Anais XVI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 13 a 18 de abril de 2013, INPE Queima de cana-de-açúcar no município de Piracicaba-SP e seus impactos legais e ambientais Lucas Dovigo Biziak 1 Maria Victoria Ramos Ballester 1 1 Universidade de São Paulo - USP/CENA Caixa Postal 96 - 13416-000 - Piracicaba - SP, Brasil [email protected] [email protected] Abstract. As Brazil is the greatest producer of sugar-cane in the world, it has to include sustainability in it’s supply chain and so, first, it has to meet the demands of environmental laws, knowing that sugar-cane burning will be banned because of the health problems caused in the adjacent populations of the plantations. Thus, GIS techniques can help environmental and public management about the spacialization of fire focus and the relation with health problems. Palavras-chave: sugar-cane, sustainability, environmental law, health problems, fire focus, GIS, cana-de-açúcar, sustentabilidade, legislação ambiental, problemas de saúde, focos de queima, sistema de informação geográfica. 1. Introdução Atualmente, o Brasil é o maior produtor de cana-de-açúcar do mundo e maior exportador de açúcar e álcool, com cerca de 7 milhões de hectares de área plantada e uma produção anual média de quase 600 milhões de toneladas (UNICA, 2009) e uma participação no valor total da produção agrícola do pais de 18,4 %, com uma renda de mais de R$ 28 trilhões. O estado de São Paulo ocupa o primeiro lugar na classificação dos maiores produtores nacionais, sendo responsável em 2010 por 55 % da área plantada e 59 % da produção nacional do cultivo. Em termos econômicos, o Estado gerou uma renda de mais de R$ 15 trilhões, contribuindo com mais da metade dos rendimentos que o país obteve com sua produção (IBGE, 2010). No Brasil, o uso do fogo como prática de manejo agrícola é comumente utilizado para a limpeza do terreno antes do plantio e após a colheita com a finalidade de retirar restos de cultura e controlar pragas. No caso da cana-de-açúcar o fogo é amplamente utilizado para queimar a palha e limpar o canavial, facilitando o corte manual (ROSEIRO e TAKAYANAGUI, 2004). Até o início da década de 50, os canaviais eram colhidos manualmente e sem queima prévia. Com a introdução de máquinas carregadoras e com objetivo de aumentar a capacidade de corte manual, introduziu-se a queima da palhada na précolheita, existente até os dias atuais. A queima da palha nos canaviais foi a prática de manejo mais eficiente encontrada para resolver o problema do aumento da área plantada, visto que a queima previamente ao corte aumenta a eficiência do corte manual e facilita o transporte da cana (SILVA, 2010). Atualmente, apenas 25% da colheita é mecanizada e o restante é queimado antes da retirada manual (RIBEIRO E PESQUEIRO, 2010). Nas últimas décadas o reconhecido efeito nocivo destas queimadas, tanto para a saúde quanto para o ambiente, vem sendo cada vez mais estudado (DARLEY & LERMAN, 1975; MALILAY, 1999). No Brasil, os estudos sobre os impactos da queima concentram-se principalmente no estado de São Paulo (ZANCUL, 1998; ARBEX et.al., 2000; CANÇADO, 2003; GODÓI et. al., 2004; LOPES & RIBEIRO, 2006; RIBEIRO E PESQUEIRO, 2010; RIGUERA et al., 2011), onde a safra da cultura estende-se dos meses de maio a novembro. Este período caracteriza-se por apresentar menores volumes de chuva e condições menos favoráveis para a dispersão de poluentes na atmosfera. A população do entorno das áreas canavieiras torna-se mais exposta à ação nociva do material particulado e demais 8584 Anais XVI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 13 a 18 de abril de 2013, INPE poluentes lançados na atmosfera pela queima, trazendo prejuízos para a saúde da mesma (RIBEIRO, 2008). Entre esses problemas, destacam-se as doenças respiratórias, a segunda causa de hospitalização pelo Sistema Único de Saúde (SUS), sendo asma e rinite consideradas como as doenças crônicas mais comuns entre crianças e adolescentes, cuja prevalência tem aumentado significativamente nas regiões canavieiras no período de queima (RIGUERA et al., 2011). Esta crescente preocupação fez com que o governo do estado de São Paulo formulasse a Lei n° 11.241, de 19 de setembro de 2002, referente à queima da palha de canade-açúcar no Estado. Na data de sua publicação, a Lei n° 11.241, estabelecia um cronograma de trinta anos (2002 a 2031) para a eliminação paulatina dessa prática e a introdução da colheita mecanizada. Em áreas passíveis de mecanização, 20% das mesmas deveriam cessar com as queimadas no primeiro ano, e até 2021 as mesmas deveriam estar totalmente erradicadas. Para as áreas que não comportam a mecanização, o período se estenderia até 2031. Esta Lei também estabelece que o uso dessa prática é proibido em um raio de um quilômetro do perímetro de áreas urbanas e reservas indígenas, e determina que os produtores apresentem um planejamento anual de adequação das áreas de produção ao plano de eliminação das queimadas à Companhia de Saneamento Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB; RIBEIRO E PESQUEIRO, 2011). Contudo, cinco anos após a promulgação da Lei, o governo do Estado e a União da Indústria de Cana-de-Açúcar (UNICA) assinaram protocolo de intenções fixando novas metas para adoção da mecanização. Neste memorando de entendimento nas áreas passíveis de mecanização, a queimada deveria ser abandonada em 2014 e nas de declividade maior que 12% até 2017 com eliminação total até 2021 (RIBEIRO E PESQUEIRO, 2011). A proibição da queima de cana-de-açúcar para seu “despalhamento” antes da colheita pode contribuir para a melhoria da qualidade do ar e, portanto, para a sustentabilidade ambiental e a prevenção de doenças. Porém são poucos ainda os estudos realizados no Brasil e no exterior para avaliar efeitos da queimada de cana-de-açúcar na saúde da população que vive nas proximidades das áreas canavieiras. A grande maioria desses teve como objetivo avaliar efeitos agudos de episódios de queima à saúde da população, em curto prazo. Destacam-se, no Brasil, as pesquisas de Arbex et al. (2000), Cançado (2003) e Lopes & Ribeiro (2006), os quais indicaram que, em períodos de queima de cana, há maior quantidade de visitas hospitalares, inalações e internações hospitalares por doenças respiratórias em cidades próximas. De um modo geral, esses trabalhos abordam o problema através da análise da relação de dados não espaciais, ou seja àqueles referentes à qualidade do ar e internações hospitalares por doenças respiratórias. Uma abordagem metodológica distinta que permite o diagnóstico e planejamento ambiental, bem como a definição de soluções e normas padronizadas pode ser aplicada utilizando técnicas de geoprocessamento, as quais permitem a integração de dados de diversas fontes no contexto espaço-temporal para uma análise da paisagem em diferentes escalas. Portanto, este estudo buscou responder as seguintes perguntas: É possível estabelecer uma relação estatisticamente significativa entre o número de focos de queimadas e o número de doenças respiratórias? É possível identificar se o raio de um quilômetro estabelecido pela legislação vigente tem uma relação direta com o número de doenças respiratórias? Para responder às perguntas acima formuladas, o presente trabalho de iniciação científica teve como objetivo geral avaliar a possível relação entre as queimadas da palhada de cana-de-açúcar e a saúde respiratória da população no município de Piracicaba tendo como elemento norteador do ordenamento da mesma, a legislação ambiental vigente. Os objetivos específicos foram: a) Avaliar o cumprimento das leis aplicadas (Lei Estadual n° 11.241, Decreto estadual n° 47700) através de mapas obtidos com técnicas de geoprocessamento, analisando a evolução temporal das queimadas em quantidade, presença de focos de queima 8585 Anais XVI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 13 a 18 de abril de 2013, INPE próximos, ao perímetro urbano de Piracicaba-SP e às estradas e o horário de ocorrência dos focos; b) Obter informações sobre os malefícios e problemas causados pelas queimadas na saúde pública, correlacionando a época de queima com as internações hospitalares na região de estudo; c) Propor processos de gestão para a melhoria da saúde ambiental na região. 2. Metodologia de Trabalho 2.1 Localização e descrição da área de estudo O local de estudo contempla o município de Piracicaba-SP, localizado no estado de São Paulo nas coordenadas 22°43’31’’ S e 47°38’57’’ W (Figura 1), com uma área total de 1.377 km² e população estimada em 364.571 habitantes pelo censo populacional de 2010 (IBGE, 2010). De acordo com os dados do censo agropecuário, em 2010, a região destacou-se por apresentar uma das maiores produções de cana-de-açúcar do estado de São Paulo. Em 2010 a área cultivada foi de 60.000 ha, o equivalente a 44 % da área do município, nos quais foram produzidos 4.800.000 toneladas. Nesse ano, Piracicaba-SP foi o terceiro maior produtor do Estado em termos de área e sétimo em produção, com um rendimento médio de 80.000 kg . ha-1 e um valor monetário de R$ 201.600.000 reais (IBGE, 2010). Figura 1. Localização da área de estudo, o município de Piracicaba, São Paulo, e mapa de cobertura do solo do mesmo em 2009. O clima da região que de acordo com a classificação de Koppen é do tipo Cwa, é caracterizado como tropical de altitude, com chuvas no verão e seca no inverno favorecendo o crescimento da cultura. Contudo, é justamente nos meses mais secos quando a dispersão das massas de ar é menor, que a queima da palha ocorre contribuindo para o aumento de poluentes na atmosfera. O grau de urbanização em 2010 de 97,9 % (SEADE, 2010) do Município indica que a população que se concentra nas cidades, principalmente Piracicaba. Em termos de habitação e infraestrutura urbana, 99,6 % dos domicílios tem coleta de lixo, 99,4% abastecimento de água e 96,9 % esgoto sanitário (SEADE, 2000). Os serviços de saúde no Município incluem 02 estabelecimentos federais, 10 estaduais, 89 municipais e 140 privados (IBGE, 2010). 2.2 Modelo de Sistema de Informações Geográficas das áreas de estudo Para o desenvolvimento deste estudo foram adotadas 3 etapas de trabalho descritas a seguir: 8586 Anais XVI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 13 a 18 de abril de 2013, INPE Etapa 1: desenho do projeto. Transformação das perguntas de trabalho em um desenho de um banco de dados georeferenciado e um plano de análise. A base de dados georeferenciada foi elaborada a partir das bibliotecas digitais georreferenciadas do Laboratório de Análise Ambiental e Geoprocessamento (CENA/USP), das quais foram extraídos os seguintes planos de informação: perímetro urbano, malha rodoviária, limite municipal, rede de drenagem e modelo digital de elevação do terreno. Detalhes sobre a elaboração das bases de dados podem ser obtidas em Ballester et al., 2001 e Ballester, 2008. Para os anos de 2003 a 2010 foram obtidos os mapas das áreas cultivadas com cana-de-açucar no município, junto ao Projeto CANASAT-INPE (RUDORFF et al., 2010). Os focos observados na época de queima da palha, de maio a novembro, foram obtidos junto ao Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (www.inpe.br). Etapa 2: processamento dos dados. Com a utilização do Sistema de Informações Geográficas ArcGis (versão 9.3) e do Processamento de Imagem Erdas Imagine (versão 9.2), as características das áreas de estudo foram compiladas e reunidas em um banco de dados georeferenciado. Todos os planos de informação foram projetados em um sistema de coordenadas único, Universal Transverso de Mercator, Zona 23 Sul, Datum Sul Americano 1969. Estes dados foram utilizados para obter mapas síntese que permitiram verificar quais focos de calor eram provenientes da queima de cana-de-açúcar. Para avaliar se a Lei Estadual n° 11.241 estava sendo respeitada, foram efetuadas as seguintes análises: I - Cumprimento do Protocolo Agroambiental firmado entre o Governo do estado de São Paulo, as Secretarias de estado do Meio Ambiente e da Agricultura e Abastecimento e a União da Agroindústria Canavieira de São Paulo, que dispõe sobre o prazo final para a eliminação da queimada de palha da cana-de-açúcar, para terrenos com declividade menor que 12% em 2014 e para terrenos com menos de 12% de declividade em 2017. O modelo digital de elevação do terreno foi utilizado para derivar o mapa de declividade (em percentual) que foi a seguir reclassificado em um mapa temático contendo duas classes: áreas mecanizáveis com declividade menor ou igual a 12 % e não-mecanizáveis, nas quais a declividade era superior a 12 %. Este mapa foi sobreposto aos de cana-de-açúcar e focos de calor para se obter o plano de informação síntese do Protocolo; II - Proximidade do perímetro urbano: do limite imposto pela Lei de 1000 metros ao redor do perímetro urbano no qual estão proibidas as queimadas, foi avaliado combinando-se o mapa de focos e da área de tamponamento da cidade de Piracicaba. Esse perímetro urbano foi elaborado a partir do mapa da evolução do mesmo adquirido junto ao banco de dados digital do Instituto de Pesquisas e Planejamento de Piracicaba (IPPLAP). A área de tamponamento foi traçada conforme determina a legislação a partir desse mapa. A seguir foi gerado o mapa síntese pela sobreposição do focos de calor observados em 2010; III - Ocorrência de focos de incêndios em um raio inferior a 15 metros de uma estrada: o mapa de rede de estradas foi utilizado para derivar a área de tamponamento de 15 metros conforme determina a legislação vigente. A esse plano de informação foi sobreposto o de localização de focos de calor, gerando um mapa síntese, que permitiu avaliar se a legislação estava sendo respeitada ou não; IV - Horários das ocorrências dos focos de calor: para cada ano de estudo foram determinados o números de focos de calor que ocorreram no município e em que horários os mesmos tiveram lugar. Etapa 3: análise integrada. Esta etapa envolveu a avaliação da variação do número de internações hospitalares ao longo dos meses em que a queima da palha da cana-de-açúcar ocorre, durante o intervalo entre os anos 2004 e 2010, utilizando as informações obtidas nas etapas anteriores e os dados sobre a ocorrência de atendimentos hospitalares por doenças respiratórias das vias aéreas superiores, obtidas no banco de dados do Departamento de Informática do Sistema Único de Saúde (DATASUS) do Ministério da Saúde do Brasil. A 8587 Anais XVI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 13 a 18 de abril de 2013, INPE partir desse banco de dados foram selecionados os dados referentes às internações ocorridas no município, em todos os hospitais, pelo grupo de procedimento de afecções das vias aéreas superiores assim como no trabalho de Lopes & Ribeiro, 2006. Finalmente, foi aplicada uma análise estatística para determinar se existe uma correlação ou não entre o número de internações com o número, distância da cidade e horário dos focos de queima da palha da cana-de-açúcar, para se avaliar a influência que existe desta prática com a incidência de doenças respiratórias. 3. Resultados e Discussão As Figuras 2, 3, 4 e 5 apresentam focos de calor registrados em 2010 associados às áreas cultivadas com cana-de-açúcar no mesmo ano, às condições do terreno para mecanização (>12% e <12% de declividade do terreno), às áreas de tamponamento ao redor de cidades (1000 metros) e estradas (15 metros), respectivamente. 8588 Anais XVI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 13 a 18 de abril de 2013, INPE Como pode ser observado na Tabela 1, dos 178 focos de calor registrados no período de maio a novembro de 2010, 90 % estiveram associados com áreas de plantio de cana de açúcar, 5 % foram observados no perímetro urbano e 4 % estiveram associados a outros usos. Dos 161 focos registrados em áreas cultivadas com cana-de-açúcar, apenas 22 ocorreram em áreas não mecanizáveis, ou seja, 86 % dos focos de calor foram observados em áreas com declividade igual ou inferior a 12%. Isto indica que o cumprimento do Protocolo Agroambiental firmado entre o Governo do estado de São Paulo, as Secretarias de estado do Meio Ambiente e da Agricultura e Abastecimento e a União da Agroindústria Canavieira de São Paulo, que dispõe sobre o prazo final para a eliminação da queimada de palha da cana-deaçúcar em 2014, ainda não está ocorrendo majoritariamente em todo o município. Além disto, 9 focos de calor foram observados na área de tamponamento do perímetro urbano, novamente indicando o descumprimento da legislação ambiental vigente. Com relação às estradas, foram identificados 19 focos a uma distância igual ou inferior a 15 metros destas. Contudo, este resultado é relativo devido à baixa resolução espacial dos dados de queimadas em relação à exigida pela legislação. A Tabela 2 apresenta os resultados obtidos sobre o número de focos de calor associados à queima da palha da cana-de-açúcar, o número de focos fora do limite imposto pela Lei Estadual 11.241 e número de internações por afecções das vias aéreas superiores (AVAR) no município de Piracicaba-SP entre 2003 e 2010. Várias ocorrências de focos de queimada próximos ao perímetro urbano da cidade e em horários inadequados foram observadas, coincidindo com a época do ano em que ocorrem menores precipitações e umidade relativa do ar é mais baixa, agravando potencialmente a ocorrência de doenças respiratórias na população. Em média, nos anos de 2004 a 2010, foram registrados 182 focos de calor no município de Piracicaba e 18 na área de 1000 metros ao redor do centro urbano. Neste mesmo período, a média anual de internações hospitalares por afecções das vias aéreas superiores (AVAR) atingiu o valor de 178. Em termos de distribuição temporal, o maior número de registros de focos de calor ocorreu em 2007, quando foram observadas 292 ocorrências com 193 internações por AVAR. No ano seguinte foram observados os menores valores para as duas variáveis estudadas, 106 focos associados a 156 internações. Como pode ser observado nas Figuras 6, 7 e 8 existe uma relação proporcional entre o número de focos de calor, o número de focos em horários não adequados e o número de focos no perímetro urbano e de AVAR. Contudo, estas relações não foram estatisticamente significativas para o período de estudo, o que pode estar relacionado com a consistência dos dados utilizados, bem como com o tamanho da série histórica avaliada. 8589 Anais XVI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 13 a 18 de abril de 2013, INPE 4. Conclusões Os resultados obtidos neste estudo indicam claramente a existência de um agravamento das afecções respiratórias no período em que o número de focos de queima de palha de cana-de-açúcar aumenta no município. Contudo, esses resultados não permitem afirmar que apenas a queima de cana-de-açúcar é o agente agravante das doenças respiratórias, uma vez que outras fontes de poluentes atmosféricos, como por exemplo, a queima de combustíveis fósseis pode estar contribuindo para tal. Portanto, apesar deste estudo evidenciar que a queima tem influência na incidência destas doenças, são necessárias mais pesquisas nesta área para se obter dados que confiram uma maior robustez aos resultados obtidos. Os resultados aqui apresentados demostram que a metodologia adotada é de grande utilidade para o diagnóstico e planejamento do ordenamento territorial e pode ser usada para identificação do cumprimento da legislação ambiental vigente. 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