APLICABILIDADE DO MÉTODO DE SOUZA JÚNIOR ET. AL. (2006) PARA
CARACTERIZAÇÃO DOS SOLOS DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO
PANDEIROS (MG) ATRAVÉS DE IMAGENS DE SENSORES REMOTOS
Marcilio Baltazar Teixeira¹; Maria Isabel Martínez Lopez², Paulo Pereira Martins Junior3
Resumo
Este trabalho propõe a tentativa do uso da metodologia utilizada por Sousa Júnior et. al. (2006)
para a caracterização de solos através da técnica de sensoriamento remoto. Assim, com este
método pretende-se avaliar geotecnicamente os tipos de solos que estão mais propícios a
sofrerem processos erosivos na bacia hidrográfica do rio Pandeiros. Estes processos erosivos que
causam os assoreamentos de córregos, rios, veredas e nascentes, têm provocado drástica
redução da vazão do rio Pandeiros, que é um dos principais afluentes do rio São Francisco. Por
isso, existe a necessidade de fazer o uso de uma metodologia para identificação dos solos com
alta incidência a erosões, que permita ainda definir a cartografia geotécnica dos materiais
geológicos existentes na área de estudo. Assim, através das análises de imagens orbitais de
sensores remotos proposta por Sousa Júnior et. al. (2006), pretende-se reduzir os gastos
financeiros com coleta de amostras de solos e execução de trabalhos de campo. Maximizando o
uso das informações geológicas, pedológicas e geotécnicas do terreno, adquiridas por meio de
consultas aos acervos bibliográficos, expedições de campo e dos ensaios de laboratórios, para
conhecer quais são os tipos solos com maior incidência a erosão superficial.
Palavras-chave: Sensoriamento remoto, bacias hidrográficas, cartografia geotécnica.
Abstract
This paper proposes the application of the methodology used by Sousa Júnior et. al. (2006) for
characterization of soil through remote sensing technique. With this method is possible to evaluate
the types of soils favorable to suffer erosion in the hydrographic basin of the Pandeiros river.
These erosions cause the silting of streams, rivers and springs, causing drastic reduction in water
flow of the Pandeiros river, which is one of the main tributaries of the São Francisco river.
Therefore, there needs to use a methodology for soil identification with high incidence of erosions,
allowing define the geotechnical cartography of the geological materials in the study area. Thus,
through orbital remote sensing image analysis proposed by Sousa Júnior et. al. (2006), intended to
reduce the financial cost of collecting soil samples and execution of field activities. Maximizing the
use of geological-soil-geotechnical information, acquired through research on library collections,
field expeditions and laboratory tests, to know what are the types of soils with higher incidence of
occurrence of surface erosion.
Keywords: Remote sensing, watersheds, geotechnical cartography.
15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental
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1-INTRODUÇÃO
Oliveira & Brito (1998) definem a cartografia geológico-geotécnica como uma técnica usada
para classificar e representar os componentes do ambiente geológico, os quais são de grande
significado para todas as atividades de engenharia, planejamento, construção, exploração e
preservação do ambiente. É por isso que Zuquette & Gandolfi (2004) têm afirmado que os
métodos cartográficos vêm sendo usados, quase sistematicamente, nos projetos de engenharia e
planejamento de uso do solo.
No Brasil, a implantação de projetos de engenharia e o uso e ocupação do solo têm
colocado em confrontos empreendedores, a sociedade e o Estado, este último assumindo, neste
caso, este assume o papel de mediador e gestor da política ambiental. É diante deste cenário que
existe a necessidade de envolver um conjunto de métodos e técnicas com a finalidade de
identificar, predizer e interpretar os efeitos sobre o meio ambiente decorrentes das ações do
homem (Sanchez, 2008). Deste modo, está implícito, que existe a necessidade do uso de
metodologias que facilitem a gestão territorial e ambiental neste país. Portanto, este estudo
pretende-se dedicar a geologia, pedologia e geotecnia, utilizando sensoriamento remoto aplicado
à cartografia, destinado à avaliação geotécnica da bacia do rio Pandeiros. Que de acordo com
Bahia et. al. (2009), esta área é alvo de intensivas atividades antrópicas, com crescentes
problemas de erosão laminar, assoreamento e devastação do bioma cerrado.
No entanto, o intemperismo e as alterações ambientais, simultaneamente com o manejo dos
solos, ajudam a produzir modificações nas propriedades e nas características físicas, químicas,
biológicas e mineralógicas destes materiais terrosos (solos), que por sua vez, resultam em
variações no processo de restauração/reabilitação ambiental e potencialidade produtiva deste
recurso natural. Assim, tentando-se agilizar o processo de identificação e caracterização geológica
-pedológica-geotécnica dos solos, pode então fazer o uso do sensoriamento remoto. Neste caso,
analisa-se o comportamento e a assinatura espectral dos elementos constituintes do solo, como
por exemplo: a matéria orgânica (Dalmolin, 2002) e os óxidos de Fe (Demattê et al., 2003). Estes
elementos são fundamentais para a realização das avaliações em imagens orbitais, pois tais
atributos governam todo o comportamento espectral do solo. Segundo Stoner & Baumgardner
(1981), “a reflectância do solo é uma propriedade cumulativa derivada do comportamento
espectral inerente da combinação heterogênea de seus componentes, como tamanho de
partícula, estrutura do solo, rugosidade superficial, umidade, teor de matéria orgânica, teor de
minerais carbonatados, presença ou não de quartzo e dos óxidos de Fe”. Além disso, a
mineralogia da fração argila (Drury, 2001; Chabrillat et al., 2002), a rugosidade e a umidade do
solo (Hummel et al., 2001; Muller & Décamps, 2001) também interferem na resposta espectral do
solo.
Para qualificar ou quantificar os elementos do solo a partir da resposta espectral de seus
constituintes, é de fundamental importância conhecer as inter-relações entre os componentes do
solo e a radiação eletromagnética por eles refletida. Assim, este trabalho propõe o emprego de
uma metodologia utilizada para o estudo do “comportamento espectral dos solos na paisagem a
partir de dados coletados por sensores terrestre e orbital”, proposta por Sousa Júnior et. al.
(2006). O que pode permitir avaliar o comportamento espectral em diferentes tipos de solos da
região da bacia do rio Pandeiros, MG, a fim de caracterizá-los geológico-geotecnicamente.
2-OBJETIVOS
Os objetivos deste artigo é apresentar a metodologia de avaliação dos solos proposta por
Sousa Júnior et. al. (2006) através do sensoriamento remoto, como suposto método que pode
permitir satisfatoriamente, identificar as características e propriedades geotécnicas dos solos a um
custo financeiro relativamente reduzido para a bacia hidrografia do rio Pandeiro. Favorecendo a
maximização do uso das informações pedológicas, geológicas e geotécnicas existentes ou obtidas
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por meio de ensaios laboratoriais ou expedições de campo. Podendo, contudo, suportar atual e/ou
futuramente o entendimento de problemas e idealizações de soluções sobre a conservação,
avaliação, recuperação e monitoramento geoambiental da bacia hidrográfica do rio Pandeiros.
3-METODOLOGIA E ESTRATÉGIA DE AÇÃO
Ao interagir com qualquer elemento do meio natural, a radiação eletromagnética pode ser
refletida, absorvida ou transmitida. A capacidade do ambiente em refletir, absorver e transmitir a
energia denomina-se respectivamente em reflectância, absortância e transmitância. A energia
absorvida pode ser convertida em calor e a energia refletida se dispersa pelo espaço (INPE,
2009). No entanto, para esta proposta, a medida a ser avaliada é a reflectância dos materiais
geológicos através da curva de reflectância, denominada assinatura espectral, que depende das
propriedades do objeto, que neste caso é o solo. A Figura 1, como por exemplo, apresenta do
trabalho de Sousa Júnior et. al. (2006), o comportamento espectral de diferentes categorias de
solos da região de São Carlos e Ibaté, SP, conforme obtenção de dados orbitais do sensor
ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer).
A, B e C são as camadas; solos com presença de hematita e minerais opacos (LV), solos com elevado teor
de argila (LA), latossolo vermelho-amarelo textura argilosa (LVA2), solos de textura média-argilosa (LVA3) e
média-arenosa (LVA4), solos com altos teores de areia e baixos teores de argila (RQ)
Figura 1 - “Reflectância de diferentes subordens de Latossolos com classes texturais semelhantes (a) e de
mesmas subordens de solos, porém com diferentes texturas (b) obtidas pelo sensor ASTER para amostras
da camada superficial” (Sousa Júnior et. al., 2006).
Assim, para a área de estudo pretende-se realizar as atividades apresentadas na Tabela 1,
que contém as etapas metodológicas a serem desenvolvidas na pesquisa. Observando a redução
de custos financeiros para a caracterização geológica-pedológicas-geotécnica dos solos da bacia
hidrográfica do rio Pandeiros, quantidades mínimas de amostras de terras (georreferenciadas)
devem ser coletadas na superfície do terreno. Em seguida, as áreas amostradas, nas camadas
superficiais, têm que ser avaliadas através das imagens orbitais (SPOT - Satellite Pour
l'Observation de la Terre), relacionando as variações espectrais (níveis de reflectância) aos teores
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de areia, argila e matéria orgânica, e também com as cores e textura dos solos. Nas amostras
coletadas no campo, também devem ser analisados os conteúdos de K+, Ca2+, Na2+, Mg2+, Al3+ e
matéria orgânica, e as quantidades de areia (grossa e fina), silte e argila, de acordo com as regras
laboratoriais estabelecidas pela Empresa de Pesquisa Agropecuária do Estado de Minas Gerais
(EPAMIG) e Programa Interlaboratorial de Controle de Qualidade de Análise de Solo (PROFERTMG) do Instituto de Ciências Agrárias da Universidade Federal de Minas Gerais.
Tabela 1 - Etapas metodológicas.
Com base nas integrações dos resultados obtidos através da execução de todas as etapas
metodológicas, torna-se possível diagnosticar as características geotécnicas dos solos mais ou
menos susceptível a erosão superficial. Observando os pontos com maiores incidência a
ocorrência de processos erosivos, a partir do levantamento de campo. Cartografando a
distribuição espacial dos materiais geológicos e de suas propriedades (geoquímicas e
geotécnicas), baseando-se nos resultados dos ensaios laboratoriais de cada ponto amostrado
georreferenciado. E isso deve ser realizado, concomitantemente, com a avaliação do
comportamento espectral da região onde deve ser coletada cada amostra de solo. De maneira
que se possam relacionar as propriedades dos materiais geológicos de cada ponto coletado com
as assinaturas espectrais das regiões onde se encontra cada tipo de solo amostrado. Assim, a
princípio, espera-se reduzir custos operacionais para o desenvolvimento de soluções
geoambientais para problemas relacionados a perda de solo por erosão na bacia do rio Pandeiros.
5-CONCLUSÕES
Sousa Júnior et. al. (2006) em seus estudos do “comportamento espectral dos solos na
paisagem a partir de dados coletados por sensores terrestre e orbital” concluiram que as
propriedades dos materiais geológicos - fração granulométrica (areia, silte e argila), teor de
matéria orgânica e a cor - apresentaram boa relação com os níveis de reflectância do solo. Além
disso, ainda de acordo com esses autores, a elevação do teor de matéria orgânica, argila e óxido
de Fe na composição do solo alteraram as assinaturas espectrais, provocando diminuição da
intensidade de reflectância destes materiais geológicos terrosos. Por outro lado, o aumento da
fração areia (quartzo) na constituição granulométrica do solo pôde provocar a elevação dos níveis
de reflectância. Sousa Júnior et. al. (2006) complementam que os diferentes tipos de solos
responderam espectralmente (nível de reflectância) de formas de diferentes, o que permite
discriminar tais materiais por sensoriamento remoto de maneira satisfatória. Logo, é possível
caracterizar os solos geotecnicamente, por meio de sensores remotos, buscando-se reduzir
custos para o desenvolvimento de soluções geoambientais para as questões de perda de solo por
erosão.
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6-CONSIDERAÇÕES FINAIS
Existem diversos programas governamentais para o desenvolvimento sustentável do Norte
de Minas Gerais e especificamente para a bacia do rio Pandeiros. Um destes programas, no qual
esta proposta está inserida é o Programa PRÓ-PEQUI (Lei Estadual nº 13.965/2001) - Programa
Mineiro de Incentivo ao Cultivo, à Extração, ao Consumo, à Comercialização e à Transformação
do Pequi e demais Frutos e Produtos Nativos do Cerrado - do Governo de Minas, amparado pelas
Secretarias de Ciência, Tecnologia e Ensino Superior – através do IGTEC e da UNIMONTES - a
Secretaria de Estado de Agricultura, Pecuária e Abastecimento – através da EPAMIG e da
EMATER, da Secretaria de Estado de Desenvolvimento Integrado do Norte e Nordeste de Minas
Gerais – através do IDENE, da Secretaria de Estado de Meio Ambiente e Desenvolvimento
Sustentável – através do IEF e do IGAM, da Secretaria de Estado de Desenvolvimento Econômico
- através da Sub-Secretaria de Indústria, Comércio e Serviços e do Instituto de Desenvolvimento
Integrado de Minas Gerais - do Serviço Voluntário de Assistência Social – em consonância com o
Plano Mineiro de Desenvolvimento Integrado/2030.
O programa PRÓ-PEQUI tem por objetivo integrar as populações que tradicionalmente
exploram o cerrado no uso e manejo racional desse bioma, numa perspectiva de sustentabilidade
ambiental. Apoiando os habitantes que tradicionalmente vivem e trabalham de forma sustentável
no Cerrado mineiro e nas áreas ecotonais do cerrado com a caatinga, mediante incentivo a
práticas de agroextrativismo, incluindo atividades de transformação e comercialização do pequi e
demais frutos e produtos nativos. Se não forem utilizadas ferramentas adequadas de gestão
geotécnica dos solos, como propõe este trabalho, não será possível viabilizar a implementação do
PRÓ-PEQUI nesta região em decorrência da degradação, exaustão e perda dos solos por erosão.
Logo, estas ferramentas devem permitir definir satisfatoriamente as características e propriedades
geotécnicas dos solos, de forma a identificar problemas e soluções sobre conservação, avaliação,
recuperação e monitoramento ambiental deste recurso para a bacia hidrográfica do rio Pandeiros.
A bacia hidrográfica do rio Pandeiros (ver Figura 2) é uma área de proteção ambiental
(APA), criada pela Lei Estadual nº 11.901 de 01/09/1995, merecendo evidência por conter
ambientes estratégicos para a conservação do patrimônio natural. “Com 393.060 hectares, essa
área de proteção abrange toda a bacia hidrográfica do rio Pandeiros, incluindo os municípios de
Januária, Bonito de Minas e Cônego Marinho. É a maior unidade de conservação de uso
sustentável do estado e tem como objetivos compatibilizar a conservação da Natureza com o uso
sustentável de parte de seus recursos hídricos, além de proteger a diversidade biológica presente
em lagoas marginais, córregos, cachoeiras, veredas e, principalmente, no único pântano mineiro.
O rio Pandeiros, que integra a bacia do médio São Francisco é considerado um afluente
estratégico na margem esquerda desse rio” (Azevedo, 2009). Mas o modelo de uso e ocupação
do solo de Minas Gerais, prevalecendo-se de um processo desenvolvimentista unido ao uso
intensivo e impróprio dos recursos naturais, compromete impiedosamente sua biodiversidade e
geodiversidade. E somente isso justifica a preocupação em gerir o território sob o ponto de vista
ambiental.
Figura 2 - Localização da bacia do rio Pandeiros (Fonseca et. al.; 2011)
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AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem ao Departamento de Geologia da Escola de Minas da Universidade
Federal de Ouro Preto (UFOP) pela aprovação deste projeto de pesquisa no âmbito do Programa
de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais (Doutorado) e ao Instituto de
Geoinformação e Tecnologia do Estado de Minas Gerais (IGTEC), antigo Centro Tecnológico do
Estado de Minas Gerais (CETEC), pela disponibilização de recursos financeiros para o
desenvolvimento de atividades científicas para a bacia hidrográfica do rio Pandeiros. Especiais
congratulações a aluna do Mestrado do Núcleo de Geotecnia da UFOP, Maria Isabel Martínez
Lopez, formada em Engenharia Civil - Universidade Industrial de Santander (UIS) - Colômbia.
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