CAD R14 e assim gerada a visualização do avanço, o cálculo da área, perímetro e volume.
Pietrobelli et al. (2007) obtiveram as taxas de erosão por voçorocas no Centro sul do Segundo Planalto do Paraná com a construção de poligonais planialtimétricas conforme Camargo Filho et al. (1996). A técnica consiste em utilizar grampos de metal fixados ao solo circundando toda aborda ou dígito de erosão, cada grampo constitui o vértice entre dois lados de uma poligonal à medida que um grampo é unido a outro, com um fio de nylon ou barbante. Após esse procedimento, as poligonais são reproduzidas em papel vegetal para cálculo da área erodida através do método das quadrículas. A medição da profundidade é realizada com trena e metro. Assim é calculado o volume da área erodida.
As técnicas mais modernas agilizam os trabalhos a serem realizados principalmente no que se refere à obtenção de dados mais confiáveis e visitas mais eficazes em campo. Assim pode-se optar em construir uma metodologia adequada as necessidades de cada trabalho mesclando-se diferentes experiências efetuadas por pesquisadores. Com isso, pode-se cada vez mais a cada trabalho, entender o processo de erosão e suas manifestações em diferentes formas do relevo.
2.3 - EVOLUÇÃO DAS VERTENTES
Essas formas refletem as interações existentes, e no entendimento de Bloom (1996), a maioria das paisagens é erosiva, pois logo que um terreno se eleva acima do nível do mar, a gravidade e as águas correntes iniciam novamente seu desgaste, cavando uma rede de vales que por sua vez, quando são erodidos, produzem duas novas encostas laterais. Assim, as infinitas variedades de declives paisagísticos são produzidas pela interação de processos erosivos e deformações tectônicas que continuamente modificam o modelado terrestre.
Consequentemente observam-se diferentes formas, que de acordo com a dinâmica terrestre, resultam em morfoestruturas e morfoesculturas, conceitos idealizados segundo Ross (1992), por Mescerjakow em 1968 e Gerasinov em 1980, apoiados pelo princípio teórico dos processos endógenos e exógenos como geradores das formas de relevo terrestre. Assim pode-se constatar que todo relevo pertence a uma estrutura que o sustenta e exibe aspectos esculturais que decorrem da ação de climas atuais e pretéritos, que continuamente esculpem e modelam a superfície terrestre. Desse modelado maior, outras formas continuamente se estabelecem ditadas por diferentes eventos cronológicos e climáticos que se sobrepõe em ordem decrescente, sendo enumerados de acordo com a sua ordem de grandeza as quais se denominam táxons.
Tabela 2 - Unidades taxonômicas
TÁXON UNIDADE MODELADO GÊNESE CRONOLOGIA
1º Táxon Morfoestrutura Estruturas dobradas Plataformas Crátons Bacias sedimentares. Movimentos crustais Metamorfismos Magmatismo Ciclos erosivos Sedimentação marinha e cont.
Pré-Cambriano, Cenozoico e Fanerozóico.
2º Táxon Morfoescultura Planaltos Serras Depressões Anticlinais Sinclinais Chapadas Ciclos erosivos diversos Pré-cenozóico, Pré-cambriano
3º Táxon Padrão de formas Serras Morros Colinas Vales Dissecação generalizada. Pleistoceno Holoceno 4º Táxon Formas
individualizadas Cristas Bordas ant/sinc. Colinas Desgaste das vertentes Entalhamento dos vales Pleistoceno Holoceno.
5º Táxon Tipos/ vertentes Plano Convexo Côncavo
Retilíneo, Patamares Escarpas
Tendência infiltração Fraca ação mecânica da água.
Recente
6º Táxon Formas recentes Ravinas Voçorocas
Cicatrizes de deslizamento
Ação antrópica Atual
Modificado de Ross (1992)
Assim, pode-se empregar os vários táxons no entendimento da dinâmica terrestre, que propiciam uma abordagem do geral para o específico, esclarecendo a gênese e as formas de relevo atuais e pretéritas.
2.3.1 - Formas de vertentes
FIGURA 5 - Nove combinações de formas das encostas, modificado (Parson 1988)
Assim na natureza ocorrem diferentes combinações e associações de formas, que se agrupam exibindo um formato singular que devem ser analisadas e discutidas em particular conforme se apresentam combinadas no ambiente. Parson (1988) esclarece que a grande variedade de formas é associada às diferenças climáticas e aos diversos tipos de rocha, com seu grau de fraturamento que influencia na formação das vertentes, existindo um feedback entre as formas e os processos dando a ideia de que os processos determinam as formas. No entanto, há que se considerar, explica o autor, o controle temporal nas relações de causa e efeito que controlam as formas, o que em curto prazo faz com que as formas determinem os processos. Assim, em cada forma, verifica-se um processo particular inerente às características individuais verificado em Bloom (1970), para o qual nas encostas de forma convexa, os processos característicos são creep (rastejamento) erosão por splash (salpicamento) e divergência de fluxo com lavagem da superfície do terreno predominando nas partes côncavas das vertentes o transporte pela água que se caracteriza pelo escoamento laminar e em filetes.
Para Bigarella et al. (2007) os segmentos convexos comumente ocorrem nas partes altas das vertentes como resultado do rastejamento do solo e impacto das gotas de chuva. Os segmentos côncavos representam formas de equilíbrio de transporte e deposição, não se formam onde ocorre solapamento rápido da base da vertente. Dessa forma, conclui o autor
(op. cit.), formas mamelonizadas e convexas são formadas apenas em regiões onde o
e da concavidade inferior, isso quando o nível de base local não permite a formação de uma escarpa.
Guerra (2007) explica que o comprimento, a declividade e a forma das encostas, bem como as propriedades do solo, atuam em conjunto promovendo maior ou menor resistência à erosão. Assim, de acordo com as diferentes formas, a ação das águas de superfície e subsuperfície atuam na elaboração dos processos que ocorrem nesses locais e, de acordo com Guerra (2008), todas essas características podem ser causa e consequência dos processos geomorfológicos, pois ao mesmo tempo em que a forma das encostas influi sobre os processos atuantes, esses também podem lentamente mudar essas formas.
2.3.2 - Processos operantes nas vertentes
Segundo Casseti (1991) entende-se por processo geomorfológico todo e qualquer fenômeno responsável por alterações evolutivas das encostas. Estas alterações se processam continuamente no modelado terrestre e respondem pelos componentes perpendiculares e paralelos responsáveis pelo intemperismo e erosão dos solos.
FIGURA 6 - Balanço morfogenético. Alfred Jahn (1954) apud Christofoletti (1974)
Dessa forma, explica o supracitado autor, o balanço morfogenético é o resultado do jogo dos componentes verticais e paralelos onde: Se no ponto A a ação da meteorização e da pedogênese for maior do que a retirada do material, o balanço será positivo, caso contrário, será negativo. Nos pontos B e C, o balanço morfogenético será positivo quando a soma da componente vertical mais a quantidade de detritos da parte montante for maior que a quantidade de material retirado do local, caso contrário será negativo. Havendo equilíbrio entre as componentes o balanço permanecerá estável e a espessura do regolito não será alterada.
2.3.3 - Características geotécnicas
No estudo das erosões, torna-se necessário o conhecimento de algumas características geotécnicas dos solos, que podem auxiliar na compreensão do comportamento destes quanto a sua colapsividade e estabilidade geral das massas. No campo da Geotecnia, segundo Salomão e Antunes (1998), a camada superficial, constituída essencialmente por minerais secundários ou transformados, recebe o nome de solo maduro (SM). A camada mais abaixo, que exibe ainda as características da rocha-mãe (ou de origem), é denominada solo residual jovem (SRJ), solo saprolítico ou saprólito, abaixo do qual está a rocha alterada, onde se encontram minerais com sinais evidentes de alteração.
Em Pastore e Fontes (2006) encontra-se melhor entendimento: o Horizonte laterítico pode ser formado por solos residuais ou transportados (solos aluvionares, coluviões, tálus) estando sempre afetado por processo de evolução pedológica como a laterização. As cores predominantes são os tons avermelhados e amarelados. Corresponde ao horizonte B pedológico. A espessura e a composição granulométrica são muito variáveis e depende da posição do relevo e da rocha de origem. O Horizonte saprolítico, continua o autor, é o solo residual cuja característica apresenta estrutura reliquiar da rocha de origem, também exibe descontinuidades do maciço rochoso como falhas, fraturas e juntas. Seu correspondente pedológico é o Horizonte C.
2.4 - HISTÓRICO EVOLUTIVO DOS ESTUDOS DAS EROSÕES DE
CACHOEIRA DO CAMPO/MG
Parzanese (1991), ao estudar as voçorocas na mesma região de Cachoeira do Campo, evidenciou as características dos solos como fator preponderante ao surgimento e evolução das erosões. Destaca em sua pesquisa que o horizonte B latossólico argiloso que ocorre na área é sujeito a erosão por sulcos por ser menos espesso no terço inferior das encostas, o que favorece o horizonte C siltoso a ficar exposto. Essa vulnerabilidade aumenta rapidamente a profundidade da erosão, o que leva ao solapamento das cabeceiras. Relata ainda que os solos lateríticos encontram-se profundamente agregados na dimensão de areia fina a média, enquanto os saprólitos (horizonte C) se apresentam pouco agregados.
A referida autora ainda ressalta que o índice de estabilidade é um bom fator na avaliação da erodibilidade dos solos e que a propensão ao voçorocamento está intimamente ligada à diminuição do solum no terço inferior da encosta, o que levaria o horizonte C (saprolito) a ser atingido mais facilmente, acelerando o processo, uma vez que estes se apresentam pouco agregados.
A autora atribuiu às águas de superfície a principal causa para o desenvolvimento das voçorocas, o que aconteceria pelo fato delas se direcionarem para a incisão num movimento de queda conhecido como “efeito cachoeira”, envolvendo a movimentação turbulenta das águas, o que desintegra o saprolito, acelerando a erosão.
Sobreira (1998) destaca que a região foi no ápice do ciclo do ouro uma importante produtora de alimentos para sustentação da população de Ouro Preto. Apesar disto, nenhum relato da época menciona a exaustão das terras ou o voçorocamento no local, o que causa estranheza, conforme o autor. “Uma vez que era um polo conhecido e muito visitado (Sede do Governo Civil e Militar 1735) na época do império”. Sugere o referido autor que talvez um levantamento historiográfico daquela época consiga esclarecer melhor a questão.
assoreamento da represa Rio das Pedras. Isso ocorreu na década de quarenta do século XX, e foi comandado por um certo Dr. Scott, sobre o qual pouco se sabe, uma vez que não foram achados documentos sobre o assunto. As obras realizadas nessa época são os testemunhos deixados. São muros de pedras argamassados, formando barramentos no talvegue principal das erosões.
Já vinte ou trinta anos mais tarde, na década de sessenta e setenta do mesmo século, as erosões foram motivo de estudo do Professor Raymond Pebalayle que, pelos relatos de Sobreira (1998), já se mostrava preocupado com os processos ocorrentes, principalmente a influência das águas subterrâneas na estabilidade das erosões. Da mesma forma que os estudos anteriores, também não foram localizados documentos sobre o estudo, nem mesmo com o próprio pesquisador.
Mesmo não recuperadas as pesquisas, fica evidente a preocupação em relação à área afetada pelo voçorocamento e o consequente assoreamento da antiga represa, que só vem comprovar os efeitos nocivos resultantes do voçorocamento nos cursos d’água na região.
Sobreira (1998) cadastrou e avaliou na área 109 formas erosivas, utilizando-se preliminarmente de fotografias aéreas (1949; 1986) e ortofotos (1986) e exaustivos trabalhos em campo. Estes estudos resultaram na elaboração de uma carta de zoneamento de risco e um mapa cadastral das feições erosivas de Cachoeira do Campo e Santo Antônio do Leite, distrito próximo, representando então a distribuição espacial e o estágio de desenvolvimento das erosões na região à época.
Desse estudo resultou também um detalhamento sobre cinco conjuntos de voçorocas, que foram analisadas e descritas com maior detalhe, incluindo a quantificação das taxas de recuo e a descrição dos processos atuantes. Também foram caracterizados perfis pedológicos gerais que ocorrem na área, como os Latossolos Vermelho – Amarelos.
O autor também descreve a ação das águas de subsuperfície no processo de erosão interna, com o consequente solapamento e queda dos taludes, sendo isto mais característico em locais de maior declive e nas zonas ocupadas recentemente. Nestas áreas ocupadas, o autor constatou como determinantes as atividades antrópicas para a reativação das erosões, e conclui que na realidade são as ações humanas que provocam alterações num sistema frágil e de equilíbrio precário.
Bacellar (2000) caracterizou os condicionantes geológicos e geomorfológicos da bacia do rio Maracujá, procurando estabelecer um modelo evolutivo dos processos erosivos ocorrentes em Cachoeira do Campo. Relata o autor (op. cit.), que na bacia do rio Maracujá são muitas as provas da efetividade do fluxo superficial concentrado em escavar os solos lateríticos da área. Como exemplo cita o conjunto de voçorocas próximo ao Colégio Dom Bosco, junto à Cachoeira do Campo, que surgiram nos últimos 20 anos em resposta ao lançamento inadequado das águas de drenagens de ruas e estradas de terra.
Bacellar (op. cit.) ainda aponta que nessa mesma bacia (rio Maracujá) observam-se algumas valas de divisas que exibem em suas extremidades um voçorocamento, que demonstra nessa situação o agente deflagrador do processo de erosão. Ele esclarece que sob condições favoráveis, sulcos e ravinas que são gerados pelo escoamento superficial concentrado, evoluem para voçorocas. No entanto, ressalta que a questão da gênese das voçorocas da bacia do rio Maracujá não está solucionada, pois se não há dúvidas quanto à importância das intervenções humanas para o desenvolvimento de voçorocas, parece desproporcional explicar todas as feições erosivas da região como consequência exclusiva de tais intervenções. Valendo-se ainda de suas observações coloca que “em algumas áreas da bacia do rio Maracujá com enorme abundância de valas, muros de pedras e estradas, como nos arredores de Amarantina, as voçorocas são raras, e outras regiões relativamente menos alteradas pelo homem, como no vale do córrego Holanda, as voçorocas são extremamente abundantes”.
embasamento cristalino apresentam erodibilidade mais alta, sobretudo os gnaisses, que se alteram formando uma textura siltosa.
CAPÍTULO 3
ASPECTOS FISIOGRÁFICOS DA ÁREA DE ESTUDO
3.1 - LOCALIZAÇÃO
O Distrito de Cachoeira do Campo está localizado a 18 km da sede do município de Ouro Preto MG (Figura 7), sendo cortado pela Rodovia dos Inconfidentes (BR – 356), que o liga à Capital do Estado, Belo Horizonte, que se encontra a 72 km deste. Este distrito se encontra inserido em uma importante província geológica do estado de Minas Gerais, o Quadrilátero Ferrífero, famosa por suas riquezas minerais, principalmente ferro e ouro.
3.2 - CLIMA
Segundo classificação do Koppen (Ayoade, 2003), o clima da região é do tipo CWb onde C representa climas temperados chuvosos e quentes, W representa estação seca de inverno, e b verão moderadamente quente (o mês mais quente tem temperatura média de 22ºC). São registradas temperaturas amenas e duas estações bem definidas, com uma estação chuvosa que se inicia em outubro e prolonga-se até março, e o período de estiagem, que vai de maio a setembro. A pluviosidade média anual fica em torno de 1.306mm (PARZANESE, 1991).
3.3 - VEGETAÇÃO
A vegetação da área (Figura 8) é condicionada pelos solos originados das rochas do Complexo do Bação, que se apresentam ácidos, consequentemente pobres em nutrientes. Assim, continua Salgado (2004), de forma geral a região apresenta uma vegetação de cerrado, com arbustos de galhos retorcidos, presentes em meio à vegetação rasteira que é em grande parte formada por gramíneas e árvores de pequeno porte, exceto nos fundos de vale, quando a maior concentração de umidade propicia uma vegetação mais exuberante, que coincide na maioria das vezes com nascentes ou pequenos arroios.
3.4 - GEOLOGIA
Como mencionado anteriormente, o distrito de Cachoeira do Campo insere-se na província geológica denominada Complexo Metamórfico do Bação, situado na parte central do Quadrilátero Ferrífero. Segundo Dorr (1969), a área do complexo é de aproximadamente 385 km2 e aparece como uma janela estrutural do embasamento cristalino, sendo orlado por uma sequência vulcanossedimentar, de idade arqueana, do supergrupo Rio das Velhas. Os principais tipos litológicos da bacia do rio Maracujá se encontram representadas no mapa (Figura 9).
Em seus estudos na bacia do rio Maracujá, que abrange grande parte do Complexo do Bação, Bacellar (2000) aponta que este tem se revelado mais heterogêneo que anteriormente se pensava, tendo sido individualizadas três unidades principais na bacia do rio Maracujá: unidade gnáissica, unidade granitoide, e unidade com rochas xistosas e ultramáficas.
Particularmente, a área de estudo no presente trabalho está situada na unidade gnáissica, mais precisamente no gnaisse Funil. Segundo Moraes (2007), essa unidade é dominante no Complexo do Bação e é composta por rochas onde predominam o quartzo, o feldspato e a biotita em bandas félsicas e máficas, possuindo uma granulometria variando de fina a grossa e textura granolepidoblástica ou granuloblástica. Bacellar (2000) relata que esta unidade é composta por gnaisses ora mais bandados e migmatizados ricos em biotita, como o gnaisse Funil, ora menos bandados, gnaisse Aramantina e Praia. Ainda segundo este último autor, esse bandamento nem sempre é evidente, sendo caracterizado pela alternância de bandas milimétricas a centimétricas claras, ricas em quartzo e feldspatos e bandas escuras, ricas em biotita e anfibólio. Esse tipo de estrutura favorece o intemperismo e a formação de regolitos mais espessos.
3.5 - GEOMORFOLOGIA
De acordo com Valadão e Silveira (1992) o relevo predominante na área do Complexo do Bação é caracterizado por mares de morros, ou meias laranjas, com encostas suaves e topos convexos, circundados por serras com vertentes mais íngremes. O domínio sul, onde se insere a área da presente pesquisa, possui um relevo pouco dissecado com morrotes menos acentuados de topos convexos.
Nessa porção, de acordo com Sobreira (1998) destacam-se na paisagem as grandes ravinas e voçorocas, com uma morfologia dendrítica, anfiteátrica ou alongada, que chegam a atingir cerca de 30-40 metros de profundidade, avançando até quase a linha de cumeada com grandes proporções.
Para Figueiredo et al. (2004), que também descreveram a geomorfologia do Complexo do Bação, este se apresenta como uma paisagem de colinas policonvexas, de baixa declividade quando no domínio gnáissico.
Tabela 3 - Características dos domínios geomorfológicos da bacia do rio Maracujá (Bacellar 2000).
Domínio Área litológica Unidade dominante
Formas
de relevo Desnivelamento (metros)
Controle por nível de base a jusante Domínio estrutural 1A embasamento (gnaisse Funil) Colinas e
morrotes < 70 sim
Holanda, Alto Maracujá e Dom Bosco 1 1B embasamento (gnaisses e granitoides) e supergrupo Rio das Velhas Colinas e morrotes, com maior proporção de planícies de inundação
< 70 sim
Padres, Médio Maracujá e Holanda 2 embasamento (gnaisses e granitoides) e supergrupo Rio das Velhas Colinas e
morrotes 70 - 140 não
Holanda, Padres e Médio Maracujá 3 embasamento (gnaisses e granitoides) e supergrupo Rio das Velhas Morros > 70, frequentemente > 140 não Todos
4A Supergrupo Minas Morros 70 a 140 não Maracujá Alto 4
3.6 - SOLOS
Para Sobreira (1998) os solos do Complexo do Bação, na região de Cachoeira do Campo, possuem horizontes espessos em função do alto grau de intemperismo sofrido pelos gnaisses que formam o embasamento, generalizadamente Latossolos Vermelho–Amarelos.
No mapa pedológico da bacia do Rio Maracujá (Figura 11) apesar de indicado Cambissolos para a área em estudo, as análises de campo mostraram que os solos da região próxima da voçoroca são Latossolos Vermelho-Amarelos. Os mesmos são caracterizados por possuírem espessura maior no horizonte Bw com intemperização elevada.
Parzanese (1991) também observou a formação de Latossolos Vermelho–Amarelos como dominantes na região, destacando que os Cambissolos restringem-se às áreas mais acidentadas. Segundo Guerra e Botelho (2003) os Latossolos, de um modo geral, apresentam reduzida suscetibilidade à erosão. Os autores reafirmam também que a boa permeabilidade e drenabilidade e a baixa relação textural B/A (pouca diferenciação no teor de argila do horizonte A para o B) garantem na maioria dos casos, uma boa resistência desses solos à erosão.
No entanto, na bacia hidrográfica do ribeirão Carioca, em área situada na porção sudoeste do Complexo Metamórfico do Bação, Mergajeto Neto e Sobreira (2006) constataram no Latossolo Vermelho-Amarelo um alto percentual de processos erosivos (97,62%). Segundo Bacellar (2000) isso ocorre porque os saprólitos apresentam erodibilidade mais alta, o que explicaria a alta taxa de erosão constatada em locais onde ocorre o Latossolo Vermelho-Amarelo.
3.7 - HIDROGRAFIA
As bacias hidrográficas são unidades de estudo que propiciam uma visão holística para a compreensão dos processos que ocorrem em cada compartimento do relevo. De acordo com Cunha e Guerra (2004) são consideradas um sistema aberto, recebendo energia e matéria fornecidas pela atuação do clima e da tectônica local, e eliminando fluxos energéticos e matéria pela saída da água e sedimentos solúveis. Assim, o entendimento dos processos de erosão podem ser mais bem discutidos quando abordados por uma unidade mais geral, como a bacia hidrográfica, onde ocorre uma dinâmica particular.
A voçoroca em estudo está localizada na bacia do rio Maracujá (Figura 12), que constitui um dos principais tributários da margem esquerda do alto rio das Velhas, que por sua vez desemboca no rio São Francisco em Minas Gerais. Segundo Figueiredo et al. (2002), a bacia do rio Maracujá apresenta uma rede de drenagem que se desenvolve sob controle estrutural, com rios pouco profundos.
3.8 - USO E OCUPAÇÃO DA ÁREA
Segundo Moraes (2003) a ocupação da região teve início com o ciclo do ouro no século XVII e XVIII, sendo Cachoeira do Campo um dos primeiros povoados desenvolvidos na região no período da exploração aurífera. Essa ocupação ocorreu para cultivar terras que iriam abastecer a população envolvida com a extração do ouro.
Assim, na mesma época estabeleceram-se grandes fazendeiros, senhores de terras, que com o comércio de alimentos enriqueceram e se tornaram membros de grande poder e influência política. Cachoeira do Campo serviu como ponto de abastecimento de alimentos na região, proporcionando destaque social e político aos donos de grandes glebas de terras.
O histórico do uso e ocupação sugere que na época do ciclo do ouro a região foi grandemente impactada pela retirada indiscriminada da vegetação nativa para plantio de alimentos em grandes quantidades, os quais deveriam suprir a população da região do garimpo do ouro. As marcas de valas de divisa efetuadas nessa época e mais posteriormente como prática de divisão de propriedades têm sido apontadas por alguns autores (Sobreira, 1998; Parzanese, 1991 e Bacellar, 2000) como um dos pontos principais locais onde teve início o voçorocamento e/ou ravinamento.
Atualmente Cachoeira do Campo, de acordo com Sobreira (1998), apresenta-se como o segundo núcleo urbano em população e infraestrutura do município de Ouro Preto. A população nativa vive em pequenas propriedades, praticando uma agricultura de subsistência ou então trabalhando nas maiores propriedades, que em geral são casas de campo, muito comuns nessa localidade por ser favorecida pela BR 356-Rodovia dos Inconfidentes, que corta a região e propicia um fácil acesso à capital do Estado.
