XXII Encontro Nacional de Engenharia de Produção
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ANÁLISE DE RISCO AMBIENTAL APRESENTADO PELO
PROCESSO DE OCUPAÇÃO URBANA NA SUB-BACIA DO
RIBEIRÃO QUILOMBO
Alessandra Cristina Medeiros
Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção - FEMP - UNIMEP
fone (0xx19) 34077016 - E-mail: - [email protected]
João Moreno
Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção - FEMP - UNIMEP
fone (0xx19) 97895272 - E-mail: [email protected]
Abstract
The fast process of urbanization transforms the landscape and changes the uses of land
and degrade the environment.
This is a worldwide phenomenon that has also occurred in Brazil since the sixties and
mostly in the seventies.
A number of social-economic as well environmental problems emerge from this fast
process of urbanization, especially in the state of Sao Paulo.
Due to this lack of environmental management, it is becoming increasingly necessary to
fully understand the various facts and processes that interact in space, together with the
studies and diagnosis of human intervention on the environment.
In this context, the present work aims to analyze the environmental risk presented by the
urban occupation process within the river Quilombo sub-basin, located in Americana-SP.
This analysis was carried out through the Geographic Information System (GIS) Idrisi
23.2 using the FUZZY and WEIGHT modules in order to standardize and develop levels of
importance for the group of factors in the Multiple Criteria Analysis as well through the
remote sensoring.
Keys Words: uses of land, urbanization, environmental risk.
1. Introdução
O processo de degradação ambiental que vivemos na contemporaneidade, é em parte
conseqüência da urbanização acelerada desordenada, em especial no final do século XX e
pela incompatibilidade de seus usos em relação às características físico-ambientais
(naturais), pois trouxe alterações significativas as cidades tornando-se assim cada vez
maiores as pressões sobre os recursos naturais.
As ações antrópicas no ambiente urbano tem gerado de forma significativa um aumento de
resíduos de diferentes naturezas. De acordo com Simões (2001), as áreas urbanas
concentram o escoamento devido as grandes áreas impermeáveis que não permitem a
infiltração das águas fluviais, permanecendo acima da superfície e acumulando e escoando
em grandes quantidades e atingindo os rios com velocidade e grande volume, erodindo
assim suas margens, danificando a vegetação e alargando os canais.
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Para Pereira & Carvalho (1999), o espaço urbano é composto por uma multiplicidade de
fatores complexos e por esta razão faz-se necessário intervir nas cidades para uma tentativa
de leitura de todas as variáveis que interferem nessa realidade.
Assim se faz necessário um planejamento urbano a partir de um zoneamento ambiental
para garantir a qualidade de vida da população local e do ecossistema urbano.
Segundo Tucci (1993) citado por Orsi (2000), a análise de características como topografia,
drenagem e tipo de solo, pode-se chegar a um zoneamento adequado de usos em
determinado espaço geográfico. Desta maneira, determina-se as áreas de preservação de
mananciais, áreas de expansão urbana e industrial, enfim o uso do solo obedece as
características naturais da bacia.
Para isso, a utilização do geoprocessamento é um instrumento que possibilita um
entendimento mais profundo da realidade urbana, auxiliando assim segundo Pereira &
Carvalho (2000) em decisões a se tomar sobre o espaço urbano, pois uma das funções
básicas do geoprocessamento é a análise espacial, a qual produz informação nova e pode
auxiliar em processos de decisão, tornando–se um instrumento eficiente de leitura das
cidades contemporâneas, considerando a complexibilidade que as definem.
Outros autores como Covington et al. (1988) e Lai (1990), citados por Santos, Carvalhais e
Pires (2001) afirmam que o sistema de informação geográfica é um instrumento viável
para estudos do meio ambiente, planejamento ambiental e gerenciamento de recursos
naturais.
Para Rocha (1991) citado por Piroli et al (2000), uma das maneiras mais simples e eficazes
de planejar e assegurar o desenvolvimento do ambiente é o trabalho com as microbacias
hidrográficas, as quais podem ser subdivididas em sub-bacias e microbacias.
Neste sentido, este trabalho teve como objetivo analisar o risco ambiental apresentado pelo
processo de ocupação urbana na sub-bacia do Ribeirão Quilombo no município de
Americana-SP através do sistema de informação geográfica (SIG) – Idrisi utilizando os
módulos Fuzzy e Weight para padronizar e desenvolver níveis de importância para grupo
de fatores em Análise de Múltiplos Critérios (MCE) e também através de Sensoriamento
Remoto.
2. Material e Métodos
Realizou-se o presente estudo na região da sub-bacia Ribeirão Quilombo, pertencente a
uma das sub-bacias de drenagem que constitui o rio Piracicaba sendo as outras duas o Rio
Jaguari e o rio Atibaia, os quais se localizam no município de Americana. O principal
afluente do rio Piracicaba no município de Americana é o Ribeirão Quilombo que corta a
cidade no sentido norte-sul. E segundo Gobbo (1999), o ribeirão recebe aproximadamente
8.000 Kg DBO/dia em detritos industriais e 1.800 Kg DBO/dia em despejos domésticos,
sendo assim considerado um dos rios mais poluídos.
O Ribeirão Quilombo nasce no município de Campinas, no Chapadão e deságua no rio
Piracicaba. Esta ligado a história e a geografia dos municípios que é banhado por ele, ou
seja, Campinas, Hortolândia, Nova Veneza, Sumaré, Nova Odessa e Americana e também
aos primeiros registros históricos relacionados nos documentos das sesmarias no século
XVIII.
Os materiais empregados neste trabalho foram à imagem orbital, obtida do sensor
Thematic Mapper (TM), instalado a bordo do satélite Landsat 5, sob a forma de imagem
digital da passagem em Jun/2001, órbita21976, quadrante A e sub C, do Instituto Nacional
de Pesquisas Espaciais (INPE); Cartas do Brasil Topográficas de Americana editadas pelo
Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) em 1969 com escala 1:50.000 com
eqüidistâncias das curvas de nível de 20 em 20 metros, adquiridas no IBGE; Carta
Pedológica da quadrícula de Campinas na escala 1:500.000 e a Carta Geológica na escala
1:100.000, ambas elaboradas e fornecidas pelo Instituto Agronômico de Campinas (IAC).
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Para a elaboração dos mapas temáticos topográfico, hidrográfico, pedológico, geológico,
delimitação do perímetro do município, sub-bacia do Ribeirão Quilombo, modelo digital
do terreno (mdt) e infra-estrutura em formato digital utilizou-se a digitalização manual via
mesa digitalizadora Summagraphics Summagrid V formato A1.
Essa digitalização foi feita no software Cartalinx, onde os mapas em papel foram
convertidos para a forma digital. O método de digitalização que foi utilizado consistiu na
fixação do mapa sobre a mesa digitalizadora traçando-se depois as feições de interesse com
um cursor, de acordo com os procedimentos exigidos pelo software para possibilitar o
processamento dos dados no software Idrisi 32.2, pois este através de seus módulos
permitiu a realização das diferentes tarefas.
O Idrisi 32.2, segundo Eastman (1998) é um sistema de informação geográfica (SIG) e um
software para processamento de imagens, desenvolvido pela Graduate School of
Geography da Clark University. Ele cobre todo espectro de necessidades de SIG, que é um
sistema auxiliado por computador para aquisição, armazenamento, análise e visualização
de dados geográficos e de sensoriamento remoto o que permite uma rápida integração dos
resultados de análise.
Na digitalização da Carta Topográfica utilizou-se a mesma base para as curvas de nível,
para a delimitação do perímetro do município de Americana, hidrografia e infra-estrutura,
originando e armazenando mapas de forma individual no sistema para posteriormente
serem cruzados e gerar outras informações do meio físico.
A partir do mapa topográfico digital gerado no Cartalinx 1.2, foi possível converter de
formato vetorial para raster e gerar através do módulo Surface Interpolation o modelo
digital do terreno (mdt), que é uma representação matemática da distribuição espacial da
altitude, ou seja, é um conjunto de dados de coordenadas x, y, z, onde a coordenada z
representa a altitude de um ponto do espaço bidimensional.
Com o modelo digital do terreno, foi gerado através do módulo Surface um mapa de
declividade em porcentagem; sendo também importante, juntamente com a pedologia na
obtenção do mapa referente às áreas de riscos a erosão (Figura 2).
Figura 1- Imagem da Declividade
Utilizando-se do Idrisi 32.2 o módulo Digitaize sob o mapa digital de hidrografia, foi
possível delimitar a sub-bacia do Ribeirão Quilombo, ou seja, a área de estudo.
Através da matriz de decisão para determinação da suscetibilidade a erosão adaptada de
Ranieri (1996) citada por Moreno (2000), utilizou-se o módulo Overlay para cruzar a
imagem de pedologia com a imagem de declividade, originando assim a imagem de
suscetibilidade a erosão, como mostra a Figura 2.
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Figura 2- Imagem de Suscetibilidade a Erosão
Após a geração das imagens foi preciso padronizá-las para uma mesma escala para
possibilitar sua integração. Para isso, utilizou-se a rotina FUZZY que segundo Eastman
(1998), é um módulo de padronização de fatores para um intervalo de 0 a 255 onde os
valores próximos a 0 indicam áreas de risco, enquanto os valores próximos a 255, indicam
áreas de baixo risco ou áreas de uso adequado que são usados na análise por múltiplos
critérios, conforme Figura 3.
Assim para criar as imagens FUZZY, utilizou-se os seguintes fatores:
Fator Distância dos Corpos d´Água: utilizou-se para esta classificação a função sigmoidal
crescente com o primeiro ponto de inflexão em 30 metros, devido a área de preservação
permanente estipulada pelo Código Florestal Brasileiro (Lei 4771/65) para cursos d´água
menores que 10 metros de largura, sendo uma restrição com valor 0. O segundo ponto de
inflexão foi em 130, pois considerou-se que numa extensão de 100 metros além dos 30
metros, haja uma influência gradativa sobre a área de preservação, sendo que a partir desta
distância a área pode se tornar apta atribuindo portanto o valor 255.
Fator Declividade: para esta classificação utilizou-se a função sigmoidal simétrica, pois de
acordo com a Lei CONAMA 004/85 as áreas com declividade de 0 a 3% devem ser
preservadas devido serem áreas de várzea e por isso a curva deve ter o primeiro ponto de
inflexão em 3. Já as áreas com declividade de 10 a 15%, apresentam maior tolerância a
ocupação urbana, devendo ser o segundo ponto de inflexão em 10 e o terceiro ponto de
inflexão em 15. Segundo a Lei 6766/79 (Lei Lehman), áreas maiores que 30% devem ser
destinas a preservação, portanto com o quarto ponto de inflexão em 30.
Fator Suscetibilidade a Erosão: analisando a imagem de erosão (Figura 3) utilizou-se para
esta classificação a função sigmoidal simétrica, conforme Figura 4) com o primeiro ponto
de inflexão em 4 (alta suscetibilidade a erosão) o segundo em 1 (muito baixa
suscetibilidade a erosão) o terceiro ponto o valor 3 (média suscetibilidade a erosão) e o
quarto ponto de inflexão em 5 (muito alta suscetibilidade a erosão).
Fator Distância dos Corpos d´Água
Fator Declividade
Fator Suscetibilidade a Erosão
Curva sigmoidal crescente
Curva sigmoidal simétrica
Curva sigmoidal simétrica
Figura 3- Gráficos das Curvas.
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Padronizadas as imagens através da rotina Fuzzy do Idrisi 32.2, estas foram comparadas na
rotina Weight admitindo valores pela importância de arquivos, ou seja, uma imagem em
relação à outra, conforme a Tabela 1. Assim estabeleceu-se os pesos de importância
relativa, como mostra a Tabela 2 entre dois fatores se referindo a comparações pareadas,
que segundo Eastman (1998), estes pesos são usados no módulo MCE (Análise de
Múltiplos Critérios) do Idrisi que faz combinação linear na determinação de aptidão das
imagens para o objetivo determinado. Calculado os pesos, obteve-se uma razão de
consistência de 0.00, sendo assim aceitável.
Portanto, na comparação pareada foram admitidos pesos maiores para os corpos d´água,
por ser um dos principais fatores a sofrer impactos pela urbanização, em seguida a erosão
devido ser um fator que determina a potencialidade da área e em terceiro a declividade por
ser um fator de equilíbrio.
Arquivos
Declividade
Erosão
Declividade
Erosão
Rios
1
3
5
1
2
Rios
Arquivos
Pesos
1
Declividade
Erosão
Rios
0.1095
0.3090
0.5816
Tabela 1- Parâmetros de comparação entre arquivos.
Tabela 2- Pesos de importância para
os arquivos.
Processada a imagem da Análise de Múltiplos Critérios (MCE), conforme Figura 5, foi
necessário delimitar com o módulo Digitaize a área urbana na imagem satélite utilizando a
banda 5, pois esta apresenta uma boa discriminação visual para identificar a malha urbana.
Para isso, foi necessário georeferenciar a imagem de satélite das três bandas isoladamente
através do módulo Edit e Resample seguidos pelo módulo Expand (devido à resolução da
imagem satélite ser de 30 m e expandir para 10 m a área de trabalho como resolução
espacial adotada) para ajustá-la ao sistema de coordenadas geográficas considerado como
referencia no Brasil, que é o sistema UTM (Universal Transversa de Mercator).
Posteriormente utilizou a composição falsa cor das bandas 3, 4 e 5 no sistema RGB,
conforme Figura 4, uma vez que nesta composição os corpo d´água parecem em tons
azulados, as florestas e outras formas de vegetações em tons esverdeados e os solos
expostos e a malha urbana em tons avermelhados. Para o georeferenciamento foram
empregados 13 pontos de controle identificáveis tanto na imagem de satélite como nas
cartas base (mapa de infra-estrutura juntamente com hidrografia) em formato raster.
Figura 4- Imagem composição colorida (falsa cor) RGB 345 – Jun/2001.
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Feito o georefernciamento da imagem satélite e utilizando a composição falsa cor das
bandas 3, 4 e 5 fez-se Overlay de multiplicação com a sub-bacia do Ribeirão Quilombo
para possibilitar delimitar a área urbana e em seguida através do módulo Crosstab
utilizando as imagens do perímetro urbano e do MCE, pode-se identificar as áreas
impactadas ambientalmente e posteriormente utilizou-se o módulo Edit e Assign para
reclassificar a imagem para uma melhor visualização, como mostra a Figura 6.
3. Resultados e Discussões
A imagem resultante do módulo MCE possui valores que variam de 0 a 255 byte que,
variam de acordo com a sustentabilidade a impactos ambientais em função dos fatores
determinados anteriormente, onde o valor 0 indica áreas sem aptidão, ou seja, os rios com a
área de preservação permanente juntamente com declividades impróprias a ocupação
urbana e áreas suscetíveis à erosão. E o valor 255 indica áreas sem impactos ambientais.
Em seguida, fez-se uma reclassificação, para obter uma melhor visualização através da
rotina RECLASS do Idrisi 32, conforme a Figura 5, considerando que as áreas que possuem
valores de 1 a 200 são de restrição, ou seja, são áreas próximas a rios, áreas de várzea ou
áreas suscetíveis as erosões (categoria 1). Já as áreas com valores entre 200 a 230 são áreas
com restrição (categoria 2), sendo que as áreas com valor superior a 230 indicam áreas sem
restrição, pois são áreas livres de impactos ambientais e com melhores condições de solo e
relevo, portanto são aptas à ocupação.
Figura 5- Zoneamento ambiental da urbanização
Através do módulo Area,foi possível demonstrar quantitativamente a área correspondente a
cada subdivisão por categoria, como mostra a Tabela 3 e com isso verificou-se que a maior
parte da bacia encontra-se em áreas de riscos ambientais.
Categoria
Área (Hectares)
% da Área Total
Urbanização
1
2
3
Total
871.79
1888.37
1390.75
4150.91
21
45
34
100
Áreas Impróprias
Riscos Ambientais
Áreas Apropriadas
Tabela 3- Quantificação de áreas e distribuição percentual sobre cada ocupação.
Verifica-se através da Figura 6, que muitas áreas urbanizadas não respeitaram a legislação,
pois estão localizadas em áreas impróprias a ocupação urbana. Assim analisando a
evolução urbana de Americana, fica evidente que durante as décadas de 40 a 50 a
urbanização se deu de forma desordenada devido à falta de legislação ambiental, mas nas
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décadas seguintes foi devido à falta de planejamento e controle do solo que são aspectos
básicos da política e desenvolvimento urbano.
Figura 6- - Impactos da Urbanização na Hidrografia
Através da álgebra booleana, pode-se identificar as áreas críticas do ponto de vista
ambiental da categoria 2 (Tabela 3) , ou seja, as áreas consideradas de riscos: enchentes e
erosão, demonstrados assim na Figura 7, bem como suas respectivas áreas impactadas
demonstradas na Tabela 4.
Figura 7- Riscos Ambientais à Urbanização - Caracterização.
Categoria
Área (Hectares)
% da Área Total
Urbanização
1
2
3
4
5
6
Total
1125.08
342.39
6.12
6.75
38.25
369.78
1888.37
27.0
8.0
0.1
0.1
0.8
9.0
45.0
Crítica a Enchente / Baixa Erosão
Imediato a Enchente / Baixa Erosão
Crítica a Enchente / Média Erosão
Imediato a Enchente / Média Erosão
Sem ocorrência a Enchente / Média Erosão
Sem ocorrência a Enchente / Alta Erosão
Tabela 4- Quantificação de áreas e distribuição percentual em relação à bacia.
N a Figura 7, é possível identificar que mesmo as áreas sem risco a enchentes apresentam
erosão alta, ou seja, mesmo nestas áreas é necessário um processo de mitigação - políticas
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públicas eficientes propiciando a ordenação dos instrumentos para uso e ocupação do solo
(Plano Diretor) - que aponte medidas eficazes, buscando minimizar os impactos.
4. Considerações Finais
Pôde-se verificar que algumas das áreas já ocupadas são mais vulneráveis e devem,
portanto, ter prioridade no caso de execução de uma intervenção pública. Tanto os dados
básicos quanto o resultado da análise constituem importante subsídio para a elaboração de
um plano de manejo para a área.
Os resultados confirmaram que ações devem ser desencadeadas para reduzir o processo de
degradação da bacia e ações de recuperação devem ser implementadas, ou seja,
principalmente devido às áreas de inundações é necessária a recuperação e preservação das
margens do ribeirão em concordância com a legislação, bem como projetos de drenagem
estabelecendo assim mais áreas verdes visto que Americana possui um baixo índice de
vegetação de 2,04 m2/hab o que representa 0,37% da área urbana do município, segundo
Gurtler (2000).
Desta forma, considera-se a utilização das ferramentas de apoio à decisão imprescindível
ao planejamento ambiental, pois este trabalho demonstrou que a utilização do
Sensoriamento Remoto e dos Sistemas de Informação Geográfica para estudos dessa
natureza é viável, possibilitando a obtenção de informações importantes para ações de
planejamento urbano e ocupação do espaço.
Referências
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