geotecnologias e suas aplicaÇÕes

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GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICAÇÕES Organização Fabricia Benda de Oliveira Rodson de Abreu Marques Calvin da Silva Candotti Eduardo Baudson Duarte

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Page 1: GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICAÇÕES

GEOTECNOLOGIAS E

SUAS APLICACcedilOtildeES

Organizaccedilatildeo Fabricia Benda de Oliveira Rodson de Abreu Marques

Calvin da Silva Candotti Eduardo Baudson Duarte

Organizadores

Fabricia Benda de Oliveira

Rodson de Abreu Marques

Calvin da Silva Candotti

Eduardo Baudson Duarte

Geotecnologias e suas aplicaccedilotildees

Volume 1

ALEGRE - ES

CAUFES

2018

CCENS-UFES Centro de Exatas Naturais e da Sauacutede Universidade Federal do Espiacuterito

Santo Alto Universitaacuterio sn Caixa Postal 16 Guararema Alegre-ES

Telefax (28) 3552-8687

wwwalegreufesbr

Os textos apresentados nesse livro satildeo de inteira responsabilidade dos autores Os

organizadores natildeo se responsabilizam pela revisatildeo ortograacutefica e gramatical dos trabalhos

apresentados

REITOR ndash UFES

REINALDO CENTODUCATTE

DIRETOR DO CENTRO DE CIEcircNCIAS EXATAS NATURAIS E DA SAUacuteDE ndash UFES

NEUZA MARIA BRUNORO COSTA

ORGANIZADORES DESTA OBRA

FABRICIA BENDA DE OLIVEIRA

RODSON DE ABREU MARQUES

CALVIN DA SILVA CANDOTTI

EDUARDO BAUDSON DUARTE

APRESENTACcedilAtildeO

A produccedilatildeo deste trabalho eacute independente e surgiu da ideia e colaboraccedilatildeo de

professores alunos e ex-alunos do curso de Geologia do Centro de Ciecircncias Exatas Naturais

e da Sauacutede da Universidade Federal do Espiacuterito Santo

Estatildeo contidos neste livro 6 trabalhos apresentados na forma de capiacutetulos e que

abrangem temas relacionados agraves geotecnologias e suas aplicaccedilotildees no acircmbito das ciecircncias

ambientais geotecnia e planejamento urbano e anaacutelises utilizando softwares de cartografia e

modelagem espacial

O material contido nesta obra serviraacute de auxiacutelio para estudantes professores e

profissionais da aacuterea das geociecircncias em seus trabalhos e pesquisas aleacutem de ser um veiacuteculo

de divulgaccedilatildeo de conhecimento obtido pela UFES desde a criaccedilatildeo do curso de Geologia

LISTA DE ORGANIZADORES

Fabricia Benda de Oliveira Professora Adjunta do Departamento de Geologia

Universidade Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias Exatas Naturais e da Sauacutede

Alegre ES e-mail fabriciaoliveiraufesbr

Rodson de Abreu Marques Professor Adjunto do Departamento de Geologia Universidade

Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias Exatas Naturais e da Sauacutede Alegre ES e-

mailrodsonmarquesufesbr

Calvin da Silva Candotti Geoacutelogo Autocircnomo Manaus AM calvincandottigmailcom

Eduardo Baudson Duarte Geoacutelogo formado pela Universidade Federal do Espiacuterito Santo

Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias

Exatas Naturais e da Sauacutede Alegre ES e-mail eduardo_duarte_12hotmailcom

LISTA DE AUTORES

Allison Augusto Gonccedilalves de Freitas

Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira

Daniel Andrade Miranda

Edgar Batista de Medeiros Juacutenior

Eduardo Baudson Duarte

Faacutebio Cardoso de Souza Santos

Fabricia Benda de Oliveira

Felipe Guadagnin

Juacutelia Sesana Maciel

Julio Almeida Moreira

Laacutezaro Correcirca Marcellino

Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas

Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitas

Marx Engel Martins

Rafael de Oliveira Costa

Rayane Monteiro Ferreira

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

Sumaacuterio

Capiacutetulo 1 9

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

Daniel Andrade Miranda Fabricia Benda de Oliveira

Capiacutetulo 2 25

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a

prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

Faacutebio Cardoso de Souza Santos Eduardo Baudson Duarte Fabricia Benda de

Oliveira Juacutelia Sesana Maciel Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira

Capiacutetulo 3 39

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de

ruptura de taludes em atividades de mineraccedilatildeo

Laacutezaro Correcirca Marcellino Fabricia Benda de Oliveira Julio Almeida Moreira Carlos

Henrique Rodrigues de Oliveira

Capiacutetulo 4 53

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES

utilizando teacutecnicas de geoprocessamento

Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitas Fabricia Benda de Oliveira Allison Augusto

Gonccedilalves de Freitas Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas Rayane Monteiro

Ferreira Edgar Batista de Medeiros Juacutenior

Capiacutetulo 5 71

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite

Landsat 5

Marx Engel Martins Fabricia Benda de Oliveira Felipe Guadagnin Carlos Henrique

Rodrigues de Oliveira

Capiacutetulo 6 89

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim

(ES)

Rafael de Oliveira Costa Eduardo Baudson Duarte Fabricia Benda de Oliveira

Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Doutorando em Geologia Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES

9

Capiacutetulo 1

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

Daniel Andrade Mirandasup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2

INTRODUCcedilAtildeO

Segundo Santos (2012) somente com o desenvolvimento de tecnologias espaciais

modernas incluindo os sateacutelites artificiais que se tornou possiacutevel visualizar a Terra a partir da

coleta de dados e da aquisiccedilatildeo de imagens da sua superfiacutecie os dados adquiridos de forma

remota por sateacutelites artificiais auxiliam no diagnoacutestico sobre as implicaccedilotildees ambientais

econocircmicas sociais poliacuteticas e culturais com relaccedilatildeo agrave ocupaccedilatildeo dos espaccedilos urbanos

ajudando no planejamento soacutecio econocircmico-ambiental sustentaacutevel e servindo de base para o

desenvolvimento e realizaccedilatildeo de projetos associados agraves atividades humanas como por

exemplo no planejamento urbano

Gottdiener (1993) define que a materializaccedilatildeo do desenvolvimento contiacutenuo do

capitalismo eacute o formato do espaccedilo urbano assim os traccedilos distintivos da morfologia espacial

urbana estatildeo diretamente relacionados com as mudanccedilas estruturais na organizaccedilatildeo social

Entatildeo para compreender o espaccedilo urbano ou a cidade precisamos estudar e analisar a forma

urbana e seu crescimento como subsiacutedios agraves poliacuteticas de planejamento Estudos mostram que

o crescimento das cidades eacute um processo dinacircmico muitas vezes ocorrendo em aacutereas natildeo

adequadas mostrando que o crescimento da mancha urbana eacute usualmente natildeo planejado

(NAGARATHINAM et al 1988)

Devido agrave forma na qual a expansatildeo urbana ocorre no tempo e no espaccedilo o

crescimento urbano pode gerar problemas ambientais ligados agrave contaminaccedilatildeo hiacutedrica

formaccedilatildeo de ilhas de calor ocupaccedilatildeo de aacutereas inadequadas para assentamentos humanos

degradaccedilatildeo da paisagem dentre outros (FUCKNER 2006)

Segundo Costa e Alves (2005) para monitoramentodas aacutereas urbanas eacute necessaacuterio

possuir conhecimento atualizado sobre a distribuiccedilatildeo espacial da populaccedilatildeo Este

conhecimento eacute adquirido atraveacutes dos censos demograacuteficos e de mapas de densidade

demograacutefica que produzem avaliaccedilotildees quantitativas sobre elas e informam tambeacutem as

necessidades de infraestrutura

Na maior parte das cidades o crescimento populacional tem sido muito raacutepido e as

estruturas urbanas natildeo acompanharam esse crescimento que aleacutem de natildeo ser planejado pode

causar problemas como inundaccedilotildees deslizamento de encostas e desabamentos de construccedilotildees

A ocupaccedilatildeo urbana eacute atualmente tema de emergecircncia nacional portanto o

desenvolvimento de tecnologias que apoiem a gestatildeo estrateacutegica da ocupaccedilatildeo urbana eacute

interessante no acircmbito municipal estadual e federal

Neste contexto as geotecnologias tecircm sido utilizadas como uma ferramenta

importante para ajudar no planejamento urbano e na compreensatildeo da dinacircmica espacial e da

forma urbana

No municiacutepio de Alegre este problema eacute intensificado com a implantaccedilatildeo do programa de

expansatildeo da rede de Educaccedilatildeo Superior pelo MEC (Ministeacuterio da Educaccedilatildeo) que teve iniacutecio

em 2003 e posteriormente com a implementaccedilatildeo do REUNI (Restauraccedilatildeo e Expansatildeo das

Universidades Federais) em 2011 Com esses programas o total de cursos oferecidos pelo

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

10

campus de Alegre subiu de quatro em 2002 para dezessete em 2011 aumentando

consideravelmente o fluxo de populaccedilatildeo moacutevel no municiacutepio Podemos citar ainda os

estudantes da FAFIA (Faculdade de Filosofia Ciecircncias e Letras de Alegre) e o IFES (Instituto

Federal do Espiacuterito Santo) que assim como na UFES (Universidade Federal do Espiacuterito

Santo) tem sua demanda de populaccedilatildeo moacutevel condicionando uma urbanizaccedilatildeo forccedilada em

funccedilatildeo da demanda crescente por habitaccedilatildeo

O presente trabalho propotildee a realizaccedilatildeo de um estudo sobre a ocupaccedilatildeo urbana na sede

do Municiacutepio de Alegre-ES utilizando teacutecnicas de sensoriamento remoto e imagens do

sateacutelite Landsat sensor TM 5 atraveacutes de anaacutelise multitemporal para verificaccedilatildeo do avanccedilo do

crescimento urbano ao longo de 26 anos

LOCALIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO

O municiacutepio de Alegre estaacute localizado na regiatildeo sudeste do Brasil no Sul do Estado

do Espiacuterito Santo englobando as comunidades de Santa Maria Varjatildeo da Cotia Alegre

Vargem Alegre Aacutegua Limpa Vinagre Capim Feliz Lembranccedila Bosque Rive Cafeacute

PlacaSatildeo Francisco Satildeo Joatildeo do Norte e Coacuterrego do Meio e tendo como municiacutepios

limiacutetrofes Muniz Freire a Norte Castelo Cachoeiro de Itapemirim e Jerocircnimo Monteiro a

Leste Mimoso do Sul e Satildeo Joseacute do Calccedilado a Sul e Guaccediluiacute e Ibitirama a Oeste

A aacuterea de estudo proposta para este trabalho consiste no periacutemetro urbano da sede do

Municiacutepio de Alegre como pode ser visto na Figura 1

O Acesso ateacute a capital Vitoacuteria pode ser feito pela ES-482 ateacute Cachoeiro de Itapemirim

depois segue pela BR-101 Sul ateacute Vitoacuteria Ou ainda pela ES-482 ateacute Duas Barras ES-166 de

Duas Barras ateacute Venda Nova do Imigrante e BR-262 ateacute Vitoacuteria

Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo sobreposta agrave ortofoto Fonte IEMA (2007)

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

11

Segundo Rosa (2003) podemos definir o sensoriamento remoto como sendo a forma

de obter informaccedilotildees de um objeto sem que haja contato fiacutesico com o mesmo utilizando-se a

radiaccedilatildeo eletromagneacutetica gerada por fontes naturais como o Sol e a Terra ou por fontes

artificiais como por exemplo o RadarO sensoriamento remoto teve destaque no Brasil a

partir da deacutecada de 1960 com a criaccedilatildeo do Projeto RADAMBRASIL cujo objetivo era a

realizaccedilatildeo de um levantamento integrado dos recursos naturais do paiacutes a partir de imagens

Landsat (SOUZA 2008)

O Landsat foi colocado em oacuterbita em 1972 com o nome de ERTS-1 (Earth Resources

Techonological Satellite-1) teve inicialmente um desempenho significativo sendo

transformado na seacuterie Landsat Hoje o projeto Landsat eacute dedicado agrave observaccedilatildeo dos recursos

naturais da TerraSua oacuterbita desloca-se do Norte para o Sul sendo geocecircntrica circular quase

polar heliocecircntrica isto eacute o acircngulo Sol ndash Terra ndash Sateacutelite permanece constante o que garante

condiccedilotildees de iluminaccedilatildeo semelhantes na aacuterea imageada ao longo do ano (ROSA 2003)O

sensor TM (Thematic Mapper) do sateacutelite Landsat possui sete bandas com numeraccedilatildeo de 1 a

7 sendo que cada banda representa uma faixa do espectro eletromagneacutetico (BATISTELLA et

al 2004) O sateacutelite Landsat apresenta a caracteriacutestica de repetitividadepois ele imageia a

mesma aacuterea a cada 16 dias Suas cenas cobrem uma aacuterea de 34225 kmsup2 sendo a faixa

imageada de 185 x 185 km (INPE 2006)

Para utilizaccedilatildeo de imagens de sateacutelite com fins de classificaccedilatildeo recomenda-se o

processamento das mesmas O processamento digital de imagens (PDI) de acordo com Lima e

Rocha (2009) tem como objetivo fornecer ferramentas que facilitem a identificaccedilatildeo e

aextraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas imagens para posterior interpretaccedilatildeo Consiste na

manipulaccedilatildeo numeacuterica dos dados visando aumentar opotencial de discriminaccedilatildeo dos alvos

Segundo Novo (1989) o PDI pode ser dividido basicamente em Preacute-processamento Realce e

Classificaccedilatildeo

O Preacute-processamento eacute o primeiro passo do PDI e eacute considerado fundamental para

confiabilidade e uso correto das imagens de sateacutelite Nesta fase segundo Rosatti (2006) o

objetivo eacute adequar as imagens para serem utilizadas pelos usuaacuterios sendo aplicadas algumas

teacutecnicas de manipulaccedilatildeo como correccedilatildeo geomeacutetrica e restauraccedilatildeo

A correccedilatildeo geomeacutetrica e o georreferenciamento das imagens satildeo necessaacuterios devido a

distorccedilotildees que segundo o INPE (2006) satildeo causadas no processo de formaccedilatildeo da imagem

pelo sistema sensor e por imprecisatildeo dos dados de posicionamento da plataforma (aeronave

ou sateacutelite) De modo geral o georreferenciamento de imagens de sateacutelite eacute realizado por meio

de pontos de controle (PC) de referecircncia identificados na imagem original e em um sistema de

dados de referecircncia que possibilitem o ajustamento atraveacutes de modelos matemaacuteticos Os satildeo

feiccedilotildees passiacuteveis de identificaccedilatildeo na imagem e no terreno ou seja satildeo feiccedilotildees homoacutelogas

cujas coordenadas satildeo conhecidas na imagem e no sistema de referecircncia (INPE 2006)

Podemos obter PC atraveacutes de trecircs fontes por meio de mapas e cartas topograacuteficas oficiais

pela aquisiccedilatildeo de pontos em campo por sistema de posicionamento global (GPS) ou por meio

de imagens georreferenciadas do mesmo local A precisatildeo do georreferenciamento eacute medida

atraveacutes do caacutelculo do Erro Meacutedio Quadraacutetico ou Root Mean Square Error (RMS) que

pondera as diferenccedilas entre as coordenadas dos pontos de controle da imagem a ser ajustada e

da fonte de dados de referecircncia O valor do RMS deveraacute ser menor que 1 ou seja quanto

mais proacuteximo de 0 maior eacute a precisatildeo e menor eacute o erro (LIMA 2010) O caacutelculo eacute feito

utilizando a Equaccedilatildeo 1

RMSerror = [(x1 ndash xorg)sup2 + (y1 ndash yorg)sup2]12 (1)

x1 = Coordenada de linha calculada na imagem a ser ajustada

y1 = Coordenada de coluna calculada na imagem a ser ajustada

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

12

xorg = Coordenada original de linha do PC da fonte de referecircncia

yorg = Coordenada original de coluna do PC da fonte de referecircncia

A teacutecnica de restauraccedilatildeo tem por objetivo corrigir as distorccedilotildees do sensor oacuteptico no

processo de geraccedilatildeo das imagens A resoluccedilatildeo espacial das bandas 3 4 e 5 que eacute de 30

metros pode ser restaurada para ateacute 5 metros (RIOS ALMEIDA RIBEIRO 2010)A ideia de

restaurar uma imagem eacute reduzir o efeito de embaccedilamento da cena e obter uma imagem

realccedilada dado que os detalhes vistos na cena satildeo suavizados devido agraves limitaccedilotildees do sensor

Esta correccedilatildeo eacute realizada por um filtro linear e os pesos do filtro de restauraccedilatildeo satildeo obtidos a

partir das caracteriacutesticas do sensor e natildeo de forma empiacuterica como eacute feito no caso dos filtros

de realce tradicionais Neste caso o filtro eacute especiacutefico para cada tipo de sensor e banda

espectral Este tipo de processamento eacute recomendado para ser realizado sobre a imagem

original sem qualquer tipo de processamento tais como realce e filtragem que alterem as

caracteriacutesticas radiomeacutetricas da imagem Deve-se observar tambeacutem que natildeo eacute possiacutevel

processar uma imagem reamostrada jaacute que as caracteriacutesticas radiomeacutetrica e espacial da

imagem foram alteradas (INPE 2006)

Aleacutem das etapas do preacute-processamento de imagens digitais de sateacutelite existem outras que

utilizam teacutecnicas de realce com o objetivo de melhorar a qualidade visual e permitir uma

melhor interpretaccedilatildeo dos alvos nas imagens (IBGE 2001) As teacutecnicas utilizadas neste

trabalho foram Constraste Filtragem espacial e Composiccedilatildeo colorida

Segundo o INPE (2006) o contraste entre dois objetos pode ser definido como sendo a

razatildeo entre os seus niacuteveis de cinza meacutedios onde a manipulaccedilatildeo do contraste consiste numa

transferecircncia radiomeacutetrica em cada pixel (Picture Element ndash menor elemento num dispositivo

de exibiccedilatildeo ao qual eacute possiacutevel atribuir-se uma cor menor ponto que forma uma imagem

digital) tendo o objetivo de aumentar a discriminaccedilatildeo visual entre os objetos presentes na

imagem Realiza-se a operaccedilatildeo ponto a ponto independentemente da vizinhanccedila Entretanto

um exame preacutevio do histograma da imagem pode ser uacutetil O histograma de uma imagem

descreve a distribuiccedilatildeo estatiacutestica dos niacuteveis de cinza em termos do nuacutemero de amostras

(pixels) com cada niacutevel A distribuiccedilatildeo pode tambeacutem ser dada em termos da percentagem do

nuacutemero total de pixels na imagem Pode ser estabelecida uma analogia entre o histograma de

uma imagem e a funccedilatildeo densidade de probabilidade que eacute um modelo matemaacutetico da

distribuiccedilatildeo de tons de cinza de uma classe de imagens A cada histograma estaacute associado o

contraste da imagem conforme mostra a Figura 2ADe acordo com Rios Almeida e Ribeiro

(2010) esta teacutecnica tem por objetivo modificar atraveacutes de funccedilotildees matemaacuteticas os niacuteveis de

cinza ou os valores digitais de uma imagem de modo a destacar certas informaccedilotildees espectrais

e melhorar a qualidade visual da imagem

De acordo com Albuquerque (2000) para fazer uma operaccedilatildeo de filtragem espacial eacute

necessaacuterio escolher uma matriz de dimensatildeo n x n denominada maacutescara (Figura 2B) com

valores que dependem do filtro que queremos usar seja ele passa baixa (filtrando as altas

frequecircncias) passa banda (filtrando uma regiatildeo especiacutefica de frequecircncias espaciais) ou passa

alta (filtrando as baixas frequecircncias) Em uma imagem as altas frequecircncias correspondem agraves

modificaccedilotildees abruptas dos niacuteveis de cinza e as bordas dos objetos As baixas frequecircncias

correspondem agraves variaccedilotildees suaves dos niacuteveis de cinza Logo quando queremos evidenciar os

contornos de um determinado objeto podemos usar filtros do tipo passa alta Pode-se querer

observar a forma da iluminaccedilatildeo de fundo entatildeo devemos usar filtros passa-baixa para

eliminarmos todas as altas frequecircncias correspondendo agrave borda dos objetos e chegar agrave

iluminaccedilatildeo de fundo

A composiccedilatildeo colorida consiste em associar as imagens monocromaacuteticas de cada

banda agraves cores primaacuterias RGB (Red ndash Vermelho Green ndash Verde Blue ndash Azul) com o

objetivo de apresentar simultaneamente as informaccedilotildees de trecircs bandas espectrais em

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

13

composiccedilotildees coloridas que facilitam e enriquecem a interpretaccedilatildeo visual dos alvos (IBGE

2001) Como exemplo de composiccedilatildeo colorida temos a Figura 2Cque associa a banda 3 agrave cor

vermelha (R) a banda 4 agrave cor verde (G) e a banda 5 agrave cor azul (B)

De acordo com Souza (2012) as aacutereas urbanas natildeo podem ser caracterizadas por um

comportamento espectral padratildeo A vegetaccedilatildeo os corpos aquaacuteticos e os solos satildeo superfiacutecies

relativamente homogecircneas em termos de cobertura poreacutem nas aacutereas urbanas prevalece a

heterogeneidade das coberturas As aacutereas urbanas satildeo fisicamente formadas por uma grande

diversidade de materiais (superfiacutecies de concreto asfalto telhados de vaacuterios materiais solo

vegetaccedilatildeo arboacuterea e grama aacutegua entre outros) com formas alturas e arranjos tambeacutem

variados assim em uma imagem orbital o pixel pode representar vaacuterias coberturas o que

torna as aacutereas urbanas complexas do ponto de vista espectral Na Figura 2D pode-se observar

a similaridade espectral entre uma aacuterea urbana e uma aacuterea de cultivo de cana

Figura 2 - (A) Exemplo de Histograma de baixo contraste (agrave esquerda) e de alto contraste (agrave

direita) Fonte Modificado de INPE (2006) (B) Exemplo de maacutescara de 3 x 3 Fonte

Modificado de INPE (2006) (C) Exemplo de geraccedilatildeo de composiccedilatildeo colorida Fonte Brust

(2010) (D) Imagem do sateacutelite Landsat TM 5 na composiccedilatildeo colorida (RGB-543) adquirida

em 20091995 Fonte Souza (2012)

De acordo com Lima (2010) eacute possiacutevel classificar e agrupar os alvos de uma imagem a

partir dos vaacuterios niacuteveis de informaccedilotildees espectrais detectadas atraveacutes da adequaccedilatildeo das

imagens digitais utilizando-se os procedimentos do preacute-processamento Assim pode-se criar

um uacutenico niacutevel de informaccedilatildeo temaacutetica (categorias ou classes) para cada elemento

identificado e dessa forma gerar mapas temaacuteticos Os meacutetodos utilizados na classificaccedilatildeo das

imagens de sateacutelite variam com o tipo e complexidade do ambiente analisado caracteriacutesticas

do sensor e sateacutelite utilizado aspectos sazonais que alteram as caracteriacutesticas dos alvos e da

incidecircncia de energia solar extensatildeo da aacuterea de estudo equipamentos e recursos humanos

disponiacuteveis grau de conhecimento do ambiente por parte do inteacuterprete entre outros A

classificaccedilatildeo eacute a principal etapa do processamento de imagens a partir do qual satildeo extraiacutedas

as informaccedilotildees necessaacuterias para diversas aplicaccedilotildees Pode ser realizada atraveacutes de trecircs

teacutecnicas baacutesicasInterpretaccedilatildeo VisualClassificaccedilatildeo Digital Natildeo SupervisionadaClassificaccedilatildeo

Digital Supervisionada

A interpretaccedilatildeo visual de imagens de sateacutelite consiste em identificar as feiccedilotildees

impressas nessas imagens e determinar seu significado atraveacutes de chaves de interpretaccedilatildeo

onde eacute fundamental por parte do analista o conhecimento da aacuterea a ser mapeada (LIMA

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

14

2010) De acordo com Soares-Filho (2000) as caracteriacutesticas das imagens tais como

Tonalidade Cor Textura Forma Estrutura Sombra e contexto satildeo as chaves de uma boa

interpretaccedilatildeo A partir dessas caracteriacutesticas pode ser estruturado um meacutetodo de identificaccedilatildeo

por ldquochavesrdquo que se apoia em um estudo comparativo atraveacutes de objetos e feiccedilotildees conhecidas

que satildeo utilizadas como guias

Maillard (2001) diz que na classificaccedilatildeo Supervisionada o inteacuterprete jaacute possui um

conhecimento da aacuterea de estudo que podem ser utilizados como amostras de treinamento para

o algoritmo de classificaccedilatildeo de forma que os dados de cada classe temaacutetica podem ser

generalizados para toda cena agrupando cada pixel da imagem de acordo com as classes

amostradas Existem diversos algoritmos de classificaccedilatildeo supervisionada implementados em

aplicativos computacionais sendo o algoritmo Maxver (Maacutexima Verossimilhanccedila) um dos

mais utilizados para classificaccedilatildeo digital de imagens pixel a pixelINPE (2006) define que o

algoritmo de classificaccedilatildeo Maxver utiliza agrave meacutedia e a covariacircncia das amostras de treinamento

para assinalar um pixel desconhecido de uma classe assim pode-se computar a probabilidade

estatiacutestica de um pixel desconhecido pertencer a uma ou outra classe atribuindo a este pixel a

classe agrave qual ele tem maior probabilidade de pertencer utilizando o criteacuterio de maacutexima

verossimilhanccedila

Em qualquer procedimento de classificaccedilatildeo de imagens de sateacutelite o objetivo eacute a

geraccedilatildeo de mapas temaacuteticos que devem transmitir a realidade do terreno da forma mais

precisa possiacutevel Para isso deve ser verificado o niacutevel de incerteza destes mapas atraveacutes de

iacutendices de exatidatildeo para que as informaccedilotildees obtidas possam ser utilizadas adequadamente

(LIMA 2010) Segundo Mangabeira Azevedo e Lamparelli (2003) um dos paracircmetros mais

utilizados e eficientes na determinaccedilatildeo da exatidatildeo de mapas temaacuteticos eacute o iacutendice Kappa que

eacute obtido mediante a adoccedilatildeo de uma referecircncia para a comparaccedilatildeo dos mapeamentos

produzidos A determinaccedilatildeo deste iacutendice eacute feita com base numa tabulaccedilatildeo cruzada entre as

quantidades de dados amostrais de referecircncia e da imagem classificada estruturada numa

matriz quadrada denominada matriz de erros ou de confusatildeoSegundo Campbell (1987) a

estimativa Kappa pode ser representada pela seguinte relaccedilatildeo exposta na Equaccedilatildeo 2

K = (observado ndash esperado) (1 ndash esperado) (2)

Observado = valor global para o percentual de pixels corretos

Esperado = valor calculado usando os totais de cada linha e cada coluna da matriz

denominados de valores marginais

Os resultados do Coeficiente Kappa variam de 0 a 1 indicando de forma crescente o

grau de concordacircncia ou exatidatildeo do mapa classificado com relaccedilatildeo aos dados de referecircncia e

podem ser agrupados em intervalos de acordo com aTabela 1

Tabela 1 - Intervalos de valor do coeficiente Kappa e respectivos graus de concordacircncia

Fonte Landis e Koch (1977)

Valor de Kappa Concordacircncia

0 Peacutessima

001 ndash 020 Ruim

021 ndash 040 Razoaacutevel

041 ndash 060 Boa

061 ndash 080 Muito boa

081 ndash 100 Excelente

Dependendo do valor do coeficiente Kappa encontrado e das necessidades e objetivos

do trabalho podem ser feitas correccedilotildees a fim de garantir um refinamento da qualidade

informativa do mapa Os dados obtidos podem ser utilizados em conjunto com outros planos

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

15

de informaccedilatildeo em ambiente SIG possibilitando sua integraccedilatildeo e manipulaccedilatildeo como base de

dados para sistemas de suporte a decisatildeo (LIMA 2010)

METODOLOGIA

A imagens de sateacutelite Landsat sensor TM-5 foram adquiridas do INPE nas bandas

12345 e 7 na oacuterbitaponto 21674 do municiacutepio de Alegre-ES nos anos de 1985 1997

2001 2006 e 2011 Foi utilizada tambeacutem a ortofoto do municiacutepio (IEMA 2007) para servir

como base para o registro das imagens de sateacutelite e tambeacutem para comparaccedilatildeo visual com a

classificaccedilatildeo

Para a elaboraccedilatildeo dos mapas foram utilizados os softwares SPRING 52 e ArcGISreg

10 sendo o que primeiro foi utilizado para o tratamento e processamento digital das imagens

de sateacutelite e o segundo para confecccedilatildeo final dos mapas de vegetaccedilatildeo hidrografia topografia

solos e das classificaccedilotildees

Durante o preacute-processamento foram aplicadas as teacutecnicas de Processamento Digital de

Imagens com o objetivo de georreferenciar e melhorar a qualidade das imagens para uma

melhor visualizaccedilatildeo facilitando a identificaccedilatildeo e extraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas

imagens digitais aumentando assim o potencial de diferenciaccedilatildeo dos alvos e

consequentemente obtendo melhores resultados na classificaccedilatildeo das imagens As bandas 3 4

e 5 foram restauradas para a resoluccedilatildeo de 15m

Foi aplicado contraste nas bandas 3 4 e 5 modificando o histograma original como

mostra o Quadro 1

Quadro 1 - Mudanccedila no histograma das bandas 3 4 e 5 apoacutes contraste aplicado na imagem

de 1985 do sateacutelite Landsat - TM 5 Fonte Autores

Bandas Histograma Original Histograma (Contraste)

Banda 3 ndash Vermelho

Banda 4 ndash Infravermelho Proacuteximo

Banda 5 ndash Infravermelho Meacutedio

Foi aplicada a filtragem linear utilizando uma matriz 2x2 (Quadro 2) apropriada para

imagens Landsat TM no software SPRING com o objetivo de suavizar as imagens realccedilando

assim a visualizaccedilatildeo das bandas e obtendo imagens com mais nitidez

Quadro 1 - Matriz utilizada na filtragem de imagens Landsat TM Fonte INPE (2006)

3 -7 -7 3

-7 -7 13 -7

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

16

-7 13 13 -7

3 -7 -7 3

Para identificaccedilatildeo das amostras de treinamento foi utilizada a combinaccedilatildeoRGB-543 o

que destacou melhor as aacutereas urbanas Para a classificaccedilatildeo foram definidas duas classes Aacuterea

urbana e Natildeo urbana Em seguida foram coletadas as amostras de treinamento para cada

classe como pode ser observado na Figura 3

Figura 3 - Amostras utilizadas para classificaccedilatildeo da imagem de 2011 em amarelo amostras

da classe urbana e em branco amostras da classe natildeo urbana Fonte Autores

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Usando a metodologia acima descrita seratildeo apresentados abaixo os resultados obtidos

a partir do processamento das imagens e da classificaccedilatildeo da aacuterea urbana do municiacutepio de

Alegre-ES para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011

O georreferenciamento foi executado utilizando-se feiccedilotildees semelhantes em duas

imagens para determinaccedilatildeo dos pontos de controle como cruzamento de estradas aacutereas de

vegetaccedilatildeo aacuterea urbana e rios A resoluccedilatildeo das imagens (30 metros) pode atrapalhar pois

devido ao baixo niacutevel de detalhe fica difiacutecil determinar o ponto semelhante nas duas imagens

de forma exata No entanto o RMS ficou em torno de 03 de acordo com a equaccedilatildeo (1)

mostrando que a diferenccedila entre as coordenadas dos pontos de controle das imagens a serem

ajustadas e os pontos de controle da fonte de dados de referecircncia ficou pequena significando

uma boa precisatildeo

O processo de restauraccedilatildeo para a resoluccedilatildeo de 15metros mostrou uma melhora na

nitidez da imagem restaurada (Figura 4B) em comparaccedilatildeo com a imagem original (Figura

4A)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

17

Figura 4 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 de 1985 da cidade de

Alegre-ES com resoluccedilatildeo de 30m (A) e restaurada para 15m (B)

Fonte Autores

A aplicaccedilatildeo do contraste nas bandas 34 e 5 permitiu um maior contraste entre as

feiccedilotildees da imagem com contraste (Figura 5B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem contraste

(Figura 5A)

Figura 5 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da

cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de contraste (A) e com aplicaccedilatildeo de contraste (B)

Fonte Autores

A filtragem espacial permitiu observar maior nitidez da imagem para distinccedilatildeo das

feiccedilotildees da imagem com filtro (Figura 6B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem filtro (Figura

6A)

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

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Figura 6 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da

cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de filtragem (A) e apoacutes filtragem (B)

Fonte Autores

Na Figura 7 temos as imagens em composiccedilatildeo RGB ndash 543 correspondentes agrave

evoluccedilatildeo urbana de Alegre nos anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 Ao comparaacute-las

podemos observar um aumento significativo da mancha urbana este aumento pode ser

observado principalmente nas regiotildees sul e oeste da cidade

Figura 7 - Composiccedilatildeo RGB ndash 543 da aacuterea de estudo para os anos analisados

Fonte Autores

Na Figura 8 podemos observar as classificaccedilotildees realizadas pelo classificador Maxver

utilizando duas classes Aacuterea urbana (Azul) Natildeo urbana (Branco)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

19

Figura 8 - Classificaccedilotildees da Aacuterea Urbana de Alegre para os anos analisados

Fonte Autores

A Tabela 2 mostra a exatidatildeo das classificaccedilotildees realizadas e as aacutereas correspondentes

agrave classe urbana para cada ano o iacutendice Kappa (Equaccedilatildeo (2)) variou de 093 a 098 Este

resultado pode ser considerado excelente de acordo com a Tabela 1

Tabela 2 -Exatidatildeo das classificaccedilotildees e aacutereas urbanas calculadas Fonte Autores

1985 1997 2001 2006 2011

Iacutendice Kappa 095 097 095 093 098

Aacuterea Urbana (km2) 805 968 771 1079 758

Apesar do alto iacutendice de desempenho das classificaccedilotildees eacute possiacutevel observar regiotildees de

confusatildeo na classificaccedilatildeo das amostras das duas classes Observando as aacutereas calculadas

percebemos que natildeo haacute um aumento contiacutenuo da aacuterea urbana nas classificaccedilotildees pois a aacuterea do

ano de 1997 foi maior que a aacuterea de 2001 que por sua vez eacute menor que a de 1985 e ainda a

aacuterea de 2011 eacute menor que a de 2006 isso possivelmente estaacute associado agrave confusatildeo do

algoritmo ao identificar as classes

Ao compararmos a ortofoto da aacuterea de estudo com a classificaccedilatildeo de 2011 (Figura 9)

podemos perceber regiotildees de solo exposto sombras aacutereas de vegetaccedilatildeo e estradas

classificadas como aacutereas urbanas Eacute possiacutevel observar tambeacutem a ocupaccedilatildeo irregular da cidade

principalmente em aacutereas proacuteximas a rios e em topo de morros que contribuem para

problemas urbanos de inundaccedilotildees e deslizamento de encostas

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

20

Figura 9 - Comparaccedilatildeo da ortofoto do ano de 2007 (a esquerda) com a classificaccedilatildeo de 2011

(a direita) com foco na aacuterea urbana da cidade de Alegre - ES

Fonte Autores

Eacute possiacutevel observar um aumento significativo da aacuterea urbana da sede se compararmos

visualmente as imagens de 1985 e 2011 este aumento se daacute principalmente nas regiotildees de

periferia mas tambeacutem podemos observar um adensamento dos pixels na regiatildeo central da

sede diminuindo a quantidade de aacutereas arborizadas no centro como eacute possiacutevel observar na

Figura 10

Figura 10 - Detalhamento das imagens de 1985 e 2011 mostrando a classificaccedilatildeo da aacuterea

urbana

Fonte Autores

Estes resultados jaacute eram esperados e podem ser explicados como mostra o trabalho de

Correia et al (2007) devido agrave dificuldade em estabelecer essas classes temaacuteticas na resoluccedilatildeo

das imagens de sateacutelite utilizadas que por natildeo possuir um niacutevel de detalhe elevado possuem

uma limitaccedilatildeo para discriminar alvos com uma mistura de vaacuterios elementos como eacute o caso da

aacuterea urbana gerando impactos na resposta espectral das imagens refletindo assim na

caracterizaccedilatildeo dessas classesO fato de terem sido admitidas somente duas classes tambeacutem

pode ter influenciando no resultado da classificaccedilatildeo pois algumas amostras apresentaram

distribuiccedilatildeo bimodal no entanto o erro foi muito baixo (em torno de 5) minimizando este

problema Outro fator que tambeacutem pode ter influenciado no resultado eacute o tamanho das

amostras de treinamento do algoritmo

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

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Costa e Alves (2005) ao monitorar a expansatildeo urbana do municiacutepio de Campos dos

Goytacazes tambeacutem tiveram problemas devido agrave confusatildeo entre duas classes onde a textura

dos cordotildees litoracircneos se confundia com a textura da urbanizaccedilatildeo e concluiacuteram que era

necessaacuterio possuir um conhecimento preacutevio da aacuterea para realizar o estudo Isso mostra que a

interpretaccedilatildeo visual admitindo que o interprete possua um conhecimento preacutevio da aacuterea eacute

fundamental pois o classificador mesmo com amostras apresentando um desempenho

elevado ainda assim pode apresentar erros nos resultados

CONCLUSAtildeO

A metodologia utilizada para a anaacutelise multitemporal do crescimento da mancha

urbana de Alegre para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 efetuada no presente

trabalho mostrou-se eficiente tornando possiacutevel visualizar as transformaccedilotildees ocorridas no

intervalo de tempo de 26 anos Assim outros resultados poderiam ser encontrados caso a

anaacutelise fosse feita em outros periacuteodos e com diferentes intervalos

O software SPRING se mostrou uma boa ferramenta para se analisar as questotildees de

urbanizaccedilatildeo e por ser disponiacutevel gratuitamente serve como opccedilatildeo para o planejamento urbano

municipal com um baixo custo

Um estudo mais detalhado utilizando-se imagens com uma melhor resoluccedilatildeo espacial

e espectral e em diferentes periacuteodos diminuindo o intervalo de tempo entre imagens pode

obter dados para um planejamento urbano mais detalhado diminuindo assim os riscos

causados pela ocupaccedilatildeo de aacutereas indevidas

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Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

24

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Rio de Janeiro RJ

sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES

sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

25

Capiacutetulo 2

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a

prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

Faacutebio Cardoso de Souza Santossup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3

Juacutelia Sesana Maciel3 Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira4

INTRODUCcedilAtildeO

Desde os primoacuterdios na civilizaccedilatildeo Egiacutepcia o manganecircs jaacute era usado como parte do

composto quiacutemico para a produccedilatildeo de vidro Com o avanccedilo das civilizaccedilotildees esse elemento

passou a possuir outras aplicaccedilotildees tanto no setor metaacutelico quanto no natildeo-metaacutelico Das

diversas utilizaccedilotildees do manganecircs a mais importante seria a produccedilatildeo das ligas de accedilo

constituiacutedas pela mistura de ferro e manganecircs Outras ligas tambeacutem satildeo produzidas com a

combinaccedilatildeo do manganecircs com diferentes metais como as ligas de cobre zinco alumiacutenio

estanho e chumbo O manganecircs tem a propriedade de dessulfurizaccedilatildeo (retirada do enxofre) e

deoxidante tornando melhor as caracteriacutesticas fiacutesicas e quiacutemicas das ligas de accedilo (SAMPAIO

et al 2005)

Sabe-se que a induacutestria do accedilo absorve cerca de 92 de toda produccedilatildeo mundial do

mineacuterio de manganecircs natildeo sendo diferente no Brasil onde o uso tambeacutem eacute liderado pela

metalurgia (85) seguido da fabricaccedilatildeo de pilha (10) e a induacutestria quiacutemica (5) (COSTA

2004) No Estado do Espiacuterito Santo as jazidas de manganecircs ateacute o momento estatildeo localizadas

unicamente no municiacutepio de Guaccediluiacute com cerca de um milhatildeo de toneladas poreacutem a

prospecccedilatildeo deste elemento ainda estaacute em fase de pesquisa (DNPM 2013)

Tendo em vista a importacircncia do elemento manganecircs para a induacutestria se faz

necessaacuterio o investimento em pesquisas para o reconhecimento mapeamento e amostragens

desse elemento Do reconhecimento em campo ateacute a explotaccedilatildeo existem vaacuterias etapas que

utilizam diversas metodologias (PEREIRA 2012) entretanto o presente trabalho estaacute focado

na fase de reconhecimento de aacutereas que possuam favorabilidade para a presenccedila do manganecircs

utilizando a anaacutelise multicriteacuterio como ferramenta base do estudo

A anaacutelise multicriteacuterio eacute baseada em uma modelagem matemaacutetica utilizando

paracircmetros ponderados relacionados agrave aacuterea de estudo e ao bem mineral de interesse

envolvendo ainda paracircmetros correlacionados atraveacutes das observaccedilotildees analiacuteticas e de campo

Atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio satildeo gerados os mapas de favorabilidade que tem se mostrado

de grande valia no auxiacutelio de identificaccedilatildeo de aacutereas alvo na exploraccedilatildeode bens minerais

reduzindo o tempo e o custo com pesquisas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004)

A anaacutelise multicriteacuterio consiste em um conjunto de teacutecnicas que visam auxiliar um

agente decisor a tomar decisotildees acerca de um problema complexo ponderando e propondo

alternativas para solucionaacute-lo utilizando diferentes criteacuterios e pontos de vista preacute-

estabelecidos As decisotildees satildeo sempre pautadas com base nos criteacuterios considerados

relevantes para a resoluccedilatildeo do problema em questatildeo podendo existir diversos criteacuterios onde

cada um possui seu grau de importacircncia (JANUZZI et al 2009)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

26

As teacutecnicas de geoprocessamento utilizadas na confecccedilatildeo dos mapas de favorabilidade

para ocorrecircncia de mineralizaccedilotildees como ouro chumbo zinco e cobre vecircm obtendo

resultados satisfatoacuterios ao longo das uacuteltimas deacutecadas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004) Em

contra partida ainda existem poucos estudos onde se aplica as teacutecnicas de anaacutelise de

favorabilidade para estudo de mineralizaccedilotildees de manganecircs

Este trabalho teve por objetivo geral identificar aacutereas que possuam alta favorabilidade

para a prospecccedilatildeo de manganecircs na porccedilatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo utilizando teacutecnicas

de geoprocessamento atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio mapeamento e anaacutelises de campo para

comprovar ou natildeo a veracidade dos dados obtidos com o geoprocessamento

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

A aacuterea de trabalho estaacute localizada na macrorregiatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo na

regiatildeo da divisa entre os estados do Rio de Janeiro Minas Gerais e Espiacuterito Santo Situasse

entre os municiacutepios de Guaccediluiacute Divino de Satildeo Lourenccedilo Dores do Rio Preto e Satildeo Pedro de

Rates (distrito de Guaccediluiacute) sendo delimitada pelas coordenadas UTM S 7698000 m e

7712000 m e E 206000 m e 218000 m (Figura 1)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo no Brasil e no Estado do Espiacuterito Santo

representada com as principais vias de acesso Fonte Autores

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL

CONTEXTO GEOLOacuteGICO

O arcabouccedilo geoloacutegico (Figura 2) da aacuterea eacute composto pelo complexo Juiz de Fora

Grupo Andrelacircndia Lineamento Guaccediluiacute rochas intrusivas gnaissificadas e depoacutesitos mais

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

27

jovens como aluviotildees coluacutevios pilhas ricas em caulim e outros resiacuteduos provenientes da

extraccedilatildeo de pegmatitos O Complexo Juiz de Fora eacute formado por ortopiroxecircnio-gnaisse de

composiccedilatildeo feacutelsica a maacutefica ortopiroxecircnio-clinopiroxecircnio-anfiboacutelio-gnaisse gnaisse

migmatiacutetico bandado migmatitos e gnaisses migmatizados Jaacute o Grupo Andrelacircndia eacute

composto por granada-biotita-gnaisse anfiboacutelio-biotita-gnaisse e gnaisse de composiccedilatildeo

predominantemente granodioriacutetica O Lineamento Guaccediluiacute eacute formado por anfiboacutelio-biotita

gnaisse milonitizado com ultramilonitos e milonitos E as rochas intrusivas gnaissificadas

satildeo os gnaisses tonaliacuteticos de Manhuaccedilu compostos por ortognaisses tonaliacuteticos

granodioriacutetico a trondhjemiacutetico com intercalaccedilotildees de anfiboacutelio-biotita gnaisse (HORN

2007)

Figura 2 - Destaque da aacuterea de estudo na Folha Espera Feliz - SF 24-V-A-IV

Fonte Modificado de HORN et al (2007)

GEOPROCESSAMENTO

O geoprocessamento ou processamento de dados geograacuteficos eacute feito atraveacutes de

teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais e realiza o tratamento de informaccedilotildees geograacuteficas em

ambiente virtual Em conjunto existe o sistema de informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) que eacute capaz

de simular a realidade do espaccedilo geograacutefico integrando informaccedilotildees espaciais (BALDOTTO

2014)

Dentro do ambiente computacional as caracteriacutesticas de uma determinada aacuterea podem

ser analisadas e manipuladas com diversas teacutecnicas A digitalizaccedilatildeo de dados reais possibilita

a geraccedilatildeo de mapas observacionais e o conjunto desses mapas observacionais depois de

manipulados geram os mapas analiacuteticos Os mapas analiacuteticos podem ser processados

utilizando operaccedilotildees algeacutebricas cumulativas como adiccedilatildeo multiplicaccedilatildeo e subtraccedilatildeo ou

atraveacutes de modelos loacutegicos como simultaneidade booleana possibilidade fuzzy e

probabilidade bayesiana onde seus produtos satildeo chamados de mapas fundidos e mapas

integrados respectivamente (SILVA 2003)

Rodrigues (2012) utilizou teacutecnicas de geoprocessamento a fim de realizar um estudo

sobre a mineralizaccedilatildeo de ouro no cinturatildeo de Gurupi Folha Centro Nova do Maranhatildeo

MAPA com o auxiacutelio da loacutegica fuzzy A aplicaccedilatildeo do meacutetodo permitiu identificar aacutereas de

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

28

favorabilidade para a presenccedila de mineralizaccedilotildees auriacuteferas Grande parte das aacutereas destacadas

coincidiram com os jazimentos conhecidos comprovando a eficaacutecia do meacutetodo e dando maior

confiabilidade para as novas aacutereas indicadas pela modelagem

Cunha et al (2001) utilizaram o geoprocessamento na avaliaccedilatildeo da favorabilidade para

a prospecccedilatildeo mineral de cromo na regiatildeo de Pinheiros Altos no municiacutepio de Piranga em

Minas Gerais com auxiacutelio da teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico e obtiveram resultados

satisfatoacuterios conseguindo aacutereas coerentes para o modelo prospectivo adotado

Baldotto (2014) utilizou geoprocessamento e teacutecnicas de anaacutelise multicriteacuterio

aplicando loacutegica fuzzy booleana e teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico (AHP) para

delimitaccedilatildeo de aacutereas favoraacuteveis agrave prospecccedilatildeo de aacutegua subterracircnea no Sul do Estado do

Espiacuterito Santo As teacutecnicas se mostraram eficazes para o tipo de anaacutelise realizada permitindo

a integraccedilatildeo de dados geoloacutegicos que influenciam diretamente na disponibilidade de aacutegua em

sistemas aquiacuteferos cristalinos

Benda et al (2014) fizeram uso do geoprocessamento em conjunto com a loacutegica

fuzzy para criaccedilatildeo de zoneamento no Parque Estadual da Cachoeira da Fumaccedila-ES para fins

de conservaccedilatildeo Utilizaram como fatores os mapas de declividade uso do solo e massa de

aacutegua e tiveram como produto final o mapa de final de adequabilidade para conservaccedilatildeo A

metodologia empregada possibilitou a identificaccedilatildeo de aacutereas especiacuteficas e com maior

vulnerabilidade ao uso puacuteblico e permitiu um melhor direcionamento no trabalho dos

gestores com um menor custo financeiro ao poder estadual

ANAacuteLISE DE FAVORABILIDADE

A anaacutelise de favorabilidade eacute de fundamental importacircncia em um processo decisoacuterio

Atraveacutes desta anaacutelise eacute possiacutevel dividir o espaccedilo geograacutefico em parcelas hierarquizadas

segundo um grau de favorabilidade A favorabilidade pode ser medida por meio de valores

relativos ou probabiliacutesticos avaliando-se respectivamente a possibilidade ou a probabilidade

de ocorrecircncia de algum fator ou variaacutevel na aacuterea de interesse Essa teacutecnica vem sendo

aprimorada agrave medida que a tecnologia de SIG vai evoluindo e cada vez mais estaacute sendo

utilizada pela induacutestria mineral e por agecircncias do governo como um dos meios de menor

custo para avaliaccedilatildeo de aacutereas de interesse na exploraccedilatildeo de recursos minerais (ROCHA et al

2000)

Vidal et al (2005) descreveu a anaacutelise de favorabilidade como um meacutetodo diferente

dos demais onde ao inveacutes de analisar isoladamente cada variaacutevel amostrada os atributos

georreferenciados satildeo particionados em ceacutelulas e correlacionados espacialmente dando

origem aos mapas de favorabilidade Levando em consideraccedilatildeo a distribuiccedilatildeo espacial e a

coexistecircncia entre variaacuteveis e depoacutesitos a anaacutelise de favorabilidade torna possiacutevel inferir

quanto e de que modo cada variaacutevel mapeada estaacute associada ao processo e

consequentemente em que grau ele indica a existecircncia de um bem mineral

Para Rostirolla (1996) a utilizaccedilatildeo da anaacutelise de favorabilidade na prospecccedilatildeo

geoloacutegica estaacute fundamentada em um estudo estatiacutestico de fatores que viabilizam ou natildeo a

existecircncia de depoacutesitos minerais A base do estudo estaacute fundamentada na ponderaccedilatildeo e

associaccedilatildeo espacial de dados geoloacutegicos e geofiacutesicos com fins exploratoacuterios O intuito

principal dessa avaliaccedilatildeo eacute diminuir custo e tempo de pesquisa identificando aacutereas com maior

potencial para descobertas

Os criteacuterios utilizados nessa anaacutelise podem ser de natureza restritiva ou relativa Os

criteacuterios restritivos atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo responsaacuteveis

por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas Representam

restriccedilotildees absolutas ao que se deseja estudar e descartam todas as aacutereas que natildeo atendem a

alguma restriccedilatildeo que elas representam Estes criteacuterios satildeo sempre de caraacuteter booleano

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

29

representando ldquosimrdquo ou ldquonatildeordquo na anaacutelise Os criteacuterios relativos (escalonados) satildeo utilizados

para realccedilar ou diminuir a adequabilidade de uma alternativa especiacutefica para uma atividade

ou objeto definindo um determinado grau de aptidatildeo para a aacuterea considerada Os criteacuterios

escalonados definem regiotildees ou alternativas em termos de uma medida contiacutenua de

adequabilidade variando de 0 ateacute 255 onde zero possui adequabilidade nula e 255 a

adequabilidade maacutexima para o empreendimento analisado Estes criteacuterios satildeo sempre de

caraacuteter fuzzy (EASTMAN 2003 KOHAGURA 2007)

Dentro da anaacutelise fuzzy existem as funccedilotildees de pertinecircncia e podem ser de nove tipos

linear curva Z pi beta triangular trapezoidal gaussiana cautchy e sigmoide sendo a uacuteltima

mais utilizada nesse tipo de estudo por se adaptar melhor aos dados de origem ambiental

Esse tipo de funccedilatildeo sigmoidal pode ser monotocircnica crescente decrescente e simeacutetrica

(KOHAGURA 2007)

No estaacutegio em que eacute realizada a combinaccedilatildeo de dados para geraccedilatildeo da regra de

decisatildeo pode ser utilizada a anaacutelise multicriteacuterio onde diversos fatores com seus

determinados pesos de importacircncia satildeo combinados Saaty (1977 citado por MORETTI et al

2008) propocircs a utilizaccedilatildeo da teacutecnica de Processo Analiacutetico Hieraacuterquico (Analytic Hierarchy

Process ndash AHP) no auxiacutelio da decisatildeo de quais fatores satildeo mais importantes dentro do

determinado empreendimento visto sua relativa simplicidade de aplicaccedilatildeo e entendimento

Considerando que o decisor deveraacute executar a anaacutelise paritaacuteria entre os criteacuterios e entre os

subcriteacuterios a ferramenta utiliza-se da Escala Fundamental de Saaty (1977 citado por

MORETTI et al 2008) apresentando as opccedilotildees para esta comparaccedilatildeo que correlacionam

valores de acordo com o entendimento do operador (MORETTI et al 2008)

METODOLOGIA

Para a realizaccedilatildeo desse trabalho foram utilizados dados digitais vetores de curvas de

niacutevel e redes de drenagem adquiridos do Geobases (2002) mapa geoloacutegico de aacuterea de estudo

que foi digitalizado e modificado da Carta Geoloacutegica Folha Espera Feliz SF24-V-A-IV

(HORN 2007) mapa geoloacutegico regional e mapa de pontos ambos feitos com base nos dados

obtidos durante a etapa de campo

A metodologia adotada neste trabalho inclui a coleta e tratamento dos dados por meio

de aquisiccedilatildeo armazenamento e descriccedilatildeo para posterior anaacutelise em ambiente digital tanto de

arquivos vetoriais quanto matriciais de toda a regiatildeo do estudo (BALDOTTO 2014)

Na etapa inicial do trabalho foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica onde foram

consultadas informaccedilotildees preacute-existentes da aacuterea de estudo principalmente informaccedilotildees

geoloacutegicas e metodologia anaacuteloga a que foi utilizada

Na segunda etapa do trabalho foi realizado o geoprocessamento dos dados a geraccedilatildeo e

padronizaccedilatildeo dos fatores e restriccedilotildees e aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio Sendo esses itens

descritos nos seus respectivos sub-toacutepicos abaixo

ETAPA DE CAMPO

A etapa de campo foi realizada em um total de 11 dias entre os meses de setembro a

novembro de 2014 Essa etapa consistiu no caminhamento pela aacuterea descriccedilatildeo dos diversos

litotipos e tentativa de identificaccedilatildeo do manganecircs fazendo uso da aacutegua oxigenada que reage

na presenccedila de manganecircs gerando na superfiacutecie da rocha um fluido branco espumoso

GEOPROCESSAMENTO

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

30

Nessa etapa foram organizados e confeccionados todos os mapas necessaacuterios para a

realizaccedilatildeo do trabalho em ambiente de SIG O banco de dados inicial foi organizado com o

intuito de possuir o maacuteximo de informaccedilotildees e recursos para facilitar e acelerar os processos de

anaacutelises empregados neste trabalho

O mapa geoloacutegico e o mapa de pontos foram gerados com dados de campo atraveacutes de

anaacutelise de afloramento e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rocha O mapa de modelo digital de

elevaccedilatildeo foi elaborado utilizando as curvas de niacutevel da regiatildeo de estudo

GERACcedilAtildeO DE MAPAS DE RESTRICcedilAtildeO E FATORES

Foram definidas duas restriccedilotildees e trecircs fatores tendo como meta a geraccedilatildeo do mapa de

favorabilidade As restriccedilotildees atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo

responsaacuteveis por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas

sendo consideradas as Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes conforme os artigos 2deg e 3deg da

Resoluccedilatildeo ndeg 303 do CONAMA (2002) e as localidades fora do limite da aacuterea de estudo

Os trecircs fatores escolhidos foram padronizados em uma escala de adequabilidade que

varia de menos apto (0) a mais apto (255) e foi utilizado a teacutecnica de processo analiacutetico

hieraacuterquico (AHP) para a comparaccedilatildeo entre os fatores seguindo uma ordem de prioridade

sendo considerados na ordem de maior para menor importacircncia a litologia a declividade e a

cota

O fator litoloacutegico foi levado em consideraccedilatildeo pois a presenccedila da rocha eacute essencial para

geraccedilatildeo de qualquer depoacutesito mineral e o fator possui a finalidade de identificar as litologias

que apresentam composiccedilatildeo mineraloacutegica mais favoraacutevel para a formaccedilatildeo de depoacutesitos

lateriacuteticos Este fator foi realizado baseando-se no mapa geoloacutegico gerado atraveacutes de anaacutelises

em campo e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rochas Das oito litologias identificadas e descritas em

campo apenas duas foram encontradas associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs que

satildeo o leucognaisse e o biotitito Devido a essa caracteriacutestica essas duas litologias foram

consideradas com maiores graus de importacircncia dentro do fator entretanto como foram

encontrados mais depoacutesitos lateriacuteticos associados ao leucognaisse do que ao biotitito o grau

de importacircncia do leucognaisse foi considerado maior do que o do biotitito As outras

litologias que natildeo apresentaram associaccedilatildeo a depoacutesitos de manganecircs tiveram seu grau de

importacircncia calculado a partir da composiccedilatildeo mineraloacutegica da rocha visto que cada mineral

que compotildee a rocha pode ter ou natildeo na sua estrutura quiacutemica a presenccedila do elemento

manganecircs Na Tabela 1 estatildeo todas as litologias encontradas em campo com seus respectivos

valores de favorabilidade que foram atribuiacutedos seguindo a metodologia descrita acima

Quadro 1 - Normatizaccedilatildeo das classes litoloacutegicas Fonte Autores

Litologia Valor atribuiacutedo

Leucognaisse 255

Biotitito 200

Granada-Biotita Gnaisse 100

Granada-Biotita-Feldspato Protomilonito 100

Granada-Biotita-Piroxecircnio Gnaisse 100

Biotita-Piroxecircnio Granulito 50

Biotita Gnaisse 50

Leucogranito 50

O fator declividade tem como principal finalidade a identificaccedilatildeo de aacutereas planas

Biondi (2003) descreveu que para a geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos seja residual ou

supergecircnico independentemente de qual mineacuterio estaacute sendo estudado necessita-se de um

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

31

terreno com menor declividade para facilitar sua acumulaccedilatildeo Com estas informaccedilotildees o fator

declividade passa a ter um grau alto de importacircncia dentro da anaacutelise multicriteacuterio ficando

abaixo apenas do fator litoloacutegico

A normatizaccedilatildeo do mapa de declividade foi feita utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia

fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente onde as aacutereas planas e com ateacute 10 graus de

inclinaccedilatildeo foram consideradas de maacutexima adequabilidade (255) no momento em que o valor

da inclinaccedilatildeo ultrapassa os 10 graus essa adequabilidade decresce ateacute chegar ao valor miacutenimo

(0) onde a inclinaccedilatildeo eacute de 30ordm e acima deste valor de inclinaccedilatildeo a adequabilidade torna-se

nula Estes valores foram adotados levando-se em consideraccedilatildeo tudo o que foi estudado na

pesquisa bibliograacutefica em trabalhos como o de Biondi (2003) Neto e Costa (2010) e

Leonardi e Ladeira (2012) e observaccedilotildees realizadas em campo

Neto e Costa (2010) realizaram o mapeamento de unidades geomorfoloacutegicas da Bacia

do Rio Cauameacute-RR no qual foi possiacutevel identificar deposiccedilatildeo lateriacutetica onde a declividade

variava de 01 a 3 graus terrenos relativamente planos Esse estudo confirma a preacute-disposiccedilatildeo

da formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas

Leonardi e Ladeira (2012) fizeram uma anaacutelise hipsomeacutetrica da Regiatildeo Nordeste do

Quadrilaacutetero Ferriacutefero-MG associado ao material de origem Nesse estudo foi possiacutevel

evidenciar na base do Complexo Alegria uma superfiacutecie plana que ultrapassou oito

quilocircmetros de extensatildeo com declividade inferior a 5ordm que estaacute associada agrave Crosta Lateriacutetica

de Ferricrete Contiacutenua Sendo estaacute mais uma evidecircncia da preacute-disposiccedilatildeo da formaccedilatildeo de

depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas

O fator cota teve como objetivo a identificaccedilatildeo de aacutereas cujas cotas estatildeo proacuteximas de

mil metros de altitude geralmente topo de morros pois para haver a formaccedilatildeo e

desenvolvimento de depoacutesitos lateriacuteticos eacute necessaacuterio que o ambiente gerador possua alguns

paracircmetros essenciais como alta taxa de pluviosidade atuando na lixiviaccedilatildeo relevo pouco

inclinado para minimizar a accedilatildeo erosiva resultante da alta pluviosidade alta taxa de

percolaccedilatildeo de aacutegua para mobilizar a mateacuteria lixiviada e por fim cotas topograacuteficas elevadas

em relaccedilatildeo ao niacutevel de base regional sendo essencial para promover uma taxa contiacutenua nos

processos citados acima (ALEVA 1994) Devido a esta caracteriacutestica de condicionar uma

taxa contiacutenua nos processos essenciais para geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos o fator cota estaacute

presente na anaacutelise multicriteacuterio deste trabalho possuindo um grau de importacircncia inferior ao

fator litoloacutegico e ao fator declividade poreacutem sendo fundamental para comprovar a eficaacutecia do

estudo

A normatizaccedilatildeo do fator cota foi realizada utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia fuzzy

sigmoidal monotocircnica crescente onde aacutereas inferiores a 600 metros foram consideradas de

adequabilidade miacutenima (0) agrave medida que o valor da cota sobe a adequabilidade cresce ateacute

atingir a cota de 800 metros onde a adequabilidade torna-se maacutexima (255) e com isso todas

cotas acima de 800 metros possui adequabilidade maacutexima Para definiccedilatildeo dos valores

adotados nesse fator levou-se em consideraccedilatildeo as observaccedilotildees realizadas em campo revisatildeo

bibliograacutefica sobre depoacutesitos lateriacuteticos e trabalhos como o de Morais et al (2002) e Oliveira

et al (2009)

Atraveacutes do Processo Analiacutetico Hieraacuterquico foram gerados os pesos onde seus valores

foram atribuiacutedos de acordo com o seu grau de importacircncia utilizando como base a escala

fundamental de Saaty (1977 citado por MORETTI et al 2008) Sendo assim ficou

estabelecido que o fator litoloacutegico eacute moderadamente mais importante que o fator declividade

o fator declividade eacute moderadamente mais importante que o fator cota e o fator litoloacutegico eacute

fortemente mais importante que o fator cota Com os fatores normatizados e os seus

respectivos pesos calculados os mapas foram agrupados utilizando a Combinaccedilatildeo Linerar

Ponderada onde os fatores foram multiplicados pelos seus pesos e em seguida somados para

geraccedilatildeo do mapa de adequabilidade Como no presente trabalho foi utilizada restriccedilatildeo o

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

32

procedimento foi alterado e a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo de fatores

foi multiplicada pela restriccedilatildeo gerando o mapa de adequabilidade final

Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo par-a-par entre fatores Fonte Autores

Fator Litologia Declividade Cota

Litologia 1

Declividade 13 1

Cota 15 13 1

Na Tabela 3 estatildeo os valores correspondentes aos pesos calculados atraveacutes do processo

analiacutetico hieraacuterquico utilizando a matriz de comparaccedilatildeo Os pesos demostram a influecircncia de

cada fator no mapa final de adequabilidade Onde o fator litoloacutegico representou cerca de 64

no valor final da anaacutelise o fator declividade contribuiu com aproximadamente 26 e o fator

cota representou 10 A proporccedilatildeo de consistecircncia eacute um valor que mostra o erro obtido no

caacutelculo da matriz de comparaccedilatildeo e neste caso o erro foi de 003 estando dentro do limite

aceitaacutevel de 01

Quadro 3 - Resultado dos pesos calculados para cada fator Fonte Autores

Fator Peso

Litoloacutegico 064

Declividade 026

Cota 010

Com o mapa final de adequabilidade gerado foi possiacutevel comparar os resultados

obtidos atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio com os dados coletados em campo E assim discutir

sobre a confiabilidade da ferramenta de anaacutelise multicriteacuterio na obtenccedilatildeo de aacutereas com alta

adequabilidade para prospecccedilatildeo de depoacutesitos de manganecircs

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Como resultados foram obtidos os mapas de fatores que indicam como cada fator

influenciou no mapa final e utilizando esses mapas separadamente eacute possiacutevel discutir sobre a

importacircncia de cada fator na anaacutelise Entretanto quando eacute realizada a integraccedilatildeo dos mapas

na anaacutelise multicriteacuterio em um uacutenico mapa torna-se mais faacutecil o julgamento das aacutereas de

acordo com a adequabilidade

A Figura 3 conteacutem os mapas de fatores e restriccedilotildees utilizados nesse trabalho O fator

litoloacutegico apresentou grande favorabilidade na regiatildeo centro norte devido essa aacuterea ser

composta principalmente por rochas do tipo leucognaisse e biotitito que geralmente estatildeo

associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs O restante da aacuterea apresentou favorabilidade

variando de meacutedia agrave baixa devido agrave composiccedilatildeo das rochas e os valores atribuiacutedos a cada

uma delas

O leucognaisse foi considerado de muito alta favorabilidade em relaccedilatildeo agrave formaccedilatildeo de

depoacutesitos lateriacuteticos visto que a maior parte dos depoacutesitos encontrados em campo estatildeo

associados a esse tipo rochoso A litologia biotitito foi classificada com alta favorabilidade agrave

formaccedilatildeo de depoacutesito lateriacutetico uma vez que alguns depoacutesitos lateriacuteticos foram encontrados

associados a esta rocha Os litotipos granada biotita gnaisse granada biotita feldspato

protomilonito e granada biotita piroxecircnio gnaisse foram considerados de meacutedia

favorabilidade pois apesar de natildeo ter sido observado em campo qualquer associaccedilatildeo destes

litotipos com depoacutesitos lateriacuteticos a composiccedilatildeo mineraloacutegica destas rochas podem permitir a

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

33

formaccedilatildeo de algum tipo de depoacutesito de manganecircs lembrando que natildeo eacute apenas a mineralogia

que determina a formaccedilatildeo de depoacutesitos

As rochas biotita piroxecircnio gnaisse biotita gnaisse e Leucogranito foram classificadas

com baixa favorabilidade uma vez que a composiccedilatildeo mineraloacutegica das mesmas dificilmente

permitiraacute a formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs

O fator cota ficou evidenciado uma grande adequabilidade indo desde a parte central

ateacute o topo norte do mapa Da porccedilatildeo central ateacute a base sul do mapa a adequabilidade ficou

bem dividida variando de alta a nula Resultados esses jaacute esperados para esse fator visto que

a regiatildeo de estudo e bastante montanhosa estando sempre bem acima do niacutevel meacutedio do mar

Jaacute porccedilotildees com baixa ou nula adequabilidade estatildeo associadas as aacutereas mais baixas

simplesmente pela geomorfologia ou em alguns casos a canais de drenagem que ao longo do

tempo vatildeo dissecando o relevo e tornando-o mais baixo

O fator declividade como esperado apresentou uma grande quantidade de aacutereas com

alta adequabilidade e boa distribuiccedilatildeo visto que apesar da regiatildeo de estudo estaacute contida em

cotas elevadas o relevo predominante eacute pouco acidentado e os topos de morros satildeo mais

aplainados

A restriccedilatildeo hidrograacutefica estaacute presente neste trabalho com o intuiacutedo de identificar e

restringir todas as regiotildees que fazem parte das Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes em aacutereas

de Mata Ciliar A restriccedilatildeo foi realizada isolando um raio de 50 metros no entorno de

qualquer corpo drsquoaacutegua visto que dentro destas regiotildees eacute proibida a realizaccedilatildeo de estudos

prospectivos (CONAMA 2002)

Figura 3 - Mapas de Fatores e Restriccedilotildees (A) Fator Litoloacutegico (B) Fator Cota (C) Fator

Declividade (D) Restriccedilatildeo Hidrograacutefica Fonte Autores

No mapa final de adequabilidade (Figura 4A) observa-se que a aacuterea mais favoraacutevel

(255) agrave prospecccedilatildeo de manganecircs proposta por este trabalho estaacute localizada na parte superior

do mapa distribuiacuteda de leste a oeste poreacutem eacute possiacutevel encontrar outras regiotildees como na parte

central do mapa e uma pequena porccedilatildeo na regiatildeo sudoeste que embora obtivessem

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

34

adequabilidade um pouco mais baixa (200-160) ainda possuem valores satisfatoacuterios O

restante do mapa apresentou uma adequabilidade variando de meacutedia (130) e baixa (50) A alta

adequabilidade encontrada na parte superior do mapa ocorre devido ao substrato rochoso ser

composta por leucognaisse rocha com maior peso de importacircncia dentro do fator litoloacutegico

que por sua vez eacute o fator de maior influecircncia dentro da anaacutelise e por essa regiatildeo apresentar as

maiores cotas da aacuterea de estudo Algumas regiotildees que possuem alta adequabilidade para os

fatores declividade e cota obtiveram uma adequabilidade variando de meacutedia (130) a baixa

(50) isto porque o fator litoloacutegico que teve o maior peso na anaacutelise alcanccedilou baixa

adequabilidade nessas aacutereas do mapa As porccedilotildees no mapa que apresentaram adequabilidade

nula satildeo aquelas onde as restriccedilotildees foram atuantes neste caso os corpos hiacutedricos

A etapa de campo obteve como produto um mapa de pontos (Figura 4B) onde foram

constatados pontos com a presenccedila de manganecircs pontos de depoacutesitos de manganecircs jaacute

descritos por outras literaturas e pontos que natildeo possuiacuteam a presenccedila do manganecircs Vale

salientar que a descriccedilatildeo de um ponto representa natildeo somente as caracteriacutesticas daquele exato

local mas tambeacutem do seu entorno A geraccedilatildeo deste mapa teve com intuiacutedo facilitar a

amostragem dos pontos que possuem a presenccedila de manganecircs e comparaacute-lo com o mapa de

adequabilidade final

Ao analisar o mapa de adequabilidade eacute possiacutevel perceber que todos os pontos

descritos em campo que possuiacuteam a presenccedila de manganecircs estatildeo associados a uma alta

adequabilidade Eacute importante explicar que ao fazer o caminhamento de campo procurasse

sempre utilizar rotas de mais faacutecil acesso para percorrer a aacuterea como por exemplo as redes de

drenagem No caso deste trabalho essa metodologia de caminhamento acabou acarretando

controveacutersia no momento de anaacutelise do mapa final pois pontos nos quais ficou comprovada a

presenccedila de manganecircs estatildeo situados tanto dentro de porccedilotildees de alta adequabilidade quanto de

adequabilidade nula isto devido aos pontos terem sido coletados proacuteximos agraves drenagens e o

sistema hidrograacutefico da regiatildeo ser considerado uma restriccedilatildeo de acordo com CONAMA

(2002) Essa controveacutersia natildeo diminui a comprovaccedilatildeo da eficaacutecia da ferramenta da anaacutelise

multicriteacuterio visto que os pontos representam uma aacuterea muito maior do que aquele exato

local onde o ponto foi descrito e a malha de restriccedilatildeo hidrograacutefica natildeo nega a presenccedila do

manganecircs apenas restringe a exploraccedilatildeo mineral por se tratar de uma aacuterea de preservaccedilatildeo

permanente

No mapa de adequabilidade foi utilizada uma simbologia com a forma de um ciacuterculo

vazado nos pontos que tiveram a presenccedila de manganecircs comprovada com o intuiacutedo de

representar melhor a aacuterea de influecircncia de cada ponto e tornar mais clara essa possiacutevel

controveacutersia ao se analisar o mapa Os pontos que possuem a presenccedila do manganecircs

identificados na Folha Espera Feliz ndash SF 24-V-A-IV (HORN 2007) foram associados a uma

adequabilidade variando de alta a meacutedia resultados que reforccedilam a eficaacutecia da anaacutelise

multicriteacuterio como uma ferramenta eficaz para prospecccedilatildeo de manganecircs na regiatildeo proposta

No mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel observar que 60 de todos os pontos que

possuem a presenccedila de manganecircs independente se satildeo pontos vistos em campo ou pontos

obtidos por meio de outras literaturas estatildeo localizados em regiotildees de alta adequabilidade

(255 ateacute 200) e os 40 restantes estatildeo localizados em porccedilotildees de meacutedia adequabilidade (130)

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

35

Figura 4 - A) Mapa de adequabilidade final com os pontos de amostragem e drenagens (azul)

com isolamento de 50 metros (branco) delimitando a restriccedilatildeo hidrograacutefica de acordo com

CONAMA (2002) B) Mapa com discriminaccedilatildeo de pontos onde natildeo foi constatada a presenccedila

de manganecircs (pontos pretos) pontos que possuiacuteam manganecircs (pontos vermelhos) e pontos

buscados na literatura que jaacute tinham identificaccedilatildeo de presenccedila de manganecircs (pontos verdes)

Fonte Autores

CONCLUSAtildeO

A utilizaccedilatildeo das teacutecnicas de geoprocessamento se mostrou eficaz para o tipo de estudo

realizado permitindo a integraccedilatildeo de diferentes tipos de dados que influenciam diretamente

na formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos

Analisando o mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel afirmar que o objetivo no qual

seria a avaliaccedilatildeo de aacutereas para a prospecccedilatildeo de manganecircs obteve resultados satisfatoacuterios visto

que na regiatildeo escolhida para o estudo cerca de 30 da aacuterea apresenta alta adequabilidade

(255 ateacute 200) 40 possui meacutedia adequabilidade (aproximadamente 130) e apenas 30 da

aacuterea ficou caracterizada por uma baixa adequabilidade (de 50 ateacute 0)

A anaacutelise multicriteacuterio pode ser considerada uma ferramenta que possui resultados

satisfatoacuterios quando utilizada com criteacuterios embasados aleacutem disso trata-se de uma

metodologia de baixo custo e faacutecil aplicabilidade cujos resultados podem minimizar o custo e

o tempo da fase de prospecccedilatildeo e pesquisa

O mapa de favorabilidade final apesar de ter resultados aceitaacuteveis poderaacute ser refinado

futuramente quando novos dados forem obtidos em campo acrescentando-se novos fatores

como por exemplo anaacutelises geoquiacutemicas e pedologia

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CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

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CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Engenharia Civil Universidade Federal de Viccedilosa Viccedilosa

MG

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da

Sauacutede Alegre ES 3 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

39

Capiacutetulo 3

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura

de taludes em atividades de mineraccedilatildeo

Laacutezaro Correcirca Marcellinosup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Julio Almeida Moreira2 Carlos

Henrique Rodrigues de Oliveira3

INTRODUCcedilAtildeO

O planejamento geoteacutecnico na mineraccedilatildeo torna-se um fator de extrema importacircncia

pois as consequecircncias de um mau planejamento podem colocar em risco o empreendimento

mineiro Uma vez que se impotildee a exploraccedilatildeo do bem mineral em diferentes frentes de avanccedilo

tem-se notado um avanccedilo dos limites da cava cada vez mais extremos portanto criam-se

problemas geoteacutecnicos cada vez mais complexos

Com isso os desafios ao longo dos anos satildeo maiores pois aleacutem de se observar uma

tendecircncia no aprofundamento das cavas exige-se a adoccedilatildeo de meacutetodos geoteacutecnicos e

tecnoloacutegicos que possibilitem de forma segura e econocircmica a lavra da substacircncia de

interesse (REIS 2011)

Existem tambeacutem vaacuterios fatores que contribuem para a instabilidade de taludes uma

vez que iniciada a lavra os taludes possuem um caraacuteter temporaacuterio por isso adota-se fatores

de seguranccedila menores quando comparados a obras civis Apresentam tambeacutem instabilidade

derivada das vibraccedilotildees nos maciccedilos relacionadas as detonaccedilotildees e ao constante traacutefego de

veiacuteculos pesados sobre as bancadas por isso torna-se mais difiacutecil a previsatildeo desses eventos de

ruptura (PARDO 2009)

A deflagraccedilatildeo de um rompimento de talude pode estar condicionada a esses fatores

fiacutesicos predisponentes supracitados onde o grande desafio da comunidade cientiacutefica estaacute

relacionado a prever quantificar qualificar e temporizar o momento de ruptura do talude A

necessidade de melhorias no planejamento geoteacutecnico aliados a teacutecnicas geomorfoloacutegicas

hidroloacutegicas geoambientais e geoloacutegicas dentro da mineraccedilatildeo eacute um fator importante na

mitigaccedilatildeo de possiacuteveis desastres contra a vida ao meio ambiente perda de material e

prejuiacutezos econocircmicos incalculaacuteveis ao empreendimento aleacutem da necessidade de atender a

legislaccedilatildeo vigente que conteacutem diversas exigecircncias

Assim do ponto de vista geoteacutecnico a estabilidade de taludes associado ao sistema de

informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) constitui ferramenta essencial na definiccedilatildeo da geometria da

cava aleacutem de mitigar os riscos supracitados durante a atividade de lavra (GOMES et al

2005) Logo o presente trabalho possui como objetivo o desenvolvimento de mapa litoloacutegico

e de lineamentos utilizando loacutegica fuzzy para utilizaccedilatildeo na anaacutelise de susceptibilidade de

talude em uma atividade de mineraccedilatildeo de ferro no Quadrilaacutetero Ferriacutefero (QF)

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

A aacuterea de estudo insere-se na regiatildeo do QF o qual eacute uma Proviacutencia Mineral que

possui este nome em funccedilatildeo do arranjo geomeacutetrico de sua morfoestrutura que se assemelha a

um quadrado Localiza-se na porccedilatildeo centro-sudeste do Estado de Minas Gerais e perfaz uma

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

40

aacuterea de aproximadamente 7000 Kmsup2 abrangendo os municiacutepios de Sabaraacute Santa Baacuterbara

Mariana Congonhas Ouro Preto Joatildeo Monlevade Rio Piracicaba Itauacutena e Itabira entre

outros 21 municiacutepios (Figura 1)

As principais vias de acesso agraves cidades satildeo pelas rodovias federais BR-262 e BR-361

e rodovias estaduais MG-129 MG-030 MG-040 entre outras Outra forma de acesso ao QF

se daacute pela Estrada de Ferro Vitoacuteria Minas (EFVM) onde quase toda produccedilatildeo das minas de

mineacuterio de ferro eacute escoada ateacute o Porto de Tubaratildeo em Vitoacuteria (ES)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo das principais minas da VALE SA no QF Fonte Modificado de

Costa (2008)

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL

Segundo Caputo (1983) talude compreende quaisquer superfiacutecies inclinadas que

limitam um maciccedilo de terra de rocha ou ambos Podem ser naturais casos das encostas ou

artificiais como os taludes de cortes e aterros Satildeo limitados na parte superior por uma Crista

ou Topo e na parte inferior por um ldquoPeacuterdquo como mostrado na Figura 2

Figura 2 - Elementos geomeacutetricos que compotildee um talude e satildeo utilizados para o

dimensionamento do mesmo Fonte Dyminski (2007)

Contudo considerando a estabilidade de taludes em atividade de mineraccedilatildeo os

elementos geomeacutetricos de um talude tornam-se um pouco mais complexos pois a cava final

de mina dependeraacute da conformaccedilatildeo dos taludes das rampas de acesso ao mineacuterio dos acircngulos

entre as vaacuterias bancadas existentes e da altura dos taludes Para uma cava ser operacionalizada

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41

e garantir a seguranccedila geoteacutecnica da mina deve conter necessariamente os seguintes

elementos geomeacutetrico (Figura 3)

Figura 3 - Elementos geomeacutetricos para o dimensionamento dos taludes de uma cava Fonte

Relatoacuterio Interno da Empresa (2013)

MEacuteTODOS DE ANAacuteLISE DE ESTABILIDADE DE TALUDES

A anaacutelise de estabilidade de taludes nos permite verificar a possibilidade de

escorregamento de taludes analisando-se as influecircncias relativas aos paracircmetros como

exemplo paracircmetros de resistecircncia litologia dentre outros que visam obter um estudo para

um melhor entendimento dos mecanismos de ruptura citados anteriormente As teacutecnicas de

anaacutelise de estabilidade podem ser divididas em grandes grupos que satildeo as anaacutelises

probabiliacutesticas anaacutelises determiniacutesticas e anaacutelises heuriacutesticas Sendo que a anaacutelise

probabiliacutestica requer conhecimento das distribuiccedilotildees de probabilidade ou das funccedilotildees de

densidade das variaacuteveis aleatoacuterias do problema ou seja a definiccedilatildeo da probabilidade de

ruptura ver Figura 4 (DYMINSKI 2007)

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

42

Figura 4 - Representaccedilatildeo probabiliacutestica das tensotildees atuantes e resistentes Fonte Dyminski

(2007)

A anaacutelise probabiliacutestica distingue-se da determiniacutestica por considerar a variabilidade

dos paracircmetros de caacutelculo particularmente a dispersatildeo natural para isto tem que ser

conhecida uma distribuiccedilatildeo de valores para cada paracircmetro (variaacuteveis aleatoacuterias) obtendo ou

assumindo uma distribuiccedilatildeo de probabilidade para o fator de seguranccedila As anaacutelises

probabiliacutesticas satildeo essenciais para a confecccedilatildeo de Mapas de Potencial de Ruptura Mapas de

Risco de Ruptura Mapas de Ocupaccedilatildeo de solos dentre outros (MONTOYA 2013)

As anaacutelises determiniacutesticas por sua vez buscam a quantificaccedilatildeo da estabilidade por

meio de fator numeacuterico que nos permitiraacute avaliar a respectiva seguranccedila se eacute ou natildeo estaacutevel

Sendo assim as anaacutelises determiniacutesticas satildeo baseadas em modelos fiacutesicos e buscam calcular

um fator ou coeficiente de seguranccedila (FS) As anaacutelises determiniacutesticas possuem diversos

meacutetodos sendo eles os de anaacutelise limite anaacutelise de tensatildeodeformaccedilatildeo e anaacutelise de

equiliacutebrio limite (MESQUITA 2013)

O meacutetodo de equiliacutebrio limite eacute tradicionalmente o mais utilizado para a determinaccedilatildeo

do FS pois estuda o equiliacutebrio de uma massa potencialmente instaacutevel Entende-se entatildeo que

estes meacutetodos se resumem a uma comparaccedilatildeo entre forccedilas que tendem a provocar movimento

ao longo de uma superfiacutecie de ruptura e forccedilas que contrariamente se opotildeem a este

movimento

ANAacuteLISES DE RISCO

Com objetivo de normatizar a terminologia aplicada aos estudos de aacutereas geoloacutegicas e

geoteacutecnicas Varnes (1984) propocircs uma definiccedilatildeo formal para diferentes sentidos de riscos

como risco especiacutefico hazard e vulnerabilidade

No Brasil os pioneiros a propor uma normatizaccedilatildeo foram Augusto Filho et al (1990)

que debateram tanto no acircmbito nacional quanto internacional termos conceitos e

nomenclatura associados ao termo Risco Atualmente os conceitos mais usuais satildeo aqueles

recomendados pelas associaccedilotildees das categorias como Australian Geomechanics Society

(AGS) International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (ISSMGE)

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International Society for Rock Mechanics (ISRM) Associaccedilatildeo Brasileira de Geologia de

Engenharia e Ambiental (ABGE) e da ISO 31000 (CORTELETTI 2014)

Ainda assim existe pouca unicidade acerca do tratamento dos conceitos e problemas

sobre a avaliaccedilatildeo de risco muitas vezes enfrentando barreiras quanto agrave avaliaccedilatildeo de

incertezas em Geotecnia e avaliaccedilatildeo de risco

GEOPROCESSAMENTO

Teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais que leva em consideraccedilatildeo o processamento

de dados geograacuteficos satildeo conhecidas como geoprocessamento Segundo algumas definiccedilotildees

adotadas por Menezes (2012) as ferramentas computacionais utilizadas em geoprocessamento

permitem realizar anaacutelises complexas atraveacutes de Sistemas de informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG)

SIG por sua vez satildeo sistemas de informaccedilotildees construiacutedos especialmente para armazenar

analisar e manipular dados geograacuteficos

Os SIG tecircm se tornado cada vez mais usuais pois as teacutecnicas computacionais se

tornam cada vez mais complexas e com melhor desempenho possibilitando entatildeo confrontar

dados distintos para produzir o resultado desejado com mais facilidade Confrontar mapas

com diferentes informaccedilotildees permitindo gerar um novo mapa eacute uma ferramenta de grande

eficiecircncia pois o mesmo auxilia no planejamento nas tomadas de decisotildees e reduz a

ambiguidade de interpretaccedilotildees (MENEZES 2012)

Visando desenvolver um trabalho englobando teacutecnicas de geoprocessamentos junccedilatildeo

de mapas e teacutecnicas estatiacutesticas utilizou-se os SIG para aplicar teacutecnicas de anaacutelise

multicriteacuterio e loacutegica fuzzy

CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL

A aacuterea de estudo se insere em uma regiatildeo localizada a leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero

(QF) fazendo parte da Sinclinal de Alegria e situada regionalmente na porccedilatildeo sul do Craacuteton

Satildeo Francisco nas proximidades de Mariana e Ouro Preto (REIS et al 2000 ROESER e

ROESER 2010)

CONTEXTO GEOTECTOcircNICO

A parte leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero eacute constituiacuteda por rochas da regiatildeo cratocircnica

retrabalhadas tectonicamente durante o Evento Brasiliano (06-05 Ga) que resultou na

formaccedilatildeo da Faixa Araccediluaiacute e das demais faixas orogecircnicas que delimitam a borda deste

Cratoacuten (Figura 2) contendo resquiacutecios da orogenia Transamazocircnica (UHLEIN et al 1998)

ESTRATIGRAFIA DO QUADRILAacuteTERO FERRIacuteFERO

Alkmim e Marshak (1998) e Alkmim e Noce (2006) subdividiram o Quadrilaacutetero

Ferriacutefero segundo a coluna estratigraacutefica mostrada na Figura 5 Sendo este constituiacutedo por

quatro unidades litoestratigraacuteficas principais sendo elas O Embasamento Cristalino o

Supergrupo Rio das Velhas de idade arqueana o Supergrupo Minas e o Grupo Itacolomi de

idade paleo-proterozoacuteica

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

44

Figura 5 - Coluna estratigraacutefica da regiatildeo do Quadrilaacutetero Ferriacutefero Fonte Modificada de

Alkmim e Marshak (1998)

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45

METODOLOGIA

MATERIAIS

Foram utilizados os seguintes materiais

bull Software ArcGis 101 para confecccedilatildeo do mapa litoloacutegico

bull Relevo Sombreado para fotointerpretaccedilatildeo dos lineamentos

bull Software Idrisi Selva 170 para aplicaccedilatildeo da loacutegica fuzzy do mapa de lineamentos

bull Relatoacuterio interno disponibilizado pela empresa

MEacuteTODOS

De iniacutecio realizou-se um levantamento bibliograacutefico com aquisiccedilatildeo de informaccedilotildees

paracircmetros e mapas fornecidos pela literatura disponiacutevel e empresas privadas seguido da

confecccedilatildeo dos mapas

A pesquisa bibliograacutefica sobre o tema de estudo se deu por meio de consulta em livros

artigos e documentos fornecidos por empresas e levantamento de base de dados cartograacuteficos

disponiacuteveis na internet Tambeacutem foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica a respeito da

geologia local e regional da aacuterea tendo como base os artigos de Alkmim e Marshak (1998)

Essa fase tambeacutem se fez importante para o levantamento de informaccedilotildees conceituais

onde embasaram a definiccedilatildeo dos pesos para cada classe dos mapas gerados de acordo com a

literaturaObteve-se entatildeo informaccedilotildees estruturais e geoloacutegicas da regiatildeo do QF em minas

privadas de mineacuterio de ferro

Os trabalhos de Gomes (2009) Corteletti (2014) e Alves (2014) aplicam metodologias

semelhantes para a determinaccedilatildeo e anaacutelise de suscetibilidade vulnerabilidade de risco a

movimentos de massa para ferrovias e Montoya (2013) aplica uma metodologia semelhante

para rodovias Dos trabalhos destes autores pode-se tirar contribuiccedilatildeo na definiccedilatildeo de quais

mapas seriam gerados

Assim a partir dos paracircmetros e dados levantados geraram-se o mapa litoloacutegico e de

lineamentos e definiram-se pesos para sua utilizaccedilatildeo na anaacutelise de estabilidade de taludes em

aacuterea de mineraccedilatildeo

Mapa Litoloacutegico

O mapa litoloacutegico proposto teve como base o de Menezes (2012) e relatoacuterios teacutecnicos

A divisatildeo da litologia corresponde ao tipo de rocha que compotildee o maciccedilo rochoso Esta

classificaccedilatildeo foi feita a partir de paracircmetros como a composiccedilatildeo mineraloacutegica origem e

estrutura da rocha

Contudo nem sempre a classificaccedilatildeo litoloacutegica consegue mostrar a variedade que uma

rocha apresenta em mesmo local Portanto torna-se necessaacuterio a definiccedilatildeo da rocha de acordo

com caracteriacutesticas peculiares seja estrutura composiccedilatildeo mineraloacutegica ou fatores de coesatildeo

No Mapa Litoloacutegico foram definidas oito litologias Rochas Intrusivas (IN) Itabirito

Compacto (IC) Itabirito Friaacutevel (IF) Itabirito Manganesiacutefero (IM) Hematita Compacta (HE)

Filito (FL) Quartizito (QT) e Xisto (XI)

Os pesos atribuiacutedos atraveacutes da reclassificaccedilatildeo foram definidos de acordo com o tipo de

litologia e suas caracteriacutesticas ou seja rochas mais intemperizadas e que apresentam um

menor coeficiente de resistecircncia tiveram valores maiores Foi levado em consideraccedilatildeo ainda o

grau de coesatildeo e competecircncia da rocha Para a atribuiccedilatildeo dos pesos litoloacutegicos levou-se em

consideraccedilatildeo o conhecimento do autor aleacutem das caracteriacutesticas citadas anteriormente

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

46

Rochas como as Intrusivas (IN) Filito (FL) Xisto (XI) e Itabiro Friaacutevel (IF)

apresentam uma condiccedilatildeo mais propensa a baixa resistecircncia devido ao intemperismo do que

as rochas que possuem um melhor grau de coesatildeo (Tabela 1)

Tabela 1 - Valores atribuiacutedos para cada classe litoloacutegica Fonte Autores

Classes Litoloacutegicas Valor atribuiacutedo

Quartizito (QT) 20

Hematita Compacta (HE) 50

Itabirito Compacto (IC) 80

Itabirito Manganesiacutefero

(IM)

110

Itabirito Friaacutevel (IF) 140

Filito (FL) 170

Xisto (XI) 200

Intrusiva (IN) 255

Mapa de Lineamentos

A geraccedilatildeo do mapa de lineamentos consistiu na fotointerpretaccedilatildeo de padrotildees de

lineamentos presentes no entorno e dentro da aacuterea de estudo Esses padrotildees foram

interpretados em uma imagem de relevo sombreado gerado pelo Modelo Digital de Terreno

(MDT) Apoacutes essa fotointerpretaccedilatildeo pode-se gerar o mapa de lineamentos no formato

vetorial Sendo este mapa posteriormente utilizado para gerar o mapa fuzzy de lineamentos

O mapa de lineamentos foi gerado a partir da aplicaccedilatildeo da funccedilatildeo fuzzy sigmoidal

decrescente do software Idrisi pois estaacute funccedilatildeo eacute a mais utilizada em anaacutelises geoambientais

com pontos de controle em 20 e 100 o que indica que valores ateacute 20 metros de distacircncia dos

lineamentos tecircm adequabilidade maacutexima e agrave partir de 20 metros decaem sigmoidalmente ateacute

100 metros onde a adequabilidade eacute miacutenima

Segundo alguns de estudos feitos por Huallanca (2004) e Hoek e Bray (1981)

dependendo da densidade de lineamentos ou da distacircncia que apresentam entre si e do

comportamento dos mesmos esses padrotildees comportam-se como zonas de fraqueza presentes

no maciccedilo podendo influenciar na resistecircncia do mesmo Saacute (2010) realizou um estudo

semelhante em uma cava de mineraccedilatildeo de ferro e observou que ocorrem rupturas em grande

escala em regiotildees que apresentam alta densidade de padrotildees de lineamentos

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Os resultados obtidos ou seja o mapa litoloacutegico e de lineamentos seratildeo expostos de

forma separada de acordo com suas discussotildees

MAPA LITOLOacuteGICO

O mapa litoloacutegico apresentou oito classes (Figura 6) Este mapa foi confeccionado e

considerado para a anaacutelise da estabilidade de taludes pelo fato das litologias apresentarem

uma reologia muito complexa em se tratando de um ambiente de mineraccedilatildeo

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Figura 6 - Mapa litoloacutegico mostrando sua variedade de tipologia Fonte Autores

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

48

A litologia dentro de atividades de mineraccedilatildeo eacute um dos fatores mais afetados em se

tratando de aspectos geoteacutecnicos pois nesses locais apresentam-se uma grande mobilizaccedilatildeo

de massa rochosa ou solo para extraccedilatildeo do bem mineral causando certo grau de alteraccedilatildeo

devido a desconfinamento ou meteorizaratildeo do estado natural da rocha

Os pesos atribuiacutedos a cada classe litoloacutegica foram embasados em consultas a

bibliografias e analisando os paracircmetros de resistecircncia e caracterizaccedilatildeo Costa (2009)

caracterizou algumas litologias do QF de acordo com ensaios laboratoriais de compressatildeo

uniaxial utilizando esses dados pode-se relacionar que valores atribuiacutedos a cada classe

litoloacutegica variam de acordo com sua capacidade de compressatildeo feita nos ensaios

Com isso atribuiu-se agrave classe quartizito a menor adequabilidade pois essa rocha

apresenta uma maior competecircncia sendo que rochas que conteacutem grande quantidade de

quartzo satildeo dificilmente intemperizaacuteveis O contraacuterio foi considerado com as intrusivas que

receberam a maior valoraccedilatildeo pois se trata de uma rocha muito mais facilmente

intemperizada o que diminui o grau de coesatildeo diminuindo as forccedilas de resistecircncia Para as

rochas com resistecircncia intermediaacuteria levou-se em consideraccedilatildeo os paracircmetros geoteacutecnicos e as

caracteriacutesticas estruturais e anisotropias e conhecimento proacuteprio

MAPA FUZZY DE LINEAMENTOS

Para confecccedilatildeo do mapafuzzy de lineamentos (Figura 7) foi aplicada a funccedilatildeo fuzzy

sigmoidal decrescente sobre os lineamentos Este mapa apresentou uma zona de

suscetibilidade alta (255) nas regiotildees proacuteximas aos lineamentos e uma zona de baixa ou nula

suscetibilidade (0) em zonas mais distantes aos lineamentos

As regiotildees que apresentam alta adequabilidade satildeo zonas com distacircncia muito

proacuteximas dos lineamentos logo essas zonas apresentam uma forte influecircncia dos mesmos As

zonas em coloraccedilatildeo amarela que apresentam uma baixa adequabilidade satildeo regiotildees que se

situam mais distantes dos lineamentos apresentando assim uma baixa influecircncia dos

lineamentos nessas regiotildees

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Figura 7 - Mapa fuzzy de lineamentos mostrando as aacutereas onde apresentam baixa ou alta adequabilidade Fonte Autores

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

50

CONCLUSAtildeO

De acordo com o objetivo do trabalho a metodologia foi eficaz pois os mapas gerados

satildeo subsiacutedios eficazes para a anaacutelise da ruptura de taludes soacute podendo ser desenvolvidos

devido agrave teacutecnica de geoprocessamento aplicada Com o ressalve de que no uso de dados

lineamentos eles natildeo podem natildeo ter as dimensotildees precisas pois tanto podem se apresentar

em superfiacutecie quanto em profundidade alterando o maciccedilo

Sugere-se ainda o uso de outros mapas para tornar a anaacutelise mais completa como por

exemplo mapas da profundidade do niacutevel drsquoaacutegua e declividade

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sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Geologia Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha

e Mucuri Diamantina MG

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 3 Departamento de Engenharia de Minas Instituto Federal do Espiacuterito Santo Cachoeiro de

Itapemirim ES 4 Escola de Arquitetura Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG 5 Departamento de Geologia Universidade Federal de Ouro Preto Ouro Preto MG

53

Capiacutetulo 4

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES

utilizando teacutecnicas de geoprocessamento

Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitassup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Allison Augusto

Gonccedilalves de Freitas1 Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas3 Rayane Monteiro

Ferreira4 Edgar Batista de Medeiros Juacutenior5

INTRODUCcedilAtildeO

Redes de transporte rodoviaacuterio tornaram-se a essecircncia da infraestrutura em todos os

paiacuteses As estradas satildeo importantes como a estrutura fiacutesica da sociedade e como a base para o

desenvolvimento social e econocircmico (EFFATI et al 2012)

No Brasil o principal meio de transporte urbano e de boa distribuiccedilatildeo eacute o sistema de

transporte rodoviaacuterio Neste contexto vias rurais e urbanas satildeo notaacuteveis para tornar o traacutefego

de pessoas e a distribuiccedilatildeo de produtos sendo incontestaacutevel a importacircncia de um sistema de

transporte seguro capaz de atender a demanda (SILVA et al 2006) Juntamente com um

intenso crescimento nas cidades de porte meacutedio na deacutecada de 60 ocorreu um periacuteodo de

grandes investimentos em infraestrutura rodoviaacuteria no paiacutes Jaacute nos anos 70 o Ministeacuterio de

Transportes por meio do Plano de Desenvolvimento Nacional estimulou uma expansatildeo das

rodovias no Brasil Com estes investimentos muitos municiacutepios proacuteximos e ao longo dos

eixos rodoviaacuterios sentiram-se atraiacutedos e motivados agraves atividades e investimentos que

favorecessem o comeacutercio de produtos e serviccedilos Assim as cidades de pequeno e meacutedio

porte demostraram um crescimento linear ao longo das rodovias natildeo apresentando

planejamento no uso do solo e na sua ocupaccedilatildeo (FREIRE 2003)

Com o tempo o aumento do transporte nestas rodovias trouxe implicaccedilotildees positivas e

negativas para as cidades (CORREcircA PINTO 2012) Alguns desses problemas como a

ocorrecircncia de congestionamentos e acidentes (EFFATI et al 2012) No sentido de diminuir

esses problemas existem metodologias que auxiliam no estudo de viabilidade sendo uma

delas a aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio que foi utilizada neste trabalho

Deste modo este trabalho teve por objetivo geral fazer um estudo de realocaccedilatildeo da

BR-101 na aacuterea urbana do municiacutepio de Iconha-ES utilizando anaacutelise multicriteacuterio De

forma mais especiacutefica

bull Analisar quais criteacuterios (fatores e restriccedilotildees) interferem na locaccedilatildeo da rodovia

bull Determinar as restriccedilotildees que interferem na escolha da aacuterea

bull Determinar os fatores que interferem na escolha da aacuterea

bull Determinar as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy que melhor se adequam aos diferentes fatores

usados

bull Ponderar os fatores

bull Gerar a anaacutelise multicriteacuterio para estudo de aptidatildeo de aacutereas para realocaccedilatildeo da BR-101

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

54

bull Achar uma aacuterea com maior adequabilidade agrave realocaccedilatildeo da rodovia

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

Iconha localiza-se ao sul do Espiacuterito Santo (Figura 1) entre as coordenadas

N=7695610m E=300822m N=7702818m E=318390m na zona 24 sul Limitando-se ao

norte com Anchieta ao sul com Rio Novo do Sul a leste com Piuacutema e a oeste com Alfredo

Chaves Segundo IBGE (2014) o municiacutepio possui aacuterea territorial de 203528 kmsup2 O acesso

para a cidade de Iconha a partir de Vitoacuteria pode ser realizado pela BR-101 ateacute o municiacutepio

de Iconha sendo um trajeto de aproximadamente 97 Km

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

CONTORNOS VIAacuteRIOS

Em um contexto geral as ruas que satildeo estradas dentro das cidades marcavam os

caminhos de acesso onde se estabeleciam as relaccedilotildees com os territoacuterios circundantes na

configuraccedilatildeo original das cidades marcando os eixos da futura expansatildeo (VALLEJO 1995)

Anteriormente a intensificaccedilatildeo do uso de automoacuteveis as estradas (intermunicipais estaduais e

federais) passavam dentro das cidades e os fluxos de transporte tinham com elas uma relaccedilatildeo

intensa de contato cultural e intercacircmbio comercial aumentando o desenvolvimento local

(AUGEacute 1994) A malha rodoviaacuteria brasileira se deslocou criando corredores estrateacutegicos de

transportes trazendo consigo um crescimento socioeconocircmico e modificando as aacutereas e

cidades por onde passou (FREIRE 2003)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo do municiacutepio de Iconha em relaccedilatildeo ao Estado do Espiacuterito Santo O

quadrado em verde mostra a aacuterea de estudo Fonte Modificado de Wikipeacutedia (2006)

Devido ao crescimento maciccedilo do fluxo de veiacuteculos nas cidades novas medidas foram

tomadas dentre elas a construccedilatildeo de rodovias de contorno ou aneacuteis viaacuterios atualmente

usados como a soluccedilatildeo mais viaacutevel para resolver o problema das travessias urbanas (SILVA

JUacuteNIOR e FERREIRA 2008)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

55

O surgimento destes contornos daacute-se com a necessidade de melhorar a fluidez dos

deslocamentos devido ao elevado grau de saturaccedilatildeo das vias nas aacutereas mais centrais

(CORREcircA PINTO 2012) O fluxo de passagem tende a ser redirecionado para fora das aacutereas

urbanas por meio de laccedilos de contorno ou aneacuteis viaacuterios (SANTOS 2006)

De acordo com Silva Juacutenior e Ferreira (2008) a construccedilatildeo de contornos viaacuterios pode

atrair a ocupaccedilatildeo urbana do mesmo modo que o traccedilado original o que poderia levar a

ineficiecircncia deste novo contorno viaacuterio O natildeo planejamento desta ocupaccedilatildeo pode vir com

uma nova segregaccedilatildeo urbana que terminaraacute por inviabilizar o segmento da rodovia O

tamanho destes impactos eacute dependente de vaacuterios fatos dentre os quais a estruturaccedilatildeo do

tecido urbano (malha viaacuteria e uso do solo) e seu grau de inter-relacionamento com a rodovia

(CORREcircA PINTO 2012)

Existem diversas teacutecnicas para estudo de locaccedilatildeo de contorno viaacuterio entre elas

podemos citar a avaliaccedilatildeo geomorfoloacutegica estrutural e pedoloacutegica seja com ou sem a

aplicaccedilatildeo de Sistema de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) O SIG eacuteutilizado principalmente pela

Engenharia de Transporte nos estudos de alternativas de traccedilados de contornos viaacuterios pode

considerar diversas categorias na anaacutelise (sociais econocircmicas ambientais geoteacutecnicas) com

pesos diferentes (SILVA 2004)

Em seu trabalho Silva et al (2006) utilizaram o apoio agrave decisatildeo atraveacutes de SIG e

apresentaram alternativas de projeto para o anel viaacuterio da cidade de Viccedilosa-MG com

utilizando agrave loacutegica fuzzy e a anaacutelise multicriteacuterio para o levantamento e anaacutelise de

condicionadores consideradas de acordo com os dados disponiacuteveis em mapas de altitude

hidrografia declividade sistema de transportes classe de solo e principalmente o uso e

cobertura do solo e selecionaram alternativas de contornos que fazem uso das rodovias

existentes como uma opccedilatildeo para diminuir os custos e os impactos ambientais

Correcirca Pinto (2012) tratou sobre os desdobramentos na forma urbana de pequenas

cidades causados por novos contornos viaacuterios tendo como estudo de caso as cidades de Satildeo

Francisco de Assis e Santiago (RS) A metodologia aplicada foi baseada nas medidas de

diferenciaccedilatildeo espacial atraveacutes das quais foi possiacutevel visualizar o dinamismo do traccedilado de

uma cidade e as possiacuteveis alteraccedilotildees de sua forma Como resultado identificou e avaliou

algumas consequecircncias que as implantaccedilotildees de contornos viaacuterios causam nas formas urbanas

das pequenas cidades

SILVA (2012) aplicou a metodologia de anaacutelise espacial por avaliaccedilatildeo multicriteacuterio

para otimizar o processo de planejamento da ocupaccedilatildeo territorial e da mobilidade urbana no

municiacutepio de Viccedilosa - MG e aacuterea de influecircncia Como metodologia utilizou recursos

disponiacuteveis em SIG com avaliaccedilatildeo multicriteacuterio sobre bases cartograacuteficas digitais Como

resultado elaborou mapas temaacuteticos que representam as propostas para a mobilidade urbana e

para a ocupaccedilatildeo territorial da aacuterea de estudo conforme as abrangecircncias consideradas

FOTOINTERPRETACcedilAtildeO

De acordo com Soares e Fiori (1978) a interpretaccedilatildeo visual eacute o estudo da imagem

fotograacutefica visando agrave descoberta e a avaliaccedilatildeo por meacutetodos indutivos dedutivos e

comparativos do significado funccedilatildeo e relaccedilatildeo dos objetos correspondentes agraves imagens ou

seja eacute a teacutecnica de examinar as imagens dos objetos na imagem e deduzir sua significaccedilatildeo

Ribeiro et al (2008) entendem que a fotointerpretaccedilatildeo baseia-se no processo de

anaacutelise de imagens por meio da detecccedilatildeo identificaccedilatildeo e classificaccedilatildeo dos objetos de

interesse contidos nelas Ao analisar imagens eacute importante a observaccedilatildeo de entes e feiccedilotildees

insinuadas atraveacutes de caracteriacutesticas das imagens como cor tonalidade textura tamanho

forma padratildeo sombras altura localizaccedilatildeo dos alvos e aspectos associados

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

56

Santos (1988) aplicou o levantamento das tipologias vegetais pela teacutecnica de anaacutelise

visual e atraveacutes desta mapeou quatro tipologias distintas e concluiu que o produto e

metodologia usados nesta pesquisa satildeo plenamente viaacuteveis para levantamentos das tipologias

florestais nativas da Amazocircnia

Mercante et al (2005) realizaram um mapeamento de uso do solo usando como base

para a interpretaccedilatildeo visual o conhecimento preacutevio da aacuterea de estudo adquiridos apoacutes o

reconhecimento de campo observando as principais classes de coberturas de solo na aacuterea O

resultado desta anaacutelise visual constituiu um importante subsiacutedio para a decisatildeo sobre a melhor

alternativa da via de gasoduto permitindo uma escolha mais racional e menos subjetiva

Moreira et al (2008) fotointerpretaram as imagens de sateacutelite (LANDSAT 7 ETM+)

pela sua variaccedilatildeo textural devido ao registro dos alvos terem diferentes comportamentos

espectrais e diferentes arranjos espaciais e explicaram a compartimentaccedilatildeo e a relaccedilatildeo de

equivalecircncia entre zonas que constituem texturas semelhantes

Desta forma entende-se que a interpretaccedilatildeo visual pode ter seu uso em estudos de

localizaccedilatildeo de estradas exploraccedilatildeo mineral diferentes traccedilados propostos agricultura

planejamento urbano e dentre outros mapas temaacuteticos (NADALIN 2010)

SISTEMAS DE INFORMACcedilAtildeO GEOGRAacuteFICA (SIG)

A aplicaccedilatildeo de Sistemas de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) em problemas de tomada de

decisatildeo eacute uma ferramenta poderosa e eficiente nas diversas aacutereas do conhecimento pois

possibilita que o processo seja realizado de maneira mais fundamentada Dessa forma o

agente de decisatildeo tem agrave sua disposiccedilatildeo dados e informaccedilotildees mais acessiacuteveis mais facilmente

combinados e modificados aleacutem de utilizar argumentos mais claros para a decisatildeo (SILVA

1999) Segundo Star e Estes (1991) o uso do SIG para a estruturaccedilatildeo e organizaccedilatildeo de

variaacuteveis com a intenccedilatildeo de obter alternativas para a seleccedilatildeo de locais com adequabilidades

para determinado estudo tem sido amplamente utilizado O seu uso pode ser explicado por ser

uma ferramenta que trata grandes quantidades de dados armazenados em banco de dados

contendo informaccedilotildees representativas do mundo real atraveacutes de coordenadas geograacuteficas

possibilitando realizar anaacutelises espaciais

ANAacuteLISE DE MULTICRITEacuteRIO

De acordo com Moura (2007) a anaacutelise de multicriteacuterio pode ser entendida como um

procedimento metodoloacutegico que faz o cruzamento de variaacuteveis nas anaacutelises espaciais esta

anaacutelise tambeacutem eacute conhecida como Anaacutelise Hieraacuterquica de Pesos ou Aacutervore de Decisotildees Esta

anaacutelise se destina a desenvolver estudos caracterizadores da realidade vigente e preditivos de

situaccedilotildees que estatildeo por vir alcanccedilando o objetivo da anaacutelise espacial Francisco et al (2007)

considera que a anaacutelise multicriteacuterio eacute um meacutetodo de anaacutelise de alternativas para a resoluccedilatildeo

de problemaacuteticas que utilizam diversos criteacuterios relacionados ao objeto de estudo sendo

assim possiacutevel identificar alternativas prioritaacuterias para o objeto considerado

Os meacutetodos de anaacutelises multicriteacuterio vecircm sendo utilizados para a soluccedilatildeo de

problemas nas tomadas de decisatildeo nas mais diversas aacutereas do conhecimento entre elas

alternativas de poliacuteticas social (VILAS BOAS 2006) como indicador de condiccedilotildees de vida

(SILVA e JANNUZZI 2009) no planejamento e gestatildeo ambiental (FRANCO et al 2013)

no uso de terras (PORATH 2014) e anaacutelise de sensibilidade ambiental (RIBEIRO 2011) com

o intuito de esclarecer ao decisor possibilidades nas escolhas Apoiam o procedimento

decisoacuterio com base nos dados existentes agregando valores dos agentes na busca de uma

melhor soluccedilatildeo (CAMPOS 2011)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

57

O procedimento da anaacutelise multicriteacuterio baseia-se em mapeamentos de variaacuteveis pelo

seu plano de informaccedilatildeo e na definiccedilatildeo do grau de pertinecircncia de cada plano de informaccedilatildeo e

de cada um de seus componentes para a construccedilatildeo do resultado final e sempre que

necessaacuterio utilizando fatores de ponderaccedilatildeo (MOURA 2007)

Na praacutetica na anaacutelise multicriteacuterio a decisatildeo eacute tomada atraveacutes de um conjunto de teacutecnicas e

meacutetodos para dar apoio a pessoas e organizaccedilotildees nas tomadas de decisotildees sob a persuasatildeo de

uma multiplicidade de criteacuterios (GOMES et al 2002)

Santos (2010) diz que para a realizaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio o estudo deve ter

como base alguns passos sendo eles a seleccedilatildeo e representaccedilatildeo das variaacuteveis que caracterizam

o fenocircmeno organizaccedilatildeo dessas em planos de informaccedilatildeo discretizaccedilatildeo dos planos em

resoluccedilatildeo espacial adequada combinaccedilatildeo das variaacuteveis de forma que elas possam representar

a complexidade da realidade e por fim a possibilidade de calibraccedilatildeo e validaccedilatildeo do sistema

mediante identificaccedilatildeo e correccedilatildeo das relaccedilotildees construiacutedas entre as variaacuteveis mapeadas

Moreira et al (2001) objetivou a pesquisa mineral atraveacutes de anaacutelises multicriteacuterio de

dados geoloacutegicos e geofiacutesicos visando a seleccedilatildeo de aacutereas com maior potencial agrave ocorrecircncia de

minerais radioativos Como estudo de caso comparou o desempenho de 8 meacutetodos de anaacutelise

multicriteacuterio de dados geoloacutegicos e radiomeacutetricos na prediccedilatildeo de aacutereas potenciais agrave

ocorrecircncia de minerais radiativos no planalto de Poccedilos de Caldas Os cenaacuterios gerados

indicaram desempenhos diferentes nas avaliaccedilotildees encontrando desde resultados considerados

bons a medianos para identificaccedilatildeo mineral

Vilas Boas (2006) desenvolveu um modelo de anaacutelise de decisatildeo para facilitar o

processo de escolha de alternativas de poliacuteticas programas e projetos relacionados agrave gestatildeo de

recursos hiacutedricos e mais especificamente ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Como resultado

apresentou uma lista ordenada das alternativas de uso muacuteltiplo possiacuteveis de serem

implantadas no reservatoacuterio

Moura (2007) aplicou a anaacutelise multicriteacuterio como subsiacutedio para estudos ambientais

de forma a apresentar como resultado um roteiro metodoloacutegico para apoio as revisotildees

bibliograacuteficas destinado agrave construccedilatildeo de anaacutelises espaciais de caracterizaccedilatildeo e gerenciamento

ambiental e urbano Jannuzzi et al (2009) utilizaram a anaacutelise multicriteacuterio em uma aplicaccedilatildeo

em poliacuteticas puacuteblicas e obteve como resultado uma seacuterie de escolhas teacutecnicas e poliacuteticas

Com o objetivo de levantar situaccedilotildees ambientais associadas agrave necessidade de proteccedilatildeo

do parque estadual da Serra do Rola Moccedila a partir dos dados levantados no plano de manejo

Santos (2010) apresentou uma proposta metodoloacutegica com uso de anaacutelise multicriteacuterio para

identificaccedilatildeo de suas aacutereas de fragilidade ambiental Como resposta obteve aacutereas fragilidade

associadas ao meio fiacutesico ao turismo a accedilatildeo antroacutepica e agrave correlaccedilatildeo desses fatores

Ribeiro (2011) usou anaacutelise multicriteacuterio para encontrar aacutereas para implantaccedilatildeo das

culturas florestais de Hevea brasiliensis Pinus elliottiivarelliottii e Schizolobiumamazonicum

no Estado do Espiacuterito Santo e como resultado observou-se que o Estado apresenta aacutereas com

aptidatildeo edafoclimaacutetica para todas as espeacutecies

Considerando a anaacutelise multicriteacuterio como uma boa ferramenta na tomada de decisotildees

Franco et al (2013) a usou em seus estudos para identificaccedilatildeo da prioridade de aacutereas a

recuperaccedilatildeo florestal O mapa final produzido foi considerado uma ferramenta de gestatildeo da

aacuterea prioritaacuteria a restauraccedilatildeo

Em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas potenciais para construccedilatildeo de marinas no

municiacutepio de Florianoacutepolis-SC com o uso da anaacutelise multicriteacuterio Porath (2014) usou

variaacuteveis adotadas em mapas temaacuteticos identificando geograficamente aacutereas mais propensas agrave

implantaccedilatildeo de marinas considerando a interferecircncia antroacutepica e marinha tentando

minimizar as perturbaccedilotildees e o impacto ambiental

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

58

METODOLOGIA

Para a realizaccedilatildeo deste trabalho foram utilizados como base vaacuterios materiais

cartograacuteficos sendo eles Curvas de niacutevel com equidistacircncia vertical de 20 m fornecido pelo

GEOBASES (2011) Mapa topograacutefico das cidades de Iconha Rio Novo do Sul Anchieta e

Piuacutema (160000) Ortofotos do IEMA (2007) das cidades de Iconha Rio Novo do Sul

Anchieta e Piuacutema (1 35000) Mapa de Declividade do terreno gerado a partir das curvas de

niacutevel Mapa de Rios e Mapa de Uso dos Solos gerados a partir da fotointerpretaccedilatildeo das

ortofotos

Para a montagem do banco de dados foram utilizadas as ortofotos com as quais foi

possiacutevel elaborar arquivos vetoriais (shapefile) atraveacutes de fotointerpretaccedilatildeo (na escala de

visualizaccedilatildeo de 12500) e vetorizaccedilatildeo em tela de pontos linhas e poliacutegonos gerando dois

mapas sendo eles Mapa de Uso dos Solos (Apecircndice A) onde foram observadas as

principais classes de coberturas de solo existentes (pastagem agricultura florestas casas

rurais zonas urbanas vilarejos depoacutesitosndashfaacutebricas-pedreiras lagoasndashlagos-represas) e o

Mapa de Rios Para a geraccedilatildeo do Mapa de Declividade do Terreno foram utilizadas as curvas

de niacutevel

ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO

De acordo com a proposta metodoloacutegica usada por Barros e Marques (2007) neste

trabalho levou-se em consideraccedilatildeo o levantamento e o geoprocessamento das condicionantes

que existem na legislaccedilatildeo Posteriormente ao levantamento e a anaacutelise dos condicionantes

foram determinados os criteacuterios que subsidiaram o processo de decisatildeo

Esta decisatildeo eacute suportada pela consideraccedilatildeo de criteacuterios que representam possiacuteveis

condiccedilotildees de quantificar ou avaliar determinada anaacutelise Os criteacuterios podem ser de dois tipos

Restriccedilatildeo ou Fatores A restriccedilatildeo eacute um criteacuterio capaz de limitar as alternativas em

consideraccedilatildeo no estudo e pode assumir um caraacuteter de exclusatildeo de espaccedilos da anaacutelise

definindo as alternativas natildeo elegiacuteveis que deveratildeo ser excluiacutedas do espaccedilo inicial de soluccedilotildees

possiacuteveis O Fator eacute um criteacuterio que aumenta ou diminui a adequabilidade de uma

determinada alternativa para o objetivo da anaacutelise Esta aptidatildeo eacute medida numa escala

contiacutenua e de forma a englobar todo o espaccedilo de soluccedilatildeo inicialmente previsto (RAMOS e

MENDES 2001)

Seguindo a metodologia apresentada por Benda et al (2012) neste trabalho utilizou-se

a loacutegica booleana para confecccedilatildeo dos mapas de restriccedilotildees a loacutegica fuzzy para padronizaccedilatildeo

dos fatores e a anaacutelise multicriteacuterio para combinaccedilatildeo entre as restriccedilotildees e fatores

Assim como Calijuri et al (2002) em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas para

implantaccedilatildeo de aterros sanitaacuterios neste trabalhou as restriccedilotildees diferenciam locais que possam

ser considerados aptos ou inaptos a realocaccedilatildeo da BR-101 Os fatores definem locais ou

alternativas em medidas contiacutenuas de aptidatildeo diminuindo ou aumentando o valor de uma

alternativa em questatildeo naqueles locais fora das restriccedilotildees absolutas

As restriccedilotildees atuam como um tipo de criteacuterio que limita a soluccedilatildeo do problema

restringindo as alternativas em consideraccedilatildeo excluindo aacutereas de acordo com determinadas

condiccedilotildees impostas (BENDA et al 2012) Utilizando um operador algeacutebrico de mapas tipo

booleano criam-se mapas binaacuterios natildeo aptos (0) ou aptos (1) que possibilitam a realizaccedilatildeo de

cruzamentos entre dois ou mais planos de informaccedilatildeo (SCARASSATTI e COSTA 2010)

As restriccedilotildees booleanas usadas com as justificativas das referidas escolhas satildeo listadas

abaixo

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

59

a) Restriccedilatildeo Casa Rurais e Depoacutesitos

De acordo com o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949 do DNIT 1973 requer-se a

distacircncia miacutenima de 60 metros das residecircncias e depoacutesitos (presentes no Mapa de Uso dos

Solos este usado para confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo para a construccedilatildeo de rodovias

Quando o custo do terreno ou imoacuteveis for muito elevado a desapropriar o tamanho dessa

faixa poderaacute mudar ao exigido por exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo

ateacute os miacutenimos 30 metros

b) Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas

Como margem de seguranccedila ao que rege o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949

(DNIT 1973) foi aplicada uma distacircncia miacutenima de 60 metros as zonas urbanizadas por

exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo ateacute os miacutenimos 20 metros

Tendo como foco a retirada da BR-101 do centro de Iconha ou de qualquer outra aacuterea com

habitaccedilatildeo neste toacutepico foram consideradas como zonas urbanizadas todas as aacutereas com 5

(cinco) ou mais casas proacuteximas no Mapa de Uso dos Solos este usado na confecccedilatildeo desta

restriccedilatildeo Assim somente as aacutereas com ocupaccedilatildeo urbana e seu entorno de 60 metros estatildeo

inaptas agrave ocupaccedilatildeo com a BR-101 sendo as demais aptas para o contorno viaacuterio

c) Restriccedilatildeo Rios

Pinto (2010) Corseuil e Campos (2007) Barros e Marques (2007) em seus trabalhos

com a intenccedilatildeo de preservar os recursos hiacutedricos de contaminaccedilotildees e respeitando a resoluccedilatildeo

Nordm 303 do CONAMA (2002) e na Lei Federal Nordm 4771 (BRASIL 1965) delimitaram um

raio de 30 metros ao redor dos cursos drsquoaacutegua com menos de 10 metros de largura como eacute o

caso da aacuterea em estudo

Neste trabalho apesar dos cursos drsquoaacutegua usado para a confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo) da

aacuterea possuiacuterem menos de 10 metros de largura optou-se para uma maior margem de

seguranccedila limitar um raio de ateacute 60 metros ao redor dos corpos drsquoaacutegua impedindo que essas

aacutereas obtivem-se algum grau de aptidatildeo para a realocaccedilatildeo da BR-101

Em seu trabalho sobre apoio agrave decisatildeo aplicada ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Vilas

Boas (2006) considerou os fatores que atuam em uma problemaacutetica como criteacuterios Scarassatti

e Costa (2010) trataram os fatores como mapas que provem ponderaccedilotildees dos diferentes

fatores de influecircncia a um dado acontecimento sendo um dos meios usados para a criaccedilatildeo dos

mapas de fatores a loacutegica fuzzy ou nebulosa

Para normalizar os criteacuterios satildeo usados as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy estas funccedilotildees

que foram selecionadas para que de melhor forma adequem aos paracircmetros do estudo De

acordo com Ramos e Mendes (2001) umas das funccedilotildees mais usadas designadas por funccedilotildees

fuzzy satildeo Sigmoidal J-Shaped Linear e Complexa Poreacutem na aplicabilidade deste trabalho

fez se o uso somente da funccedilatildeo Sigmoidal crescente e Sigmoidal decrescente (Figura 2)

Figura 2 - Funccedilotildees de pertinecircncia dos conjuntos fuzzy Sigmoidal crescente (a)

Sigmoidal decrescente (b) Fonte Modificado de Eastman (1997)

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

60

Haacute diversos meacutetodos de padronizaccedilatildeo grande parte dos meacutetodos utiliza valores

maacuteximos e miacutenimos (CAMPOS 2005) Neste trabalho os mapas dos fatores foram limitados

e ponderados a um intervalo ente 0 - 255 (intervalo do byte) permitindo exploraccedilatildeo da

variedade de dados contiacutenuos

a) Fator Declividade do terreno

A declividade pode ser representada como um acircngulo de inclinaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao

percentual entre o comprimento horizontal da encosta e o desniacutevel vertical (IPT 2007) Para

Barbosa et al (2012) a declividade consiste da maior ou menor inclinaccedilatildeo do relevo em

comparaccedilatildeo ao horizonte Pinto (2010) considera a declividade como um fator que pode tanto

potencializar como limitar a ocupaccedilatildeo de uma aacuterea considerando as declividades mais

acentuadas mais propiacutecias a riscos de deslizamentos escorregamentos e as menos acentuadas

mais apropriadas para a ocupaccedilatildeo Em seus estudos considerou a declividade maior que 45

inapta ao uso

A partir do Mapa de Declividade do Terreno as regiotildees planas e onduladas de acordo

com o Art 15 da portaria ndeg 19 de 10011949 (DNIT 1973) foram consideradas prioritaacuterias

a realocaccedilatildeo da BR-101 Neste trabalho as declividades ideais foram consideradas entre os

valores de 0 e 5 agrave medida que a declividade aumenta menor eacute a adequabilidade da aacuterea

para o objetivo proposto sendo considerado acima de 45 inapta sendo limitada pela proacutepria

legislaccedilatildeo ambiental A funccedilatildeo utilizada para normalizar os dados de declividade foi a funccedilatildeo

de pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente (Figura 2b) servindo como pontos de

controle abc = 5 e d = 45

b) Fator Distacircncia dos Rios

Para proporcionar uma maior garantia de preservaccedilatildeo dos rios os limites estabelecidos

pela legislaccedilatildeo ambiental e jaacute citados anteriormente foram levados em consideraccedilatildeo atraveacutes

do uso de restriccedilatildeo poreacutem foi utilizado o fator que considera que quanto maior a distacircncia

dos rios maior a adequabilidade ao empreendimento

Seguindo o meacutetodo proposto por Pinto (2010) considerou que quanto maior a distacircncia

em relaccedilatildeo aos rios melhor a aptidatildeo da aacuterea sendo assim foi utilizada a funccedilatildeo de

pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica crescente (Figura 2a) para descrever essa variaccedilatildeo

com pontos de controle em a=60m e bcd=15000 m (comprimento maacuteximo da aacuterea de

estudo)

c) Fator Uso dos Solos

Objetivando afetar o miacutenimo possiacutevel as aacutereas jaacute utilizadas pela ocupaccedilatildeo humana e

aacutereas florestais a aacuterea de pastagem eacute colocada como a aacuterea mais adequada ao

empreendimento em estudo

Aacutereas de valores mais altos indicam maior adequabilidade ao empreendimento

enquanto que as aacutereas com menores valores representam as menos adequadas conforme pode

ser visto na Tabela 1 Para a normalizaccedilatildeo das classes de uso do solo o Mapa Uso dos Solos

foi reclassificado atribuindo agraves classes valores de 0 a 255

bull Ponderaccedilatildeo dos fatores (avaliaccedilatildeo de pesos para os criteacuterios)

De acordo com Calijuri (2008) a ponderaccedilatildeo eacute um indicativo da importacircncia relativa

dos fatores e um regulador de compensaccedilatildeo entre eles O grau em que um fator pode

compensar outro eacute determinado por seu fator ou compensaccedilatildeo de peso

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

61

Tabela 1 - Normalizaccedilatildeo das classes usos do solo Fonte Autores

Legenda Valores Atribuiacutedos

Lagoas-Lagos-Represas 0

Casas Rurais 0

Vilarejos 0

Depoacutesitos 0

Zona Urbana 0

Floresta 25

Agricultura 200

Pastagem 255

Dessa forma os valores de aptidatildeo foram atribuiacutedos baseados em conhecimento

empiacuterico e tambeacutem em trabalhos de outros autores como Calijuri et al (2002) Barros e

Marques (2007) Mercante e Antunes (2010) Pinto (2010) Silva et al (2010) Benda et al

(2012)

Assim como nos trabalhos de Calijuri et al (2002) Corseuil e Campos (2007) Calijuri

(2008) Mercante e Antunes (2010) e Benda et al (2012) posteriormente a padronizaccedilatildeo dos

fatores para a escala de 0 a 255 os pesos finais satildeo estimados por meio do Processo de

Hierarquizaccedilatildeo Analiacutetico (AHP) aplicado agrave matriz de comparaccedilatildeo par-a-par utilizando o

meacutetodo apresentado por Saaty (1980) e Clark Labs (2006) este meacutetodo permite estabelecer

pesos a cada fator segundo sua relevacircncia que foi priorizada conforme seu grau de

importacircncia para a anaacutelise ou seja os pesos dos fatores satildeo atribuiacutedos especificamente a cada

fator dando a importacircncia relativa de cada um em relaccedilatildeo aos outros (MERCANTE e

ANTUNES 2010) atribuindo pesos diferenciados no processo final de decisatildeo

Nesse julgamento fez-se o uso da escala de comparadores proposta por Saaty (1977)

que pode ser vista no Quadro 1

Quadro 1 - Escala de valores Fonte Modificado de Saaty (1977)

Intensidade relativa

de importacircncia

Definiccedilatildeo Explicaccedilatildeo

1 Igual importacircncia Importacircncia igual dos dois criteacuterios

para o objetivo

3 Menor importacircncia de

um sobre o outro

Um dos criteacuterios eacute levemente mais

favoraacutevel do que o outro

5 Essencial ou forte Um dos criteacuterios eacute consideravelmente

mais favoraacutevel do que outro

7 Importacircncia muito

grande

A importacircncia de um criteacuterio sobre o

outro eacute evidentemente muito maior

9 Importacircncia absoluta Quando um meio-termo eacute necessaacuterio

Considerando a escala de Saaty fez-se a comparaccedilatildeo entre os fatores utilizados

conforme podem ser vistos na Tabela 2 Onde o fator Declividade do terreno eacute levemente

mais favoraacutevel do que o fator Distacircncia dos Rios O fator Uso dos Solos eacute consideravelmente

mais favoraacutevel que o fator o Distacircncia dos Rios e levemente mais favoraacutevel do que o fator

Declividade do terreno

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

62

Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo dos criteacuterios escalonados (fatores) Fonte Autores

Fatores Distacircncia dos

Rios

Declividade do

terreno

Uso dos

Solos

Distacircncia dos Rios 1

Declividade do terrreno 3 1

Uso dos Solos 5 3 1

Para criaccedilatildeo da matriz de ponderaccedilatildeo foram considerados como ordem de importacircncia

dos fatores Distacircncia dos Rios a Declividade do Terreno e o Uso dos Solos Dessa forma

obtiveram-se os pesos que consideram o quanto determinado fator interfere na anaacutelise (Tabela

3)

Tabela 2 - Resultado final dos pesos calculados para os fatores Fonte Autores

Fator Peso

Distacircncia dos Rios 010

Declividade do

terreno

026

Uso dos Solos 064

bull Combinaccedilatildeo linear ponderada

Depois de determinado os pesos dos criteacuterios que foram utilizados neste estudo foi

necessaacuterio agrave junccedilatildeo dos dados para obtenccedilatildeo do mapa final de adequabilidade

Com esta finalidade os mapas de cada fator foram combinados pelo meacutetodo da

combinaccedilatildeo linear ponderada onde multiplicou-se os mapas de adequabilidade de cada fator

por seu peso especiacutefico posteriormente fez-se o somatoacuterio de todos estes fatores obtendo-se

um valor final da aacuterea com sua adequabilidade (BENDA et al 2012)

Devido agrave utilizaccedilatildeo de mapas de restriccedilotildees neste estudo (booleanos) o procedimento

foi modificado e multiplicou-se a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo dos

fatores pelo produto das restriccedilotildees

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

As informaccedilotildees geradas nos mapas de restriccedilotildees e fatores subsidiam a discussatildeo que

leva a interpretaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos mapas finais verificando-se assim como cada restriccedilatildeo e

fator afetou a anaacutelise final

Os mapas temaacuteticos mostram agraves aacutereas apropriadas a implementaccedilatildeo ao contorno

viaacuterio sendo algumas aacutereas de exclusatildeo (restriccedilotildees) e outras com valores de adequabilidade

(fatores)

As exclusotildees consideradas satildeo criteacuterios associados ao ordenamento do territoacuterio em

termos de ocupaccedilatildeo humana os mapas de exclusatildeo de aacutereas Restriccedilatildeo Casa Rurais e

Depoacutesitos Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas e Restriccedilatildeo Rios exibindo aacutereas aptas (classe 1) e

inaptas (classe 0) ao empreendimento

Assim como no trabalho de Mercante et al (2005) a relevacircncia do uso dos solos e

declividade do terreno na anaacutelise tem uma influecircncia direta no trajeto da rodovia refletindo

na preservaccedilatildeo teacutecnica e econocircmica do empreendimento levando em consideraccedilatildeo as aacutereas

mais planas do terreno e as aacutereas de pastagem

As justificativas adotadas para as ponderaccedilotildees foram tratadas da seguinte maneira

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63

O Fator Declividade do terreno eacute moderadamente mais importante do que o fator Distacircncia

dos Rios pois o escoamento de um rio depende da declividade dos canais fluviais

O Fator Uso dos Solos eacute muito fortemente mais importante que o fator o Distacircncia dos

Rios uma vez que o manejo da rodovia nas proximidades do rio eacute mais faacutecil que a

desocupaccedilatildeo das aacutereas urbanizadas

O Fator Uso dos Solos eacute moderadamente mais importante do que o fator Declividade

do terreno uma vez que eacute mais econocircmico aplainar um terreno que locomover a populaccedilatildeo de

local

O valor da razatildeo de consistecircncia entre os pesos ponderados dos fatores foi de 003

neste caso a matriz de julgamento estaacute consistente o que torna os pesos calculados para este

modelo aceitaacuteveis visto que para os valores de razatildeo de consistecircncia inferiores a 010 natildeo

necessitam de reavaliaccedilatildeo (EASTMAN 1999)

Com o resultado dos fatores ponderados obtidos e as restriccedilotildees foi possiacutevel realizar a

avaliaccedilatildeo de muacuteltiplos criteacuterios e obter o mapa final de adequabilidade (Figura 4) com valores

variando de 0 a 255 estes valores representam o grau de aptidatildeo ou seja a adequabilidade

das aacutereas agrave realocaccedilatildeo da BR-101 e natildeo se agraves aacutereas satildeo aptas ou inaptas onde 0 identifica

aacutereas inaptas ao empreendimento e 255 as mais aptas possibilitando a escolha dos locais

dentro da aacuterea mais apto que merecem um estudo detalhado com o mapeamento geoloacutegico

Ao analisar o mapa final observa-se a influecircncia tanto das restriccedilotildees quanto dos fatores

no mapa final Os mapas de restriccedilotildees inibindo as aacutereas consideradas inaptas de quaisquer

graus de adequabilidade ou seja estabelecendo aptidatildeo 0 a estas aacutereas e os fatores atribuindo

graus de adequabilidade no mapa Entre os fatores foi observado que o fator Uso do Solo

apresenta uma maior importacircncia em relaccedilatildeo aos fatores declividade e rios o que se

caracteriza nos pesos obtidos durante o processo de comparaccedilatildeo Percebe-se ainda que neste

mapa final poucas aacutereas com baixa aptidatildeo satildeo encontradas

Nas regiotildees proacuteximas ao atual traccedilado da rodovia bem como na parte inferior desta

percebe-se aacutereas de maior adequabilidade isso se daacute principalmente pela influecircncia do Fator

Uso dos Solos e a Declividade do Terreno pois o estudo levou em consideraccedilatildeo valores de

menores custos como aacutereas de pastagens e menos declivosas e que atendessem normas da

legislaccedilatildeo brasileira Ainda foi possiacutevel constatar que a anaacutelise por muacuteltiplos criteacuterios foi

bastante influenciada pelo uso do solo poreacutem a declividade e os rios satildeo fatores

fundamentais no contorno viaacuterio pois refletem um menor ou maior custo do empreendimento

Em seu trabalho Mercante et al (2005) priorizaram os custos do empreendimento de

um gasoduto e obteve como resposta as aacutereas menos declivosas e aacutereas ocupadas por

pastagem que barateariam o custo de desapropriaccedilatildeo

Benda et al (2012) em seu estudo apresentaram uma imagem final de adequabilidade

utilizando anaacutelise multicriteacuterio - fatores e restriccedilotildees Posteriormente ela limitou as aacutereas que

poderiam ser usadas para ocupaccedilatildeo com aterros controlados considerando adequabilidade

maior que 220 e aacuterea miacutenima de 20 hectares desta forma ela obteve uma aacuterea mais apropriada

dentre suas restriccedilotildees e fatores apresentados

Francisco et al (2007) em seu trabalho sobre prioridades para recuperaccedilatildeo de Aacutereas de

Preservaccedilatildeo Permanente fizeram a aplicaccedilatildeo de dois meacutetodos de anaacutelise multicriteacuterio Os dois

meacutetodos apresentaram resultados diferentes Um dos meacutetodos apresentou uma maior extensatildeo

de aacuterea com alta prioridade de recuperaccedilatildeo enquanto o outro apresentou aacutereas maiores com

baixa prioridade de meios de recuperaccedilatildeo Os usos das terras com prioridades mais altas em

ambos os meacutetodos eram de solo nu e cultura anual

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

64

MAPA FINAL DA ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO

O mapa final de adequabilidade (Figura 4) resultado da anaacutelise multicriteacuterio mostra

como aacuterea adequada agrave realocaccedilatildeo da BR-101 a sua porccedilatildeo de aacuterea inferior a localizaccedilatildeo atual

da rodovia Esta regiatildeo possui uma menor declividade pouca interferecircncia dos rios e uma

relaccedilatildeo de uso do solo mais adequada agrave implantaccedilatildeo do empreendimento

E considerando aspectos sociais e urbanos um novo traccedilado torna-se mais favoraacutevel

quando considera o fluxo ideal de veiacuteculos e pessoas aleacutem da seguranccedila do cidadatildeo que mora

no centro urbano do municiacutepio de Iconha

Figura 4 - Mapa final de adequabilidade com o uso da anaacutelise multicriteacuterio - fatores e

restriccedilotildees Fonte Autores

CONCLUSAtildeO

Com base na anaacutelise dos dados e interpretaccedilatildeo dos resultados obtidos a partir do que

foi proposto e das condiccedilotildees especiacuteficas deste trabalho conclui-se que

O uso da anaacutelise multicriteacuterio utilizando agrave loacutegica fuzzy retrata resultados mais

proacuteximos a realidade quando comparados com o zoneamento booleano por natildeo considerar

mudanccedilas abruptas

Os mapas de adequabilidades obtidos natildeo caracterizam aacutereas aptas ou inaptas mas

representam uma superfiacutecie de adequabilidade onde possuem valores de 0 (menos apto) a 255

(mais apto)

A anaacutelise multicriteacuterio por ser subjetiva pode definir diversos cenaacuterios dependente

da normalizaccedilatildeo e ponderaccedilatildeo usadas e deve ser utilizada de forma criteriosa a fim de natildeo

inserir erros na anaacutelise

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

65

Com o mapa de aptidatildeo final pode-se selecionar algumas aacutereas adequadas agrave

implantaccedilatildeo do contorno viaacuterio o que varia de acordo com o valor das variaacuteveis encontradas

Utilizando-se do mapa de adequabilidade como guia a parte inferior do mapa (Figura

4) eacute uma ampla aacuterea de alternativas possiacuteveis para a instalaccedilatildeo da nova rota da BR-101

Os resultados obtidos neste trabalho revelam as potencialidades do SIG na tomada de

decisatildeo no processo de avaliaccedilatildeo e seleccedilatildeo de aacutereas

Com a intenccedilatildeo de um melhor entendimento da aacuterea para a realocaccedilatildeo da BR-101 estudos

mais especiacuteficos podem ser realizados

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Barcelona 1995

VILAS BOAS C L Modelo Multicriteacuterios de Apoio agrave decisatildeo aplicada ao uso muacuteltiplo

de reservatoacuterios Estudo da barragem do Ribeiratildeo Jotildeao Leite 2006 Dissertaccedilatildeo(Mestrado)-

Departamento deEconomia da Universidade de Brasiacutelia BrasiacuteliaDF 2006

WIKIPEacuteDIA (2006) Disponiacutevel em lthttpptwikipediaorgwikiIconha Acesso em 8

Maio 2014

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Linhares ES

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES

sup3 Campus Caccedilapava do Sul da Universidade Federal do Pampa Caccedilapava do Sul RS 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

71

Capiacutetulo 5

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite

Landsat 5

Marx Engel Martinssup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Felipe Guadagninsup3 Carlos Henrique

Rodrigues de Oliveira4

INTRODUCcedilAtildeO

Anaacutelises multitemporais satildeo importantes ferramentas para anaacutelise ambiental devido agrave

constacircncia no imageamento dos sateacutelites e sua relativa precisatildeo nas informaccedilotildees obtidas pelos

mesmos principalmente em objetos de estudos de grande porte como rios que percorrem

mais de um estado Ao longo do tempo eles passam por alteraccedilotildees em sua dinacircmica

naturalmente no entanto os seres humanos estatildeo cada dia a interferir mais nos cursos drsquoaacutegua

atividades como agricultura e pecuaacuteria satildeo grandes causadoras de impactos em tais ambientes

mas natildeo as uacutenicas

A necessidade por energia da sociedade contemporacircnea aumenta tanto quanto cresce a

populaccedilatildeo e seu acesso equipamentos eletrocircnicos que tornam a vida mais faacutecil

No Brasil a principal fonte de energia satildeo as hidreleacutetricas sendo 6488 de toda

capacidade brasileira em operaccedilatildeo e 223 e 2477 respectivamente em construccedilatildeo e

construccedilatildeo natildeo iniciados dos novos empreendimentos em energia no paiacutes seratildeo atraveacutes de

barragens em rios (ANEEL 2007) o rio Doce passou por uma intervenccedilatildeo em seu curso

iniciada no ano de 2001 em que se construiu uma dessas usinas com o nome da cidade em

que foi construiacuteda Aimoreacutes na divisa entre Espiacuterito Santo e Minas Gerais (CICCARONE et

al 2012)

Autores como COELHO 2007 analisaram o rio Doce em aspectos socioambientais

como crescimento e dinacircmica populacional industrial atividades econocircmicas entre outros

O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) disponibiliza uma vasta seacuterie de

imagens de alguns sateacutelites dentre eles o Landsat 5 lanccedilado em 1ordm de marccedilo de 1984 com

resoluccedilatildeo espacial de 30m captando diversos comprimentos de onda da luz que vatildeo desde o

visiacutevel ao infra-vermelho proacuteximo e orbita todo o globo a cada 16 dias (USGS 2017) Devido

essas caracteriacutesticas foi escolhido para analisar os impactos causados pela construccedilatildeo da

Hidreleacutetrica de Aimoreacutes

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

A aacuterea delimitada para o enfoque do trabalho se situa na

zona 24Sul da projeccedilatildeo transversa de Mercator no datum SIRGAS 2000 com as

coordenadas dos veacutertices sendo 276405 E (m) e 7889561 N (m) 276405 E (m) e 7823450

N(m) 425511 E (m) e 7823450 N (m) 425511 E (m) e 7889561 N (m) (Figura 1)

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

72

Figura 1 - Rio Doce com enfoque para a parte espirito santense Fonte Adaptado de

GEOBASES 2002

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

O rio Doce eacute objeto de estudo por geoacutelogos desde 1825 quando se tentou por parte do

governo da entatildeo Capitania de Minas Gerais realizar um projeto de navegabilidade do Rio

onde geoacutelogos acompanhavam as expediccedilotildees de comeacutercio que incursavam o Rio em procura

de recursos minerais principalmente ouro e outros metais (ESPINDOLA 2007)

Segundo a EMBRAPA (2011) encontram-se na aacuterea de estudo os seguintes tipos de

solos Cambissolos Haacuteplicos Latossolos Amarelos Distroacuteficos Latossolos Vermelho-

Amarelos Distroacuteficos Argissolos Amarelos Distroacuteficos Argissolos Vermelhos Eutroacuteficos

Neossolos Quartzarenicos Hidromoacuterifcos aleacutem de serem encontrados afloramentos rochosos

com manto de alteraccedilatildeo

Tais solos estatildeo distribuiacutedos em um contexto geomorfoloacutegico que varia de maciccedilos

plutocircnicos na parte oeste seguidos por uma faixa de dobramentos remobilizadas que satildeo

rochas metamoacuterficas de alto grau e por fim os depoacutesitos sedimentares recentes que vatildeo ateacute a

costa (IJSN 2007)

O clima predominante na aacuterea eacute o Tropical Quente Uacutemido com um a trecircs meses secos

tambeacutem ocorrendo na porccedilatildeo oeste proacuteximo agrave divisa com Minas Gerais o semi-uacutemido com

quatro a cinco meses seco com meacutedia de temperatura anual maior que 18deg Celsius e

localizadamente na porccedilatildeo sul o Tropical Subquente Uacutemido com quatro a cinco meses secos

(IBGE 2002)

O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave

distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais

Pincipalmente estas uacuteltimas ao qual se englobam os sateacutelites dentre eles a seacuterie Landsat

Tais dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

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de onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos Seus sensores

acoplados captam sete bandas espectrais (FIGUEIREDO 2005)

Tais bandas podem ser associadas aos canais RGB (vermelho verde e azul) para o

realce de alguma feiccedilatildeo especiacutefica que tenha seu comportamento conhecido em determinado

espectro da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica o que eacute chamado de composiccedilatildeo colorida O sensor TM

do sateacutelite Landsat e suas 7 bandas captam as radiaccedilotildees do visiacutevel ao infravermelho distante

(a banda 1 capta o comprimento de 0485 microm e a banda 7 capta o de 2215 microm) (Figura 2)

(PERROTTA 2005)

Figura 2 - Radiaccedilotildees do Espectro Eletromagneacutetico Fonte SBFISICA (2010)

Segundo o INPE (2011) para combinaccedilatildeo no sistema RGB das bandas do sensor TM e

obtenccedilatildeo de imagens coloridas as seguintes feiccedilotildees satildeo realccediladas por cada composiccedilatildeo

ldquoBandas 3 2 e 1 imagens em cor natural com boa penetraccedilatildeo na aacutegua realccedilando as

correntes a turbidez e os sedimentos A vegetaccedilatildeo aparece em tonalidades esverdeadas

Bandas 4 3 e 2 define melhor os limites entre o solo e a aacutegua ainda mantendo algum detalhe

em aacuteguas pouco profundas e mostrando as diferenccedilas na vegetaccedilatildeo que aparece em

tonalidades de vermelho Bandas 5 4 e 3 mostra mais claramente os limites entre o solo e a

aacutegua com a vegetaccedilatildeo mais discriminada aparecendo em tonalidades de verde e rosa

Bandas 7 4 e 2 mostra a vegetaccedilatildeo em tons verdes e permite discriminar a umidade tanto na

vegetaccedilatildeo como no solordquo

MORAIS (2008) realizou um estudo em que analisaram uma seacuterie temporal de

imagens Landsat 5 para verificar as alteraccedilotildees da dinacircmica fluvial do rio Araguaia no Centro-

Oeste brasileiro neste estudo foi utilizada a composiccedilatildeo RGB-543 do sensor TM para

verificar a evoluccedilatildeo do canal com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da evoluccedilatildeo

da vegetaccedilatildeo na aacuterea Neste estudo ele separou o rio em zonas de acordo com vaacuterios fatores

bioacuteticos e abioacuteticos no entanto a classificaccedilatildeo final se deu de acordo com os processos

sedimentares estudando a variaccedilatildeo da deposiccedilatildeo e erosatildeo de ilhas em um rio meandrante

MAIA et al (2006) formularam um guia para estudos de manguezais do Nordeste em

que definiram o uso da mesma composiccedilatildeo utilizada por Morais para zoneamento de uso e

ocupaccedilatildeo de solo em que tinham o propoacutesito de observar diferentes feiccedilotildees geograacuteficas

antropizadas que aparecem na coloraccedilatildeo rosa tais feiccedilotildees satildeo lotes e aacutereas urbanas e corpos

de aacutegua que aparecem em azul claro quando rasos e vatildeo ficando escuros de acordo com o

aumento da sua profundidade

Em uma cena um mesmo alvo mostra diferentes comportamentos espectrais para as

diferentes bandas captadas pelos sensores (ZAKI et al 1995) e para que se consiga

interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-processamento entre elas

podemos citar o georreferenciamento e o contraste

O georreferenciamento das imagens se daacute atraveacutes de comparaccedilatildeo por exemplo uma

base cartograacutefica pontos de controle obtidos com um equipamento GPS ou uma outra

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

74

imagem previamente corrigida aplicando-se alguma teacutecnica de registro de imagem em que se

observa uma feiccedilatildeo e utilizam-se suas coordenadas para as mesmas feiccedilotildees na imagem que se

deseja georreferenciar por exemplo corpos drsquoaacutegua cruzamentos de ruas ou entatildeo qualquer

feiccedilatildeo que seja possiacutevel de se observar (CAMPBELL 2002)

O contraste que consiste em melhorar a visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons

de cinza utilizando-se de funccedilotildees lineares ou natildeo que modificam o histograma original

convertendo-o em outro que manteacutem a mesma variaccedilatildeo entre os tons de cinza no entanto com

um niacutevel de melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al 1984)

Apoacutes o preacute-processamento das imagens foi feita a composiccedilatildeo colorida pois a

distinccedilatildeo entre cores eacute mais faacutecil do que entre tons de cinza por isso atribui-se a cada banda

da imagem uma cor no sistema RGB para as feiccedilotildees captadas em cada banda sejam

evidenciadas por seus respectivos canais (MOHAMED 2012)

Os rios como exemplo de ambiente aquaacutetico satildeo reconhecidos pelos tipos de seus

canais que satildeo usualmente divididos em quatro principais tipos retiliacuteneos meandrantes

entrelaccedilado e anastomosado sendo divididos pela sua sinuosidade os retiliacuteneos satildeo os mais

retos os meandrantes os mais sinuosos e com barras de acumulaccedilatildeo de sedimentos em um

lado e deposiccedilatildeo em outro os entrelaccedilados possuem acumulaccedilotildees no meio e satildeo pouco

sinuosos jaacute os anastomosados conteacutem barras que os dividem e depois destas barras eles

voltam a se encontrar Essas formas satildeo padrotildees no entanto podem ser observadas

formas intermediaacuterias entre estes tipos (MENDES 1984)

Para DELLA FAacuteVERA (2001) os depoacutesitos de rios conteacutem variaccedilotildees de acordo com

o regime de fluxo sendo que ora podem ter gratildeos grossos ora gratildeos finos independente do

tipo de rio e satildeo na maioria das vezes transportados por meio de traccedilatildeo entre as partiacuteculas No

rio Doce a grande maioria dos depoacutesitos eacute da fraccedilatildeo areia a cascalho contendo

minoritariamente gratildeos na fraccedilatildeo silte

Nesse contexto MELLO et al (2005a e 2005b) e HATUSHIKA et al (2007)

realizaram estudos no rio Doce e perceberam que as mudanccedilas no curso do rio satildeo causadas

por uma neotectocircnica o que explica as mudanccedilas no curso do rio e a formaccedilatildeo do sistema de

lagos adjacente principalmente na cidade de Linhares-ES Realizaram inclusive um estudo

geofiacutesico de alta resoluccedilatildeo no maior dos lagos da regiatildeo a lagoa Juparanatilde e dataram que os

depoacutesitos desse lago satildeo iniciados a partir de 9000 anos indicando que este lago eacute um antigo

canal do rio Doce que foi alterado devido um sistema tectocircnico extensional com direccedilatildeo NW-

SE que gerou esta alteraccedilatildeo abrupta no curso do mesmo sendo assim possiacutevel encontrar

sedimentos arenosos neste rio com grande sinuosidade

O movimento das partiacuteculas de qualquer tamanho em um fluido se daacute por trecircs

mecanismos rolamento saltaccedilatildeo e suspensatildeo Em baixas velocidades de corrente apenas

partiacuteculas finas e de baixa densidade podem ser carregadas em suspensatildeo ainda nesse

regime as que estejam na fraccedilatildeo areia se movem por rolamento ou por saltaccedilatildeo minerais

placoacuteides como micas flutuam mais devido agrave sua alta superfiacutecie e demoram mais para

depositar Com um pequeno incremento da velocidade todas as variaccedilotildees de silte e algumas

de areia podem ser mantidas em suspensatildeo gracircnulos e seixos pequenos se movem por

saltaccedilatildeo e material mais grosso por rolamento Tais processos satildeo os mesmos na aacutegua e no

ar no entanto devido agrave massa e a viscosidade da aacutegua serem maiores nela satildeo mais efetivos

necessitando de menor velocidade nesta do que no ar A faixa em que ocorre erosatildeo e

deposiccedilatildeo de sedimentos relativos agrave velocidade do fluxo altura da coluna drsquoaacutegua e

o tamanho de gratildeo (NICHOLS 2007)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

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METODOLOGIA

Para realizaccedilatildeo do trabalho foi necessaacuteria a obtenccedilatildeo das imagens do sensor TM do

sateacutelite Landsat 5 nas oacuterbitas 215 e 216 nos pontos 73 e 74 Tais imagens estatildeo disponiacuteveis

gratuitamente no endereccedilo eletrocircnico do INPE Para que se possa descarregar as imagens eacute

necessaacuterio efetuar um cadastro junto ao site (httpwwwdgiinpebrCDSR) e escolher as

oacuterbitas e os pontos que satildeo desejados apoacutes isso faz-se o pedido e as imagens satildeo

disponibilizadas no email cadastrado com as sete bandas disponiacuteveis

Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem de

distintas estaccedilotildees do ano para que houvesse alternacircncia entre o periacuteodo de seca e de chuva

pois assim seria possiacutevel observar as variaccedilotildees extremas da dinacircmica fluvial O Quadro 1

mostra as imagens que melhor se encaixaram nesse perfil durante o periacuteodo analisado que eacute

antes da construccedilatildeo da Hidreleacutetrica de Aimoreacutes e depois de sua construccedilatildeo no total foram

obtidas trinta e seis imagens que foram utilizadas para compor nove cenas destas foram

utilizadas trecircs bandas de cada (5 4 e 3)

Quadro 1 - Descriccedilatildeo das caracteriacutesticas das imagens de sateacutelite utilizadas Fonte

Autores

Cena 1

Cena 2

Cena 3

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

21673 15022001

21673 11092001

21673 13062003

21674 15022001

21674 11092001

21674 13062003

21573 08022001

21573 19082001

21573 22062003

21574 08022001

21574 19082001

21574 22062003

Cena 4

Cena 5

Cena 6

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

21673 19102003

21673 23072006

21673 20032007

21674 19102003

21674 23072006

21674 05042007

21573 10092003

21573 14062006

21573 13032007

21574 10092003

21574 14062006

21574 29032007

Cena 7

Cena 8

Cena 9

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

21673 27082007

21673 12052009

21673 21072011

21674 27082007

21674 12052009

21674 21072011

21573 20082007

21573 19042009

21573 30072011

21574 20082007

21574 19042009

21574 30072011

As imagens depois de descarregadas necessitaram que fosse realizado seu preacute-

processamento em ambiente de Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu

em georreferenciaacute-las utilizando como paracircmetro de comparaccedilatildeo as ortofotos do IEMA

(2007) aplicaccedilatildeo de contraste linear aumentando linearmente os tons de cinza no entanto

mantendo a proporccedilatildeo original Este procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5

4 e 3 para todas as nove cenas

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

76

Foram utilizadas as imagens preacute-processadas com seus tons de cinza individualmente

realccedilados para entatildeo ser feita a composiccedilatildeo colorida RGB (543) Segundo Florenzano (2008)

essa composiccedilatildeo colorida realccedila corpos drsquoaacutegua com baixa e alta carga sedimentar suspensa

ficando estes com coloraccedilatildeo azul escuro e azul claro respectivamente

Cada banda realccedila uma feiccedilatildeo especiacutefica sendo que a para o sensor utilizado a banda

3 oferece boa resposta com corpos drsquoaacutegua e evidencia caracteriacutesticas como o teor de

sedimentos presentes neles ou suas profundidades sendo maior a reflectacircncia para alta carga

sedimentar e maiores profundidades

Foram observados nas imagens os locais em que haviam barras de acumulaccedilotildees de

sedimentos ao longo do curso do rio (Figura 3) A partir dessas imagens foi realizado o

trabalho de campo entre os dias 03 e 06 de julho de 2013 onde foram coletados 12

testemunhos com um metro de profundidade e diacircmetro de 60 mm cada com o intuito de

fazer a anaacutelise textural dos sedimentos para avaliar o potencial de transporte sedimentar do

rio apoacutes a construccedilatildeo da barragem da Usina Hidreleacutetrica de Aimoreacutes Foram marcados os

locais com equipamento GPS de navegaccedilatildeo da marca Garminreg o percurso foi feito em

veiacuteculo da UFES

O processo de amostragem em campo (Figura 4A B C D E e F) consistiu em inserir

os tubos nos sedimentos com auxiacutelio de uma marreta e posteriormente retiraacute-lo com auxiacutelio de

duas abraccediladeiras de metal contendo quatro parafusos que as prendiam e facilitava a retirada

Tal processo foi dificultado devido ao fato dos sedimentos em alguns pontos estarem com

alto teor de umidade Depois de retirados os tubos eram identificados e lacrados com tampas

tal teacutecnica eacute similar no entanto mais simples que a utilizada por MARTIN et al(1995)

Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de

sedimentologia da UFES onde foram preparadas para as seguintes anaacutelises textural

granulomeacutetrica e mineraloacutegica

O primeiro passo foi abrir os tubos sem danificar ou perder o material contido em seu

interior (Figura 5A e B)

Apoacutes abertos os tubos foram deixados um dia expostos ao sol para que fossem

previamente secos para posterior anaacutelise textural preliminar que implicou na observaccedilatildeo do

grau de arredondamento dos sedimentos feita utilizando uma lupa binocular Coleman em

toda a seccedilatildeo amostrada misturando-se parte dos sedimentos e colocando-os em uma placa

petri

Os sedimentos foram passados por um quarteador para homogeneizaccedilatildeo da amostra e

obtidos no miacutenimo cinquenta gramas de amostra pois segundo FOLK (1980) eacute o miacutenimo

necessaacuterio para anaacutelise de sedimentos na fraccedilatildeo areia ou superior E colocados em uma placa

petri utilizando-se uma placa para cada amostra pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo de

dois diacutegitos foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada

placa e colocados na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24

horas Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados

durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz em agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de

peneiras de malhas 4760 2000 1410 500 250 125 74 37 microm

Entatildeo as fraccedilotildees dos sedimentos retidos em cada peneira foram pesadas para posterior

processamento no software Gradistat (Blott e Pye 2001) Este software eacute uma macro feita no

Excelreg para suiacutete de aplicativos Officereg da Microsoftreg ou compatiacuteveis que ao se inserir os

pesos obtidos calcula alguns paracircmetros texturais como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo

assimetria e curtose usando os paracircmetros definidos por FOLK E WARD (1957)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

77

Figura 3 - Pontos onde houve visitaccedilatildeo em alguns natildeo foi possiacutevel realizar amostragem Fonte Modificado de GEOBASES 2002

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

78

Figura 4 - Processo de amostragem em campo A ndash Equipamentos utilizados B ndash Inserccedilatildeo e

identificaccedilatildeo dos tubos C ndash Teacutermino da inserccedilatildeo D ndash Retirada da amostra E ndash Abertura das

abraccediladeiras F ndash Finalizaccedilatildeo do processo de abertura Fonte Autores

Figura 5 - Corte dos tubos utilizando uma serra eleacutetrica com disco diamantado A - Processo

de corte e B - Tubo cortado Fonte Autores

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RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Depois de processadas e analisadas as imagens orbitais delimitou-se oito segmentos

do rio (Figura 6) em que foram feitos recortes nas nove imagens e colocadas lado a lado para

melhor visualizaccedilatildeo das mudanccedilas no curso ao longo do periacuteodo analisado

Nas imagens eacute possiacutevel observar as variaccedilotildees sazonais ao qual o rio eacute submetido no

trecho estudado onde em determinadas eacutepocas do ano ele expotildee as barras de acumulaccedilatildeo e

em outras ele as afoga isso devido agrave sazonalidade natural das estaccedilotildees mais e menos

chuvosas em seu percurso

Para cada segmento foi realizado um mosaico com as nove imagens da seacuterie temporal

No mosaico as imagens estatildeo numeradas de um a nove como numa matriz de trecircs

linhas por trecircs colunas nesta a numeraccedilatildeo cresce da esquerda para direita sendo as imagens

de um a trecircs na primeira linha de quatro a seis na segunda e por fim de sete a nove na

terceira sendo as datas das imagens fevereiro de 2001 Agosto e Setembro de 2001 junho de

2003 setembro e outubro de 2003 junho de 2006 marccedilo de 2007 outubro de 2007 abril e

maio de 2009 e julho de 2011 respectivamente

Em algumas imagens a cobertura de nuvens eacute excessiva e impede uma boa

visualizaccedilatildeo das variaccedilotildees ocorridas

Figura 6 - Mapa de localizaccedilatildeo das imagens da seacuterie temporal sobrepondo relevo

sombreado recursos hiacutedricos e pontos coletados Fonte Modificado de GEOBASES (2002) e

USGS (2011)

Os segmentos em que satildeo observadas maiores mudanccedilas no curso do rio satildeo

respectivamente ldquoArdquo e ldquoHrdquo

No primeiro estaacute localizada a barragem da hidreleacutetrica e o desvio construiacutedo no curso

do rio um canal de grande porte que eacute possiacutevel ser visualizada sua construccedilatildeo desde o iniacutecio

em 2001 que em 2006 ele jaacute estava com fluxo sedimentar a usina jaacute operava nesta eacutepoca

Nas subimagens A1 A3 A6 e A8 eacute possiacutevel observar uma coloraccedilatildeo azul mais clara no curso

do rio fato devido agrave corresponderem ao periacuteodo de maior pluviosidade e consequente maior

carga sedimentar suspensa (Figura 7)

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

80

No segundo observa-se uma estrutura que segue o curso do rio e quando este faz a

curva para sul ele continua para leste (seta nas imagens H1 a H9 da figura 8) um pouco a

norte do ponto XII com exceccedilatildeo das imagens H4 e H5 o que parece ser um paleocanal que

desembocava no mar apresentando a mesma resposta espectral de aacutereas de margem que satildeo

tomadas pela vegetaccedilatildeo (cor verde clara)

A imagem H1 apresenta poucas acumulaccedilotildees de sedimentos no local em que foi

marcado o ponto XII aparentemente natildeo eacute possiacutevel de ser acessado pela margem Na imagem

H2 satildeo exibidos muitos bancos de areia o do local onde foi marcado o ponto XII tem pequena

extensatildeo Nota-se ainda que o mar exibe uma coloraccedilatildeo azul clara indicando carga

sedimentar suspensa

A imagem H3 conteacutem uma grande acumulaccedilatildeo no ponto XII e carga suspensa

intermediaacuteria pelo tom de azul natildeo ser tatildeo escuro nem tatildeo claro ficando mais escuro em

direccedilatildeo ao mar

Na parte visiacutevel da imagem H5 percebe-se pouca profundidade do canal indicada pela

cor azul escuro com barras de sedimentos no curso e baixa carga suspensa A imagem H6

exibe a barra lateral e com dimensatildeo reduzida no meio do rio natildeo eacute possiacutevel distinguir

acumulaccedilotildees sazonais apenas as ilhas vegetadas

A imagem H7 exibe acumulaccedilatildeo no ponto XII e pequenas barras ao longo do curso

aleacutem de baixa carga suspensa mostradas pela coloraccedilatildeo azul escuro A imagem H8 eacute de um

periacuteodo de cheia do rio no entanto eacute observado um pequeno banco de areia no local do ponto

XII

Nota-se que na imagem H9 a carga sedimentar no mar eacute maior que nas imagens

anteriores devido agrave pluma de sedimentos de cor azul clara e que aparentemente o rio estaacute

mais raso proacuteximo agrave desembocadura devido as barras no seu curso serem maiores que nos

anos anteriores Sendo a carga suspensa baixa e como o mar conteacutem uma pluma sedimentar

maior que nos anos anteriores o processo de transporte que pode estar ocorrendo

pode ser o de traccedilatildeo com posterior retrabalhamento

Todas as amostras foram obtidas a jusante da barragem da Usina Hidreleacutetrica de

Aimoreacutes Com a anaacutelise dos sedimentos de acordo com a metodologia citada anteriormente

foram obtidos os resultados que seratildeo expostos a seguir

O arredondamento observado nas amostras varia de anguloso a sub anguloso nas

amostras obtidas ateacute o ponto 8 os seguintes passam a apresentar o grau sub anguloso a

arredondado raramente bem arredondado A mineralogia apresentou predominacircncia de

quartzo variando entre 95 a 97 das amostras devido a este fato natildeo foram

caracterizados com detalhe os outros minerais que compunham as amostras sendo

observados micas muscovita biotita lepidolita granada epidoto e minerais ferrosos como

ilmenita e magnetita Tais minerais satildeo compatiacuteveis com as rochas da regiatildeo o que jaacute era

esperado

Os paracircmetros adotados para interpretaccedilatildeo dos dados foram os de FOLK E WARD

(1957) citados por BLOTT E PYE (2001) no software GRADISTAT pois satildeo formas

descritivas que se relacionam com as caracteriacutesticas dos sedimentos ao inveacutes de valores

numeacutericos obtidos puramente por caacutelculos matemaacuteticos O resultado das anaacutelises eacute o exibido

no Quadro 2

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

81

Figura 7 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a

hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)

Figura 8 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a

hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

82

Quadro 2 - Resultados obtidos a partir do software GRADISTAT Fonte Autores

Amostra Granulometria

Mediana Selecionamento Assimetria Curtose

I Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado Assimetria Negativa

Extremamente

Leptocuacutertica

II Areia Meacutedia

Moderadamente

Selecionado

Assimetria Muito

Negativa Leptocuacutertica

III Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado Assimetria Negativa Mesocuacutertica

IV Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado Assimetria Negativa

Extremamente

Leptocuacutertica

V Areia Grossa

Pouco

Selecionado

Assimetria Muito

Positiva Mesocuacutertica

VI Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Mesocuacutertica

VII Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado

Assimetria Muito

Positiva Paticuacutertica

VIII Areia Meacutedia

Moderadamente

Selecionado Simeacutetrico Platicuacutertica

IX Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica

X Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica

XI Areia Grossa

Pouco

Selecionado

Assimetria Muito

Positiva Leptocuacutertica

XII Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica

A assimetria eacute o grau de desvio de uma curva no sentido horizontal podendo esse

desvio ser positivo ou negativo medindo a distribuiccedilatildeo da frequecircncia e marca a posiccedilatildeo da

meacutedia em relaccedilatildeo agrave mediana descrevendo se a curva eacute ou natildeo simeacutetrica Sendo assimeacutetrica

pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado das fraccedilotildees grossas ou das finas

podendo ser negativa ou positiva respectivamente (TAVARES et al 2010)

Esse padratildeo de distribuiccedilatildeo das granulometrias areia meacutedia com assimetria negativa

ateacute a amostra IV indica que os depoacutesitos foram mais retrabalhados talvez porque se

encontram em porccedilotildees de acumulaccedilotildees de sedimentos com maior porte o que as torna

naturalmente mais retrabalhaacuteveis Jaacute os padrotildees das amostras pouco selecionadas satildeo

depoacutesitos de menores dimensotildees e podem estar em processo de formaccedilatildeo Ou entatildeo foram

erodidos no uacuteltimo pulso de cheia e estatildeo em processo de reformulaccedilatildeo Esse conceito eacute

explicado em NICHOLS (2007) sendo o padratildeo deposicional de um rio entrelaccedilado

A anaacutelise da curtose reforccedila tal argumento pois quanto mais platicuacuterticas as

distribuiccedilotildees os sedimentos tendem a ser misturas de populaccedilotildees diferentes e quando

leptocuacuterticas satildeo afetados por correntes de fundo ou algum evento deposicional que

removeu alguma fraccedilatildeo Os que estatildeo mesocuacuterticos natildeo fornecem consistecircncia para

afirmaccedilatildeo alguma assim como observado por Tavares et al(2010) em um contexto

semelhante

Proacuteximo a represa no ponto II observam-se gratildeos em fraccedilotildees denominadas por FOLK

E WARD (1957) como cascalho muito grosso sendo um ambiente de alta energia pois

quando as comportas satildeo abertas liberam toda energia potencial que estava acumulada

diminuindo gradativamente conforme vatildeo sendo fechadas causando a deposiccedilatildeo destes

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

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sedimentos que tem o caraacuteter bem arredondado em sua maioria tal fato indica seu

retrabalhamento e transporte por rolamento

No ponto IV ao cavar poucos centiacutemetros a partir da superfiacutecie eacute possiacutevel observar

estratificaccedilatildeo cruzada de baixo acircngulo com um niacutevel de minerais pesados tornando-a mais

visiacutevel tal fato indica deposiccedilatildeo de material em suspensatildeo

Na cidade de Colatina observam-se largos bancos de areia que estreitam o rio no

ponto amostral VI

No bairro Bebedouro em Linhares Ponto IX foi observado na margem do rio um

padratildeo deengrossamento para o topo com seixos imbricados ou seja mostram-se aqui as

fraccedilotildeesmais finas na base e um evento que depositou estes sedimentos mais grosseiros por

traccedilatildeo devido ao seu imbricamento

Proacuteximo agrave foz do rio eacute encontrado um niacutevel de minerais pesados finos

Tais niacuteveis de finos satildeo encontrados junto com a amostra XII que predomina a

granulometria grossa o graacutefico da distribuiccedilatildeo nesta amostra tem assimetria positiva ou seja

a tendecircncia para fraccedilotildees menores Analisando o caraacuteter muito leptocuacutertico da amostra

evidencia-se que foram eventos deposicionais distintos que trouxeram tais sedimentos para

este local Fator indicativo das variaccedilotildees do gradiente energeacutetico do rio

CONCLUSAtildeO

As evidentes variaccedilotildees na dinacircmica fluvial do Doce satildeo visualizadas em diversas

escalas e conjunto de dados observados Seja nas imagens de sateacutelite seja nos bancos de areia

ora submersos ora emersos ainda quando se analisa as fraccedilotildees dos sedimentos presentes nos

mesmos

A maior presenccedila de sedimentos grosseiros na parte jusante do rio e sua tendecircncia a

afinar a fraccedilatildeo assimetria muito positiva eacute evidecircncia de uma perda de energia do rio que

devido sua alta energia tendia a carregar sedimentos mais grossos vem agora diminuindo seu

poder de transporte dessas fraccedilotildees e comeccedila a acumular material mais finoSeu caraacuteter de rio

entrelaccedilado anterior pode estar variando a um padratildeo anastomosado de menor energia

A construccedilatildeo de hidreleacutetricas em rios inegavelmente altera seus cursos A questatildeo a se

fazer nesse momento eacute a seguinte O dano causado ao rio gera benefiacutecios que compensa sua

degradaccedilatildeo A resposta eacute relativa gera benefiacutecios a quem Agraves empresas que lucram com a

venda da energia obviamente a resposta eacute sim Agrave populaccedilatildeo que depende e sempre dependeu

do rio para suas diversas atividades sejam quais forem a resposta evidentemente eacute natildeo

Esperamos que um dia a preservaccedilatildeo do meio ambiente seja a prioridade da sociedade ao

inveacutes dos lucros de alguns poucos indiviacuteduos

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sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Cachoeiro de Itapemirim ES

sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES

sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da

Sauacutede Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

89

Capiacutetulo 6

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

Rafael de Oliveira Costasup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3 Carlos

Henrique Rodrigues de Oliveira4

INTRODUCcedilAtildeO

Podemos caracterizar as zonas costeiras com base na sua localizaccedilatildeo geograacutefica

continente oceano Estas satildeo regiotildees sujeitas a contiacutenuas alteraccedilotildees morfodinacircmicas e

apresentam grande variabilidade temporal e espacial em funccedilatildeo dos processos continentais e

marinhos Evidenciando a dinacircmica erosiva e deposicional caracterizada pela accedilatildeo das ondas

mareacutes correntes costeiras e tambeacutem a accedilatildeo fluvial (SILVA et al 2004)

Essas accedilotildees movimentam continuamente as linhas de costa muitas vezes na mesma

direccedilatildeo mas frequentemente em direccedilotildees opostas Como resultado a forma da linha de costa

sofre alteraccedilotildees (WILLIAMS et al 1992)

Ambientes costeiros associados agrave foz de rios estatildeo sujeitos a constantes alteraccedilotildees

morfodinacircmicas originados tanto por processos fluviais como marinhos Areias e outros

materiais satildeo movidos para a praia ou fora dela por correntes e ondas Com isso os

movimentos sazonais dos materiais costeiros criam usualmente amplas praias no veratildeo

substituiacutedas por estreitas praias no inverno em um verdadeiro ciclo anual Durante a accedilatildeo das

mareacutes de tempestades vaacuterias aacutereas podem ser inundadas em questatildeo de horas

Sendo assim conhecer os agentes que atuam na variaccedilatildeo morfodinacircmica levando em

consideraccedilatildeo o espaccedilo-tempo das diferentes regiotildees costeiras eacute de suma importacircncia

principalmente para esse estudo que eacute associado a desembocadura do rio pois dessa forma eacute

possiacutevel estabelecer cenaacuterios com base no comportamento desse ambiente que deve ser

utilizado como fator para o planejamento do uso e ocupaccedilatildeo do solo e tambeacutem para o

desenvolvimento de projetos de engenharia que venham a interferir na dinacircmica sedimentar

costeira (SILVA et al 2004)

Com base no exposto este trabalho tem como objeto de estudo principal a constituiccedilatildeo

e a variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo associado agrave foz do rio Itapemirim Este estudo

tem como base a anaacutelise histoacuterica das variaccedilotildees morfoloacutegicas ocorridas no local e sua relaccedilatildeo

com a descarga liacutequida do rio que seraacute feita por meio de anaacutelises de imagens em uma seacuterie

temporal Aleacutem de contar com a anaacutelise da atual contribuiccedilatildeo do aporte de sedimentos

fluviais na constituiccedilatildeo e variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo que seraacute feito por meio de

anaacutelise sedimentoloacutegicas

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

O Rio Itapemirim tem suas nascentes mais distantes localizadas na Serra do Caparaoacute

formadas pelos rios Braccedilo Norte Esquerdo e Braccedilo Norte Direito que se unem no municiacutepio

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

90

de Alegre Mais a jusante as aacuteguas do Itapemirim recebem contribuiccedilatildeo do rio Castelo no

distrito de Coutinho municiacutepio de Cachoeiro de Itapemirim O uacuteltimo grande afluente antes

da desembocadura no Oceano Atlacircntico eacute o Rio Muqui que junta-se ao Itapemirim no

municiacutepio de Itapemirim desaguando na altura de Marataiacutezes no Espiacuterito Santo

A aacuterea de trabalho localiza-se entre as coordenadas UTM E 308000 m e N 7682000

m E 320000 m e N 7682000 m E 320000 m e N 7672000 m E 308000 m e N 7672000

m (Figura 1)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo Fonte Autores

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL

SENSORIAMENTO REMOTO

O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave

distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais Tais

dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos de

onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos (FIGUEIREDO

2005) Um exemplo eacute o sateacutelite Landsat que utiliza os sensores instalados na oacuterbita e capta

sete bandas espectrais

Essas bandas podem estar associadas aos canais RGB (red - vermelho green - verde e

blue - azul) que satildeo utilizadas para obter um realce de uma determinada feiccedilatildeo formando a

composiccedilatildeo colorida De acordo com INPE (2011) no sistema RGB as bandas 5 4 e 3 do

sensor TM quando combinadas mostram mais claramente os limites entre o solo e a aacutegua

com a vegetaccedilatildeo natildeo tatildeo evidente aparecendo em tonalidades de verde e rosa

Em um estudo no rio Araguaia localizado na porccedilatildeo Centro-Oeste do Brasil Morais

(2008) analisou uma seacuterie temporal com imagens do Landsat 5 com o intuito de verificar a

alteraccedilatildeo da dinacircmica fluvial utilizando as bandas 5 4 e 3 do sensor TM e com isso pode

verificar a evoluccedilatildeo do canal do rio com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da

evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

91

PROCESSAMENTO E INTERPRETACcedilAtildeO DE IMAGENS

Para que se consiga interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-

processamento entre elas podemos citar o georreferenciamento e o contraste O contraste eacute

feito para que ocorra uma melhor visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons de cinza

atraveacutes da modificaccedilatildeo do histograma original formando outro que iraacute manter a mesma

variaccedilatildeo entre os tons de cinza poreacutem com uma melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al

1984)

O georreferenciamento eacute o processo de atribuir coordenadas geograacuteficas a pontos na

imagem ou vetor como por exemplo uma feiccedilatildeo de faacutecil observaccedilatildeo e identificaccedilatildeo nas duas

imagens e que tenha coordenada conhecida para se aplicar a teacutecnica de registro de imagem ou

ainda utilizando pontos de controle (CAMPBELL 2002)

MEacuteTODO GPR

O meacutetodo de radar de penetraccedilatildeo no solo (GPR) eacute um meacutetodo eletromagneacutetico que

consiste em obter uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie atraveacutes da transmissatildeo e

reflexatildeo de ondas eletromagneacuteticas de altas frequecircncias (10 ndash 1000 MHz) para localizar

feiccedilotildees geoloacutegicas rasas ou objetos enterrados pelo homem O princiacutepio fiacutesico e a

metodologia de aquisiccedilatildeo de dados GPR satildeo semelhantes agrave teacutecnica de reflexatildeo siacutesmica e a

teacutecnica de sonar poreacutem o GPR fundamenta-se na transmissatildeo e reflexatildeo de ondas

eletromagneacuteticas (EM) (PORSANI 1999)

O equipamento de GPR (Figura 2) eacute composto de um par de antenas um gerador de

ondas eletromagneacuteticos antena transmissora e um sistema para registro destas ondas a antena

receptora Uma das antenas eacute usada para transmitir um sinal eletromagneacutetico atraveacutes da

subsuperfiacutecie ao passo que a outra capta estes sinais apoacutes a sua reflexatildeo por diferentes alvos

no subsolo A propagaccedilatildeo do sinal EM depende da frequecircncia do sinal transmitido e das

propriedades eleacutetricas dos materiais as quais dependem principalmente do conteuacutedo de aacutegua

presente no solo Topp (1980 citado por BORGES 2002) sendo a atenuaccedilatildeo do sinal da

onda EM proporcional ao conteuacutedo de aacutegua Quando o pulso transmitido encontra mudanccedilas

abruptas nas propriedades dieleacutetricas parte da energia eacute refletida e difratada sendo captada

em superfiacutecie pela antena receptora A energia refletida eacute registrada em funccedilatildeo do tempo de

atraso amplificada e digitalizada atraveacutes de um computador posteriormente o resultado do

processamento dos dados disponibiliza uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie

(BORGES 2002)

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

92

Figura 2 - Constituintes baacutesicos do GPR Fonte Neal (2004)

CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL

Segundo Almeida (1977) a aacuterea estudada estaacute inserida regionalmente agrave leste da

Proviacutencia Mantiqueira que eacute paralela agrave costa atlacircntica do sudeste e sul do Brasil delineando

uma faixa de direccedilatildeo NE-SW com mais de 3000 km de comprimento que se estende do sul

da Bahia ateacute o Uruguai Localizada a leste do Craacuteton Satildeo Francisco aleacutem de fazer limite com

as proviacutencias Tocantins Satildeo Francisco e Paranaacute e eacute bordejada ao leste pela margem

continental e pelas bacias costeiras do Espiacuterito Santo Campos Santos e Pelotas

O embasamento da Formaccedilatildeo Barreiras estudada compreende rochas do Complexo

Paraiacuteba do Sul que de acordo com RADAMBRASIL (1983) constitui gnaisses de idade

Neoproterozoacuteica Estas rochas fazem contato com o Complexo Juiz de Fora que

constituemrochas de origem iacutegnea representadas por granitos gabros e charnockitos datadas

do Paleoproterozoacuteico

Sobre este embasamento depositam-se na regiatildeo os sedimentos Cenozoacuteicos

continentais classificado por Amador (1982) como Grupo Barreiras e devido a seus estudos

permitiu uma individualizaccedilatildeo de uma unidade lito-estratigraacutefica com idade Neoacutegena

Na Figura 3 estaacute evidenciando a aacuterea de estudo no mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo

podendo observar duas litologias diferentes na aacuterea demarcada que fica bem evidenciado na

Figura 4

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

93

Figura 3 - Mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo abrangendo a aacuterea investigada neste

estudoFonte Adaptado de Bizzi et al (2013)

Figura 4 - Coluna litoestratigraacutefica do Espiacuterito Santo com ecircnfase nas litologias presente na

aacuterea Fonte Adaptado de Bizzi et al (2013)

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

94

GRUPO BARREIRAS

O Grupo Barreiras foi agrave primeira unidade estratigraacutefica documentada no Brasil

ocorrendo ao longo do litoral brasileiro desde o Rio de Janeiro ateacute o estado do Amapaacute

recobrindo depoacutesitos sedimentares do mesozoacuteicos de diversas bacias costeiras (BEZERRA et

al 2005)

Os estudos sobre os depoacutesitos correspondentes ao Barreiras foram empregados pela

primeira vez quando Branner (1902 citado por AMADOR 1982) fez a primeira referecircncia a

esta unidade caracterizando-a como ldquouma sucessatildeo contiacutenua de sedimentos pouco ou natildeo

consolidados presentes na costa nordestinardquo

De acordo com Arai (2006) a regularidade no modo de ocorrecircncia e na caracteriacutestica

litoloacutegica eacute incompatiacutevel com a origem continental utilizada tradicionalmente para

caracterizar a origem do Barreiras o que constitui um misteacuterio sua procedecircncia pela

existecircncia de estudos com evidecircncias que revelam seu caraacuteter marinho da mesma forma que

a idade do Grupo Barreiras tem sido motivo de muita controveacutersia entre diversos autores em

funccedilatildeo de seu pobre conteuacutedo fossiliacutefero a sua vasta distribuiccedilatildeo e variaccedilatildeo espacial Na

literatura mais antiga a idade variava de Oligo-mioceno a Plioceno Segundo Bezerra et al

(2005) a idade da Formaccedilatildeo Barreiras tem sido atribuiacuteda ao intervalo de tempo que varia do

Mioceno ateacute o Plioceno-Pleistoceno

Recentemente Arai (2006) subdividiu o Grupo Barreiras em duas unidades distintas de acordo

com seus periacuteodos de deposiccedilatildeo Barreiras Inferior e Superior

A unidade Barreiras Inferior representa a eacutepoca em que a margem continental

brasileira recebia depoacutesitos duratte a transgressatildeo ocorrida no intervalo Aquitaniano ndash

Serravaliano (Eomioceno a Mesomioceno) acumulando uma grande quantidade de

sedimentos nas aacutereas hoje emersas do continente Esses depoacutesitos transgressivos e de mar alto

satildeo reconhecidos sob a forma de unidades litoestratigraacuteficas quase contiacutenuas ou em formas

mais isoladas tendo sido sedimentados principalmente na regiatildeo litoracircnea que atualmente se

estende da Foz do Amazonas ao estado do Rio de Janeiro onde o relevo plano teria

propiciado o avanccedilo do onlap para continente adentro (ARAI 2006)

Uma discordacircncia erosiva Tortoniana (Mioceno) delimita a interface entre as duas

Unidades distintas A discordacircncia representa uma queda eustaacutetica provocada por um periacuteodo

de glaciaccedilatildeo no Neoacutegeno sendo identificada em seccedilotildees siacutesmicas onde eacute reconhecida como

ldquoMarco Cinzardquo A idade Tortoniana foi atribuiacuteda atraveacutes da dataccedilatildeo de nanofoacutesseis Discoaster

hamatus (N-630) e D neorectus (N-635) Viana et al (1990 citado por ARAI 2006)

A unidade Barreiras Superior foi depositada durante o Plioceno que de acordo com as

curvas eustaacuteticas propostas por Haq Hardenbol e Vail (1987 citado por ARAI 2006) teria

ocorrido uma nova transgressatildeo e muitas das aacutereas erodidas receberam uma nova cobertura

sedimentar constituindo o ldquoBarreiras Superiorrdquo

CARACTERIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO

A aacuterea de estudo apresenta topografia variando de suavemente ondulada a plana

sendo que 84 de suas aacutereas possuem declividade abaixo de 30 O tipo de solo

predominantemente eacute o latossolo vermelho amarelo distroacutefico com fertilidade variando de

meacutedia a baixa textura areno-argilosa apresentando pH em torno de 50 com baixos teores de

mateacuteria orgacircnica exigentes em complementaccedilatildeo de fertilizantes e correccedilatildeo de solos A

temperatura meacutedia anual eacute de 22ordm C ficando as maacuteximas entre 28ordm C e 30ordm C enquanto que as

miacutenimas giram em torno de 15ordm C O litoral capixaba possui um regime micromareal (micro-

mareacute) cuja amplitude de mareacute segundo DHN (1994) varia de 140 m a 150 m atingido

durante a mareacute de siziacutegia a amplitude de cerca de 170 m O clima eacute quente poreacutem

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95

amenizado pelas fortes brisas marinhas A meacutedia anual de precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica situa-se

em torno de 900 mm (ALBINO 1999)

METODOLOGIA

Os materiais cartograacuteficos utilizados para processamento dos dados deste trabalho satildeo

provenientes do Geobases (2002) e compreendem curva de niacutevel drenagem limites e vias

de acesso

As imagens Landsat e RapidEye foram retiradas do endereccedilo eletrocircnico do INPE e do

MMA (Ministeacuterio do Meio Ambiente) respectivamente

O processamento dos dados foi realizado por meio do software Arcgis 103 e Spring

526 Os dados estatiacutesticos foram gerados pelo software Gradstat e os perfis do GPR foram

processados pelo programa Reflex

O GPS de navegaccedilatildeo foi utilizado como uma ferramenta para identificaccedilatildeo dos pontos

no campoUtilizou-se ainda um GPS topograacutefico para georreferenciamento das seccedilotildees de

GPR

OBTENCcedilAtildeO DAS IMAGENS DE SATEacuteLITE

O trabalho foi realizado a partir de imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 sensor TM e de

imagens do sateacutelite RapidEye no periacuteodo de 2001 agrave 2014 sendo analisadas anualmente

Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem das mesmas

estaccedilotildees do ano para natildeo influenciar na anaacutelise de deposiccedilatildeo dos sedimentos por conta da

diferenccedila de quantidade de partiacuteculas que podem ser carreadas nos momentos de chuva e de

seca

PROCESSAMENTO DAS IMAGENS

As imagens Landsat tiveram que passar por preacute-processamento em ambiente de

Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu em georreferenciaacute-las utilizando

como paracircmetro de comparaccedilatildeo as imagens RapidEye aplicaccedilatildeo de contraste linear

aumentando linearmente os tons de cinza no entanto mantendo a proporccedilatildeo original Este

procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5 4 e 3 Sendo muito semelhante a

metodologia aplicada por Mohamed (2012)

Foi feita uma composiccedilatildeo RGB-543 das imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 para

auxiliar na interpretaccedilatildeo

ETAPA DE CAMPO

Foram observados nas imagens os locais de mais faacutecil acesso para coleta dos

sedimentos (Figura 5) que foram coletados com auxiacutelio de uma paacute e foram armazenados em

sacos plaacutesticos para posterior anaacutelise granulomeacutetrica Os locais de coleta foram marcados com

o GPS (Global Positioning System) de navegaccedilatildeo (Tabela 1)

Com o auxiacutelio do GPR (Ground Penetrating Radar) foram levantados dados de sub-

superfiacutecie com dois tipos de antenas diferentes (200 e 400 MHz) e para uma melhor

amarraccedilatildeo dos dados estes foram coletamos atraveacutes de um DGPS (Differential Global

Positioning System) podendo assim observar como ocorreu o momento de sedimentaccedilatildeo do

local

Foram feitos dois perfis com o GPR em uma ilha que se conecta com a praia pelo

espigatildeo construiacutedo na desembocadura do rio esse equipamento foi utilizado nessa localidade

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

96

para que se tente observar a deposiccedilatildeo dos sedimentos na foz do rio Itapemirim e o DGPS foi

utilizado como uma ferramenta de auxiacutelio para uma maior confiabilidade das coordenadas

utilizadas

Figura 5 - Mapa de localizaccedilatildeo dos pontos visitados em campoFonte Autores

Tabela 1 - Coordenadas dos pontos de coleta de sedimentos Fonte Autores

Pontos Coordenadas E (m) Coordenadas N (m)

1A 1B 1C 312747 7676348

2 312030 7676004

3 308789 7675691

4 310453 7678553

ETAPA DE LABORATOacuteRIO

Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de

sedimentologia do Departamento de Geologia da UFES onde foram preparadas para as

seguintes anaacutelises textural e mineraloacutegica

A anaacutelise granulomeacutetrica foi feita atraveacutes do peneiramento das amostras com os dados

de peso de cada granulometria foi utilizado o software para observar estatisticamente o

resultado As anaacutelises texturais e mineraloacutegicas foram feitas a partir do peneiramento citado

acima e foram obtidas com o auxiacutelio da lupa

Os sedimentos foram colocados em um quarteador e obtidos no miacutenimo cinquenta

gramas de amostra pois segundo Folk (1980) eacute o miacutenimo necessaacuterio para anaacutelise de

sedimentos no grupo areia ou superior Foram colocados em uma placa de petri utilizando-se

uma placa para cada amostra Pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo com exatidatildeo de dois

diacutegitos Foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada placa e colocados

na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24 horas

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97

Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados

durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz no agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de

peneiras da marca Bertel 4800 2000 1200 500 250 125 74 37 microm que representam

respectivamente as classes cascalho fino cascalho muito fino areia muito grossa areia

grossa areia meacutedia areia fina areia muito fina segundo proposta de Wentworth (1922 citado

por BUI et al1990)

Os dados granulomeacutetricos obtidos foram processados em um programa de tratamento

estatiacutestico denominado ldquoGradstatrdquo desenvolvido por Blott e Pye (2001) que aproveita como

base de operaccedilatildeo o Microsoft Excel do Windows que calcula atraveacutes do peso alguns

paracircmetros como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo e curtose

Outro procedimento feito em laboratoacuterio foi o traccedilado das linhas de costa nos anos de

2001 a 2014 levando em consideraccedilatildeo a metodologia proposta por Aparecida et al (2011)

poreacutem com uma pequena diferenccedila pois no trabalho citado o ponto de referecircncia para

calcular a distacircncia ateacute a linha de costa era um maciccedilo rochoso que praticamente natildeo alterou

durante o tempo das imagens e jaacute nesse trabalho foi feito atraveacutes de um ponto com

coordenada coletada pelo DGPS (Ponto Base) com coordenadas E 311637 m N 7676929 m

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

DADOS OBTIDOS A PARTIR DAS IMAGENS

Na Figura 6 podemos ter uma visatildeo ampla de todas as linhas de costa marcadas na

seacuterie multitemporal proposta e no graacutefico apresentado na Figura 7 podemos analisar de forma

mais detalhada essa variaccedilatildeo

Observando a Figura 6 podemos observar uma diminuiccedilatildeo da linha de costa no ano de

2001 ateacute 2002 sendo provavelmente um periacuteodo de ressaca do mar pelo fato de ser um

intervalo de tempo muito pequeno poreacutem logo apoacutes foi observado uma progradaccedilatildeo nos anos

de 2002 agrave 2003 Posteriormente ocorreu um momento de estabilidade dessa linha de costa

tendo em vista que a taxa de deposiccedilatildeo e erosatildeo se mantiveram praticamente igualadas sendo

a variaccedilatildeo entre elas muito pequena podendo observar esse padratildeo ateacute o ano de 2007 e nos

anos seguintes obteve um padratildeo retrogradacional na linha de costa ateacute o ano de 2014

Os padrotildees de variaccedilatildeo da linha de costa observados nos graacuteficos da Figura 7 nos

indicam iacutendices de maior e menor sedimentaccedilatildeo do rio pois nos momentos de menor taxa de

fluxo sedimentar a corrente costeira era mais atuante e com isso causava erosatildeo fazendo com

que ocorresse uma retrogradaccedilatildeo da linha de costa e nos momentos em que o rio apresentava

maior descarga sedimentar no oceano a corrente costeira natildeo era tatildeo atuante pois a razatildeo

deposiccedilatildeo por erosatildeo era maior

Esse resultado de variaccedilatildeo da linha de costa foi diferente do encontrado por Deina et

al (2011) pois no trabalho em questatildeo soacute obteve o momento de retrogradaccedilatildeo do cordatildeo

litoracircneo

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

98

Figura 6 - Mapa de evoluccedilatildeo da linha de costa do Rio Itapemirim Fonte Autores

Figura 7 - Graacutefico de variaccedilatildeo da linha de costa para a seacuterie multitemporal no periacuteodo

de 2001 a 2014 Fonte Autores

DADOS OBTIDOS A PARTIR DOS SEDIMENTOS

O resultado das anaacutelises do Gradistat estaacute exibido no Quadro 1 Com base nele

podemos observar que o selecionamento de todas as amostras variou de moderadamente

selecionado a muito bem selecionado Foi observado na lupa que os gratildeos se apresentaram

subangulosos arredondados e bem arredondados Com relaccedilatildeo a granulometria das amostras

todas tiveram o predomiacutenio de areia poreacutem a amostra 1B apresentou maior proporccedilatildeo de

areia grossa e as demais amostras apresentaram um maior teor de areia meacutedia

A mineralogia em questatildeo eacute predominantemente quartzo contendo algumas micas

(moscovitas e biotitas) granada e magnetita As amostras natildeo apresentaram uma grande

diferenccedila mineraloacutegica o que mudou foi em relaccedilatildeo a proporccedilatildeo de minerais pesados pois

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99

quanto mais longe da desembocadura do rio mais esses minerais se apresentavam em maior

quantidade

Os histogramas das amostras satildeo a representaccedilatildeo graacutefica dos dados matemaacuteticos

gerados pelo software Gradstat (Figura 8)

A assimetria expressa o enriquecimento da distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica em partiacuteculas

grosseiras ou em partiacuteculas finas indicando o quanto a curva se afasta da distribuiccedilatildeo normal

(DIAS 2004) Sendo assimeacutetrica pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado

das fraccedilotildees grossas ou das finas podendo ser negativa ou positiva respectivamente

(TAVARES et al 2010)

Quadro 1 - Resultados obtidos a partir do software Gradistat Fonte Autores

Amostras Granulometria

mediana

Selecionamento Assimetria Curtose

1A Areia Meacutedia Moderadamente

selecionado

Assimetria

muito

positiva

Extremamente

Leptocuacutertica

1B Areia Grossa Muito bem

selecionado

Assimetria

positiva

Muito

Leptocuacutertica

1C Areia Meacutedia Moderadamente

selecionado

Assimetria

muito

positiva

Muito

Platicuacutertica

2 Areia Meacutedia Moderadamente

selecionado

Assimetria

positiva

Muito

Leptocuacutertica

3 Areia Meacutedia Moderadamente

bem selecionado

Assimetria

negativa

Leptocuacutertica

4 Areia Meacutedia Moderadamente

bem selecionado

Assimetria

muito

negativa

Platicuacutertica

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

100

Figura 8 - Histogramas gerados pelo software Gradstat a) Amostra 1A b) Amostra

1B c) Amostra 1C d) Amostra 2 e) Amostra 3 f) Amostra 4 Fonte Autores

DADOS OBTIDOS DO GPR

Foram feitas duas seccedilotildees quase perpendicular para a passagem do GPR (Figura 9) e

utilizadas dois tipos de antenas em cada seccedilatildeo sendo elas a de 200 e 400 MHz podendo uma

alcanccedilar maior profundidade com menor detalhe e a outra uma menor profundidade com

maior detalhe respectivamente As figuras 10 e 11 e 12 e 13 correspondem a mesma seccedilatildeo

Figura 9 - Mapa de localizaccedilatildeo dos perfis de GPR Fonte Autores

Primeira seccedilatildeo de NW-SE com 50 metros de comprimento

Coordenada inicial E 312699 m N 7676341 m

Coordenada final E 312749 m N 7676336 m

Sirgas - Zona 24S

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101

Figura 10 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 1 Fonte Autores

Figura 11 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 1 Fonte Autores

Segunda seccedilatildeo de NE-SW com 50 metros de comprimento

Coordenada inicial E 312774 m N 7676349 m

Coordenada final E 312810 m N 7676384 m

Sirgas - Zona 24S

Figura 12 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 2 Fonte Autores

Figura 13 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 2 Fonte Autores

No perfil 1 tanto nos resultados da antena de 400 MHz quanto da antena de 200

MHz eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees cruzadas acanaladas na porccedilatildeo mais agrave esquerda Na

parte central evidenciada por um ciacuterculo observa-se uma falha na imagem podendo ser uma

porccedilatildeo mais argilosa e na parte mais agrave direita conteacutem hipeacuterboles claras que podem ser tubos

enterrados e um leve basculamento das camadas podendo ser remobilizaccedilatildeo do material

No perfil 2 eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees plano-paralela e uma porccedilatildeo com

atenuaccedilatildeo do sinal podendo ser uma regiatildeo mais argilosa Sendo observado todas as feiccedilotildees

tanto na antena de 400 MHz quanto na antena de 200 MHz poreacutem melhor evidenciado as

estratificaccedilotildees plano-paralelas no perfil gerado pela antena de 200 MHz

Com os perfis de GPR foi possiacutevel reafirmar as anaacutelises feitas pelo gradistat que

juntamente com a areia granulometria encontrada em maior proporccedilatildeo ainda existem

granulometrias mais finas provavelmente sendo argilas pelo fato da atenuaccedilatildeo das ondas

eletromagneacuteticas emitidas pelo GPR

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

102

CONCLUSAtildeO

A partir das imagens Landsat e RapidEye utilizadas para fazer a variaccedilatildeo da linha de

costa foi possiacutevel observar que a retrogradaccedilatildeo ou progradaccedilatildeo depende muito do fluxo de

sedimentos do rio com isso eacute possiacutevel supor que nos anos que tiver muita chuva

provavelmente ocorreraacute um maior carreamento de sedimentos em direccedilatildeo ao mar e com isso

aumentaraacute a taxa de deposiccedilatildeo e nos anos de seca com poucas chuvas provavelmente a

erosatildeo costeira seraacute mais intensa

Nos anos de 2001 a 2014 foi observado uma variaccedilatildeo de 437 ateacute 554 metros da linha

de costa o que indica ser uma aacuterea muito dinacircmica e sensiacutevel a mudanccedilas naturais

De acordo com as anaacutelises sedimentoloacutegicas foi possiacutevel observar que quanto mais

proacuteximo da desembocadura do rio menor a energia do fluxo sendo evidenciado pelo aumento

de sedimentos finos e um melhor selecionamento

A seccedilatildeo de GPR mostrou que pode ter uma variaccedilatildeo dos sedimentos indicando

presenccedila de mais finos atenuando o sinal na porccedilatildeo mais argilosa e mostrando que de acordo

com a seccedilatildeo mostrada pode-se observar estratificaccedilotildees cruzadas ou plano-paralela indicando a

direccedilatildeo da sedimentaccedilatildeo

As metodologias aplicadas se mostraram eficientes pois foi possiacutevel obter os dados e

tirar interpretaccedilotildees sobre a aacuterea de estudo Este estudo poderia ter sido mais detalhado e talvez

ser melhor entendido com anaacutelise dos efeitos que a construccedilatildeo do espigatildeo na desembocadura

do rio pode causar para o meio em questatildeo pois com essa construccedilatildeo os sedimentos natildeo

conseguem ser depositados em forma de delta ficando todo detido na desembocadura

podendo vir a diminuir a lacircmina drsquoaacutegua e posteriormente causar ateacute efeitos mais severos

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Page 2: GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICAÇÕES

Organizadores

Fabricia Benda de Oliveira

Rodson de Abreu Marques

Calvin da Silva Candotti

Eduardo Baudson Duarte

Geotecnologias e suas aplicaccedilotildees

Volume 1

ALEGRE - ES

CAUFES

2018

CCENS-UFES Centro de Exatas Naturais e da Sauacutede Universidade Federal do Espiacuterito

Santo Alto Universitaacuterio sn Caixa Postal 16 Guararema Alegre-ES

Telefax (28) 3552-8687

wwwalegreufesbr

Os textos apresentados nesse livro satildeo de inteira responsabilidade dos autores Os

organizadores natildeo se responsabilizam pela revisatildeo ortograacutefica e gramatical dos trabalhos

apresentados

REITOR ndash UFES

REINALDO CENTODUCATTE

DIRETOR DO CENTRO DE CIEcircNCIAS EXATAS NATURAIS E DA SAUacuteDE ndash UFES

NEUZA MARIA BRUNORO COSTA

ORGANIZADORES DESTA OBRA

FABRICIA BENDA DE OLIVEIRA

RODSON DE ABREU MARQUES

CALVIN DA SILVA CANDOTTI

EDUARDO BAUDSON DUARTE

APRESENTACcedilAtildeO

A produccedilatildeo deste trabalho eacute independente e surgiu da ideia e colaboraccedilatildeo de

professores alunos e ex-alunos do curso de Geologia do Centro de Ciecircncias Exatas Naturais

e da Sauacutede da Universidade Federal do Espiacuterito Santo

Estatildeo contidos neste livro 6 trabalhos apresentados na forma de capiacutetulos e que

abrangem temas relacionados agraves geotecnologias e suas aplicaccedilotildees no acircmbito das ciecircncias

ambientais geotecnia e planejamento urbano e anaacutelises utilizando softwares de cartografia e

modelagem espacial

O material contido nesta obra serviraacute de auxiacutelio para estudantes professores e

profissionais da aacuterea das geociecircncias em seus trabalhos e pesquisas aleacutem de ser um veiacuteculo

de divulgaccedilatildeo de conhecimento obtido pela UFES desde a criaccedilatildeo do curso de Geologia

LISTA DE ORGANIZADORES

Fabricia Benda de Oliveira Professora Adjunta do Departamento de Geologia

Universidade Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias Exatas Naturais e da Sauacutede

Alegre ES e-mail fabriciaoliveiraufesbr

Rodson de Abreu Marques Professor Adjunto do Departamento de Geologia Universidade

Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias Exatas Naturais e da Sauacutede Alegre ES e-

mailrodsonmarquesufesbr

Calvin da Silva Candotti Geoacutelogo Autocircnomo Manaus AM calvincandottigmailcom

Eduardo Baudson Duarte Geoacutelogo formado pela Universidade Federal do Espiacuterito Santo

Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias

Exatas Naturais e da Sauacutede Alegre ES e-mail eduardo_duarte_12hotmailcom

LISTA DE AUTORES

Allison Augusto Gonccedilalves de Freitas

Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira

Daniel Andrade Miranda

Edgar Batista de Medeiros Juacutenior

Eduardo Baudson Duarte

Faacutebio Cardoso de Souza Santos

Fabricia Benda de Oliveira

Felipe Guadagnin

Juacutelia Sesana Maciel

Julio Almeida Moreira

Laacutezaro Correcirca Marcellino

Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas

Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitas

Marx Engel Martins

Rafael de Oliveira Costa

Rayane Monteiro Ferreira

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

Sumaacuterio

Capiacutetulo 1 9

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

Daniel Andrade Miranda Fabricia Benda de Oliveira

Capiacutetulo 2 25

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a

prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

Faacutebio Cardoso de Souza Santos Eduardo Baudson Duarte Fabricia Benda de

Oliveira Juacutelia Sesana Maciel Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira

Capiacutetulo 3 39

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de

ruptura de taludes em atividades de mineraccedilatildeo

Laacutezaro Correcirca Marcellino Fabricia Benda de Oliveira Julio Almeida Moreira Carlos

Henrique Rodrigues de Oliveira

Capiacutetulo 4 53

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES

utilizando teacutecnicas de geoprocessamento

Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitas Fabricia Benda de Oliveira Allison Augusto

Gonccedilalves de Freitas Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas Rayane Monteiro

Ferreira Edgar Batista de Medeiros Juacutenior

Capiacutetulo 5 71

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite

Landsat 5

Marx Engel Martins Fabricia Benda de Oliveira Felipe Guadagnin Carlos Henrique

Rodrigues de Oliveira

Capiacutetulo 6 89

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim

(ES)

Rafael de Oliveira Costa Eduardo Baudson Duarte Fabricia Benda de Oliveira

Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Doutorando em Geologia Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES

9

Capiacutetulo 1

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

Daniel Andrade Mirandasup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2

INTRODUCcedilAtildeO

Segundo Santos (2012) somente com o desenvolvimento de tecnologias espaciais

modernas incluindo os sateacutelites artificiais que se tornou possiacutevel visualizar a Terra a partir da

coleta de dados e da aquisiccedilatildeo de imagens da sua superfiacutecie os dados adquiridos de forma

remota por sateacutelites artificiais auxiliam no diagnoacutestico sobre as implicaccedilotildees ambientais

econocircmicas sociais poliacuteticas e culturais com relaccedilatildeo agrave ocupaccedilatildeo dos espaccedilos urbanos

ajudando no planejamento soacutecio econocircmico-ambiental sustentaacutevel e servindo de base para o

desenvolvimento e realizaccedilatildeo de projetos associados agraves atividades humanas como por

exemplo no planejamento urbano

Gottdiener (1993) define que a materializaccedilatildeo do desenvolvimento contiacutenuo do

capitalismo eacute o formato do espaccedilo urbano assim os traccedilos distintivos da morfologia espacial

urbana estatildeo diretamente relacionados com as mudanccedilas estruturais na organizaccedilatildeo social

Entatildeo para compreender o espaccedilo urbano ou a cidade precisamos estudar e analisar a forma

urbana e seu crescimento como subsiacutedios agraves poliacuteticas de planejamento Estudos mostram que

o crescimento das cidades eacute um processo dinacircmico muitas vezes ocorrendo em aacutereas natildeo

adequadas mostrando que o crescimento da mancha urbana eacute usualmente natildeo planejado

(NAGARATHINAM et al 1988)

Devido agrave forma na qual a expansatildeo urbana ocorre no tempo e no espaccedilo o

crescimento urbano pode gerar problemas ambientais ligados agrave contaminaccedilatildeo hiacutedrica

formaccedilatildeo de ilhas de calor ocupaccedilatildeo de aacutereas inadequadas para assentamentos humanos

degradaccedilatildeo da paisagem dentre outros (FUCKNER 2006)

Segundo Costa e Alves (2005) para monitoramentodas aacutereas urbanas eacute necessaacuterio

possuir conhecimento atualizado sobre a distribuiccedilatildeo espacial da populaccedilatildeo Este

conhecimento eacute adquirido atraveacutes dos censos demograacuteficos e de mapas de densidade

demograacutefica que produzem avaliaccedilotildees quantitativas sobre elas e informam tambeacutem as

necessidades de infraestrutura

Na maior parte das cidades o crescimento populacional tem sido muito raacutepido e as

estruturas urbanas natildeo acompanharam esse crescimento que aleacutem de natildeo ser planejado pode

causar problemas como inundaccedilotildees deslizamento de encostas e desabamentos de construccedilotildees

A ocupaccedilatildeo urbana eacute atualmente tema de emergecircncia nacional portanto o

desenvolvimento de tecnologias que apoiem a gestatildeo estrateacutegica da ocupaccedilatildeo urbana eacute

interessante no acircmbito municipal estadual e federal

Neste contexto as geotecnologias tecircm sido utilizadas como uma ferramenta

importante para ajudar no planejamento urbano e na compreensatildeo da dinacircmica espacial e da

forma urbana

No municiacutepio de Alegre este problema eacute intensificado com a implantaccedilatildeo do programa de

expansatildeo da rede de Educaccedilatildeo Superior pelo MEC (Ministeacuterio da Educaccedilatildeo) que teve iniacutecio

em 2003 e posteriormente com a implementaccedilatildeo do REUNI (Restauraccedilatildeo e Expansatildeo das

Universidades Federais) em 2011 Com esses programas o total de cursos oferecidos pelo

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

10

campus de Alegre subiu de quatro em 2002 para dezessete em 2011 aumentando

consideravelmente o fluxo de populaccedilatildeo moacutevel no municiacutepio Podemos citar ainda os

estudantes da FAFIA (Faculdade de Filosofia Ciecircncias e Letras de Alegre) e o IFES (Instituto

Federal do Espiacuterito Santo) que assim como na UFES (Universidade Federal do Espiacuterito

Santo) tem sua demanda de populaccedilatildeo moacutevel condicionando uma urbanizaccedilatildeo forccedilada em

funccedilatildeo da demanda crescente por habitaccedilatildeo

O presente trabalho propotildee a realizaccedilatildeo de um estudo sobre a ocupaccedilatildeo urbana na sede

do Municiacutepio de Alegre-ES utilizando teacutecnicas de sensoriamento remoto e imagens do

sateacutelite Landsat sensor TM 5 atraveacutes de anaacutelise multitemporal para verificaccedilatildeo do avanccedilo do

crescimento urbano ao longo de 26 anos

LOCALIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO

O municiacutepio de Alegre estaacute localizado na regiatildeo sudeste do Brasil no Sul do Estado

do Espiacuterito Santo englobando as comunidades de Santa Maria Varjatildeo da Cotia Alegre

Vargem Alegre Aacutegua Limpa Vinagre Capim Feliz Lembranccedila Bosque Rive Cafeacute

PlacaSatildeo Francisco Satildeo Joatildeo do Norte e Coacuterrego do Meio e tendo como municiacutepios

limiacutetrofes Muniz Freire a Norte Castelo Cachoeiro de Itapemirim e Jerocircnimo Monteiro a

Leste Mimoso do Sul e Satildeo Joseacute do Calccedilado a Sul e Guaccediluiacute e Ibitirama a Oeste

A aacuterea de estudo proposta para este trabalho consiste no periacutemetro urbano da sede do

Municiacutepio de Alegre como pode ser visto na Figura 1

O Acesso ateacute a capital Vitoacuteria pode ser feito pela ES-482 ateacute Cachoeiro de Itapemirim

depois segue pela BR-101 Sul ateacute Vitoacuteria Ou ainda pela ES-482 ateacute Duas Barras ES-166 de

Duas Barras ateacute Venda Nova do Imigrante e BR-262 ateacute Vitoacuteria

Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo sobreposta agrave ortofoto Fonte IEMA (2007)

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

11

Segundo Rosa (2003) podemos definir o sensoriamento remoto como sendo a forma

de obter informaccedilotildees de um objeto sem que haja contato fiacutesico com o mesmo utilizando-se a

radiaccedilatildeo eletromagneacutetica gerada por fontes naturais como o Sol e a Terra ou por fontes

artificiais como por exemplo o RadarO sensoriamento remoto teve destaque no Brasil a

partir da deacutecada de 1960 com a criaccedilatildeo do Projeto RADAMBRASIL cujo objetivo era a

realizaccedilatildeo de um levantamento integrado dos recursos naturais do paiacutes a partir de imagens

Landsat (SOUZA 2008)

O Landsat foi colocado em oacuterbita em 1972 com o nome de ERTS-1 (Earth Resources

Techonological Satellite-1) teve inicialmente um desempenho significativo sendo

transformado na seacuterie Landsat Hoje o projeto Landsat eacute dedicado agrave observaccedilatildeo dos recursos

naturais da TerraSua oacuterbita desloca-se do Norte para o Sul sendo geocecircntrica circular quase

polar heliocecircntrica isto eacute o acircngulo Sol ndash Terra ndash Sateacutelite permanece constante o que garante

condiccedilotildees de iluminaccedilatildeo semelhantes na aacuterea imageada ao longo do ano (ROSA 2003)O

sensor TM (Thematic Mapper) do sateacutelite Landsat possui sete bandas com numeraccedilatildeo de 1 a

7 sendo que cada banda representa uma faixa do espectro eletromagneacutetico (BATISTELLA et

al 2004) O sateacutelite Landsat apresenta a caracteriacutestica de repetitividadepois ele imageia a

mesma aacuterea a cada 16 dias Suas cenas cobrem uma aacuterea de 34225 kmsup2 sendo a faixa

imageada de 185 x 185 km (INPE 2006)

Para utilizaccedilatildeo de imagens de sateacutelite com fins de classificaccedilatildeo recomenda-se o

processamento das mesmas O processamento digital de imagens (PDI) de acordo com Lima e

Rocha (2009) tem como objetivo fornecer ferramentas que facilitem a identificaccedilatildeo e

aextraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas imagens para posterior interpretaccedilatildeo Consiste na

manipulaccedilatildeo numeacuterica dos dados visando aumentar opotencial de discriminaccedilatildeo dos alvos

Segundo Novo (1989) o PDI pode ser dividido basicamente em Preacute-processamento Realce e

Classificaccedilatildeo

O Preacute-processamento eacute o primeiro passo do PDI e eacute considerado fundamental para

confiabilidade e uso correto das imagens de sateacutelite Nesta fase segundo Rosatti (2006) o

objetivo eacute adequar as imagens para serem utilizadas pelos usuaacuterios sendo aplicadas algumas

teacutecnicas de manipulaccedilatildeo como correccedilatildeo geomeacutetrica e restauraccedilatildeo

A correccedilatildeo geomeacutetrica e o georreferenciamento das imagens satildeo necessaacuterios devido a

distorccedilotildees que segundo o INPE (2006) satildeo causadas no processo de formaccedilatildeo da imagem

pelo sistema sensor e por imprecisatildeo dos dados de posicionamento da plataforma (aeronave

ou sateacutelite) De modo geral o georreferenciamento de imagens de sateacutelite eacute realizado por meio

de pontos de controle (PC) de referecircncia identificados na imagem original e em um sistema de

dados de referecircncia que possibilitem o ajustamento atraveacutes de modelos matemaacuteticos Os satildeo

feiccedilotildees passiacuteveis de identificaccedilatildeo na imagem e no terreno ou seja satildeo feiccedilotildees homoacutelogas

cujas coordenadas satildeo conhecidas na imagem e no sistema de referecircncia (INPE 2006)

Podemos obter PC atraveacutes de trecircs fontes por meio de mapas e cartas topograacuteficas oficiais

pela aquisiccedilatildeo de pontos em campo por sistema de posicionamento global (GPS) ou por meio

de imagens georreferenciadas do mesmo local A precisatildeo do georreferenciamento eacute medida

atraveacutes do caacutelculo do Erro Meacutedio Quadraacutetico ou Root Mean Square Error (RMS) que

pondera as diferenccedilas entre as coordenadas dos pontos de controle da imagem a ser ajustada e

da fonte de dados de referecircncia O valor do RMS deveraacute ser menor que 1 ou seja quanto

mais proacuteximo de 0 maior eacute a precisatildeo e menor eacute o erro (LIMA 2010) O caacutelculo eacute feito

utilizando a Equaccedilatildeo 1

RMSerror = [(x1 ndash xorg)sup2 + (y1 ndash yorg)sup2]12 (1)

x1 = Coordenada de linha calculada na imagem a ser ajustada

y1 = Coordenada de coluna calculada na imagem a ser ajustada

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

12

xorg = Coordenada original de linha do PC da fonte de referecircncia

yorg = Coordenada original de coluna do PC da fonte de referecircncia

A teacutecnica de restauraccedilatildeo tem por objetivo corrigir as distorccedilotildees do sensor oacuteptico no

processo de geraccedilatildeo das imagens A resoluccedilatildeo espacial das bandas 3 4 e 5 que eacute de 30

metros pode ser restaurada para ateacute 5 metros (RIOS ALMEIDA RIBEIRO 2010)A ideia de

restaurar uma imagem eacute reduzir o efeito de embaccedilamento da cena e obter uma imagem

realccedilada dado que os detalhes vistos na cena satildeo suavizados devido agraves limitaccedilotildees do sensor

Esta correccedilatildeo eacute realizada por um filtro linear e os pesos do filtro de restauraccedilatildeo satildeo obtidos a

partir das caracteriacutesticas do sensor e natildeo de forma empiacuterica como eacute feito no caso dos filtros

de realce tradicionais Neste caso o filtro eacute especiacutefico para cada tipo de sensor e banda

espectral Este tipo de processamento eacute recomendado para ser realizado sobre a imagem

original sem qualquer tipo de processamento tais como realce e filtragem que alterem as

caracteriacutesticas radiomeacutetricas da imagem Deve-se observar tambeacutem que natildeo eacute possiacutevel

processar uma imagem reamostrada jaacute que as caracteriacutesticas radiomeacutetrica e espacial da

imagem foram alteradas (INPE 2006)

Aleacutem das etapas do preacute-processamento de imagens digitais de sateacutelite existem outras que

utilizam teacutecnicas de realce com o objetivo de melhorar a qualidade visual e permitir uma

melhor interpretaccedilatildeo dos alvos nas imagens (IBGE 2001) As teacutecnicas utilizadas neste

trabalho foram Constraste Filtragem espacial e Composiccedilatildeo colorida

Segundo o INPE (2006) o contraste entre dois objetos pode ser definido como sendo a

razatildeo entre os seus niacuteveis de cinza meacutedios onde a manipulaccedilatildeo do contraste consiste numa

transferecircncia radiomeacutetrica em cada pixel (Picture Element ndash menor elemento num dispositivo

de exibiccedilatildeo ao qual eacute possiacutevel atribuir-se uma cor menor ponto que forma uma imagem

digital) tendo o objetivo de aumentar a discriminaccedilatildeo visual entre os objetos presentes na

imagem Realiza-se a operaccedilatildeo ponto a ponto independentemente da vizinhanccedila Entretanto

um exame preacutevio do histograma da imagem pode ser uacutetil O histograma de uma imagem

descreve a distribuiccedilatildeo estatiacutestica dos niacuteveis de cinza em termos do nuacutemero de amostras

(pixels) com cada niacutevel A distribuiccedilatildeo pode tambeacutem ser dada em termos da percentagem do

nuacutemero total de pixels na imagem Pode ser estabelecida uma analogia entre o histograma de

uma imagem e a funccedilatildeo densidade de probabilidade que eacute um modelo matemaacutetico da

distribuiccedilatildeo de tons de cinza de uma classe de imagens A cada histograma estaacute associado o

contraste da imagem conforme mostra a Figura 2ADe acordo com Rios Almeida e Ribeiro

(2010) esta teacutecnica tem por objetivo modificar atraveacutes de funccedilotildees matemaacuteticas os niacuteveis de

cinza ou os valores digitais de uma imagem de modo a destacar certas informaccedilotildees espectrais

e melhorar a qualidade visual da imagem

De acordo com Albuquerque (2000) para fazer uma operaccedilatildeo de filtragem espacial eacute

necessaacuterio escolher uma matriz de dimensatildeo n x n denominada maacutescara (Figura 2B) com

valores que dependem do filtro que queremos usar seja ele passa baixa (filtrando as altas

frequecircncias) passa banda (filtrando uma regiatildeo especiacutefica de frequecircncias espaciais) ou passa

alta (filtrando as baixas frequecircncias) Em uma imagem as altas frequecircncias correspondem agraves

modificaccedilotildees abruptas dos niacuteveis de cinza e as bordas dos objetos As baixas frequecircncias

correspondem agraves variaccedilotildees suaves dos niacuteveis de cinza Logo quando queremos evidenciar os

contornos de um determinado objeto podemos usar filtros do tipo passa alta Pode-se querer

observar a forma da iluminaccedilatildeo de fundo entatildeo devemos usar filtros passa-baixa para

eliminarmos todas as altas frequecircncias correspondendo agrave borda dos objetos e chegar agrave

iluminaccedilatildeo de fundo

A composiccedilatildeo colorida consiste em associar as imagens monocromaacuteticas de cada

banda agraves cores primaacuterias RGB (Red ndash Vermelho Green ndash Verde Blue ndash Azul) com o

objetivo de apresentar simultaneamente as informaccedilotildees de trecircs bandas espectrais em

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

13

composiccedilotildees coloridas que facilitam e enriquecem a interpretaccedilatildeo visual dos alvos (IBGE

2001) Como exemplo de composiccedilatildeo colorida temos a Figura 2Cque associa a banda 3 agrave cor

vermelha (R) a banda 4 agrave cor verde (G) e a banda 5 agrave cor azul (B)

De acordo com Souza (2012) as aacutereas urbanas natildeo podem ser caracterizadas por um

comportamento espectral padratildeo A vegetaccedilatildeo os corpos aquaacuteticos e os solos satildeo superfiacutecies

relativamente homogecircneas em termos de cobertura poreacutem nas aacutereas urbanas prevalece a

heterogeneidade das coberturas As aacutereas urbanas satildeo fisicamente formadas por uma grande

diversidade de materiais (superfiacutecies de concreto asfalto telhados de vaacuterios materiais solo

vegetaccedilatildeo arboacuterea e grama aacutegua entre outros) com formas alturas e arranjos tambeacutem

variados assim em uma imagem orbital o pixel pode representar vaacuterias coberturas o que

torna as aacutereas urbanas complexas do ponto de vista espectral Na Figura 2D pode-se observar

a similaridade espectral entre uma aacuterea urbana e uma aacuterea de cultivo de cana

Figura 2 - (A) Exemplo de Histograma de baixo contraste (agrave esquerda) e de alto contraste (agrave

direita) Fonte Modificado de INPE (2006) (B) Exemplo de maacutescara de 3 x 3 Fonte

Modificado de INPE (2006) (C) Exemplo de geraccedilatildeo de composiccedilatildeo colorida Fonte Brust

(2010) (D) Imagem do sateacutelite Landsat TM 5 na composiccedilatildeo colorida (RGB-543) adquirida

em 20091995 Fonte Souza (2012)

De acordo com Lima (2010) eacute possiacutevel classificar e agrupar os alvos de uma imagem a

partir dos vaacuterios niacuteveis de informaccedilotildees espectrais detectadas atraveacutes da adequaccedilatildeo das

imagens digitais utilizando-se os procedimentos do preacute-processamento Assim pode-se criar

um uacutenico niacutevel de informaccedilatildeo temaacutetica (categorias ou classes) para cada elemento

identificado e dessa forma gerar mapas temaacuteticos Os meacutetodos utilizados na classificaccedilatildeo das

imagens de sateacutelite variam com o tipo e complexidade do ambiente analisado caracteriacutesticas

do sensor e sateacutelite utilizado aspectos sazonais que alteram as caracteriacutesticas dos alvos e da

incidecircncia de energia solar extensatildeo da aacuterea de estudo equipamentos e recursos humanos

disponiacuteveis grau de conhecimento do ambiente por parte do inteacuterprete entre outros A

classificaccedilatildeo eacute a principal etapa do processamento de imagens a partir do qual satildeo extraiacutedas

as informaccedilotildees necessaacuterias para diversas aplicaccedilotildees Pode ser realizada atraveacutes de trecircs

teacutecnicas baacutesicasInterpretaccedilatildeo VisualClassificaccedilatildeo Digital Natildeo SupervisionadaClassificaccedilatildeo

Digital Supervisionada

A interpretaccedilatildeo visual de imagens de sateacutelite consiste em identificar as feiccedilotildees

impressas nessas imagens e determinar seu significado atraveacutes de chaves de interpretaccedilatildeo

onde eacute fundamental por parte do analista o conhecimento da aacuterea a ser mapeada (LIMA

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

14

2010) De acordo com Soares-Filho (2000) as caracteriacutesticas das imagens tais como

Tonalidade Cor Textura Forma Estrutura Sombra e contexto satildeo as chaves de uma boa

interpretaccedilatildeo A partir dessas caracteriacutesticas pode ser estruturado um meacutetodo de identificaccedilatildeo

por ldquochavesrdquo que se apoia em um estudo comparativo atraveacutes de objetos e feiccedilotildees conhecidas

que satildeo utilizadas como guias

Maillard (2001) diz que na classificaccedilatildeo Supervisionada o inteacuterprete jaacute possui um

conhecimento da aacuterea de estudo que podem ser utilizados como amostras de treinamento para

o algoritmo de classificaccedilatildeo de forma que os dados de cada classe temaacutetica podem ser

generalizados para toda cena agrupando cada pixel da imagem de acordo com as classes

amostradas Existem diversos algoritmos de classificaccedilatildeo supervisionada implementados em

aplicativos computacionais sendo o algoritmo Maxver (Maacutexima Verossimilhanccedila) um dos

mais utilizados para classificaccedilatildeo digital de imagens pixel a pixelINPE (2006) define que o

algoritmo de classificaccedilatildeo Maxver utiliza agrave meacutedia e a covariacircncia das amostras de treinamento

para assinalar um pixel desconhecido de uma classe assim pode-se computar a probabilidade

estatiacutestica de um pixel desconhecido pertencer a uma ou outra classe atribuindo a este pixel a

classe agrave qual ele tem maior probabilidade de pertencer utilizando o criteacuterio de maacutexima

verossimilhanccedila

Em qualquer procedimento de classificaccedilatildeo de imagens de sateacutelite o objetivo eacute a

geraccedilatildeo de mapas temaacuteticos que devem transmitir a realidade do terreno da forma mais

precisa possiacutevel Para isso deve ser verificado o niacutevel de incerteza destes mapas atraveacutes de

iacutendices de exatidatildeo para que as informaccedilotildees obtidas possam ser utilizadas adequadamente

(LIMA 2010) Segundo Mangabeira Azevedo e Lamparelli (2003) um dos paracircmetros mais

utilizados e eficientes na determinaccedilatildeo da exatidatildeo de mapas temaacuteticos eacute o iacutendice Kappa que

eacute obtido mediante a adoccedilatildeo de uma referecircncia para a comparaccedilatildeo dos mapeamentos

produzidos A determinaccedilatildeo deste iacutendice eacute feita com base numa tabulaccedilatildeo cruzada entre as

quantidades de dados amostrais de referecircncia e da imagem classificada estruturada numa

matriz quadrada denominada matriz de erros ou de confusatildeoSegundo Campbell (1987) a

estimativa Kappa pode ser representada pela seguinte relaccedilatildeo exposta na Equaccedilatildeo 2

K = (observado ndash esperado) (1 ndash esperado) (2)

Observado = valor global para o percentual de pixels corretos

Esperado = valor calculado usando os totais de cada linha e cada coluna da matriz

denominados de valores marginais

Os resultados do Coeficiente Kappa variam de 0 a 1 indicando de forma crescente o

grau de concordacircncia ou exatidatildeo do mapa classificado com relaccedilatildeo aos dados de referecircncia e

podem ser agrupados em intervalos de acordo com aTabela 1

Tabela 1 - Intervalos de valor do coeficiente Kappa e respectivos graus de concordacircncia

Fonte Landis e Koch (1977)

Valor de Kappa Concordacircncia

0 Peacutessima

001 ndash 020 Ruim

021 ndash 040 Razoaacutevel

041 ndash 060 Boa

061 ndash 080 Muito boa

081 ndash 100 Excelente

Dependendo do valor do coeficiente Kappa encontrado e das necessidades e objetivos

do trabalho podem ser feitas correccedilotildees a fim de garantir um refinamento da qualidade

informativa do mapa Os dados obtidos podem ser utilizados em conjunto com outros planos

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

15

de informaccedilatildeo em ambiente SIG possibilitando sua integraccedilatildeo e manipulaccedilatildeo como base de

dados para sistemas de suporte a decisatildeo (LIMA 2010)

METODOLOGIA

A imagens de sateacutelite Landsat sensor TM-5 foram adquiridas do INPE nas bandas

12345 e 7 na oacuterbitaponto 21674 do municiacutepio de Alegre-ES nos anos de 1985 1997

2001 2006 e 2011 Foi utilizada tambeacutem a ortofoto do municiacutepio (IEMA 2007) para servir

como base para o registro das imagens de sateacutelite e tambeacutem para comparaccedilatildeo visual com a

classificaccedilatildeo

Para a elaboraccedilatildeo dos mapas foram utilizados os softwares SPRING 52 e ArcGISreg

10 sendo o que primeiro foi utilizado para o tratamento e processamento digital das imagens

de sateacutelite e o segundo para confecccedilatildeo final dos mapas de vegetaccedilatildeo hidrografia topografia

solos e das classificaccedilotildees

Durante o preacute-processamento foram aplicadas as teacutecnicas de Processamento Digital de

Imagens com o objetivo de georreferenciar e melhorar a qualidade das imagens para uma

melhor visualizaccedilatildeo facilitando a identificaccedilatildeo e extraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas

imagens digitais aumentando assim o potencial de diferenciaccedilatildeo dos alvos e

consequentemente obtendo melhores resultados na classificaccedilatildeo das imagens As bandas 3 4

e 5 foram restauradas para a resoluccedilatildeo de 15m

Foi aplicado contraste nas bandas 3 4 e 5 modificando o histograma original como

mostra o Quadro 1

Quadro 1 - Mudanccedila no histograma das bandas 3 4 e 5 apoacutes contraste aplicado na imagem

de 1985 do sateacutelite Landsat - TM 5 Fonte Autores

Bandas Histograma Original Histograma (Contraste)

Banda 3 ndash Vermelho

Banda 4 ndash Infravermelho Proacuteximo

Banda 5 ndash Infravermelho Meacutedio

Foi aplicada a filtragem linear utilizando uma matriz 2x2 (Quadro 2) apropriada para

imagens Landsat TM no software SPRING com o objetivo de suavizar as imagens realccedilando

assim a visualizaccedilatildeo das bandas e obtendo imagens com mais nitidez

Quadro 1 - Matriz utilizada na filtragem de imagens Landsat TM Fonte INPE (2006)

3 -7 -7 3

-7 -7 13 -7

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

16

-7 13 13 -7

3 -7 -7 3

Para identificaccedilatildeo das amostras de treinamento foi utilizada a combinaccedilatildeoRGB-543 o

que destacou melhor as aacutereas urbanas Para a classificaccedilatildeo foram definidas duas classes Aacuterea

urbana e Natildeo urbana Em seguida foram coletadas as amostras de treinamento para cada

classe como pode ser observado na Figura 3

Figura 3 - Amostras utilizadas para classificaccedilatildeo da imagem de 2011 em amarelo amostras

da classe urbana e em branco amostras da classe natildeo urbana Fonte Autores

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Usando a metodologia acima descrita seratildeo apresentados abaixo os resultados obtidos

a partir do processamento das imagens e da classificaccedilatildeo da aacuterea urbana do municiacutepio de

Alegre-ES para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011

O georreferenciamento foi executado utilizando-se feiccedilotildees semelhantes em duas

imagens para determinaccedilatildeo dos pontos de controle como cruzamento de estradas aacutereas de

vegetaccedilatildeo aacuterea urbana e rios A resoluccedilatildeo das imagens (30 metros) pode atrapalhar pois

devido ao baixo niacutevel de detalhe fica difiacutecil determinar o ponto semelhante nas duas imagens

de forma exata No entanto o RMS ficou em torno de 03 de acordo com a equaccedilatildeo (1)

mostrando que a diferenccedila entre as coordenadas dos pontos de controle das imagens a serem

ajustadas e os pontos de controle da fonte de dados de referecircncia ficou pequena significando

uma boa precisatildeo

O processo de restauraccedilatildeo para a resoluccedilatildeo de 15metros mostrou uma melhora na

nitidez da imagem restaurada (Figura 4B) em comparaccedilatildeo com a imagem original (Figura

4A)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

17

Figura 4 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 de 1985 da cidade de

Alegre-ES com resoluccedilatildeo de 30m (A) e restaurada para 15m (B)

Fonte Autores

A aplicaccedilatildeo do contraste nas bandas 34 e 5 permitiu um maior contraste entre as

feiccedilotildees da imagem com contraste (Figura 5B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem contraste

(Figura 5A)

Figura 5 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da

cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de contraste (A) e com aplicaccedilatildeo de contraste (B)

Fonte Autores

A filtragem espacial permitiu observar maior nitidez da imagem para distinccedilatildeo das

feiccedilotildees da imagem com filtro (Figura 6B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem filtro (Figura

6A)

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

18

Figura 6 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da

cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de filtragem (A) e apoacutes filtragem (B)

Fonte Autores

Na Figura 7 temos as imagens em composiccedilatildeo RGB ndash 543 correspondentes agrave

evoluccedilatildeo urbana de Alegre nos anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 Ao comparaacute-las

podemos observar um aumento significativo da mancha urbana este aumento pode ser

observado principalmente nas regiotildees sul e oeste da cidade

Figura 7 - Composiccedilatildeo RGB ndash 543 da aacuterea de estudo para os anos analisados

Fonte Autores

Na Figura 8 podemos observar as classificaccedilotildees realizadas pelo classificador Maxver

utilizando duas classes Aacuterea urbana (Azul) Natildeo urbana (Branco)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

19

Figura 8 - Classificaccedilotildees da Aacuterea Urbana de Alegre para os anos analisados

Fonte Autores

A Tabela 2 mostra a exatidatildeo das classificaccedilotildees realizadas e as aacutereas correspondentes

agrave classe urbana para cada ano o iacutendice Kappa (Equaccedilatildeo (2)) variou de 093 a 098 Este

resultado pode ser considerado excelente de acordo com a Tabela 1

Tabela 2 -Exatidatildeo das classificaccedilotildees e aacutereas urbanas calculadas Fonte Autores

1985 1997 2001 2006 2011

Iacutendice Kappa 095 097 095 093 098

Aacuterea Urbana (km2) 805 968 771 1079 758

Apesar do alto iacutendice de desempenho das classificaccedilotildees eacute possiacutevel observar regiotildees de

confusatildeo na classificaccedilatildeo das amostras das duas classes Observando as aacutereas calculadas

percebemos que natildeo haacute um aumento contiacutenuo da aacuterea urbana nas classificaccedilotildees pois a aacuterea do

ano de 1997 foi maior que a aacuterea de 2001 que por sua vez eacute menor que a de 1985 e ainda a

aacuterea de 2011 eacute menor que a de 2006 isso possivelmente estaacute associado agrave confusatildeo do

algoritmo ao identificar as classes

Ao compararmos a ortofoto da aacuterea de estudo com a classificaccedilatildeo de 2011 (Figura 9)

podemos perceber regiotildees de solo exposto sombras aacutereas de vegetaccedilatildeo e estradas

classificadas como aacutereas urbanas Eacute possiacutevel observar tambeacutem a ocupaccedilatildeo irregular da cidade

principalmente em aacutereas proacuteximas a rios e em topo de morros que contribuem para

problemas urbanos de inundaccedilotildees e deslizamento de encostas

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

20

Figura 9 - Comparaccedilatildeo da ortofoto do ano de 2007 (a esquerda) com a classificaccedilatildeo de 2011

(a direita) com foco na aacuterea urbana da cidade de Alegre - ES

Fonte Autores

Eacute possiacutevel observar um aumento significativo da aacuterea urbana da sede se compararmos

visualmente as imagens de 1985 e 2011 este aumento se daacute principalmente nas regiotildees de

periferia mas tambeacutem podemos observar um adensamento dos pixels na regiatildeo central da

sede diminuindo a quantidade de aacutereas arborizadas no centro como eacute possiacutevel observar na

Figura 10

Figura 10 - Detalhamento das imagens de 1985 e 2011 mostrando a classificaccedilatildeo da aacuterea

urbana

Fonte Autores

Estes resultados jaacute eram esperados e podem ser explicados como mostra o trabalho de

Correia et al (2007) devido agrave dificuldade em estabelecer essas classes temaacuteticas na resoluccedilatildeo

das imagens de sateacutelite utilizadas que por natildeo possuir um niacutevel de detalhe elevado possuem

uma limitaccedilatildeo para discriminar alvos com uma mistura de vaacuterios elementos como eacute o caso da

aacuterea urbana gerando impactos na resposta espectral das imagens refletindo assim na

caracterizaccedilatildeo dessas classesO fato de terem sido admitidas somente duas classes tambeacutem

pode ter influenciando no resultado da classificaccedilatildeo pois algumas amostras apresentaram

distribuiccedilatildeo bimodal no entanto o erro foi muito baixo (em torno de 5) minimizando este

problema Outro fator que tambeacutem pode ter influenciado no resultado eacute o tamanho das

amostras de treinamento do algoritmo

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

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Costa e Alves (2005) ao monitorar a expansatildeo urbana do municiacutepio de Campos dos

Goytacazes tambeacutem tiveram problemas devido agrave confusatildeo entre duas classes onde a textura

dos cordotildees litoracircneos se confundia com a textura da urbanizaccedilatildeo e concluiacuteram que era

necessaacuterio possuir um conhecimento preacutevio da aacuterea para realizar o estudo Isso mostra que a

interpretaccedilatildeo visual admitindo que o interprete possua um conhecimento preacutevio da aacuterea eacute

fundamental pois o classificador mesmo com amostras apresentando um desempenho

elevado ainda assim pode apresentar erros nos resultados

CONCLUSAtildeO

A metodologia utilizada para a anaacutelise multitemporal do crescimento da mancha

urbana de Alegre para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 efetuada no presente

trabalho mostrou-se eficiente tornando possiacutevel visualizar as transformaccedilotildees ocorridas no

intervalo de tempo de 26 anos Assim outros resultados poderiam ser encontrados caso a

anaacutelise fosse feita em outros periacuteodos e com diferentes intervalos

O software SPRING se mostrou uma boa ferramenta para se analisar as questotildees de

urbanizaccedilatildeo e por ser disponiacutevel gratuitamente serve como opccedilatildeo para o planejamento urbano

municipal com um baixo custo

Um estudo mais detalhado utilizando-se imagens com uma melhor resoluccedilatildeo espacial

e espectral e em diferentes periacuteodos diminuindo o intervalo de tempo entre imagens pode

obter dados para um planejamento urbano mais detalhado diminuindo assim os riscos

causados pela ocupaccedilatildeo de aacutereas indevidas

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Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

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Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

24

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Rio de Janeiro RJ

sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES

sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

25

Capiacutetulo 2

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a

prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

Faacutebio Cardoso de Souza Santossup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3

Juacutelia Sesana Maciel3 Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira4

INTRODUCcedilAtildeO

Desde os primoacuterdios na civilizaccedilatildeo Egiacutepcia o manganecircs jaacute era usado como parte do

composto quiacutemico para a produccedilatildeo de vidro Com o avanccedilo das civilizaccedilotildees esse elemento

passou a possuir outras aplicaccedilotildees tanto no setor metaacutelico quanto no natildeo-metaacutelico Das

diversas utilizaccedilotildees do manganecircs a mais importante seria a produccedilatildeo das ligas de accedilo

constituiacutedas pela mistura de ferro e manganecircs Outras ligas tambeacutem satildeo produzidas com a

combinaccedilatildeo do manganecircs com diferentes metais como as ligas de cobre zinco alumiacutenio

estanho e chumbo O manganecircs tem a propriedade de dessulfurizaccedilatildeo (retirada do enxofre) e

deoxidante tornando melhor as caracteriacutesticas fiacutesicas e quiacutemicas das ligas de accedilo (SAMPAIO

et al 2005)

Sabe-se que a induacutestria do accedilo absorve cerca de 92 de toda produccedilatildeo mundial do

mineacuterio de manganecircs natildeo sendo diferente no Brasil onde o uso tambeacutem eacute liderado pela

metalurgia (85) seguido da fabricaccedilatildeo de pilha (10) e a induacutestria quiacutemica (5) (COSTA

2004) No Estado do Espiacuterito Santo as jazidas de manganecircs ateacute o momento estatildeo localizadas

unicamente no municiacutepio de Guaccediluiacute com cerca de um milhatildeo de toneladas poreacutem a

prospecccedilatildeo deste elemento ainda estaacute em fase de pesquisa (DNPM 2013)

Tendo em vista a importacircncia do elemento manganecircs para a induacutestria se faz

necessaacuterio o investimento em pesquisas para o reconhecimento mapeamento e amostragens

desse elemento Do reconhecimento em campo ateacute a explotaccedilatildeo existem vaacuterias etapas que

utilizam diversas metodologias (PEREIRA 2012) entretanto o presente trabalho estaacute focado

na fase de reconhecimento de aacutereas que possuam favorabilidade para a presenccedila do manganecircs

utilizando a anaacutelise multicriteacuterio como ferramenta base do estudo

A anaacutelise multicriteacuterio eacute baseada em uma modelagem matemaacutetica utilizando

paracircmetros ponderados relacionados agrave aacuterea de estudo e ao bem mineral de interesse

envolvendo ainda paracircmetros correlacionados atraveacutes das observaccedilotildees analiacuteticas e de campo

Atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio satildeo gerados os mapas de favorabilidade que tem se mostrado

de grande valia no auxiacutelio de identificaccedilatildeo de aacutereas alvo na exploraccedilatildeode bens minerais

reduzindo o tempo e o custo com pesquisas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004)

A anaacutelise multicriteacuterio consiste em um conjunto de teacutecnicas que visam auxiliar um

agente decisor a tomar decisotildees acerca de um problema complexo ponderando e propondo

alternativas para solucionaacute-lo utilizando diferentes criteacuterios e pontos de vista preacute-

estabelecidos As decisotildees satildeo sempre pautadas com base nos criteacuterios considerados

relevantes para a resoluccedilatildeo do problema em questatildeo podendo existir diversos criteacuterios onde

cada um possui seu grau de importacircncia (JANUZZI et al 2009)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

26

As teacutecnicas de geoprocessamento utilizadas na confecccedilatildeo dos mapas de favorabilidade

para ocorrecircncia de mineralizaccedilotildees como ouro chumbo zinco e cobre vecircm obtendo

resultados satisfatoacuterios ao longo das uacuteltimas deacutecadas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004) Em

contra partida ainda existem poucos estudos onde se aplica as teacutecnicas de anaacutelise de

favorabilidade para estudo de mineralizaccedilotildees de manganecircs

Este trabalho teve por objetivo geral identificar aacutereas que possuam alta favorabilidade

para a prospecccedilatildeo de manganecircs na porccedilatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo utilizando teacutecnicas

de geoprocessamento atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio mapeamento e anaacutelises de campo para

comprovar ou natildeo a veracidade dos dados obtidos com o geoprocessamento

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

A aacuterea de trabalho estaacute localizada na macrorregiatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo na

regiatildeo da divisa entre os estados do Rio de Janeiro Minas Gerais e Espiacuterito Santo Situasse

entre os municiacutepios de Guaccediluiacute Divino de Satildeo Lourenccedilo Dores do Rio Preto e Satildeo Pedro de

Rates (distrito de Guaccediluiacute) sendo delimitada pelas coordenadas UTM S 7698000 m e

7712000 m e E 206000 m e 218000 m (Figura 1)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo no Brasil e no Estado do Espiacuterito Santo

representada com as principais vias de acesso Fonte Autores

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL

CONTEXTO GEOLOacuteGICO

O arcabouccedilo geoloacutegico (Figura 2) da aacuterea eacute composto pelo complexo Juiz de Fora

Grupo Andrelacircndia Lineamento Guaccediluiacute rochas intrusivas gnaissificadas e depoacutesitos mais

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

27

jovens como aluviotildees coluacutevios pilhas ricas em caulim e outros resiacuteduos provenientes da

extraccedilatildeo de pegmatitos O Complexo Juiz de Fora eacute formado por ortopiroxecircnio-gnaisse de

composiccedilatildeo feacutelsica a maacutefica ortopiroxecircnio-clinopiroxecircnio-anfiboacutelio-gnaisse gnaisse

migmatiacutetico bandado migmatitos e gnaisses migmatizados Jaacute o Grupo Andrelacircndia eacute

composto por granada-biotita-gnaisse anfiboacutelio-biotita-gnaisse e gnaisse de composiccedilatildeo

predominantemente granodioriacutetica O Lineamento Guaccediluiacute eacute formado por anfiboacutelio-biotita

gnaisse milonitizado com ultramilonitos e milonitos E as rochas intrusivas gnaissificadas

satildeo os gnaisses tonaliacuteticos de Manhuaccedilu compostos por ortognaisses tonaliacuteticos

granodioriacutetico a trondhjemiacutetico com intercalaccedilotildees de anfiboacutelio-biotita gnaisse (HORN

2007)

Figura 2 - Destaque da aacuterea de estudo na Folha Espera Feliz - SF 24-V-A-IV

Fonte Modificado de HORN et al (2007)

GEOPROCESSAMENTO

O geoprocessamento ou processamento de dados geograacuteficos eacute feito atraveacutes de

teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais e realiza o tratamento de informaccedilotildees geograacuteficas em

ambiente virtual Em conjunto existe o sistema de informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) que eacute capaz

de simular a realidade do espaccedilo geograacutefico integrando informaccedilotildees espaciais (BALDOTTO

2014)

Dentro do ambiente computacional as caracteriacutesticas de uma determinada aacuterea podem

ser analisadas e manipuladas com diversas teacutecnicas A digitalizaccedilatildeo de dados reais possibilita

a geraccedilatildeo de mapas observacionais e o conjunto desses mapas observacionais depois de

manipulados geram os mapas analiacuteticos Os mapas analiacuteticos podem ser processados

utilizando operaccedilotildees algeacutebricas cumulativas como adiccedilatildeo multiplicaccedilatildeo e subtraccedilatildeo ou

atraveacutes de modelos loacutegicos como simultaneidade booleana possibilidade fuzzy e

probabilidade bayesiana onde seus produtos satildeo chamados de mapas fundidos e mapas

integrados respectivamente (SILVA 2003)

Rodrigues (2012) utilizou teacutecnicas de geoprocessamento a fim de realizar um estudo

sobre a mineralizaccedilatildeo de ouro no cinturatildeo de Gurupi Folha Centro Nova do Maranhatildeo

MAPA com o auxiacutelio da loacutegica fuzzy A aplicaccedilatildeo do meacutetodo permitiu identificar aacutereas de

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

28

favorabilidade para a presenccedila de mineralizaccedilotildees auriacuteferas Grande parte das aacutereas destacadas

coincidiram com os jazimentos conhecidos comprovando a eficaacutecia do meacutetodo e dando maior

confiabilidade para as novas aacutereas indicadas pela modelagem

Cunha et al (2001) utilizaram o geoprocessamento na avaliaccedilatildeo da favorabilidade para

a prospecccedilatildeo mineral de cromo na regiatildeo de Pinheiros Altos no municiacutepio de Piranga em

Minas Gerais com auxiacutelio da teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico e obtiveram resultados

satisfatoacuterios conseguindo aacutereas coerentes para o modelo prospectivo adotado

Baldotto (2014) utilizou geoprocessamento e teacutecnicas de anaacutelise multicriteacuterio

aplicando loacutegica fuzzy booleana e teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico (AHP) para

delimitaccedilatildeo de aacutereas favoraacuteveis agrave prospecccedilatildeo de aacutegua subterracircnea no Sul do Estado do

Espiacuterito Santo As teacutecnicas se mostraram eficazes para o tipo de anaacutelise realizada permitindo

a integraccedilatildeo de dados geoloacutegicos que influenciam diretamente na disponibilidade de aacutegua em

sistemas aquiacuteferos cristalinos

Benda et al (2014) fizeram uso do geoprocessamento em conjunto com a loacutegica

fuzzy para criaccedilatildeo de zoneamento no Parque Estadual da Cachoeira da Fumaccedila-ES para fins

de conservaccedilatildeo Utilizaram como fatores os mapas de declividade uso do solo e massa de

aacutegua e tiveram como produto final o mapa de final de adequabilidade para conservaccedilatildeo A

metodologia empregada possibilitou a identificaccedilatildeo de aacutereas especiacuteficas e com maior

vulnerabilidade ao uso puacuteblico e permitiu um melhor direcionamento no trabalho dos

gestores com um menor custo financeiro ao poder estadual

ANAacuteLISE DE FAVORABILIDADE

A anaacutelise de favorabilidade eacute de fundamental importacircncia em um processo decisoacuterio

Atraveacutes desta anaacutelise eacute possiacutevel dividir o espaccedilo geograacutefico em parcelas hierarquizadas

segundo um grau de favorabilidade A favorabilidade pode ser medida por meio de valores

relativos ou probabiliacutesticos avaliando-se respectivamente a possibilidade ou a probabilidade

de ocorrecircncia de algum fator ou variaacutevel na aacuterea de interesse Essa teacutecnica vem sendo

aprimorada agrave medida que a tecnologia de SIG vai evoluindo e cada vez mais estaacute sendo

utilizada pela induacutestria mineral e por agecircncias do governo como um dos meios de menor

custo para avaliaccedilatildeo de aacutereas de interesse na exploraccedilatildeo de recursos minerais (ROCHA et al

2000)

Vidal et al (2005) descreveu a anaacutelise de favorabilidade como um meacutetodo diferente

dos demais onde ao inveacutes de analisar isoladamente cada variaacutevel amostrada os atributos

georreferenciados satildeo particionados em ceacutelulas e correlacionados espacialmente dando

origem aos mapas de favorabilidade Levando em consideraccedilatildeo a distribuiccedilatildeo espacial e a

coexistecircncia entre variaacuteveis e depoacutesitos a anaacutelise de favorabilidade torna possiacutevel inferir

quanto e de que modo cada variaacutevel mapeada estaacute associada ao processo e

consequentemente em que grau ele indica a existecircncia de um bem mineral

Para Rostirolla (1996) a utilizaccedilatildeo da anaacutelise de favorabilidade na prospecccedilatildeo

geoloacutegica estaacute fundamentada em um estudo estatiacutestico de fatores que viabilizam ou natildeo a

existecircncia de depoacutesitos minerais A base do estudo estaacute fundamentada na ponderaccedilatildeo e

associaccedilatildeo espacial de dados geoloacutegicos e geofiacutesicos com fins exploratoacuterios O intuito

principal dessa avaliaccedilatildeo eacute diminuir custo e tempo de pesquisa identificando aacutereas com maior

potencial para descobertas

Os criteacuterios utilizados nessa anaacutelise podem ser de natureza restritiva ou relativa Os

criteacuterios restritivos atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo responsaacuteveis

por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas Representam

restriccedilotildees absolutas ao que se deseja estudar e descartam todas as aacutereas que natildeo atendem a

alguma restriccedilatildeo que elas representam Estes criteacuterios satildeo sempre de caraacuteter booleano

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

29

representando ldquosimrdquo ou ldquonatildeordquo na anaacutelise Os criteacuterios relativos (escalonados) satildeo utilizados

para realccedilar ou diminuir a adequabilidade de uma alternativa especiacutefica para uma atividade

ou objeto definindo um determinado grau de aptidatildeo para a aacuterea considerada Os criteacuterios

escalonados definem regiotildees ou alternativas em termos de uma medida contiacutenua de

adequabilidade variando de 0 ateacute 255 onde zero possui adequabilidade nula e 255 a

adequabilidade maacutexima para o empreendimento analisado Estes criteacuterios satildeo sempre de

caraacuteter fuzzy (EASTMAN 2003 KOHAGURA 2007)

Dentro da anaacutelise fuzzy existem as funccedilotildees de pertinecircncia e podem ser de nove tipos

linear curva Z pi beta triangular trapezoidal gaussiana cautchy e sigmoide sendo a uacuteltima

mais utilizada nesse tipo de estudo por se adaptar melhor aos dados de origem ambiental

Esse tipo de funccedilatildeo sigmoidal pode ser monotocircnica crescente decrescente e simeacutetrica

(KOHAGURA 2007)

No estaacutegio em que eacute realizada a combinaccedilatildeo de dados para geraccedilatildeo da regra de

decisatildeo pode ser utilizada a anaacutelise multicriteacuterio onde diversos fatores com seus

determinados pesos de importacircncia satildeo combinados Saaty (1977 citado por MORETTI et al

2008) propocircs a utilizaccedilatildeo da teacutecnica de Processo Analiacutetico Hieraacuterquico (Analytic Hierarchy

Process ndash AHP) no auxiacutelio da decisatildeo de quais fatores satildeo mais importantes dentro do

determinado empreendimento visto sua relativa simplicidade de aplicaccedilatildeo e entendimento

Considerando que o decisor deveraacute executar a anaacutelise paritaacuteria entre os criteacuterios e entre os

subcriteacuterios a ferramenta utiliza-se da Escala Fundamental de Saaty (1977 citado por

MORETTI et al 2008) apresentando as opccedilotildees para esta comparaccedilatildeo que correlacionam

valores de acordo com o entendimento do operador (MORETTI et al 2008)

METODOLOGIA

Para a realizaccedilatildeo desse trabalho foram utilizados dados digitais vetores de curvas de

niacutevel e redes de drenagem adquiridos do Geobases (2002) mapa geoloacutegico de aacuterea de estudo

que foi digitalizado e modificado da Carta Geoloacutegica Folha Espera Feliz SF24-V-A-IV

(HORN 2007) mapa geoloacutegico regional e mapa de pontos ambos feitos com base nos dados

obtidos durante a etapa de campo

A metodologia adotada neste trabalho inclui a coleta e tratamento dos dados por meio

de aquisiccedilatildeo armazenamento e descriccedilatildeo para posterior anaacutelise em ambiente digital tanto de

arquivos vetoriais quanto matriciais de toda a regiatildeo do estudo (BALDOTTO 2014)

Na etapa inicial do trabalho foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica onde foram

consultadas informaccedilotildees preacute-existentes da aacuterea de estudo principalmente informaccedilotildees

geoloacutegicas e metodologia anaacuteloga a que foi utilizada

Na segunda etapa do trabalho foi realizado o geoprocessamento dos dados a geraccedilatildeo e

padronizaccedilatildeo dos fatores e restriccedilotildees e aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio Sendo esses itens

descritos nos seus respectivos sub-toacutepicos abaixo

ETAPA DE CAMPO

A etapa de campo foi realizada em um total de 11 dias entre os meses de setembro a

novembro de 2014 Essa etapa consistiu no caminhamento pela aacuterea descriccedilatildeo dos diversos

litotipos e tentativa de identificaccedilatildeo do manganecircs fazendo uso da aacutegua oxigenada que reage

na presenccedila de manganecircs gerando na superfiacutecie da rocha um fluido branco espumoso

GEOPROCESSAMENTO

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

30

Nessa etapa foram organizados e confeccionados todos os mapas necessaacuterios para a

realizaccedilatildeo do trabalho em ambiente de SIG O banco de dados inicial foi organizado com o

intuito de possuir o maacuteximo de informaccedilotildees e recursos para facilitar e acelerar os processos de

anaacutelises empregados neste trabalho

O mapa geoloacutegico e o mapa de pontos foram gerados com dados de campo atraveacutes de

anaacutelise de afloramento e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rocha O mapa de modelo digital de

elevaccedilatildeo foi elaborado utilizando as curvas de niacutevel da regiatildeo de estudo

GERACcedilAtildeO DE MAPAS DE RESTRICcedilAtildeO E FATORES

Foram definidas duas restriccedilotildees e trecircs fatores tendo como meta a geraccedilatildeo do mapa de

favorabilidade As restriccedilotildees atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo

responsaacuteveis por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas

sendo consideradas as Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes conforme os artigos 2deg e 3deg da

Resoluccedilatildeo ndeg 303 do CONAMA (2002) e as localidades fora do limite da aacuterea de estudo

Os trecircs fatores escolhidos foram padronizados em uma escala de adequabilidade que

varia de menos apto (0) a mais apto (255) e foi utilizado a teacutecnica de processo analiacutetico

hieraacuterquico (AHP) para a comparaccedilatildeo entre os fatores seguindo uma ordem de prioridade

sendo considerados na ordem de maior para menor importacircncia a litologia a declividade e a

cota

O fator litoloacutegico foi levado em consideraccedilatildeo pois a presenccedila da rocha eacute essencial para

geraccedilatildeo de qualquer depoacutesito mineral e o fator possui a finalidade de identificar as litologias

que apresentam composiccedilatildeo mineraloacutegica mais favoraacutevel para a formaccedilatildeo de depoacutesitos

lateriacuteticos Este fator foi realizado baseando-se no mapa geoloacutegico gerado atraveacutes de anaacutelises

em campo e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rochas Das oito litologias identificadas e descritas em

campo apenas duas foram encontradas associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs que

satildeo o leucognaisse e o biotitito Devido a essa caracteriacutestica essas duas litologias foram

consideradas com maiores graus de importacircncia dentro do fator entretanto como foram

encontrados mais depoacutesitos lateriacuteticos associados ao leucognaisse do que ao biotitito o grau

de importacircncia do leucognaisse foi considerado maior do que o do biotitito As outras

litologias que natildeo apresentaram associaccedilatildeo a depoacutesitos de manganecircs tiveram seu grau de

importacircncia calculado a partir da composiccedilatildeo mineraloacutegica da rocha visto que cada mineral

que compotildee a rocha pode ter ou natildeo na sua estrutura quiacutemica a presenccedila do elemento

manganecircs Na Tabela 1 estatildeo todas as litologias encontradas em campo com seus respectivos

valores de favorabilidade que foram atribuiacutedos seguindo a metodologia descrita acima

Quadro 1 - Normatizaccedilatildeo das classes litoloacutegicas Fonte Autores

Litologia Valor atribuiacutedo

Leucognaisse 255

Biotitito 200

Granada-Biotita Gnaisse 100

Granada-Biotita-Feldspato Protomilonito 100

Granada-Biotita-Piroxecircnio Gnaisse 100

Biotita-Piroxecircnio Granulito 50

Biotita Gnaisse 50

Leucogranito 50

O fator declividade tem como principal finalidade a identificaccedilatildeo de aacutereas planas

Biondi (2003) descreveu que para a geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos seja residual ou

supergecircnico independentemente de qual mineacuterio estaacute sendo estudado necessita-se de um

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

31

terreno com menor declividade para facilitar sua acumulaccedilatildeo Com estas informaccedilotildees o fator

declividade passa a ter um grau alto de importacircncia dentro da anaacutelise multicriteacuterio ficando

abaixo apenas do fator litoloacutegico

A normatizaccedilatildeo do mapa de declividade foi feita utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia

fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente onde as aacutereas planas e com ateacute 10 graus de

inclinaccedilatildeo foram consideradas de maacutexima adequabilidade (255) no momento em que o valor

da inclinaccedilatildeo ultrapassa os 10 graus essa adequabilidade decresce ateacute chegar ao valor miacutenimo

(0) onde a inclinaccedilatildeo eacute de 30ordm e acima deste valor de inclinaccedilatildeo a adequabilidade torna-se

nula Estes valores foram adotados levando-se em consideraccedilatildeo tudo o que foi estudado na

pesquisa bibliograacutefica em trabalhos como o de Biondi (2003) Neto e Costa (2010) e

Leonardi e Ladeira (2012) e observaccedilotildees realizadas em campo

Neto e Costa (2010) realizaram o mapeamento de unidades geomorfoloacutegicas da Bacia

do Rio Cauameacute-RR no qual foi possiacutevel identificar deposiccedilatildeo lateriacutetica onde a declividade

variava de 01 a 3 graus terrenos relativamente planos Esse estudo confirma a preacute-disposiccedilatildeo

da formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas

Leonardi e Ladeira (2012) fizeram uma anaacutelise hipsomeacutetrica da Regiatildeo Nordeste do

Quadrilaacutetero Ferriacutefero-MG associado ao material de origem Nesse estudo foi possiacutevel

evidenciar na base do Complexo Alegria uma superfiacutecie plana que ultrapassou oito

quilocircmetros de extensatildeo com declividade inferior a 5ordm que estaacute associada agrave Crosta Lateriacutetica

de Ferricrete Contiacutenua Sendo estaacute mais uma evidecircncia da preacute-disposiccedilatildeo da formaccedilatildeo de

depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas

O fator cota teve como objetivo a identificaccedilatildeo de aacutereas cujas cotas estatildeo proacuteximas de

mil metros de altitude geralmente topo de morros pois para haver a formaccedilatildeo e

desenvolvimento de depoacutesitos lateriacuteticos eacute necessaacuterio que o ambiente gerador possua alguns

paracircmetros essenciais como alta taxa de pluviosidade atuando na lixiviaccedilatildeo relevo pouco

inclinado para minimizar a accedilatildeo erosiva resultante da alta pluviosidade alta taxa de

percolaccedilatildeo de aacutegua para mobilizar a mateacuteria lixiviada e por fim cotas topograacuteficas elevadas

em relaccedilatildeo ao niacutevel de base regional sendo essencial para promover uma taxa contiacutenua nos

processos citados acima (ALEVA 1994) Devido a esta caracteriacutestica de condicionar uma

taxa contiacutenua nos processos essenciais para geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos o fator cota estaacute

presente na anaacutelise multicriteacuterio deste trabalho possuindo um grau de importacircncia inferior ao

fator litoloacutegico e ao fator declividade poreacutem sendo fundamental para comprovar a eficaacutecia do

estudo

A normatizaccedilatildeo do fator cota foi realizada utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia fuzzy

sigmoidal monotocircnica crescente onde aacutereas inferiores a 600 metros foram consideradas de

adequabilidade miacutenima (0) agrave medida que o valor da cota sobe a adequabilidade cresce ateacute

atingir a cota de 800 metros onde a adequabilidade torna-se maacutexima (255) e com isso todas

cotas acima de 800 metros possui adequabilidade maacutexima Para definiccedilatildeo dos valores

adotados nesse fator levou-se em consideraccedilatildeo as observaccedilotildees realizadas em campo revisatildeo

bibliograacutefica sobre depoacutesitos lateriacuteticos e trabalhos como o de Morais et al (2002) e Oliveira

et al (2009)

Atraveacutes do Processo Analiacutetico Hieraacuterquico foram gerados os pesos onde seus valores

foram atribuiacutedos de acordo com o seu grau de importacircncia utilizando como base a escala

fundamental de Saaty (1977 citado por MORETTI et al 2008) Sendo assim ficou

estabelecido que o fator litoloacutegico eacute moderadamente mais importante que o fator declividade

o fator declividade eacute moderadamente mais importante que o fator cota e o fator litoloacutegico eacute

fortemente mais importante que o fator cota Com os fatores normatizados e os seus

respectivos pesos calculados os mapas foram agrupados utilizando a Combinaccedilatildeo Linerar

Ponderada onde os fatores foram multiplicados pelos seus pesos e em seguida somados para

geraccedilatildeo do mapa de adequabilidade Como no presente trabalho foi utilizada restriccedilatildeo o

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

32

procedimento foi alterado e a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo de fatores

foi multiplicada pela restriccedilatildeo gerando o mapa de adequabilidade final

Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo par-a-par entre fatores Fonte Autores

Fator Litologia Declividade Cota

Litologia 1

Declividade 13 1

Cota 15 13 1

Na Tabela 3 estatildeo os valores correspondentes aos pesos calculados atraveacutes do processo

analiacutetico hieraacuterquico utilizando a matriz de comparaccedilatildeo Os pesos demostram a influecircncia de

cada fator no mapa final de adequabilidade Onde o fator litoloacutegico representou cerca de 64

no valor final da anaacutelise o fator declividade contribuiu com aproximadamente 26 e o fator

cota representou 10 A proporccedilatildeo de consistecircncia eacute um valor que mostra o erro obtido no

caacutelculo da matriz de comparaccedilatildeo e neste caso o erro foi de 003 estando dentro do limite

aceitaacutevel de 01

Quadro 3 - Resultado dos pesos calculados para cada fator Fonte Autores

Fator Peso

Litoloacutegico 064

Declividade 026

Cota 010

Com o mapa final de adequabilidade gerado foi possiacutevel comparar os resultados

obtidos atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio com os dados coletados em campo E assim discutir

sobre a confiabilidade da ferramenta de anaacutelise multicriteacuterio na obtenccedilatildeo de aacutereas com alta

adequabilidade para prospecccedilatildeo de depoacutesitos de manganecircs

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Como resultados foram obtidos os mapas de fatores que indicam como cada fator

influenciou no mapa final e utilizando esses mapas separadamente eacute possiacutevel discutir sobre a

importacircncia de cada fator na anaacutelise Entretanto quando eacute realizada a integraccedilatildeo dos mapas

na anaacutelise multicriteacuterio em um uacutenico mapa torna-se mais faacutecil o julgamento das aacutereas de

acordo com a adequabilidade

A Figura 3 conteacutem os mapas de fatores e restriccedilotildees utilizados nesse trabalho O fator

litoloacutegico apresentou grande favorabilidade na regiatildeo centro norte devido essa aacuterea ser

composta principalmente por rochas do tipo leucognaisse e biotitito que geralmente estatildeo

associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs O restante da aacuterea apresentou favorabilidade

variando de meacutedia agrave baixa devido agrave composiccedilatildeo das rochas e os valores atribuiacutedos a cada

uma delas

O leucognaisse foi considerado de muito alta favorabilidade em relaccedilatildeo agrave formaccedilatildeo de

depoacutesitos lateriacuteticos visto que a maior parte dos depoacutesitos encontrados em campo estatildeo

associados a esse tipo rochoso A litologia biotitito foi classificada com alta favorabilidade agrave

formaccedilatildeo de depoacutesito lateriacutetico uma vez que alguns depoacutesitos lateriacuteticos foram encontrados

associados a esta rocha Os litotipos granada biotita gnaisse granada biotita feldspato

protomilonito e granada biotita piroxecircnio gnaisse foram considerados de meacutedia

favorabilidade pois apesar de natildeo ter sido observado em campo qualquer associaccedilatildeo destes

litotipos com depoacutesitos lateriacuteticos a composiccedilatildeo mineraloacutegica destas rochas podem permitir a

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

33

formaccedilatildeo de algum tipo de depoacutesito de manganecircs lembrando que natildeo eacute apenas a mineralogia

que determina a formaccedilatildeo de depoacutesitos

As rochas biotita piroxecircnio gnaisse biotita gnaisse e Leucogranito foram classificadas

com baixa favorabilidade uma vez que a composiccedilatildeo mineraloacutegica das mesmas dificilmente

permitiraacute a formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs

O fator cota ficou evidenciado uma grande adequabilidade indo desde a parte central

ateacute o topo norte do mapa Da porccedilatildeo central ateacute a base sul do mapa a adequabilidade ficou

bem dividida variando de alta a nula Resultados esses jaacute esperados para esse fator visto que

a regiatildeo de estudo e bastante montanhosa estando sempre bem acima do niacutevel meacutedio do mar

Jaacute porccedilotildees com baixa ou nula adequabilidade estatildeo associadas as aacutereas mais baixas

simplesmente pela geomorfologia ou em alguns casos a canais de drenagem que ao longo do

tempo vatildeo dissecando o relevo e tornando-o mais baixo

O fator declividade como esperado apresentou uma grande quantidade de aacutereas com

alta adequabilidade e boa distribuiccedilatildeo visto que apesar da regiatildeo de estudo estaacute contida em

cotas elevadas o relevo predominante eacute pouco acidentado e os topos de morros satildeo mais

aplainados

A restriccedilatildeo hidrograacutefica estaacute presente neste trabalho com o intuiacutedo de identificar e

restringir todas as regiotildees que fazem parte das Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes em aacutereas

de Mata Ciliar A restriccedilatildeo foi realizada isolando um raio de 50 metros no entorno de

qualquer corpo drsquoaacutegua visto que dentro destas regiotildees eacute proibida a realizaccedilatildeo de estudos

prospectivos (CONAMA 2002)

Figura 3 - Mapas de Fatores e Restriccedilotildees (A) Fator Litoloacutegico (B) Fator Cota (C) Fator

Declividade (D) Restriccedilatildeo Hidrograacutefica Fonte Autores

No mapa final de adequabilidade (Figura 4A) observa-se que a aacuterea mais favoraacutevel

(255) agrave prospecccedilatildeo de manganecircs proposta por este trabalho estaacute localizada na parte superior

do mapa distribuiacuteda de leste a oeste poreacutem eacute possiacutevel encontrar outras regiotildees como na parte

central do mapa e uma pequena porccedilatildeo na regiatildeo sudoeste que embora obtivessem

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

34

adequabilidade um pouco mais baixa (200-160) ainda possuem valores satisfatoacuterios O

restante do mapa apresentou uma adequabilidade variando de meacutedia (130) e baixa (50) A alta

adequabilidade encontrada na parte superior do mapa ocorre devido ao substrato rochoso ser

composta por leucognaisse rocha com maior peso de importacircncia dentro do fator litoloacutegico

que por sua vez eacute o fator de maior influecircncia dentro da anaacutelise e por essa regiatildeo apresentar as

maiores cotas da aacuterea de estudo Algumas regiotildees que possuem alta adequabilidade para os

fatores declividade e cota obtiveram uma adequabilidade variando de meacutedia (130) a baixa

(50) isto porque o fator litoloacutegico que teve o maior peso na anaacutelise alcanccedilou baixa

adequabilidade nessas aacutereas do mapa As porccedilotildees no mapa que apresentaram adequabilidade

nula satildeo aquelas onde as restriccedilotildees foram atuantes neste caso os corpos hiacutedricos

A etapa de campo obteve como produto um mapa de pontos (Figura 4B) onde foram

constatados pontos com a presenccedila de manganecircs pontos de depoacutesitos de manganecircs jaacute

descritos por outras literaturas e pontos que natildeo possuiacuteam a presenccedila do manganecircs Vale

salientar que a descriccedilatildeo de um ponto representa natildeo somente as caracteriacutesticas daquele exato

local mas tambeacutem do seu entorno A geraccedilatildeo deste mapa teve com intuiacutedo facilitar a

amostragem dos pontos que possuem a presenccedila de manganecircs e comparaacute-lo com o mapa de

adequabilidade final

Ao analisar o mapa de adequabilidade eacute possiacutevel perceber que todos os pontos

descritos em campo que possuiacuteam a presenccedila de manganecircs estatildeo associados a uma alta

adequabilidade Eacute importante explicar que ao fazer o caminhamento de campo procurasse

sempre utilizar rotas de mais faacutecil acesso para percorrer a aacuterea como por exemplo as redes de

drenagem No caso deste trabalho essa metodologia de caminhamento acabou acarretando

controveacutersia no momento de anaacutelise do mapa final pois pontos nos quais ficou comprovada a

presenccedila de manganecircs estatildeo situados tanto dentro de porccedilotildees de alta adequabilidade quanto de

adequabilidade nula isto devido aos pontos terem sido coletados proacuteximos agraves drenagens e o

sistema hidrograacutefico da regiatildeo ser considerado uma restriccedilatildeo de acordo com CONAMA

(2002) Essa controveacutersia natildeo diminui a comprovaccedilatildeo da eficaacutecia da ferramenta da anaacutelise

multicriteacuterio visto que os pontos representam uma aacuterea muito maior do que aquele exato

local onde o ponto foi descrito e a malha de restriccedilatildeo hidrograacutefica natildeo nega a presenccedila do

manganecircs apenas restringe a exploraccedilatildeo mineral por se tratar de uma aacuterea de preservaccedilatildeo

permanente

No mapa de adequabilidade foi utilizada uma simbologia com a forma de um ciacuterculo

vazado nos pontos que tiveram a presenccedila de manganecircs comprovada com o intuiacutedo de

representar melhor a aacuterea de influecircncia de cada ponto e tornar mais clara essa possiacutevel

controveacutersia ao se analisar o mapa Os pontos que possuem a presenccedila do manganecircs

identificados na Folha Espera Feliz ndash SF 24-V-A-IV (HORN 2007) foram associados a uma

adequabilidade variando de alta a meacutedia resultados que reforccedilam a eficaacutecia da anaacutelise

multicriteacuterio como uma ferramenta eficaz para prospecccedilatildeo de manganecircs na regiatildeo proposta

No mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel observar que 60 de todos os pontos que

possuem a presenccedila de manganecircs independente se satildeo pontos vistos em campo ou pontos

obtidos por meio de outras literaturas estatildeo localizados em regiotildees de alta adequabilidade

(255 ateacute 200) e os 40 restantes estatildeo localizados em porccedilotildees de meacutedia adequabilidade (130)

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

35

Figura 4 - A) Mapa de adequabilidade final com os pontos de amostragem e drenagens (azul)

com isolamento de 50 metros (branco) delimitando a restriccedilatildeo hidrograacutefica de acordo com

CONAMA (2002) B) Mapa com discriminaccedilatildeo de pontos onde natildeo foi constatada a presenccedila

de manganecircs (pontos pretos) pontos que possuiacuteam manganecircs (pontos vermelhos) e pontos

buscados na literatura que jaacute tinham identificaccedilatildeo de presenccedila de manganecircs (pontos verdes)

Fonte Autores

CONCLUSAtildeO

A utilizaccedilatildeo das teacutecnicas de geoprocessamento se mostrou eficaz para o tipo de estudo

realizado permitindo a integraccedilatildeo de diferentes tipos de dados que influenciam diretamente

na formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos

Analisando o mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel afirmar que o objetivo no qual

seria a avaliaccedilatildeo de aacutereas para a prospecccedilatildeo de manganecircs obteve resultados satisfatoacuterios visto

que na regiatildeo escolhida para o estudo cerca de 30 da aacuterea apresenta alta adequabilidade

(255 ateacute 200) 40 possui meacutedia adequabilidade (aproximadamente 130) e apenas 30 da

aacuterea ficou caracterizada por uma baixa adequabilidade (de 50 ateacute 0)

A anaacutelise multicriteacuterio pode ser considerada uma ferramenta que possui resultados

satisfatoacuterios quando utilizada com criteacuterios embasados aleacutem disso trata-se de uma

metodologia de baixo custo e faacutecil aplicabilidade cujos resultados podem minimizar o custo e

o tempo da fase de prospecccedilatildeo e pesquisa

O mapa de favorabilidade final apesar de ter resultados aceitaacuteveis poderaacute ser refinado

futuramente quando novos dados forem obtidos em campo acrescentando-se novos fatores

como por exemplo anaacutelises geoquiacutemicas e pedologia

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CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

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CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Engenharia Civil Universidade Federal de Viccedilosa Viccedilosa

MG

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da

Sauacutede Alegre ES 3 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

39

Capiacutetulo 3

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura

de taludes em atividades de mineraccedilatildeo

Laacutezaro Correcirca Marcellinosup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Julio Almeida Moreira2 Carlos

Henrique Rodrigues de Oliveira3

INTRODUCcedilAtildeO

O planejamento geoteacutecnico na mineraccedilatildeo torna-se um fator de extrema importacircncia

pois as consequecircncias de um mau planejamento podem colocar em risco o empreendimento

mineiro Uma vez que se impotildee a exploraccedilatildeo do bem mineral em diferentes frentes de avanccedilo

tem-se notado um avanccedilo dos limites da cava cada vez mais extremos portanto criam-se

problemas geoteacutecnicos cada vez mais complexos

Com isso os desafios ao longo dos anos satildeo maiores pois aleacutem de se observar uma

tendecircncia no aprofundamento das cavas exige-se a adoccedilatildeo de meacutetodos geoteacutecnicos e

tecnoloacutegicos que possibilitem de forma segura e econocircmica a lavra da substacircncia de

interesse (REIS 2011)

Existem tambeacutem vaacuterios fatores que contribuem para a instabilidade de taludes uma

vez que iniciada a lavra os taludes possuem um caraacuteter temporaacuterio por isso adota-se fatores

de seguranccedila menores quando comparados a obras civis Apresentam tambeacutem instabilidade

derivada das vibraccedilotildees nos maciccedilos relacionadas as detonaccedilotildees e ao constante traacutefego de

veiacuteculos pesados sobre as bancadas por isso torna-se mais difiacutecil a previsatildeo desses eventos de

ruptura (PARDO 2009)

A deflagraccedilatildeo de um rompimento de talude pode estar condicionada a esses fatores

fiacutesicos predisponentes supracitados onde o grande desafio da comunidade cientiacutefica estaacute

relacionado a prever quantificar qualificar e temporizar o momento de ruptura do talude A

necessidade de melhorias no planejamento geoteacutecnico aliados a teacutecnicas geomorfoloacutegicas

hidroloacutegicas geoambientais e geoloacutegicas dentro da mineraccedilatildeo eacute um fator importante na

mitigaccedilatildeo de possiacuteveis desastres contra a vida ao meio ambiente perda de material e

prejuiacutezos econocircmicos incalculaacuteveis ao empreendimento aleacutem da necessidade de atender a

legislaccedilatildeo vigente que conteacutem diversas exigecircncias

Assim do ponto de vista geoteacutecnico a estabilidade de taludes associado ao sistema de

informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) constitui ferramenta essencial na definiccedilatildeo da geometria da

cava aleacutem de mitigar os riscos supracitados durante a atividade de lavra (GOMES et al

2005) Logo o presente trabalho possui como objetivo o desenvolvimento de mapa litoloacutegico

e de lineamentos utilizando loacutegica fuzzy para utilizaccedilatildeo na anaacutelise de susceptibilidade de

talude em uma atividade de mineraccedilatildeo de ferro no Quadrilaacutetero Ferriacutefero (QF)

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

A aacuterea de estudo insere-se na regiatildeo do QF o qual eacute uma Proviacutencia Mineral que

possui este nome em funccedilatildeo do arranjo geomeacutetrico de sua morfoestrutura que se assemelha a

um quadrado Localiza-se na porccedilatildeo centro-sudeste do Estado de Minas Gerais e perfaz uma

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

40

aacuterea de aproximadamente 7000 Kmsup2 abrangendo os municiacutepios de Sabaraacute Santa Baacuterbara

Mariana Congonhas Ouro Preto Joatildeo Monlevade Rio Piracicaba Itauacutena e Itabira entre

outros 21 municiacutepios (Figura 1)

As principais vias de acesso agraves cidades satildeo pelas rodovias federais BR-262 e BR-361

e rodovias estaduais MG-129 MG-030 MG-040 entre outras Outra forma de acesso ao QF

se daacute pela Estrada de Ferro Vitoacuteria Minas (EFVM) onde quase toda produccedilatildeo das minas de

mineacuterio de ferro eacute escoada ateacute o Porto de Tubaratildeo em Vitoacuteria (ES)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo das principais minas da VALE SA no QF Fonte Modificado de

Costa (2008)

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL

Segundo Caputo (1983) talude compreende quaisquer superfiacutecies inclinadas que

limitam um maciccedilo de terra de rocha ou ambos Podem ser naturais casos das encostas ou

artificiais como os taludes de cortes e aterros Satildeo limitados na parte superior por uma Crista

ou Topo e na parte inferior por um ldquoPeacuterdquo como mostrado na Figura 2

Figura 2 - Elementos geomeacutetricos que compotildee um talude e satildeo utilizados para o

dimensionamento do mesmo Fonte Dyminski (2007)

Contudo considerando a estabilidade de taludes em atividade de mineraccedilatildeo os

elementos geomeacutetricos de um talude tornam-se um pouco mais complexos pois a cava final

de mina dependeraacute da conformaccedilatildeo dos taludes das rampas de acesso ao mineacuterio dos acircngulos

entre as vaacuterias bancadas existentes e da altura dos taludes Para uma cava ser operacionalizada

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41

e garantir a seguranccedila geoteacutecnica da mina deve conter necessariamente os seguintes

elementos geomeacutetrico (Figura 3)

Figura 3 - Elementos geomeacutetricos para o dimensionamento dos taludes de uma cava Fonte

Relatoacuterio Interno da Empresa (2013)

MEacuteTODOS DE ANAacuteLISE DE ESTABILIDADE DE TALUDES

A anaacutelise de estabilidade de taludes nos permite verificar a possibilidade de

escorregamento de taludes analisando-se as influecircncias relativas aos paracircmetros como

exemplo paracircmetros de resistecircncia litologia dentre outros que visam obter um estudo para

um melhor entendimento dos mecanismos de ruptura citados anteriormente As teacutecnicas de

anaacutelise de estabilidade podem ser divididas em grandes grupos que satildeo as anaacutelises

probabiliacutesticas anaacutelises determiniacutesticas e anaacutelises heuriacutesticas Sendo que a anaacutelise

probabiliacutestica requer conhecimento das distribuiccedilotildees de probabilidade ou das funccedilotildees de

densidade das variaacuteveis aleatoacuterias do problema ou seja a definiccedilatildeo da probabilidade de

ruptura ver Figura 4 (DYMINSKI 2007)

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

42

Figura 4 - Representaccedilatildeo probabiliacutestica das tensotildees atuantes e resistentes Fonte Dyminski

(2007)

A anaacutelise probabiliacutestica distingue-se da determiniacutestica por considerar a variabilidade

dos paracircmetros de caacutelculo particularmente a dispersatildeo natural para isto tem que ser

conhecida uma distribuiccedilatildeo de valores para cada paracircmetro (variaacuteveis aleatoacuterias) obtendo ou

assumindo uma distribuiccedilatildeo de probabilidade para o fator de seguranccedila As anaacutelises

probabiliacutesticas satildeo essenciais para a confecccedilatildeo de Mapas de Potencial de Ruptura Mapas de

Risco de Ruptura Mapas de Ocupaccedilatildeo de solos dentre outros (MONTOYA 2013)

As anaacutelises determiniacutesticas por sua vez buscam a quantificaccedilatildeo da estabilidade por

meio de fator numeacuterico que nos permitiraacute avaliar a respectiva seguranccedila se eacute ou natildeo estaacutevel

Sendo assim as anaacutelises determiniacutesticas satildeo baseadas em modelos fiacutesicos e buscam calcular

um fator ou coeficiente de seguranccedila (FS) As anaacutelises determiniacutesticas possuem diversos

meacutetodos sendo eles os de anaacutelise limite anaacutelise de tensatildeodeformaccedilatildeo e anaacutelise de

equiliacutebrio limite (MESQUITA 2013)

O meacutetodo de equiliacutebrio limite eacute tradicionalmente o mais utilizado para a determinaccedilatildeo

do FS pois estuda o equiliacutebrio de uma massa potencialmente instaacutevel Entende-se entatildeo que

estes meacutetodos se resumem a uma comparaccedilatildeo entre forccedilas que tendem a provocar movimento

ao longo de uma superfiacutecie de ruptura e forccedilas que contrariamente se opotildeem a este

movimento

ANAacuteLISES DE RISCO

Com objetivo de normatizar a terminologia aplicada aos estudos de aacutereas geoloacutegicas e

geoteacutecnicas Varnes (1984) propocircs uma definiccedilatildeo formal para diferentes sentidos de riscos

como risco especiacutefico hazard e vulnerabilidade

No Brasil os pioneiros a propor uma normatizaccedilatildeo foram Augusto Filho et al (1990)

que debateram tanto no acircmbito nacional quanto internacional termos conceitos e

nomenclatura associados ao termo Risco Atualmente os conceitos mais usuais satildeo aqueles

recomendados pelas associaccedilotildees das categorias como Australian Geomechanics Society

(AGS) International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (ISSMGE)

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43

International Society for Rock Mechanics (ISRM) Associaccedilatildeo Brasileira de Geologia de

Engenharia e Ambiental (ABGE) e da ISO 31000 (CORTELETTI 2014)

Ainda assim existe pouca unicidade acerca do tratamento dos conceitos e problemas

sobre a avaliaccedilatildeo de risco muitas vezes enfrentando barreiras quanto agrave avaliaccedilatildeo de

incertezas em Geotecnia e avaliaccedilatildeo de risco

GEOPROCESSAMENTO

Teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais que leva em consideraccedilatildeo o processamento

de dados geograacuteficos satildeo conhecidas como geoprocessamento Segundo algumas definiccedilotildees

adotadas por Menezes (2012) as ferramentas computacionais utilizadas em geoprocessamento

permitem realizar anaacutelises complexas atraveacutes de Sistemas de informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG)

SIG por sua vez satildeo sistemas de informaccedilotildees construiacutedos especialmente para armazenar

analisar e manipular dados geograacuteficos

Os SIG tecircm se tornado cada vez mais usuais pois as teacutecnicas computacionais se

tornam cada vez mais complexas e com melhor desempenho possibilitando entatildeo confrontar

dados distintos para produzir o resultado desejado com mais facilidade Confrontar mapas

com diferentes informaccedilotildees permitindo gerar um novo mapa eacute uma ferramenta de grande

eficiecircncia pois o mesmo auxilia no planejamento nas tomadas de decisotildees e reduz a

ambiguidade de interpretaccedilotildees (MENEZES 2012)

Visando desenvolver um trabalho englobando teacutecnicas de geoprocessamentos junccedilatildeo

de mapas e teacutecnicas estatiacutesticas utilizou-se os SIG para aplicar teacutecnicas de anaacutelise

multicriteacuterio e loacutegica fuzzy

CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL

A aacuterea de estudo se insere em uma regiatildeo localizada a leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero

(QF) fazendo parte da Sinclinal de Alegria e situada regionalmente na porccedilatildeo sul do Craacuteton

Satildeo Francisco nas proximidades de Mariana e Ouro Preto (REIS et al 2000 ROESER e

ROESER 2010)

CONTEXTO GEOTECTOcircNICO

A parte leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero eacute constituiacuteda por rochas da regiatildeo cratocircnica

retrabalhadas tectonicamente durante o Evento Brasiliano (06-05 Ga) que resultou na

formaccedilatildeo da Faixa Araccediluaiacute e das demais faixas orogecircnicas que delimitam a borda deste

Cratoacuten (Figura 2) contendo resquiacutecios da orogenia Transamazocircnica (UHLEIN et al 1998)

ESTRATIGRAFIA DO QUADRILAacuteTERO FERRIacuteFERO

Alkmim e Marshak (1998) e Alkmim e Noce (2006) subdividiram o Quadrilaacutetero

Ferriacutefero segundo a coluna estratigraacutefica mostrada na Figura 5 Sendo este constituiacutedo por

quatro unidades litoestratigraacuteficas principais sendo elas O Embasamento Cristalino o

Supergrupo Rio das Velhas de idade arqueana o Supergrupo Minas e o Grupo Itacolomi de

idade paleo-proterozoacuteica

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

44

Figura 5 - Coluna estratigraacutefica da regiatildeo do Quadrilaacutetero Ferriacutefero Fonte Modificada de

Alkmim e Marshak (1998)

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45

METODOLOGIA

MATERIAIS

Foram utilizados os seguintes materiais

bull Software ArcGis 101 para confecccedilatildeo do mapa litoloacutegico

bull Relevo Sombreado para fotointerpretaccedilatildeo dos lineamentos

bull Software Idrisi Selva 170 para aplicaccedilatildeo da loacutegica fuzzy do mapa de lineamentos

bull Relatoacuterio interno disponibilizado pela empresa

MEacuteTODOS

De iniacutecio realizou-se um levantamento bibliograacutefico com aquisiccedilatildeo de informaccedilotildees

paracircmetros e mapas fornecidos pela literatura disponiacutevel e empresas privadas seguido da

confecccedilatildeo dos mapas

A pesquisa bibliograacutefica sobre o tema de estudo se deu por meio de consulta em livros

artigos e documentos fornecidos por empresas e levantamento de base de dados cartograacuteficos

disponiacuteveis na internet Tambeacutem foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica a respeito da

geologia local e regional da aacuterea tendo como base os artigos de Alkmim e Marshak (1998)

Essa fase tambeacutem se fez importante para o levantamento de informaccedilotildees conceituais

onde embasaram a definiccedilatildeo dos pesos para cada classe dos mapas gerados de acordo com a

literaturaObteve-se entatildeo informaccedilotildees estruturais e geoloacutegicas da regiatildeo do QF em minas

privadas de mineacuterio de ferro

Os trabalhos de Gomes (2009) Corteletti (2014) e Alves (2014) aplicam metodologias

semelhantes para a determinaccedilatildeo e anaacutelise de suscetibilidade vulnerabilidade de risco a

movimentos de massa para ferrovias e Montoya (2013) aplica uma metodologia semelhante

para rodovias Dos trabalhos destes autores pode-se tirar contribuiccedilatildeo na definiccedilatildeo de quais

mapas seriam gerados

Assim a partir dos paracircmetros e dados levantados geraram-se o mapa litoloacutegico e de

lineamentos e definiram-se pesos para sua utilizaccedilatildeo na anaacutelise de estabilidade de taludes em

aacuterea de mineraccedilatildeo

Mapa Litoloacutegico

O mapa litoloacutegico proposto teve como base o de Menezes (2012) e relatoacuterios teacutecnicos

A divisatildeo da litologia corresponde ao tipo de rocha que compotildee o maciccedilo rochoso Esta

classificaccedilatildeo foi feita a partir de paracircmetros como a composiccedilatildeo mineraloacutegica origem e

estrutura da rocha

Contudo nem sempre a classificaccedilatildeo litoloacutegica consegue mostrar a variedade que uma

rocha apresenta em mesmo local Portanto torna-se necessaacuterio a definiccedilatildeo da rocha de acordo

com caracteriacutesticas peculiares seja estrutura composiccedilatildeo mineraloacutegica ou fatores de coesatildeo

No Mapa Litoloacutegico foram definidas oito litologias Rochas Intrusivas (IN) Itabirito

Compacto (IC) Itabirito Friaacutevel (IF) Itabirito Manganesiacutefero (IM) Hematita Compacta (HE)

Filito (FL) Quartizito (QT) e Xisto (XI)

Os pesos atribuiacutedos atraveacutes da reclassificaccedilatildeo foram definidos de acordo com o tipo de

litologia e suas caracteriacutesticas ou seja rochas mais intemperizadas e que apresentam um

menor coeficiente de resistecircncia tiveram valores maiores Foi levado em consideraccedilatildeo ainda o

grau de coesatildeo e competecircncia da rocha Para a atribuiccedilatildeo dos pesos litoloacutegicos levou-se em

consideraccedilatildeo o conhecimento do autor aleacutem das caracteriacutesticas citadas anteriormente

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

46

Rochas como as Intrusivas (IN) Filito (FL) Xisto (XI) e Itabiro Friaacutevel (IF)

apresentam uma condiccedilatildeo mais propensa a baixa resistecircncia devido ao intemperismo do que

as rochas que possuem um melhor grau de coesatildeo (Tabela 1)

Tabela 1 - Valores atribuiacutedos para cada classe litoloacutegica Fonte Autores

Classes Litoloacutegicas Valor atribuiacutedo

Quartizito (QT) 20

Hematita Compacta (HE) 50

Itabirito Compacto (IC) 80

Itabirito Manganesiacutefero

(IM)

110

Itabirito Friaacutevel (IF) 140

Filito (FL) 170

Xisto (XI) 200

Intrusiva (IN) 255

Mapa de Lineamentos

A geraccedilatildeo do mapa de lineamentos consistiu na fotointerpretaccedilatildeo de padrotildees de

lineamentos presentes no entorno e dentro da aacuterea de estudo Esses padrotildees foram

interpretados em uma imagem de relevo sombreado gerado pelo Modelo Digital de Terreno

(MDT) Apoacutes essa fotointerpretaccedilatildeo pode-se gerar o mapa de lineamentos no formato

vetorial Sendo este mapa posteriormente utilizado para gerar o mapa fuzzy de lineamentos

O mapa de lineamentos foi gerado a partir da aplicaccedilatildeo da funccedilatildeo fuzzy sigmoidal

decrescente do software Idrisi pois estaacute funccedilatildeo eacute a mais utilizada em anaacutelises geoambientais

com pontos de controle em 20 e 100 o que indica que valores ateacute 20 metros de distacircncia dos

lineamentos tecircm adequabilidade maacutexima e agrave partir de 20 metros decaem sigmoidalmente ateacute

100 metros onde a adequabilidade eacute miacutenima

Segundo alguns de estudos feitos por Huallanca (2004) e Hoek e Bray (1981)

dependendo da densidade de lineamentos ou da distacircncia que apresentam entre si e do

comportamento dos mesmos esses padrotildees comportam-se como zonas de fraqueza presentes

no maciccedilo podendo influenciar na resistecircncia do mesmo Saacute (2010) realizou um estudo

semelhante em uma cava de mineraccedilatildeo de ferro e observou que ocorrem rupturas em grande

escala em regiotildees que apresentam alta densidade de padrotildees de lineamentos

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Os resultados obtidos ou seja o mapa litoloacutegico e de lineamentos seratildeo expostos de

forma separada de acordo com suas discussotildees

MAPA LITOLOacuteGICO

O mapa litoloacutegico apresentou oito classes (Figura 6) Este mapa foi confeccionado e

considerado para a anaacutelise da estabilidade de taludes pelo fato das litologias apresentarem

uma reologia muito complexa em se tratando de um ambiente de mineraccedilatildeo

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47

Figura 6 - Mapa litoloacutegico mostrando sua variedade de tipologia Fonte Autores

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

48

A litologia dentro de atividades de mineraccedilatildeo eacute um dos fatores mais afetados em se

tratando de aspectos geoteacutecnicos pois nesses locais apresentam-se uma grande mobilizaccedilatildeo

de massa rochosa ou solo para extraccedilatildeo do bem mineral causando certo grau de alteraccedilatildeo

devido a desconfinamento ou meteorizaratildeo do estado natural da rocha

Os pesos atribuiacutedos a cada classe litoloacutegica foram embasados em consultas a

bibliografias e analisando os paracircmetros de resistecircncia e caracterizaccedilatildeo Costa (2009)

caracterizou algumas litologias do QF de acordo com ensaios laboratoriais de compressatildeo

uniaxial utilizando esses dados pode-se relacionar que valores atribuiacutedos a cada classe

litoloacutegica variam de acordo com sua capacidade de compressatildeo feita nos ensaios

Com isso atribuiu-se agrave classe quartizito a menor adequabilidade pois essa rocha

apresenta uma maior competecircncia sendo que rochas que conteacutem grande quantidade de

quartzo satildeo dificilmente intemperizaacuteveis O contraacuterio foi considerado com as intrusivas que

receberam a maior valoraccedilatildeo pois se trata de uma rocha muito mais facilmente

intemperizada o que diminui o grau de coesatildeo diminuindo as forccedilas de resistecircncia Para as

rochas com resistecircncia intermediaacuteria levou-se em consideraccedilatildeo os paracircmetros geoteacutecnicos e as

caracteriacutesticas estruturais e anisotropias e conhecimento proacuteprio

MAPA FUZZY DE LINEAMENTOS

Para confecccedilatildeo do mapafuzzy de lineamentos (Figura 7) foi aplicada a funccedilatildeo fuzzy

sigmoidal decrescente sobre os lineamentos Este mapa apresentou uma zona de

suscetibilidade alta (255) nas regiotildees proacuteximas aos lineamentos e uma zona de baixa ou nula

suscetibilidade (0) em zonas mais distantes aos lineamentos

As regiotildees que apresentam alta adequabilidade satildeo zonas com distacircncia muito

proacuteximas dos lineamentos logo essas zonas apresentam uma forte influecircncia dos mesmos As

zonas em coloraccedilatildeo amarela que apresentam uma baixa adequabilidade satildeo regiotildees que se

situam mais distantes dos lineamentos apresentando assim uma baixa influecircncia dos

lineamentos nessas regiotildees

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Figura 7 - Mapa fuzzy de lineamentos mostrando as aacutereas onde apresentam baixa ou alta adequabilidade Fonte Autores

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

50

CONCLUSAtildeO

De acordo com o objetivo do trabalho a metodologia foi eficaz pois os mapas gerados

satildeo subsiacutedios eficazes para a anaacutelise da ruptura de taludes soacute podendo ser desenvolvidos

devido agrave teacutecnica de geoprocessamento aplicada Com o ressalve de que no uso de dados

lineamentos eles natildeo podem natildeo ter as dimensotildees precisas pois tanto podem se apresentar

em superfiacutecie quanto em profundidade alterando o maciccedilo

Sugere-se ainda o uso de outros mapas para tornar a anaacutelise mais completa como por

exemplo mapas da profundidade do niacutevel drsquoaacutegua e declividade

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

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sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Geologia Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha

e Mucuri Diamantina MG

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 3 Departamento de Engenharia de Minas Instituto Federal do Espiacuterito Santo Cachoeiro de

Itapemirim ES 4 Escola de Arquitetura Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG 5 Departamento de Geologia Universidade Federal de Ouro Preto Ouro Preto MG

53

Capiacutetulo 4

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES

utilizando teacutecnicas de geoprocessamento

Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitassup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Allison Augusto

Gonccedilalves de Freitas1 Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas3 Rayane Monteiro

Ferreira4 Edgar Batista de Medeiros Juacutenior5

INTRODUCcedilAtildeO

Redes de transporte rodoviaacuterio tornaram-se a essecircncia da infraestrutura em todos os

paiacuteses As estradas satildeo importantes como a estrutura fiacutesica da sociedade e como a base para o

desenvolvimento social e econocircmico (EFFATI et al 2012)

No Brasil o principal meio de transporte urbano e de boa distribuiccedilatildeo eacute o sistema de

transporte rodoviaacuterio Neste contexto vias rurais e urbanas satildeo notaacuteveis para tornar o traacutefego

de pessoas e a distribuiccedilatildeo de produtos sendo incontestaacutevel a importacircncia de um sistema de

transporte seguro capaz de atender a demanda (SILVA et al 2006) Juntamente com um

intenso crescimento nas cidades de porte meacutedio na deacutecada de 60 ocorreu um periacuteodo de

grandes investimentos em infraestrutura rodoviaacuteria no paiacutes Jaacute nos anos 70 o Ministeacuterio de

Transportes por meio do Plano de Desenvolvimento Nacional estimulou uma expansatildeo das

rodovias no Brasil Com estes investimentos muitos municiacutepios proacuteximos e ao longo dos

eixos rodoviaacuterios sentiram-se atraiacutedos e motivados agraves atividades e investimentos que

favorecessem o comeacutercio de produtos e serviccedilos Assim as cidades de pequeno e meacutedio

porte demostraram um crescimento linear ao longo das rodovias natildeo apresentando

planejamento no uso do solo e na sua ocupaccedilatildeo (FREIRE 2003)

Com o tempo o aumento do transporte nestas rodovias trouxe implicaccedilotildees positivas e

negativas para as cidades (CORREcircA PINTO 2012) Alguns desses problemas como a

ocorrecircncia de congestionamentos e acidentes (EFFATI et al 2012) No sentido de diminuir

esses problemas existem metodologias que auxiliam no estudo de viabilidade sendo uma

delas a aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio que foi utilizada neste trabalho

Deste modo este trabalho teve por objetivo geral fazer um estudo de realocaccedilatildeo da

BR-101 na aacuterea urbana do municiacutepio de Iconha-ES utilizando anaacutelise multicriteacuterio De

forma mais especiacutefica

bull Analisar quais criteacuterios (fatores e restriccedilotildees) interferem na locaccedilatildeo da rodovia

bull Determinar as restriccedilotildees que interferem na escolha da aacuterea

bull Determinar os fatores que interferem na escolha da aacuterea

bull Determinar as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy que melhor se adequam aos diferentes fatores

usados

bull Ponderar os fatores

bull Gerar a anaacutelise multicriteacuterio para estudo de aptidatildeo de aacutereas para realocaccedilatildeo da BR-101

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

54

bull Achar uma aacuterea com maior adequabilidade agrave realocaccedilatildeo da rodovia

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

Iconha localiza-se ao sul do Espiacuterito Santo (Figura 1) entre as coordenadas

N=7695610m E=300822m N=7702818m E=318390m na zona 24 sul Limitando-se ao

norte com Anchieta ao sul com Rio Novo do Sul a leste com Piuacutema e a oeste com Alfredo

Chaves Segundo IBGE (2014) o municiacutepio possui aacuterea territorial de 203528 kmsup2 O acesso

para a cidade de Iconha a partir de Vitoacuteria pode ser realizado pela BR-101 ateacute o municiacutepio

de Iconha sendo um trajeto de aproximadamente 97 Km

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

CONTORNOS VIAacuteRIOS

Em um contexto geral as ruas que satildeo estradas dentro das cidades marcavam os

caminhos de acesso onde se estabeleciam as relaccedilotildees com os territoacuterios circundantes na

configuraccedilatildeo original das cidades marcando os eixos da futura expansatildeo (VALLEJO 1995)

Anteriormente a intensificaccedilatildeo do uso de automoacuteveis as estradas (intermunicipais estaduais e

federais) passavam dentro das cidades e os fluxos de transporte tinham com elas uma relaccedilatildeo

intensa de contato cultural e intercacircmbio comercial aumentando o desenvolvimento local

(AUGEacute 1994) A malha rodoviaacuteria brasileira se deslocou criando corredores estrateacutegicos de

transportes trazendo consigo um crescimento socioeconocircmico e modificando as aacutereas e

cidades por onde passou (FREIRE 2003)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo do municiacutepio de Iconha em relaccedilatildeo ao Estado do Espiacuterito Santo O

quadrado em verde mostra a aacuterea de estudo Fonte Modificado de Wikipeacutedia (2006)

Devido ao crescimento maciccedilo do fluxo de veiacuteculos nas cidades novas medidas foram

tomadas dentre elas a construccedilatildeo de rodovias de contorno ou aneacuteis viaacuterios atualmente

usados como a soluccedilatildeo mais viaacutevel para resolver o problema das travessias urbanas (SILVA

JUacuteNIOR e FERREIRA 2008)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

55

O surgimento destes contornos daacute-se com a necessidade de melhorar a fluidez dos

deslocamentos devido ao elevado grau de saturaccedilatildeo das vias nas aacutereas mais centrais

(CORREcircA PINTO 2012) O fluxo de passagem tende a ser redirecionado para fora das aacutereas

urbanas por meio de laccedilos de contorno ou aneacuteis viaacuterios (SANTOS 2006)

De acordo com Silva Juacutenior e Ferreira (2008) a construccedilatildeo de contornos viaacuterios pode

atrair a ocupaccedilatildeo urbana do mesmo modo que o traccedilado original o que poderia levar a

ineficiecircncia deste novo contorno viaacuterio O natildeo planejamento desta ocupaccedilatildeo pode vir com

uma nova segregaccedilatildeo urbana que terminaraacute por inviabilizar o segmento da rodovia O

tamanho destes impactos eacute dependente de vaacuterios fatos dentre os quais a estruturaccedilatildeo do

tecido urbano (malha viaacuteria e uso do solo) e seu grau de inter-relacionamento com a rodovia

(CORREcircA PINTO 2012)

Existem diversas teacutecnicas para estudo de locaccedilatildeo de contorno viaacuterio entre elas

podemos citar a avaliaccedilatildeo geomorfoloacutegica estrutural e pedoloacutegica seja com ou sem a

aplicaccedilatildeo de Sistema de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) O SIG eacuteutilizado principalmente pela

Engenharia de Transporte nos estudos de alternativas de traccedilados de contornos viaacuterios pode

considerar diversas categorias na anaacutelise (sociais econocircmicas ambientais geoteacutecnicas) com

pesos diferentes (SILVA 2004)

Em seu trabalho Silva et al (2006) utilizaram o apoio agrave decisatildeo atraveacutes de SIG e

apresentaram alternativas de projeto para o anel viaacuterio da cidade de Viccedilosa-MG com

utilizando agrave loacutegica fuzzy e a anaacutelise multicriteacuterio para o levantamento e anaacutelise de

condicionadores consideradas de acordo com os dados disponiacuteveis em mapas de altitude

hidrografia declividade sistema de transportes classe de solo e principalmente o uso e

cobertura do solo e selecionaram alternativas de contornos que fazem uso das rodovias

existentes como uma opccedilatildeo para diminuir os custos e os impactos ambientais

Correcirca Pinto (2012) tratou sobre os desdobramentos na forma urbana de pequenas

cidades causados por novos contornos viaacuterios tendo como estudo de caso as cidades de Satildeo

Francisco de Assis e Santiago (RS) A metodologia aplicada foi baseada nas medidas de

diferenciaccedilatildeo espacial atraveacutes das quais foi possiacutevel visualizar o dinamismo do traccedilado de

uma cidade e as possiacuteveis alteraccedilotildees de sua forma Como resultado identificou e avaliou

algumas consequecircncias que as implantaccedilotildees de contornos viaacuterios causam nas formas urbanas

das pequenas cidades

SILVA (2012) aplicou a metodologia de anaacutelise espacial por avaliaccedilatildeo multicriteacuterio

para otimizar o processo de planejamento da ocupaccedilatildeo territorial e da mobilidade urbana no

municiacutepio de Viccedilosa - MG e aacuterea de influecircncia Como metodologia utilizou recursos

disponiacuteveis em SIG com avaliaccedilatildeo multicriteacuterio sobre bases cartograacuteficas digitais Como

resultado elaborou mapas temaacuteticos que representam as propostas para a mobilidade urbana e

para a ocupaccedilatildeo territorial da aacuterea de estudo conforme as abrangecircncias consideradas

FOTOINTERPRETACcedilAtildeO

De acordo com Soares e Fiori (1978) a interpretaccedilatildeo visual eacute o estudo da imagem

fotograacutefica visando agrave descoberta e a avaliaccedilatildeo por meacutetodos indutivos dedutivos e

comparativos do significado funccedilatildeo e relaccedilatildeo dos objetos correspondentes agraves imagens ou

seja eacute a teacutecnica de examinar as imagens dos objetos na imagem e deduzir sua significaccedilatildeo

Ribeiro et al (2008) entendem que a fotointerpretaccedilatildeo baseia-se no processo de

anaacutelise de imagens por meio da detecccedilatildeo identificaccedilatildeo e classificaccedilatildeo dos objetos de

interesse contidos nelas Ao analisar imagens eacute importante a observaccedilatildeo de entes e feiccedilotildees

insinuadas atraveacutes de caracteriacutesticas das imagens como cor tonalidade textura tamanho

forma padratildeo sombras altura localizaccedilatildeo dos alvos e aspectos associados

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

56

Santos (1988) aplicou o levantamento das tipologias vegetais pela teacutecnica de anaacutelise

visual e atraveacutes desta mapeou quatro tipologias distintas e concluiu que o produto e

metodologia usados nesta pesquisa satildeo plenamente viaacuteveis para levantamentos das tipologias

florestais nativas da Amazocircnia

Mercante et al (2005) realizaram um mapeamento de uso do solo usando como base

para a interpretaccedilatildeo visual o conhecimento preacutevio da aacuterea de estudo adquiridos apoacutes o

reconhecimento de campo observando as principais classes de coberturas de solo na aacuterea O

resultado desta anaacutelise visual constituiu um importante subsiacutedio para a decisatildeo sobre a melhor

alternativa da via de gasoduto permitindo uma escolha mais racional e menos subjetiva

Moreira et al (2008) fotointerpretaram as imagens de sateacutelite (LANDSAT 7 ETM+)

pela sua variaccedilatildeo textural devido ao registro dos alvos terem diferentes comportamentos

espectrais e diferentes arranjos espaciais e explicaram a compartimentaccedilatildeo e a relaccedilatildeo de

equivalecircncia entre zonas que constituem texturas semelhantes

Desta forma entende-se que a interpretaccedilatildeo visual pode ter seu uso em estudos de

localizaccedilatildeo de estradas exploraccedilatildeo mineral diferentes traccedilados propostos agricultura

planejamento urbano e dentre outros mapas temaacuteticos (NADALIN 2010)

SISTEMAS DE INFORMACcedilAtildeO GEOGRAacuteFICA (SIG)

A aplicaccedilatildeo de Sistemas de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) em problemas de tomada de

decisatildeo eacute uma ferramenta poderosa e eficiente nas diversas aacutereas do conhecimento pois

possibilita que o processo seja realizado de maneira mais fundamentada Dessa forma o

agente de decisatildeo tem agrave sua disposiccedilatildeo dados e informaccedilotildees mais acessiacuteveis mais facilmente

combinados e modificados aleacutem de utilizar argumentos mais claros para a decisatildeo (SILVA

1999) Segundo Star e Estes (1991) o uso do SIG para a estruturaccedilatildeo e organizaccedilatildeo de

variaacuteveis com a intenccedilatildeo de obter alternativas para a seleccedilatildeo de locais com adequabilidades

para determinado estudo tem sido amplamente utilizado O seu uso pode ser explicado por ser

uma ferramenta que trata grandes quantidades de dados armazenados em banco de dados

contendo informaccedilotildees representativas do mundo real atraveacutes de coordenadas geograacuteficas

possibilitando realizar anaacutelises espaciais

ANAacuteLISE DE MULTICRITEacuteRIO

De acordo com Moura (2007) a anaacutelise de multicriteacuterio pode ser entendida como um

procedimento metodoloacutegico que faz o cruzamento de variaacuteveis nas anaacutelises espaciais esta

anaacutelise tambeacutem eacute conhecida como Anaacutelise Hieraacuterquica de Pesos ou Aacutervore de Decisotildees Esta

anaacutelise se destina a desenvolver estudos caracterizadores da realidade vigente e preditivos de

situaccedilotildees que estatildeo por vir alcanccedilando o objetivo da anaacutelise espacial Francisco et al (2007)

considera que a anaacutelise multicriteacuterio eacute um meacutetodo de anaacutelise de alternativas para a resoluccedilatildeo

de problemaacuteticas que utilizam diversos criteacuterios relacionados ao objeto de estudo sendo

assim possiacutevel identificar alternativas prioritaacuterias para o objeto considerado

Os meacutetodos de anaacutelises multicriteacuterio vecircm sendo utilizados para a soluccedilatildeo de

problemas nas tomadas de decisatildeo nas mais diversas aacutereas do conhecimento entre elas

alternativas de poliacuteticas social (VILAS BOAS 2006) como indicador de condiccedilotildees de vida

(SILVA e JANNUZZI 2009) no planejamento e gestatildeo ambiental (FRANCO et al 2013)

no uso de terras (PORATH 2014) e anaacutelise de sensibilidade ambiental (RIBEIRO 2011) com

o intuito de esclarecer ao decisor possibilidades nas escolhas Apoiam o procedimento

decisoacuterio com base nos dados existentes agregando valores dos agentes na busca de uma

melhor soluccedilatildeo (CAMPOS 2011)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

57

O procedimento da anaacutelise multicriteacuterio baseia-se em mapeamentos de variaacuteveis pelo

seu plano de informaccedilatildeo e na definiccedilatildeo do grau de pertinecircncia de cada plano de informaccedilatildeo e

de cada um de seus componentes para a construccedilatildeo do resultado final e sempre que

necessaacuterio utilizando fatores de ponderaccedilatildeo (MOURA 2007)

Na praacutetica na anaacutelise multicriteacuterio a decisatildeo eacute tomada atraveacutes de um conjunto de teacutecnicas e

meacutetodos para dar apoio a pessoas e organizaccedilotildees nas tomadas de decisotildees sob a persuasatildeo de

uma multiplicidade de criteacuterios (GOMES et al 2002)

Santos (2010) diz que para a realizaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio o estudo deve ter

como base alguns passos sendo eles a seleccedilatildeo e representaccedilatildeo das variaacuteveis que caracterizam

o fenocircmeno organizaccedilatildeo dessas em planos de informaccedilatildeo discretizaccedilatildeo dos planos em

resoluccedilatildeo espacial adequada combinaccedilatildeo das variaacuteveis de forma que elas possam representar

a complexidade da realidade e por fim a possibilidade de calibraccedilatildeo e validaccedilatildeo do sistema

mediante identificaccedilatildeo e correccedilatildeo das relaccedilotildees construiacutedas entre as variaacuteveis mapeadas

Moreira et al (2001) objetivou a pesquisa mineral atraveacutes de anaacutelises multicriteacuterio de

dados geoloacutegicos e geofiacutesicos visando a seleccedilatildeo de aacutereas com maior potencial agrave ocorrecircncia de

minerais radioativos Como estudo de caso comparou o desempenho de 8 meacutetodos de anaacutelise

multicriteacuterio de dados geoloacutegicos e radiomeacutetricos na prediccedilatildeo de aacutereas potenciais agrave

ocorrecircncia de minerais radiativos no planalto de Poccedilos de Caldas Os cenaacuterios gerados

indicaram desempenhos diferentes nas avaliaccedilotildees encontrando desde resultados considerados

bons a medianos para identificaccedilatildeo mineral

Vilas Boas (2006) desenvolveu um modelo de anaacutelise de decisatildeo para facilitar o

processo de escolha de alternativas de poliacuteticas programas e projetos relacionados agrave gestatildeo de

recursos hiacutedricos e mais especificamente ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Como resultado

apresentou uma lista ordenada das alternativas de uso muacuteltiplo possiacuteveis de serem

implantadas no reservatoacuterio

Moura (2007) aplicou a anaacutelise multicriteacuterio como subsiacutedio para estudos ambientais

de forma a apresentar como resultado um roteiro metodoloacutegico para apoio as revisotildees

bibliograacuteficas destinado agrave construccedilatildeo de anaacutelises espaciais de caracterizaccedilatildeo e gerenciamento

ambiental e urbano Jannuzzi et al (2009) utilizaram a anaacutelise multicriteacuterio em uma aplicaccedilatildeo

em poliacuteticas puacuteblicas e obteve como resultado uma seacuterie de escolhas teacutecnicas e poliacuteticas

Com o objetivo de levantar situaccedilotildees ambientais associadas agrave necessidade de proteccedilatildeo

do parque estadual da Serra do Rola Moccedila a partir dos dados levantados no plano de manejo

Santos (2010) apresentou uma proposta metodoloacutegica com uso de anaacutelise multicriteacuterio para

identificaccedilatildeo de suas aacutereas de fragilidade ambiental Como resposta obteve aacutereas fragilidade

associadas ao meio fiacutesico ao turismo a accedilatildeo antroacutepica e agrave correlaccedilatildeo desses fatores

Ribeiro (2011) usou anaacutelise multicriteacuterio para encontrar aacutereas para implantaccedilatildeo das

culturas florestais de Hevea brasiliensis Pinus elliottiivarelliottii e Schizolobiumamazonicum

no Estado do Espiacuterito Santo e como resultado observou-se que o Estado apresenta aacutereas com

aptidatildeo edafoclimaacutetica para todas as espeacutecies

Considerando a anaacutelise multicriteacuterio como uma boa ferramenta na tomada de decisotildees

Franco et al (2013) a usou em seus estudos para identificaccedilatildeo da prioridade de aacutereas a

recuperaccedilatildeo florestal O mapa final produzido foi considerado uma ferramenta de gestatildeo da

aacuterea prioritaacuteria a restauraccedilatildeo

Em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas potenciais para construccedilatildeo de marinas no

municiacutepio de Florianoacutepolis-SC com o uso da anaacutelise multicriteacuterio Porath (2014) usou

variaacuteveis adotadas em mapas temaacuteticos identificando geograficamente aacutereas mais propensas agrave

implantaccedilatildeo de marinas considerando a interferecircncia antroacutepica e marinha tentando

minimizar as perturbaccedilotildees e o impacto ambiental

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

58

METODOLOGIA

Para a realizaccedilatildeo deste trabalho foram utilizados como base vaacuterios materiais

cartograacuteficos sendo eles Curvas de niacutevel com equidistacircncia vertical de 20 m fornecido pelo

GEOBASES (2011) Mapa topograacutefico das cidades de Iconha Rio Novo do Sul Anchieta e

Piuacutema (160000) Ortofotos do IEMA (2007) das cidades de Iconha Rio Novo do Sul

Anchieta e Piuacutema (1 35000) Mapa de Declividade do terreno gerado a partir das curvas de

niacutevel Mapa de Rios e Mapa de Uso dos Solos gerados a partir da fotointerpretaccedilatildeo das

ortofotos

Para a montagem do banco de dados foram utilizadas as ortofotos com as quais foi

possiacutevel elaborar arquivos vetoriais (shapefile) atraveacutes de fotointerpretaccedilatildeo (na escala de

visualizaccedilatildeo de 12500) e vetorizaccedilatildeo em tela de pontos linhas e poliacutegonos gerando dois

mapas sendo eles Mapa de Uso dos Solos (Apecircndice A) onde foram observadas as

principais classes de coberturas de solo existentes (pastagem agricultura florestas casas

rurais zonas urbanas vilarejos depoacutesitosndashfaacutebricas-pedreiras lagoasndashlagos-represas) e o

Mapa de Rios Para a geraccedilatildeo do Mapa de Declividade do Terreno foram utilizadas as curvas

de niacutevel

ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO

De acordo com a proposta metodoloacutegica usada por Barros e Marques (2007) neste

trabalho levou-se em consideraccedilatildeo o levantamento e o geoprocessamento das condicionantes

que existem na legislaccedilatildeo Posteriormente ao levantamento e a anaacutelise dos condicionantes

foram determinados os criteacuterios que subsidiaram o processo de decisatildeo

Esta decisatildeo eacute suportada pela consideraccedilatildeo de criteacuterios que representam possiacuteveis

condiccedilotildees de quantificar ou avaliar determinada anaacutelise Os criteacuterios podem ser de dois tipos

Restriccedilatildeo ou Fatores A restriccedilatildeo eacute um criteacuterio capaz de limitar as alternativas em

consideraccedilatildeo no estudo e pode assumir um caraacuteter de exclusatildeo de espaccedilos da anaacutelise

definindo as alternativas natildeo elegiacuteveis que deveratildeo ser excluiacutedas do espaccedilo inicial de soluccedilotildees

possiacuteveis O Fator eacute um criteacuterio que aumenta ou diminui a adequabilidade de uma

determinada alternativa para o objetivo da anaacutelise Esta aptidatildeo eacute medida numa escala

contiacutenua e de forma a englobar todo o espaccedilo de soluccedilatildeo inicialmente previsto (RAMOS e

MENDES 2001)

Seguindo a metodologia apresentada por Benda et al (2012) neste trabalho utilizou-se

a loacutegica booleana para confecccedilatildeo dos mapas de restriccedilotildees a loacutegica fuzzy para padronizaccedilatildeo

dos fatores e a anaacutelise multicriteacuterio para combinaccedilatildeo entre as restriccedilotildees e fatores

Assim como Calijuri et al (2002) em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas para

implantaccedilatildeo de aterros sanitaacuterios neste trabalhou as restriccedilotildees diferenciam locais que possam

ser considerados aptos ou inaptos a realocaccedilatildeo da BR-101 Os fatores definem locais ou

alternativas em medidas contiacutenuas de aptidatildeo diminuindo ou aumentando o valor de uma

alternativa em questatildeo naqueles locais fora das restriccedilotildees absolutas

As restriccedilotildees atuam como um tipo de criteacuterio que limita a soluccedilatildeo do problema

restringindo as alternativas em consideraccedilatildeo excluindo aacutereas de acordo com determinadas

condiccedilotildees impostas (BENDA et al 2012) Utilizando um operador algeacutebrico de mapas tipo

booleano criam-se mapas binaacuterios natildeo aptos (0) ou aptos (1) que possibilitam a realizaccedilatildeo de

cruzamentos entre dois ou mais planos de informaccedilatildeo (SCARASSATTI e COSTA 2010)

As restriccedilotildees booleanas usadas com as justificativas das referidas escolhas satildeo listadas

abaixo

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

59

a) Restriccedilatildeo Casa Rurais e Depoacutesitos

De acordo com o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949 do DNIT 1973 requer-se a

distacircncia miacutenima de 60 metros das residecircncias e depoacutesitos (presentes no Mapa de Uso dos

Solos este usado para confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo para a construccedilatildeo de rodovias

Quando o custo do terreno ou imoacuteveis for muito elevado a desapropriar o tamanho dessa

faixa poderaacute mudar ao exigido por exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo

ateacute os miacutenimos 30 metros

b) Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas

Como margem de seguranccedila ao que rege o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949

(DNIT 1973) foi aplicada uma distacircncia miacutenima de 60 metros as zonas urbanizadas por

exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo ateacute os miacutenimos 20 metros

Tendo como foco a retirada da BR-101 do centro de Iconha ou de qualquer outra aacuterea com

habitaccedilatildeo neste toacutepico foram consideradas como zonas urbanizadas todas as aacutereas com 5

(cinco) ou mais casas proacuteximas no Mapa de Uso dos Solos este usado na confecccedilatildeo desta

restriccedilatildeo Assim somente as aacutereas com ocupaccedilatildeo urbana e seu entorno de 60 metros estatildeo

inaptas agrave ocupaccedilatildeo com a BR-101 sendo as demais aptas para o contorno viaacuterio

c) Restriccedilatildeo Rios

Pinto (2010) Corseuil e Campos (2007) Barros e Marques (2007) em seus trabalhos

com a intenccedilatildeo de preservar os recursos hiacutedricos de contaminaccedilotildees e respeitando a resoluccedilatildeo

Nordm 303 do CONAMA (2002) e na Lei Federal Nordm 4771 (BRASIL 1965) delimitaram um

raio de 30 metros ao redor dos cursos drsquoaacutegua com menos de 10 metros de largura como eacute o

caso da aacuterea em estudo

Neste trabalho apesar dos cursos drsquoaacutegua usado para a confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo) da

aacuterea possuiacuterem menos de 10 metros de largura optou-se para uma maior margem de

seguranccedila limitar um raio de ateacute 60 metros ao redor dos corpos drsquoaacutegua impedindo que essas

aacutereas obtivem-se algum grau de aptidatildeo para a realocaccedilatildeo da BR-101

Em seu trabalho sobre apoio agrave decisatildeo aplicada ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Vilas

Boas (2006) considerou os fatores que atuam em uma problemaacutetica como criteacuterios Scarassatti

e Costa (2010) trataram os fatores como mapas que provem ponderaccedilotildees dos diferentes

fatores de influecircncia a um dado acontecimento sendo um dos meios usados para a criaccedilatildeo dos

mapas de fatores a loacutegica fuzzy ou nebulosa

Para normalizar os criteacuterios satildeo usados as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy estas funccedilotildees

que foram selecionadas para que de melhor forma adequem aos paracircmetros do estudo De

acordo com Ramos e Mendes (2001) umas das funccedilotildees mais usadas designadas por funccedilotildees

fuzzy satildeo Sigmoidal J-Shaped Linear e Complexa Poreacutem na aplicabilidade deste trabalho

fez se o uso somente da funccedilatildeo Sigmoidal crescente e Sigmoidal decrescente (Figura 2)

Figura 2 - Funccedilotildees de pertinecircncia dos conjuntos fuzzy Sigmoidal crescente (a)

Sigmoidal decrescente (b) Fonte Modificado de Eastman (1997)

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

60

Haacute diversos meacutetodos de padronizaccedilatildeo grande parte dos meacutetodos utiliza valores

maacuteximos e miacutenimos (CAMPOS 2005) Neste trabalho os mapas dos fatores foram limitados

e ponderados a um intervalo ente 0 - 255 (intervalo do byte) permitindo exploraccedilatildeo da

variedade de dados contiacutenuos

a) Fator Declividade do terreno

A declividade pode ser representada como um acircngulo de inclinaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao

percentual entre o comprimento horizontal da encosta e o desniacutevel vertical (IPT 2007) Para

Barbosa et al (2012) a declividade consiste da maior ou menor inclinaccedilatildeo do relevo em

comparaccedilatildeo ao horizonte Pinto (2010) considera a declividade como um fator que pode tanto

potencializar como limitar a ocupaccedilatildeo de uma aacuterea considerando as declividades mais

acentuadas mais propiacutecias a riscos de deslizamentos escorregamentos e as menos acentuadas

mais apropriadas para a ocupaccedilatildeo Em seus estudos considerou a declividade maior que 45

inapta ao uso

A partir do Mapa de Declividade do Terreno as regiotildees planas e onduladas de acordo

com o Art 15 da portaria ndeg 19 de 10011949 (DNIT 1973) foram consideradas prioritaacuterias

a realocaccedilatildeo da BR-101 Neste trabalho as declividades ideais foram consideradas entre os

valores de 0 e 5 agrave medida que a declividade aumenta menor eacute a adequabilidade da aacuterea

para o objetivo proposto sendo considerado acima de 45 inapta sendo limitada pela proacutepria

legislaccedilatildeo ambiental A funccedilatildeo utilizada para normalizar os dados de declividade foi a funccedilatildeo

de pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente (Figura 2b) servindo como pontos de

controle abc = 5 e d = 45

b) Fator Distacircncia dos Rios

Para proporcionar uma maior garantia de preservaccedilatildeo dos rios os limites estabelecidos

pela legislaccedilatildeo ambiental e jaacute citados anteriormente foram levados em consideraccedilatildeo atraveacutes

do uso de restriccedilatildeo poreacutem foi utilizado o fator que considera que quanto maior a distacircncia

dos rios maior a adequabilidade ao empreendimento

Seguindo o meacutetodo proposto por Pinto (2010) considerou que quanto maior a distacircncia

em relaccedilatildeo aos rios melhor a aptidatildeo da aacuterea sendo assim foi utilizada a funccedilatildeo de

pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica crescente (Figura 2a) para descrever essa variaccedilatildeo

com pontos de controle em a=60m e bcd=15000 m (comprimento maacuteximo da aacuterea de

estudo)

c) Fator Uso dos Solos

Objetivando afetar o miacutenimo possiacutevel as aacutereas jaacute utilizadas pela ocupaccedilatildeo humana e

aacutereas florestais a aacuterea de pastagem eacute colocada como a aacuterea mais adequada ao

empreendimento em estudo

Aacutereas de valores mais altos indicam maior adequabilidade ao empreendimento

enquanto que as aacutereas com menores valores representam as menos adequadas conforme pode

ser visto na Tabela 1 Para a normalizaccedilatildeo das classes de uso do solo o Mapa Uso dos Solos

foi reclassificado atribuindo agraves classes valores de 0 a 255

bull Ponderaccedilatildeo dos fatores (avaliaccedilatildeo de pesos para os criteacuterios)

De acordo com Calijuri (2008) a ponderaccedilatildeo eacute um indicativo da importacircncia relativa

dos fatores e um regulador de compensaccedilatildeo entre eles O grau em que um fator pode

compensar outro eacute determinado por seu fator ou compensaccedilatildeo de peso

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

61

Tabela 1 - Normalizaccedilatildeo das classes usos do solo Fonte Autores

Legenda Valores Atribuiacutedos

Lagoas-Lagos-Represas 0

Casas Rurais 0

Vilarejos 0

Depoacutesitos 0

Zona Urbana 0

Floresta 25

Agricultura 200

Pastagem 255

Dessa forma os valores de aptidatildeo foram atribuiacutedos baseados em conhecimento

empiacuterico e tambeacutem em trabalhos de outros autores como Calijuri et al (2002) Barros e

Marques (2007) Mercante e Antunes (2010) Pinto (2010) Silva et al (2010) Benda et al

(2012)

Assim como nos trabalhos de Calijuri et al (2002) Corseuil e Campos (2007) Calijuri

(2008) Mercante e Antunes (2010) e Benda et al (2012) posteriormente a padronizaccedilatildeo dos

fatores para a escala de 0 a 255 os pesos finais satildeo estimados por meio do Processo de

Hierarquizaccedilatildeo Analiacutetico (AHP) aplicado agrave matriz de comparaccedilatildeo par-a-par utilizando o

meacutetodo apresentado por Saaty (1980) e Clark Labs (2006) este meacutetodo permite estabelecer

pesos a cada fator segundo sua relevacircncia que foi priorizada conforme seu grau de

importacircncia para a anaacutelise ou seja os pesos dos fatores satildeo atribuiacutedos especificamente a cada

fator dando a importacircncia relativa de cada um em relaccedilatildeo aos outros (MERCANTE e

ANTUNES 2010) atribuindo pesos diferenciados no processo final de decisatildeo

Nesse julgamento fez-se o uso da escala de comparadores proposta por Saaty (1977)

que pode ser vista no Quadro 1

Quadro 1 - Escala de valores Fonte Modificado de Saaty (1977)

Intensidade relativa

de importacircncia

Definiccedilatildeo Explicaccedilatildeo

1 Igual importacircncia Importacircncia igual dos dois criteacuterios

para o objetivo

3 Menor importacircncia de

um sobre o outro

Um dos criteacuterios eacute levemente mais

favoraacutevel do que o outro

5 Essencial ou forte Um dos criteacuterios eacute consideravelmente

mais favoraacutevel do que outro

7 Importacircncia muito

grande

A importacircncia de um criteacuterio sobre o

outro eacute evidentemente muito maior

9 Importacircncia absoluta Quando um meio-termo eacute necessaacuterio

Considerando a escala de Saaty fez-se a comparaccedilatildeo entre os fatores utilizados

conforme podem ser vistos na Tabela 2 Onde o fator Declividade do terreno eacute levemente

mais favoraacutevel do que o fator Distacircncia dos Rios O fator Uso dos Solos eacute consideravelmente

mais favoraacutevel que o fator o Distacircncia dos Rios e levemente mais favoraacutevel do que o fator

Declividade do terreno

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

62

Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo dos criteacuterios escalonados (fatores) Fonte Autores

Fatores Distacircncia dos

Rios

Declividade do

terreno

Uso dos

Solos

Distacircncia dos Rios 1

Declividade do terrreno 3 1

Uso dos Solos 5 3 1

Para criaccedilatildeo da matriz de ponderaccedilatildeo foram considerados como ordem de importacircncia

dos fatores Distacircncia dos Rios a Declividade do Terreno e o Uso dos Solos Dessa forma

obtiveram-se os pesos que consideram o quanto determinado fator interfere na anaacutelise (Tabela

3)

Tabela 2 - Resultado final dos pesos calculados para os fatores Fonte Autores

Fator Peso

Distacircncia dos Rios 010

Declividade do

terreno

026

Uso dos Solos 064

bull Combinaccedilatildeo linear ponderada

Depois de determinado os pesos dos criteacuterios que foram utilizados neste estudo foi

necessaacuterio agrave junccedilatildeo dos dados para obtenccedilatildeo do mapa final de adequabilidade

Com esta finalidade os mapas de cada fator foram combinados pelo meacutetodo da

combinaccedilatildeo linear ponderada onde multiplicou-se os mapas de adequabilidade de cada fator

por seu peso especiacutefico posteriormente fez-se o somatoacuterio de todos estes fatores obtendo-se

um valor final da aacuterea com sua adequabilidade (BENDA et al 2012)

Devido agrave utilizaccedilatildeo de mapas de restriccedilotildees neste estudo (booleanos) o procedimento

foi modificado e multiplicou-se a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo dos

fatores pelo produto das restriccedilotildees

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

As informaccedilotildees geradas nos mapas de restriccedilotildees e fatores subsidiam a discussatildeo que

leva a interpretaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos mapas finais verificando-se assim como cada restriccedilatildeo e

fator afetou a anaacutelise final

Os mapas temaacuteticos mostram agraves aacutereas apropriadas a implementaccedilatildeo ao contorno

viaacuterio sendo algumas aacutereas de exclusatildeo (restriccedilotildees) e outras com valores de adequabilidade

(fatores)

As exclusotildees consideradas satildeo criteacuterios associados ao ordenamento do territoacuterio em

termos de ocupaccedilatildeo humana os mapas de exclusatildeo de aacutereas Restriccedilatildeo Casa Rurais e

Depoacutesitos Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas e Restriccedilatildeo Rios exibindo aacutereas aptas (classe 1) e

inaptas (classe 0) ao empreendimento

Assim como no trabalho de Mercante et al (2005) a relevacircncia do uso dos solos e

declividade do terreno na anaacutelise tem uma influecircncia direta no trajeto da rodovia refletindo

na preservaccedilatildeo teacutecnica e econocircmica do empreendimento levando em consideraccedilatildeo as aacutereas

mais planas do terreno e as aacutereas de pastagem

As justificativas adotadas para as ponderaccedilotildees foram tratadas da seguinte maneira

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

63

O Fator Declividade do terreno eacute moderadamente mais importante do que o fator Distacircncia

dos Rios pois o escoamento de um rio depende da declividade dos canais fluviais

O Fator Uso dos Solos eacute muito fortemente mais importante que o fator o Distacircncia dos

Rios uma vez que o manejo da rodovia nas proximidades do rio eacute mais faacutecil que a

desocupaccedilatildeo das aacutereas urbanizadas

O Fator Uso dos Solos eacute moderadamente mais importante do que o fator Declividade

do terreno uma vez que eacute mais econocircmico aplainar um terreno que locomover a populaccedilatildeo de

local

O valor da razatildeo de consistecircncia entre os pesos ponderados dos fatores foi de 003

neste caso a matriz de julgamento estaacute consistente o que torna os pesos calculados para este

modelo aceitaacuteveis visto que para os valores de razatildeo de consistecircncia inferiores a 010 natildeo

necessitam de reavaliaccedilatildeo (EASTMAN 1999)

Com o resultado dos fatores ponderados obtidos e as restriccedilotildees foi possiacutevel realizar a

avaliaccedilatildeo de muacuteltiplos criteacuterios e obter o mapa final de adequabilidade (Figura 4) com valores

variando de 0 a 255 estes valores representam o grau de aptidatildeo ou seja a adequabilidade

das aacutereas agrave realocaccedilatildeo da BR-101 e natildeo se agraves aacutereas satildeo aptas ou inaptas onde 0 identifica

aacutereas inaptas ao empreendimento e 255 as mais aptas possibilitando a escolha dos locais

dentro da aacuterea mais apto que merecem um estudo detalhado com o mapeamento geoloacutegico

Ao analisar o mapa final observa-se a influecircncia tanto das restriccedilotildees quanto dos fatores

no mapa final Os mapas de restriccedilotildees inibindo as aacutereas consideradas inaptas de quaisquer

graus de adequabilidade ou seja estabelecendo aptidatildeo 0 a estas aacutereas e os fatores atribuindo

graus de adequabilidade no mapa Entre os fatores foi observado que o fator Uso do Solo

apresenta uma maior importacircncia em relaccedilatildeo aos fatores declividade e rios o que se

caracteriza nos pesos obtidos durante o processo de comparaccedilatildeo Percebe-se ainda que neste

mapa final poucas aacutereas com baixa aptidatildeo satildeo encontradas

Nas regiotildees proacuteximas ao atual traccedilado da rodovia bem como na parte inferior desta

percebe-se aacutereas de maior adequabilidade isso se daacute principalmente pela influecircncia do Fator

Uso dos Solos e a Declividade do Terreno pois o estudo levou em consideraccedilatildeo valores de

menores custos como aacutereas de pastagens e menos declivosas e que atendessem normas da

legislaccedilatildeo brasileira Ainda foi possiacutevel constatar que a anaacutelise por muacuteltiplos criteacuterios foi

bastante influenciada pelo uso do solo poreacutem a declividade e os rios satildeo fatores

fundamentais no contorno viaacuterio pois refletem um menor ou maior custo do empreendimento

Em seu trabalho Mercante et al (2005) priorizaram os custos do empreendimento de

um gasoduto e obteve como resposta as aacutereas menos declivosas e aacutereas ocupadas por

pastagem que barateariam o custo de desapropriaccedilatildeo

Benda et al (2012) em seu estudo apresentaram uma imagem final de adequabilidade

utilizando anaacutelise multicriteacuterio - fatores e restriccedilotildees Posteriormente ela limitou as aacutereas que

poderiam ser usadas para ocupaccedilatildeo com aterros controlados considerando adequabilidade

maior que 220 e aacuterea miacutenima de 20 hectares desta forma ela obteve uma aacuterea mais apropriada

dentre suas restriccedilotildees e fatores apresentados

Francisco et al (2007) em seu trabalho sobre prioridades para recuperaccedilatildeo de Aacutereas de

Preservaccedilatildeo Permanente fizeram a aplicaccedilatildeo de dois meacutetodos de anaacutelise multicriteacuterio Os dois

meacutetodos apresentaram resultados diferentes Um dos meacutetodos apresentou uma maior extensatildeo

de aacuterea com alta prioridade de recuperaccedilatildeo enquanto o outro apresentou aacutereas maiores com

baixa prioridade de meios de recuperaccedilatildeo Os usos das terras com prioridades mais altas em

ambos os meacutetodos eram de solo nu e cultura anual

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

64

MAPA FINAL DA ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO

O mapa final de adequabilidade (Figura 4) resultado da anaacutelise multicriteacuterio mostra

como aacuterea adequada agrave realocaccedilatildeo da BR-101 a sua porccedilatildeo de aacuterea inferior a localizaccedilatildeo atual

da rodovia Esta regiatildeo possui uma menor declividade pouca interferecircncia dos rios e uma

relaccedilatildeo de uso do solo mais adequada agrave implantaccedilatildeo do empreendimento

E considerando aspectos sociais e urbanos um novo traccedilado torna-se mais favoraacutevel

quando considera o fluxo ideal de veiacuteculos e pessoas aleacutem da seguranccedila do cidadatildeo que mora

no centro urbano do municiacutepio de Iconha

Figura 4 - Mapa final de adequabilidade com o uso da anaacutelise multicriteacuterio - fatores e

restriccedilotildees Fonte Autores

CONCLUSAtildeO

Com base na anaacutelise dos dados e interpretaccedilatildeo dos resultados obtidos a partir do que

foi proposto e das condiccedilotildees especiacuteficas deste trabalho conclui-se que

O uso da anaacutelise multicriteacuterio utilizando agrave loacutegica fuzzy retrata resultados mais

proacuteximos a realidade quando comparados com o zoneamento booleano por natildeo considerar

mudanccedilas abruptas

Os mapas de adequabilidades obtidos natildeo caracterizam aacutereas aptas ou inaptas mas

representam uma superfiacutecie de adequabilidade onde possuem valores de 0 (menos apto) a 255

(mais apto)

A anaacutelise multicriteacuterio por ser subjetiva pode definir diversos cenaacuterios dependente

da normalizaccedilatildeo e ponderaccedilatildeo usadas e deve ser utilizada de forma criteriosa a fim de natildeo

inserir erros na anaacutelise

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

65

Com o mapa de aptidatildeo final pode-se selecionar algumas aacutereas adequadas agrave

implantaccedilatildeo do contorno viaacuterio o que varia de acordo com o valor das variaacuteveis encontradas

Utilizando-se do mapa de adequabilidade como guia a parte inferior do mapa (Figura

4) eacute uma ampla aacuterea de alternativas possiacuteveis para a instalaccedilatildeo da nova rota da BR-101

Os resultados obtidos neste trabalho revelam as potencialidades do SIG na tomada de

decisatildeo no processo de avaliaccedilatildeo e seleccedilatildeo de aacutereas

Com a intenccedilatildeo de um melhor entendimento da aacuterea para a realocaccedilatildeo da BR-101 estudos

mais especiacuteficos podem ser realizados

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sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Linhares ES

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES

sup3 Campus Caccedilapava do Sul da Universidade Federal do Pampa Caccedilapava do Sul RS 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

71

Capiacutetulo 5

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite

Landsat 5

Marx Engel Martinssup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Felipe Guadagninsup3 Carlos Henrique

Rodrigues de Oliveira4

INTRODUCcedilAtildeO

Anaacutelises multitemporais satildeo importantes ferramentas para anaacutelise ambiental devido agrave

constacircncia no imageamento dos sateacutelites e sua relativa precisatildeo nas informaccedilotildees obtidas pelos

mesmos principalmente em objetos de estudos de grande porte como rios que percorrem

mais de um estado Ao longo do tempo eles passam por alteraccedilotildees em sua dinacircmica

naturalmente no entanto os seres humanos estatildeo cada dia a interferir mais nos cursos drsquoaacutegua

atividades como agricultura e pecuaacuteria satildeo grandes causadoras de impactos em tais ambientes

mas natildeo as uacutenicas

A necessidade por energia da sociedade contemporacircnea aumenta tanto quanto cresce a

populaccedilatildeo e seu acesso equipamentos eletrocircnicos que tornam a vida mais faacutecil

No Brasil a principal fonte de energia satildeo as hidreleacutetricas sendo 6488 de toda

capacidade brasileira em operaccedilatildeo e 223 e 2477 respectivamente em construccedilatildeo e

construccedilatildeo natildeo iniciados dos novos empreendimentos em energia no paiacutes seratildeo atraveacutes de

barragens em rios (ANEEL 2007) o rio Doce passou por uma intervenccedilatildeo em seu curso

iniciada no ano de 2001 em que se construiu uma dessas usinas com o nome da cidade em

que foi construiacuteda Aimoreacutes na divisa entre Espiacuterito Santo e Minas Gerais (CICCARONE et

al 2012)

Autores como COELHO 2007 analisaram o rio Doce em aspectos socioambientais

como crescimento e dinacircmica populacional industrial atividades econocircmicas entre outros

O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) disponibiliza uma vasta seacuterie de

imagens de alguns sateacutelites dentre eles o Landsat 5 lanccedilado em 1ordm de marccedilo de 1984 com

resoluccedilatildeo espacial de 30m captando diversos comprimentos de onda da luz que vatildeo desde o

visiacutevel ao infra-vermelho proacuteximo e orbita todo o globo a cada 16 dias (USGS 2017) Devido

essas caracteriacutesticas foi escolhido para analisar os impactos causados pela construccedilatildeo da

Hidreleacutetrica de Aimoreacutes

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

A aacuterea delimitada para o enfoque do trabalho se situa na

zona 24Sul da projeccedilatildeo transversa de Mercator no datum SIRGAS 2000 com as

coordenadas dos veacutertices sendo 276405 E (m) e 7889561 N (m) 276405 E (m) e 7823450

N(m) 425511 E (m) e 7823450 N (m) 425511 E (m) e 7889561 N (m) (Figura 1)

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

72

Figura 1 - Rio Doce com enfoque para a parte espirito santense Fonte Adaptado de

GEOBASES 2002

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

O rio Doce eacute objeto de estudo por geoacutelogos desde 1825 quando se tentou por parte do

governo da entatildeo Capitania de Minas Gerais realizar um projeto de navegabilidade do Rio

onde geoacutelogos acompanhavam as expediccedilotildees de comeacutercio que incursavam o Rio em procura

de recursos minerais principalmente ouro e outros metais (ESPINDOLA 2007)

Segundo a EMBRAPA (2011) encontram-se na aacuterea de estudo os seguintes tipos de

solos Cambissolos Haacuteplicos Latossolos Amarelos Distroacuteficos Latossolos Vermelho-

Amarelos Distroacuteficos Argissolos Amarelos Distroacuteficos Argissolos Vermelhos Eutroacuteficos

Neossolos Quartzarenicos Hidromoacuterifcos aleacutem de serem encontrados afloramentos rochosos

com manto de alteraccedilatildeo

Tais solos estatildeo distribuiacutedos em um contexto geomorfoloacutegico que varia de maciccedilos

plutocircnicos na parte oeste seguidos por uma faixa de dobramentos remobilizadas que satildeo

rochas metamoacuterficas de alto grau e por fim os depoacutesitos sedimentares recentes que vatildeo ateacute a

costa (IJSN 2007)

O clima predominante na aacuterea eacute o Tropical Quente Uacutemido com um a trecircs meses secos

tambeacutem ocorrendo na porccedilatildeo oeste proacuteximo agrave divisa com Minas Gerais o semi-uacutemido com

quatro a cinco meses seco com meacutedia de temperatura anual maior que 18deg Celsius e

localizadamente na porccedilatildeo sul o Tropical Subquente Uacutemido com quatro a cinco meses secos

(IBGE 2002)

O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave

distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais

Pincipalmente estas uacuteltimas ao qual se englobam os sateacutelites dentre eles a seacuterie Landsat

Tais dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

73

de onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos Seus sensores

acoplados captam sete bandas espectrais (FIGUEIREDO 2005)

Tais bandas podem ser associadas aos canais RGB (vermelho verde e azul) para o

realce de alguma feiccedilatildeo especiacutefica que tenha seu comportamento conhecido em determinado

espectro da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica o que eacute chamado de composiccedilatildeo colorida O sensor TM

do sateacutelite Landsat e suas 7 bandas captam as radiaccedilotildees do visiacutevel ao infravermelho distante

(a banda 1 capta o comprimento de 0485 microm e a banda 7 capta o de 2215 microm) (Figura 2)

(PERROTTA 2005)

Figura 2 - Radiaccedilotildees do Espectro Eletromagneacutetico Fonte SBFISICA (2010)

Segundo o INPE (2011) para combinaccedilatildeo no sistema RGB das bandas do sensor TM e

obtenccedilatildeo de imagens coloridas as seguintes feiccedilotildees satildeo realccediladas por cada composiccedilatildeo

ldquoBandas 3 2 e 1 imagens em cor natural com boa penetraccedilatildeo na aacutegua realccedilando as

correntes a turbidez e os sedimentos A vegetaccedilatildeo aparece em tonalidades esverdeadas

Bandas 4 3 e 2 define melhor os limites entre o solo e a aacutegua ainda mantendo algum detalhe

em aacuteguas pouco profundas e mostrando as diferenccedilas na vegetaccedilatildeo que aparece em

tonalidades de vermelho Bandas 5 4 e 3 mostra mais claramente os limites entre o solo e a

aacutegua com a vegetaccedilatildeo mais discriminada aparecendo em tonalidades de verde e rosa

Bandas 7 4 e 2 mostra a vegetaccedilatildeo em tons verdes e permite discriminar a umidade tanto na

vegetaccedilatildeo como no solordquo

MORAIS (2008) realizou um estudo em que analisaram uma seacuterie temporal de

imagens Landsat 5 para verificar as alteraccedilotildees da dinacircmica fluvial do rio Araguaia no Centro-

Oeste brasileiro neste estudo foi utilizada a composiccedilatildeo RGB-543 do sensor TM para

verificar a evoluccedilatildeo do canal com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da evoluccedilatildeo

da vegetaccedilatildeo na aacuterea Neste estudo ele separou o rio em zonas de acordo com vaacuterios fatores

bioacuteticos e abioacuteticos no entanto a classificaccedilatildeo final se deu de acordo com os processos

sedimentares estudando a variaccedilatildeo da deposiccedilatildeo e erosatildeo de ilhas em um rio meandrante

MAIA et al (2006) formularam um guia para estudos de manguezais do Nordeste em

que definiram o uso da mesma composiccedilatildeo utilizada por Morais para zoneamento de uso e

ocupaccedilatildeo de solo em que tinham o propoacutesito de observar diferentes feiccedilotildees geograacuteficas

antropizadas que aparecem na coloraccedilatildeo rosa tais feiccedilotildees satildeo lotes e aacutereas urbanas e corpos

de aacutegua que aparecem em azul claro quando rasos e vatildeo ficando escuros de acordo com o

aumento da sua profundidade

Em uma cena um mesmo alvo mostra diferentes comportamentos espectrais para as

diferentes bandas captadas pelos sensores (ZAKI et al 1995) e para que se consiga

interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-processamento entre elas

podemos citar o georreferenciamento e o contraste

O georreferenciamento das imagens se daacute atraveacutes de comparaccedilatildeo por exemplo uma

base cartograacutefica pontos de controle obtidos com um equipamento GPS ou uma outra

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

74

imagem previamente corrigida aplicando-se alguma teacutecnica de registro de imagem em que se

observa uma feiccedilatildeo e utilizam-se suas coordenadas para as mesmas feiccedilotildees na imagem que se

deseja georreferenciar por exemplo corpos drsquoaacutegua cruzamentos de ruas ou entatildeo qualquer

feiccedilatildeo que seja possiacutevel de se observar (CAMPBELL 2002)

O contraste que consiste em melhorar a visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons

de cinza utilizando-se de funccedilotildees lineares ou natildeo que modificam o histograma original

convertendo-o em outro que manteacutem a mesma variaccedilatildeo entre os tons de cinza no entanto com

um niacutevel de melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al 1984)

Apoacutes o preacute-processamento das imagens foi feita a composiccedilatildeo colorida pois a

distinccedilatildeo entre cores eacute mais faacutecil do que entre tons de cinza por isso atribui-se a cada banda

da imagem uma cor no sistema RGB para as feiccedilotildees captadas em cada banda sejam

evidenciadas por seus respectivos canais (MOHAMED 2012)

Os rios como exemplo de ambiente aquaacutetico satildeo reconhecidos pelos tipos de seus

canais que satildeo usualmente divididos em quatro principais tipos retiliacuteneos meandrantes

entrelaccedilado e anastomosado sendo divididos pela sua sinuosidade os retiliacuteneos satildeo os mais

retos os meandrantes os mais sinuosos e com barras de acumulaccedilatildeo de sedimentos em um

lado e deposiccedilatildeo em outro os entrelaccedilados possuem acumulaccedilotildees no meio e satildeo pouco

sinuosos jaacute os anastomosados conteacutem barras que os dividem e depois destas barras eles

voltam a se encontrar Essas formas satildeo padrotildees no entanto podem ser observadas

formas intermediaacuterias entre estes tipos (MENDES 1984)

Para DELLA FAacuteVERA (2001) os depoacutesitos de rios conteacutem variaccedilotildees de acordo com

o regime de fluxo sendo que ora podem ter gratildeos grossos ora gratildeos finos independente do

tipo de rio e satildeo na maioria das vezes transportados por meio de traccedilatildeo entre as partiacuteculas No

rio Doce a grande maioria dos depoacutesitos eacute da fraccedilatildeo areia a cascalho contendo

minoritariamente gratildeos na fraccedilatildeo silte

Nesse contexto MELLO et al (2005a e 2005b) e HATUSHIKA et al (2007)

realizaram estudos no rio Doce e perceberam que as mudanccedilas no curso do rio satildeo causadas

por uma neotectocircnica o que explica as mudanccedilas no curso do rio e a formaccedilatildeo do sistema de

lagos adjacente principalmente na cidade de Linhares-ES Realizaram inclusive um estudo

geofiacutesico de alta resoluccedilatildeo no maior dos lagos da regiatildeo a lagoa Juparanatilde e dataram que os

depoacutesitos desse lago satildeo iniciados a partir de 9000 anos indicando que este lago eacute um antigo

canal do rio Doce que foi alterado devido um sistema tectocircnico extensional com direccedilatildeo NW-

SE que gerou esta alteraccedilatildeo abrupta no curso do mesmo sendo assim possiacutevel encontrar

sedimentos arenosos neste rio com grande sinuosidade

O movimento das partiacuteculas de qualquer tamanho em um fluido se daacute por trecircs

mecanismos rolamento saltaccedilatildeo e suspensatildeo Em baixas velocidades de corrente apenas

partiacuteculas finas e de baixa densidade podem ser carregadas em suspensatildeo ainda nesse

regime as que estejam na fraccedilatildeo areia se movem por rolamento ou por saltaccedilatildeo minerais

placoacuteides como micas flutuam mais devido agrave sua alta superfiacutecie e demoram mais para

depositar Com um pequeno incremento da velocidade todas as variaccedilotildees de silte e algumas

de areia podem ser mantidas em suspensatildeo gracircnulos e seixos pequenos se movem por

saltaccedilatildeo e material mais grosso por rolamento Tais processos satildeo os mesmos na aacutegua e no

ar no entanto devido agrave massa e a viscosidade da aacutegua serem maiores nela satildeo mais efetivos

necessitando de menor velocidade nesta do que no ar A faixa em que ocorre erosatildeo e

deposiccedilatildeo de sedimentos relativos agrave velocidade do fluxo altura da coluna drsquoaacutegua e

o tamanho de gratildeo (NICHOLS 2007)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

75

METODOLOGIA

Para realizaccedilatildeo do trabalho foi necessaacuteria a obtenccedilatildeo das imagens do sensor TM do

sateacutelite Landsat 5 nas oacuterbitas 215 e 216 nos pontos 73 e 74 Tais imagens estatildeo disponiacuteveis

gratuitamente no endereccedilo eletrocircnico do INPE Para que se possa descarregar as imagens eacute

necessaacuterio efetuar um cadastro junto ao site (httpwwwdgiinpebrCDSR) e escolher as

oacuterbitas e os pontos que satildeo desejados apoacutes isso faz-se o pedido e as imagens satildeo

disponibilizadas no email cadastrado com as sete bandas disponiacuteveis

Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem de

distintas estaccedilotildees do ano para que houvesse alternacircncia entre o periacuteodo de seca e de chuva

pois assim seria possiacutevel observar as variaccedilotildees extremas da dinacircmica fluvial O Quadro 1

mostra as imagens que melhor se encaixaram nesse perfil durante o periacuteodo analisado que eacute

antes da construccedilatildeo da Hidreleacutetrica de Aimoreacutes e depois de sua construccedilatildeo no total foram

obtidas trinta e seis imagens que foram utilizadas para compor nove cenas destas foram

utilizadas trecircs bandas de cada (5 4 e 3)

Quadro 1 - Descriccedilatildeo das caracteriacutesticas das imagens de sateacutelite utilizadas Fonte

Autores

Cena 1

Cena 2

Cena 3

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

21673 15022001

21673 11092001

21673 13062003

21674 15022001

21674 11092001

21674 13062003

21573 08022001

21573 19082001

21573 22062003

21574 08022001

21574 19082001

21574 22062003

Cena 4

Cena 5

Cena 6

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

21673 19102003

21673 23072006

21673 20032007

21674 19102003

21674 23072006

21674 05042007

21573 10092003

21573 14062006

21573 13032007

21574 10092003

21574 14062006

21574 29032007

Cena 7

Cena 8

Cena 9

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

21673 27082007

21673 12052009

21673 21072011

21674 27082007

21674 12052009

21674 21072011

21573 20082007

21573 19042009

21573 30072011

21574 20082007

21574 19042009

21574 30072011

As imagens depois de descarregadas necessitaram que fosse realizado seu preacute-

processamento em ambiente de Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu

em georreferenciaacute-las utilizando como paracircmetro de comparaccedilatildeo as ortofotos do IEMA

(2007) aplicaccedilatildeo de contraste linear aumentando linearmente os tons de cinza no entanto

mantendo a proporccedilatildeo original Este procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5

4 e 3 para todas as nove cenas

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

76

Foram utilizadas as imagens preacute-processadas com seus tons de cinza individualmente

realccedilados para entatildeo ser feita a composiccedilatildeo colorida RGB (543) Segundo Florenzano (2008)

essa composiccedilatildeo colorida realccedila corpos drsquoaacutegua com baixa e alta carga sedimentar suspensa

ficando estes com coloraccedilatildeo azul escuro e azul claro respectivamente

Cada banda realccedila uma feiccedilatildeo especiacutefica sendo que a para o sensor utilizado a banda

3 oferece boa resposta com corpos drsquoaacutegua e evidencia caracteriacutesticas como o teor de

sedimentos presentes neles ou suas profundidades sendo maior a reflectacircncia para alta carga

sedimentar e maiores profundidades

Foram observados nas imagens os locais em que haviam barras de acumulaccedilotildees de

sedimentos ao longo do curso do rio (Figura 3) A partir dessas imagens foi realizado o

trabalho de campo entre os dias 03 e 06 de julho de 2013 onde foram coletados 12

testemunhos com um metro de profundidade e diacircmetro de 60 mm cada com o intuito de

fazer a anaacutelise textural dos sedimentos para avaliar o potencial de transporte sedimentar do

rio apoacutes a construccedilatildeo da barragem da Usina Hidreleacutetrica de Aimoreacutes Foram marcados os

locais com equipamento GPS de navegaccedilatildeo da marca Garminreg o percurso foi feito em

veiacuteculo da UFES

O processo de amostragem em campo (Figura 4A B C D E e F) consistiu em inserir

os tubos nos sedimentos com auxiacutelio de uma marreta e posteriormente retiraacute-lo com auxiacutelio de

duas abraccediladeiras de metal contendo quatro parafusos que as prendiam e facilitava a retirada

Tal processo foi dificultado devido ao fato dos sedimentos em alguns pontos estarem com

alto teor de umidade Depois de retirados os tubos eram identificados e lacrados com tampas

tal teacutecnica eacute similar no entanto mais simples que a utilizada por MARTIN et al(1995)

Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de

sedimentologia da UFES onde foram preparadas para as seguintes anaacutelises textural

granulomeacutetrica e mineraloacutegica

O primeiro passo foi abrir os tubos sem danificar ou perder o material contido em seu

interior (Figura 5A e B)

Apoacutes abertos os tubos foram deixados um dia expostos ao sol para que fossem

previamente secos para posterior anaacutelise textural preliminar que implicou na observaccedilatildeo do

grau de arredondamento dos sedimentos feita utilizando uma lupa binocular Coleman em

toda a seccedilatildeo amostrada misturando-se parte dos sedimentos e colocando-os em uma placa

petri

Os sedimentos foram passados por um quarteador para homogeneizaccedilatildeo da amostra e

obtidos no miacutenimo cinquenta gramas de amostra pois segundo FOLK (1980) eacute o miacutenimo

necessaacuterio para anaacutelise de sedimentos na fraccedilatildeo areia ou superior E colocados em uma placa

petri utilizando-se uma placa para cada amostra pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo de

dois diacutegitos foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada

placa e colocados na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24

horas Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados

durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz em agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de

peneiras de malhas 4760 2000 1410 500 250 125 74 37 microm

Entatildeo as fraccedilotildees dos sedimentos retidos em cada peneira foram pesadas para posterior

processamento no software Gradistat (Blott e Pye 2001) Este software eacute uma macro feita no

Excelreg para suiacutete de aplicativos Officereg da Microsoftreg ou compatiacuteveis que ao se inserir os

pesos obtidos calcula alguns paracircmetros texturais como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo

assimetria e curtose usando os paracircmetros definidos por FOLK E WARD (1957)

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77

Figura 3 - Pontos onde houve visitaccedilatildeo em alguns natildeo foi possiacutevel realizar amostragem Fonte Modificado de GEOBASES 2002

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

78

Figura 4 - Processo de amostragem em campo A ndash Equipamentos utilizados B ndash Inserccedilatildeo e

identificaccedilatildeo dos tubos C ndash Teacutermino da inserccedilatildeo D ndash Retirada da amostra E ndash Abertura das

abraccediladeiras F ndash Finalizaccedilatildeo do processo de abertura Fonte Autores

Figura 5 - Corte dos tubos utilizando uma serra eleacutetrica com disco diamantado A - Processo

de corte e B - Tubo cortado Fonte Autores

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79

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Depois de processadas e analisadas as imagens orbitais delimitou-se oito segmentos

do rio (Figura 6) em que foram feitos recortes nas nove imagens e colocadas lado a lado para

melhor visualizaccedilatildeo das mudanccedilas no curso ao longo do periacuteodo analisado

Nas imagens eacute possiacutevel observar as variaccedilotildees sazonais ao qual o rio eacute submetido no

trecho estudado onde em determinadas eacutepocas do ano ele expotildee as barras de acumulaccedilatildeo e

em outras ele as afoga isso devido agrave sazonalidade natural das estaccedilotildees mais e menos

chuvosas em seu percurso

Para cada segmento foi realizado um mosaico com as nove imagens da seacuterie temporal

No mosaico as imagens estatildeo numeradas de um a nove como numa matriz de trecircs

linhas por trecircs colunas nesta a numeraccedilatildeo cresce da esquerda para direita sendo as imagens

de um a trecircs na primeira linha de quatro a seis na segunda e por fim de sete a nove na

terceira sendo as datas das imagens fevereiro de 2001 Agosto e Setembro de 2001 junho de

2003 setembro e outubro de 2003 junho de 2006 marccedilo de 2007 outubro de 2007 abril e

maio de 2009 e julho de 2011 respectivamente

Em algumas imagens a cobertura de nuvens eacute excessiva e impede uma boa

visualizaccedilatildeo das variaccedilotildees ocorridas

Figura 6 - Mapa de localizaccedilatildeo das imagens da seacuterie temporal sobrepondo relevo

sombreado recursos hiacutedricos e pontos coletados Fonte Modificado de GEOBASES (2002) e

USGS (2011)

Os segmentos em que satildeo observadas maiores mudanccedilas no curso do rio satildeo

respectivamente ldquoArdquo e ldquoHrdquo

No primeiro estaacute localizada a barragem da hidreleacutetrica e o desvio construiacutedo no curso

do rio um canal de grande porte que eacute possiacutevel ser visualizada sua construccedilatildeo desde o iniacutecio

em 2001 que em 2006 ele jaacute estava com fluxo sedimentar a usina jaacute operava nesta eacutepoca

Nas subimagens A1 A3 A6 e A8 eacute possiacutevel observar uma coloraccedilatildeo azul mais clara no curso

do rio fato devido agrave corresponderem ao periacuteodo de maior pluviosidade e consequente maior

carga sedimentar suspensa (Figura 7)

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

80

No segundo observa-se uma estrutura que segue o curso do rio e quando este faz a

curva para sul ele continua para leste (seta nas imagens H1 a H9 da figura 8) um pouco a

norte do ponto XII com exceccedilatildeo das imagens H4 e H5 o que parece ser um paleocanal que

desembocava no mar apresentando a mesma resposta espectral de aacutereas de margem que satildeo

tomadas pela vegetaccedilatildeo (cor verde clara)

A imagem H1 apresenta poucas acumulaccedilotildees de sedimentos no local em que foi

marcado o ponto XII aparentemente natildeo eacute possiacutevel de ser acessado pela margem Na imagem

H2 satildeo exibidos muitos bancos de areia o do local onde foi marcado o ponto XII tem pequena

extensatildeo Nota-se ainda que o mar exibe uma coloraccedilatildeo azul clara indicando carga

sedimentar suspensa

A imagem H3 conteacutem uma grande acumulaccedilatildeo no ponto XII e carga suspensa

intermediaacuteria pelo tom de azul natildeo ser tatildeo escuro nem tatildeo claro ficando mais escuro em

direccedilatildeo ao mar

Na parte visiacutevel da imagem H5 percebe-se pouca profundidade do canal indicada pela

cor azul escuro com barras de sedimentos no curso e baixa carga suspensa A imagem H6

exibe a barra lateral e com dimensatildeo reduzida no meio do rio natildeo eacute possiacutevel distinguir

acumulaccedilotildees sazonais apenas as ilhas vegetadas

A imagem H7 exibe acumulaccedilatildeo no ponto XII e pequenas barras ao longo do curso

aleacutem de baixa carga suspensa mostradas pela coloraccedilatildeo azul escuro A imagem H8 eacute de um

periacuteodo de cheia do rio no entanto eacute observado um pequeno banco de areia no local do ponto

XII

Nota-se que na imagem H9 a carga sedimentar no mar eacute maior que nas imagens

anteriores devido agrave pluma de sedimentos de cor azul clara e que aparentemente o rio estaacute

mais raso proacuteximo agrave desembocadura devido as barras no seu curso serem maiores que nos

anos anteriores Sendo a carga suspensa baixa e como o mar conteacutem uma pluma sedimentar

maior que nos anos anteriores o processo de transporte que pode estar ocorrendo

pode ser o de traccedilatildeo com posterior retrabalhamento

Todas as amostras foram obtidas a jusante da barragem da Usina Hidreleacutetrica de

Aimoreacutes Com a anaacutelise dos sedimentos de acordo com a metodologia citada anteriormente

foram obtidos os resultados que seratildeo expostos a seguir

O arredondamento observado nas amostras varia de anguloso a sub anguloso nas

amostras obtidas ateacute o ponto 8 os seguintes passam a apresentar o grau sub anguloso a

arredondado raramente bem arredondado A mineralogia apresentou predominacircncia de

quartzo variando entre 95 a 97 das amostras devido a este fato natildeo foram

caracterizados com detalhe os outros minerais que compunham as amostras sendo

observados micas muscovita biotita lepidolita granada epidoto e minerais ferrosos como

ilmenita e magnetita Tais minerais satildeo compatiacuteveis com as rochas da regiatildeo o que jaacute era

esperado

Os paracircmetros adotados para interpretaccedilatildeo dos dados foram os de FOLK E WARD

(1957) citados por BLOTT E PYE (2001) no software GRADISTAT pois satildeo formas

descritivas que se relacionam com as caracteriacutesticas dos sedimentos ao inveacutes de valores

numeacutericos obtidos puramente por caacutelculos matemaacuteticos O resultado das anaacutelises eacute o exibido

no Quadro 2

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

81

Figura 7 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a

hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)

Figura 8 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a

hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

82

Quadro 2 - Resultados obtidos a partir do software GRADISTAT Fonte Autores

Amostra Granulometria

Mediana Selecionamento Assimetria Curtose

I Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado Assimetria Negativa

Extremamente

Leptocuacutertica

II Areia Meacutedia

Moderadamente

Selecionado

Assimetria Muito

Negativa Leptocuacutertica

III Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado Assimetria Negativa Mesocuacutertica

IV Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado Assimetria Negativa

Extremamente

Leptocuacutertica

V Areia Grossa

Pouco

Selecionado

Assimetria Muito

Positiva Mesocuacutertica

VI Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Mesocuacutertica

VII Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado

Assimetria Muito

Positiva Paticuacutertica

VIII Areia Meacutedia

Moderadamente

Selecionado Simeacutetrico Platicuacutertica

IX Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica

X Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica

XI Areia Grossa

Pouco

Selecionado

Assimetria Muito

Positiva Leptocuacutertica

XII Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica

A assimetria eacute o grau de desvio de uma curva no sentido horizontal podendo esse

desvio ser positivo ou negativo medindo a distribuiccedilatildeo da frequecircncia e marca a posiccedilatildeo da

meacutedia em relaccedilatildeo agrave mediana descrevendo se a curva eacute ou natildeo simeacutetrica Sendo assimeacutetrica

pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado das fraccedilotildees grossas ou das finas

podendo ser negativa ou positiva respectivamente (TAVARES et al 2010)

Esse padratildeo de distribuiccedilatildeo das granulometrias areia meacutedia com assimetria negativa

ateacute a amostra IV indica que os depoacutesitos foram mais retrabalhados talvez porque se

encontram em porccedilotildees de acumulaccedilotildees de sedimentos com maior porte o que as torna

naturalmente mais retrabalhaacuteveis Jaacute os padrotildees das amostras pouco selecionadas satildeo

depoacutesitos de menores dimensotildees e podem estar em processo de formaccedilatildeo Ou entatildeo foram

erodidos no uacuteltimo pulso de cheia e estatildeo em processo de reformulaccedilatildeo Esse conceito eacute

explicado em NICHOLS (2007) sendo o padratildeo deposicional de um rio entrelaccedilado

A anaacutelise da curtose reforccedila tal argumento pois quanto mais platicuacuterticas as

distribuiccedilotildees os sedimentos tendem a ser misturas de populaccedilotildees diferentes e quando

leptocuacuterticas satildeo afetados por correntes de fundo ou algum evento deposicional que

removeu alguma fraccedilatildeo Os que estatildeo mesocuacuterticos natildeo fornecem consistecircncia para

afirmaccedilatildeo alguma assim como observado por Tavares et al(2010) em um contexto

semelhante

Proacuteximo a represa no ponto II observam-se gratildeos em fraccedilotildees denominadas por FOLK

E WARD (1957) como cascalho muito grosso sendo um ambiente de alta energia pois

quando as comportas satildeo abertas liberam toda energia potencial que estava acumulada

diminuindo gradativamente conforme vatildeo sendo fechadas causando a deposiccedilatildeo destes

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

83

sedimentos que tem o caraacuteter bem arredondado em sua maioria tal fato indica seu

retrabalhamento e transporte por rolamento

No ponto IV ao cavar poucos centiacutemetros a partir da superfiacutecie eacute possiacutevel observar

estratificaccedilatildeo cruzada de baixo acircngulo com um niacutevel de minerais pesados tornando-a mais

visiacutevel tal fato indica deposiccedilatildeo de material em suspensatildeo

Na cidade de Colatina observam-se largos bancos de areia que estreitam o rio no

ponto amostral VI

No bairro Bebedouro em Linhares Ponto IX foi observado na margem do rio um

padratildeo deengrossamento para o topo com seixos imbricados ou seja mostram-se aqui as

fraccedilotildeesmais finas na base e um evento que depositou estes sedimentos mais grosseiros por

traccedilatildeo devido ao seu imbricamento

Proacuteximo agrave foz do rio eacute encontrado um niacutevel de minerais pesados finos

Tais niacuteveis de finos satildeo encontrados junto com a amostra XII que predomina a

granulometria grossa o graacutefico da distribuiccedilatildeo nesta amostra tem assimetria positiva ou seja

a tendecircncia para fraccedilotildees menores Analisando o caraacuteter muito leptocuacutertico da amostra

evidencia-se que foram eventos deposicionais distintos que trouxeram tais sedimentos para

este local Fator indicativo das variaccedilotildees do gradiente energeacutetico do rio

CONCLUSAtildeO

As evidentes variaccedilotildees na dinacircmica fluvial do Doce satildeo visualizadas em diversas

escalas e conjunto de dados observados Seja nas imagens de sateacutelite seja nos bancos de areia

ora submersos ora emersos ainda quando se analisa as fraccedilotildees dos sedimentos presentes nos

mesmos

A maior presenccedila de sedimentos grosseiros na parte jusante do rio e sua tendecircncia a

afinar a fraccedilatildeo assimetria muito positiva eacute evidecircncia de uma perda de energia do rio que

devido sua alta energia tendia a carregar sedimentos mais grossos vem agora diminuindo seu

poder de transporte dessas fraccedilotildees e comeccedila a acumular material mais finoSeu caraacuteter de rio

entrelaccedilado anterior pode estar variando a um padratildeo anastomosado de menor energia

A construccedilatildeo de hidreleacutetricas em rios inegavelmente altera seus cursos A questatildeo a se

fazer nesse momento eacute a seguinte O dano causado ao rio gera benefiacutecios que compensa sua

degradaccedilatildeo A resposta eacute relativa gera benefiacutecios a quem Agraves empresas que lucram com a

venda da energia obviamente a resposta eacute sim Agrave populaccedilatildeo que depende e sempre dependeu

do rio para suas diversas atividades sejam quais forem a resposta evidentemente eacute natildeo

Esperamos que um dia a preservaccedilatildeo do meio ambiente seja a prioridade da sociedade ao

inveacutes dos lucros de alguns poucos indiviacuteduos

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sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Cachoeiro de Itapemirim ES

sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES

sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da

Sauacutede Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

89

Capiacutetulo 6

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

Rafael de Oliveira Costasup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3 Carlos

Henrique Rodrigues de Oliveira4

INTRODUCcedilAtildeO

Podemos caracterizar as zonas costeiras com base na sua localizaccedilatildeo geograacutefica

continente oceano Estas satildeo regiotildees sujeitas a contiacutenuas alteraccedilotildees morfodinacircmicas e

apresentam grande variabilidade temporal e espacial em funccedilatildeo dos processos continentais e

marinhos Evidenciando a dinacircmica erosiva e deposicional caracterizada pela accedilatildeo das ondas

mareacutes correntes costeiras e tambeacutem a accedilatildeo fluvial (SILVA et al 2004)

Essas accedilotildees movimentam continuamente as linhas de costa muitas vezes na mesma

direccedilatildeo mas frequentemente em direccedilotildees opostas Como resultado a forma da linha de costa

sofre alteraccedilotildees (WILLIAMS et al 1992)

Ambientes costeiros associados agrave foz de rios estatildeo sujeitos a constantes alteraccedilotildees

morfodinacircmicas originados tanto por processos fluviais como marinhos Areias e outros

materiais satildeo movidos para a praia ou fora dela por correntes e ondas Com isso os

movimentos sazonais dos materiais costeiros criam usualmente amplas praias no veratildeo

substituiacutedas por estreitas praias no inverno em um verdadeiro ciclo anual Durante a accedilatildeo das

mareacutes de tempestades vaacuterias aacutereas podem ser inundadas em questatildeo de horas

Sendo assim conhecer os agentes que atuam na variaccedilatildeo morfodinacircmica levando em

consideraccedilatildeo o espaccedilo-tempo das diferentes regiotildees costeiras eacute de suma importacircncia

principalmente para esse estudo que eacute associado a desembocadura do rio pois dessa forma eacute

possiacutevel estabelecer cenaacuterios com base no comportamento desse ambiente que deve ser

utilizado como fator para o planejamento do uso e ocupaccedilatildeo do solo e tambeacutem para o

desenvolvimento de projetos de engenharia que venham a interferir na dinacircmica sedimentar

costeira (SILVA et al 2004)

Com base no exposto este trabalho tem como objeto de estudo principal a constituiccedilatildeo

e a variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo associado agrave foz do rio Itapemirim Este estudo

tem como base a anaacutelise histoacuterica das variaccedilotildees morfoloacutegicas ocorridas no local e sua relaccedilatildeo

com a descarga liacutequida do rio que seraacute feita por meio de anaacutelises de imagens em uma seacuterie

temporal Aleacutem de contar com a anaacutelise da atual contribuiccedilatildeo do aporte de sedimentos

fluviais na constituiccedilatildeo e variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo que seraacute feito por meio de

anaacutelise sedimentoloacutegicas

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

O Rio Itapemirim tem suas nascentes mais distantes localizadas na Serra do Caparaoacute

formadas pelos rios Braccedilo Norte Esquerdo e Braccedilo Norte Direito que se unem no municiacutepio

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

90

de Alegre Mais a jusante as aacuteguas do Itapemirim recebem contribuiccedilatildeo do rio Castelo no

distrito de Coutinho municiacutepio de Cachoeiro de Itapemirim O uacuteltimo grande afluente antes

da desembocadura no Oceano Atlacircntico eacute o Rio Muqui que junta-se ao Itapemirim no

municiacutepio de Itapemirim desaguando na altura de Marataiacutezes no Espiacuterito Santo

A aacuterea de trabalho localiza-se entre as coordenadas UTM E 308000 m e N 7682000

m E 320000 m e N 7682000 m E 320000 m e N 7672000 m E 308000 m e N 7672000

m (Figura 1)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo Fonte Autores

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL

SENSORIAMENTO REMOTO

O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave

distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais Tais

dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos de

onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos (FIGUEIREDO

2005) Um exemplo eacute o sateacutelite Landsat que utiliza os sensores instalados na oacuterbita e capta

sete bandas espectrais

Essas bandas podem estar associadas aos canais RGB (red - vermelho green - verde e

blue - azul) que satildeo utilizadas para obter um realce de uma determinada feiccedilatildeo formando a

composiccedilatildeo colorida De acordo com INPE (2011) no sistema RGB as bandas 5 4 e 3 do

sensor TM quando combinadas mostram mais claramente os limites entre o solo e a aacutegua

com a vegetaccedilatildeo natildeo tatildeo evidente aparecendo em tonalidades de verde e rosa

Em um estudo no rio Araguaia localizado na porccedilatildeo Centro-Oeste do Brasil Morais

(2008) analisou uma seacuterie temporal com imagens do Landsat 5 com o intuito de verificar a

alteraccedilatildeo da dinacircmica fluvial utilizando as bandas 5 4 e 3 do sensor TM e com isso pode

verificar a evoluccedilatildeo do canal do rio com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da

evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

91

PROCESSAMENTO E INTERPRETACcedilAtildeO DE IMAGENS

Para que se consiga interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-

processamento entre elas podemos citar o georreferenciamento e o contraste O contraste eacute

feito para que ocorra uma melhor visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons de cinza

atraveacutes da modificaccedilatildeo do histograma original formando outro que iraacute manter a mesma

variaccedilatildeo entre os tons de cinza poreacutem com uma melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al

1984)

O georreferenciamento eacute o processo de atribuir coordenadas geograacuteficas a pontos na

imagem ou vetor como por exemplo uma feiccedilatildeo de faacutecil observaccedilatildeo e identificaccedilatildeo nas duas

imagens e que tenha coordenada conhecida para se aplicar a teacutecnica de registro de imagem ou

ainda utilizando pontos de controle (CAMPBELL 2002)

MEacuteTODO GPR

O meacutetodo de radar de penetraccedilatildeo no solo (GPR) eacute um meacutetodo eletromagneacutetico que

consiste em obter uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie atraveacutes da transmissatildeo e

reflexatildeo de ondas eletromagneacuteticas de altas frequecircncias (10 ndash 1000 MHz) para localizar

feiccedilotildees geoloacutegicas rasas ou objetos enterrados pelo homem O princiacutepio fiacutesico e a

metodologia de aquisiccedilatildeo de dados GPR satildeo semelhantes agrave teacutecnica de reflexatildeo siacutesmica e a

teacutecnica de sonar poreacutem o GPR fundamenta-se na transmissatildeo e reflexatildeo de ondas

eletromagneacuteticas (EM) (PORSANI 1999)

O equipamento de GPR (Figura 2) eacute composto de um par de antenas um gerador de

ondas eletromagneacuteticos antena transmissora e um sistema para registro destas ondas a antena

receptora Uma das antenas eacute usada para transmitir um sinal eletromagneacutetico atraveacutes da

subsuperfiacutecie ao passo que a outra capta estes sinais apoacutes a sua reflexatildeo por diferentes alvos

no subsolo A propagaccedilatildeo do sinal EM depende da frequecircncia do sinal transmitido e das

propriedades eleacutetricas dos materiais as quais dependem principalmente do conteuacutedo de aacutegua

presente no solo Topp (1980 citado por BORGES 2002) sendo a atenuaccedilatildeo do sinal da

onda EM proporcional ao conteuacutedo de aacutegua Quando o pulso transmitido encontra mudanccedilas

abruptas nas propriedades dieleacutetricas parte da energia eacute refletida e difratada sendo captada

em superfiacutecie pela antena receptora A energia refletida eacute registrada em funccedilatildeo do tempo de

atraso amplificada e digitalizada atraveacutes de um computador posteriormente o resultado do

processamento dos dados disponibiliza uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie

(BORGES 2002)

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

92

Figura 2 - Constituintes baacutesicos do GPR Fonte Neal (2004)

CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL

Segundo Almeida (1977) a aacuterea estudada estaacute inserida regionalmente agrave leste da

Proviacutencia Mantiqueira que eacute paralela agrave costa atlacircntica do sudeste e sul do Brasil delineando

uma faixa de direccedilatildeo NE-SW com mais de 3000 km de comprimento que se estende do sul

da Bahia ateacute o Uruguai Localizada a leste do Craacuteton Satildeo Francisco aleacutem de fazer limite com

as proviacutencias Tocantins Satildeo Francisco e Paranaacute e eacute bordejada ao leste pela margem

continental e pelas bacias costeiras do Espiacuterito Santo Campos Santos e Pelotas

O embasamento da Formaccedilatildeo Barreiras estudada compreende rochas do Complexo

Paraiacuteba do Sul que de acordo com RADAMBRASIL (1983) constitui gnaisses de idade

Neoproterozoacuteica Estas rochas fazem contato com o Complexo Juiz de Fora que

constituemrochas de origem iacutegnea representadas por granitos gabros e charnockitos datadas

do Paleoproterozoacuteico

Sobre este embasamento depositam-se na regiatildeo os sedimentos Cenozoacuteicos

continentais classificado por Amador (1982) como Grupo Barreiras e devido a seus estudos

permitiu uma individualizaccedilatildeo de uma unidade lito-estratigraacutefica com idade Neoacutegena

Na Figura 3 estaacute evidenciando a aacuterea de estudo no mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo

podendo observar duas litologias diferentes na aacuterea demarcada que fica bem evidenciado na

Figura 4

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

93

Figura 3 - Mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo abrangendo a aacuterea investigada neste

estudoFonte Adaptado de Bizzi et al (2013)

Figura 4 - Coluna litoestratigraacutefica do Espiacuterito Santo com ecircnfase nas litologias presente na

aacuterea Fonte Adaptado de Bizzi et al (2013)

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

94

GRUPO BARREIRAS

O Grupo Barreiras foi agrave primeira unidade estratigraacutefica documentada no Brasil

ocorrendo ao longo do litoral brasileiro desde o Rio de Janeiro ateacute o estado do Amapaacute

recobrindo depoacutesitos sedimentares do mesozoacuteicos de diversas bacias costeiras (BEZERRA et

al 2005)

Os estudos sobre os depoacutesitos correspondentes ao Barreiras foram empregados pela

primeira vez quando Branner (1902 citado por AMADOR 1982) fez a primeira referecircncia a

esta unidade caracterizando-a como ldquouma sucessatildeo contiacutenua de sedimentos pouco ou natildeo

consolidados presentes na costa nordestinardquo

De acordo com Arai (2006) a regularidade no modo de ocorrecircncia e na caracteriacutestica

litoloacutegica eacute incompatiacutevel com a origem continental utilizada tradicionalmente para

caracterizar a origem do Barreiras o que constitui um misteacuterio sua procedecircncia pela

existecircncia de estudos com evidecircncias que revelam seu caraacuteter marinho da mesma forma que

a idade do Grupo Barreiras tem sido motivo de muita controveacutersia entre diversos autores em

funccedilatildeo de seu pobre conteuacutedo fossiliacutefero a sua vasta distribuiccedilatildeo e variaccedilatildeo espacial Na

literatura mais antiga a idade variava de Oligo-mioceno a Plioceno Segundo Bezerra et al

(2005) a idade da Formaccedilatildeo Barreiras tem sido atribuiacuteda ao intervalo de tempo que varia do

Mioceno ateacute o Plioceno-Pleistoceno

Recentemente Arai (2006) subdividiu o Grupo Barreiras em duas unidades distintas de acordo

com seus periacuteodos de deposiccedilatildeo Barreiras Inferior e Superior

A unidade Barreiras Inferior representa a eacutepoca em que a margem continental

brasileira recebia depoacutesitos duratte a transgressatildeo ocorrida no intervalo Aquitaniano ndash

Serravaliano (Eomioceno a Mesomioceno) acumulando uma grande quantidade de

sedimentos nas aacutereas hoje emersas do continente Esses depoacutesitos transgressivos e de mar alto

satildeo reconhecidos sob a forma de unidades litoestratigraacuteficas quase contiacutenuas ou em formas

mais isoladas tendo sido sedimentados principalmente na regiatildeo litoracircnea que atualmente se

estende da Foz do Amazonas ao estado do Rio de Janeiro onde o relevo plano teria

propiciado o avanccedilo do onlap para continente adentro (ARAI 2006)

Uma discordacircncia erosiva Tortoniana (Mioceno) delimita a interface entre as duas

Unidades distintas A discordacircncia representa uma queda eustaacutetica provocada por um periacuteodo

de glaciaccedilatildeo no Neoacutegeno sendo identificada em seccedilotildees siacutesmicas onde eacute reconhecida como

ldquoMarco Cinzardquo A idade Tortoniana foi atribuiacuteda atraveacutes da dataccedilatildeo de nanofoacutesseis Discoaster

hamatus (N-630) e D neorectus (N-635) Viana et al (1990 citado por ARAI 2006)

A unidade Barreiras Superior foi depositada durante o Plioceno que de acordo com as

curvas eustaacuteticas propostas por Haq Hardenbol e Vail (1987 citado por ARAI 2006) teria

ocorrido uma nova transgressatildeo e muitas das aacutereas erodidas receberam uma nova cobertura

sedimentar constituindo o ldquoBarreiras Superiorrdquo

CARACTERIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO

A aacuterea de estudo apresenta topografia variando de suavemente ondulada a plana

sendo que 84 de suas aacutereas possuem declividade abaixo de 30 O tipo de solo

predominantemente eacute o latossolo vermelho amarelo distroacutefico com fertilidade variando de

meacutedia a baixa textura areno-argilosa apresentando pH em torno de 50 com baixos teores de

mateacuteria orgacircnica exigentes em complementaccedilatildeo de fertilizantes e correccedilatildeo de solos A

temperatura meacutedia anual eacute de 22ordm C ficando as maacuteximas entre 28ordm C e 30ordm C enquanto que as

miacutenimas giram em torno de 15ordm C O litoral capixaba possui um regime micromareal (micro-

mareacute) cuja amplitude de mareacute segundo DHN (1994) varia de 140 m a 150 m atingido

durante a mareacute de siziacutegia a amplitude de cerca de 170 m O clima eacute quente poreacutem

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95

amenizado pelas fortes brisas marinhas A meacutedia anual de precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica situa-se

em torno de 900 mm (ALBINO 1999)

METODOLOGIA

Os materiais cartograacuteficos utilizados para processamento dos dados deste trabalho satildeo

provenientes do Geobases (2002) e compreendem curva de niacutevel drenagem limites e vias

de acesso

As imagens Landsat e RapidEye foram retiradas do endereccedilo eletrocircnico do INPE e do

MMA (Ministeacuterio do Meio Ambiente) respectivamente

O processamento dos dados foi realizado por meio do software Arcgis 103 e Spring

526 Os dados estatiacutesticos foram gerados pelo software Gradstat e os perfis do GPR foram

processados pelo programa Reflex

O GPS de navegaccedilatildeo foi utilizado como uma ferramenta para identificaccedilatildeo dos pontos

no campoUtilizou-se ainda um GPS topograacutefico para georreferenciamento das seccedilotildees de

GPR

OBTENCcedilAtildeO DAS IMAGENS DE SATEacuteLITE

O trabalho foi realizado a partir de imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 sensor TM e de

imagens do sateacutelite RapidEye no periacuteodo de 2001 agrave 2014 sendo analisadas anualmente

Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem das mesmas

estaccedilotildees do ano para natildeo influenciar na anaacutelise de deposiccedilatildeo dos sedimentos por conta da

diferenccedila de quantidade de partiacuteculas que podem ser carreadas nos momentos de chuva e de

seca

PROCESSAMENTO DAS IMAGENS

As imagens Landsat tiveram que passar por preacute-processamento em ambiente de

Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu em georreferenciaacute-las utilizando

como paracircmetro de comparaccedilatildeo as imagens RapidEye aplicaccedilatildeo de contraste linear

aumentando linearmente os tons de cinza no entanto mantendo a proporccedilatildeo original Este

procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5 4 e 3 Sendo muito semelhante a

metodologia aplicada por Mohamed (2012)

Foi feita uma composiccedilatildeo RGB-543 das imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 para

auxiliar na interpretaccedilatildeo

ETAPA DE CAMPO

Foram observados nas imagens os locais de mais faacutecil acesso para coleta dos

sedimentos (Figura 5) que foram coletados com auxiacutelio de uma paacute e foram armazenados em

sacos plaacutesticos para posterior anaacutelise granulomeacutetrica Os locais de coleta foram marcados com

o GPS (Global Positioning System) de navegaccedilatildeo (Tabela 1)

Com o auxiacutelio do GPR (Ground Penetrating Radar) foram levantados dados de sub-

superfiacutecie com dois tipos de antenas diferentes (200 e 400 MHz) e para uma melhor

amarraccedilatildeo dos dados estes foram coletamos atraveacutes de um DGPS (Differential Global

Positioning System) podendo assim observar como ocorreu o momento de sedimentaccedilatildeo do

local

Foram feitos dois perfis com o GPR em uma ilha que se conecta com a praia pelo

espigatildeo construiacutedo na desembocadura do rio esse equipamento foi utilizado nessa localidade

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

96

para que se tente observar a deposiccedilatildeo dos sedimentos na foz do rio Itapemirim e o DGPS foi

utilizado como uma ferramenta de auxiacutelio para uma maior confiabilidade das coordenadas

utilizadas

Figura 5 - Mapa de localizaccedilatildeo dos pontos visitados em campoFonte Autores

Tabela 1 - Coordenadas dos pontos de coleta de sedimentos Fonte Autores

Pontos Coordenadas E (m) Coordenadas N (m)

1A 1B 1C 312747 7676348

2 312030 7676004

3 308789 7675691

4 310453 7678553

ETAPA DE LABORATOacuteRIO

Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de

sedimentologia do Departamento de Geologia da UFES onde foram preparadas para as

seguintes anaacutelises textural e mineraloacutegica

A anaacutelise granulomeacutetrica foi feita atraveacutes do peneiramento das amostras com os dados

de peso de cada granulometria foi utilizado o software para observar estatisticamente o

resultado As anaacutelises texturais e mineraloacutegicas foram feitas a partir do peneiramento citado

acima e foram obtidas com o auxiacutelio da lupa

Os sedimentos foram colocados em um quarteador e obtidos no miacutenimo cinquenta

gramas de amostra pois segundo Folk (1980) eacute o miacutenimo necessaacuterio para anaacutelise de

sedimentos no grupo areia ou superior Foram colocados em uma placa de petri utilizando-se

uma placa para cada amostra Pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo com exatidatildeo de dois

diacutegitos Foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada placa e colocados

na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24 horas

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97

Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados

durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz no agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de

peneiras da marca Bertel 4800 2000 1200 500 250 125 74 37 microm que representam

respectivamente as classes cascalho fino cascalho muito fino areia muito grossa areia

grossa areia meacutedia areia fina areia muito fina segundo proposta de Wentworth (1922 citado

por BUI et al1990)

Os dados granulomeacutetricos obtidos foram processados em um programa de tratamento

estatiacutestico denominado ldquoGradstatrdquo desenvolvido por Blott e Pye (2001) que aproveita como

base de operaccedilatildeo o Microsoft Excel do Windows que calcula atraveacutes do peso alguns

paracircmetros como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo e curtose

Outro procedimento feito em laboratoacuterio foi o traccedilado das linhas de costa nos anos de

2001 a 2014 levando em consideraccedilatildeo a metodologia proposta por Aparecida et al (2011)

poreacutem com uma pequena diferenccedila pois no trabalho citado o ponto de referecircncia para

calcular a distacircncia ateacute a linha de costa era um maciccedilo rochoso que praticamente natildeo alterou

durante o tempo das imagens e jaacute nesse trabalho foi feito atraveacutes de um ponto com

coordenada coletada pelo DGPS (Ponto Base) com coordenadas E 311637 m N 7676929 m

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

DADOS OBTIDOS A PARTIR DAS IMAGENS

Na Figura 6 podemos ter uma visatildeo ampla de todas as linhas de costa marcadas na

seacuterie multitemporal proposta e no graacutefico apresentado na Figura 7 podemos analisar de forma

mais detalhada essa variaccedilatildeo

Observando a Figura 6 podemos observar uma diminuiccedilatildeo da linha de costa no ano de

2001 ateacute 2002 sendo provavelmente um periacuteodo de ressaca do mar pelo fato de ser um

intervalo de tempo muito pequeno poreacutem logo apoacutes foi observado uma progradaccedilatildeo nos anos

de 2002 agrave 2003 Posteriormente ocorreu um momento de estabilidade dessa linha de costa

tendo em vista que a taxa de deposiccedilatildeo e erosatildeo se mantiveram praticamente igualadas sendo

a variaccedilatildeo entre elas muito pequena podendo observar esse padratildeo ateacute o ano de 2007 e nos

anos seguintes obteve um padratildeo retrogradacional na linha de costa ateacute o ano de 2014

Os padrotildees de variaccedilatildeo da linha de costa observados nos graacuteficos da Figura 7 nos

indicam iacutendices de maior e menor sedimentaccedilatildeo do rio pois nos momentos de menor taxa de

fluxo sedimentar a corrente costeira era mais atuante e com isso causava erosatildeo fazendo com

que ocorresse uma retrogradaccedilatildeo da linha de costa e nos momentos em que o rio apresentava

maior descarga sedimentar no oceano a corrente costeira natildeo era tatildeo atuante pois a razatildeo

deposiccedilatildeo por erosatildeo era maior

Esse resultado de variaccedilatildeo da linha de costa foi diferente do encontrado por Deina et

al (2011) pois no trabalho em questatildeo soacute obteve o momento de retrogradaccedilatildeo do cordatildeo

litoracircneo

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

98

Figura 6 - Mapa de evoluccedilatildeo da linha de costa do Rio Itapemirim Fonte Autores

Figura 7 - Graacutefico de variaccedilatildeo da linha de costa para a seacuterie multitemporal no periacuteodo

de 2001 a 2014 Fonte Autores

DADOS OBTIDOS A PARTIR DOS SEDIMENTOS

O resultado das anaacutelises do Gradistat estaacute exibido no Quadro 1 Com base nele

podemos observar que o selecionamento de todas as amostras variou de moderadamente

selecionado a muito bem selecionado Foi observado na lupa que os gratildeos se apresentaram

subangulosos arredondados e bem arredondados Com relaccedilatildeo a granulometria das amostras

todas tiveram o predomiacutenio de areia poreacutem a amostra 1B apresentou maior proporccedilatildeo de

areia grossa e as demais amostras apresentaram um maior teor de areia meacutedia

A mineralogia em questatildeo eacute predominantemente quartzo contendo algumas micas

(moscovitas e biotitas) granada e magnetita As amostras natildeo apresentaram uma grande

diferenccedila mineraloacutegica o que mudou foi em relaccedilatildeo a proporccedilatildeo de minerais pesados pois

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99

quanto mais longe da desembocadura do rio mais esses minerais se apresentavam em maior

quantidade

Os histogramas das amostras satildeo a representaccedilatildeo graacutefica dos dados matemaacuteticos

gerados pelo software Gradstat (Figura 8)

A assimetria expressa o enriquecimento da distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica em partiacuteculas

grosseiras ou em partiacuteculas finas indicando o quanto a curva se afasta da distribuiccedilatildeo normal

(DIAS 2004) Sendo assimeacutetrica pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado

das fraccedilotildees grossas ou das finas podendo ser negativa ou positiva respectivamente

(TAVARES et al 2010)

Quadro 1 - Resultados obtidos a partir do software Gradistat Fonte Autores

Amostras Granulometria

mediana

Selecionamento Assimetria Curtose

1A Areia Meacutedia Moderadamente

selecionado

Assimetria

muito

positiva

Extremamente

Leptocuacutertica

1B Areia Grossa Muito bem

selecionado

Assimetria

positiva

Muito

Leptocuacutertica

1C Areia Meacutedia Moderadamente

selecionado

Assimetria

muito

positiva

Muito

Platicuacutertica

2 Areia Meacutedia Moderadamente

selecionado

Assimetria

positiva

Muito

Leptocuacutertica

3 Areia Meacutedia Moderadamente

bem selecionado

Assimetria

negativa

Leptocuacutertica

4 Areia Meacutedia Moderadamente

bem selecionado

Assimetria

muito

negativa

Platicuacutertica

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

100

Figura 8 - Histogramas gerados pelo software Gradstat a) Amostra 1A b) Amostra

1B c) Amostra 1C d) Amostra 2 e) Amostra 3 f) Amostra 4 Fonte Autores

DADOS OBTIDOS DO GPR

Foram feitas duas seccedilotildees quase perpendicular para a passagem do GPR (Figura 9) e

utilizadas dois tipos de antenas em cada seccedilatildeo sendo elas a de 200 e 400 MHz podendo uma

alcanccedilar maior profundidade com menor detalhe e a outra uma menor profundidade com

maior detalhe respectivamente As figuras 10 e 11 e 12 e 13 correspondem a mesma seccedilatildeo

Figura 9 - Mapa de localizaccedilatildeo dos perfis de GPR Fonte Autores

Primeira seccedilatildeo de NW-SE com 50 metros de comprimento

Coordenada inicial E 312699 m N 7676341 m

Coordenada final E 312749 m N 7676336 m

Sirgas - Zona 24S

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101

Figura 10 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 1 Fonte Autores

Figura 11 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 1 Fonte Autores

Segunda seccedilatildeo de NE-SW com 50 metros de comprimento

Coordenada inicial E 312774 m N 7676349 m

Coordenada final E 312810 m N 7676384 m

Sirgas - Zona 24S

Figura 12 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 2 Fonte Autores

Figura 13 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 2 Fonte Autores

No perfil 1 tanto nos resultados da antena de 400 MHz quanto da antena de 200

MHz eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees cruzadas acanaladas na porccedilatildeo mais agrave esquerda Na

parte central evidenciada por um ciacuterculo observa-se uma falha na imagem podendo ser uma

porccedilatildeo mais argilosa e na parte mais agrave direita conteacutem hipeacuterboles claras que podem ser tubos

enterrados e um leve basculamento das camadas podendo ser remobilizaccedilatildeo do material

No perfil 2 eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees plano-paralela e uma porccedilatildeo com

atenuaccedilatildeo do sinal podendo ser uma regiatildeo mais argilosa Sendo observado todas as feiccedilotildees

tanto na antena de 400 MHz quanto na antena de 200 MHz poreacutem melhor evidenciado as

estratificaccedilotildees plano-paralelas no perfil gerado pela antena de 200 MHz

Com os perfis de GPR foi possiacutevel reafirmar as anaacutelises feitas pelo gradistat que

juntamente com a areia granulometria encontrada em maior proporccedilatildeo ainda existem

granulometrias mais finas provavelmente sendo argilas pelo fato da atenuaccedilatildeo das ondas

eletromagneacuteticas emitidas pelo GPR

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

102

CONCLUSAtildeO

A partir das imagens Landsat e RapidEye utilizadas para fazer a variaccedilatildeo da linha de

costa foi possiacutevel observar que a retrogradaccedilatildeo ou progradaccedilatildeo depende muito do fluxo de

sedimentos do rio com isso eacute possiacutevel supor que nos anos que tiver muita chuva

provavelmente ocorreraacute um maior carreamento de sedimentos em direccedilatildeo ao mar e com isso

aumentaraacute a taxa de deposiccedilatildeo e nos anos de seca com poucas chuvas provavelmente a

erosatildeo costeira seraacute mais intensa

Nos anos de 2001 a 2014 foi observado uma variaccedilatildeo de 437 ateacute 554 metros da linha

de costa o que indica ser uma aacuterea muito dinacircmica e sensiacutevel a mudanccedilas naturais

De acordo com as anaacutelises sedimentoloacutegicas foi possiacutevel observar que quanto mais

proacuteximo da desembocadura do rio menor a energia do fluxo sendo evidenciado pelo aumento

de sedimentos finos e um melhor selecionamento

A seccedilatildeo de GPR mostrou que pode ter uma variaccedilatildeo dos sedimentos indicando

presenccedila de mais finos atenuando o sinal na porccedilatildeo mais argilosa e mostrando que de acordo

com a seccedilatildeo mostrada pode-se observar estratificaccedilotildees cruzadas ou plano-paralela indicando a

direccedilatildeo da sedimentaccedilatildeo

As metodologias aplicadas se mostraram eficientes pois foi possiacutevel obter os dados e

tirar interpretaccedilotildees sobre a aacuterea de estudo Este estudo poderia ter sido mais detalhado e talvez

ser melhor entendido com anaacutelise dos efeitos que a construccedilatildeo do espigatildeo na desembocadura

do rio pode causar para o meio em questatildeo pois com essa construccedilatildeo os sedimentos natildeo

conseguem ser depositados em forma de delta ficando todo detido na desembocadura

podendo vir a diminuir a lacircmina drsquoaacutegua e posteriormente causar ateacute efeitos mais severos

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Page 3: GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICAÇÕES

CCENS-UFES Centro de Exatas Naturais e da Sauacutede Universidade Federal do Espiacuterito

Santo Alto Universitaacuterio sn Caixa Postal 16 Guararema Alegre-ES

Telefax (28) 3552-8687

wwwalegreufesbr

Os textos apresentados nesse livro satildeo de inteira responsabilidade dos autores Os

organizadores natildeo se responsabilizam pela revisatildeo ortograacutefica e gramatical dos trabalhos

apresentados

REITOR ndash UFES

REINALDO CENTODUCATTE

DIRETOR DO CENTRO DE CIEcircNCIAS EXATAS NATURAIS E DA SAUacuteDE ndash UFES

NEUZA MARIA BRUNORO COSTA

ORGANIZADORES DESTA OBRA

FABRICIA BENDA DE OLIVEIRA

RODSON DE ABREU MARQUES

CALVIN DA SILVA CANDOTTI

EDUARDO BAUDSON DUARTE

APRESENTACcedilAtildeO

A produccedilatildeo deste trabalho eacute independente e surgiu da ideia e colaboraccedilatildeo de

professores alunos e ex-alunos do curso de Geologia do Centro de Ciecircncias Exatas Naturais

e da Sauacutede da Universidade Federal do Espiacuterito Santo

Estatildeo contidos neste livro 6 trabalhos apresentados na forma de capiacutetulos e que

abrangem temas relacionados agraves geotecnologias e suas aplicaccedilotildees no acircmbito das ciecircncias

ambientais geotecnia e planejamento urbano e anaacutelises utilizando softwares de cartografia e

modelagem espacial

O material contido nesta obra serviraacute de auxiacutelio para estudantes professores e

profissionais da aacuterea das geociecircncias em seus trabalhos e pesquisas aleacutem de ser um veiacuteculo

de divulgaccedilatildeo de conhecimento obtido pela UFES desde a criaccedilatildeo do curso de Geologia

LISTA DE ORGANIZADORES

Fabricia Benda de Oliveira Professora Adjunta do Departamento de Geologia

Universidade Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias Exatas Naturais e da Sauacutede

Alegre ES e-mail fabriciaoliveiraufesbr

Rodson de Abreu Marques Professor Adjunto do Departamento de Geologia Universidade

Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias Exatas Naturais e da Sauacutede Alegre ES e-

mailrodsonmarquesufesbr

Calvin da Silva Candotti Geoacutelogo Autocircnomo Manaus AM calvincandottigmailcom

Eduardo Baudson Duarte Geoacutelogo formado pela Universidade Federal do Espiacuterito Santo

Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias

Exatas Naturais e da Sauacutede Alegre ES e-mail eduardo_duarte_12hotmailcom

LISTA DE AUTORES

Allison Augusto Gonccedilalves de Freitas

Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira

Daniel Andrade Miranda

Edgar Batista de Medeiros Juacutenior

Eduardo Baudson Duarte

Faacutebio Cardoso de Souza Santos

Fabricia Benda de Oliveira

Felipe Guadagnin

Juacutelia Sesana Maciel

Julio Almeida Moreira

Laacutezaro Correcirca Marcellino

Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas

Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitas

Marx Engel Martins

Rafael de Oliveira Costa

Rayane Monteiro Ferreira

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

Sumaacuterio

Capiacutetulo 1 9

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

Daniel Andrade Miranda Fabricia Benda de Oliveira

Capiacutetulo 2 25

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a

prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

Faacutebio Cardoso de Souza Santos Eduardo Baudson Duarte Fabricia Benda de

Oliveira Juacutelia Sesana Maciel Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira

Capiacutetulo 3 39

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de

ruptura de taludes em atividades de mineraccedilatildeo

Laacutezaro Correcirca Marcellino Fabricia Benda de Oliveira Julio Almeida Moreira Carlos

Henrique Rodrigues de Oliveira

Capiacutetulo 4 53

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES

utilizando teacutecnicas de geoprocessamento

Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitas Fabricia Benda de Oliveira Allison Augusto

Gonccedilalves de Freitas Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas Rayane Monteiro

Ferreira Edgar Batista de Medeiros Juacutenior

Capiacutetulo 5 71

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite

Landsat 5

Marx Engel Martins Fabricia Benda de Oliveira Felipe Guadagnin Carlos Henrique

Rodrigues de Oliveira

Capiacutetulo 6 89

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim

(ES)

Rafael de Oliveira Costa Eduardo Baudson Duarte Fabricia Benda de Oliveira

Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Doutorando em Geologia Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES

9

Capiacutetulo 1

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

Daniel Andrade Mirandasup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2

INTRODUCcedilAtildeO

Segundo Santos (2012) somente com o desenvolvimento de tecnologias espaciais

modernas incluindo os sateacutelites artificiais que se tornou possiacutevel visualizar a Terra a partir da

coleta de dados e da aquisiccedilatildeo de imagens da sua superfiacutecie os dados adquiridos de forma

remota por sateacutelites artificiais auxiliam no diagnoacutestico sobre as implicaccedilotildees ambientais

econocircmicas sociais poliacuteticas e culturais com relaccedilatildeo agrave ocupaccedilatildeo dos espaccedilos urbanos

ajudando no planejamento soacutecio econocircmico-ambiental sustentaacutevel e servindo de base para o

desenvolvimento e realizaccedilatildeo de projetos associados agraves atividades humanas como por

exemplo no planejamento urbano

Gottdiener (1993) define que a materializaccedilatildeo do desenvolvimento contiacutenuo do

capitalismo eacute o formato do espaccedilo urbano assim os traccedilos distintivos da morfologia espacial

urbana estatildeo diretamente relacionados com as mudanccedilas estruturais na organizaccedilatildeo social

Entatildeo para compreender o espaccedilo urbano ou a cidade precisamos estudar e analisar a forma

urbana e seu crescimento como subsiacutedios agraves poliacuteticas de planejamento Estudos mostram que

o crescimento das cidades eacute um processo dinacircmico muitas vezes ocorrendo em aacutereas natildeo

adequadas mostrando que o crescimento da mancha urbana eacute usualmente natildeo planejado

(NAGARATHINAM et al 1988)

Devido agrave forma na qual a expansatildeo urbana ocorre no tempo e no espaccedilo o

crescimento urbano pode gerar problemas ambientais ligados agrave contaminaccedilatildeo hiacutedrica

formaccedilatildeo de ilhas de calor ocupaccedilatildeo de aacutereas inadequadas para assentamentos humanos

degradaccedilatildeo da paisagem dentre outros (FUCKNER 2006)

Segundo Costa e Alves (2005) para monitoramentodas aacutereas urbanas eacute necessaacuterio

possuir conhecimento atualizado sobre a distribuiccedilatildeo espacial da populaccedilatildeo Este

conhecimento eacute adquirido atraveacutes dos censos demograacuteficos e de mapas de densidade

demograacutefica que produzem avaliaccedilotildees quantitativas sobre elas e informam tambeacutem as

necessidades de infraestrutura

Na maior parte das cidades o crescimento populacional tem sido muito raacutepido e as

estruturas urbanas natildeo acompanharam esse crescimento que aleacutem de natildeo ser planejado pode

causar problemas como inundaccedilotildees deslizamento de encostas e desabamentos de construccedilotildees

A ocupaccedilatildeo urbana eacute atualmente tema de emergecircncia nacional portanto o

desenvolvimento de tecnologias que apoiem a gestatildeo estrateacutegica da ocupaccedilatildeo urbana eacute

interessante no acircmbito municipal estadual e federal

Neste contexto as geotecnologias tecircm sido utilizadas como uma ferramenta

importante para ajudar no planejamento urbano e na compreensatildeo da dinacircmica espacial e da

forma urbana

No municiacutepio de Alegre este problema eacute intensificado com a implantaccedilatildeo do programa de

expansatildeo da rede de Educaccedilatildeo Superior pelo MEC (Ministeacuterio da Educaccedilatildeo) que teve iniacutecio

em 2003 e posteriormente com a implementaccedilatildeo do REUNI (Restauraccedilatildeo e Expansatildeo das

Universidades Federais) em 2011 Com esses programas o total de cursos oferecidos pelo

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

10

campus de Alegre subiu de quatro em 2002 para dezessete em 2011 aumentando

consideravelmente o fluxo de populaccedilatildeo moacutevel no municiacutepio Podemos citar ainda os

estudantes da FAFIA (Faculdade de Filosofia Ciecircncias e Letras de Alegre) e o IFES (Instituto

Federal do Espiacuterito Santo) que assim como na UFES (Universidade Federal do Espiacuterito

Santo) tem sua demanda de populaccedilatildeo moacutevel condicionando uma urbanizaccedilatildeo forccedilada em

funccedilatildeo da demanda crescente por habitaccedilatildeo

O presente trabalho propotildee a realizaccedilatildeo de um estudo sobre a ocupaccedilatildeo urbana na sede

do Municiacutepio de Alegre-ES utilizando teacutecnicas de sensoriamento remoto e imagens do

sateacutelite Landsat sensor TM 5 atraveacutes de anaacutelise multitemporal para verificaccedilatildeo do avanccedilo do

crescimento urbano ao longo de 26 anos

LOCALIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO

O municiacutepio de Alegre estaacute localizado na regiatildeo sudeste do Brasil no Sul do Estado

do Espiacuterito Santo englobando as comunidades de Santa Maria Varjatildeo da Cotia Alegre

Vargem Alegre Aacutegua Limpa Vinagre Capim Feliz Lembranccedila Bosque Rive Cafeacute

PlacaSatildeo Francisco Satildeo Joatildeo do Norte e Coacuterrego do Meio e tendo como municiacutepios

limiacutetrofes Muniz Freire a Norte Castelo Cachoeiro de Itapemirim e Jerocircnimo Monteiro a

Leste Mimoso do Sul e Satildeo Joseacute do Calccedilado a Sul e Guaccediluiacute e Ibitirama a Oeste

A aacuterea de estudo proposta para este trabalho consiste no periacutemetro urbano da sede do

Municiacutepio de Alegre como pode ser visto na Figura 1

O Acesso ateacute a capital Vitoacuteria pode ser feito pela ES-482 ateacute Cachoeiro de Itapemirim

depois segue pela BR-101 Sul ateacute Vitoacuteria Ou ainda pela ES-482 ateacute Duas Barras ES-166 de

Duas Barras ateacute Venda Nova do Imigrante e BR-262 ateacute Vitoacuteria

Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo sobreposta agrave ortofoto Fonte IEMA (2007)

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

11

Segundo Rosa (2003) podemos definir o sensoriamento remoto como sendo a forma

de obter informaccedilotildees de um objeto sem que haja contato fiacutesico com o mesmo utilizando-se a

radiaccedilatildeo eletromagneacutetica gerada por fontes naturais como o Sol e a Terra ou por fontes

artificiais como por exemplo o RadarO sensoriamento remoto teve destaque no Brasil a

partir da deacutecada de 1960 com a criaccedilatildeo do Projeto RADAMBRASIL cujo objetivo era a

realizaccedilatildeo de um levantamento integrado dos recursos naturais do paiacutes a partir de imagens

Landsat (SOUZA 2008)

O Landsat foi colocado em oacuterbita em 1972 com o nome de ERTS-1 (Earth Resources

Techonological Satellite-1) teve inicialmente um desempenho significativo sendo

transformado na seacuterie Landsat Hoje o projeto Landsat eacute dedicado agrave observaccedilatildeo dos recursos

naturais da TerraSua oacuterbita desloca-se do Norte para o Sul sendo geocecircntrica circular quase

polar heliocecircntrica isto eacute o acircngulo Sol ndash Terra ndash Sateacutelite permanece constante o que garante

condiccedilotildees de iluminaccedilatildeo semelhantes na aacuterea imageada ao longo do ano (ROSA 2003)O

sensor TM (Thematic Mapper) do sateacutelite Landsat possui sete bandas com numeraccedilatildeo de 1 a

7 sendo que cada banda representa uma faixa do espectro eletromagneacutetico (BATISTELLA et

al 2004) O sateacutelite Landsat apresenta a caracteriacutestica de repetitividadepois ele imageia a

mesma aacuterea a cada 16 dias Suas cenas cobrem uma aacuterea de 34225 kmsup2 sendo a faixa

imageada de 185 x 185 km (INPE 2006)

Para utilizaccedilatildeo de imagens de sateacutelite com fins de classificaccedilatildeo recomenda-se o

processamento das mesmas O processamento digital de imagens (PDI) de acordo com Lima e

Rocha (2009) tem como objetivo fornecer ferramentas que facilitem a identificaccedilatildeo e

aextraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas imagens para posterior interpretaccedilatildeo Consiste na

manipulaccedilatildeo numeacuterica dos dados visando aumentar opotencial de discriminaccedilatildeo dos alvos

Segundo Novo (1989) o PDI pode ser dividido basicamente em Preacute-processamento Realce e

Classificaccedilatildeo

O Preacute-processamento eacute o primeiro passo do PDI e eacute considerado fundamental para

confiabilidade e uso correto das imagens de sateacutelite Nesta fase segundo Rosatti (2006) o

objetivo eacute adequar as imagens para serem utilizadas pelos usuaacuterios sendo aplicadas algumas

teacutecnicas de manipulaccedilatildeo como correccedilatildeo geomeacutetrica e restauraccedilatildeo

A correccedilatildeo geomeacutetrica e o georreferenciamento das imagens satildeo necessaacuterios devido a

distorccedilotildees que segundo o INPE (2006) satildeo causadas no processo de formaccedilatildeo da imagem

pelo sistema sensor e por imprecisatildeo dos dados de posicionamento da plataforma (aeronave

ou sateacutelite) De modo geral o georreferenciamento de imagens de sateacutelite eacute realizado por meio

de pontos de controle (PC) de referecircncia identificados na imagem original e em um sistema de

dados de referecircncia que possibilitem o ajustamento atraveacutes de modelos matemaacuteticos Os satildeo

feiccedilotildees passiacuteveis de identificaccedilatildeo na imagem e no terreno ou seja satildeo feiccedilotildees homoacutelogas

cujas coordenadas satildeo conhecidas na imagem e no sistema de referecircncia (INPE 2006)

Podemos obter PC atraveacutes de trecircs fontes por meio de mapas e cartas topograacuteficas oficiais

pela aquisiccedilatildeo de pontos em campo por sistema de posicionamento global (GPS) ou por meio

de imagens georreferenciadas do mesmo local A precisatildeo do georreferenciamento eacute medida

atraveacutes do caacutelculo do Erro Meacutedio Quadraacutetico ou Root Mean Square Error (RMS) que

pondera as diferenccedilas entre as coordenadas dos pontos de controle da imagem a ser ajustada e

da fonte de dados de referecircncia O valor do RMS deveraacute ser menor que 1 ou seja quanto

mais proacuteximo de 0 maior eacute a precisatildeo e menor eacute o erro (LIMA 2010) O caacutelculo eacute feito

utilizando a Equaccedilatildeo 1

RMSerror = [(x1 ndash xorg)sup2 + (y1 ndash yorg)sup2]12 (1)

x1 = Coordenada de linha calculada na imagem a ser ajustada

y1 = Coordenada de coluna calculada na imagem a ser ajustada

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

12

xorg = Coordenada original de linha do PC da fonte de referecircncia

yorg = Coordenada original de coluna do PC da fonte de referecircncia

A teacutecnica de restauraccedilatildeo tem por objetivo corrigir as distorccedilotildees do sensor oacuteptico no

processo de geraccedilatildeo das imagens A resoluccedilatildeo espacial das bandas 3 4 e 5 que eacute de 30

metros pode ser restaurada para ateacute 5 metros (RIOS ALMEIDA RIBEIRO 2010)A ideia de

restaurar uma imagem eacute reduzir o efeito de embaccedilamento da cena e obter uma imagem

realccedilada dado que os detalhes vistos na cena satildeo suavizados devido agraves limitaccedilotildees do sensor

Esta correccedilatildeo eacute realizada por um filtro linear e os pesos do filtro de restauraccedilatildeo satildeo obtidos a

partir das caracteriacutesticas do sensor e natildeo de forma empiacuterica como eacute feito no caso dos filtros

de realce tradicionais Neste caso o filtro eacute especiacutefico para cada tipo de sensor e banda

espectral Este tipo de processamento eacute recomendado para ser realizado sobre a imagem

original sem qualquer tipo de processamento tais como realce e filtragem que alterem as

caracteriacutesticas radiomeacutetricas da imagem Deve-se observar tambeacutem que natildeo eacute possiacutevel

processar uma imagem reamostrada jaacute que as caracteriacutesticas radiomeacutetrica e espacial da

imagem foram alteradas (INPE 2006)

Aleacutem das etapas do preacute-processamento de imagens digitais de sateacutelite existem outras que

utilizam teacutecnicas de realce com o objetivo de melhorar a qualidade visual e permitir uma

melhor interpretaccedilatildeo dos alvos nas imagens (IBGE 2001) As teacutecnicas utilizadas neste

trabalho foram Constraste Filtragem espacial e Composiccedilatildeo colorida

Segundo o INPE (2006) o contraste entre dois objetos pode ser definido como sendo a

razatildeo entre os seus niacuteveis de cinza meacutedios onde a manipulaccedilatildeo do contraste consiste numa

transferecircncia radiomeacutetrica em cada pixel (Picture Element ndash menor elemento num dispositivo

de exibiccedilatildeo ao qual eacute possiacutevel atribuir-se uma cor menor ponto que forma uma imagem

digital) tendo o objetivo de aumentar a discriminaccedilatildeo visual entre os objetos presentes na

imagem Realiza-se a operaccedilatildeo ponto a ponto independentemente da vizinhanccedila Entretanto

um exame preacutevio do histograma da imagem pode ser uacutetil O histograma de uma imagem

descreve a distribuiccedilatildeo estatiacutestica dos niacuteveis de cinza em termos do nuacutemero de amostras

(pixels) com cada niacutevel A distribuiccedilatildeo pode tambeacutem ser dada em termos da percentagem do

nuacutemero total de pixels na imagem Pode ser estabelecida uma analogia entre o histograma de

uma imagem e a funccedilatildeo densidade de probabilidade que eacute um modelo matemaacutetico da

distribuiccedilatildeo de tons de cinza de uma classe de imagens A cada histograma estaacute associado o

contraste da imagem conforme mostra a Figura 2ADe acordo com Rios Almeida e Ribeiro

(2010) esta teacutecnica tem por objetivo modificar atraveacutes de funccedilotildees matemaacuteticas os niacuteveis de

cinza ou os valores digitais de uma imagem de modo a destacar certas informaccedilotildees espectrais

e melhorar a qualidade visual da imagem

De acordo com Albuquerque (2000) para fazer uma operaccedilatildeo de filtragem espacial eacute

necessaacuterio escolher uma matriz de dimensatildeo n x n denominada maacutescara (Figura 2B) com

valores que dependem do filtro que queremos usar seja ele passa baixa (filtrando as altas

frequecircncias) passa banda (filtrando uma regiatildeo especiacutefica de frequecircncias espaciais) ou passa

alta (filtrando as baixas frequecircncias) Em uma imagem as altas frequecircncias correspondem agraves

modificaccedilotildees abruptas dos niacuteveis de cinza e as bordas dos objetos As baixas frequecircncias

correspondem agraves variaccedilotildees suaves dos niacuteveis de cinza Logo quando queremos evidenciar os

contornos de um determinado objeto podemos usar filtros do tipo passa alta Pode-se querer

observar a forma da iluminaccedilatildeo de fundo entatildeo devemos usar filtros passa-baixa para

eliminarmos todas as altas frequecircncias correspondendo agrave borda dos objetos e chegar agrave

iluminaccedilatildeo de fundo

A composiccedilatildeo colorida consiste em associar as imagens monocromaacuteticas de cada

banda agraves cores primaacuterias RGB (Red ndash Vermelho Green ndash Verde Blue ndash Azul) com o

objetivo de apresentar simultaneamente as informaccedilotildees de trecircs bandas espectrais em

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composiccedilotildees coloridas que facilitam e enriquecem a interpretaccedilatildeo visual dos alvos (IBGE

2001) Como exemplo de composiccedilatildeo colorida temos a Figura 2Cque associa a banda 3 agrave cor

vermelha (R) a banda 4 agrave cor verde (G) e a banda 5 agrave cor azul (B)

De acordo com Souza (2012) as aacutereas urbanas natildeo podem ser caracterizadas por um

comportamento espectral padratildeo A vegetaccedilatildeo os corpos aquaacuteticos e os solos satildeo superfiacutecies

relativamente homogecircneas em termos de cobertura poreacutem nas aacutereas urbanas prevalece a

heterogeneidade das coberturas As aacutereas urbanas satildeo fisicamente formadas por uma grande

diversidade de materiais (superfiacutecies de concreto asfalto telhados de vaacuterios materiais solo

vegetaccedilatildeo arboacuterea e grama aacutegua entre outros) com formas alturas e arranjos tambeacutem

variados assim em uma imagem orbital o pixel pode representar vaacuterias coberturas o que

torna as aacutereas urbanas complexas do ponto de vista espectral Na Figura 2D pode-se observar

a similaridade espectral entre uma aacuterea urbana e uma aacuterea de cultivo de cana

Figura 2 - (A) Exemplo de Histograma de baixo contraste (agrave esquerda) e de alto contraste (agrave

direita) Fonte Modificado de INPE (2006) (B) Exemplo de maacutescara de 3 x 3 Fonte

Modificado de INPE (2006) (C) Exemplo de geraccedilatildeo de composiccedilatildeo colorida Fonte Brust

(2010) (D) Imagem do sateacutelite Landsat TM 5 na composiccedilatildeo colorida (RGB-543) adquirida

em 20091995 Fonte Souza (2012)

De acordo com Lima (2010) eacute possiacutevel classificar e agrupar os alvos de uma imagem a

partir dos vaacuterios niacuteveis de informaccedilotildees espectrais detectadas atraveacutes da adequaccedilatildeo das

imagens digitais utilizando-se os procedimentos do preacute-processamento Assim pode-se criar

um uacutenico niacutevel de informaccedilatildeo temaacutetica (categorias ou classes) para cada elemento

identificado e dessa forma gerar mapas temaacuteticos Os meacutetodos utilizados na classificaccedilatildeo das

imagens de sateacutelite variam com o tipo e complexidade do ambiente analisado caracteriacutesticas

do sensor e sateacutelite utilizado aspectos sazonais que alteram as caracteriacutesticas dos alvos e da

incidecircncia de energia solar extensatildeo da aacuterea de estudo equipamentos e recursos humanos

disponiacuteveis grau de conhecimento do ambiente por parte do inteacuterprete entre outros A

classificaccedilatildeo eacute a principal etapa do processamento de imagens a partir do qual satildeo extraiacutedas

as informaccedilotildees necessaacuterias para diversas aplicaccedilotildees Pode ser realizada atraveacutes de trecircs

teacutecnicas baacutesicasInterpretaccedilatildeo VisualClassificaccedilatildeo Digital Natildeo SupervisionadaClassificaccedilatildeo

Digital Supervisionada

A interpretaccedilatildeo visual de imagens de sateacutelite consiste em identificar as feiccedilotildees

impressas nessas imagens e determinar seu significado atraveacutes de chaves de interpretaccedilatildeo

onde eacute fundamental por parte do analista o conhecimento da aacuterea a ser mapeada (LIMA

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

14

2010) De acordo com Soares-Filho (2000) as caracteriacutesticas das imagens tais como

Tonalidade Cor Textura Forma Estrutura Sombra e contexto satildeo as chaves de uma boa

interpretaccedilatildeo A partir dessas caracteriacutesticas pode ser estruturado um meacutetodo de identificaccedilatildeo

por ldquochavesrdquo que se apoia em um estudo comparativo atraveacutes de objetos e feiccedilotildees conhecidas

que satildeo utilizadas como guias

Maillard (2001) diz que na classificaccedilatildeo Supervisionada o inteacuterprete jaacute possui um

conhecimento da aacuterea de estudo que podem ser utilizados como amostras de treinamento para

o algoritmo de classificaccedilatildeo de forma que os dados de cada classe temaacutetica podem ser

generalizados para toda cena agrupando cada pixel da imagem de acordo com as classes

amostradas Existem diversos algoritmos de classificaccedilatildeo supervisionada implementados em

aplicativos computacionais sendo o algoritmo Maxver (Maacutexima Verossimilhanccedila) um dos

mais utilizados para classificaccedilatildeo digital de imagens pixel a pixelINPE (2006) define que o

algoritmo de classificaccedilatildeo Maxver utiliza agrave meacutedia e a covariacircncia das amostras de treinamento

para assinalar um pixel desconhecido de uma classe assim pode-se computar a probabilidade

estatiacutestica de um pixel desconhecido pertencer a uma ou outra classe atribuindo a este pixel a

classe agrave qual ele tem maior probabilidade de pertencer utilizando o criteacuterio de maacutexima

verossimilhanccedila

Em qualquer procedimento de classificaccedilatildeo de imagens de sateacutelite o objetivo eacute a

geraccedilatildeo de mapas temaacuteticos que devem transmitir a realidade do terreno da forma mais

precisa possiacutevel Para isso deve ser verificado o niacutevel de incerteza destes mapas atraveacutes de

iacutendices de exatidatildeo para que as informaccedilotildees obtidas possam ser utilizadas adequadamente

(LIMA 2010) Segundo Mangabeira Azevedo e Lamparelli (2003) um dos paracircmetros mais

utilizados e eficientes na determinaccedilatildeo da exatidatildeo de mapas temaacuteticos eacute o iacutendice Kappa que

eacute obtido mediante a adoccedilatildeo de uma referecircncia para a comparaccedilatildeo dos mapeamentos

produzidos A determinaccedilatildeo deste iacutendice eacute feita com base numa tabulaccedilatildeo cruzada entre as

quantidades de dados amostrais de referecircncia e da imagem classificada estruturada numa

matriz quadrada denominada matriz de erros ou de confusatildeoSegundo Campbell (1987) a

estimativa Kappa pode ser representada pela seguinte relaccedilatildeo exposta na Equaccedilatildeo 2

K = (observado ndash esperado) (1 ndash esperado) (2)

Observado = valor global para o percentual de pixels corretos

Esperado = valor calculado usando os totais de cada linha e cada coluna da matriz

denominados de valores marginais

Os resultados do Coeficiente Kappa variam de 0 a 1 indicando de forma crescente o

grau de concordacircncia ou exatidatildeo do mapa classificado com relaccedilatildeo aos dados de referecircncia e

podem ser agrupados em intervalos de acordo com aTabela 1

Tabela 1 - Intervalos de valor do coeficiente Kappa e respectivos graus de concordacircncia

Fonte Landis e Koch (1977)

Valor de Kappa Concordacircncia

0 Peacutessima

001 ndash 020 Ruim

021 ndash 040 Razoaacutevel

041 ndash 060 Boa

061 ndash 080 Muito boa

081 ndash 100 Excelente

Dependendo do valor do coeficiente Kappa encontrado e das necessidades e objetivos

do trabalho podem ser feitas correccedilotildees a fim de garantir um refinamento da qualidade

informativa do mapa Os dados obtidos podem ser utilizados em conjunto com outros planos

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de informaccedilatildeo em ambiente SIG possibilitando sua integraccedilatildeo e manipulaccedilatildeo como base de

dados para sistemas de suporte a decisatildeo (LIMA 2010)

METODOLOGIA

A imagens de sateacutelite Landsat sensor TM-5 foram adquiridas do INPE nas bandas

12345 e 7 na oacuterbitaponto 21674 do municiacutepio de Alegre-ES nos anos de 1985 1997

2001 2006 e 2011 Foi utilizada tambeacutem a ortofoto do municiacutepio (IEMA 2007) para servir

como base para o registro das imagens de sateacutelite e tambeacutem para comparaccedilatildeo visual com a

classificaccedilatildeo

Para a elaboraccedilatildeo dos mapas foram utilizados os softwares SPRING 52 e ArcGISreg

10 sendo o que primeiro foi utilizado para o tratamento e processamento digital das imagens

de sateacutelite e o segundo para confecccedilatildeo final dos mapas de vegetaccedilatildeo hidrografia topografia

solos e das classificaccedilotildees

Durante o preacute-processamento foram aplicadas as teacutecnicas de Processamento Digital de

Imagens com o objetivo de georreferenciar e melhorar a qualidade das imagens para uma

melhor visualizaccedilatildeo facilitando a identificaccedilatildeo e extraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas

imagens digitais aumentando assim o potencial de diferenciaccedilatildeo dos alvos e

consequentemente obtendo melhores resultados na classificaccedilatildeo das imagens As bandas 3 4

e 5 foram restauradas para a resoluccedilatildeo de 15m

Foi aplicado contraste nas bandas 3 4 e 5 modificando o histograma original como

mostra o Quadro 1

Quadro 1 - Mudanccedila no histograma das bandas 3 4 e 5 apoacutes contraste aplicado na imagem

de 1985 do sateacutelite Landsat - TM 5 Fonte Autores

Bandas Histograma Original Histograma (Contraste)

Banda 3 ndash Vermelho

Banda 4 ndash Infravermelho Proacuteximo

Banda 5 ndash Infravermelho Meacutedio

Foi aplicada a filtragem linear utilizando uma matriz 2x2 (Quadro 2) apropriada para

imagens Landsat TM no software SPRING com o objetivo de suavizar as imagens realccedilando

assim a visualizaccedilatildeo das bandas e obtendo imagens com mais nitidez

Quadro 1 - Matriz utilizada na filtragem de imagens Landsat TM Fonte INPE (2006)

3 -7 -7 3

-7 -7 13 -7

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

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-7 13 13 -7

3 -7 -7 3

Para identificaccedilatildeo das amostras de treinamento foi utilizada a combinaccedilatildeoRGB-543 o

que destacou melhor as aacutereas urbanas Para a classificaccedilatildeo foram definidas duas classes Aacuterea

urbana e Natildeo urbana Em seguida foram coletadas as amostras de treinamento para cada

classe como pode ser observado na Figura 3

Figura 3 - Amostras utilizadas para classificaccedilatildeo da imagem de 2011 em amarelo amostras

da classe urbana e em branco amostras da classe natildeo urbana Fonte Autores

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Usando a metodologia acima descrita seratildeo apresentados abaixo os resultados obtidos

a partir do processamento das imagens e da classificaccedilatildeo da aacuterea urbana do municiacutepio de

Alegre-ES para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011

O georreferenciamento foi executado utilizando-se feiccedilotildees semelhantes em duas

imagens para determinaccedilatildeo dos pontos de controle como cruzamento de estradas aacutereas de

vegetaccedilatildeo aacuterea urbana e rios A resoluccedilatildeo das imagens (30 metros) pode atrapalhar pois

devido ao baixo niacutevel de detalhe fica difiacutecil determinar o ponto semelhante nas duas imagens

de forma exata No entanto o RMS ficou em torno de 03 de acordo com a equaccedilatildeo (1)

mostrando que a diferenccedila entre as coordenadas dos pontos de controle das imagens a serem

ajustadas e os pontos de controle da fonte de dados de referecircncia ficou pequena significando

uma boa precisatildeo

O processo de restauraccedilatildeo para a resoluccedilatildeo de 15metros mostrou uma melhora na

nitidez da imagem restaurada (Figura 4B) em comparaccedilatildeo com a imagem original (Figura

4A)

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Figura 4 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 de 1985 da cidade de

Alegre-ES com resoluccedilatildeo de 30m (A) e restaurada para 15m (B)

Fonte Autores

A aplicaccedilatildeo do contraste nas bandas 34 e 5 permitiu um maior contraste entre as

feiccedilotildees da imagem com contraste (Figura 5B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem contraste

(Figura 5A)

Figura 5 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da

cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de contraste (A) e com aplicaccedilatildeo de contraste (B)

Fonte Autores

A filtragem espacial permitiu observar maior nitidez da imagem para distinccedilatildeo das

feiccedilotildees da imagem com filtro (Figura 6B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem filtro (Figura

6A)

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

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Figura 6 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da

cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de filtragem (A) e apoacutes filtragem (B)

Fonte Autores

Na Figura 7 temos as imagens em composiccedilatildeo RGB ndash 543 correspondentes agrave

evoluccedilatildeo urbana de Alegre nos anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 Ao comparaacute-las

podemos observar um aumento significativo da mancha urbana este aumento pode ser

observado principalmente nas regiotildees sul e oeste da cidade

Figura 7 - Composiccedilatildeo RGB ndash 543 da aacuterea de estudo para os anos analisados

Fonte Autores

Na Figura 8 podemos observar as classificaccedilotildees realizadas pelo classificador Maxver

utilizando duas classes Aacuterea urbana (Azul) Natildeo urbana (Branco)

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Figura 8 - Classificaccedilotildees da Aacuterea Urbana de Alegre para os anos analisados

Fonte Autores

A Tabela 2 mostra a exatidatildeo das classificaccedilotildees realizadas e as aacutereas correspondentes

agrave classe urbana para cada ano o iacutendice Kappa (Equaccedilatildeo (2)) variou de 093 a 098 Este

resultado pode ser considerado excelente de acordo com a Tabela 1

Tabela 2 -Exatidatildeo das classificaccedilotildees e aacutereas urbanas calculadas Fonte Autores

1985 1997 2001 2006 2011

Iacutendice Kappa 095 097 095 093 098

Aacuterea Urbana (km2) 805 968 771 1079 758

Apesar do alto iacutendice de desempenho das classificaccedilotildees eacute possiacutevel observar regiotildees de

confusatildeo na classificaccedilatildeo das amostras das duas classes Observando as aacutereas calculadas

percebemos que natildeo haacute um aumento contiacutenuo da aacuterea urbana nas classificaccedilotildees pois a aacuterea do

ano de 1997 foi maior que a aacuterea de 2001 que por sua vez eacute menor que a de 1985 e ainda a

aacuterea de 2011 eacute menor que a de 2006 isso possivelmente estaacute associado agrave confusatildeo do

algoritmo ao identificar as classes

Ao compararmos a ortofoto da aacuterea de estudo com a classificaccedilatildeo de 2011 (Figura 9)

podemos perceber regiotildees de solo exposto sombras aacutereas de vegetaccedilatildeo e estradas

classificadas como aacutereas urbanas Eacute possiacutevel observar tambeacutem a ocupaccedilatildeo irregular da cidade

principalmente em aacutereas proacuteximas a rios e em topo de morros que contribuem para

problemas urbanos de inundaccedilotildees e deslizamento de encostas

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

20

Figura 9 - Comparaccedilatildeo da ortofoto do ano de 2007 (a esquerda) com a classificaccedilatildeo de 2011

(a direita) com foco na aacuterea urbana da cidade de Alegre - ES

Fonte Autores

Eacute possiacutevel observar um aumento significativo da aacuterea urbana da sede se compararmos

visualmente as imagens de 1985 e 2011 este aumento se daacute principalmente nas regiotildees de

periferia mas tambeacutem podemos observar um adensamento dos pixels na regiatildeo central da

sede diminuindo a quantidade de aacutereas arborizadas no centro como eacute possiacutevel observar na

Figura 10

Figura 10 - Detalhamento das imagens de 1985 e 2011 mostrando a classificaccedilatildeo da aacuterea

urbana

Fonte Autores

Estes resultados jaacute eram esperados e podem ser explicados como mostra o trabalho de

Correia et al (2007) devido agrave dificuldade em estabelecer essas classes temaacuteticas na resoluccedilatildeo

das imagens de sateacutelite utilizadas que por natildeo possuir um niacutevel de detalhe elevado possuem

uma limitaccedilatildeo para discriminar alvos com uma mistura de vaacuterios elementos como eacute o caso da

aacuterea urbana gerando impactos na resposta espectral das imagens refletindo assim na

caracterizaccedilatildeo dessas classesO fato de terem sido admitidas somente duas classes tambeacutem

pode ter influenciando no resultado da classificaccedilatildeo pois algumas amostras apresentaram

distribuiccedilatildeo bimodal no entanto o erro foi muito baixo (em torno de 5) minimizando este

problema Outro fator que tambeacutem pode ter influenciado no resultado eacute o tamanho das

amostras de treinamento do algoritmo

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

21

Costa e Alves (2005) ao monitorar a expansatildeo urbana do municiacutepio de Campos dos

Goytacazes tambeacutem tiveram problemas devido agrave confusatildeo entre duas classes onde a textura

dos cordotildees litoracircneos se confundia com a textura da urbanizaccedilatildeo e concluiacuteram que era

necessaacuterio possuir um conhecimento preacutevio da aacuterea para realizar o estudo Isso mostra que a

interpretaccedilatildeo visual admitindo que o interprete possua um conhecimento preacutevio da aacuterea eacute

fundamental pois o classificador mesmo com amostras apresentando um desempenho

elevado ainda assim pode apresentar erros nos resultados

CONCLUSAtildeO

A metodologia utilizada para a anaacutelise multitemporal do crescimento da mancha

urbana de Alegre para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 efetuada no presente

trabalho mostrou-se eficiente tornando possiacutevel visualizar as transformaccedilotildees ocorridas no

intervalo de tempo de 26 anos Assim outros resultados poderiam ser encontrados caso a

anaacutelise fosse feita em outros periacuteodos e com diferentes intervalos

O software SPRING se mostrou uma boa ferramenta para se analisar as questotildees de

urbanizaccedilatildeo e por ser disponiacutevel gratuitamente serve como opccedilatildeo para o planejamento urbano

municipal com um baixo custo

Um estudo mais detalhado utilizando-se imagens com uma melhor resoluccedilatildeo espacial

e espectral e em diferentes periacuteodos diminuindo o intervalo de tempo entre imagens pode

obter dados para um planejamento urbano mais detalhado diminuindo assim os riscos

causados pela ocupaccedilatildeo de aacutereas indevidas

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

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Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

24

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Rio de Janeiro RJ

sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES

sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

25

Capiacutetulo 2

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a

prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

Faacutebio Cardoso de Souza Santossup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3

Juacutelia Sesana Maciel3 Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira4

INTRODUCcedilAtildeO

Desde os primoacuterdios na civilizaccedilatildeo Egiacutepcia o manganecircs jaacute era usado como parte do

composto quiacutemico para a produccedilatildeo de vidro Com o avanccedilo das civilizaccedilotildees esse elemento

passou a possuir outras aplicaccedilotildees tanto no setor metaacutelico quanto no natildeo-metaacutelico Das

diversas utilizaccedilotildees do manganecircs a mais importante seria a produccedilatildeo das ligas de accedilo

constituiacutedas pela mistura de ferro e manganecircs Outras ligas tambeacutem satildeo produzidas com a

combinaccedilatildeo do manganecircs com diferentes metais como as ligas de cobre zinco alumiacutenio

estanho e chumbo O manganecircs tem a propriedade de dessulfurizaccedilatildeo (retirada do enxofre) e

deoxidante tornando melhor as caracteriacutesticas fiacutesicas e quiacutemicas das ligas de accedilo (SAMPAIO

et al 2005)

Sabe-se que a induacutestria do accedilo absorve cerca de 92 de toda produccedilatildeo mundial do

mineacuterio de manganecircs natildeo sendo diferente no Brasil onde o uso tambeacutem eacute liderado pela

metalurgia (85) seguido da fabricaccedilatildeo de pilha (10) e a induacutestria quiacutemica (5) (COSTA

2004) No Estado do Espiacuterito Santo as jazidas de manganecircs ateacute o momento estatildeo localizadas

unicamente no municiacutepio de Guaccediluiacute com cerca de um milhatildeo de toneladas poreacutem a

prospecccedilatildeo deste elemento ainda estaacute em fase de pesquisa (DNPM 2013)

Tendo em vista a importacircncia do elemento manganecircs para a induacutestria se faz

necessaacuterio o investimento em pesquisas para o reconhecimento mapeamento e amostragens

desse elemento Do reconhecimento em campo ateacute a explotaccedilatildeo existem vaacuterias etapas que

utilizam diversas metodologias (PEREIRA 2012) entretanto o presente trabalho estaacute focado

na fase de reconhecimento de aacutereas que possuam favorabilidade para a presenccedila do manganecircs

utilizando a anaacutelise multicriteacuterio como ferramenta base do estudo

A anaacutelise multicriteacuterio eacute baseada em uma modelagem matemaacutetica utilizando

paracircmetros ponderados relacionados agrave aacuterea de estudo e ao bem mineral de interesse

envolvendo ainda paracircmetros correlacionados atraveacutes das observaccedilotildees analiacuteticas e de campo

Atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio satildeo gerados os mapas de favorabilidade que tem se mostrado

de grande valia no auxiacutelio de identificaccedilatildeo de aacutereas alvo na exploraccedilatildeode bens minerais

reduzindo o tempo e o custo com pesquisas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004)

A anaacutelise multicriteacuterio consiste em um conjunto de teacutecnicas que visam auxiliar um

agente decisor a tomar decisotildees acerca de um problema complexo ponderando e propondo

alternativas para solucionaacute-lo utilizando diferentes criteacuterios e pontos de vista preacute-

estabelecidos As decisotildees satildeo sempre pautadas com base nos criteacuterios considerados

relevantes para a resoluccedilatildeo do problema em questatildeo podendo existir diversos criteacuterios onde

cada um possui seu grau de importacircncia (JANUZZI et al 2009)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

26

As teacutecnicas de geoprocessamento utilizadas na confecccedilatildeo dos mapas de favorabilidade

para ocorrecircncia de mineralizaccedilotildees como ouro chumbo zinco e cobre vecircm obtendo

resultados satisfatoacuterios ao longo das uacuteltimas deacutecadas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004) Em

contra partida ainda existem poucos estudos onde se aplica as teacutecnicas de anaacutelise de

favorabilidade para estudo de mineralizaccedilotildees de manganecircs

Este trabalho teve por objetivo geral identificar aacutereas que possuam alta favorabilidade

para a prospecccedilatildeo de manganecircs na porccedilatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo utilizando teacutecnicas

de geoprocessamento atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio mapeamento e anaacutelises de campo para

comprovar ou natildeo a veracidade dos dados obtidos com o geoprocessamento

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

A aacuterea de trabalho estaacute localizada na macrorregiatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo na

regiatildeo da divisa entre os estados do Rio de Janeiro Minas Gerais e Espiacuterito Santo Situasse

entre os municiacutepios de Guaccediluiacute Divino de Satildeo Lourenccedilo Dores do Rio Preto e Satildeo Pedro de

Rates (distrito de Guaccediluiacute) sendo delimitada pelas coordenadas UTM S 7698000 m e

7712000 m e E 206000 m e 218000 m (Figura 1)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo no Brasil e no Estado do Espiacuterito Santo

representada com as principais vias de acesso Fonte Autores

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL

CONTEXTO GEOLOacuteGICO

O arcabouccedilo geoloacutegico (Figura 2) da aacuterea eacute composto pelo complexo Juiz de Fora

Grupo Andrelacircndia Lineamento Guaccediluiacute rochas intrusivas gnaissificadas e depoacutesitos mais

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

27

jovens como aluviotildees coluacutevios pilhas ricas em caulim e outros resiacuteduos provenientes da

extraccedilatildeo de pegmatitos O Complexo Juiz de Fora eacute formado por ortopiroxecircnio-gnaisse de

composiccedilatildeo feacutelsica a maacutefica ortopiroxecircnio-clinopiroxecircnio-anfiboacutelio-gnaisse gnaisse

migmatiacutetico bandado migmatitos e gnaisses migmatizados Jaacute o Grupo Andrelacircndia eacute

composto por granada-biotita-gnaisse anfiboacutelio-biotita-gnaisse e gnaisse de composiccedilatildeo

predominantemente granodioriacutetica O Lineamento Guaccediluiacute eacute formado por anfiboacutelio-biotita

gnaisse milonitizado com ultramilonitos e milonitos E as rochas intrusivas gnaissificadas

satildeo os gnaisses tonaliacuteticos de Manhuaccedilu compostos por ortognaisses tonaliacuteticos

granodioriacutetico a trondhjemiacutetico com intercalaccedilotildees de anfiboacutelio-biotita gnaisse (HORN

2007)

Figura 2 - Destaque da aacuterea de estudo na Folha Espera Feliz - SF 24-V-A-IV

Fonte Modificado de HORN et al (2007)

GEOPROCESSAMENTO

O geoprocessamento ou processamento de dados geograacuteficos eacute feito atraveacutes de

teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais e realiza o tratamento de informaccedilotildees geograacuteficas em

ambiente virtual Em conjunto existe o sistema de informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) que eacute capaz

de simular a realidade do espaccedilo geograacutefico integrando informaccedilotildees espaciais (BALDOTTO

2014)

Dentro do ambiente computacional as caracteriacutesticas de uma determinada aacuterea podem

ser analisadas e manipuladas com diversas teacutecnicas A digitalizaccedilatildeo de dados reais possibilita

a geraccedilatildeo de mapas observacionais e o conjunto desses mapas observacionais depois de

manipulados geram os mapas analiacuteticos Os mapas analiacuteticos podem ser processados

utilizando operaccedilotildees algeacutebricas cumulativas como adiccedilatildeo multiplicaccedilatildeo e subtraccedilatildeo ou

atraveacutes de modelos loacutegicos como simultaneidade booleana possibilidade fuzzy e

probabilidade bayesiana onde seus produtos satildeo chamados de mapas fundidos e mapas

integrados respectivamente (SILVA 2003)

Rodrigues (2012) utilizou teacutecnicas de geoprocessamento a fim de realizar um estudo

sobre a mineralizaccedilatildeo de ouro no cinturatildeo de Gurupi Folha Centro Nova do Maranhatildeo

MAPA com o auxiacutelio da loacutegica fuzzy A aplicaccedilatildeo do meacutetodo permitiu identificar aacutereas de

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

28

favorabilidade para a presenccedila de mineralizaccedilotildees auriacuteferas Grande parte das aacutereas destacadas

coincidiram com os jazimentos conhecidos comprovando a eficaacutecia do meacutetodo e dando maior

confiabilidade para as novas aacutereas indicadas pela modelagem

Cunha et al (2001) utilizaram o geoprocessamento na avaliaccedilatildeo da favorabilidade para

a prospecccedilatildeo mineral de cromo na regiatildeo de Pinheiros Altos no municiacutepio de Piranga em

Minas Gerais com auxiacutelio da teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico e obtiveram resultados

satisfatoacuterios conseguindo aacutereas coerentes para o modelo prospectivo adotado

Baldotto (2014) utilizou geoprocessamento e teacutecnicas de anaacutelise multicriteacuterio

aplicando loacutegica fuzzy booleana e teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico (AHP) para

delimitaccedilatildeo de aacutereas favoraacuteveis agrave prospecccedilatildeo de aacutegua subterracircnea no Sul do Estado do

Espiacuterito Santo As teacutecnicas se mostraram eficazes para o tipo de anaacutelise realizada permitindo

a integraccedilatildeo de dados geoloacutegicos que influenciam diretamente na disponibilidade de aacutegua em

sistemas aquiacuteferos cristalinos

Benda et al (2014) fizeram uso do geoprocessamento em conjunto com a loacutegica

fuzzy para criaccedilatildeo de zoneamento no Parque Estadual da Cachoeira da Fumaccedila-ES para fins

de conservaccedilatildeo Utilizaram como fatores os mapas de declividade uso do solo e massa de

aacutegua e tiveram como produto final o mapa de final de adequabilidade para conservaccedilatildeo A

metodologia empregada possibilitou a identificaccedilatildeo de aacutereas especiacuteficas e com maior

vulnerabilidade ao uso puacuteblico e permitiu um melhor direcionamento no trabalho dos

gestores com um menor custo financeiro ao poder estadual

ANAacuteLISE DE FAVORABILIDADE

A anaacutelise de favorabilidade eacute de fundamental importacircncia em um processo decisoacuterio

Atraveacutes desta anaacutelise eacute possiacutevel dividir o espaccedilo geograacutefico em parcelas hierarquizadas

segundo um grau de favorabilidade A favorabilidade pode ser medida por meio de valores

relativos ou probabiliacutesticos avaliando-se respectivamente a possibilidade ou a probabilidade

de ocorrecircncia de algum fator ou variaacutevel na aacuterea de interesse Essa teacutecnica vem sendo

aprimorada agrave medida que a tecnologia de SIG vai evoluindo e cada vez mais estaacute sendo

utilizada pela induacutestria mineral e por agecircncias do governo como um dos meios de menor

custo para avaliaccedilatildeo de aacutereas de interesse na exploraccedilatildeo de recursos minerais (ROCHA et al

2000)

Vidal et al (2005) descreveu a anaacutelise de favorabilidade como um meacutetodo diferente

dos demais onde ao inveacutes de analisar isoladamente cada variaacutevel amostrada os atributos

georreferenciados satildeo particionados em ceacutelulas e correlacionados espacialmente dando

origem aos mapas de favorabilidade Levando em consideraccedilatildeo a distribuiccedilatildeo espacial e a

coexistecircncia entre variaacuteveis e depoacutesitos a anaacutelise de favorabilidade torna possiacutevel inferir

quanto e de que modo cada variaacutevel mapeada estaacute associada ao processo e

consequentemente em que grau ele indica a existecircncia de um bem mineral

Para Rostirolla (1996) a utilizaccedilatildeo da anaacutelise de favorabilidade na prospecccedilatildeo

geoloacutegica estaacute fundamentada em um estudo estatiacutestico de fatores que viabilizam ou natildeo a

existecircncia de depoacutesitos minerais A base do estudo estaacute fundamentada na ponderaccedilatildeo e

associaccedilatildeo espacial de dados geoloacutegicos e geofiacutesicos com fins exploratoacuterios O intuito

principal dessa avaliaccedilatildeo eacute diminuir custo e tempo de pesquisa identificando aacutereas com maior

potencial para descobertas

Os criteacuterios utilizados nessa anaacutelise podem ser de natureza restritiva ou relativa Os

criteacuterios restritivos atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo responsaacuteveis

por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas Representam

restriccedilotildees absolutas ao que se deseja estudar e descartam todas as aacutereas que natildeo atendem a

alguma restriccedilatildeo que elas representam Estes criteacuterios satildeo sempre de caraacuteter booleano

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

29

representando ldquosimrdquo ou ldquonatildeordquo na anaacutelise Os criteacuterios relativos (escalonados) satildeo utilizados

para realccedilar ou diminuir a adequabilidade de uma alternativa especiacutefica para uma atividade

ou objeto definindo um determinado grau de aptidatildeo para a aacuterea considerada Os criteacuterios

escalonados definem regiotildees ou alternativas em termos de uma medida contiacutenua de

adequabilidade variando de 0 ateacute 255 onde zero possui adequabilidade nula e 255 a

adequabilidade maacutexima para o empreendimento analisado Estes criteacuterios satildeo sempre de

caraacuteter fuzzy (EASTMAN 2003 KOHAGURA 2007)

Dentro da anaacutelise fuzzy existem as funccedilotildees de pertinecircncia e podem ser de nove tipos

linear curva Z pi beta triangular trapezoidal gaussiana cautchy e sigmoide sendo a uacuteltima

mais utilizada nesse tipo de estudo por se adaptar melhor aos dados de origem ambiental

Esse tipo de funccedilatildeo sigmoidal pode ser monotocircnica crescente decrescente e simeacutetrica

(KOHAGURA 2007)

No estaacutegio em que eacute realizada a combinaccedilatildeo de dados para geraccedilatildeo da regra de

decisatildeo pode ser utilizada a anaacutelise multicriteacuterio onde diversos fatores com seus

determinados pesos de importacircncia satildeo combinados Saaty (1977 citado por MORETTI et al

2008) propocircs a utilizaccedilatildeo da teacutecnica de Processo Analiacutetico Hieraacuterquico (Analytic Hierarchy

Process ndash AHP) no auxiacutelio da decisatildeo de quais fatores satildeo mais importantes dentro do

determinado empreendimento visto sua relativa simplicidade de aplicaccedilatildeo e entendimento

Considerando que o decisor deveraacute executar a anaacutelise paritaacuteria entre os criteacuterios e entre os

subcriteacuterios a ferramenta utiliza-se da Escala Fundamental de Saaty (1977 citado por

MORETTI et al 2008) apresentando as opccedilotildees para esta comparaccedilatildeo que correlacionam

valores de acordo com o entendimento do operador (MORETTI et al 2008)

METODOLOGIA

Para a realizaccedilatildeo desse trabalho foram utilizados dados digitais vetores de curvas de

niacutevel e redes de drenagem adquiridos do Geobases (2002) mapa geoloacutegico de aacuterea de estudo

que foi digitalizado e modificado da Carta Geoloacutegica Folha Espera Feliz SF24-V-A-IV

(HORN 2007) mapa geoloacutegico regional e mapa de pontos ambos feitos com base nos dados

obtidos durante a etapa de campo

A metodologia adotada neste trabalho inclui a coleta e tratamento dos dados por meio

de aquisiccedilatildeo armazenamento e descriccedilatildeo para posterior anaacutelise em ambiente digital tanto de

arquivos vetoriais quanto matriciais de toda a regiatildeo do estudo (BALDOTTO 2014)

Na etapa inicial do trabalho foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica onde foram

consultadas informaccedilotildees preacute-existentes da aacuterea de estudo principalmente informaccedilotildees

geoloacutegicas e metodologia anaacuteloga a que foi utilizada

Na segunda etapa do trabalho foi realizado o geoprocessamento dos dados a geraccedilatildeo e

padronizaccedilatildeo dos fatores e restriccedilotildees e aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio Sendo esses itens

descritos nos seus respectivos sub-toacutepicos abaixo

ETAPA DE CAMPO

A etapa de campo foi realizada em um total de 11 dias entre os meses de setembro a

novembro de 2014 Essa etapa consistiu no caminhamento pela aacuterea descriccedilatildeo dos diversos

litotipos e tentativa de identificaccedilatildeo do manganecircs fazendo uso da aacutegua oxigenada que reage

na presenccedila de manganecircs gerando na superfiacutecie da rocha um fluido branco espumoso

GEOPROCESSAMENTO

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

30

Nessa etapa foram organizados e confeccionados todos os mapas necessaacuterios para a

realizaccedilatildeo do trabalho em ambiente de SIG O banco de dados inicial foi organizado com o

intuito de possuir o maacuteximo de informaccedilotildees e recursos para facilitar e acelerar os processos de

anaacutelises empregados neste trabalho

O mapa geoloacutegico e o mapa de pontos foram gerados com dados de campo atraveacutes de

anaacutelise de afloramento e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rocha O mapa de modelo digital de

elevaccedilatildeo foi elaborado utilizando as curvas de niacutevel da regiatildeo de estudo

GERACcedilAtildeO DE MAPAS DE RESTRICcedilAtildeO E FATORES

Foram definidas duas restriccedilotildees e trecircs fatores tendo como meta a geraccedilatildeo do mapa de

favorabilidade As restriccedilotildees atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo

responsaacuteveis por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas

sendo consideradas as Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes conforme os artigos 2deg e 3deg da

Resoluccedilatildeo ndeg 303 do CONAMA (2002) e as localidades fora do limite da aacuterea de estudo

Os trecircs fatores escolhidos foram padronizados em uma escala de adequabilidade que

varia de menos apto (0) a mais apto (255) e foi utilizado a teacutecnica de processo analiacutetico

hieraacuterquico (AHP) para a comparaccedilatildeo entre os fatores seguindo uma ordem de prioridade

sendo considerados na ordem de maior para menor importacircncia a litologia a declividade e a

cota

O fator litoloacutegico foi levado em consideraccedilatildeo pois a presenccedila da rocha eacute essencial para

geraccedilatildeo de qualquer depoacutesito mineral e o fator possui a finalidade de identificar as litologias

que apresentam composiccedilatildeo mineraloacutegica mais favoraacutevel para a formaccedilatildeo de depoacutesitos

lateriacuteticos Este fator foi realizado baseando-se no mapa geoloacutegico gerado atraveacutes de anaacutelises

em campo e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rochas Das oito litologias identificadas e descritas em

campo apenas duas foram encontradas associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs que

satildeo o leucognaisse e o biotitito Devido a essa caracteriacutestica essas duas litologias foram

consideradas com maiores graus de importacircncia dentro do fator entretanto como foram

encontrados mais depoacutesitos lateriacuteticos associados ao leucognaisse do que ao biotitito o grau

de importacircncia do leucognaisse foi considerado maior do que o do biotitito As outras

litologias que natildeo apresentaram associaccedilatildeo a depoacutesitos de manganecircs tiveram seu grau de

importacircncia calculado a partir da composiccedilatildeo mineraloacutegica da rocha visto que cada mineral

que compotildee a rocha pode ter ou natildeo na sua estrutura quiacutemica a presenccedila do elemento

manganecircs Na Tabela 1 estatildeo todas as litologias encontradas em campo com seus respectivos

valores de favorabilidade que foram atribuiacutedos seguindo a metodologia descrita acima

Quadro 1 - Normatizaccedilatildeo das classes litoloacutegicas Fonte Autores

Litologia Valor atribuiacutedo

Leucognaisse 255

Biotitito 200

Granada-Biotita Gnaisse 100

Granada-Biotita-Feldspato Protomilonito 100

Granada-Biotita-Piroxecircnio Gnaisse 100

Biotita-Piroxecircnio Granulito 50

Biotita Gnaisse 50

Leucogranito 50

O fator declividade tem como principal finalidade a identificaccedilatildeo de aacutereas planas

Biondi (2003) descreveu que para a geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos seja residual ou

supergecircnico independentemente de qual mineacuterio estaacute sendo estudado necessita-se de um

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

31

terreno com menor declividade para facilitar sua acumulaccedilatildeo Com estas informaccedilotildees o fator

declividade passa a ter um grau alto de importacircncia dentro da anaacutelise multicriteacuterio ficando

abaixo apenas do fator litoloacutegico

A normatizaccedilatildeo do mapa de declividade foi feita utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia

fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente onde as aacutereas planas e com ateacute 10 graus de

inclinaccedilatildeo foram consideradas de maacutexima adequabilidade (255) no momento em que o valor

da inclinaccedilatildeo ultrapassa os 10 graus essa adequabilidade decresce ateacute chegar ao valor miacutenimo

(0) onde a inclinaccedilatildeo eacute de 30ordm e acima deste valor de inclinaccedilatildeo a adequabilidade torna-se

nula Estes valores foram adotados levando-se em consideraccedilatildeo tudo o que foi estudado na

pesquisa bibliograacutefica em trabalhos como o de Biondi (2003) Neto e Costa (2010) e

Leonardi e Ladeira (2012) e observaccedilotildees realizadas em campo

Neto e Costa (2010) realizaram o mapeamento de unidades geomorfoloacutegicas da Bacia

do Rio Cauameacute-RR no qual foi possiacutevel identificar deposiccedilatildeo lateriacutetica onde a declividade

variava de 01 a 3 graus terrenos relativamente planos Esse estudo confirma a preacute-disposiccedilatildeo

da formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas

Leonardi e Ladeira (2012) fizeram uma anaacutelise hipsomeacutetrica da Regiatildeo Nordeste do

Quadrilaacutetero Ferriacutefero-MG associado ao material de origem Nesse estudo foi possiacutevel

evidenciar na base do Complexo Alegria uma superfiacutecie plana que ultrapassou oito

quilocircmetros de extensatildeo com declividade inferior a 5ordm que estaacute associada agrave Crosta Lateriacutetica

de Ferricrete Contiacutenua Sendo estaacute mais uma evidecircncia da preacute-disposiccedilatildeo da formaccedilatildeo de

depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas

O fator cota teve como objetivo a identificaccedilatildeo de aacutereas cujas cotas estatildeo proacuteximas de

mil metros de altitude geralmente topo de morros pois para haver a formaccedilatildeo e

desenvolvimento de depoacutesitos lateriacuteticos eacute necessaacuterio que o ambiente gerador possua alguns

paracircmetros essenciais como alta taxa de pluviosidade atuando na lixiviaccedilatildeo relevo pouco

inclinado para minimizar a accedilatildeo erosiva resultante da alta pluviosidade alta taxa de

percolaccedilatildeo de aacutegua para mobilizar a mateacuteria lixiviada e por fim cotas topograacuteficas elevadas

em relaccedilatildeo ao niacutevel de base regional sendo essencial para promover uma taxa contiacutenua nos

processos citados acima (ALEVA 1994) Devido a esta caracteriacutestica de condicionar uma

taxa contiacutenua nos processos essenciais para geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos o fator cota estaacute

presente na anaacutelise multicriteacuterio deste trabalho possuindo um grau de importacircncia inferior ao

fator litoloacutegico e ao fator declividade poreacutem sendo fundamental para comprovar a eficaacutecia do

estudo

A normatizaccedilatildeo do fator cota foi realizada utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia fuzzy

sigmoidal monotocircnica crescente onde aacutereas inferiores a 600 metros foram consideradas de

adequabilidade miacutenima (0) agrave medida que o valor da cota sobe a adequabilidade cresce ateacute

atingir a cota de 800 metros onde a adequabilidade torna-se maacutexima (255) e com isso todas

cotas acima de 800 metros possui adequabilidade maacutexima Para definiccedilatildeo dos valores

adotados nesse fator levou-se em consideraccedilatildeo as observaccedilotildees realizadas em campo revisatildeo

bibliograacutefica sobre depoacutesitos lateriacuteticos e trabalhos como o de Morais et al (2002) e Oliveira

et al (2009)

Atraveacutes do Processo Analiacutetico Hieraacuterquico foram gerados os pesos onde seus valores

foram atribuiacutedos de acordo com o seu grau de importacircncia utilizando como base a escala

fundamental de Saaty (1977 citado por MORETTI et al 2008) Sendo assim ficou

estabelecido que o fator litoloacutegico eacute moderadamente mais importante que o fator declividade

o fator declividade eacute moderadamente mais importante que o fator cota e o fator litoloacutegico eacute

fortemente mais importante que o fator cota Com os fatores normatizados e os seus

respectivos pesos calculados os mapas foram agrupados utilizando a Combinaccedilatildeo Linerar

Ponderada onde os fatores foram multiplicados pelos seus pesos e em seguida somados para

geraccedilatildeo do mapa de adequabilidade Como no presente trabalho foi utilizada restriccedilatildeo o

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

32

procedimento foi alterado e a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo de fatores

foi multiplicada pela restriccedilatildeo gerando o mapa de adequabilidade final

Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo par-a-par entre fatores Fonte Autores

Fator Litologia Declividade Cota

Litologia 1

Declividade 13 1

Cota 15 13 1

Na Tabela 3 estatildeo os valores correspondentes aos pesos calculados atraveacutes do processo

analiacutetico hieraacuterquico utilizando a matriz de comparaccedilatildeo Os pesos demostram a influecircncia de

cada fator no mapa final de adequabilidade Onde o fator litoloacutegico representou cerca de 64

no valor final da anaacutelise o fator declividade contribuiu com aproximadamente 26 e o fator

cota representou 10 A proporccedilatildeo de consistecircncia eacute um valor que mostra o erro obtido no

caacutelculo da matriz de comparaccedilatildeo e neste caso o erro foi de 003 estando dentro do limite

aceitaacutevel de 01

Quadro 3 - Resultado dos pesos calculados para cada fator Fonte Autores

Fator Peso

Litoloacutegico 064

Declividade 026

Cota 010

Com o mapa final de adequabilidade gerado foi possiacutevel comparar os resultados

obtidos atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio com os dados coletados em campo E assim discutir

sobre a confiabilidade da ferramenta de anaacutelise multicriteacuterio na obtenccedilatildeo de aacutereas com alta

adequabilidade para prospecccedilatildeo de depoacutesitos de manganecircs

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Como resultados foram obtidos os mapas de fatores que indicam como cada fator

influenciou no mapa final e utilizando esses mapas separadamente eacute possiacutevel discutir sobre a

importacircncia de cada fator na anaacutelise Entretanto quando eacute realizada a integraccedilatildeo dos mapas

na anaacutelise multicriteacuterio em um uacutenico mapa torna-se mais faacutecil o julgamento das aacutereas de

acordo com a adequabilidade

A Figura 3 conteacutem os mapas de fatores e restriccedilotildees utilizados nesse trabalho O fator

litoloacutegico apresentou grande favorabilidade na regiatildeo centro norte devido essa aacuterea ser

composta principalmente por rochas do tipo leucognaisse e biotitito que geralmente estatildeo

associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs O restante da aacuterea apresentou favorabilidade

variando de meacutedia agrave baixa devido agrave composiccedilatildeo das rochas e os valores atribuiacutedos a cada

uma delas

O leucognaisse foi considerado de muito alta favorabilidade em relaccedilatildeo agrave formaccedilatildeo de

depoacutesitos lateriacuteticos visto que a maior parte dos depoacutesitos encontrados em campo estatildeo

associados a esse tipo rochoso A litologia biotitito foi classificada com alta favorabilidade agrave

formaccedilatildeo de depoacutesito lateriacutetico uma vez que alguns depoacutesitos lateriacuteticos foram encontrados

associados a esta rocha Os litotipos granada biotita gnaisse granada biotita feldspato

protomilonito e granada biotita piroxecircnio gnaisse foram considerados de meacutedia

favorabilidade pois apesar de natildeo ter sido observado em campo qualquer associaccedilatildeo destes

litotipos com depoacutesitos lateriacuteticos a composiccedilatildeo mineraloacutegica destas rochas podem permitir a

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

33

formaccedilatildeo de algum tipo de depoacutesito de manganecircs lembrando que natildeo eacute apenas a mineralogia

que determina a formaccedilatildeo de depoacutesitos

As rochas biotita piroxecircnio gnaisse biotita gnaisse e Leucogranito foram classificadas

com baixa favorabilidade uma vez que a composiccedilatildeo mineraloacutegica das mesmas dificilmente

permitiraacute a formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs

O fator cota ficou evidenciado uma grande adequabilidade indo desde a parte central

ateacute o topo norte do mapa Da porccedilatildeo central ateacute a base sul do mapa a adequabilidade ficou

bem dividida variando de alta a nula Resultados esses jaacute esperados para esse fator visto que

a regiatildeo de estudo e bastante montanhosa estando sempre bem acima do niacutevel meacutedio do mar

Jaacute porccedilotildees com baixa ou nula adequabilidade estatildeo associadas as aacutereas mais baixas

simplesmente pela geomorfologia ou em alguns casos a canais de drenagem que ao longo do

tempo vatildeo dissecando o relevo e tornando-o mais baixo

O fator declividade como esperado apresentou uma grande quantidade de aacutereas com

alta adequabilidade e boa distribuiccedilatildeo visto que apesar da regiatildeo de estudo estaacute contida em

cotas elevadas o relevo predominante eacute pouco acidentado e os topos de morros satildeo mais

aplainados

A restriccedilatildeo hidrograacutefica estaacute presente neste trabalho com o intuiacutedo de identificar e

restringir todas as regiotildees que fazem parte das Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes em aacutereas

de Mata Ciliar A restriccedilatildeo foi realizada isolando um raio de 50 metros no entorno de

qualquer corpo drsquoaacutegua visto que dentro destas regiotildees eacute proibida a realizaccedilatildeo de estudos

prospectivos (CONAMA 2002)

Figura 3 - Mapas de Fatores e Restriccedilotildees (A) Fator Litoloacutegico (B) Fator Cota (C) Fator

Declividade (D) Restriccedilatildeo Hidrograacutefica Fonte Autores

No mapa final de adequabilidade (Figura 4A) observa-se que a aacuterea mais favoraacutevel

(255) agrave prospecccedilatildeo de manganecircs proposta por este trabalho estaacute localizada na parte superior

do mapa distribuiacuteda de leste a oeste poreacutem eacute possiacutevel encontrar outras regiotildees como na parte

central do mapa e uma pequena porccedilatildeo na regiatildeo sudoeste que embora obtivessem

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

34

adequabilidade um pouco mais baixa (200-160) ainda possuem valores satisfatoacuterios O

restante do mapa apresentou uma adequabilidade variando de meacutedia (130) e baixa (50) A alta

adequabilidade encontrada na parte superior do mapa ocorre devido ao substrato rochoso ser

composta por leucognaisse rocha com maior peso de importacircncia dentro do fator litoloacutegico

que por sua vez eacute o fator de maior influecircncia dentro da anaacutelise e por essa regiatildeo apresentar as

maiores cotas da aacuterea de estudo Algumas regiotildees que possuem alta adequabilidade para os

fatores declividade e cota obtiveram uma adequabilidade variando de meacutedia (130) a baixa

(50) isto porque o fator litoloacutegico que teve o maior peso na anaacutelise alcanccedilou baixa

adequabilidade nessas aacutereas do mapa As porccedilotildees no mapa que apresentaram adequabilidade

nula satildeo aquelas onde as restriccedilotildees foram atuantes neste caso os corpos hiacutedricos

A etapa de campo obteve como produto um mapa de pontos (Figura 4B) onde foram

constatados pontos com a presenccedila de manganecircs pontos de depoacutesitos de manganecircs jaacute

descritos por outras literaturas e pontos que natildeo possuiacuteam a presenccedila do manganecircs Vale

salientar que a descriccedilatildeo de um ponto representa natildeo somente as caracteriacutesticas daquele exato

local mas tambeacutem do seu entorno A geraccedilatildeo deste mapa teve com intuiacutedo facilitar a

amostragem dos pontos que possuem a presenccedila de manganecircs e comparaacute-lo com o mapa de

adequabilidade final

Ao analisar o mapa de adequabilidade eacute possiacutevel perceber que todos os pontos

descritos em campo que possuiacuteam a presenccedila de manganecircs estatildeo associados a uma alta

adequabilidade Eacute importante explicar que ao fazer o caminhamento de campo procurasse

sempre utilizar rotas de mais faacutecil acesso para percorrer a aacuterea como por exemplo as redes de

drenagem No caso deste trabalho essa metodologia de caminhamento acabou acarretando

controveacutersia no momento de anaacutelise do mapa final pois pontos nos quais ficou comprovada a

presenccedila de manganecircs estatildeo situados tanto dentro de porccedilotildees de alta adequabilidade quanto de

adequabilidade nula isto devido aos pontos terem sido coletados proacuteximos agraves drenagens e o

sistema hidrograacutefico da regiatildeo ser considerado uma restriccedilatildeo de acordo com CONAMA

(2002) Essa controveacutersia natildeo diminui a comprovaccedilatildeo da eficaacutecia da ferramenta da anaacutelise

multicriteacuterio visto que os pontos representam uma aacuterea muito maior do que aquele exato

local onde o ponto foi descrito e a malha de restriccedilatildeo hidrograacutefica natildeo nega a presenccedila do

manganecircs apenas restringe a exploraccedilatildeo mineral por se tratar de uma aacuterea de preservaccedilatildeo

permanente

No mapa de adequabilidade foi utilizada uma simbologia com a forma de um ciacuterculo

vazado nos pontos que tiveram a presenccedila de manganecircs comprovada com o intuiacutedo de

representar melhor a aacuterea de influecircncia de cada ponto e tornar mais clara essa possiacutevel

controveacutersia ao se analisar o mapa Os pontos que possuem a presenccedila do manganecircs

identificados na Folha Espera Feliz ndash SF 24-V-A-IV (HORN 2007) foram associados a uma

adequabilidade variando de alta a meacutedia resultados que reforccedilam a eficaacutecia da anaacutelise

multicriteacuterio como uma ferramenta eficaz para prospecccedilatildeo de manganecircs na regiatildeo proposta

No mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel observar que 60 de todos os pontos que

possuem a presenccedila de manganecircs independente se satildeo pontos vistos em campo ou pontos

obtidos por meio de outras literaturas estatildeo localizados em regiotildees de alta adequabilidade

(255 ateacute 200) e os 40 restantes estatildeo localizados em porccedilotildees de meacutedia adequabilidade (130)

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

35

Figura 4 - A) Mapa de adequabilidade final com os pontos de amostragem e drenagens (azul)

com isolamento de 50 metros (branco) delimitando a restriccedilatildeo hidrograacutefica de acordo com

CONAMA (2002) B) Mapa com discriminaccedilatildeo de pontos onde natildeo foi constatada a presenccedila

de manganecircs (pontos pretos) pontos que possuiacuteam manganecircs (pontos vermelhos) e pontos

buscados na literatura que jaacute tinham identificaccedilatildeo de presenccedila de manganecircs (pontos verdes)

Fonte Autores

CONCLUSAtildeO

A utilizaccedilatildeo das teacutecnicas de geoprocessamento se mostrou eficaz para o tipo de estudo

realizado permitindo a integraccedilatildeo de diferentes tipos de dados que influenciam diretamente

na formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos

Analisando o mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel afirmar que o objetivo no qual

seria a avaliaccedilatildeo de aacutereas para a prospecccedilatildeo de manganecircs obteve resultados satisfatoacuterios visto

que na regiatildeo escolhida para o estudo cerca de 30 da aacuterea apresenta alta adequabilidade

(255 ateacute 200) 40 possui meacutedia adequabilidade (aproximadamente 130) e apenas 30 da

aacuterea ficou caracterizada por uma baixa adequabilidade (de 50 ateacute 0)

A anaacutelise multicriteacuterio pode ser considerada uma ferramenta que possui resultados

satisfatoacuterios quando utilizada com criteacuterios embasados aleacutem disso trata-se de uma

metodologia de baixo custo e faacutecil aplicabilidade cujos resultados podem minimizar o custo e

o tempo da fase de prospecccedilatildeo e pesquisa

O mapa de favorabilidade final apesar de ter resultados aceitaacuteveis poderaacute ser refinado

futuramente quando novos dados forem obtidos em campo acrescentando-se novos fatores

como por exemplo anaacutelises geoquiacutemicas e pedologia

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CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

38

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Engenharia Civil Universidade Federal de Viccedilosa Viccedilosa

MG

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da

Sauacutede Alegre ES 3 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

39

Capiacutetulo 3

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura

de taludes em atividades de mineraccedilatildeo

Laacutezaro Correcirca Marcellinosup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Julio Almeida Moreira2 Carlos

Henrique Rodrigues de Oliveira3

INTRODUCcedilAtildeO

O planejamento geoteacutecnico na mineraccedilatildeo torna-se um fator de extrema importacircncia

pois as consequecircncias de um mau planejamento podem colocar em risco o empreendimento

mineiro Uma vez que se impotildee a exploraccedilatildeo do bem mineral em diferentes frentes de avanccedilo

tem-se notado um avanccedilo dos limites da cava cada vez mais extremos portanto criam-se

problemas geoteacutecnicos cada vez mais complexos

Com isso os desafios ao longo dos anos satildeo maiores pois aleacutem de se observar uma

tendecircncia no aprofundamento das cavas exige-se a adoccedilatildeo de meacutetodos geoteacutecnicos e

tecnoloacutegicos que possibilitem de forma segura e econocircmica a lavra da substacircncia de

interesse (REIS 2011)

Existem tambeacutem vaacuterios fatores que contribuem para a instabilidade de taludes uma

vez que iniciada a lavra os taludes possuem um caraacuteter temporaacuterio por isso adota-se fatores

de seguranccedila menores quando comparados a obras civis Apresentam tambeacutem instabilidade

derivada das vibraccedilotildees nos maciccedilos relacionadas as detonaccedilotildees e ao constante traacutefego de

veiacuteculos pesados sobre as bancadas por isso torna-se mais difiacutecil a previsatildeo desses eventos de

ruptura (PARDO 2009)

A deflagraccedilatildeo de um rompimento de talude pode estar condicionada a esses fatores

fiacutesicos predisponentes supracitados onde o grande desafio da comunidade cientiacutefica estaacute

relacionado a prever quantificar qualificar e temporizar o momento de ruptura do talude A

necessidade de melhorias no planejamento geoteacutecnico aliados a teacutecnicas geomorfoloacutegicas

hidroloacutegicas geoambientais e geoloacutegicas dentro da mineraccedilatildeo eacute um fator importante na

mitigaccedilatildeo de possiacuteveis desastres contra a vida ao meio ambiente perda de material e

prejuiacutezos econocircmicos incalculaacuteveis ao empreendimento aleacutem da necessidade de atender a

legislaccedilatildeo vigente que conteacutem diversas exigecircncias

Assim do ponto de vista geoteacutecnico a estabilidade de taludes associado ao sistema de

informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) constitui ferramenta essencial na definiccedilatildeo da geometria da

cava aleacutem de mitigar os riscos supracitados durante a atividade de lavra (GOMES et al

2005) Logo o presente trabalho possui como objetivo o desenvolvimento de mapa litoloacutegico

e de lineamentos utilizando loacutegica fuzzy para utilizaccedilatildeo na anaacutelise de susceptibilidade de

talude em uma atividade de mineraccedilatildeo de ferro no Quadrilaacutetero Ferriacutefero (QF)

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

A aacuterea de estudo insere-se na regiatildeo do QF o qual eacute uma Proviacutencia Mineral que

possui este nome em funccedilatildeo do arranjo geomeacutetrico de sua morfoestrutura que se assemelha a

um quadrado Localiza-se na porccedilatildeo centro-sudeste do Estado de Minas Gerais e perfaz uma

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

40

aacuterea de aproximadamente 7000 Kmsup2 abrangendo os municiacutepios de Sabaraacute Santa Baacuterbara

Mariana Congonhas Ouro Preto Joatildeo Monlevade Rio Piracicaba Itauacutena e Itabira entre

outros 21 municiacutepios (Figura 1)

As principais vias de acesso agraves cidades satildeo pelas rodovias federais BR-262 e BR-361

e rodovias estaduais MG-129 MG-030 MG-040 entre outras Outra forma de acesso ao QF

se daacute pela Estrada de Ferro Vitoacuteria Minas (EFVM) onde quase toda produccedilatildeo das minas de

mineacuterio de ferro eacute escoada ateacute o Porto de Tubaratildeo em Vitoacuteria (ES)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo das principais minas da VALE SA no QF Fonte Modificado de

Costa (2008)

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL

Segundo Caputo (1983) talude compreende quaisquer superfiacutecies inclinadas que

limitam um maciccedilo de terra de rocha ou ambos Podem ser naturais casos das encostas ou

artificiais como os taludes de cortes e aterros Satildeo limitados na parte superior por uma Crista

ou Topo e na parte inferior por um ldquoPeacuterdquo como mostrado na Figura 2

Figura 2 - Elementos geomeacutetricos que compotildee um talude e satildeo utilizados para o

dimensionamento do mesmo Fonte Dyminski (2007)

Contudo considerando a estabilidade de taludes em atividade de mineraccedilatildeo os

elementos geomeacutetricos de um talude tornam-se um pouco mais complexos pois a cava final

de mina dependeraacute da conformaccedilatildeo dos taludes das rampas de acesso ao mineacuterio dos acircngulos

entre as vaacuterias bancadas existentes e da altura dos taludes Para uma cava ser operacionalizada

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41

e garantir a seguranccedila geoteacutecnica da mina deve conter necessariamente os seguintes

elementos geomeacutetrico (Figura 3)

Figura 3 - Elementos geomeacutetricos para o dimensionamento dos taludes de uma cava Fonte

Relatoacuterio Interno da Empresa (2013)

MEacuteTODOS DE ANAacuteLISE DE ESTABILIDADE DE TALUDES

A anaacutelise de estabilidade de taludes nos permite verificar a possibilidade de

escorregamento de taludes analisando-se as influecircncias relativas aos paracircmetros como

exemplo paracircmetros de resistecircncia litologia dentre outros que visam obter um estudo para

um melhor entendimento dos mecanismos de ruptura citados anteriormente As teacutecnicas de

anaacutelise de estabilidade podem ser divididas em grandes grupos que satildeo as anaacutelises

probabiliacutesticas anaacutelises determiniacutesticas e anaacutelises heuriacutesticas Sendo que a anaacutelise

probabiliacutestica requer conhecimento das distribuiccedilotildees de probabilidade ou das funccedilotildees de

densidade das variaacuteveis aleatoacuterias do problema ou seja a definiccedilatildeo da probabilidade de

ruptura ver Figura 4 (DYMINSKI 2007)

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

42

Figura 4 - Representaccedilatildeo probabiliacutestica das tensotildees atuantes e resistentes Fonte Dyminski

(2007)

A anaacutelise probabiliacutestica distingue-se da determiniacutestica por considerar a variabilidade

dos paracircmetros de caacutelculo particularmente a dispersatildeo natural para isto tem que ser

conhecida uma distribuiccedilatildeo de valores para cada paracircmetro (variaacuteveis aleatoacuterias) obtendo ou

assumindo uma distribuiccedilatildeo de probabilidade para o fator de seguranccedila As anaacutelises

probabiliacutesticas satildeo essenciais para a confecccedilatildeo de Mapas de Potencial de Ruptura Mapas de

Risco de Ruptura Mapas de Ocupaccedilatildeo de solos dentre outros (MONTOYA 2013)

As anaacutelises determiniacutesticas por sua vez buscam a quantificaccedilatildeo da estabilidade por

meio de fator numeacuterico que nos permitiraacute avaliar a respectiva seguranccedila se eacute ou natildeo estaacutevel

Sendo assim as anaacutelises determiniacutesticas satildeo baseadas em modelos fiacutesicos e buscam calcular

um fator ou coeficiente de seguranccedila (FS) As anaacutelises determiniacutesticas possuem diversos

meacutetodos sendo eles os de anaacutelise limite anaacutelise de tensatildeodeformaccedilatildeo e anaacutelise de

equiliacutebrio limite (MESQUITA 2013)

O meacutetodo de equiliacutebrio limite eacute tradicionalmente o mais utilizado para a determinaccedilatildeo

do FS pois estuda o equiliacutebrio de uma massa potencialmente instaacutevel Entende-se entatildeo que

estes meacutetodos se resumem a uma comparaccedilatildeo entre forccedilas que tendem a provocar movimento

ao longo de uma superfiacutecie de ruptura e forccedilas que contrariamente se opotildeem a este

movimento

ANAacuteLISES DE RISCO

Com objetivo de normatizar a terminologia aplicada aos estudos de aacutereas geoloacutegicas e

geoteacutecnicas Varnes (1984) propocircs uma definiccedilatildeo formal para diferentes sentidos de riscos

como risco especiacutefico hazard e vulnerabilidade

No Brasil os pioneiros a propor uma normatizaccedilatildeo foram Augusto Filho et al (1990)

que debateram tanto no acircmbito nacional quanto internacional termos conceitos e

nomenclatura associados ao termo Risco Atualmente os conceitos mais usuais satildeo aqueles

recomendados pelas associaccedilotildees das categorias como Australian Geomechanics Society

(AGS) International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (ISSMGE)

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43

International Society for Rock Mechanics (ISRM) Associaccedilatildeo Brasileira de Geologia de

Engenharia e Ambiental (ABGE) e da ISO 31000 (CORTELETTI 2014)

Ainda assim existe pouca unicidade acerca do tratamento dos conceitos e problemas

sobre a avaliaccedilatildeo de risco muitas vezes enfrentando barreiras quanto agrave avaliaccedilatildeo de

incertezas em Geotecnia e avaliaccedilatildeo de risco

GEOPROCESSAMENTO

Teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais que leva em consideraccedilatildeo o processamento

de dados geograacuteficos satildeo conhecidas como geoprocessamento Segundo algumas definiccedilotildees

adotadas por Menezes (2012) as ferramentas computacionais utilizadas em geoprocessamento

permitem realizar anaacutelises complexas atraveacutes de Sistemas de informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG)

SIG por sua vez satildeo sistemas de informaccedilotildees construiacutedos especialmente para armazenar

analisar e manipular dados geograacuteficos

Os SIG tecircm se tornado cada vez mais usuais pois as teacutecnicas computacionais se

tornam cada vez mais complexas e com melhor desempenho possibilitando entatildeo confrontar

dados distintos para produzir o resultado desejado com mais facilidade Confrontar mapas

com diferentes informaccedilotildees permitindo gerar um novo mapa eacute uma ferramenta de grande

eficiecircncia pois o mesmo auxilia no planejamento nas tomadas de decisotildees e reduz a

ambiguidade de interpretaccedilotildees (MENEZES 2012)

Visando desenvolver um trabalho englobando teacutecnicas de geoprocessamentos junccedilatildeo

de mapas e teacutecnicas estatiacutesticas utilizou-se os SIG para aplicar teacutecnicas de anaacutelise

multicriteacuterio e loacutegica fuzzy

CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL

A aacuterea de estudo se insere em uma regiatildeo localizada a leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero

(QF) fazendo parte da Sinclinal de Alegria e situada regionalmente na porccedilatildeo sul do Craacuteton

Satildeo Francisco nas proximidades de Mariana e Ouro Preto (REIS et al 2000 ROESER e

ROESER 2010)

CONTEXTO GEOTECTOcircNICO

A parte leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero eacute constituiacuteda por rochas da regiatildeo cratocircnica

retrabalhadas tectonicamente durante o Evento Brasiliano (06-05 Ga) que resultou na

formaccedilatildeo da Faixa Araccediluaiacute e das demais faixas orogecircnicas que delimitam a borda deste

Cratoacuten (Figura 2) contendo resquiacutecios da orogenia Transamazocircnica (UHLEIN et al 1998)

ESTRATIGRAFIA DO QUADRILAacuteTERO FERRIacuteFERO

Alkmim e Marshak (1998) e Alkmim e Noce (2006) subdividiram o Quadrilaacutetero

Ferriacutefero segundo a coluna estratigraacutefica mostrada na Figura 5 Sendo este constituiacutedo por

quatro unidades litoestratigraacuteficas principais sendo elas O Embasamento Cristalino o

Supergrupo Rio das Velhas de idade arqueana o Supergrupo Minas e o Grupo Itacolomi de

idade paleo-proterozoacuteica

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

44

Figura 5 - Coluna estratigraacutefica da regiatildeo do Quadrilaacutetero Ferriacutefero Fonte Modificada de

Alkmim e Marshak (1998)

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45

METODOLOGIA

MATERIAIS

Foram utilizados os seguintes materiais

bull Software ArcGis 101 para confecccedilatildeo do mapa litoloacutegico

bull Relevo Sombreado para fotointerpretaccedilatildeo dos lineamentos

bull Software Idrisi Selva 170 para aplicaccedilatildeo da loacutegica fuzzy do mapa de lineamentos

bull Relatoacuterio interno disponibilizado pela empresa

MEacuteTODOS

De iniacutecio realizou-se um levantamento bibliograacutefico com aquisiccedilatildeo de informaccedilotildees

paracircmetros e mapas fornecidos pela literatura disponiacutevel e empresas privadas seguido da

confecccedilatildeo dos mapas

A pesquisa bibliograacutefica sobre o tema de estudo se deu por meio de consulta em livros

artigos e documentos fornecidos por empresas e levantamento de base de dados cartograacuteficos

disponiacuteveis na internet Tambeacutem foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica a respeito da

geologia local e regional da aacuterea tendo como base os artigos de Alkmim e Marshak (1998)

Essa fase tambeacutem se fez importante para o levantamento de informaccedilotildees conceituais

onde embasaram a definiccedilatildeo dos pesos para cada classe dos mapas gerados de acordo com a

literaturaObteve-se entatildeo informaccedilotildees estruturais e geoloacutegicas da regiatildeo do QF em minas

privadas de mineacuterio de ferro

Os trabalhos de Gomes (2009) Corteletti (2014) e Alves (2014) aplicam metodologias

semelhantes para a determinaccedilatildeo e anaacutelise de suscetibilidade vulnerabilidade de risco a

movimentos de massa para ferrovias e Montoya (2013) aplica uma metodologia semelhante

para rodovias Dos trabalhos destes autores pode-se tirar contribuiccedilatildeo na definiccedilatildeo de quais

mapas seriam gerados

Assim a partir dos paracircmetros e dados levantados geraram-se o mapa litoloacutegico e de

lineamentos e definiram-se pesos para sua utilizaccedilatildeo na anaacutelise de estabilidade de taludes em

aacuterea de mineraccedilatildeo

Mapa Litoloacutegico

O mapa litoloacutegico proposto teve como base o de Menezes (2012) e relatoacuterios teacutecnicos

A divisatildeo da litologia corresponde ao tipo de rocha que compotildee o maciccedilo rochoso Esta

classificaccedilatildeo foi feita a partir de paracircmetros como a composiccedilatildeo mineraloacutegica origem e

estrutura da rocha

Contudo nem sempre a classificaccedilatildeo litoloacutegica consegue mostrar a variedade que uma

rocha apresenta em mesmo local Portanto torna-se necessaacuterio a definiccedilatildeo da rocha de acordo

com caracteriacutesticas peculiares seja estrutura composiccedilatildeo mineraloacutegica ou fatores de coesatildeo

No Mapa Litoloacutegico foram definidas oito litologias Rochas Intrusivas (IN) Itabirito

Compacto (IC) Itabirito Friaacutevel (IF) Itabirito Manganesiacutefero (IM) Hematita Compacta (HE)

Filito (FL) Quartizito (QT) e Xisto (XI)

Os pesos atribuiacutedos atraveacutes da reclassificaccedilatildeo foram definidos de acordo com o tipo de

litologia e suas caracteriacutesticas ou seja rochas mais intemperizadas e que apresentam um

menor coeficiente de resistecircncia tiveram valores maiores Foi levado em consideraccedilatildeo ainda o

grau de coesatildeo e competecircncia da rocha Para a atribuiccedilatildeo dos pesos litoloacutegicos levou-se em

consideraccedilatildeo o conhecimento do autor aleacutem das caracteriacutesticas citadas anteriormente

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

46

Rochas como as Intrusivas (IN) Filito (FL) Xisto (XI) e Itabiro Friaacutevel (IF)

apresentam uma condiccedilatildeo mais propensa a baixa resistecircncia devido ao intemperismo do que

as rochas que possuem um melhor grau de coesatildeo (Tabela 1)

Tabela 1 - Valores atribuiacutedos para cada classe litoloacutegica Fonte Autores

Classes Litoloacutegicas Valor atribuiacutedo

Quartizito (QT) 20

Hematita Compacta (HE) 50

Itabirito Compacto (IC) 80

Itabirito Manganesiacutefero

(IM)

110

Itabirito Friaacutevel (IF) 140

Filito (FL) 170

Xisto (XI) 200

Intrusiva (IN) 255

Mapa de Lineamentos

A geraccedilatildeo do mapa de lineamentos consistiu na fotointerpretaccedilatildeo de padrotildees de

lineamentos presentes no entorno e dentro da aacuterea de estudo Esses padrotildees foram

interpretados em uma imagem de relevo sombreado gerado pelo Modelo Digital de Terreno

(MDT) Apoacutes essa fotointerpretaccedilatildeo pode-se gerar o mapa de lineamentos no formato

vetorial Sendo este mapa posteriormente utilizado para gerar o mapa fuzzy de lineamentos

O mapa de lineamentos foi gerado a partir da aplicaccedilatildeo da funccedilatildeo fuzzy sigmoidal

decrescente do software Idrisi pois estaacute funccedilatildeo eacute a mais utilizada em anaacutelises geoambientais

com pontos de controle em 20 e 100 o que indica que valores ateacute 20 metros de distacircncia dos

lineamentos tecircm adequabilidade maacutexima e agrave partir de 20 metros decaem sigmoidalmente ateacute

100 metros onde a adequabilidade eacute miacutenima

Segundo alguns de estudos feitos por Huallanca (2004) e Hoek e Bray (1981)

dependendo da densidade de lineamentos ou da distacircncia que apresentam entre si e do

comportamento dos mesmos esses padrotildees comportam-se como zonas de fraqueza presentes

no maciccedilo podendo influenciar na resistecircncia do mesmo Saacute (2010) realizou um estudo

semelhante em uma cava de mineraccedilatildeo de ferro e observou que ocorrem rupturas em grande

escala em regiotildees que apresentam alta densidade de padrotildees de lineamentos

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Os resultados obtidos ou seja o mapa litoloacutegico e de lineamentos seratildeo expostos de

forma separada de acordo com suas discussotildees

MAPA LITOLOacuteGICO

O mapa litoloacutegico apresentou oito classes (Figura 6) Este mapa foi confeccionado e

considerado para a anaacutelise da estabilidade de taludes pelo fato das litologias apresentarem

uma reologia muito complexa em se tratando de um ambiente de mineraccedilatildeo

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Figura 6 - Mapa litoloacutegico mostrando sua variedade de tipologia Fonte Autores

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

48

A litologia dentro de atividades de mineraccedilatildeo eacute um dos fatores mais afetados em se

tratando de aspectos geoteacutecnicos pois nesses locais apresentam-se uma grande mobilizaccedilatildeo

de massa rochosa ou solo para extraccedilatildeo do bem mineral causando certo grau de alteraccedilatildeo

devido a desconfinamento ou meteorizaratildeo do estado natural da rocha

Os pesos atribuiacutedos a cada classe litoloacutegica foram embasados em consultas a

bibliografias e analisando os paracircmetros de resistecircncia e caracterizaccedilatildeo Costa (2009)

caracterizou algumas litologias do QF de acordo com ensaios laboratoriais de compressatildeo

uniaxial utilizando esses dados pode-se relacionar que valores atribuiacutedos a cada classe

litoloacutegica variam de acordo com sua capacidade de compressatildeo feita nos ensaios

Com isso atribuiu-se agrave classe quartizito a menor adequabilidade pois essa rocha

apresenta uma maior competecircncia sendo que rochas que conteacutem grande quantidade de

quartzo satildeo dificilmente intemperizaacuteveis O contraacuterio foi considerado com as intrusivas que

receberam a maior valoraccedilatildeo pois se trata de uma rocha muito mais facilmente

intemperizada o que diminui o grau de coesatildeo diminuindo as forccedilas de resistecircncia Para as

rochas com resistecircncia intermediaacuteria levou-se em consideraccedilatildeo os paracircmetros geoteacutecnicos e as

caracteriacutesticas estruturais e anisotropias e conhecimento proacuteprio

MAPA FUZZY DE LINEAMENTOS

Para confecccedilatildeo do mapafuzzy de lineamentos (Figura 7) foi aplicada a funccedilatildeo fuzzy

sigmoidal decrescente sobre os lineamentos Este mapa apresentou uma zona de

suscetibilidade alta (255) nas regiotildees proacuteximas aos lineamentos e uma zona de baixa ou nula

suscetibilidade (0) em zonas mais distantes aos lineamentos

As regiotildees que apresentam alta adequabilidade satildeo zonas com distacircncia muito

proacuteximas dos lineamentos logo essas zonas apresentam uma forte influecircncia dos mesmos As

zonas em coloraccedilatildeo amarela que apresentam uma baixa adequabilidade satildeo regiotildees que se

situam mais distantes dos lineamentos apresentando assim uma baixa influecircncia dos

lineamentos nessas regiotildees

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Figura 7 - Mapa fuzzy de lineamentos mostrando as aacutereas onde apresentam baixa ou alta adequabilidade Fonte Autores

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

50

CONCLUSAtildeO

De acordo com o objetivo do trabalho a metodologia foi eficaz pois os mapas gerados

satildeo subsiacutedios eficazes para a anaacutelise da ruptura de taludes soacute podendo ser desenvolvidos

devido agrave teacutecnica de geoprocessamento aplicada Com o ressalve de que no uso de dados

lineamentos eles natildeo podem natildeo ter as dimensotildees precisas pois tanto podem se apresentar

em superfiacutecie quanto em profundidade alterando o maciccedilo

Sugere-se ainda o uso de outros mapas para tornar a anaacutelise mais completa como por

exemplo mapas da profundidade do niacutevel drsquoaacutegua e declividade

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

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Universidade de Satildeo Paulo Satildeo Carlos 2012

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MONTOYA C A H Incertezas vulnerabilidade e avaliaccedilatildeo de risco devido a

deslizamento em estradas Tese de doutorado UnB Brasiacutelia 2013

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CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Geologia Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha

e Mucuri Diamantina MG

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 3 Departamento de Engenharia de Minas Instituto Federal do Espiacuterito Santo Cachoeiro de

Itapemirim ES 4 Escola de Arquitetura Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG 5 Departamento de Geologia Universidade Federal de Ouro Preto Ouro Preto MG

53

Capiacutetulo 4

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES

utilizando teacutecnicas de geoprocessamento

Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitassup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Allison Augusto

Gonccedilalves de Freitas1 Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas3 Rayane Monteiro

Ferreira4 Edgar Batista de Medeiros Juacutenior5

INTRODUCcedilAtildeO

Redes de transporte rodoviaacuterio tornaram-se a essecircncia da infraestrutura em todos os

paiacuteses As estradas satildeo importantes como a estrutura fiacutesica da sociedade e como a base para o

desenvolvimento social e econocircmico (EFFATI et al 2012)

No Brasil o principal meio de transporte urbano e de boa distribuiccedilatildeo eacute o sistema de

transporte rodoviaacuterio Neste contexto vias rurais e urbanas satildeo notaacuteveis para tornar o traacutefego

de pessoas e a distribuiccedilatildeo de produtos sendo incontestaacutevel a importacircncia de um sistema de

transporte seguro capaz de atender a demanda (SILVA et al 2006) Juntamente com um

intenso crescimento nas cidades de porte meacutedio na deacutecada de 60 ocorreu um periacuteodo de

grandes investimentos em infraestrutura rodoviaacuteria no paiacutes Jaacute nos anos 70 o Ministeacuterio de

Transportes por meio do Plano de Desenvolvimento Nacional estimulou uma expansatildeo das

rodovias no Brasil Com estes investimentos muitos municiacutepios proacuteximos e ao longo dos

eixos rodoviaacuterios sentiram-se atraiacutedos e motivados agraves atividades e investimentos que

favorecessem o comeacutercio de produtos e serviccedilos Assim as cidades de pequeno e meacutedio

porte demostraram um crescimento linear ao longo das rodovias natildeo apresentando

planejamento no uso do solo e na sua ocupaccedilatildeo (FREIRE 2003)

Com o tempo o aumento do transporte nestas rodovias trouxe implicaccedilotildees positivas e

negativas para as cidades (CORREcircA PINTO 2012) Alguns desses problemas como a

ocorrecircncia de congestionamentos e acidentes (EFFATI et al 2012) No sentido de diminuir

esses problemas existem metodologias que auxiliam no estudo de viabilidade sendo uma

delas a aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio que foi utilizada neste trabalho

Deste modo este trabalho teve por objetivo geral fazer um estudo de realocaccedilatildeo da

BR-101 na aacuterea urbana do municiacutepio de Iconha-ES utilizando anaacutelise multicriteacuterio De

forma mais especiacutefica

bull Analisar quais criteacuterios (fatores e restriccedilotildees) interferem na locaccedilatildeo da rodovia

bull Determinar as restriccedilotildees que interferem na escolha da aacuterea

bull Determinar os fatores que interferem na escolha da aacuterea

bull Determinar as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy que melhor se adequam aos diferentes fatores

usados

bull Ponderar os fatores

bull Gerar a anaacutelise multicriteacuterio para estudo de aptidatildeo de aacutereas para realocaccedilatildeo da BR-101

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

54

bull Achar uma aacuterea com maior adequabilidade agrave realocaccedilatildeo da rodovia

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

Iconha localiza-se ao sul do Espiacuterito Santo (Figura 1) entre as coordenadas

N=7695610m E=300822m N=7702818m E=318390m na zona 24 sul Limitando-se ao

norte com Anchieta ao sul com Rio Novo do Sul a leste com Piuacutema e a oeste com Alfredo

Chaves Segundo IBGE (2014) o municiacutepio possui aacuterea territorial de 203528 kmsup2 O acesso

para a cidade de Iconha a partir de Vitoacuteria pode ser realizado pela BR-101 ateacute o municiacutepio

de Iconha sendo um trajeto de aproximadamente 97 Km

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

CONTORNOS VIAacuteRIOS

Em um contexto geral as ruas que satildeo estradas dentro das cidades marcavam os

caminhos de acesso onde se estabeleciam as relaccedilotildees com os territoacuterios circundantes na

configuraccedilatildeo original das cidades marcando os eixos da futura expansatildeo (VALLEJO 1995)

Anteriormente a intensificaccedilatildeo do uso de automoacuteveis as estradas (intermunicipais estaduais e

federais) passavam dentro das cidades e os fluxos de transporte tinham com elas uma relaccedilatildeo

intensa de contato cultural e intercacircmbio comercial aumentando o desenvolvimento local

(AUGEacute 1994) A malha rodoviaacuteria brasileira se deslocou criando corredores estrateacutegicos de

transportes trazendo consigo um crescimento socioeconocircmico e modificando as aacutereas e

cidades por onde passou (FREIRE 2003)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo do municiacutepio de Iconha em relaccedilatildeo ao Estado do Espiacuterito Santo O

quadrado em verde mostra a aacuterea de estudo Fonte Modificado de Wikipeacutedia (2006)

Devido ao crescimento maciccedilo do fluxo de veiacuteculos nas cidades novas medidas foram

tomadas dentre elas a construccedilatildeo de rodovias de contorno ou aneacuteis viaacuterios atualmente

usados como a soluccedilatildeo mais viaacutevel para resolver o problema das travessias urbanas (SILVA

JUacuteNIOR e FERREIRA 2008)

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55

O surgimento destes contornos daacute-se com a necessidade de melhorar a fluidez dos

deslocamentos devido ao elevado grau de saturaccedilatildeo das vias nas aacutereas mais centrais

(CORREcircA PINTO 2012) O fluxo de passagem tende a ser redirecionado para fora das aacutereas

urbanas por meio de laccedilos de contorno ou aneacuteis viaacuterios (SANTOS 2006)

De acordo com Silva Juacutenior e Ferreira (2008) a construccedilatildeo de contornos viaacuterios pode

atrair a ocupaccedilatildeo urbana do mesmo modo que o traccedilado original o que poderia levar a

ineficiecircncia deste novo contorno viaacuterio O natildeo planejamento desta ocupaccedilatildeo pode vir com

uma nova segregaccedilatildeo urbana que terminaraacute por inviabilizar o segmento da rodovia O

tamanho destes impactos eacute dependente de vaacuterios fatos dentre os quais a estruturaccedilatildeo do

tecido urbano (malha viaacuteria e uso do solo) e seu grau de inter-relacionamento com a rodovia

(CORREcircA PINTO 2012)

Existem diversas teacutecnicas para estudo de locaccedilatildeo de contorno viaacuterio entre elas

podemos citar a avaliaccedilatildeo geomorfoloacutegica estrutural e pedoloacutegica seja com ou sem a

aplicaccedilatildeo de Sistema de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) O SIG eacuteutilizado principalmente pela

Engenharia de Transporte nos estudos de alternativas de traccedilados de contornos viaacuterios pode

considerar diversas categorias na anaacutelise (sociais econocircmicas ambientais geoteacutecnicas) com

pesos diferentes (SILVA 2004)

Em seu trabalho Silva et al (2006) utilizaram o apoio agrave decisatildeo atraveacutes de SIG e

apresentaram alternativas de projeto para o anel viaacuterio da cidade de Viccedilosa-MG com

utilizando agrave loacutegica fuzzy e a anaacutelise multicriteacuterio para o levantamento e anaacutelise de

condicionadores consideradas de acordo com os dados disponiacuteveis em mapas de altitude

hidrografia declividade sistema de transportes classe de solo e principalmente o uso e

cobertura do solo e selecionaram alternativas de contornos que fazem uso das rodovias

existentes como uma opccedilatildeo para diminuir os custos e os impactos ambientais

Correcirca Pinto (2012) tratou sobre os desdobramentos na forma urbana de pequenas

cidades causados por novos contornos viaacuterios tendo como estudo de caso as cidades de Satildeo

Francisco de Assis e Santiago (RS) A metodologia aplicada foi baseada nas medidas de

diferenciaccedilatildeo espacial atraveacutes das quais foi possiacutevel visualizar o dinamismo do traccedilado de

uma cidade e as possiacuteveis alteraccedilotildees de sua forma Como resultado identificou e avaliou

algumas consequecircncias que as implantaccedilotildees de contornos viaacuterios causam nas formas urbanas

das pequenas cidades

SILVA (2012) aplicou a metodologia de anaacutelise espacial por avaliaccedilatildeo multicriteacuterio

para otimizar o processo de planejamento da ocupaccedilatildeo territorial e da mobilidade urbana no

municiacutepio de Viccedilosa - MG e aacuterea de influecircncia Como metodologia utilizou recursos

disponiacuteveis em SIG com avaliaccedilatildeo multicriteacuterio sobre bases cartograacuteficas digitais Como

resultado elaborou mapas temaacuteticos que representam as propostas para a mobilidade urbana e

para a ocupaccedilatildeo territorial da aacuterea de estudo conforme as abrangecircncias consideradas

FOTOINTERPRETACcedilAtildeO

De acordo com Soares e Fiori (1978) a interpretaccedilatildeo visual eacute o estudo da imagem

fotograacutefica visando agrave descoberta e a avaliaccedilatildeo por meacutetodos indutivos dedutivos e

comparativos do significado funccedilatildeo e relaccedilatildeo dos objetos correspondentes agraves imagens ou

seja eacute a teacutecnica de examinar as imagens dos objetos na imagem e deduzir sua significaccedilatildeo

Ribeiro et al (2008) entendem que a fotointerpretaccedilatildeo baseia-se no processo de

anaacutelise de imagens por meio da detecccedilatildeo identificaccedilatildeo e classificaccedilatildeo dos objetos de

interesse contidos nelas Ao analisar imagens eacute importante a observaccedilatildeo de entes e feiccedilotildees

insinuadas atraveacutes de caracteriacutesticas das imagens como cor tonalidade textura tamanho

forma padratildeo sombras altura localizaccedilatildeo dos alvos e aspectos associados

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

56

Santos (1988) aplicou o levantamento das tipologias vegetais pela teacutecnica de anaacutelise

visual e atraveacutes desta mapeou quatro tipologias distintas e concluiu que o produto e

metodologia usados nesta pesquisa satildeo plenamente viaacuteveis para levantamentos das tipologias

florestais nativas da Amazocircnia

Mercante et al (2005) realizaram um mapeamento de uso do solo usando como base

para a interpretaccedilatildeo visual o conhecimento preacutevio da aacuterea de estudo adquiridos apoacutes o

reconhecimento de campo observando as principais classes de coberturas de solo na aacuterea O

resultado desta anaacutelise visual constituiu um importante subsiacutedio para a decisatildeo sobre a melhor

alternativa da via de gasoduto permitindo uma escolha mais racional e menos subjetiva

Moreira et al (2008) fotointerpretaram as imagens de sateacutelite (LANDSAT 7 ETM+)

pela sua variaccedilatildeo textural devido ao registro dos alvos terem diferentes comportamentos

espectrais e diferentes arranjos espaciais e explicaram a compartimentaccedilatildeo e a relaccedilatildeo de

equivalecircncia entre zonas que constituem texturas semelhantes

Desta forma entende-se que a interpretaccedilatildeo visual pode ter seu uso em estudos de

localizaccedilatildeo de estradas exploraccedilatildeo mineral diferentes traccedilados propostos agricultura

planejamento urbano e dentre outros mapas temaacuteticos (NADALIN 2010)

SISTEMAS DE INFORMACcedilAtildeO GEOGRAacuteFICA (SIG)

A aplicaccedilatildeo de Sistemas de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) em problemas de tomada de

decisatildeo eacute uma ferramenta poderosa e eficiente nas diversas aacutereas do conhecimento pois

possibilita que o processo seja realizado de maneira mais fundamentada Dessa forma o

agente de decisatildeo tem agrave sua disposiccedilatildeo dados e informaccedilotildees mais acessiacuteveis mais facilmente

combinados e modificados aleacutem de utilizar argumentos mais claros para a decisatildeo (SILVA

1999) Segundo Star e Estes (1991) o uso do SIG para a estruturaccedilatildeo e organizaccedilatildeo de

variaacuteveis com a intenccedilatildeo de obter alternativas para a seleccedilatildeo de locais com adequabilidades

para determinado estudo tem sido amplamente utilizado O seu uso pode ser explicado por ser

uma ferramenta que trata grandes quantidades de dados armazenados em banco de dados

contendo informaccedilotildees representativas do mundo real atraveacutes de coordenadas geograacuteficas

possibilitando realizar anaacutelises espaciais

ANAacuteLISE DE MULTICRITEacuteRIO

De acordo com Moura (2007) a anaacutelise de multicriteacuterio pode ser entendida como um

procedimento metodoloacutegico que faz o cruzamento de variaacuteveis nas anaacutelises espaciais esta

anaacutelise tambeacutem eacute conhecida como Anaacutelise Hieraacuterquica de Pesos ou Aacutervore de Decisotildees Esta

anaacutelise se destina a desenvolver estudos caracterizadores da realidade vigente e preditivos de

situaccedilotildees que estatildeo por vir alcanccedilando o objetivo da anaacutelise espacial Francisco et al (2007)

considera que a anaacutelise multicriteacuterio eacute um meacutetodo de anaacutelise de alternativas para a resoluccedilatildeo

de problemaacuteticas que utilizam diversos criteacuterios relacionados ao objeto de estudo sendo

assim possiacutevel identificar alternativas prioritaacuterias para o objeto considerado

Os meacutetodos de anaacutelises multicriteacuterio vecircm sendo utilizados para a soluccedilatildeo de

problemas nas tomadas de decisatildeo nas mais diversas aacutereas do conhecimento entre elas

alternativas de poliacuteticas social (VILAS BOAS 2006) como indicador de condiccedilotildees de vida

(SILVA e JANNUZZI 2009) no planejamento e gestatildeo ambiental (FRANCO et al 2013)

no uso de terras (PORATH 2014) e anaacutelise de sensibilidade ambiental (RIBEIRO 2011) com

o intuito de esclarecer ao decisor possibilidades nas escolhas Apoiam o procedimento

decisoacuterio com base nos dados existentes agregando valores dos agentes na busca de uma

melhor soluccedilatildeo (CAMPOS 2011)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

57

O procedimento da anaacutelise multicriteacuterio baseia-se em mapeamentos de variaacuteveis pelo

seu plano de informaccedilatildeo e na definiccedilatildeo do grau de pertinecircncia de cada plano de informaccedilatildeo e

de cada um de seus componentes para a construccedilatildeo do resultado final e sempre que

necessaacuterio utilizando fatores de ponderaccedilatildeo (MOURA 2007)

Na praacutetica na anaacutelise multicriteacuterio a decisatildeo eacute tomada atraveacutes de um conjunto de teacutecnicas e

meacutetodos para dar apoio a pessoas e organizaccedilotildees nas tomadas de decisotildees sob a persuasatildeo de

uma multiplicidade de criteacuterios (GOMES et al 2002)

Santos (2010) diz que para a realizaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio o estudo deve ter

como base alguns passos sendo eles a seleccedilatildeo e representaccedilatildeo das variaacuteveis que caracterizam

o fenocircmeno organizaccedilatildeo dessas em planos de informaccedilatildeo discretizaccedilatildeo dos planos em

resoluccedilatildeo espacial adequada combinaccedilatildeo das variaacuteveis de forma que elas possam representar

a complexidade da realidade e por fim a possibilidade de calibraccedilatildeo e validaccedilatildeo do sistema

mediante identificaccedilatildeo e correccedilatildeo das relaccedilotildees construiacutedas entre as variaacuteveis mapeadas

Moreira et al (2001) objetivou a pesquisa mineral atraveacutes de anaacutelises multicriteacuterio de

dados geoloacutegicos e geofiacutesicos visando a seleccedilatildeo de aacutereas com maior potencial agrave ocorrecircncia de

minerais radioativos Como estudo de caso comparou o desempenho de 8 meacutetodos de anaacutelise

multicriteacuterio de dados geoloacutegicos e radiomeacutetricos na prediccedilatildeo de aacutereas potenciais agrave

ocorrecircncia de minerais radiativos no planalto de Poccedilos de Caldas Os cenaacuterios gerados

indicaram desempenhos diferentes nas avaliaccedilotildees encontrando desde resultados considerados

bons a medianos para identificaccedilatildeo mineral

Vilas Boas (2006) desenvolveu um modelo de anaacutelise de decisatildeo para facilitar o

processo de escolha de alternativas de poliacuteticas programas e projetos relacionados agrave gestatildeo de

recursos hiacutedricos e mais especificamente ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Como resultado

apresentou uma lista ordenada das alternativas de uso muacuteltiplo possiacuteveis de serem

implantadas no reservatoacuterio

Moura (2007) aplicou a anaacutelise multicriteacuterio como subsiacutedio para estudos ambientais

de forma a apresentar como resultado um roteiro metodoloacutegico para apoio as revisotildees

bibliograacuteficas destinado agrave construccedilatildeo de anaacutelises espaciais de caracterizaccedilatildeo e gerenciamento

ambiental e urbano Jannuzzi et al (2009) utilizaram a anaacutelise multicriteacuterio em uma aplicaccedilatildeo

em poliacuteticas puacuteblicas e obteve como resultado uma seacuterie de escolhas teacutecnicas e poliacuteticas

Com o objetivo de levantar situaccedilotildees ambientais associadas agrave necessidade de proteccedilatildeo

do parque estadual da Serra do Rola Moccedila a partir dos dados levantados no plano de manejo

Santos (2010) apresentou uma proposta metodoloacutegica com uso de anaacutelise multicriteacuterio para

identificaccedilatildeo de suas aacutereas de fragilidade ambiental Como resposta obteve aacutereas fragilidade

associadas ao meio fiacutesico ao turismo a accedilatildeo antroacutepica e agrave correlaccedilatildeo desses fatores

Ribeiro (2011) usou anaacutelise multicriteacuterio para encontrar aacutereas para implantaccedilatildeo das

culturas florestais de Hevea brasiliensis Pinus elliottiivarelliottii e Schizolobiumamazonicum

no Estado do Espiacuterito Santo e como resultado observou-se que o Estado apresenta aacutereas com

aptidatildeo edafoclimaacutetica para todas as espeacutecies

Considerando a anaacutelise multicriteacuterio como uma boa ferramenta na tomada de decisotildees

Franco et al (2013) a usou em seus estudos para identificaccedilatildeo da prioridade de aacutereas a

recuperaccedilatildeo florestal O mapa final produzido foi considerado uma ferramenta de gestatildeo da

aacuterea prioritaacuteria a restauraccedilatildeo

Em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas potenciais para construccedilatildeo de marinas no

municiacutepio de Florianoacutepolis-SC com o uso da anaacutelise multicriteacuterio Porath (2014) usou

variaacuteveis adotadas em mapas temaacuteticos identificando geograficamente aacutereas mais propensas agrave

implantaccedilatildeo de marinas considerando a interferecircncia antroacutepica e marinha tentando

minimizar as perturbaccedilotildees e o impacto ambiental

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

58

METODOLOGIA

Para a realizaccedilatildeo deste trabalho foram utilizados como base vaacuterios materiais

cartograacuteficos sendo eles Curvas de niacutevel com equidistacircncia vertical de 20 m fornecido pelo

GEOBASES (2011) Mapa topograacutefico das cidades de Iconha Rio Novo do Sul Anchieta e

Piuacutema (160000) Ortofotos do IEMA (2007) das cidades de Iconha Rio Novo do Sul

Anchieta e Piuacutema (1 35000) Mapa de Declividade do terreno gerado a partir das curvas de

niacutevel Mapa de Rios e Mapa de Uso dos Solos gerados a partir da fotointerpretaccedilatildeo das

ortofotos

Para a montagem do banco de dados foram utilizadas as ortofotos com as quais foi

possiacutevel elaborar arquivos vetoriais (shapefile) atraveacutes de fotointerpretaccedilatildeo (na escala de

visualizaccedilatildeo de 12500) e vetorizaccedilatildeo em tela de pontos linhas e poliacutegonos gerando dois

mapas sendo eles Mapa de Uso dos Solos (Apecircndice A) onde foram observadas as

principais classes de coberturas de solo existentes (pastagem agricultura florestas casas

rurais zonas urbanas vilarejos depoacutesitosndashfaacutebricas-pedreiras lagoasndashlagos-represas) e o

Mapa de Rios Para a geraccedilatildeo do Mapa de Declividade do Terreno foram utilizadas as curvas

de niacutevel

ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO

De acordo com a proposta metodoloacutegica usada por Barros e Marques (2007) neste

trabalho levou-se em consideraccedilatildeo o levantamento e o geoprocessamento das condicionantes

que existem na legislaccedilatildeo Posteriormente ao levantamento e a anaacutelise dos condicionantes

foram determinados os criteacuterios que subsidiaram o processo de decisatildeo

Esta decisatildeo eacute suportada pela consideraccedilatildeo de criteacuterios que representam possiacuteveis

condiccedilotildees de quantificar ou avaliar determinada anaacutelise Os criteacuterios podem ser de dois tipos

Restriccedilatildeo ou Fatores A restriccedilatildeo eacute um criteacuterio capaz de limitar as alternativas em

consideraccedilatildeo no estudo e pode assumir um caraacuteter de exclusatildeo de espaccedilos da anaacutelise

definindo as alternativas natildeo elegiacuteveis que deveratildeo ser excluiacutedas do espaccedilo inicial de soluccedilotildees

possiacuteveis O Fator eacute um criteacuterio que aumenta ou diminui a adequabilidade de uma

determinada alternativa para o objetivo da anaacutelise Esta aptidatildeo eacute medida numa escala

contiacutenua e de forma a englobar todo o espaccedilo de soluccedilatildeo inicialmente previsto (RAMOS e

MENDES 2001)

Seguindo a metodologia apresentada por Benda et al (2012) neste trabalho utilizou-se

a loacutegica booleana para confecccedilatildeo dos mapas de restriccedilotildees a loacutegica fuzzy para padronizaccedilatildeo

dos fatores e a anaacutelise multicriteacuterio para combinaccedilatildeo entre as restriccedilotildees e fatores

Assim como Calijuri et al (2002) em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas para

implantaccedilatildeo de aterros sanitaacuterios neste trabalhou as restriccedilotildees diferenciam locais que possam

ser considerados aptos ou inaptos a realocaccedilatildeo da BR-101 Os fatores definem locais ou

alternativas em medidas contiacutenuas de aptidatildeo diminuindo ou aumentando o valor de uma

alternativa em questatildeo naqueles locais fora das restriccedilotildees absolutas

As restriccedilotildees atuam como um tipo de criteacuterio que limita a soluccedilatildeo do problema

restringindo as alternativas em consideraccedilatildeo excluindo aacutereas de acordo com determinadas

condiccedilotildees impostas (BENDA et al 2012) Utilizando um operador algeacutebrico de mapas tipo

booleano criam-se mapas binaacuterios natildeo aptos (0) ou aptos (1) que possibilitam a realizaccedilatildeo de

cruzamentos entre dois ou mais planos de informaccedilatildeo (SCARASSATTI e COSTA 2010)

As restriccedilotildees booleanas usadas com as justificativas das referidas escolhas satildeo listadas

abaixo

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59

a) Restriccedilatildeo Casa Rurais e Depoacutesitos

De acordo com o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949 do DNIT 1973 requer-se a

distacircncia miacutenima de 60 metros das residecircncias e depoacutesitos (presentes no Mapa de Uso dos

Solos este usado para confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo para a construccedilatildeo de rodovias

Quando o custo do terreno ou imoacuteveis for muito elevado a desapropriar o tamanho dessa

faixa poderaacute mudar ao exigido por exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo

ateacute os miacutenimos 30 metros

b) Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas

Como margem de seguranccedila ao que rege o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949

(DNIT 1973) foi aplicada uma distacircncia miacutenima de 60 metros as zonas urbanizadas por

exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo ateacute os miacutenimos 20 metros

Tendo como foco a retirada da BR-101 do centro de Iconha ou de qualquer outra aacuterea com

habitaccedilatildeo neste toacutepico foram consideradas como zonas urbanizadas todas as aacutereas com 5

(cinco) ou mais casas proacuteximas no Mapa de Uso dos Solos este usado na confecccedilatildeo desta

restriccedilatildeo Assim somente as aacutereas com ocupaccedilatildeo urbana e seu entorno de 60 metros estatildeo

inaptas agrave ocupaccedilatildeo com a BR-101 sendo as demais aptas para o contorno viaacuterio

c) Restriccedilatildeo Rios

Pinto (2010) Corseuil e Campos (2007) Barros e Marques (2007) em seus trabalhos

com a intenccedilatildeo de preservar os recursos hiacutedricos de contaminaccedilotildees e respeitando a resoluccedilatildeo

Nordm 303 do CONAMA (2002) e na Lei Federal Nordm 4771 (BRASIL 1965) delimitaram um

raio de 30 metros ao redor dos cursos drsquoaacutegua com menos de 10 metros de largura como eacute o

caso da aacuterea em estudo

Neste trabalho apesar dos cursos drsquoaacutegua usado para a confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo) da

aacuterea possuiacuterem menos de 10 metros de largura optou-se para uma maior margem de

seguranccedila limitar um raio de ateacute 60 metros ao redor dos corpos drsquoaacutegua impedindo que essas

aacutereas obtivem-se algum grau de aptidatildeo para a realocaccedilatildeo da BR-101

Em seu trabalho sobre apoio agrave decisatildeo aplicada ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Vilas

Boas (2006) considerou os fatores que atuam em uma problemaacutetica como criteacuterios Scarassatti

e Costa (2010) trataram os fatores como mapas que provem ponderaccedilotildees dos diferentes

fatores de influecircncia a um dado acontecimento sendo um dos meios usados para a criaccedilatildeo dos

mapas de fatores a loacutegica fuzzy ou nebulosa

Para normalizar os criteacuterios satildeo usados as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy estas funccedilotildees

que foram selecionadas para que de melhor forma adequem aos paracircmetros do estudo De

acordo com Ramos e Mendes (2001) umas das funccedilotildees mais usadas designadas por funccedilotildees

fuzzy satildeo Sigmoidal J-Shaped Linear e Complexa Poreacutem na aplicabilidade deste trabalho

fez se o uso somente da funccedilatildeo Sigmoidal crescente e Sigmoidal decrescente (Figura 2)

Figura 2 - Funccedilotildees de pertinecircncia dos conjuntos fuzzy Sigmoidal crescente (a)

Sigmoidal decrescente (b) Fonte Modificado de Eastman (1997)

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

60

Haacute diversos meacutetodos de padronizaccedilatildeo grande parte dos meacutetodos utiliza valores

maacuteximos e miacutenimos (CAMPOS 2005) Neste trabalho os mapas dos fatores foram limitados

e ponderados a um intervalo ente 0 - 255 (intervalo do byte) permitindo exploraccedilatildeo da

variedade de dados contiacutenuos

a) Fator Declividade do terreno

A declividade pode ser representada como um acircngulo de inclinaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao

percentual entre o comprimento horizontal da encosta e o desniacutevel vertical (IPT 2007) Para

Barbosa et al (2012) a declividade consiste da maior ou menor inclinaccedilatildeo do relevo em

comparaccedilatildeo ao horizonte Pinto (2010) considera a declividade como um fator que pode tanto

potencializar como limitar a ocupaccedilatildeo de uma aacuterea considerando as declividades mais

acentuadas mais propiacutecias a riscos de deslizamentos escorregamentos e as menos acentuadas

mais apropriadas para a ocupaccedilatildeo Em seus estudos considerou a declividade maior que 45

inapta ao uso

A partir do Mapa de Declividade do Terreno as regiotildees planas e onduladas de acordo

com o Art 15 da portaria ndeg 19 de 10011949 (DNIT 1973) foram consideradas prioritaacuterias

a realocaccedilatildeo da BR-101 Neste trabalho as declividades ideais foram consideradas entre os

valores de 0 e 5 agrave medida que a declividade aumenta menor eacute a adequabilidade da aacuterea

para o objetivo proposto sendo considerado acima de 45 inapta sendo limitada pela proacutepria

legislaccedilatildeo ambiental A funccedilatildeo utilizada para normalizar os dados de declividade foi a funccedilatildeo

de pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente (Figura 2b) servindo como pontos de

controle abc = 5 e d = 45

b) Fator Distacircncia dos Rios

Para proporcionar uma maior garantia de preservaccedilatildeo dos rios os limites estabelecidos

pela legislaccedilatildeo ambiental e jaacute citados anteriormente foram levados em consideraccedilatildeo atraveacutes

do uso de restriccedilatildeo poreacutem foi utilizado o fator que considera que quanto maior a distacircncia

dos rios maior a adequabilidade ao empreendimento

Seguindo o meacutetodo proposto por Pinto (2010) considerou que quanto maior a distacircncia

em relaccedilatildeo aos rios melhor a aptidatildeo da aacuterea sendo assim foi utilizada a funccedilatildeo de

pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica crescente (Figura 2a) para descrever essa variaccedilatildeo

com pontos de controle em a=60m e bcd=15000 m (comprimento maacuteximo da aacuterea de

estudo)

c) Fator Uso dos Solos

Objetivando afetar o miacutenimo possiacutevel as aacutereas jaacute utilizadas pela ocupaccedilatildeo humana e

aacutereas florestais a aacuterea de pastagem eacute colocada como a aacuterea mais adequada ao

empreendimento em estudo

Aacutereas de valores mais altos indicam maior adequabilidade ao empreendimento

enquanto que as aacutereas com menores valores representam as menos adequadas conforme pode

ser visto na Tabela 1 Para a normalizaccedilatildeo das classes de uso do solo o Mapa Uso dos Solos

foi reclassificado atribuindo agraves classes valores de 0 a 255

bull Ponderaccedilatildeo dos fatores (avaliaccedilatildeo de pesos para os criteacuterios)

De acordo com Calijuri (2008) a ponderaccedilatildeo eacute um indicativo da importacircncia relativa

dos fatores e um regulador de compensaccedilatildeo entre eles O grau em que um fator pode

compensar outro eacute determinado por seu fator ou compensaccedilatildeo de peso

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61

Tabela 1 - Normalizaccedilatildeo das classes usos do solo Fonte Autores

Legenda Valores Atribuiacutedos

Lagoas-Lagos-Represas 0

Casas Rurais 0

Vilarejos 0

Depoacutesitos 0

Zona Urbana 0

Floresta 25

Agricultura 200

Pastagem 255

Dessa forma os valores de aptidatildeo foram atribuiacutedos baseados em conhecimento

empiacuterico e tambeacutem em trabalhos de outros autores como Calijuri et al (2002) Barros e

Marques (2007) Mercante e Antunes (2010) Pinto (2010) Silva et al (2010) Benda et al

(2012)

Assim como nos trabalhos de Calijuri et al (2002) Corseuil e Campos (2007) Calijuri

(2008) Mercante e Antunes (2010) e Benda et al (2012) posteriormente a padronizaccedilatildeo dos

fatores para a escala de 0 a 255 os pesos finais satildeo estimados por meio do Processo de

Hierarquizaccedilatildeo Analiacutetico (AHP) aplicado agrave matriz de comparaccedilatildeo par-a-par utilizando o

meacutetodo apresentado por Saaty (1980) e Clark Labs (2006) este meacutetodo permite estabelecer

pesos a cada fator segundo sua relevacircncia que foi priorizada conforme seu grau de

importacircncia para a anaacutelise ou seja os pesos dos fatores satildeo atribuiacutedos especificamente a cada

fator dando a importacircncia relativa de cada um em relaccedilatildeo aos outros (MERCANTE e

ANTUNES 2010) atribuindo pesos diferenciados no processo final de decisatildeo

Nesse julgamento fez-se o uso da escala de comparadores proposta por Saaty (1977)

que pode ser vista no Quadro 1

Quadro 1 - Escala de valores Fonte Modificado de Saaty (1977)

Intensidade relativa

de importacircncia

Definiccedilatildeo Explicaccedilatildeo

1 Igual importacircncia Importacircncia igual dos dois criteacuterios

para o objetivo

3 Menor importacircncia de

um sobre o outro

Um dos criteacuterios eacute levemente mais

favoraacutevel do que o outro

5 Essencial ou forte Um dos criteacuterios eacute consideravelmente

mais favoraacutevel do que outro

7 Importacircncia muito

grande

A importacircncia de um criteacuterio sobre o

outro eacute evidentemente muito maior

9 Importacircncia absoluta Quando um meio-termo eacute necessaacuterio

Considerando a escala de Saaty fez-se a comparaccedilatildeo entre os fatores utilizados

conforme podem ser vistos na Tabela 2 Onde o fator Declividade do terreno eacute levemente

mais favoraacutevel do que o fator Distacircncia dos Rios O fator Uso dos Solos eacute consideravelmente

mais favoraacutevel que o fator o Distacircncia dos Rios e levemente mais favoraacutevel do que o fator

Declividade do terreno

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

62

Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo dos criteacuterios escalonados (fatores) Fonte Autores

Fatores Distacircncia dos

Rios

Declividade do

terreno

Uso dos

Solos

Distacircncia dos Rios 1

Declividade do terrreno 3 1

Uso dos Solos 5 3 1

Para criaccedilatildeo da matriz de ponderaccedilatildeo foram considerados como ordem de importacircncia

dos fatores Distacircncia dos Rios a Declividade do Terreno e o Uso dos Solos Dessa forma

obtiveram-se os pesos que consideram o quanto determinado fator interfere na anaacutelise (Tabela

3)

Tabela 2 - Resultado final dos pesos calculados para os fatores Fonte Autores

Fator Peso

Distacircncia dos Rios 010

Declividade do

terreno

026

Uso dos Solos 064

bull Combinaccedilatildeo linear ponderada

Depois de determinado os pesos dos criteacuterios que foram utilizados neste estudo foi

necessaacuterio agrave junccedilatildeo dos dados para obtenccedilatildeo do mapa final de adequabilidade

Com esta finalidade os mapas de cada fator foram combinados pelo meacutetodo da

combinaccedilatildeo linear ponderada onde multiplicou-se os mapas de adequabilidade de cada fator

por seu peso especiacutefico posteriormente fez-se o somatoacuterio de todos estes fatores obtendo-se

um valor final da aacuterea com sua adequabilidade (BENDA et al 2012)

Devido agrave utilizaccedilatildeo de mapas de restriccedilotildees neste estudo (booleanos) o procedimento

foi modificado e multiplicou-se a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo dos

fatores pelo produto das restriccedilotildees

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

As informaccedilotildees geradas nos mapas de restriccedilotildees e fatores subsidiam a discussatildeo que

leva a interpretaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos mapas finais verificando-se assim como cada restriccedilatildeo e

fator afetou a anaacutelise final

Os mapas temaacuteticos mostram agraves aacutereas apropriadas a implementaccedilatildeo ao contorno

viaacuterio sendo algumas aacutereas de exclusatildeo (restriccedilotildees) e outras com valores de adequabilidade

(fatores)

As exclusotildees consideradas satildeo criteacuterios associados ao ordenamento do territoacuterio em

termos de ocupaccedilatildeo humana os mapas de exclusatildeo de aacutereas Restriccedilatildeo Casa Rurais e

Depoacutesitos Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas e Restriccedilatildeo Rios exibindo aacutereas aptas (classe 1) e

inaptas (classe 0) ao empreendimento

Assim como no trabalho de Mercante et al (2005) a relevacircncia do uso dos solos e

declividade do terreno na anaacutelise tem uma influecircncia direta no trajeto da rodovia refletindo

na preservaccedilatildeo teacutecnica e econocircmica do empreendimento levando em consideraccedilatildeo as aacutereas

mais planas do terreno e as aacutereas de pastagem

As justificativas adotadas para as ponderaccedilotildees foram tratadas da seguinte maneira

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

63

O Fator Declividade do terreno eacute moderadamente mais importante do que o fator Distacircncia

dos Rios pois o escoamento de um rio depende da declividade dos canais fluviais

O Fator Uso dos Solos eacute muito fortemente mais importante que o fator o Distacircncia dos

Rios uma vez que o manejo da rodovia nas proximidades do rio eacute mais faacutecil que a

desocupaccedilatildeo das aacutereas urbanizadas

O Fator Uso dos Solos eacute moderadamente mais importante do que o fator Declividade

do terreno uma vez que eacute mais econocircmico aplainar um terreno que locomover a populaccedilatildeo de

local

O valor da razatildeo de consistecircncia entre os pesos ponderados dos fatores foi de 003

neste caso a matriz de julgamento estaacute consistente o que torna os pesos calculados para este

modelo aceitaacuteveis visto que para os valores de razatildeo de consistecircncia inferiores a 010 natildeo

necessitam de reavaliaccedilatildeo (EASTMAN 1999)

Com o resultado dos fatores ponderados obtidos e as restriccedilotildees foi possiacutevel realizar a

avaliaccedilatildeo de muacuteltiplos criteacuterios e obter o mapa final de adequabilidade (Figura 4) com valores

variando de 0 a 255 estes valores representam o grau de aptidatildeo ou seja a adequabilidade

das aacutereas agrave realocaccedilatildeo da BR-101 e natildeo se agraves aacutereas satildeo aptas ou inaptas onde 0 identifica

aacutereas inaptas ao empreendimento e 255 as mais aptas possibilitando a escolha dos locais

dentro da aacuterea mais apto que merecem um estudo detalhado com o mapeamento geoloacutegico

Ao analisar o mapa final observa-se a influecircncia tanto das restriccedilotildees quanto dos fatores

no mapa final Os mapas de restriccedilotildees inibindo as aacutereas consideradas inaptas de quaisquer

graus de adequabilidade ou seja estabelecendo aptidatildeo 0 a estas aacutereas e os fatores atribuindo

graus de adequabilidade no mapa Entre os fatores foi observado que o fator Uso do Solo

apresenta uma maior importacircncia em relaccedilatildeo aos fatores declividade e rios o que se

caracteriza nos pesos obtidos durante o processo de comparaccedilatildeo Percebe-se ainda que neste

mapa final poucas aacutereas com baixa aptidatildeo satildeo encontradas

Nas regiotildees proacuteximas ao atual traccedilado da rodovia bem como na parte inferior desta

percebe-se aacutereas de maior adequabilidade isso se daacute principalmente pela influecircncia do Fator

Uso dos Solos e a Declividade do Terreno pois o estudo levou em consideraccedilatildeo valores de

menores custos como aacutereas de pastagens e menos declivosas e que atendessem normas da

legislaccedilatildeo brasileira Ainda foi possiacutevel constatar que a anaacutelise por muacuteltiplos criteacuterios foi

bastante influenciada pelo uso do solo poreacutem a declividade e os rios satildeo fatores

fundamentais no contorno viaacuterio pois refletem um menor ou maior custo do empreendimento

Em seu trabalho Mercante et al (2005) priorizaram os custos do empreendimento de

um gasoduto e obteve como resposta as aacutereas menos declivosas e aacutereas ocupadas por

pastagem que barateariam o custo de desapropriaccedilatildeo

Benda et al (2012) em seu estudo apresentaram uma imagem final de adequabilidade

utilizando anaacutelise multicriteacuterio - fatores e restriccedilotildees Posteriormente ela limitou as aacutereas que

poderiam ser usadas para ocupaccedilatildeo com aterros controlados considerando adequabilidade

maior que 220 e aacuterea miacutenima de 20 hectares desta forma ela obteve uma aacuterea mais apropriada

dentre suas restriccedilotildees e fatores apresentados

Francisco et al (2007) em seu trabalho sobre prioridades para recuperaccedilatildeo de Aacutereas de

Preservaccedilatildeo Permanente fizeram a aplicaccedilatildeo de dois meacutetodos de anaacutelise multicriteacuterio Os dois

meacutetodos apresentaram resultados diferentes Um dos meacutetodos apresentou uma maior extensatildeo

de aacuterea com alta prioridade de recuperaccedilatildeo enquanto o outro apresentou aacutereas maiores com

baixa prioridade de meios de recuperaccedilatildeo Os usos das terras com prioridades mais altas em

ambos os meacutetodos eram de solo nu e cultura anual

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

64

MAPA FINAL DA ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO

O mapa final de adequabilidade (Figura 4) resultado da anaacutelise multicriteacuterio mostra

como aacuterea adequada agrave realocaccedilatildeo da BR-101 a sua porccedilatildeo de aacuterea inferior a localizaccedilatildeo atual

da rodovia Esta regiatildeo possui uma menor declividade pouca interferecircncia dos rios e uma

relaccedilatildeo de uso do solo mais adequada agrave implantaccedilatildeo do empreendimento

E considerando aspectos sociais e urbanos um novo traccedilado torna-se mais favoraacutevel

quando considera o fluxo ideal de veiacuteculos e pessoas aleacutem da seguranccedila do cidadatildeo que mora

no centro urbano do municiacutepio de Iconha

Figura 4 - Mapa final de adequabilidade com o uso da anaacutelise multicriteacuterio - fatores e

restriccedilotildees Fonte Autores

CONCLUSAtildeO

Com base na anaacutelise dos dados e interpretaccedilatildeo dos resultados obtidos a partir do que

foi proposto e das condiccedilotildees especiacuteficas deste trabalho conclui-se que

O uso da anaacutelise multicriteacuterio utilizando agrave loacutegica fuzzy retrata resultados mais

proacuteximos a realidade quando comparados com o zoneamento booleano por natildeo considerar

mudanccedilas abruptas

Os mapas de adequabilidades obtidos natildeo caracterizam aacutereas aptas ou inaptas mas

representam uma superfiacutecie de adequabilidade onde possuem valores de 0 (menos apto) a 255

(mais apto)

A anaacutelise multicriteacuterio por ser subjetiva pode definir diversos cenaacuterios dependente

da normalizaccedilatildeo e ponderaccedilatildeo usadas e deve ser utilizada de forma criteriosa a fim de natildeo

inserir erros na anaacutelise

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

65

Com o mapa de aptidatildeo final pode-se selecionar algumas aacutereas adequadas agrave

implantaccedilatildeo do contorno viaacuterio o que varia de acordo com o valor das variaacuteveis encontradas

Utilizando-se do mapa de adequabilidade como guia a parte inferior do mapa (Figura

4) eacute uma ampla aacuterea de alternativas possiacuteveis para a instalaccedilatildeo da nova rota da BR-101

Os resultados obtidos neste trabalho revelam as potencialidades do SIG na tomada de

decisatildeo no processo de avaliaccedilatildeo e seleccedilatildeo de aacutereas

Com a intenccedilatildeo de um melhor entendimento da aacuterea para a realocaccedilatildeo da BR-101 estudos

mais especiacuteficos podem ser realizados

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sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Linhares ES

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES

sup3 Campus Caccedilapava do Sul da Universidade Federal do Pampa Caccedilapava do Sul RS 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

71

Capiacutetulo 5

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite

Landsat 5

Marx Engel Martinssup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Felipe Guadagninsup3 Carlos Henrique

Rodrigues de Oliveira4

INTRODUCcedilAtildeO

Anaacutelises multitemporais satildeo importantes ferramentas para anaacutelise ambiental devido agrave

constacircncia no imageamento dos sateacutelites e sua relativa precisatildeo nas informaccedilotildees obtidas pelos

mesmos principalmente em objetos de estudos de grande porte como rios que percorrem

mais de um estado Ao longo do tempo eles passam por alteraccedilotildees em sua dinacircmica

naturalmente no entanto os seres humanos estatildeo cada dia a interferir mais nos cursos drsquoaacutegua

atividades como agricultura e pecuaacuteria satildeo grandes causadoras de impactos em tais ambientes

mas natildeo as uacutenicas

A necessidade por energia da sociedade contemporacircnea aumenta tanto quanto cresce a

populaccedilatildeo e seu acesso equipamentos eletrocircnicos que tornam a vida mais faacutecil

No Brasil a principal fonte de energia satildeo as hidreleacutetricas sendo 6488 de toda

capacidade brasileira em operaccedilatildeo e 223 e 2477 respectivamente em construccedilatildeo e

construccedilatildeo natildeo iniciados dos novos empreendimentos em energia no paiacutes seratildeo atraveacutes de

barragens em rios (ANEEL 2007) o rio Doce passou por uma intervenccedilatildeo em seu curso

iniciada no ano de 2001 em que se construiu uma dessas usinas com o nome da cidade em

que foi construiacuteda Aimoreacutes na divisa entre Espiacuterito Santo e Minas Gerais (CICCARONE et

al 2012)

Autores como COELHO 2007 analisaram o rio Doce em aspectos socioambientais

como crescimento e dinacircmica populacional industrial atividades econocircmicas entre outros

O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) disponibiliza uma vasta seacuterie de

imagens de alguns sateacutelites dentre eles o Landsat 5 lanccedilado em 1ordm de marccedilo de 1984 com

resoluccedilatildeo espacial de 30m captando diversos comprimentos de onda da luz que vatildeo desde o

visiacutevel ao infra-vermelho proacuteximo e orbita todo o globo a cada 16 dias (USGS 2017) Devido

essas caracteriacutesticas foi escolhido para analisar os impactos causados pela construccedilatildeo da

Hidreleacutetrica de Aimoreacutes

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

A aacuterea delimitada para o enfoque do trabalho se situa na

zona 24Sul da projeccedilatildeo transversa de Mercator no datum SIRGAS 2000 com as

coordenadas dos veacutertices sendo 276405 E (m) e 7889561 N (m) 276405 E (m) e 7823450

N(m) 425511 E (m) e 7823450 N (m) 425511 E (m) e 7889561 N (m) (Figura 1)

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

72

Figura 1 - Rio Doce com enfoque para a parte espirito santense Fonte Adaptado de

GEOBASES 2002

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

O rio Doce eacute objeto de estudo por geoacutelogos desde 1825 quando se tentou por parte do

governo da entatildeo Capitania de Minas Gerais realizar um projeto de navegabilidade do Rio

onde geoacutelogos acompanhavam as expediccedilotildees de comeacutercio que incursavam o Rio em procura

de recursos minerais principalmente ouro e outros metais (ESPINDOLA 2007)

Segundo a EMBRAPA (2011) encontram-se na aacuterea de estudo os seguintes tipos de

solos Cambissolos Haacuteplicos Latossolos Amarelos Distroacuteficos Latossolos Vermelho-

Amarelos Distroacuteficos Argissolos Amarelos Distroacuteficos Argissolos Vermelhos Eutroacuteficos

Neossolos Quartzarenicos Hidromoacuterifcos aleacutem de serem encontrados afloramentos rochosos

com manto de alteraccedilatildeo

Tais solos estatildeo distribuiacutedos em um contexto geomorfoloacutegico que varia de maciccedilos

plutocircnicos na parte oeste seguidos por uma faixa de dobramentos remobilizadas que satildeo

rochas metamoacuterficas de alto grau e por fim os depoacutesitos sedimentares recentes que vatildeo ateacute a

costa (IJSN 2007)

O clima predominante na aacuterea eacute o Tropical Quente Uacutemido com um a trecircs meses secos

tambeacutem ocorrendo na porccedilatildeo oeste proacuteximo agrave divisa com Minas Gerais o semi-uacutemido com

quatro a cinco meses seco com meacutedia de temperatura anual maior que 18deg Celsius e

localizadamente na porccedilatildeo sul o Tropical Subquente Uacutemido com quatro a cinco meses secos

(IBGE 2002)

O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave

distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais

Pincipalmente estas uacuteltimas ao qual se englobam os sateacutelites dentre eles a seacuterie Landsat

Tais dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

73

de onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos Seus sensores

acoplados captam sete bandas espectrais (FIGUEIREDO 2005)

Tais bandas podem ser associadas aos canais RGB (vermelho verde e azul) para o

realce de alguma feiccedilatildeo especiacutefica que tenha seu comportamento conhecido em determinado

espectro da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica o que eacute chamado de composiccedilatildeo colorida O sensor TM

do sateacutelite Landsat e suas 7 bandas captam as radiaccedilotildees do visiacutevel ao infravermelho distante

(a banda 1 capta o comprimento de 0485 microm e a banda 7 capta o de 2215 microm) (Figura 2)

(PERROTTA 2005)

Figura 2 - Radiaccedilotildees do Espectro Eletromagneacutetico Fonte SBFISICA (2010)

Segundo o INPE (2011) para combinaccedilatildeo no sistema RGB das bandas do sensor TM e

obtenccedilatildeo de imagens coloridas as seguintes feiccedilotildees satildeo realccediladas por cada composiccedilatildeo

ldquoBandas 3 2 e 1 imagens em cor natural com boa penetraccedilatildeo na aacutegua realccedilando as

correntes a turbidez e os sedimentos A vegetaccedilatildeo aparece em tonalidades esverdeadas

Bandas 4 3 e 2 define melhor os limites entre o solo e a aacutegua ainda mantendo algum detalhe

em aacuteguas pouco profundas e mostrando as diferenccedilas na vegetaccedilatildeo que aparece em

tonalidades de vermelho Bandas 5 4 e 3 mostra mais claramente os limites entre o solo e a

aacutegua com a vegetaccedilatildeo mais discriminada aparecendo em tonalidades de verde e rosa

Bandas 7 4 e 2 mostra a vegetaccedilatildeo em tons verdes e permite discriminar a umidade tanto na

vegetaccedilatildeo como no solordquo

MORAIS (2008) realizou um estudo em que analisaram uma seacuterie temporal de

imagens Landsat 5 para verificar as alteraccedilotildees da dinacircmica fluvial do rio Araguaia no Centro-

Oeste brasileiro neste estudo foi utilizada a composiccedilatildeo RGB-543 do sensor TM para

verificar a evoluccedilatildeo do canal com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da evoluccedilatildeo

da vegetaccedilatildeo na aacuterea Neste estudo ele separou o rio em zonas de acordo com vaacuterios fatores

bioacuteticos e abioacuteticos no entanto a classificaccedilatildeo final se deu de acordo com os processos

sedimentares estudando a variaccedilatildeo da deposiccedilatildeo e erosatildeo de ilhas em um rio meandrante

MAIA et al (2006) formularam um guia para estudos de manguezais do Nordeste em

que definiram o uso da mesma composiccedilatildeo utilizada por Morais para zoneamento de uso e

ocupaccedilatildeo de solo em que tinham o propoacutesito de observar diferentes feiccedilotildees geograacuteficas

antropizadas que aparecem na coloraccedilatildeo rosa tais feiccedilotildees satildeo lotes e aacutereas urbanas e corpos

de aacutegua que aparecem em azul claro quando rasos e vatildeo ficando escuros de acordo com o

aumento da sua profundidade

Em uma cena um mesmo alvo mostra diferentes comportamentos espectrais para as

diferentes bandas captadas pelos sensores (ZAKI et al 1995) e para que se consiga

interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-processamento entre elas

podemos citar o georreferenciamento e o contraste

O georreferenciamento das imagens se daacute atraveacutes de comparaccedilatildeo por exemplo uma

base cartograacutefica pontos de controle obtidos com um equipamento GPS ou uma outra

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

74

imagem previamente corrigida aplicando-se alguma teacutecnica de registro de imagem em que se

observa uma feiccedilatildeo e utilizam-se suas coordenadas para as mesmas feiccedilotildees na imagem que se

deseja georreferenciar por exemplo corpos drsquoaacutegua cruzamentos de ruas ou entatildeo qualquer

feiccedilatildeo que seja possiacutevel de se observar (CAMPBELL 2002)

O contraste que consiste em melhorar a visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons

de cinza utilizando-se de funccedilotildees lineares ou natildeo que modificam o histograma original

convertendo-o em outro que manteacutem a mesma variaccedilatildeo entre os tons de cinza no entanto com

um niacutevel de melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al 1984)

Apoacutes o preacute-processamento das imagens foi feita a composiccedilatildeo colorida pois a

distinccedilatildeo entre cores eacute mais faacutecil do que entre tons de cinza por isso atribui-se a cada banda

da imagem uma cor no sistema RGB para as feiccedilotildees captadas em cada banda sejam

evidenciadas por seus respectivos canais (MOHAMED 2012)

Os rios como exemplo de ambiente aquaacutetico satildeo reconhecidos pelos tipos de seus

canais que satildeo usualmente divididos em quatro principais tipos retiliacuteneos meandrantes

entrelaccedilado e anastomosado sendo divididos pela sua sinuosidade os retiliacuteneos satildeo os mais

retos os meandrantes os mais sinuosos e com barras de acumulaccedilatildeo de sedimentos em um

lado e deposiccedilatildeo em outro os entrelaccedilados possuem acumulaccedilotildees no meio e satildeo pouco

sinuosos jaacute os anastomosados conteacutem barras que os dividem e depois destas barras eles

voltam a se encontrar Essas formas satildeo padrotildees no entanto podem ser observadas

formas intermediaacuterias entre estes tipos (MENDES 1984)

Para DELLA FAacuteVERA (2001) os depoacutesitos de rios conteacutem variaccedilotildees de acordo com

o regime de fluxo sendo que ora podem ter gratildeos grossos ora gratildeos finos independente do

tipo de rio e satildeo na maioria das vezes transportados por meio de traccedilatildeo entre as partiacuteculas No

rio Doce a grande maioria dos depoacutesitos eacute da fraccedilatildeo areia a cascalho contendo

minoritariamente gratildeos na fraccedilatildeo silte

Nesse contexto MELLO et al (2005a e 2005b) e HATUSHIKA et al (2007)

realizaram estudos no rio Doce e perceberam que as mudanccedilas no curso do rio satildeo causadas

por uma neotectocircnica o que explica as mudanccedilas no curso do rio e a formaccedilatildeo do sistema de

lagos adjacente principalmente na cidade de Linhares-ES Realizaram inclusive um estudo

geofiacutesico de alta resoluccedilatildeo no maior dos lagos da regiatildeo a lagoa Juparanatilde e dataram que os

depoacutesitos desse lago satildeo iniciados a partir de 9000 anos indicando que este lago eacute um antigo

canal do rio Doce que foi alterado devido um sistema tectocircnico extensional com direccedilatildeo NW-

SE que gerou esta alteraccedilatildeo abrupta no curso do mesmo sendo assim possiacutevel encontrar

sedimentos arenosos neste rio com grande sinuosidade

O movimento das partiacuteculas de qualquer tamanho em um fluido se daacute por trecircs

mecanismos rolamento saltaccedilatildeo e suspensatildeo Em baixas velocidades de corrente apenas

partiacuteculas finas e de baixa densidade podem ser carregadas em suspensatildeo ainda nesse

regime as que estejam na fraccedilatildeo areia se movem por rolamento ou por saltaccedilatildeo minerais

placoacuteides como micas flutuam mais devido agrave sua alta superfiacutecie e demoram mais para

depositar Com um pequeno incremento da velocidade todas as variaccedilotildees de silte e algumas

de areia podem ser mantidas em suspensatildeo gracircnulos e seixos pequenos se movem por

saltaccedilatildeo e material mais grosso por rolamento Tais processos satildeo os mesmos na aacutegua e no

ar no entanto devido agrave massa e a viscosidade da aacutegua serem maiores nela satildeo mais efetivos

necessitando de menor velocidade nesta do que no ar A faixa em que ocorre erosatildeo e

deposiccedilatildeo de sedimentos relativos agrave velocidade do fluxo altura da coluna drsquoaacutegua e

o tamanho de gratildeo (NICHOLS 2007)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

75

METODOLOGIA

Para realizaccedilatildeo do trabalho foi necessaacuteria a obtenccedilatildeo das imagens do sensor TM do

sateacutelite Landsat 5 nas oacuterbitas 215 e 216 nos pontos 73 e 74 Tais imagens estatildeo disponiacuteveis

gratuitamente no endereccedilo eletrocircnico do INPE Para que se possa descarregar as imagens eacute

necessaacuterio efetuar um cadastro junto ao site (httpwwwdgiinpebrCDSR) e escolher as

oacuterbitas e os pontos que satildeo desejados apoacutes isso faz-se o pedido e as imagens satildeo

disponibilizadas no email cadastrado com as sete bandas disponiacuteveis

Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem de

distintas estaccedilotildees do ano para que houvesse alternacircncia entre o periacuteodo de seca e de chuva

pois assim seria possiacutevel observar as variaccedilotildees extremas da dinacircmica fluvial O Quadro 1

mostra as imagens que melhor se encaixaram nesse perfil durante o periacuteodo analisado que eacute

antes da construccedilatildeo da Hidreleacutetrica de Aimoreacutes e depois de sua construccedilatildeo no total foram

obtidas trinta e seis imagens que foram utilizadas para compor nove cenas destas foram

utilizadas trecircs bandas de cada (5 4 e 3)

Quadro 1 - Descriccedilatildeo das caracteriacutesticas das imagens de sateacutelite utilizadas Fonte

Autores

Cena 1

Cena 2

Cena 3

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

21673 15022001

21673 11092001

21673 13062003

21674 15022001

21674 11092001

21674 13062003

21573 08022001

21573 19082001

21573 22062003

21574 08022001

21574 19082001

21574 22062003

Cena 4

Cena 5

Cena 6

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

21673 19102003

21673 23072006

21673 20032007

21674 19102003

21674 23072006

21674 05042007

21573 10092003

21573 14062006

21573 13032007

21574 10092003

21574 14062006

21574 29032007

Cena 7

Cena 8

Cena 9

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

21673 27082007

21673 12052009

21673 21072011

21674 27082007

21674 12052009

21674 21072011

21573 20082007

21573 19042009

21573 30072011

21574 20082007

21574 19042009

21574 30072011

As imagens depois de descarregadas necessitaram que fosse realizado seu preacute-

processamento em ambiente de Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu

em georreferenciaacute-las utilizando como paracircmetro de comparaccedilatildeo as ortofotos do IEMA

(2007) aplicaccedilatildeo de contraste linear aumentando linearmente os tons de cinza no entanto

mantendo a proporccedilatildeo original Este procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5

4 e 3 para todas as nove cenas

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

76

Foram utilizadas as imagens preacute-processadas com seus tons de cinza individualmente

realccedilados para entatildeo ser feita a composiccedilatildeo colorida RGB (543) Segundo Florenzano (2008)

essa composiccedilatildeo colorida realccedila corpos drsquoaacutegua com baixa e alta carga sedimentar suspensa

ficando estes com coloraccedilatildeo azul escuro e azul claro respectivamente

Cada banda realccedila uma feiccedilatildeo especiacutefica sendo que a para o sensor utilizado a banda

3 oferece boa resposta com corpos drsquoaacutegua e evidencia caracteriacutesticas como o teor de

sedimentos presentes neles ou suas profundidades sendo maior a reflectacircncia para alta carga

sedimentar e maiores profundidades

Foram observados nas imagens os locais em que haviam barras de acumulaccedilotildees de

sedimentos ao longo do curso do rio (Figura 3) A partir dessas imagens foi realizado o

trabalho de campo entre os dias 03 e 06 de julho de 2013 onde foram coletados 12

testemunhos com um metro de profundidade e diacircmetro de 60 mm cada com o intuito de

fazer a anaacutelise textural dos sedimentos para avaliar o potencial de transporte sedimentar do

rio apoacutes a construccedilatildeo da barragem da Usina Hidreleacutetrica de Aimoreacutes Foram marcados os

locais com equipamento GPS de navegaccedilatildeo da marca Garminreg o percurso foi feito em

veiacuteculo da UFES

O processo de amostragem em campo (Figura 4A B C D E e F) consistiu em inserir

os tubos nos sedimentos com auxiacutelio de uma marreta e posteriormente retiraacute-lo com auxiacutelio de

duas abraccediladeiras de metal contendo quatro parafusos que as prendiam e facilitava a retirada

Tal processo foi dificultado devido ao fato dos sedimentos em alguns pontos estarem com

alto teor de umidade Depois de retirados os tubos eram identificados e lacrados com tampas

tal teacutecnica eacute similar no entanto mais simples que a utilizada por MARTIN et al(1995)

Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de

sedimentologia da UFES onde foram preparadas para as seguintes anaacutelises textural

granulomeacutetrica e mineraloacutegica

O primeiro passo foi abrir os tubos sem danificar ou perder o material contido em seu

interior (Figura 5A e B)

Apoacutes abertos os tubos foram deixados um dia expostos ao sol para que fossem

previamente secos para posterior anaacutelise textural preliminar que implicou na observaccedilatildeo do

grau de arredondamento dos sedimentos feita utilizando uma lupa binocular Coleman em

toda a seccedilatildeo amostrada misturando-se parte dos sedimentos e colocando-os em uma placa

petri

Os sedimentos foram passados por um quarteador para homogeneizaccedilatildeo da amostra e

obtidos no miacutenimo cinquenta gramas de amostra pois segundo FOLK (1980) eacute o miacutenimo

necessaacuterio para anaacutelise de sedimentos na fraccedilatildeo areia ou superior E colocados em uma placa

petri utilizando-se uma placa para cada amostra pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo de

dois diacutegitos foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada

placa e colocados na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24

horas Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados

durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz em agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de

peneiras de malhas 4760 2000 1410 500 250 125 74 37 microm

Entatildeo as fraccedilotildees dos sedimentos retidos em cada peneira foram pesadas para posterior

processamento no software Gradistat (Blott e Pye 2001) Este software eacute uma macro feita no

Excelreg para suiacutete de aplicativos Officereg da Microsoftreg ou compatiacuteveis que ao se inserir os

pesos obtidos calcula alguns paracircmetros texturais como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo

assimetria e curtose usando os paracircmetros definidos por FOLK E WARD (1957)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

77

Figura 3 - Pontos onde houve visitaccedilatildeo em alguns natildeo foi possiacutevel realizar amostragem Fonte Modificado de GEOBASES 2002

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

78

Figura 4 - Processo de amostragem em campo A ndash Equipamentos utilizados B ndash Inserccedilatildeo e

identificaccedilatildeo dos tubos C ndash Teacutermino da inserccedilatildeo D ndash Retirada da amostra E ndash Abertura das

abraccediladeiras F ndash Finalizaccedilatildeo do processo de abertura Fonte Autores

Figura 5 - Corte dos tubos utilizando uma serra eleacutetrica com disco diamantado A - Processo

de corte e B - Tubo cortado Fonte Autores

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79

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Depois de processadas e analisadas as imagens orbitais delimitou-se oito segmentos

do rio (Figura 6) em que foram feitos recortes nas nove imagens e colocadas lado a lado para

melhor visualizaccedilatildeo das mudanccedilas no curso ao longo do periacuteodo analisado

Nas imagens eacute possiacutevel observar as variaccedilotildees sazonais ao qual o rio eacute submetido no

trecho estudado onde em determinadas eacutepocas do ano ele expotildee as barras de acumulaccedilatildeo e

em outras ele as afoga isso devido agrave sazonalidade natural das estaccedilotildees mais e menos

chuvosas em seu percurso

Para cada segmento foi realizado um mosaico com as nove imagens da seacuterie temporal

No mosaico as imagens estatildeo numeradas de um a nove como numa matriz de trecircs

linhas por trecircs colunas nesta a numeraccedilatildeo cresce da esquerda para direita sendo as imagens

de um a trecircs na primeira linha de quatro a seis na segunda e por fim de sete a nove na

terceira sendo as datas das imagens fevereiro de 2001 Agosto e Setembro de 2001 junho de

2003 setembro e outubro de 2003 junho de 2006 marccedilo de 2007 outubro de 2007 abril e

maio de 2009 e julho de 2011 respectivamente

Em algumas imagens a cobertura de nuvens eacute excessiva e impede uma boa

visualizaccedilatildeo das variaccedilotildees ocorridas

Figura 6 - Mapa de localizaccedilatildeo das imagens da seacuterie temporal sobrepondo relevo

sombreado recursos hiacutedricos e pontos coletados Fonte Modificado de GEOBASES (2002) e

USGS (2011)

Os segmentos em que satildeo observadas maiores mudanccedilas no curso do rio satildeo

respectivamente ldquoArdquo e ldquoHrdquo

No primeiro estaacute localizada a barragem da hidreleacutetrica e o desvio construiacutedo no curso

do rio um canal de grande porte que eacute possiacutevel ser visualizada sua construccedilatildeo desde o iniacutecio

em 2001 que em 2006 ele jaacute estava com fluxo sedimentar a usina jaacute operava nesta eacutepoca

Nas subimagens A1 A3 A6 e A8 eacute possiacutevel observar uma coloraccedilatildeo azul mais clara no curso

do rio fato devido agrave corresponderem ao periacuteodo de maior pluviosidade e consequente maior

carga sedimentar suspensa (Figura 7)

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

80

No segundo observa-se uma estrutura que segue o curso do rio e quando este faz a

curva para sul ele continua para leste (seta nas imagens H1 a H9 da figura 8) um pouco a

norte do ponto XII com exceccedilatildeo das imagens H4 e H5 o que parece ser um paleocanal que

desembocava no mar apresentando a mesma resposta espectral de aacutereas de margem que satildeo

tomadas pela vegetaccedilatildeo (cor verde clara)

A imagem H1 apresenta poucas acumulaccedilotildees de sedimentos no local em que foi

marcado o ponto XII aparentemente natildeo eacute possiacutevel de ser acessado pela margem Na imagem

H2 satildeo exibidos muitos bancos de areia o do local onde foi marcado o ponto XII tem pequena

extensatildeo Nota-se ainda que o mar exibe uma coloraccedilatildeo azul clara indicando carga

sedimentar suspensa

A imagem H3 conteacutem uma grande acumulaccedilatildeo no ponto XII e carga suspensa

intermediaacuteria pelo tom de azul natildeo ser tatildeo escuro nem tatildeo claro ficando mais escuro em

direccedilatildeo ao mar

Na parte visiacutevel da imagem H5 percebe-se pouca profundidade do canal indicada pela

cor azul escuro com barras de sedimentos no curso e baixa carga suspensa A imagem H6

exibe a barra lateral e com dimensatildeo reduzida no meio do rio natildeo eacute possiacutevel distinguir

acumulaccedilotildees sazonais apenas as ilhas vegetadas

A imagem H7 exibe acumulaccedilatildeo no ponto XII e pequenas barras ao longo do curso

aleacutem de baixa carga suspensa mostradas pela coloraccedilatildeo azul escuro A imagem H8 eacute de um

periacuteodo de cheia do rio no entanto eacute observado um pequeno banco de areia no local do ponto

XII

Nota-se que na imagem H9 a carga sedimentar no mar eacute maior que nas imagens

anteriores devido agrave pluma de sedimentos de cor azul clara e que aparentemente o rio estaacute

mais raso proacuteximo agrave desembocadura devido as barras no seu curso serem maiores que nos

anos anteriores Sendo a carga suspensa baixa e como o mar conteacutem uma pluma sedimentar

maior que nos anos anteriores o processo de transporte que pode estar ocorrendo

pode ser o de traccedilatildeo com posterior retrabalhamento

Todas as amostras foram obtidas a jusante da barragem da Usina Hidreleacutetrica de

Aimoreacutes Com a anaacutelise dos sedimentos de acordo com a metodologia citada anteriormente

foram obtidos os resultados que seratildeo expostos a seguir

O arredondamento observado nas amostras varia de anguloso a sub anguloso nas

amostras obtidas ateacute o ponto 8 os seguintes passam a apresentar o grau sub anguloso a

arredondado raramente bem arredondado A mineralogia apresentou predominacircncia de

quartzo variando entre 95 a 97 das amostras devido a este fato natildeo foram

caracterizados com detalhe os outros minerais que compunham as amostras sendo

observados micas muscovita biotita lepidolita granada epidoto e minerais ferrosos como

ilmenita e magnetita Tais minerais satildeo compatiacuteveis com as rochas da regiatildeo o que jaacute era

esperado

Os paracircmetros adotados para interpretaccedilatildeo dos dados foram os de FOLK E WARD

(1957) citados por BLOTT E PYE (2001) no software GRADISTAT pois satildeo formas

descritivas que se relacionam com as caracteriacutesticas dos sedimentos ao inveacutes de valores

numeacutericos obtidos puramente por caacutelculos matemaacuteticos O resultado das anaacutelises eacute o exibido

no Quadro 2

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

81

Figura 7 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a

hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)

Figura 8 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a

hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

82

Quadro 2 - Resultados obtidos a partir do software GRADISTAT Fonte Autores

Amostra Granulometria

Mediana Selecionamento Assimetria Curtose

I Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado Assimetria Negativa

Extremamente

Leptocuacutertica

II Areia Meacutedia

Moderadamente

Selecionado

Assimetria Muito

Negativa Leptocuacutertica

III Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado Assimetria Negativa Mesocuacutertica

IV Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado Assimetria Negativa

Extremamente

Leptocuacutertica

V Areia Grossa

Pouco

Selecionado

Assimetria Muito

Positiva Mesocuacutertica

VI Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Mesocuacutertica

VII Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado

Assimetria Muito

Positiva Paticuacutertica

VIII Areia Meacutedia

Moderadamente

Selecionado Simeacutetrico Platicuacutertica

IX Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica

X Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica

XI Areia Grossa

Pouco

Selecionado

Assimetria Muito

Positiva Leptocuacutertica

XII Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica

A assimetria eacute o grau de desvio de uma curva no sentido horizontal podendo esse

desvio ser positivo ou negativo medindo a distribuiccedilatildeo da frequecircncia e marca a posiccedilatildeo da

meacutedia em relaccedilatildeo agrave mediana descrevendo se a curva eacute ou natildeo simeacutetrica Sendo assimeacutetrica

pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado das fraccedilotildees grossas ou das finas

podendo ser negativa ou positiva respectivamente (TAVARES et al 2010)

Esse padratildeo de distribuiccedilatildeo das granulometrias areia meacutedia com assimetria negativa

ateacute a amostra IV indica que os depoacutesitos foram mais retrabalhados talvez porque se

encontram em porccedilotildees de acumulaccedilotildees de sedimentos com maior porte o que as torna

naturalmente mais retrabalhaacuteveis Jaacute os padrotildees das amostras pouco selecionadas satildeo

depoacutesitos de menores dimensotildees e podem estar em processo de formaccedilatildeo Ou entatildeo foram

erodidos no uacuteltimo pulso de cheia e estatildeo em processo de reformulaccedilatildeo Esse conceito eacute

explicado em NICHOLS (2007) sendo o padratildeo deposicional de um rio entrelaccedilado

A anaacutelise da curtose reforccedila tal argumento pois quanto mais platicuacuterticas as

distribuiccedilotildees os sedimentos tendem a ser misturas de populaccedilotildees diferentes e quando

leptocuacuterticas satildeo afetados por correntes de fundo ou algum evento deposicional que

removeu alguma fraccedilatildeo Os que estatildeo mesocuacuterticos natildeo fornecem consistecircncia para

afirmaccedilatildeo alguma assim como observado por Tavares et al(2010) em um contexto

semelhante

Proacuteximo a represa no ponto II observam-se gratildeos em fraccedilotildees denominadas por FOLK

E WARD (1957) como cascalho muito grosso sendo um ambiente de alta energia pois

quando as comportas satildeo abertas liberam toda energia potencial que estava acumulada

diminuindo gradativamente conforme vatildeo sendo fechadas causando a deposiccedilatildeo destes

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

83

sedimentos que tem o caraacuteter bem arredondado em sua maioria tal fato indica seu

retrabalhamento e transporte por rolamento

No ponto IV ao cavar poucos centiacutemetros a partir da superfiacutecie eacute possiacutevel observar

estratificaccedilatildeo cruzada de baixo acircngulo com um niacutevel de minerais pesados tornando-a mais

visiacutevel tal fato indica deposiccedilatildeo de material em suspensatildeo

Na cidade de Colatina observam-se largos bancos de areia que estreitam o rio no

ponto amostral VI

No bairro Bebedouro em Linhares Ponto IX foi observado na margem do rio um

padratildeo deengrossamento para o topo com seixos imbricados ou seja mostram-se aqui as

fraccedilotildeesmais finas na base e um evento que depositou estes sedimentos mais grosseiros por

traccedilatildeo devido ao seu imbricamento

Proacuteximo agrave foz do rio eacute encontrado um niacutevel de minerais pesados finos

Tais niacuteveis de finos satildeo encontrados junto com a amostra XII que predomina a

granulometria grossa o graacutefico da distribuiccedilatildeo nesta amostra tem assimetria positiva ou seja

a tendecircncia para fraccedilotildees menores Analisando o caraacuteter muito leptocuacutertico da amostra

evidencia-se que foram eventos deposicionais distintos que trouxeram tais sedimentos para

este local Fator indicativo das variaccedilotildees do gradiente energeacutetico do rio

CONCLUSAtildeO

As evidentes variaccedilotildees na dinacircmica fluvial do Doce satildeo visualizadas em diversas

escalas e conjunto de dados observados Seja nas imagens de sateacutelite seja nos bancos de areia

ora submersos ora emersos ainda quando se analisa as fraccedilotildees dos sedimentos presentes nos

mesmos

A maior presenccedila de sedimentos grosseiros na parte jusante do rio e sua tendecircncia a

afinar a fraccedilatildeo assimetria muito positiva eacute evidecircncia de uma perda de energia do rio que

devido sua alta energia tendia a carregar sedimentos mais grossos vem agora diminuindo seu

poder de transporte dessas fraccedilotildees e comeccedila a acumular material mais finoSeu caraacuteter de rio

entrelaccedilado anterior pode estar variando a um padratildeo anastomosado de menor energia

A construccedilatildeo de hidreleacutetricas em rios inegavelmente altera seus cursos A questatildeo a se

fazer nesse momento eacute a seguinte O dano causado ao rio gera benefiacutecios que compensa sua

degradaccedilatildeo A resposta eacute relativa gera benefiacutecios a quem Agraves empresas que lucram com a

venda da energia obviamente a resposta eacute sim Agrave populaccedilatildeo que depende e sempre dependeu

do rio para suas diversas atividades sejam quais forem a resposta evidentemente eacute natildeo

Esperamos que um dia a preservaccedilatildeo do meio ambiente seja a prioridade da sociedade ao

inveacutes dos lucros de alguns poucos indiviacuteduos

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

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sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Cachoeiro de Itapemirim ES

sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES

sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da

Sauacutede Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

89

Capiacutetulo 6

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

Rafael de Oliveira Costasup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3 Carlos

Henrique Rodrigues de Oliveira4

INTRODUCcedilAtildeO

Podemos caracterizar as zonas costeiras com base na sua localizaccedilatildeo geograacutefica

continente oceano Estas satildeo regiotildees sujeitas a contiacutenuas alteraccedilotildees morfodinacircmicas e

apresentam grande variabilidade temporal e espacial em funccedilatildeo dos processos continentais e

marinhos Evidenciando a dinacircmica erosiva e deposicional caracterizada pela accedilatildeo das ondas

mareacutes correntes costeiras e tambeacutem a accedilatildeo fluvial (SILVA et al 2004)

Essas accedilotildees movimentam continuamente as linhas de costa muitas vezes na mesma

direccedilatildeo mas frequentemente em direccedilotildees opostas Como resultado a forma da linha de costa

sofre alteraccedilotildees (WILLIAMS et al 1992)

Ambientes costeiros associados agrave foz de rios estatildeo sujeitos a constantes alteraccedilotildees

morfodinacircmicas originados tanto por processos fluviais como marinhos Areias e outros

materiais satildeo movidos para a praia ou fora dela por correntes e ondas Com isso os

movimentos sazonais dos materiais costeiros criam usualmente amplas praias no veratildeo

substituiacutedas por estreitas praias no inverno em um verdadeiro ciclo anual Durante a accedilatildeo das

mareacutes de tempestades vaacuterias aacutereas podem ser inundadas em questatildeo de horas

Sendo assim conhecer os agentes que atuam na variaccedilatildeo morfodinacircmica levando em

consideraccedilatildeo o espaccedilo-tempo das diferentes regiotildees costeiras eacute de suma importacircncia

principalmente para esse estudo que eacute associado a desembocadura do rio pois dessa forma eacute

possiacutevel estabelecer cenaacuterios com base no comportamento desse ambiente que deve ser

utilizado como fator para o planejamento do uso e ocupaccedilatildeo do solo e tambeacutem para o

desenvolvimento de projetos de engenharia que venham a interferir na dinacircmica sedimentar

costeira (SILVA et al 2004)

Com base no exposto este trabalho tem como objeto de estudo principal a constituiccedilatildeo

e a variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo associado agrave foz do rio Itapemirim Este estudo

tem como base a anaacutelise histoacuterica das variaccedilotildees morfoloacutegicas ocorridas no local e sua relaccedilatildeo

com a descarga liacutequida do rio que seraacute feita por meio de anaacutelises de imagens em uma seacuterie

temporal Aleacutem de contar com a anaacutelise da atual contribuiccedilatildeo do aporte de sedimentos

fluviais na constituiccedilatildeo e variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo que seraacute feito por meio de

anaacutelise sedimentoloacutegicas

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

O Rio Itapemirim tem suas nascentes mais distantes localizadas na Serra do Caparaoacute

formadas pelos rios Braccedilo Norte Esquerdo e Braccedilo Norte Direito que se unem no municiacutepio

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

90

de Alegre Mais a jusante as aacuteguas do Itapemirim recebem contribuiccedilatildeo do rio Castelo no

distrito de Coutinho municiacutepio de Cachoeiro de Itapemirim O uacuteltimo grande afluente antes

da desembocadura no Oceano Atlacircntico eacute o Rio Muqui que junta-se ao Itapemirim no

municiacutepio de Itapemirim desaguando na altura de Marataiacutezes no Espiacuterito Santo

A aacuterea de trabalho localiza-se entre as coordenadas UTM E 308000 m e N 7682000

m E 320000 m e N 7682000 m E 320000 m e N 7672000 m E 308000 m e N 7672000

m (Figura 1)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo Fonte Autores

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL

SENSORIAMENTO REMOTO

O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave

distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais Tais

dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos de

onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos (FIGUEIREDO

2005) Um exemplo eacute o sateacutelite Landsat que utiliza os sensores instalados na oacuterbita e capta

sete bandas espectrais

Essas bandas podem estar associadas aos canais RGB (red - vermelho green - verde e

blue - azul) que satildeo utilizadas para obter um realce de uma determinada feiccedilatildeo formando a

composiccedilatildeo colorida De acordo com INPE (2011) no sistema RGB as bandas 5 4 e 3 do

sensor TM quando combinadas mostram mais claramente os limites entre o solo e a aacutegua

com a vegetaccedilatildeo natildeo tatildeo evidente aparecendo em tonalidades de verde e rosa

Em um estudo no rio Araguaia localizado na porccedilatildeo Centro-Oeste do Brasil Morais

(2008) analisou uma seacuterie temporal com imagens do Landsat 5 com o intuito de verificar a

alteraccedilatildeo da dinacircmica fluvial utilizando as bandas 5 4 e 3 do sensor TM e com isso pode

verificar a evoluccedilatildeo do canal do rio com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da

evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

91

PROCESSAMENTO E INTERPRETACcedilAtildeO DE IMAGENS

Para que se consiga interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-

processamento entre elas podemos citar o georreferenciamento e o contraste O contraste eacute

feito para que ocorra uma melhor visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons de cinza

atraveacutes da modificaccedilatildeo do histograma original formando outro que iraacute manter a mesma

variaccedilatildeo entre os tons de cinza poreacutem com uma melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al

1984)

O georreferenciamento eacute o processo de atribuir coordenadas geograacuteficas a pontos na

imagem ou vetor como por exemplo uma feiccedilatildeo de faacutecil observaccedilatildeo e identificaccedilatildeo nas duas

imagens e que tenha coordenada conhecida para se aplicar a teacutecnica de registro de imagem ou

ainda utilizando pontos de controle (CAMPBELL 2002)

MEacuteTODO GPR

O meacutetodo de radar de penetraccedilatildeo no solo (GPR) eacute um meacutetodo eletromagneacutetico que

consiste em obter uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie atraveacutes da transmissatildeo e

reflexatildeo de ondas eletromagneacuteticas de altas frequecircncias (10 ndash 1000 MHz) para localizar

feiccedilotildees geoloacutegicas rasas ou objetos enterrados pelo homem O princiacutepio fiacutesico e a

metodologia de aquisiccedilatildeo de dados GPR satildeo semelhantes agrave teacutecnica de reflexatildeo siacutesmica e a

teacutecnica de sonar poreacutem o GPR fundamenta-se na transmissatildeo e reflexatildeo de ondas

eletromagneacuteticas (EM) (PORSANI 1999)

O equipamento de GPR (Figura 2) eacute composto de um par de antenas um gerador de

ondas eletromagneacuteticos antena transmissora e um sistema para registro destas ondas a antena

receptora Uma das antenas eacute usada para transmitir um sinal eletromagneacutetico atraveacutes da

subsuperfiacutecie ao passo que a outra capta estes sinais apoacutes a sua reflexatildeo por diferentes alvos

no subsolo A propagaccedilatildeo do sinal EM depende da frequecircncia do sinal transmitido e das

propriedades eleacutetricas dos materiais as quais dependem principalmente do conteuacutedo de aacutegua

presente no solo Topp (1980 citado por BORGES 2002) sendo a atenuaccedilatildeo do sinal da

onda EM proporcional ao conteuacutedo de aacutegua Quando o pulso transmitido encontra mudanccedilas

abruptas nas propriedades dieleacutetricas parte da energia eacute refletida e difratada sendo captada

em superfiacutecie pela antena receptora A energia refletida eacute registrada em funccedilatildeo do tempo de

atraso amplificada e digitalizada atraveacutes de um computador posteriormente o resultado do

processamento dos dados disponibiliza uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie

(BORGES 2002)

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

92

Figura 2 - Constituintes baacutesicos do GPR Fonte Neal (2004)

CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL

Segundo Almeida (1977) a aacuterea estudada estaacute inserida regionalmente agrave leste da

Proviacutencia Mantiqueira que eacute paralela agrave costa atlacircntica do sudeste e sul do Brasil delineando

uma faixa de direccedilatildeo NE-SW com mais de 3000 km de comprimento que se estende do sul

da Bahia ateacute o Uruguai Localizada a leste do Craacuteton Satildeo Francisco aleacutem de fazer limite com

as proviacutencias Tocantins Satildeo Francisco e Paranaacute e eacute bordejada ao leste pela margem

continental e pelas bacias costeiras do Espiacuterito Santo Campos Santos e Pelotas

O embasamento da Formaccedilatildeo Barreiras estudada compreende rochas do Complexo

Paraiacuteba do Sul que de acordo com RADAMBRASIL (1983) constitui gnaisses de idade

Neoproterozoacuteica Estas rochas fazem contato com o Complexo Juiz de Fora que

constituemrochas de origem iacutegnea representadas por granitos gabros e charnockitos datadas

do Paleoproterozoacuteico

Sobre este embasamento depositam-se na regiatildeo os sedimentos Cenozoacuteicos

continentais classificado por Amador (1982) como Grupo Barreiras e devido a seus estudos

permitiu uma individualizaccedilatildeo de uma unidade lito-estratigraacutefica com idade Neoacutegena

Na Figura 3 estaacute evidenciando a aacuterea de estudo no mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo

podendo observar duas litologias diferentes na aacuterea demarcada que fica bem evidenciado na

Figura 4

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

93

Figura 3 - Mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo abrangendo a aacuterea investigada neste

estudoFonte Adaptado de Bizzi et al (2013)

Figura 4 - Coluna litoestratigraacutefica do Espiacuterito Santo com ecircnfase nas litologias presente na

aacuterea Fonte Adaptado de Bizzi et al (2013)

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

94

GRUPO BARREIRAS

O Grupo Barreiras foi agrave primeira unidade estratigraacutefica documentada no Brasil

ocorrendo ao longo do litoral brasileiro desde o Rio de Janeiro ateacute o estado do Amapaacute

recobrindo depoacutesitos sedimentares do mesozoacuteicos de diversas bacias costeiras (BEZERRA et

al 2005)

Os estudos sobre os depoacutesitos correspondentes ao Barreiras foram empregados pela

primeira vez quando Branner (1902 citado por AMADOR 1982) fez a primeira referecircncia a

esta unidade caracterizando-a como ldquouma sucessatildeo contiacutenua de sedimentos pouco ou natildeo

consolidados presentes na costa nordestinardquo

De acordo com Arai (2006) a regularidade no modo de ocorrecircncia e na caracteriacutestica

litoloacutegica eacute incompatiacutevel com a origem continental utilizada tradicionalmente para

caracterizar a origem do Barreiras o que constitui um misteacuterio sua procedecircncia pela

existecircncia de estudos com evidecircncias que revelam seu caraacuteter marinho da mesma forma que

a idade do Grupo Barreiras tem sido motivo de muita controveacutersia entre diversos autores em

funccedilatildeo de seu pobre conteuacutedo fossiliacutefero a sua vasta distribuiccedilatildeo e variaccedilatildeo espacial Na

literatura mais antiga a idade variava de Oligo-mioceno a Plioceno Segundo Bezerra et al

(2005) a idade da Formaccedilatildeo Barreiras tem sido atribuiacuteda ao intervalo de tempo que varia do

Mioceno ateacute o Plioceno-Pleistoceno

Recentemente Arai (2006) subdividiu o Grupo Barreiras em duas unidades distintas de acordo

com seus periacuteodos de deposiccedilatildeo Barreiras Inferior e Superior

A unidade Barreiras Inferior representa a eacutepoca em que a margem continental

brasileira recebia depoacutesitos duratte a transgressatildeo ocorrida no intervalo Aquitaniano ndash

Serravaliano (Eomioceno a Mesomioceno) acumulando uma grande quantidade de

sedimentos nas aacutereas hoje emersas do continente Esses depoacutesitos transgressivos e de mar alto

satildeo reconhecidos sob a forma de unidades litoestratigraacuteficas quase contiacutenuas ou em formas

mais isoladas tendo sido sedimentados principalmente na regiatildeo litoracircnea que atualmente se

estende da Foz do Amazonas ao estado do Rio de Janeiro onde o relevo plano teria

propiciado o avanccedilo do onlap para continente adentro (ARAI 2006)

Uma discordacircncia erosiva Tortoniana (Mioceno) delimita a interface entre as duas

Unidades distintas A discordacircncia representa uma queda eustaacutetica provocada por um periacuteodo

de glaciaccedilatildeo no Neoacutegeno sendo identificada em seccedilotildees siacutesmicas onde eacute reconhecida como

ldquoMarco Cinzardquo A idade Tortoniana foi atribuiacuteda atraveacutes da dataccedilatildeo de nanofoacutesseis Discoaster

hamatus (N-630) e D neorectus (N-635) Viana et al (1990 citado por ARAI 2006)

A unidade Barreiras Superior foi depositada durante o Plioceno que de acordo com as

curvas eustaacuteticas propostas por Haq Hardenbol e Vail (1987 citado por ARAI 2006) teria

ocorrido uma nova transgressatildeo e muitas das aacutereas erodidas receberam uma nova cobertura

sedimentar constituindo o ldquoBarreiras Superiorrdquo

CARACTERIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO

A aacuterea de estudo apresenta topografia variando de suavemente ondulada a plana

sendo que 84 de suas aacutereas possuem declividade abaixo de 30 O tipo de solo

predominantemente eacute o latossolo vermelho amarelo distroacutefico com fertilidade variando de

meacutedia a baixa textura areno-argilosa apresentando pH em torno de 50 com baixos teores de

mateacuteria orgacircnica exigentes em complementaccedilatildeo de fertilizantes e correccedilatildeo de solos A

temperatura meacutedia anual eacute de 22ordm C ficando as maacuteximas entre 28ordm C e 30ordm C enquanto que as

miacutenimas giram em torno de 15ordm C O litoral capixaba possui um regime micromareal (micro-

mareacute) cuja amplitude de mareacute segundo DHN (1994) varia de 140 m a 150 m atingido

durante a mareacute de siziacutegia a amplitude de cerca de 170 m O clima eacute quente poreacutem

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

95

amenizado pelas fortes brisas marinhas A meacutedia anual de precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica situa-se

em torno de 900 mm (ALBINO 1999)

METODOLOGIA

Os materiais cartograacuteficos utilizados para processamento dos dados deste trabalho satildeo

provenientes do Geobases (2002) e compreendem curva de niacutevel drenagem limites e vias

de acesso

As imagens Landsat e RapidEye foram retiradas do endereccedilo eletrocircnico do INPE e do

MMA (Ministeacuterio do Meio Ambiente) respectivamente

O processamento dos dados foi realizado por meio do software Arcgis 103 e Spring

526 Os dados estatiacutesticos foram gerados pelo software Gradstat e os perfis do GPR foram

processados pelo programa Reflex

O GPS de navegaccedilatildeo foi utilizado como uma ferramenta para identificaccedilatildeo dos pontos

no campoUtilizou-se ainda um GPS topograacutefico para georreferenciamento das seccedilotildees de

GPR

OBTENCcedilAtildeO DAS IMAGENS DE SATEacuteLITE

O trabalho foi realizado a partir de imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 sensor TM e de

imagens do sateacutelite RapidEye no periacuteodo de 2001 agrave 2014 sendo analisadas anualmente

Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem das mesmas

estaccedilotildees do ano para natildeo influenciar na anaacutelise de deposiccedilatildeo dos sedimentos por conta da

diferenccedila de quantidade de partiacuteculas que podem ser carreadas nos momentos de chuva e de

seca

PROCESSAMENTO DAS IMAGENS

As imagens Landsat tiveram que passar por preacute-processamento em ambiente de

Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu em georreferenciaacute-las utilizando

como paracircmetro de comparaccedilatildeo as imagens RapidEye aplicaccedilatildeo de contraste linear

aumentando linearmente os tons de cinza no entanto mantendo a proporccedilatildeo original Este

procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5 4 e 3 Sendo muito semelhante a

metodologia aplicada por Mohamed (2012)

Foi feita uma composiccedilatildeo RGB-543 das imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 para

auxiliar na interpretaccedilatildeo

ETAPA DE CAMPO

Foram observados nas imagens os locais de mais faacutecil acesso para coleta dos

sedimentos (Figura 5) que foram coletados com auxiacutelio de uma paacute e foram armazenados em

sacos plaacutesticos para posterior anaacutelise granulomeacutetrica Os locais de coleta foram marcados com

o GPS (Global Positioning System) de navegaccedilatildeo (Tabela 1)

Com o auxiacutelio do GPR (Ground Penetrating Radar) foram levantados dados de sub-

superfiacutecie com dois tipos de antenas diferentes (200 e 400 MHz) e para uma melhor

amarraccedilatildeo dos dados estes foram coletamos atraveacutes de um DGPS (Differential Global

Positioning System) podendo assim observar como ocorreu o momento de sedimentaccedilatildeo do

local

Foram feitos dois perfis com o GPR em uma ilha que se conecta com a praia pelo

espigatildeo construiacutedo na desembocadura do rio esse equipamento foi utilizado nessa localidade

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

96

para que se tente observar a deposiccedilatildeo dos sedimentos na foz do rio Itapemirim e o DGPS foi

utilizado como uma ferramenta de auxiacutelio para uma maior confiabilidade das coordenadas

utilizadas

Figura 5 - Mapa de localizaccedilatildeo dos pontos visitados em campoFonte Autores

Tabela 1 - Coordenadas dos pontos de coleta de sedimentos Fonte Autores

Pontos Coordenadas E (m) Coordenadas N (m)

1A 1B 1C 312747 7676348

2 312030 7676004

3 308789 7675691

4 310453 7678553

ETAPA DE LABORATOacuteRIO

Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de

sedimentologia do Departamento de Geologia da UFES onde foram preparadas para as

seguintes anaacutelises textural e mineraloacutegica

A anaacutelise granulomeacutetrica foi feita atraveacutes do peneiramento das amostras com os dados

de peso de cada granulometria foi utilizado o software para observar estatisticamente o

resultado As anaacutelises texturais e mineraloacutegicas foram feitas a partir do peneiramento citado

acima e foram obtidas com o auxiacutelio da lupa

Os sedimentos foram colocados em um quarteador e obtidos no miacutenimo cinquenta

gramas de amostra pois segundo Folk (1980) eacute o miacutenimo necessaacuterio para anaacutelise de

sedimentos no grupo areia ou superior Foram colocados em uma placa de petri utilizando-se

uma placa para cada amostra Pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo com exatidatildeo de dois

diacutegitos Foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada placa e colocados

na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24 horas

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

97

Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados

durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz no agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de

peneiras da marca Bertel 4800 2000 1200 500 250 125 74 37 microm que representam

respectivamente as classes cascalho fino cascalho muito fino areia muito grossa areia

grossa areia meacutedia areia fina areia muito fina segundo proposta de Wentworth (1922 citado

por BUI et al1990)

Os dados granulomeacutetricos obtidos foram processados em um programa de tratamento

estatiacutestico denominado ldquoGradstatrdquo desenvolvido por Blott e Pye (2001) que aproveita como

base de operaccedilatildeo o Microsoft Excel do Windows que calcula atraveacutes do peso alguns

paracircmetros como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo e curtose

Outro procedimento feito em laboratoacuterio foi o traccedilado das linhas de costa nos anos de

2001 a 2014 levando em consideraccedilatildeo a metodologia proposta por Aparecida et al (2011)

poreacutem com uma pequena diferenccedila pois no trabalho citado o ponto de referecircncia para

calcular a distacircncia ateacute a linha de costa era um maciccedilo rochoso que praticamente natildeo alterou

durante o tempo das imagens e jaacute nesse trabalho foi feito atraveacutes de um ponto com

coordenada coletada pelo DGPS (Ponto Base) com coordenadas E 311637 m N 7676929 m

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

DADOS OBTIDOS A PARTIR DAS IMAGENS

Na Figura 6 podemos ter uma visatildeo ampla de todas as linhas de costa marcadas na

seacuterie multitemporal proposta e no graacutefico apresentado na Figura 7 podemos analisar de forma

mais detalhada essa variaccedilatildeo

Observando a Figura 6 podemos observar uma diminuiccedilatildeo da linha de costa no ano de

2001 ateacute 2002 sendo provavelmente um periacuteodo de ressaca do mar pelo fato de ser um

intervalo de tempo muito pequeno poreacutem logo apoacutes foi observado uma progradaccedilatildeo nos anos

de 2002 agrave 2003 Posteriormente ocorreu um momento de estabilidade dessa linha de costa

tendo em vista que a taxa de deposiccedilatildeo e erosatildeo se mantiveram praticamente igualadas sendo

a variaccedilatildeo entre elas muito pequena podendo observar esse padratildeo ateacute o ano de 2007 e nos

anos seguintes obteve um padratildeo retrogradacional na linha de costa ateacute o ano de 2014

Os padrotildees de variaccedilatildeo da linha de costa observados nos graacuteficos da Figura 7 nos

indicam iacutendices de maior e menor sedimentaccedilatildeo do rio pois nos momentos de menor taxa de

fluxo sedimentar a corrente costeira era mais atuante e com isso causava erosatildeo fazendo com

que ocorresse uma retrogradaccedilatildeo da linha de costa e nos momentos em que o rio apresentava

maior descarga sedimentar no oceano a corrente costeira natildeo era tatildeo atuante pois a razatildeo

deposiccedilatildeo por erosatildeo era maior

Esse resultado de variaccedilatildeo da linha de costa foi diferente do encontrado por Deina et

al (2011) pois no trabalho em questatildeo soacute obteve o momento de retrogradaccedilatildeo do cordatildeo

litoracircneo

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

98

Figura 6 - Mapa de evoluccedilatildeo da linha de costa do Rio Itapemirim Fonte Autores

Figura 7 - Graacutefico de variaccedilatildeo da linha de costa para a seacuterie multitemporal no periacuteodo

de 2001 a 2014 Fonte Autores

DADOS OBTIDOS A PARTIR DOS SEDIMENTOS

O resultado das anaacutelises do Gradistat estaacute exibido no Quadro 1 Com base nele

podemos observar que o selecionamento de todas as amostras variou de moderadamente

selecionado a muito bem selecionado Foi observado na lupa que os gratildeos se apresentaram

subangulosos arredondados e bem arredondados Com relaccedilatildeo a granulometria das amostras

todas tiveram o predomiacutenio de areia poreacutem a amostra 1B apresentou maior proporccedilatildeo de

areia grossa e as demais amostras apresentaram um maior teor de areia meacutedia

A mineralogia em questatildeo eacute predominantemente quartzo contendo algumas micas

(moscovitas e biotitas) granada e magnetita As amostras natildeo apresentaram uma grande

diferenccedila mineraloacutegica o que mudou foi em relaccedilatildeo a proporccedilatildeo de minerais pesados pois

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

99

quanto mais longe da desembocadura do rio mais esses minerais se apresentavam em maior

quantidade

Os histogramas das amostras satildeo a representaccedilatildeo graacutefica dos dados matemaacuteticos

gerados pelo software Gradstat (Figura 8)

A assimetria expressa o enriquecimento da distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica em partiacuteculas

grosseiras ou em partiacuteculas finas indicando o quanto a curva se afasta da distribuiccedilatildeo normal

(DIAS 2004) Sendo assimeacutetrica pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado

das fraccedilotildees grossas ou das finas podendo ser negativa ou positiva respectivamente

(TAVARES et al 2010)

Quadro 1 - Resultados obtidos a partir do software Gradistat Fonte Autores

Amostras Granulometria

mediana

Selecionamento Assimetria Curtose

1A Areia Meacutedia Moderadamente

selecionado

Assimetria

muito

positiva

Extremamente

Leptocuacutertica

1B Areia Grossa Muito bem

selecionado

Assimetria

positiva

Muito

Leptocuacutertica

1C Areia Meacutedia Moderadamente

selecionado

Assimetria

muito

positiva

Muito

Platicuacutertica

2 Areia Meacutedia Moderadamente

selecionado

Assimetria

positiva

Muito

Leptocuacutertica

3 Areia Meacutedia Moderadamente

bem selecionado

Assimetria

negativa

Leptocuacutertica

4 Areia Meacutedia Moderadamente

bem selecionado

Assimetria

muito

negativa

Platicuacutertica

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

100

Figura 8 - Histogramas gerados pelo software Gradstat a) Amostra 1A b) Amostra

1B c) Amostra 1C d) Amostra 2 e) Amostra 3 f) Amostra 4 Fonte Autores

DADOS OBTIDOS DO GPR

Foram feitas duas seccedilotildees quase perpendicular para a passagem do GPR (Figura 9) e

utilizadas dois tipos de antenas em cada seccedilatildeo sendo elas a de 200 e 400 MHz podendo uma

alcanccedilar maior profundidade com menor detalhe e a outra uma menor profundidade com

maior detalhe respectivamente As figuras 10 e 11 e 12 e 13 correspondem a mesma seccedilatildeo

Figura 9 - Mapa de localizaccedilatildeo dos perfis de GPR Fonte Autores

Primeira seccedilatildeo de NW-SE com 50 metros de comprimento

Coordenada inicial E 312699 m N 7676341 m

Coordenada final E 312749 m N 7676336 m

Sirgas - Zona 24S

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

101

Figura 10 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 1 Fonte Autores

Figura 11 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 1 Fonte Autores

Segunda seccedilatildeo de NE-SW com 50 metros de comprimento

Coordenada inicial E 312774 m N 7676349 m

Coordenada final E 312810 m N 7676384 m

Sirgas - Zona 24S

Figura 12 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 2 Fonte Autores

Figura 13 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 2 Fonte Autores

No perfil 1 tanto nos resultados da antena de 400 MHz quanto da antena de 200

MHz eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees cruzadas acanaladas na porccedilatildeo mais agrave esquerda Na

parte central evidenciada por um ciacuterculo observa-se uma falha na imagem podendo ser uma

porccedilatildeo mais argilosa e na parte mais agrave direita conteacutem hipeacuterboles claras que podem ser tubos

enterrados e um leve basculamento das camadas podendo ser remobilizaccedilatildeo do material

No perfil 2 eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees plano-paralela e uma porccedilatildeo com

atenuaccedilatildeo do sinal podendo ser uma regiatildeo mais argilosa Sendo observado todas as feiccedilotildees

tanto na antena de 400 MHz quanto na antena de 200 MHz poreacutem melhor evidenciado as

estratificaccedilotildees plano-paralelas no perfil gerado pela antena de 200 MHz

Com os perfis de GPR foi possiacutevel reafirmar as anaacutelises feitas pelo gradistat que

juntamente com a areia granulometria encontrada em maior proporccedilatildeo ainda existem

granulometrias mais finas provavelmente sendo argilas pelo fato da atenuaccedilatildeo das ondas

eletromagneacuteticas emitidas pelo GPR

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

102

CONCLUSAtildeO

A partir das imagens Landsat e RapidEye utilizadas para fazer a variaccedilatildeo da linha de

costa foi possiacutevel observar que a retrogradaccedilatildeo ou progradaccedilatildeo depende muito do fluxo de

sedimentos do rio com isso eacute possiacutevel supor que nos anos que tiver muita chuva

provavelmente ocorreraacute um maior carreamento de sedimentos em direccedilatildeo ao mar e com isso

aumentaraacute a taxa de deposiccedilatildeo e nos anos de seca com poucas chuvas provavelmente a

erosatildeo costeira seraacute mais intensa

Nos anos de 2001 a 2014 foi observado uma variaccedilatildeo de 437 ateacute 554 metros da linha

de costa o que indica ser uma aacuterea muito dinacircmica e sensiacutevel a mudanccedilas naturais

De acordo com as anaacutelises sedimentoloacutegicas foi possiacutevel observar que quanto mais

proacuteximo da desembocadura do rio menor a energia do fluxo sendo evidenciado pelo aumento

de sedimentos finos e um melhor selecionamento

A seccedilatildeo de GPR mostrou que pode ter uma variaccedilatildeo dos sedimentos indicando

presenccedila de mais finos atenuando o sinal na porccedilatildeo mais argilosa e mostrando que de acordo

com a seccedilatildeo mostrada pode-se observar estratificaccedilotildees cruzadas ou plano-paralela indicando a

direccedilatildeo da sedimentaccedilatildeo

As metodologias aplicadas se mostraram eficientes pois foi possiacutevel obter os dados e

tirar interpretaccedilotildees sobre a aacuterea de estudo Este estudo poderia ter sido mais detalhado e talvez

ser melhor entendido com anaacutelise dos efeitos que a construccedilatildeo do espigatildeo na desembocadura

do rio pode causar para o meio em questatildeo pois com essa construccedilatildeo os sedimentos natildeo

conseguem ser depositados em forma de delta ficando todo detido na desembocadura

podendo vir a diminuir a lacircmina drsquoaacutegua e posteriormente causar ateacute efeitos mais severos

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Page 4: GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICAÇÕES

REITOR ndash UFES

REINALDO CENTODUCATTE

DIRETOR DO CENTRO DE CIEcircNCIAS EXATAS NATURAIS E DA SAUacuteDE ndash UFES

NEUZA MARIA BRUNORO COSTA

ORGANIZADORES DESTA OBRA

FABRICIA BENDA DE OLIVEIRA

RODSON DE ABREU MARQUES

CALVIN DA SILVA CANDOTTI

EDUARDO BAUDSON DUARTE

APRESENTACcedilAtildeO

A produccedilatildeo deste trabalho eacute independente e surgiu da ideia e colaboraccedilatildeo de

professores alunos e ex-alunos do curso de Geologia do Centro de Ciecircncias Exatas Naturais

e da Sauacutede da Universidade Federal do Espiacuterito Santo

Estatildeo contidos neste livro 6 trabalhos apresentados na forma de capiacutetulos e que

abrangem temas relacionados agraves geotecnologias e suas aplicaccedilotildees no acircmbito das ciecircncias

ambientais geotecnia e planejamento urbano e anaacutelises utilizando softwares de cartografia e

modelagem espacial

O material contido nesta obra serviraacute de auxiacutelio para estudantes professores e

profissionais da aacuterea das geociecircncias em seus trabalhos e pesquisas aleacutem de ser um veiacuteculo

de divulgaccedilatildeo de conhecimento obtido pela UFES desde a criaccedilatildeo do curso de Geologia

LISTA DE ORGANIZADORES

Fabricia Benda de Oliveira Professora Adjunta do Departamento de Geologia

Universidade Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias Exatas Naturais e da Sauacutede

Alegre ES e-mail fabriciaoliveiraufesbr

Rodson de Abreu Marques Professor Adjunto do Departamento de Geologia Universidade

Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias Exatas Naturais e da Sauacutede Alegre ES e-

mailrodsonmarquesufesbr

Calvin da Silva Candotti Geoacutelogo Autocircnomo Manaus AM calvincandottigmailcom

Eduardo Baudson Duarte Geoacutelogo formado pela Universidade Federal do Espiacuterito Santo

Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias

Exatas Naturais e da Sauacutede Alegre ES e-mail eduardo_duarte_12hotmailcom

LISTA DE AUTORES

Allison Augusto Gonccedilalves de Freitas

Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira

Daniel Andrade Miranda

Edgar Batista de Medeiros Juacutenior

Eduardo Baudson Duarte

Faacutebio Cardoso de Souza Santos

Fabricia Benda de Oliveira

Felipe Guadagnin

Juacutelia Sesana Maciel

Julio Almeida Moreira

Laacutezaro Correcirca Marcellino

Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas

Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitas

Marx Engel Martins

Rafael de Oliveira Costa

Rayane Monteiro Ferreira

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

Sumaacuterio

Capiacutetulo 1 9

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

Daniel Andrade Miranda Fabricia Benda de Oliveira

Capiacutetulo 2 25

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a

prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

Faacutebio Cardoso de Souza Santos Eduardo Baudson Duarte Fabricia Benda de

Oliveira Juacutelia Sesana Maciel Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira

Capiacutetulo 3 39

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de

ruptura de taludes em atividades de mineraccedilatildeo

Laacutezaro Correcirca Marcellino Fabricia Benda de Oliveira Julio Almeida Moreira Carlos

Henrique Rodrigues de Oliveira

Capiacutetulo 4 53

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES

utilizando teacutecnicas de geoprocessamento

Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitas Fabricia Benda de Oliveira Allison Augusto

Gonccedilalves de Freitas Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas Rayane Monteiro

Ferreira Edgar Batista de Medeiros Juacutenior

Capiacutetulo 5 71

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite

Landsat 5

Marx Engel Martins Fabricia Benda de Oliveira Felipe Guadagnin Carlos Henrique

Rodrigues de Oliveira

Capiacutetulo 6 89

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim

(ES)

Rafael de Oliveira Costa Eduardo Baudson Duarte Fabricia Benda de Oliveira

Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Doutorando em Geologia Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES

9

Capiacutetulo 1

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

Daniel Andrade Mirandasup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2

INTRODUCcedilAtildeO

Segundo Santos (2012) somente com o desenvolvimento de tecnologias espaciais

modernas incluindo os sateacutelites artificiais que se tornou possiacutevel visualizar a Terra a partir da

coleta de dados e da aquisiccedilatildeo de imagens da sua superfiacutecie os dados adquiridos de forma

remota por sateacutelites artificiais auxiliam no diagnoacutestico sobre as implicaccedilotildees ambientais

econocircmicas sociais poliacuteticas e culturais com relaccedilatildeo agrave ocupaccedilatildeo dos espaccedilos urbanos

ajudando no planejamento soacutecio econocircmico-ambiental sustentaacutevel e servindo de base para o

desenvolvimento e realizaccedilatildeo de projetos associados agraves atividades humanas como por

exemplo no planejamento urbano

Gottdiener (1993) define que a materializaccedilatildeo do desenvolvimento contiacutenuo do

capitalismo eacute o formato do espaccedilo urbano assim os traccedilos distintivos da morfologia espacial

urbana estatildeo diretamente relacionados com as mudanccedilas estruturais na organizaccedilatildeo social

Entatildeo para compreender o espaccedilo urbano ou a cidade precisamos estudar e analisar a forma

urbana e seu crescimento como subsiacutedios agraves poliacuteticas de planejamento Estudos mostram que

o crescimento das cidades eacute um processo dinacircmico muitas vezes ocorrendo em aacutereas natildeo

adequadas mostrando que o crescimento da mancha urbana eacute usualmente natildeo planejado

(NAGARATHINAM et al 1988)

Devido agrave forma na qual a expansatildeo urbana ocorre no tempo e no espaccedilo o

crescimento urbano pode gerar problemas ambientais ligados agrave contaminaccedilatildeo hiacutedrica

formaccedilatildeo de ilhas de calor ocupaccedilatildeo de aacutereas inadequadas para assentamentos humanos

degradaccedilatildeo da paisagem dentre outros (FUCKNER 2006)

Segundo Costa e Alves (2005) para monitoramentodas aacutereas urbanas eacute necessaacuterio

possuir conhecimento atualizado sobre a distribuiccedilatildeo espacial da populaccedilatildeo Este

conhecimento eacute adquirido atraveacutes dos censos demograacuteficos e de mapas de densidade

demograacutefica que produzem avaliaccedilotildees quantitativas sobre elas e informam tambeacutem as

necessidades de infraestrutura

Na maior parte das cidades o crescimento populacional tem sido muito raacutepido e as

estruturas urbanas natildeo acompanharam esse crescimento que aleacutem de natildeo ser planejado pode

causar problemas como inundaccedilotildees deslizamento de encostas e desabamentos de construccedilotildees

A ocupaccedilatildeo urbana eacute atualmente tema de emergecircncia nacional portanto o

desenvolvimento de tecnologias que apoiem a gestatildeo estrateacutegica da ocupaccedilatildeo urbana eacute

interessante no acircmbito municipal estadual e federal

Neste contexto as geotecnologias tecircm sido utilizadas como uma ferramenta

importante para ajudar no planejamento urbano e na compreensatildeo da dinacircmica espacial e da

forma urbana

No municiacutepio de Alegre este problema eacute intensificado com a implantaccedilatildeo do programa de

expansatildeo da rede de Educaccedilatildeo Superior pelo MEC (Ministeacuterio da Educaccedilatildeo) que teve iniacutecio

em 2003 e posteriormente com a implementaccedilatildeo do REUNI (Restauraccedilatildeo e Expansatildeo das

Universidades Federais) em 2011 Com esses programas o total de cursos oferecidos pelo

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

10

campus de Alegre subiu de quatro em 2002 para dezessete em 2011 aumentando

consideravelmente o fluxo de populaccedilatildeo moacutevel no municiacutepio Podemos citar ainda os

estudantes da FAFIA (Faculdade de Filosofia Ciecircncias e Letras de Alegre) e o IFES (Instituto

Federal do Espiacuterito Santo) que assim como na UFES (Universidade Federal do Espiacuterito

Santo) tem sua demanda de populaccedilatildeo moacutevel condicionando uma urbanizaccedilatildeo forccedilada em

funccedilatildeo da demanda crescente por habitaccedilatildeo

O presente trabalho propotildee a realizaccedilatildeo de um estudo sobre a ocupaccedilatildeo urbana na sede

do Municiacutepio de Alegre-ES utilizando teacutecnicas de sensoriamento remoto e imagens do

sateacutelite Landsat sensor TM 5 atraveacutes de anaacutelise multitemporal para verificaccedilatildeo do avanccedilo do

crescimento urbano ao longo de 26 anos

LOCALIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO

O municiacutepio de Alegre estaacute localizado na regiatildeo sudeste do Brasil no Sul do Estado

do Espiacuterito Santo englobando as comunidades de Santa Maria Varjatildeo da Cotia Alegre

Vargem Alegre Aacutegua Limpa Vinagre Capim Feliz Lembranccedila Bosque Rive Cafeacute

PlacaSatildeo Francisco Satildeo Joatildeo do Norte e Coacuterrego do Meio e tendo como municiacutepios

limiacutetrofes Muniz Freire a Norte Castelo Cachoeiro de Itapemirim e Jerocircnimo Monteiro a

Leste Mimoso do Sul e Satildeo Joseacute do Calccedilado a Sul e Guaccediluiacute e Ibitirama a Oeste

A aacuterea de estudo proposta para este trabalho consiste no periacutemetro urbano da sede do

Municiacutepio de Alegre como pode ser visto na Figura 1

O Acesso ateacute a capital Vitoacuteria pode ser feito pela ES-482 ateacute Cachoeiro de Itapemirim

depois segue pela BR-101 Sul ateacute Vitoacuteria Ou ainda pela ES-482 ateacute Duas Barras ES-166 de

Duas Barras ateacute Venda Nova do Imigrante e BR-262 ateacute Vitoacuteria

Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo sobreposta agrave ortofoto Fonte IEMA (2007)

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

11

Segundo Rosa (2003) podemos definir o sensoriamento remoto como sendo a forma

de obter informaccedilotildees de um objeto sem que haja contato fiacutesico com o mesmo utilizando-se a

radiaccedilatildeo eletromagneacutetica gerada por fontes naturais como o Sol e a Terra ou por fontes

artificiais como por exemplo o RadarO sensoriamento remoto teve destaque no Brasil a

partir da deacutecada de 1960 com a criaccedilatildeo do Projeto RADAMBRASIL cujo objetivo era a

realizaccedilatildeo de um levantamento integrado dos recursos naturais do paiacutes a partir de imagens

Landsat (SOUZA 2008)

O Landsat foi colocado em oacuterbita em 1972 com o nome de ERTS-1 (Earth Resources

Techonological Satellite-1) teve inicialmente um desempenho significativo sendo

transformado na seacuterie Landsat Hoje o projeto Landsat eacute dedicado agrave observaccedilatildeo dos recursos

naturais da TerraSua oacuterbita desloca-se do Norte para o Sul sendo geocecircntrica circular quase

polar heliocecircntrica isto eacute o acircngulo Sol ndash Terra ndash Sateacutelite permanece constante o que garante

condiccedilotildees de iluminaccedilatildeo semelhantes na aacuterea imageada ao longo do ano (ROSA 2003)O

sensor TM (Thematic Mapper) do sateacutelite Landsat possui sete bandas com numeraccedilatildeo de 1 a

7 sendo que cada banda representa uma faixa do espectro eletromagneacutetico (BATISTELLA et

al 2004) O sateacutelite Landsat apresenta a caracteriacutestica de repetitividadepois ele imageia a

mesma aacuterea a cada 16 dias Suas cenas cobrem uma aacuterea de 34225 kmsup2 sendo a faixa

imageada de 185 x 185 km (INPE 2006)

Para utilizaccedilatildeo de imagens de sateacutelite com fins de classificaccedilatildeo recomenda-se o

processamento das mesmas O processamento digital de imagens (PDI) de acordo com Lima e

Rocha (2009) tem como objetivo fornecer ferramentas que facilitem a identificaccedilatildeo e

aextraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas imagens para posterior interpretaccedilatildeo Consiste na

manipulaccedilatildeo numeacuterica dos dados visando aumentar opotencial de discriminaccedilatildeo dos alvos

Segundo Novo (1989) o PDI pode ser dividido basicamente em Preacute-processamento Realce e

Classificaccedilatildeo

O Preacute-processamento eacute o primeiro passo do PDI e eacute considerado fundamental para

confiabilidade e uso correto das imagens de sateacutelite Nesta fase segundo Rosatti (2006) o

objetivo eacute adequar as imagens para serem utilizadas pelos usuaacuterios sendo aplicadas algumas

teacutecnicas de manipulaccedilatildeo como correccedilatildeo geomeacutetrica e restauraccedilatildeo

A correccedilatildeo geomeacutetrica e o georreferenciamento das imagens satildeo necessaacuterios devido a

distorccedilotildees que segundo o INPE (2006) satildeo causadas no processo de formaccedilatildeo da imagem

pelo sistema sensor e por imprecisatildeo dos dados de posicionamento da plataforma (aeronave

ou sateacutelite) De modo geral o georreferenciamento de imagens de sateacutelite eacute realizado por meio

de pontos de controle (PC) de referecircncia identificados na imagem original e em um sistema de

dados de referecircncia que possibilitem o ajustamento atraveacutes de modelos matemaacuteticos Os satildeo

feiccedilotildees passiacuteveis de identificaccedilatildeo na imagem e no terreno ou seja satildeo feiccedilotildees homoacutelogas

cujas coordenadas satildeo conhecidas na imagem e no sistema de referecircncia (INPE 2006)

Podemos obter PC atraveacutes de trecircs fontes por meio de mapas e cartas topograacuteficas oficiais

pela aquisiccedilatildeo de pontos em campo por sistema de posicionamento global (GPS) ou por meio

de imagens georreferenciadas do mesmo local A precisatildeo do georreferenciamento eacute medida

atraveacutes do caacutelculo do Erro Meacutedio Quadraacutetico ou Root Mean Square Error (RMS) que

pondera as diferenccedilas entre as coordenadas dos pontos de controle da imagem a ser ajustada e

da fonte de dados de referecircncia O valor do RMS deveraacute ser menor que 1 ou seja quanto

mais proacuteximo de 0 maior eacute a precisatildeo e menor eacute o erro (LIMA 2010) O caacutelculo eacute feito

utilizando a Equaccedilatildeo 1

RMSerror = [(x1 ndash xorg)sup2 + (y1 ndash yorg)sup2]12 (1)

x1 = Coordenada de linha calculada na imagem a ser ajustada

y1 = Coordenada de coluna calculada na imagem a ser ajustada

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

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xorg = Coordenada original de linha do PC da fonte de referecircncia

yorg = Coordenada original de coluna do PC da fonte de referecircncia

A teacutecnica de restauraccedilatildeo tem por objetivo corrigir as distorccedilotildees do sensor oacuteptico no

processo de geraccedilatildeo das imagens A resoluccedilatildeo espacial das bandas 3 4 e 5 que eacute de 30

metros pode ser restaurada para ateacute 5 metros (RIOS ALMEIDA RIBEIRO 2010)A ideia de

restaurar uma imagem eacute reduzir o efeito de embaccedilamento da cena e obter uma imagem

realccedilada dado que os detalhes vistos na cena satildeo suavizados devido agraves limitaccedilotildees do sensor

Esta correccedilatildeo eacute realizada por um filtro linear e os pesos do filtro de restauraccedilatildeo satildeo obtidos a

partir das caracteriacutesticas do sensor e natildeo de forma empiacuterica como eacute feito no caso dos filtros

de realce tradicionais Neste caso o filtro eacute especiacutefico para cada tipo de sensor e banda

espectral Este tipo de processamento eacute recomendado para ser realizado sobre a imagem

original sem qualquer tipo de processamento tais como realce e filtragem que alterem as

caracteriacutesticas radiomeacutetricas da imagem Deve-se observar tambeacutem que natildeo eacute possiacutevel

processar uma imagem reamostrada jaacute que as caracteriacutesticas radiomeacutetrica e espacial da

imagem foram alteradas (INPE 2006)

Aleacutem das etapas do preacute-processamento de imagens digitais de sateacutelite existem outras que

utilizam teacutecnicas de realce com o objetivo de melhorar a qualidade visual e permitir uma

melhor interpretaccedilatildeo dos alvos nas imagens (IBGE 2001) As teacutecnicas utilizadas neste

trabalho foram Constraste Filtragem espacial e Composiccedilatildeo colorida

Segundo o INPE (2006) o contraste entre dois objetos pode ser definido como sendo a

razatildeo entre os seus niacuteveis de cinza meacutedios onde a manipulaccedilatildeo do contraste consiste numa

transferecircncia radiomeacutetrica em cada pixel (Picture Element ndash menor elemento num dispositivo

de exibiccedilatildeo ao qual eacute possiacutevel atribuir-se uma cor menor ponto que forma uma imagem

digital) tendo o objetivo de aumentar a discriminaccedilatildeo visual entre os objetos presentes na

imagem Realiza-se a operaccedilatildeo ponto a ponto independentemente da vizinhanccedila Entretanto

um exame preacutevio do histograma da imagem pode ser uacutetil O histograma de uma imagem

descreve a distribuiccedilatildeo estatiacutestica dos niacuteveis de cinza em termos do nuacutemero de amostras

(pixels) com cada niacutevel A distribuiccedilatildeo pode tambeacutem ser dada em termos da percentagem do

nuacutemero total de pixels na imagem Pode ser estabelecida uma analogia entre o histograma de

uma imagem e a funccedilatildeo densidade de probabilidade que eacute um modelo matemaacutetico da

distribuiccedilatildeo de tons de cinza de uma classe de imagens A cada histograma estaacute associado o

contraste da imagem conforme mostra a Figura 2ADe acordo com Rios Almeida e Ribeiro

(2010) esta teacutecnica tem por objetivo modificar atraveacutes de funccedilotildees matemaacuteticas os niacuteveis de

cinza ou os valores digitais de uma imagem de modo a destacar certas informaccedilotildees espectrais

e melhorar a qualidade visual da imagem

De acordo com Albuquerque (2000) para fazer uma operaccedilatildeo de filtragem espacial eacute

necessaacuterio escolher uma matriz de dimensatildeo n x n denominada maacutescara (Figura 2B) com

valores que dependem do filtro que queremos usar seja ele passa baixa (filtrando as altas

frequecircncias) passa banda (filtrando uma regiatildeo especiacutefica de frequecircncias espaciais) ou passa

alta (filtrando as baixas frequecircncias) Em uma imagem as altas frequecircncias correspondem agraves

modificaccedilotildees abruptas dos niacuteveis de cinza e as bordas dos objetos As baixas frequecircncias

correspondem agraves variaccedilotildees suaves dos niacuteveis de cinza Logo quando queremos evidenciar os

contornos de um determinado objeto podemos usar filtros do tipo passa alta Pode-se querer

observar a forma da iluminaccedilatildeo de fundo entatildeo devemos usar filtros passa-baixa para

eliminarmos todas as altas frequecircncias correspondendo agrave borda dos objetos e chegar agrave

iluminaccedilatildeo de fundo

A composiccedilatildeo colorida consiste em associar as imagens monocromaacuteticas de cada

banda agraves cores primaacuterias RGB (Red ndash Vermelho Green ndash Verde Blue ndash Azul) com o

objetivo de apresentar simultaneamente as informaccedilotildees de trecircs bandas espectrais em

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composiccedilotildees coloridas que facilitam e enriquecem a interpretaccedilatildeo visual dos alvos (IBGE

2001) Como exemplo de composiccedilatildeo colorida temos a Figura 2Cque associa a banda 3 agrave cor

vermelha (R) a banda 4 agrave cor verde (G) e a banda 5 agrave cor azul (B)

De acordo com Souza (2012) as aacutereas urbanas natildeo podem ser caracterizadas por um

comportamento espectral padratildeo A vegetaccedilatildeo os corpos aquaacuteticos e os solos satildeo superfiacutecies

relativamente homogecircneas em termos de cobertura poreacutem nas aacutereas urbanas prevalece a

heterogeneidade das coberturas As aacutereas urbanas satildeo fisicamente formadas por uma grande

diversidade de materiais (superfiacutecies de concreto asfalto telhados de vaacuterios materiais solo

vegetaccedilatildeo arboacuterea e grama aacutegua entre outros) com formas alturas e arranjos tambeacutem

variados assim em uma imagem orbital o pixel pode representar vaacuterias coberturas o que

torna as aacutereas urbanas complexas do ponto de vista espectral Na Figura 2D pode-se observar

a similaridade espectral entre uma aacuterea urbana e uma aacuterea de cultivo de cana

Figura 2 - (A) Exemplo de Histograma de baixo contraste (agrave esquerda) e de alto contraste (agrave

direita) Fonte Modificado de INPE (2006) (B) Exemplo de maacutescara de 3 x 3 Fonte

Modificado de INPE (2006) (C) Exemplo de geraccedilatildeo de composiccedilatildeo colorida Fonte Brust

(2010) (D) Imagem do sateacutelite Landsat TM 5 na composiccedilatildeo colorida (RGB-543) adquirida

em 20091995 Fonte Souza (2012)

De acordo com Lima (2010) eacute possiacutevel classificar e agrupar os alvos de uma imagem a

partir dos vaacuterios niacuteveis de informaccedilotildees espectrais detectadas atraveacutes da adequaccedilatildeo das

imagens digitais utilizando-se os procedimentos do preacute-processamento Assim pode-se criar

um uacutenico niacutevel de informaccedilatildeo temaacutetica (categorias ou classes) para cada elemento

identificado e dessa forma gerar mapas temaacuteticos Os meacutetodos utilizados na classificaccedilatildeo das

imagens de sateacutelite variam com o tipo e complexidade do ambiente analisado caracteriacutesticas

do sensor e sateacutelite utilizado aspectos sazonais que alteram as caracteriacutesticas dos alvos e da

incidecircncia de energia solar extensatildeo da aacuterea de estudo equipamentos e recursos humanos

disponiacuteveis grau de conhecimento do ambiente por parte do inteacuterprete entre outros A

classificaccedilatildeo eacute a principal etapa do processamento de imagens a partir do qual satildeo extraiacutedas

as informaccedilotildees necessaacuterias para diversas aplicaccedilotildees Pode ser realizada atraveacutes de trecircs

teacutecnicas baacutesicasInterpretaccedilatildeo VisualClassificaccedilatildeo Digital Natildeo SupervisionadaClassificaccedilatildeo

Digital Supervisionada

A interpretaccedilatildeo visual de imagens de sateacutelite consiste em identificar as feiccedilotildees

impressas nessas imagens e determinar seu significado atraveacutes de chaves de interpretaccedilatildeo

onde eacute fundamental por parte do analista o conhecimento da aacuterea a ser mapeada (LIMA

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

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2010) De acordo com Soares-Filho (2000) as caracteriacutesticas das imagens tais como

Tonalidade Cor Textura Forma Estrutura Sombra e contexto satildeo as chaves de uma boa

interpretaccedilatildeo A partir dessas caracteriacutesticas pode ser estruturado um meacutetodo de identificaccedilatildeo

por ldquochavesrdquo que se apoia em um estudo comparativo atraveacutes de objetos e feiccedilotildees conhecidas

que satildeo utilizadas como guias

Maillard (2001) diz que na classificaccedilatildeo Supervisionada o inteacuterprete jaacute possui um

conhecimento da aacuterea de estudo que podem ser utilizados como amostras de treinamento para

o algoritmo de classificaccedilatildeo de forma que os dados de cada classe temaacutetica podem ser

generalizados para toda cena agrupando cada pixel da imagem de acordo com as classes

amostradas Existem diversos algoritmos de classificaccedilatildeo supervisionada implementados em

aplicativos computacionais sendo o algoritmo Maxver (Maacutexima Verossimilhanccedila) um dos

mais utilizados para classificaccedilatildeo digital de imagens pixel a pixelINPE (2006) define que o

algoritmo de classificaccedilatildeo Maxver utiliza agrave meacutedia e a covariacircncia das amostras de treinamento

para assinalar um pixel desconhecido de uma classe assim pode-se computar a probabilidade

estatiacutestica de um pixel desconhecido pertencer a uma ou outra classe atribuindo a este pixel a

classe agrave qual ele tem maior probabilidade de pertencer utilizando o criteacuterio de maacutexima

verossimilhanccedila

Em qualquer procedimento de classificaccedilatildeo de imagens de sateacutelite o objetivo eacute a

geraccedilatildeo de mapas temaacuteticos que devem transmitir a realidade do terreno da forma mais

precisa possiacutevel Para isso deve ser verificado o niacutevel de incerteza destes mapas atraveacutes de

iacutendices de exatidatildeo para que as informaccedilotildees obtidas possam ser utilizadas adequadamente

(LIMA 2010) Segundo Mangabeira Azevedo e Lamparelli (2003) um dos paracircmetros mais

utilizados e eficientes na determinaccedilatildeo da exatidatildeo de mapas temaacuteticos eacute o iacutendice Kappa que

eacute obtido mediante a adoccedilatildeo de uma referecircncia para a comparaccedilatildeo dos mapeamentos

produzidos A determinaccedilatildeo deste iacutendice eacute feita com base numa tabulaccedilatildeo cruzada entre as

quantidades de dados amostrais de referecircncia e da imagem classificada estruturada numa

matriz quadrada denominada matriz de erros ou de confusatildeoSegundo Campbell (1987) a

estimativa Kappa pode ser representada pela seguinte relaccedilatildeo exposta na Equaccedilatildeo 2

K = (observado ndash esperado) (1 ndash esperado) (2)

Observado = valor global para o percentual de pixels corretos

Esperado = valor calculado usando os totais de cada linha e cada coluna da matriz

denominados de valores marginais

Os resultados do Coeficiente Kappa variam de 0 a 1 indicando de forma crescente o

grau de concordacircncia ou exatidatildeo do mapa classificado com relaccedilatildeo aos dados de referecircncia e

podem ser agrupados em intervalos de acordo com aTabela 1

Tabela 1 - Intervalos de valor do coeficiente Kappa e respectivos graus de concordacircncia

Fonte Landis e Koch (1977)

Valor de Kappa Concordacircncia

0 Peacutessima

001 ndash 020 Ruim

021 ndash 040 Razoaacutevel

041 ndash 060 Boa

061 ndash 080 Muito boa

081 ndash 100 Excelente

Dependendo do valor do coeficiente Kappa encontrado e das necessidades e objetivos

do trabalho podem ser feitas correccedilotildees a fim de garantir um refinamento da qualidade

informativa do mapa Os dados obtidos podem ser utilizados em conjunto com outros planos

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de informaccedilatildeo em ambiente SIG possibilitando sua integraccedilatildeo e manipulaccedilatildeo como base de

dados para sistemas de suporte a decisatildeo (LIMA 2010)

METODOLOGIA

A imagens de sateacutelite Landsat sensor TM-5 foram adquiridas do INPE nas bandas

12345 e 7 na oacuterbitaponto 21674 do municiacutepio de Alegre-ES nos anos de 1985 1997

2001 2006 e 2011 Foi utilizada tambeacutem a ortofoto do municiacutepio (IEMA 2007) para servir

como base para o registro das imagens de sateacutelite e tambeacutem para comparaccedilatildeo visual com a

classificaccedilatildeo

Para a elaboraccedilatildeo dos mapas foram utilizados os softwares SPRING 52 e ArcGISreg

10 sendo o que primeiro foi utilizado para o tratamento e processamento digital das imagens

de sateacutelite e o segundo para confecccedilatildeo final dos mapas de vegetaccedilatildeo hidrografia topografia

solos e das classificaccedilotildees

Durante o preacute-processamento foram aplicadas as teacutecnicas de Processamento Digital de

Imagens com o objetivo de georreferenciar e melhorar a qualidade das imagens para uma

melhor visualizaccedilatildeo facilitando a identificaccedilatildeo e extraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas

imagens digitais aumentando assim o potencial de diferenciaccedilatildeo dos alvos e

consequentemente obtendo melhores resultados na classificaccedilatildeo das imagens As bandas 3 4

e 5 foram restauradas para a resoluccedilatildeo de 15m

Foi aplicado contraste nas bandas 3 4 e 5 modificando o histograma original como

mostra o Quadro 1

Quadro 1 - Mudanccedila no histograma das bandas 3 4 e 5 apoacutes contraste aplicado na imagem

de 1985 do sateacutelite Landsat - TM 5 Fonte Autores

Bandas Histograma Original Histograma (Contraste)

Banda 3 ndash Vermelho

Banda 4 ndash Infravermelho Proacuteximo

Banda 5 ndash Infravermelho Meacutedio

Foi aplicada a filtragem linear utilizando uma matriz 2x2 (Quadro 2) apropriada para

imagens Landsat TM no software SPRING com o objetivo de suavizar as imagens realccedilando

assim a visualizaccedilatildeo das bandas e obtendo imagens com mais nitidez

Quadro 1 - Matriz utilizada na filtragem de imagens Landsat TM Fonte INPE (2006)

3 -7 -7 3

-7 -7 13 -7

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

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-7 13 13 -7

3 -7 -7 3

Para identificaccedilatildeo das amostras de treinamento foi utilizada a combinaccedilatildeoRGB-543 o

que destacou melhor as aacutereas urbanas Para a classificaccedilatildeo foram definidas duas classes Aacuterea

urbana e Natildeo urbana Em seguida foram coletadas as amostras de treinamento para cada

classe como pode ser observado na Figura 3

Figura 3 - Amostras utilizadas para classificaccedilatildeo da imagem de 2011 em amarelo amostras

da classe urbana e em branco amostras da classe natildeo urbana Fonte Autores

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Usando a metodologia acima descrita seratildeo apresentados abaixo os resultados obtidos

a partir do processamento das imagens e da classificaccedilatildeo da aacuterea urbana do municiacutepio de

Alegre-ES para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011

O georreferenciamento foi executado utilizando-se feiccedilotildees semelhantes em duas

imagens para determinaccedilatildeo dos pontos de controle como cruzamento de estradas aacutereas de

vegetaccedilatildeo aacuterea urbana e rios A resoluccedilatildeo das imagens (30 metros) pode atrapalhar pois

devido ao baixo niacutevel de detalhe fica difiacutecil determinar o ponto semelhante nas duas imagens

de forma exata No entanto o RMS ficou em torno de 03 de acordo com a equaccedilatildeo (1)

mostrando que a diferenccedila entre as coordenadas dos pontos de controle das imagens a serem

ajustadas e os pontos de controle da fonte de dados de referecircncia ficou pequena significando

uma boa precisatildeo

O processo de restauraccedilatildeo para a resoluccedilatildeo de 15metros mostrou uma melhora na

nitidez da imagem restaurada (Figura 4B) em comparaccedilatildeo com a imagem original (Figura

4A)

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Figura 4 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 de 1985 da cidade de

Alegre-ES com resoluccedilatildeo de 30m (A) e restaurada para 15m (B)

Fonte Autores

A aplicaccedilatildeo do contraste nas bandas 34 e 5 permitiu um maior contraste entre as

feiccedilotildees da imagem com contraste (Figura 5B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem contraste

(Figura 5A)

Figura 5 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da

cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de contraste (A) e com aplicaccedilatildeo de contraste (B)

Fonte Autores

A filtragem espacial permitiu observar maior nitidez da imagem para distinccedilatildeo das

feiccedilotildees da imagem com filtro (Figura 6B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem filtro (Figura

6A)

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

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Figura 6 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da

cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de filtragem (A) e apoacutes filtragem (B)

Fonte Autores

Na Figura 7 temos as imagens em composiccedilatildeo RGB ndash 543 correspondentes agrave

evoluccedilatildeo urbana de Alegre nos anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 Ao comparaacute-las

podemos observar um aumento significativo da mancha urbana este aumento pode ser

observado principalmente nas regiotildees sul e oeste da cidade

Figura 7 - Composiccedilatildeo RGB ndash 543 da aacuterea de estudo para os anos analisados

Fonte Autores

Na Figura 8 podemos observar as classificaccedilotildees realizadas pelo classificador Maxver

utilizando duas classes Aacuterea urbana (Azul) Natildeo urbana (Branco)

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Figura 8 - Classificaccedilotildees da Aacuterea Urbana de Alegre para os anos analisados

Fonte Autores

A Tabela 2 mostra a exatidatildeo das classificaccedilotildees realizadas e as aacutereas correspondentes

agrave classe urbana para cada ano o iacutendice Kappa (Equaccedilatildeo (2)) variou de 093 a 098 Este

resultado pode ser considerado excelente de acordo com a Tabela 1

Tabela 2 -Exatidatildeo das classificaccedilotildees e aacutereas urbanas calculadas Fonte Autores

1985 1997 2001 2006 2011

Iacutendice Kappa 095 097 095 093 098

Aacuterea Urbana (km2) 805 968 771 1079 758

Apesar do alto iacutendice de desempenho das classificaccedilotildees eacute possiacutevel observar regiotildees de

confusatildeo na classificaccedilatildeo das amostras das duas classes Observando as aacutereas calculadas

percebemos que natildeo haacute um aumento contiacutenuo da aacuterea urbana nas classificaccedilotildees pois a aacuterea do

ano de 1997 foi maior que a aacuterea de 2001 que por sua vez eacute menor que a de 1985 e ainda a

aacuterea de 2011 eacute menor que a de 2006 isso possivelmente estaacute associado agrave confusatildeo do

algoritmo ao identificar as classes

Ao compararmos a ortofoto da aacuterea de estudo com a classificaccedilatildeo de 2011 (Figura 9)

podemos perceber regiotildees de solo exposto sombras aacutereas de vegetaccedilatildeo e estradas

classificadas como aacutereas urbanas Eacute possiacutevel observar tambeacutem a ocupaccedilatildeo irregular da cidade

principalmente em aacutereas proacuteximas a rios e em topo de morros que contribuem para

problemas urbanos de inundaccedilotildees e deslizamento de encostas

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

20

Figura 9 - Comparaccedilatildeo da ortofoto do ano de 2007 (a esquerda) com a classificaccedilatildeo de 2011

(a direita) com foco na aacuterea urbana da cidade de Alegre - ES

Fonte Autores

Eacute possiacutevel observar um aumento significativo da aacuterea urbana da sede se compararmos

visualmente as imagens de 1985 e 2011 este aumento se daacute principalmente nas regiotildees de

periferia mas tambeacutem podemos observar um adensamento dos pixels na regiatildeo central da

sede diminuindo a quantidade de aacutereas arborizadas no centro como eacute possiacutevel observar na

Figura 10

Figura 10 - Detalhamento das imagens de 1985 e 2011 mostrando a classificaccedilatildeo da aacuterea

urbana

Fonte Autores

Estes resultados jaacute eram esperados e podem ser explicados como mostra o trabalho de

Correia et al (2007) devido agrave dificuldade em estabelecer essas classes temaacuteticas na resoluccedilatildeo

das imagens de sateacutelite utilizadas que por natildeo possuir um niacutevel de detalhe elevado possuem

uma limitaccedilatildeo para discriminar alvos com uma mistura de vaacuterios elementos como eacute o caso da

aacuterea urbana gerando impactos na resposta espectral das imagens refletindo assim na

caracterizaccedilatildeo dessas classesO fato de terem sido admitidas somente duas classes tambeacutem

pode ter influenciando no resultado da classificaccedilatildeo pois algumas amostras apresentaram

distribuiccedilatildeo bimodal no entanto o erro foi muito baixo (em torno de 5) minimizando este

problema Outro fator que tambeacutem pode ter influenciado no resultado eacute o tamanho das

amostras de treinamento do algoritmo

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

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Costa e Alves (2005) ao monitorar a expansatildeo urbana do municiacutepio de Campos dos

Goytacazes tambeacutem tiveram problemas devido agrave confusatildeo entre duas classes onde a textura

dos cordotildees litoracircneos se confundia com a textura da urbanizaccedilatildeo e concluiacuteram que era

necessaacuterio possuir um conhecimento preacutevio da aacuterea para realizar o estudo Isso mostra que a

interpretaccedilatildeo visual admitindo que o interprete possua um conhecimento preacutevio da aacuterea eacute

fundamental pois o classificador mesmo com amostras apresentando um desempenho

elevado ainda assim pode apresentar erros nos resultados

CONCLUSAtildeO

A metodologia utilizada para a anaacutelise multitemporal do crescimento da mancha

urbana de Alegre para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 efetuada no presente

trabalho mostrou-se eficiente tornando possiacutevel visualizar as transformaccedilotildees ocorridas no

intervalo de tempo de 26 anos Assim outros resultados poderiam ser encontrados caso a

anaacutelise fosse feita em outros periacuteodos e com diferentes intervalos

O software SPRING se mostrou uma boa ferramenta para se analisar as questotildees de

urbanizaccedilatildeo e por ser disponiacutevel gratuitamente serve como opccedilatildeo para o planejamento urbano

municipal com um baixo custo

Um estudo mais detalhado utilizando-se imagens com uma melhor resoluccedilatildeo espacial

e espectral e em diferentes periacuteodos diminuindo o intervalo de tempo entre imagens pode

obter dados para um planejamento urbano mais detalhado diminuindo assim os riscos

causados pela ocupaccedilatildeo de aacutereas indevidas

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

ALBUQUERQUE M P Processamento de Imagens Meacutetodos e Anaacutelises Centro

Brasileiro de Pesquisas Fiacutesicas ndash CBPFMCT Coordenaccedilatildeo de Atividades Teacutecnicas ndash CAT

Rio de Janeiro RJ 2000

BATISTELLA M CRISCUOLO C MIRANDA E E FILARDI A L Sateacutelites de

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23

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Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

24

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Rio de Janeiro RJ

sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES

sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

25

Capiacutetulo 2

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a

prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

Faacutebio Cardoso de Souza Santossup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3

Juacutelia Sesana Maciel3 Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira4

INTRODUCcedilAtildeO

Desde os primoacuterdios na civilizaccedilatildeo Egiacutepcia o manganecircs jaacute era usado como parte do

composto quiacutemico para a produccedilatildeo de vidro Com o avanccedilo das civilizaccedilotildees esse elemento

passou a possuir outras aplicaccedilotildees tanto no setor metaacutelico quanto no natildeo-metaacutelico Das

diversas utilizaccedilotildees do manganecircs a mais importante seria a produccedilatildeo das ligas de accedilo

constituiacutedas pela mistura de ferro e manganecircs Outras ligas tambeacutem satildeo produzidas com a

combinaccedilatildeo do manganecircs com diferentes metais como as ligas de cobre zinco alumiacutenio

estanho e chumbo O manganecircs tem a propriedade de dessulfurizaccedilatildeo (retirada do enxofre) e

deoxidante tornando melhor as caracteriacutesticas fiacutesicas e quiacutemicas das ligas de accedilo (SAMPAIO

et al 2005)

Sabe-se que a induacutestria do accedilo absorve cerca de 92 de toda produccedilatildeo mundial do

mineacuterio de manganecircs natildeo sendo diferente no Brasil onde o uso tambeacutem eacute liderado pela

metalurgia (85) seguido da fabricaccedilatildeo de pilha (10) e a induacutestria quiacutemica (5) (COSTA

2004) No Estado do Espiacuterito Santo as jazidas de manganecircs ateacute o momento estatildeo localizadas

unicamente no municiacutepio de Guaccediluiacute com cerca de um milhatildeo de toneladas poreacutem a

prospecccedilatildeo deste elemento ainda estaacute em fase de pesquisa (DNPM 2013)

Tendo em vista a importacircncia do elemento manganecircs para a induacutestria se faz

necessaacuterio o investimento em pesquisas para o reconhecimento mapeamento e amostragens

desse elemento Do reconhecimento em campo ateacute a explotaccedilatildeo existem vaacuterias etapas que

utilizam diversas metodologias (PEREIRA 2012) entretanto o presente trabalho estaacute focado

na fase de reconhecimento de aacutereas que possuam favorabilidade para a presenccedila do manganecircs

utilizando a anaacutelise multicriteacuterio como ferramenta base do estudo

A anaacutelise multicriteacuterio eacute baseada em uma modelagem matemaacutetica utilizando

paracircmetros ponderados relacionados agrave aacuterea de estudo e ao bem mineral de interesse

envolvendo ainda paracircmetros correlacionados atraveacutes das observaccedilotildees analiacuteticas e de campo

Atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio satildeo gerados os mapas de favorabilidade que tem se mostrado

de grande valia no auxiacutelio de identificaccedilatildeo de aacutereas alvo na exploraccedilatildeode bens minerais

reduzindo o tempo e o custo com pesquisas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004)

A anaacutelise multicriteacuterio consiste em um conjunto de teacutecnicas que visam auxiliar um

agente decisor a tomar decisotildees acerca de um problema complexo ponderando e propondo

alternativas para solucionaacute-lo utilizando diferentes criteacuterios e pontos de vista preacute-

estabelecidos As decisotildees satildeo sempre pautadas com base nos criteacuterios considerados

relevantes para a resoluccedilatildeo do problema em questatildeo podendo existir diversos criteacuterios onde

cada um possui seu grau de importacircncia (JANUZZI et al 2009)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

26

As teacutecnicas de geoprocessamento utilizadas na confecccedilatildeo dos mapas de favorabilidade

para ocorrecircncia de mineralizaccedilotildees como ouro chumbo zinco e cobre vecircm obtendo

resultados satisfatoacuterios ao longo das uacuteltimas deacutecadas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004) Em

contra partida ainda existem poucos estudos onde se aplica as teacutecnicas de anaacutelise de

favorabilidade para estudo de mineralizaccedilotildees de manganecircs

Este trabalho teve por objetivo geral identificar aacutereas que possuam alta favorabilidade

para a prospecccedilatildeo de manganecircs na porccedilatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo utilizando teacutecnicas

de geoprocessamento atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio mapeamento e anaacutelises de campo para

comprovar ou natildeo a veracidade dos dados obtidos com o geoprocessamento

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

A aacuterea de trabalho estaacute localizada na macrorregiatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo na

regiatildeo da divisa entre os estados do Rio de Janeiro Minas Gerais e Espiacuterito Santo Situasse

entre os municiacutepios de Guaccediluiacute Divino de Satildeo Lourenccedilo Dores do Rio Preto e Satildeo Pedro de

Rates (distrito de Guaccediluiacute) sendo delimitada pelas coordenadas UTM S 7698000 m e

7712000 m e E 206000 m e 218000 m (Figura 1)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo no Brasil e no Estado do Espiacuterito Santo

representada com as principais vias de acesso Fonte Autores

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL

CONTEXTO GEOLOacuteGICO

O arcabouccedilo geoloacutegico (Figura 2) da aacuterea eacute composto pelo complexo Juiz de Fora

Grupo Andrelacircndia Lineamento Guaccediluiacute rochas intrusivas gnaissificadas e depoacutesitos mais

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

27

jovens como aluviotildees coluacutevios pilhas ricas em caulim e outros resiacuteduos provenientes da

extraccedilatildeo de pegmatitos O Complexo Juiz de Fora eacute formado por ortopiroxecircnio-gnaisse de

composiccedilatildeo feacutelsica a maacutefica ortopiroxecircnio-clinopiroxecircnio-anfiboacutelio-gnaisse gnaisse

migmatiacutetico bandado migmatitos e gnaisses migmatizados Jaacute o Grupo Andrelacircndia eacute

composto por granada-biotita-gnaisse anfiboacutelio-biotita-gnaisse e gnaisse de composiccedilatildeo

predominantemente granodioriacutetica O Lineamento Guaccediluiacute eacute formado por anfiboacutelio-biotita

gnaisse milonitizado com ultramilonitos e milonitos E as rochas intrusivas gnaissificadas

satildeo os gnaisses tonaliacuteticos de Manhuaccedilu compostos por ortognaisses tonaliacuteticos

granodioriacutetico a trondhjemiacutetico com intercalaccedilotildees de anfiboacutelio-biotita gnaisse (HORN

2007)

Figura 2 - Destaque da aacuterea de estudo na Folha Espera Feliz - SF 24-V-A-IV

Fonte Modificado de HORN et al (2007)

GEOPROCESSAMENTO

O geoprocessamento ou processamento de dados geograacuteficos eacute feito atraveacutes de

teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais e realiza o tratamento de informaccedilotildees geograacuteficas em

ambiente virtual Em conjunto existe o sistema de informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) que eacute capaz

de simular a realidade do espaccedilo geograacutefico integrando informaccedilotildees espaciais (BALDOTTO

2014)

Dentro do ambiente computacional as caracteriacutesticas de uma determinada aacuterea podem

ser analisadas e manipuladas com diversas teacutecnicas A digitalizaccedilatildeo de dados reais possibilita

a geraccedilatildeo de mapas observacionais e o conjunto desses mapas observacionais depois de

manipulados geram os mapas analiacuteticos Os mapas analiacuteticos podem ser processados

utilizando operaccedilotildees algeacutebricas cumulativas como adiccedilatildeo multiplicaccedilatildeo e subtraccedilatildeo ou

atraveacutes de modelos loacutegicos como simultaneidade booleana possibilidade fuzzy e

probabilidade bayesiana onde seus produtos satildeo chamados de mapas fundidos e mapas

integrados respectivamente (SILVA 2003)

Rodrigues (2012) utilizou teacutecnicas de geoprocessamento a fim de realizar um estudo

sobre a mineralizaccedilatildeo de ouro no cinturatildeo de Gurupi Folha Centro Nova do Maranhatildeo

MAPA com o auxiacutelio da loacutegica fuzzy A aplicaccedilatildeo do meacutetodo permitiu identificar aacutereas de

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

28

favorabilidade para a presenccedila de mineralizaccedilotildees auriacuteferas Grande parte das aacutereas destacadas

coincidiram com os jazimentos conhecidos comprovando a eficaacutecia do meacutetodo e dando maior

confiabilidade para as novas aacutereas indicadas pela modelagem

Cunha et al (2001) utilizaram o geoprocessamento na avaliaccedilatildeo da favorabilidade para

a prospecccedilatildeo mineral de cromo na regiatildeo de Pinheiros Altos no municiacutepio de Piranga em

Minas Gerais com auxiacutelio da teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico e obtiveram resultados

satisfatoacuterios conseguindo aacutereas coerentes para o modelo prospectivo adotado

Baldotto (2014) utilizou geoprocessamento e teacutecnicas de anaacutelise multicriteacuterio

aplicando loacutegica fuzzy booleana e teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico (AHP) para

delimitaccedilatildeo de aacutereas favoraacuteveis agrave prospecccedilatildeo de aacutegua subterracircnea no Sul do Estado do

Espiacuterito Santo As teacutecnicas se mostraram eficazes para o tipo de anaacutelise realizada permitindo

a integraccedilatildeo de dados geoloacutegicos que influenciam diretamente na disponibilidade de aacutegua em

sistemas aquiacuteferos cristalinos

Benda et al (2014) fizeram uso do geoprocessamento em conjunto com a loacutegica

fuzzy para criaccedilatildeo de zoneamento no Parque Estadual da Cachoeira da Fumaccedila-ES para fins

de conservaccedilatildeo Utilizaram como fatores os mapas de declividade uso do solo e massa de

aacutegua e tiveram como produto final o mapa de final de adequabilidade para conservaccedilatildeo A

metodologia empregada possibilitou a identificaccedilatildeo de aacutereas especiacuteficas e com maior

vulnerabilidade ao uso puacuteblico e permitiu um melhor direcionamento no trabalho dos

gestores com um menor custo financeiro ao poder estadual

ANAacuteLISE DE FAVORABILIDADE

A anaacutelise de favorabilidade eacute de fundamental importacircncia em um processo decisoacuterio

Atraveacutes desta anaacutelise eacute possiacutevel dividir o espaccedilo geograacutefico em parcelas hierarquizadas

segundo um grau de favorabilidade A favorabilidade pode ser medida por meio de valores

relativos ou probabiliacutesticos avaliando-se respectivamente a possibilidade ou a probabilidade

de ocorrecircncia de algum fator ou variaacutevel na aacuterea de interesse Essa teacutecnica vem sendo

aprimorada agrave medida que a tecnologia de SIG vai evoluindo e cada vez mais estaacute sendo

utilizada pela induacutestria mineral e por agecircncias do governo como um dos meios de menor

custo para avaliaccedilatildeo de aacutereas de interesse na exploraccedilatildeo de recursos minerais (ROCHA et al

2000)

Vidal et al (2005) descreveu a anaacutelise de favorabilidade como um meacutetodo diferente

dos demais onde ao inveacutes de analisar isoladamente cada variaacutevel amostrada os atributos

georreferenciados satildeo particionados em ceacutelulas e correlacionados espacialmente dando

origem aos mapas de favorabilidade Levando em consideraccedilatildeo a distribuiccedilatildeo espacial e a

coexistecircncia entre variaacuteveis e depoacutesitos a anaacutelise de favorabilidade torna possiacutevel inferir

quanto e de que modo cada variaacutevel mapeada estaacute associada ao processo e

consequentemente em que grau ele indica a existecircncia de um bem mineral

Para Rostirolla (1996) a utilizaccedilatildeo da anaacutelise de favorabilidade na prospecccedilatildeo

geoloacutegica estaacute fundamentada em um estudo estatiacutestico de fatores que viabilizam ou natildeo a

existecircncia de depoacutesitos minerais A base do estudo estaacute fundamentada na ponderaccedilatildeo e

associaccedilatildeo espacial de dados geoloacutegicos e geofiacutesicos com fins exploratoacuterios O intuito

principal dessa avaliaccedilatildeo eacute diminuir custo e tempo de pesquisa identificando aacutereas com maior

potencial para descobertas

Os criteacuterios utilizados nessa anaacutelise podem ser de natureza restritiva ou relativa Os

criteacuterios restritivos atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo responsaacuteveis

por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas Representam

restriccedilotildees absolutas ao que se deseja estudar e descartam todas as aacutereas que natildeo atendem a

alguma restriccedilatildeo que elas representam Estes criteacuterios satildeo sempre de caraacuteter booleano

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

29

representando ldquosimrdquo ou ldquonatildeordquo na anaacutelise Os criteacuterios relativos (escalonados) satildeo utilizados

para realccedilar ou diminuir a adequabilidade de uma alternativa especiacutefica para uma atividade

ou objeto definindo um determinado grau de aptidatildeo para a aacuterea considerada Os criteacuterios

escalonados definem regiotildees ou alternativas em termos de uma medida contiacutenua de

adequabilidade variando de 0 ateacute 255 onde zero possui adequabilidade nula e 255 a

adequabilidade maacutexima para o empreendimento analisado Estes criteacuterios satildeo sempre de

caraacuteter fuzzy (EASTMAN 2003 KOHAGURA 2007)

Dentro da anaacutelise fuzzy existem as funccedilotildees de pertinecircncia e podem ser de nove tipos

linear curva Z pi beta triangular trapezoidal gaussiana cautchy e sigmoide sendo a uacuteltima

mais utilizada nesse tipo de estudo por se adaptar melhor aos dados de origem ambiental

Esse tipo de funccedilatildeo sigmoidal pode ser monotocircnica crescente decrescente e simeacutetrica

(KOHAGURA 2007)

No estaacutegio em que eacute realizada a combinaccedilatildeo de dados para geraccedilatildeo da regra de

decisatildeo pode ser utilizada a anaacutelise multicriteacuterio onde diversos fatores com seus

determinados pesos de importacircncia satildeo combinados Saaty (1977 citado por MORETTI et al

2008) propocircs a utilizaccedilatildeo da teacutecnica de Processo Analiacutetico Hieraacuterquico (Analytic Hierarchy

Process ndash AHP) no auxiacutelio da decisatildeo de quais fatores satildeo mais importantes dentro do

determinado empreendimento visto sua relativa simplicidade de aplicaccedilatildeo e entendimento

Considerando que o decisor deveraacute executar a anaacutelise paritaacuteria entre os criteacuterios e entre os

subcriteacuterios a ferramenta utiliza-se da Escala Fundamental de Saaty (1977 citado por

MORETTI et al 2008) apresentando as opccedilotildees para esta comparaccedilatildeo que correlacionam

valores de acordo com o entendimento do operador (MORETTI et al 2008)

METODOLOGIA

Para a realizaccedilatildeo desse trabalho foram utilizados dados digitais vetores de curvas de

niacutevel e redes de drenagem adquiridos do Geobases (2002) mapa geoloacutegico de aacuterea de estudo

que foi digitalizado e modificado da Carta Geoloacutegica Folha Espera Feliz SF24-V-A-IV

(HORN 2007) mapa geoloacutegico regional e mapa de pontos ambos feitos com base nos dados

obtidos durante a etapa de campo

A metodologia adotada neste trabalho inclui a coleta e tratamento dos dados por meio

de aquisiccedilatildeo armazenamento e descriccedilatildeo para posterior anaacutelise em ambiente digital tanto de

arquivos vetoriais quanto matriciais de toda a regiatildeo do estudo (BALDOTTO 2014)

Na etapa inicial do trabalho foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica onde foram

consultadas informaccedilotildees preacute-existentes da aacuterea de estudo principalmente informaccedilotildees

geoloacutegicas e metodologia anaacuteloga a que foi utilizada

Na segunda etapa do trabalho foi realizado o geoprocessamento dos dados a geraccedilatildeo e

padronizaccedilatildeo dos fatores e restriccedilotildees e aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio Sendo esses itens

descritos nos seus respectivos sub-toacutepicos abaixo

ETAPA DE CAMPO

A etapa de campo foi realizada em um total de 11 dias entre os meses de setembro a

novembro de 2014 Essa etapa consistiu no caminhamento pela aacuterea descriccedilatildeo dos diversos

litotipos e tentativa de identificaccedilatildeo do manganecircs fazendo uso da aacutegua oxigenada que reage

na presenccedila de manganecircs gerando na superfiacutecie da rocha um fluido branco espumoso

GEOPROCESSAMENTO

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

30

Nessa etapa foram organizados e confeccionados todos os mapas necessaacuterios para a

realizaccedilatildeo do trabalho em ambiente de SIG O banco de dados inicial foi organizado com o

intuito de possuir o maacuteximo de informaccedilotildees e recursos para facilitar e acelerar os processos de

anaacutelises empregados neste trabalho

O mapa geoloacutegico e o mapa de pontos foram gerados com dados de campo atraveacutes de

anaacutelise de afloramento e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rocha O mapa de modelo digital de

elevaccedilatildeo foi elaborado utilizando as curvas de niacutevel da regiatildeo de estudo

GERACcedilAtildeO DE MAPAS DE RESTRICcedilAtildeO E FATORES

Foram definidas duas restriccedilotildees e trecircs fatores tendo como meta a geraccedilatildeo do mapa de

favorabilidade As restriccedilotildees atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo

responsaacuteveis por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas

sendo consideradas as Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes conforme os artigos 2deg e 3deg da

Resoluccedilatildeo ndeg 303 do CONAMA (2002) e as localidades fora do limite da aacuterea de estudo

Os trecircs fatores escolhidos foram padronizados em uma escala de adequabilidade que

varia de menos apto (0) a mais apto (255) e foi utilizado a teacutecnica de processo analiacutetico

hieraacuterquico (AHP) para a comparaccedilatildeo entre os fatores seguindo uma ordem de prioridade

sendo considerados na ordem de maior para menor importacircncia a litologia a declividade e a

cota

O fator litoloacutegico foi levado em consideraccedilatildeo pois a presenccedila da rocha eacute essencial para

geraccedilatildeo de qualquer depoacutesito mineral e o fator possui a finalidade de identificar as litologias

que apresentam composiccedilatildeo mineraloacutegica mais favoraacutevel para a formaccedilatildeo de depoacutesitos

lateriacuteticos Este fator foi realizado baseando-se no mapa geoloacutegico gerado atraveacutes de anaacutelises

em campo e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rochas Das oito litologias identificadas e descritas em

campo apenas duas foram encontradas associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs que

satildeo o leucognaisse e o biotitito Devido a essa caracteriacutestica essas duas litologias foram

consideradas com maiores graus de importacircncia dentro do fator entretanto como foram

encontrados mais depoacutesitos lateriacuteticos associados ao leucognaisse do que ao biotitito o grau

de importacircncia do leucognaisse foi considerado maior do que o do biotitito As outras

litologias que natildeo apresentaram associaccedilatildeo a depoacutesitos de manganecircs tiveram seu grau de

importacircncia calculado a partir da composiccedilatildeo mineraloacutegica da rocha visto que cada mineral

que compotildee a rocha pode ter ou natildeo na sua estrutura quiacutemica a presenccedila do elemento

manganecircs Na Tabela 1 estatildeo todas as litologias encontradas em campo com seus respectivos

valores de favorabilidade que foram atribuiacutedos seguindo a metodologia descrita acima

Quadro 1 - Normatizaccedilatildeo das classes litoloacutegicas Fonte Autores

Litologia Valor atribuiacutedo

Leucognaisse 255

Biotitito 200

Granada-Biotita Gnaisse 100

Granada-Biotita-Feldspato Protomilonito 100

Granada-Biotita-Piroxecircnio Gnaisse 100

Biotita-Piroxecircnio Granulito 50

Biotita Gnaisse 50

Leucogranito 50

O fator declividade tem como principal finalidade a identificaccedilatildeo de aacutereas planas

Biondi (2003) descreveu que para a geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos seja residual ou

supergecircnico independentemente de qual mineacuterio estaacute sendo estudado necessita-se de um

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

31

terreno com menor declividade para facilitar sua acumulaccedilatildeo Com estas informaccedilotildees o fator

declividade passa a ter um grau alto de importacircncia dentro da anaacutelise multicriteacuterio ficando

abaixo apenas do fator litoloacutegico

A normatizaccedilatildeo do mapa de declividade foi feita utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia

fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente onde as aacutereas planas e com ateacute 10 graus de

inclinaccedilatildeo foram consideradas de maacutexima adequabilidade (255) no momento em que o valor

da inclinaccedilatildeo ultrapassa os 10 graus essa adequabilidade decresce ateacute chegar ao valor miacutenimo

(0) onde a inclinaccedilatildeo eacute de 30ordm e acima deste valor de inclinaccedilatildeo a adequabilidade torna-se

nula Estes valores foram adotados levando-se em consideraccedilatildeo tudo o que foi estudado na

pesquisa bibliograacutefica em trabalhos como o de Biondi (2003) Neto e Costa (2010) e

Leonardi e Ladeira (2012) e observaccedilotildees realizadas em campo

Neto e Costa (2010) realizaram o mapeamento de unidades geomorfoloacutegicas da Bacia

do Rio Cauameacute-RR no qual foi possiacutevel identificar deposiccedilatildeo lateriacutetica onde a declividade

variava de 01 a 3 graus terrenos relativamente planos Esse estudo confirma a preacute-disposiccedilatildeo

da formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas

Leonardi e Ladeira (2012) fizeram uma anaacutelise hipsomeacutetrica da Regiatildeo Nordeste do

Quadrilaacutetero Ferriacutefero-MG associado ao material de origem Nesse estudo foi possiacutevel

evidenciar na base do Complexo Alegria uma superfiacutecie plana que ultrapassou oito

quilocircmetros de extensatildeo com declividade inferior a 5ordm que estaacute associada agrave Crosta Lateriacutetica

de Ferricrete Contiacutenua Sendo estaacute mais uma evidecircncia da preacute-disposiccedilatildeo da formaccedilatildeo de

depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas

O fator cota teve como objetivo a identificaccedilatildeo de aacutereas cujas cotas estatildeo proacuteximas de

mil metros de altitude geralmente topo de morros pois para haver a formaccedilatildeo e

desenvolvimento de depoacutesitos lateriacuteticos eacute necessaacuterio que o ambiente gerador possua alguns

paracircmetros essenciais como alta taxa de pluviosidade atuando na lixiviaccedilatildeo relevo pouco

inclinado para minimizar a accedilatildeo erosiva resultante da alta pluviosidade alta taxa de

percolaccedilatildeo de aacutegua para mobilizar a mateacuteria lixiviada e por fim cotas topograacuteficas elevadas

em relaccedilatildeo ao niacutevel de base regional sendo essencial para promover uma taxa contiacutenua nos

processos citados acima (ALEVA 1994) Devido a esta caracteriacutestica de condicionar uma

taxa contiacutenua nos processos essenciais para geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos o fator cota estaacute

presente na anaacutelise multicriteacuterio deste trabalho possuindo um grau de importacircncia inferior ao

fator litoloacutegico e ao fator declividade poreacutem sendo fundamental para comprovar a eficaacutecia do

estudo

A normatizaccedilatildeo do fator cota foi realizada utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia fuzzy

sigmoidal monotocircnica crescente onde aacutereas inferiores a 600 metros foram consideradas de

adequabilidade miacutenima (0) agrave medida que o valor da cota sobe a adequabilidade cresce ateacute

atingir a cota de 800 metros onde a adequabilidade torna-se maacutexima (255) e com isso todas

cotas acima de 800 metros possui adequabilidade maacutexima Para definiccedilatildeo dos valores

adotados nesse fator levou-se em consideraccedilatildeo as observaccedilotildees realizadas em campo revisatildeo

bibliograacutefica sobre depoacutesitos lateriacuteticos e trabalhos como o de Morais et al (2002) e Oliveira

et al (2009)

Atraveacutes do Processo Analiacutetico Hieraacuterquico foram gerados os pesos onde seus valores

foram atribuiacutedos de acordo com o seu grau de importacircncia utilizando como base a escala

fundamental de Saaty (1977 citado por MORETTI et al 2008) Sendo assim ficou

estabelecido que o fator litoloacutegico eacute moderadamente mais importante que o fator declividade

o fator declividade eacute moderadamente mais importante que o fator cota e o fator litoloacutegico eacute

fortemente mais importante que o fator cota Com os fatores normatizados e os seus

respectivos pesos calculados os mapas foram agrupados utilizando a Combinaccedilatildeo Linerar

Ponderada onde os fatores foram multiplicados pelos seus pesos e em seguida somados para

geraccedilatildeo do mapa de adequabilidade Como no presente trabalho foi utilizada restriccedilatildeo o

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

32

procedimento foi alterado e a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo de fatores

foi multiplicada pela restriccedilatildeo gerando o mapa de adequabilidade final

Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo par-a-par entre fatores Fonte Autores

Fator Litologia Declividade Cota

Litologia 1

Declividade 13 1

Cota 15 13 1

Na Tabela 3 estatildeo os valores correspondentes aos pesos calculados atraveacutes do processo

analiacutetico hieraacuterquico utilizando a matriz de comparaccedilatildeo Os pesos demostram a influecircncia de

cada fator no mapa final de adequabilidade Onde o fator litoloacutegico representou cerca de 64

no valor final da anaacutelise o fator declividade contribuiu com aproximadamente 26 e o fator

cota representou 10 A proporccedilatildeo de consistecircncia eacute um valor que mostra o erro obtido no

caacutelculo da matriz de comparaccedilatildeo e neste caso o erro foi de 003 estando dentro do limite

aceitaacutevel de 01

Quadro 3 - Resultado dos pesos calculados para cada fator Fonte Autores

Fator Peso

Litoloacutegico 064

Declividade 026

Cota 010

Com o mapa final de adequabilidade gerado foi possiacutevel comparar os resultados

obtidos atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio com os dados coletados em campo E assim discutir

sobre a confiabilidade da ferramenta de anaacutelise multicriteacuterio na obtenccedilatildeo de aacutereas com alta

adequabilidade para prospecccedilatildeo de depoacutesitos de manganecircs

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Como resultados foram obtidos os mapas de fatores que indicam como cada fator

influenciou no mapa final e utilizando esses mapas separadamente eacute possiacutevel discutir sobre a

importacircncia de cada fator na anaacutelise Entretanto quando eacute realizada a integraccedilatildeo dos mapas

na anaacutelise multicriteacuterio em um uacutenico mapa torna-se mais faacutecil o julgamento das aacutereas de

acordo com a adequabilidade

A Figura 3 conteacutem os mapas de fatores e restriccedilotildees utilizados nesse trabalho O fator

litoloacutegico apresentou grande favorabilidade na regiatildeo centro norte devido essa aacuterea ser

composta principalmente por rochas do tipo leucognaisse e biotitito que geralmente estatildeo

associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs O restante da aacuterea apresentou favorabilidade

variando de meacutedia agrave baixa devido agrave composiccedilatildeo das rochas e os valores atribuiacutedos a cada

uma delas

O leucognaisse foi considerado de muito alta favorabilidade em relaccedilatildeo agrave formaccedilatildeo de

depoacutesitos lateriacuteticos visto que a maior parte dos depoacutesitos encontrados em campo estatildeo

associados a esse tipo rochoso A litologia biotitito foi classificada com alta favorabilidade agrave

formaccedilatildeo de depoacutesito lateriacutetico uma vez que alguns depoacutesitos lateriacuteticos foram encontrados

associados a esta rocha Os litotipos granada biotita gnaisse granada biotita feldspato

protomilonito e granada biotita piroxecircnio gnaisse foram considerados de meacutedia

favorabilidade pois apesar de natildeo ter sido observado em campo qualquer associaccedilatildeo destes

litotipos com depoacutesitos lateriacuteticos a composiccedilatildeo mineraloacutegica destas rochas podem permitir a

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

33

formaccedilatildeo de algum tipo de depoacutesito de manganecircs lembrando que natildeo eacute apenas a mineralogia

que determina a formaccedilatildeo de depoacutesitos

As rochas biotita piroxecircnio gnaisse biotita gnaisse e Leucogranito foram classificadas

com baixa favorabilidade uma vez que a composiccedilatildeo mineraloacutegica das mesmas dificilmente

permitiraacute a formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs

O fator cota ficou evidenciado uma grande adequabilidade indo desde a parte central

ateacute o topo norte do mapa Da porccedilatildeo central ateacute a base sul do mapa a adequabilidade ficou

bem dividida variando de alta a nula Resultados esses jaacute esperados para esse fator visto que

a regiatildeo de estudo e bastante montanhosa estando sempre bem acima do niacutevel meacutedio do mar

Jaacute porccedilotildees com baixa ou nula adequabilidade estatildeo associadas as aacutereas mais baixas

simplesmente pela geomorfologia ou em alguns casos a canais de drenagem que ao longo do

tempo vatildeo dissecando o relevo e tornando-o mais baixo

O fator declividade como esperado apresentou uma grande quantidade de aacutereas com

alta adequabilidade e boa distribuiccedilatildeo visto que apesar da regiatildeo de estudo estaacute contida em

cotas elevadas o relevo predominante eacute pouco acidentado e os topos de morros satildeo mais

aplainados

A restriccedilatildeo hidrograacutefica estaacute presente neste trabalho com o intuiacutedo de identificar e

restringir todas as regiotildees que fazem parte das Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes em aacutereas

de Mata Ciliar A restriccedilatildeo foi realizada isolando um raio de 50 metros no entorno de

qualquer corpo drsquoaacutegua visto que dentro destas regiotildees eacute proibida a realizaccedilatildeo de estudos

prospectivos (CONAMA 2002)

Figura 3 - Mapas de Fatores e Restriccedilotildees (A) Fator Litoloacutegico (B) Fator Cota (C) Fator

Declividade (D) Restriccedilatildeo Hidrograacutefica Fonte Autores

No mapa final de adequabilidade (Figura 4A) observa-se que a aacuterea mais favoraacutevel

(255) agrave prospecccedilatildeo de manganecircs proposta por este trabalho estaacute localizada na parte superior

do mapa distribuiacuteda de leste a oeste poreacutem eacute possiacutevel encontrar outras regiotildees como na parte

central do mapa e uma pequena porccedilatildeo na regiatildeo sudoeste que embora obtivessem

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

34

adequabilidade um pouco mais baixa (200-160) ainda possuem valores satisfatoacuterios O

restante do mapa apresentou uma adequabilidade variando de meacutedia (130) e baixa (50) A alta

adequabilidade encontrada na parte superior do mapa ocorre devido ao substrato rochoso ser

composta por leucognaisse rocha com maior peso de importacircncia dentro do fator litoloacutegico

que por sua vez eacute o fator de maior influecircncia dentro da anaacutelise e por essa regiatildeo apresentar as

maiores cotas da aacuterea de estudo Algumas regiotildees que possuem alta adequabilidade para os

fatores declividade e cota obtiveram uma adequabilidade variando de meacutedia (130) a baixa

(50) isto porque o fator litoloacutegico que teve o maior peso na anaacutelise alcanccedilou baixa

adequabilidade nessas aacutereas do mapa As porccedilotildees no mapa que apresentaram adequabilidade

nula satildeo aquelas onde as restriccedilotildees foram atuantes neste caso os corpos hiacutedricos

A etapa de campo obteve como produto um mapa de pontos (Figura 4B) onde foram

constatados pontos com a presenccedila de manganecircs pontos de depoacutesitos de manganecircs jaacute

descritos por outras literaturas e pontos que natildeo possuiacuteam a presenccedila do manganecircs Vale

salientar que a descriccedilatildeo de um ponto representa natildeo somente as caracteriacutesticas daquele exato

local mas tambeacutem do seu entorno A geraccedilatildeo deste mapa teve com intuiacutedo facilitar a

amostragem dos pontos que possuem a presenccedila de manganecircs e comparaacute-lo com o mapa de

adequabilidade final

Ao analisar o mapa de adequabilidade eacute possiacutevel perceber que todos os pontos

descritos em campo que possuiacuteam a presenccedila de manganecircs estatildeo associados a uma alta

adequabilidade Eacute importante explicar que ao fazer o caminhamento de campo procurasse

sempre utilizar rotas de mais faacutecil acesso para percorrer a aacuterea como por exemplo as redes de

drenagem No caso deste trabalho essa metodologia de caminhamento acabou acarretando

controveacutersia no momento de anaacutelise do mapa final pois pontos nos quais ficou comprovada a

presenccedila de manganecircs estatildeo situados tanto dentro de porccedilotildees de alta adequabilidade quanto de

adequabilidade nula isto devido aos pontos terem sido coletados proacuteximos agraves drenagens e o

sistema hidrograacutefico da regiatildeo ser considerado uma restriccedilatildeo de acordo com CONAMA

(2002) Essa controveacutersia natildeo diminui a comprovaccedilatildeo da eficaacutecia da ferramenta da anaacutelise

multicriteacuterio visto que os pontos representam uma aacuterea muito maior do que aquele exato

local onde o ponto foi descrito e a malha de restriccedilatildeo hidrograacutefica natildeo nega a presenccedila do

manganecircs apenas restringe a exploraccedilatildeo mineral por se tratar de uma aacuterea de preservaccedilatildeo

permanente

No mapa de adequabilidade foi utilizada uma simbologia com a forma de um ciacuterculo

vazado nos pontos que tiveram a presenccedila de manganecircs comprovada com o intuiacutedo de

representar melhor a aacuterea de influecircncia de cada ponto e tornar mais clara essa possiacutevel

controveacutersia ao se analisar o mapa Os pontos que possuem a presenccedila do manganecircs

identificados na Folha Espera Feliz ndash SF 24-V-A-IV (HORN 2007) foram associados a uma

adequabilidade variando de alta a meacutedia resultados que reforccedilam a eficaacutecia da anaacutelise

multicriteacuterio como uma ferramenta eficaz para prospecccedilatildeo de manganecircs na regiatildeo proposta

No mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel observar que 60 de todos os pontos que

possuem a presenccedila de manganecircs independente se satildeo pontos vistos em campo ou pontos

obtidos por meio de outras literaturas estatildeo localizados em regiotildees de alta adequabilidade

(255 ateacute 200) e os 40 restantes estatildeo localizados em porccedilotildees de meacutedia adequabilidade (130)

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

35

Figura 4 - A) Mapa de adequabilidade final com os pontos de amostragem e drenagens (azul)

com isolamento de 50 metros (branco) delimitando a restriccedilatildeo hidrograacutefica de acordo com

CONAMA (2002) B) Mapa com discriminaccedilatildeo de pontos onde natildeo foi constatada a presenccedila

de manganecircs (pontos pretos) pontos que possuiacuteam manganecircs (pontos vermelhos) e pontos

buscados na literatura que jaacute tinham identificaccedilatildeo de presenccedila de manganecircs (pontos verdes)

Fonte Autores

CONCLUSAtildeO

A utilizaccedilatildeo das teacutecnicas de geoprocessamento se mostrou eficaz para o tipo de estudo

realizado permitindo a integraccedilatildeo de diferentes tipos de dados que influenciam diretamente

na formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos

Analisando o mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel afirmar que o objetivo no qual

seria a avaliaccedilatildeo de aacutereas para a prospecccedilatildeo de manganecircs obteve resultados satisfatoacuterios visto

que na regiatildeo escolhida para o estudo cerca de 30 da aacuterea apresenta alta adequabilidade

(255 ateacute 200) 40 possui meacutedia adequabilidade (aproximadamente 130) e apenas 30 da

aacuterea ficou caracterizada por uma baixa adequabilidade (de 50 ateacute 0)

A anaacutelise multicriteacuterio pode ser considerada uma ferramenta que possui resultados

satisfatoacuterios quando utilizada com criteacuterios embasados aleacutem disso trata-se de uma

metodologia de baixo custo e faacutecil aplicabilidade cujos resultados podem minimizar o custo e

o tempo da fase de prospecccedilatildeo e pesquisa

O mapa de favorabilidade final apesar de ter resultados aceitaacuteveis poderaacute ser refinado

futuramente quando novos dados forem obtidos em campo acrescentando-se novos fatores

como por exemplo anaacutelises geoquiacutemicas e pedologia

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CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

38

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Engenharia Civil Universidade Federal de Viccedilosa Viccedilosa

MG

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da

Sauacutede Alegre ES 3 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

39

Capiacutetulo 3

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura

de taludes em atividades de mineraccedilatildeo

Laacutezaro Correcirca Marcellinosup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Julio Almeida Moreira2 Carlos

Henrique Rodrigues de Oliveira3

INTRODUCcedilAtildeO

O planejamento geoteacutecnico na mineraccedilatildeo torna-se um fator de extrema importacircncia

pois as consequecircncias de um mau planejamento podem colocar em risco o empreendimento

mineiro Uma vez que se impotildee a exploraccedilatildeo do bem mineral em diferentes frentes de avanccedilo

tem-se notado um avanccedilo dos limites da cava cada vez mais extremos portanto criam-se

problemas geoteacutecnicos cada vez mais complexos

Com isso os desafios ao longo dos anos satildeo maiores pois aleacutem de se observar uma

tendecircncia no aprofundamento das cavas exige-se a adoccedilatildeo de meacutetodos geoteacutecnicos e

tecnoloacutegicos que possibilitem de forma segura e econocircmica a lavra da substacircncia de

interesse (REIS 2011)

Existem tambeacutem vaacuterios fatores que contribuem para a instabilidade de taludes uma

vez que iniciada a lavra os taludes possuem um caraacuteter temporaacuterio por isso adota-se fatores

de seguranccedila menores quando comparados a obras civis Apresentam tambeacutem instabilidade

derivada das vibraccedilotildees nos maciccedilos relacionadas as detonaccedilotildees e ao constante traacutefego de

veiacuteculos pesados sobre as bancadas por isso torna-se mais difiacutecil a previsatildeo desses eventos de

ruptura (PARDO 2009)

A deflagraccedilatildeo de um rompimento de talude pode estar condicionada a esses fatores

fiacutesicos predisponentes supracitados onde o grande desafio da comunidade cientiacutefica estaacute

relacionado a prever quantificar qualificar e temporizar o momento de ruptura do talude A

necessidade de melhorias no planejamento geoteacutecnico aliados a teacutecnicas geomorfoloacutegicas

hidroloacutegicas geoambientais e geoloacutegicas dentro da mineraccedilatildeo eacute um fator importante na

mitigaccedilatildeo de possiacuteveis desastres contra a vida ao meio ambiente perda de material e

prejuiacutezos econocircmicos incalculaacuteveis ao empreendimento aleacutem da necessidade de atender a

legislaccedilatildeo vigente que conteacutem diversas exigecircncias

Assim do ponto de vista geoteacutecnico a estabilidade de taludes associado ao sistema de

informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) constitui ferramenta essencial na definiccedilatildeo da geometria da

cava aleacutem de mitigar os riscos supracitados durante a atividade de lavra (GOMES et al

2005) Logo o presente trabalho possui como objetivo o desenvolvimento de mapa litoloacutegico

e de lineamentos utilizando loacutegica fuzzy para utilizaccedilatildeo na anaacutelise de susceptibilidade de

talude em uma atividade de mineraccedilatildeo de ferro no Quadrilaacutetero Ferriacutefero (QF)

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

A aacuterea de estudo insere-se na regiatildeo do QF o qual eacute uma Proviacutencia Mineral que

possui este nome em funccedilatildeo do arranjo geomeacutetrico de sua morfoestrutura que se assemelha a

um quadrado Localiza-se na porccedilatildeo centro-sudeste do Estado de Minas Gerais e perfaz uma

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

40

aacuterea de aproximadamente 7000 Kmsup2 abrangendo os municiacutepios de Sabaraacute Santa Baacuterbara

Mariana Congonhas Ouro Preto Joatildeo Monlevade Rio Piracicaba Itauacutena e Itabira entre

outros 21 municiacutepios (Figura 1)

As principais vias de acesso agraves cidades satildeo pelas rodovias federais BR-262 e BR-361

e rodovias estaduais MG-129 MG-030 MG-040 entre outras Outra forma de acesso ao QF

se daacute pela Estrada de Ferro Vitoacuteria Minas (EFVM) onde quase toda produccedilatildeo das minas de

mineacuterio de ferro eacute escoada ateacute o Porto de Tubaratildeo em Vitoacuteria (ES)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo das principais minas da VALE SA no QF Fonte Modificado de

Costa (2008)

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL

Segundo Caputo (1983) talude compreende quaisquer superfiacutecies inclinadas que

limitam um maciccedilo de terra de rocha ou ambos Podem ser naturais casos das encostas ou

artificiais como os taludes de cortes e aterros Satildeo limitados na parte superior por uma Crista

ou Topo e na parte inferior por um ldquoPeacuterdquo como mostrado na Figura 2

Figura 2 - Elementos geomeacutetricos que compotildee um talude e satildeo utilizados para o

dimensionamento do mesmo Fonte Dyminski (2007)

Contudo considerando a estabilidade de taludes em atividade de mineraccedilatildeo os

elementos geomeacutetricos de um talude tornam-se um pouco mais complexos pois a cava final

de mina dependeraacute da conformaccedilatildeo dos taludes das rampas de acesso ao mineacuterio dos acircngulos

entre as vaacuterias bancadas existentes e da altura dos taludes Para uma cava ser operacionalizada

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

41

e garantir a seguranccedila geoteacutecnica da mina deve conter necessariamente os seguintes

elementos geomeacutetrico (Figura 3)

Figura 3 - Elementos geomeacutetricos para o dimensionamento dos taludes de uma cava Fonte

Relatoacuterio Interno da Empresa (2013)

MEacuteTODOS DE ANAacuteLISE DE ESTABILIDADE DE TALUDES

A anaacutelise de estabilidade de taludes nos permite verificar a possibilidade de

escorregamento de taludes analisando-se as influecircncias relativas aos paracircmetros como

exemplo paracircmetros de resistecircncia litologia dentre outros que visam obter um estudo para

um melhor entendimento dos mecanismos de ruptura citados anteriormente As teacutecnicas de

anaacutelise de estabilidade podem ser divididas em grandes grupos que satildeo as anaacutelises

probabiliacutesticas anaacutelises determiniacutesticas e anaacutelises heuriacutesticas Sendo que a anaacutelise

probabiliacutestica requer conhecimento das distribuiccedilotildees de probabilidade ou das funccedilotildees de

densidade das variaacuteveis aleatoacuterias do problema ou seja a definiccedilatildeo da probabilidade de

ruptura ver Figura 4 (DYMINSKI 2007)

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

42

Figura 4 - Representaccedilatildeo probabiliacutestica das tensotildees atuantes e resistentes Fonte Dyminski

(2007)

A anaacutelise probabiliacutestica distingue-se da determiniacutestica por considerar a variabilidade

dos paracircmetros de caacutelculo particularmente a dispersatildeo natural para isto tem que ser

conhecida uma distribuiccedilatildeo de valores para cada paracircmetro (variaacuteveis aleatoacuterias) obtendo ou

assumindo uma distribuiccedilatildeo de probabilidade para o fator de seguranccedila As anaacutelises

probabiliacutesticas satildeo essenciais para a confecccedilatildeo de Mapas de Potencial de Ruptura Mapas de

Risco de Ruptura Mapas de Ocupaccedilatildeo de solos dentre outros (MONTOYA 2013)

As anaacutelises determiniacutesticas por sua vez buscam a quantificaccedilatildeo da estabilidade por

meio de fator numeacuterico que nos permitiraacute avaliar a respectiva seguranccedila se eacute ou natildeo estaacutevel

Sendo assim as anaacutelises determiniacutesticas satildeo baseadas em modelos fiacutesicos e buscam calcular

um fator ou coeficiente de seguranccedila (FS) As anaacutelises determiniacutesticas possuem diversos

meacutetodos sendo eles os de anaacutelise limite anaacutelise de tensatildeodeformaccedilatildeo e anaacutelise de

equiliacutebrio limite (MESQUITA 2013)

O meacutetodo de equiliacutebrio limite eacute tradicionalmente o mais utilizado para a determinaccedilatildeo

do FS pois estuda o equiliacutebrio de uma massa potencialmente instaacutevel Entende-se entatildeo que

estes meacutetodos se resumem a uma comparaccedilatildeo entre forccedilas que tendem a provocar movimento

ao longo de uma superfiacutecie de ruptura e forccedilas que contrariamente se opotildeem a este

movimento

ANAacuteLISES DE RISCO

Com objetivo de normatizar a terminologia aplicada aos estudos de aacutereas geoloacutegicas e

geoteacutecnicas Varnes (1984) propocircs uma definiccedilatildeo formal para diferentes sentidos de riscos

como risco especiacutefico hazard e vulnerabilidade

No Brasil os pioneiros a propor uma normatizaccedilatildeo foram Augusto Filho et al (1990)

que debateram tanto no acircmbito nacional quanto internacional termos conceitos e

nomenclatura associados ao termo Risco Atualmente os conceitos mais usuais satildeo aqueles

recomendados pelas associaccedilotildees das categorias como Australian Geomechanics Society

(AGS) International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (ISSMGE)

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43

International Society for Rock Mechanics (ISRM) Associaccedilatildeo Brasileira de Geologia de

Engenharia e Ambiental (ABGE) e da ISO 31000 (CORTELETTI 2014)

Ainda assim existe pouca unicidade acerca do tratamento dos conceitos e problemas

sobre a avaliaccedilatildeo de risco muitas vezes enfrentando barreiras quanto agrave avaliaccedilatildeo de

incertezas em Geotecnia e avaliaccedilatildeo de risco

GEOPROCESSAMENTO

Teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais que leva em consideraccedilatildeo o processamento

de dados geograacuteficos satildeo conhecidas como geoprocessamento Segundo algumas definiccedilotildees

adotadas por Menezes (2012) as ferramentas computacionais utilizadas em geoprocessamento

permitem realizar anaacutelises complexas atraveacutes de Sistemas de informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG)

SIG por sua vez satildeo sistemas de informaccedilotildees construiacutedos especialmente para armazenar

analisar e manipular dados geograacuteficos

Os SIG tecircm se tornado cada vez mais usuais pois as teacutecnicas computacionais se

tornam cada vez mais complexas e com melhor desempenho possibilitando entatildeo confrontar

dados distintos para produzir o resultado desejado com mais facilidade Confrontar mapas

com diferentes informaccedilotildees permitindo gerar um novo mapa eacute uma ferramenta de grande

eficiecircncia pois o mesmo auxilia no planejamento nas tomadas de decisotildees e reduz a

ambiguidade de interpretaccedilotildees (MENEZES 2012)

Visando desenvolver um trabalho englobando teacutecnicas de geoprocessamentos junccedilatildeo

de mapas e teacutecnicas estatiacutesticas utilizou-se os SIG para aplicar teacutecnicas de anaacutelise

multicriteacuterio e loacutegica fuzzy

CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL

A aacuterea de estudo se insere em uma regiatildeo localizada a leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero

(QF) fazendo parte da Sinclinal de Alegria e situada regionalmente na porccedilatildeo sul do Craacuteton

Satildeo Francisco nas proximidades de Mariana e Ouro Preto (REIS et al 2000 ROESER e

ROESER 2010)

CONTEXTO GEOTECTOcircNICO

A parte leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero eacute constituiacuteda por rochas da regiatildeo cratocircnica

retrabalhadas tectonicamente durante o Evento Brasiliano (06-05 Ga) que resultou na

formaccedilatildeo da Faixa Araccediluaiacute e das demais faixas orogecircnicas que delimitam a borda deste

Cratoacuten (Figura 2) contendo resquiacutecios da orogenia Transamazocircnica (UHLEIN et al 1998)

ESTRATIGRAFIA DO QUADRILAacuteTERO FERRIacuteFERO

Alkmim e Marshak (1998) e Alkmim e Noce (2006) subdividiram o Quadrilaacutetero

Ferriacutefero segundo a coluna estratigraacutefica mostrada na Figura 5 Sendo este constituiacutedo por

quatro unidades litoestratigraacuteficas principais sendo elas O Embasamento Cristalino o

Supergrupo Rio das Velhas de idade arqueana o Supergrupo Minas e o Grupo Itacolomi de

idade paleo-proterozoacuteica

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

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Figura 5 - Coluna estratigraacutefica da regiatildeo do Quadrilaacutetero Ferriacutefero Fonte Modificada de

Alkmim e Marshak (1998)

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METODOLOGIA

MATERIAIS

Foram utilizados os seguintes materiais

bull Software ArcGis 101 para confecccedilatildeo do mapa litoloacutegico

bull Relevo Sombreado para fotointerpretaccedilatildeo dos lineamentos

bull Software Idrisi Selva 170 para aplicaccedilatildeo da loacutegica fuzzy do mapa de lineamentos

bull Relatoacuterio interno disponibilizado pela empresa

MEacuteTODOS

De iniacutecio realizou-se um levantamento bibliograacutefico com aquisiccedilatildeo de informaccedilotildees

paracircmetros e mapas fornecidos pela literatura disponiacutevel e empresas privadas seguido da

confecccedilatildeo dos mapas

A pesquisa bibliograacutefica sobre o tema de estudo se deu por meio de consulta em livros

artigos e documentos fornecidos por empresas e levantamento de base de dados cartograacuteficos

disponiacuteveis na internet Tambeacutem foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica a respeito da

geologia local e regional da aacuterea tendo como base os artigos de Alkmim e Marshak (1998)

Essa fase tambeacutem se fez importante para o levantamento de informaccedilotildees conceituais

onde embasaram a definiccedilatildeo dos pesos para cada classe dos mapas gerados de acordo com a

literaturaObteve-se entatildeo informaccedilotildees estruturais e geoloacutegicas da regiatildeo do QF em minas

privadas de mineacuterio de ferro

Os trabalhos de Gomes (2009) Corteletti (2014) e Alves (2014) aplicam metodologias

semelhantes para a determinaccedilatildeo e anaacutelise de suscetibilidade vulnerabilidade de risco a

movimentos de massa para ferrovias e Montoya (2013) aplica uma metodologia semelhante

para rodovias Dos trabalhos destes autores pode-se tirar contribuiccedilatildeo na definiccedilatildeo de quais

mapas seriam gerados

Assim a partir dos paracircmetros e dados levantados geraram-se o mapa litoloacutegico e de

lineamentos e definiram-se pesos para sua utilizaccedilatildeo na anaacutelise de estabilidade de taludes em

aacuterea de mineraccedilatildeo

Mapa Litoloacutegico

O mapa litoloacutegico proposto teve como base o de Menezes (2012) e relatoacuterios teacutecnicos

A divisatildeo da litologia corresponde ao tipo de rocha que compotildee o maciccedilo rochoso Esta

classificaccedilatildeo foi feita a partir de paracircmetros como a composiccedilatildeo mineraloacutegica origem e

estrutura da rocha

Contudo nem sempre a classificaccedilatildeo litoloacutegica consegue mostrar a variedade que uma

rocha apresenta em mesmo local Portanto torna-se necessaacuterio a definiccedilatildeo da rocha de acordo

com caracteriacutesticas peculiares seja estrutura composiccedilatildeo mineraloacutegica ou fatores de coesatildeo

No Mapa Litoloacutegico foram definidas oito litologias Rochas Intrusivas (IN) Itabirito

Compacto (IC) Itabirito Friaacutevel (IF) Itabirito Manganesiacutefero (IM) Hematita Compacta (HE)

Filito (FL) Quartizito (QT) e Xisto (XI)

Os pesos atribuiacutedos atraveacutes da reclassificaccedilatildeo foram definidos de acordo com o tipo de

litologia e suas caracteriacutesticas ou seja rochas mais intemperizadas e que apresentam um

menor coeficiente de resistecircncia tiveram valores maiores Foi levado em consideraccedilatildeo ainda o

grau de coesatildeo e competecircncia da rocha Para a atribuiccedilatildeo dos pesos litoloacutegicos levou-se em

consideraccedilatildeo o conhecimento do autor aleacutem das caracteriacutesticas citadas anteriormente

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

46

Rochas como as Intrusivas (IN) Filito (FL) Xisto (XI) e Itabiro Friaacutevel (IF)

apresentam uma condiccedilatildeo mais propensa a baixa resistecircncia devido ao intemperismo do que

as rochas que possuem um melhor grau de coesatildeo (Tabela 1)

Tabela 1 - Valores atribuiacutedos para cada classe litoloacutegica Fonte Autores

Classes Litoloacutegicas Valor atribuiacutedo

Quartizito (QT) 20

Hematita Compacta (HE) 50

Itabirito Compacto (IC) 80

Itabirito Manganesiacutefero

(IM)

110

Itabirito Friaacutevel (IF) 140

Filito (FL) 170

Xisto (XI) 200

Intrusiva (IN) 255

Mapa de Lineamentos

A geraccedilatildeo do mapa de lineamentos consistiu na fotointerpretaccedilatildeo de padrotildees de

lineamentos presentes no entorno e dentro da aacuterea de estudo Esses padrotildees foram

interpretados em uma imagem de relevo sombreado gerado pelo Modelo Digital de Terreno

(MDT) Apoacutes essa fotointerpretaccedilatildeo pode-se gerar o mapa de lineamentos no formato

vetorial Sendo este mapa posteriormente utilizado para gerar o mapa fuzzy de lineamentos

O mapa de lineamentos foi gerado a partir da aplicaccedilatildeo da funccedilatildeo fuzzy sigmoidal

decrescente do software Idrisi pois estaacute funccedilatildeo eacute a mais utilizada em anaacutelises geoambientais

com pontos de controle em 20 e 100 o que indica que valores ateacute 20 metros de distacircncia dos

lineamentos tecircm adequabilidade maacutexima e agrave partir de 20 metros decaem sigmoidalmente ateacute

100 metros onde a adequabilidade eacute miacutenima

Segundo alguns de estudos feitos por Huallanca (2004) e Hoek e Bray (1981)

dependendo da densidade de lineamentos ou da distacircncia que apresentam entre si e do

comportamento dos mesmos esses padrotildees comportam-se como zonas de fraqueza presentes

no maciccedilo podendo influenciar na resistecircncia do mesmo Saacute (2010) realizou um estudo

semelhante em uma cava de mineraccedilatildeo de ferro e observou que ocorrem rupturas em grande

escala em regiotildees que apresentam alta densidade de padrotildees de lineamentos

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Os resultados obtidos ou seja o mapa litoloacutegico e de lineamentos seratildeo expostos de

forma separada de acordo com suas discussotildees

MAPA LITOLOacuteGICO

O mapa litoloacutegico apresentou oito classes (Figura 6) Este mapa foi confeccionado e

considerado para a anaacutelise da estabilidade de taludes pelo fato das litologias apresentarem

uma reologia muito complexa em se tratando de um ambiente de mineraccedilatildeo

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Figura 6 - Mapa litoloacutegico mostrando sua variedade de tipologia Fonte Autores

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

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A litologia dentro de atividades de mineraccedilatildeo eacute um dos fatores mais afetados em se

tratando de aspectos geoteacutecnicos pois nesses locais apresentam-se uma grande mobilizaccedilatildeo

de massa rochosa ou solo para extraccedilatildeo do bem mineral causando certo grau de alteraccedilatildeo

devido a desconfinamento ou meteorizaratildeo do estado natural da rocha

Os pesos atribuiacutedos a cada classe litoloacutegica foram embasados em consultas a

bibliografias e analisando os paracircmetros de resistecircncia e caracterizaccedilatildeo Costa (2009)

caracterizou algumas litologias do QF de acordo com ensaios laboratoriais de compressatildeo

uniaxial utilizando esses dados pode-se relacionar que valores atribuiacutedos a cada classe

litoloacutegica variam de acordo com sua capacidade de compressatildeo feita nos ensaios

Com isso atribuiu-se agrave classe quartizito a menor adequabilidade pois essa rocha

apresenta uma maior competecircncia sendo que rochas que conteacutem grande quantidade de

quartzo satildeo dificilmente intemperizaacuteveis O contraacuterio foi considerado com as intrusivas que

receberam a maior valoraccedilatildeo pois se trata de uma rocha muito mais facilmente

intemperizada o que diminui o grau de coesatildeo diminuindo as forccedilas de resistecircncia Para as

rochas com resistecircncia intermediaacuteria levou-se em consideraccedilatildeo os paracircmetros geoteacutecnicos e as

caracteriacutesticas estruturais e anisotropias e conhecimento proacuteprio

MAPA FUZZY DE LINEAMENTOS

Para confecccedilatildeo do mapafuzzy de lineamentos (Figura 7) foi aplicada a funccedilatildeo fuzzy

sigmoidal decrescente sobre os lineamentos Este mapa apresentou uma zona de

suscetibilidade alta (255) nas regiotildees proacuteximas aos lineamentos e uma zona de baixa ou nula

suscetibilidade (0) em zonas mais distantes aos lineamentos

As regiotildees que apresentam alta adequabilidade satildeo zonas com distacircncia muito

proacuteximas dos lineamentos logo essas zonas apresentam uma forte influecircncia dos mesmos As

zonas em coloraccedilatildeo amarela que apresentam uma baixa adequabilidade satildeo regiotildees que se

situam mais distantes dos lineamentos apresentando assim uma baixa influecircncia dos

lineamentos nessas regiotildees

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Figura 7 - Mapa fuzzy de lineamentos mostrando as aacutereas onde apresentam baixa ou alta adequabilidade Fonte Autores

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

50

CONCLUSAtildeO

De acordo com o objetivo do trabalho a metodologia foi eficaz pois os mapas gerados

satildeo subsiacutedios eficazes para a anaacutelise da ruptura de taludes soacute podendo ser desenvolvidos

devido agrave teacutecnica de geoprocessamento aplicada Com o ressalve de que no uso de dados

lineamentos eles natildeo podem natildeo ter as dimensotildees precisas pois tanto podem se apresentar

em superfiacutecie quanto em profundidade alterando o maciccedilo

Sugere-se ainda o uso de outros mapas para tornar a anaacutelise mais completa como por

exemplo mapas da profundidade do niacutevel drsquoaacutegua e declividade

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

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DYMINSKI AS Noccedilotildees de estabilidade de taludes e contenccedilotildeesNotas de aula UFPR

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MENEZES P I Estudo de Estabilidade de Taludes da mina a ceacuteu aberto Satildeo Luiacutes em

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investigaccedilatildeo e anaacutelise geoloacutegico-geoteacutecnicas Dissertaccedilatildeo(Mestrado em Geotecnia)

Universidade de Satildeo Paulo Satildeo Carlos 2012

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em taludes rochosos Dissertaccedilatildeo de mestrado FEUP Porto Portugal 2013

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deslizamento em estradas Tese de doutorado UnB Brasiacutelia 2013

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SAacute G Caracterizaccedilatildeo litoestrutural e parametrizaccedilatildeo geomecacircnica das superfiacutecies de

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CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Geologia Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha

e Mucuri Diamantina MG

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 3 Departamento de Engenharia de Minas Instituto Federal do Espiacuterito Santo Cachoeiro de

Itapemirim ES 4 Escola de Arquitetura Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG 5 Departamento de Geologia Universidade Federal de Ouro Preto Ouro Preto MG

53

Capiacutetulo 4

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES

utilizando teacutecnicas de geoprocessamento

Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitassup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Allison Augusto

Gonccedilalves de Freitas1 Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas3 Rayane Monteiro

Ferreira4 Edgar Batista de Medeiros Juacutenior5

INTRODUCcedilAtildeO

Redes de transporte rodoviaacuterio tornaram-se a essecircncia da infraestrutura em todos os

paiacuteses As estradas satildeo importantes como a estrutura fiacutesica da sociedade e como a base para o

desenvolvimento social e econocircmico (EFFATI et al 2012)

No Brasil o principal meio de transporte urbano e de boa distribuiccedilatildeo eacute o sistema de

transporte rodoviaacuterio Neste contexto vias rurais e urbanas satildeo notaacuteveis para tornar o traacutefego

de pessoas e a distribuiccedilatildeo de produtos sendo incontestaacutevel a importacircncia de um sistema de

transporte seguro capaz de atender a demanda (SILVA et al 2006) Juntamente com um

intenso crescimento nas cidades de porte meacutedio na deacutecada de 60 ocorreu um periacuteodo de

grandes investimentos em infraestrutura rodoviaacuteria no paiacutes Jaacute nos anos 70 o Ministeacuterio de

Transportes por meio do Plano de Desenvolvimento Nacional estimulou uma expansatildeo das

rodovias no Brasil Com estes investimentos muitos municiacutepios proacuteximos e ao longo dos

eixos rodoviaacuterios sentiram-se atraiacutedos e motivados agraves atividades e investimentos que

favorecessem o comeacutercio de produtos e serviccedilos Assim as cidades de pequeno e meacutedio

porte demostraram um crescimento linear ao longo das rodovias natildeo apresentando

planejamento no uso do solo e na sua ocupaccedilatildeo (FREIRE 2003)

Com o tempo o aumento do transporte nestas rodovias trouxe implicaccedilotildees positivas e

negativas para as cidades (CORREcircA PINTO 2012) Alguns desses problemas como a

ocorrecircncia de congestionamentos e acidentes (EFFATI et al 2012) No sentido de diminuir

esses problemas existem metodologias que auxiliam no estudo de viabilidade sendo uma

delas a aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio que foi utilizada neste trabalho

Deste modo este trabalho teve por objetivo geral fazer um estudo de realocaccedilatildeo da

BR-101 na aacuterea urbana do municiacutepio de Iconha-ES utilizando anaacutelise multicriteacuterio De

forma mais especiacutefica

bull Analisar quais criteacuterios (fatores e restriccedilotildees) interferem na locaccedilatildeo da rodovia

bull Determinar as restriccedilotildees que interferem na escolha da aacuterea

bull Determinar os fatores que interferem na escolha da aacuterea

bull Determinar as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy que melhor se adequam aos diferentes fatores

usados

bull Ponderar os fatores

bull Gerar a anaacutelise multicriteacuterio para estudo de aptidatildeo de aacutereas para realocaccedilatildeo da BR-101

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

54

bull Achar uma aacuterea com maior adequabilidade agrave realocaccedilatildeo da rodovia

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

Iconha localiza-se ao sul do Espiacuterito Santo (Figura 1) entre as coordenadas

N=7695610m E=300822m N=7702818m E=318390m na zona 24 sul Limitando-se ao

norte com Anchieta ao sul com Rio Novo do Sul a leste com Piuacutema e a oeste com Alfredo

Chaves Segundo IBGE (2014) o municiacutepio possui aacuterea territorial de 203528 kmsup2 O acesso

para a cidade de Iconha a partir de Vitoacuteria pode ser realizado pela BR-101 ateacute o municiacutepio

de Iconha sendo um trajeto de aproximadamente 97 Km

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

CONTORNOS VIAacuteRIOS

Em um contexto geral as ruas que satildeo estradas dentro das cidades marcavam os

caminhos de acesso onde se estabeleciam as relaccedilotildees com os territoacuterios circundantes na

configuraccedilatildeo original das cidades marcando os eixos da futura expansatildeo (VALLEJO 1995)

Anteriormente a intensificaccedilatildeo do uso de automoacuteveis as estradas (intermunicipais estaduais e

federais) passavam dentro das cidades e os fluxos de transporte tinham com elas uma relaccedilatildeo

intensa de contato cultural e intercacircmbio comercial aumentando o desenvolvimento local

(AUGEacute 1994) A malha rodoviaacuteria brasileira se deslocou criando corredores estrateacutegicos de

transportes trazendo consigo um crescimento socioeconocircmico e modificando as aacutereas e

cidades por onde passou (FREIRE 2003)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo do municiacutepio de Iconha em relaccedilatildeo ao Estado do Espiacuterito Santo O

quadrado em verde mostra a aacuterea de estudo Fonte Modificado de Wikipeacutedia (2006)

Devido ao crescimento maciccedilo do fluxo de veiacuteculos nas cidades novas medidas foram

tomadas dentre elas a construccedilatildeo de rodovias de contorno ou aneacuteis viaacuterios atualmente

usados como a soluccedilatildeo mais viaacutevel para resolver o problema das travessias urbanas (SILVA

JUacuteNIOR e FERREIRA 2008)

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55

O surgimento destes contornos daacute-se com a necessidade de melhorar a fluidez dos

deslocamentos devido ao elevado grau de saturaccedilatildeo das vias nas aacutereas mais centrais

(CORREcircA PINTO 2012) O fluxo de passagem tende a ser redirecionado para fora das aacutereas

urbanas por meio de laccedilos de contorno ou aneacuteis viaacuterios (SANTOS 2006)

De acordo com Silva Juacutenior e Ferreira (2008) a construccedilatildeo de contornos viaacuterios pode

atrair a ocupaccedilatildeo urbana do mesmo modo que o traccedilado original o que poderia levar a

ineficiecircncia deste novo contorno viaacuterio O natildeo planejamento desta ocupaccedilatildeo pode vir com

uma nova segregaccedilatildeo urbana que terminaraacute por inviabilizar o segmento da rodovia O

tamanho destes impactos eacute dependente de vaacuterios fatos dentre os quais a estruturaccedilatildeo do

tecido urbano (malha viaacuteria e uso do solo) e seu grau de inter-relacionamento com a rodovia

(CORREcircA PINTO 2012)

Existem diversas teacutecnicas para estudo de locaccedilatildeo de contorno viaacuterio entre elas

podemos citar a avaliaccedilatildeo geomorfoloacutegica estrutural e pedoloacutegica seja com ou sem a

aplicaccedilatildeo de Sistema de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) O SIG eacuteutilizado principalmente pela

Engenharia de Transporte nos estudos de alternativas de traccedilados de contornos viaacuterios pode

considerar diversas categorias na anaacutelise (sociais econocircmicas ambientais geoteacutecnicas) com

pesos diferentes (SILVA 2004)

Em seu trabalho Silva et al (2006) utilizaram o apoio agrave decisatildeo atraveacutes de SIG e

apresentaram alternativas de projeto para o anel viaacuterio da cidade de Viccedilosa-MG com

utilizando agrave loacutegica fuzzy e a anaacutelise multicriteacuterio para o levantamento e anaacutelise de

condicionadores consideradas de acordo com os dados disponiacuteveis em mapas de altitude

hidrografia declividade sistema de transportes classe de solo e principalmente o uso e

cobertura do solo e selecionaram alternativas de contornos que fazem uso das rodovias

existentes como uma opccedilatildeo para diminuir os custos e os impactos ambientais

Correcirca Pinto (2012) tratou sobre os desdobramentos na forma urbana de pequenas

cidades causados por novos contornos viaacuterios tendo como estudo de caso as cidades de Satildeo

Francisco de Assis e Santiago (RS) A metodologia aplicada foi baseada nas medidas de

diferenciaccedilatildeo espacial atraveacutes das quais foi possiacutevel visualizar o dinamismo do traccedilado de

uma cidade e as possiacuteveis alteraccedilotildees de sua forma Como resultado identificou e avaliou

algumas consequecircncias que as implantaccedilotildees de contornos viaacuterios causam nas formas urbanas

das pequenas cidades

SILVA (2012) aplicou a metodologia de anaacutelise espacial por avaliaccedilatildeo multicriteacuterio

para otimizar o processo de planejamento da ocupaccedilatildeo territorial e da mobilidade urbana no

municiacutepio de Viccedilosa - MG e aacuterea de influecircncia Como metodologia utilizou recursos

disponiacuteveis em SIG com avaliaccedilatildeo multicriteacuterio sobre bases cartograacuteficas digitais Como

resultado elaborou mapas temaacuteticos que representam as propostas para a mobilidade urbana e

para a ocupaccedilatildeo territorial da aacuterea de estudo conforme as abrangecircncias consideradas

FOTOINTERPRETACcedilAtildeO

De acordo com Soares e Fiori (1978) a interpretaccedilatildeo visual eacute o estudo da imagem

fotograacutefica visando agrave descoberta e a avaliaccedilatildeo por meacutetodos indutivos dedutivos e

comparativos do significado funccedilatildeo e relaccedilatildeo dos objetos correspondentes agraves imagens ou

seja eacute a teacutecnica de examinar as imagens dos objetos na imagem e deduzir sua significaccedilatildeo

Ribeiro et al (2008) entendem que a fotointerpretaccedilatildeo baseia-se no processo de

anaacutelise de imagens por meio da detecccedilatildeo identificaccedilatildeo e classificaccedilatildeo dos objetos de

interesse contidos nelas Ao analisar imagens eacute importante a observaccedilatildeo de entes e feiccedilotildees

insinuadas atraveacutes de caracteriacutesticas das imagens como cor tonalidade textura tamanho

forma padratildeo sombras altura localizaccedilatildeo dos alvos e aspectos associados

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

56

Santos (1988) aplicou o levantamento das tipologias vegetais pela teacutecnica de anaacutelise

visual e atraveacutes desta mapeou quatro tipologias distintas e concluiu que o produto e

metodologia usados nesta pesquisa satildeo plenamente viaacuteveis para levantamentos das tipologias

florestais nativas da Amazocircnia

Mercante et al (2005) realizaram um mapeamento de uso do solo usando como base

para a interpretaccedilatildeo visual o conhecimento preacutevio da aacuterea de estudo adquiridos apoacutes o

reconhecimento de campo observando as principais classes de coberturas de solo na aacuterea O

resultado desta anaacutelise visual constituiu um importante subsiacutedio para a decisatildeo sobre a melhor

alternativa da via de gasoduto permitindo uma escolha mais racional e menos subjetiva

Moreira et al (2008) fotointerpretaram as imagens de sateacutelite (LANDSAT 7 ETM+)

pela sua variaccedilatildeo textural devido ao registro dos alvos terem diferentes comportamentos

espectrais e diferentes arranjos espaciais e explicaram a compartimentaccedilatildeo e a relaccedilatildeo de

equivalecircncia entre zonas que constituem texturas semelhantes

Desta forma entende-se que a interpretaccedilatildeo visual pode ter seu uso em estudos de

localizaccedilatildeo de estradas exploraccedilatildeo mineral diferentes traccedilados propostos agricultura

planejamento urbano e dentre outros mapas temaacuteticos (NADALIN 2010)

SISTEMAS DE INFORMACcedilAtildeO GEOGRAacuteFICA (SIG)

A aplicaccedilatildeo de Sistemas de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) em problemas de tomada de

decisatildeo eacute uma ferramenta poderosa e eficiente nas diversas aacutereas do conhecimento pois

possibilita que o processo seja realizado de maneira mais fundamentada Dessa forma o

agente de decisatildeo tem agrave sua disposiccedilatildeo dados e informaccedilotildees mais acessiacuteveis mais facilmente

combinados e modificados aleacutem de utilizar argumentos mais claros para a decisatildeo (SILVA

1999) Segundo Star e Estes (1991) o uso do SIG para a estruturaccedilatildeo e organizaccedilatildeo de

variaacuteveis com a intenccedilatildeo de obter alternativas para a seleccedilatildeo de locais com adequabilidades

para determinado estudo tem sido amplamente utilizado O seu uso pode ser explicado por ser

uma ferramenta que trata grandes quantidades de dados armazenados em banco de dados

contendo informaccedilotildees representativas do mundo real atraveacutes de coordenadas geograacuteficas

possibilitando realizar anaacutelises espaciais

ANAacuteLISE DE MULTICRITEacuteRIO

De acordo com Moura (2007) a anaacutelise de multicriteacuterio pode ser entendida como um

procedimento metodoloacutegico que faz o cruzamento de variaacuteveis nas anaacutelises espaciais esta

anaacutelise tambeacutem eacute conhecida como Anaacutelise Hieraacuterquica de Pesos ou Aacutervore de Decisotildees Esta

anaacutelise se destina a desenvolver estudos caracterizadores da realidade vigente e preditivos de

situaccedilotildees que estatildeo por vir alcanccedilando o objetivo da anaacutelise espacial Francisco et al (2007)

considera que a anaacutelise multicriteacuterio eacute um meacutetodo de anaacutelise de alternativas para a resoluccedilatildeo

de problemaacuteticas que utilizam diversos criteacuterios relacionados ao objeto de estudo sendo

assim possiacutevel identificar alternativas prioritaacuterias para o objeto considerado

Os meacutetodos de anaacutelises multicriteacuterio vecircm sendo utilizados para a soluccedilatildeo de

problemas nas tomadas de decisatildeo nas mais diversas aacutereas do conhecimento entre elas

alternativas de poliacuteticas social (VILAS BOAS 2006) como indicador de condiccedilotildees de vida

(SILVA e JANNUZZI 2009) no planejamento e gestatildeo ambiental (FRANCO et al 2013)

no uso de terras (PORATH 2014) e anaacutelise de sensibilidade ambiental (RIBEIRO 2011) com

o intuito de esclarecer ao decisor possibilidades nas escolhas Apoiam o procedimento

decisoacuterio com base nos dados existentes agregando valores dos agentes na busca de uma

melhor soluccedilatildeo (CAMPOS 2011)

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57

O procedimento da anaacutelise multicriteacuterio baseia-se em mapeamentos de variaacuteveis pelo

seu plano de informaccedilatildeo e na definiccedilatildeo do grau de pertinecircncia de cada plano de informaccedilatildeo e

de cada um de seus componentes para a construccedilatildeo do resultado final e sempre que

necessaacuterio utilizando fatores de ponderaccedilatildeo (MOURA 2007)

Na praacutetica na anaacutelise multicriteacuterio a decisatildeo eacute tomada atraveacutes de um conjunto de teacutecnicas e

meacutetodos para dar apoio a pessoas e organizaccedilotildees nas tomadas de decisotildees sob a persuasatildeo de

uma multiplicidade de criteacuterios (GOMES et al 2002)

Santos (2010) diz que para a realizaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio o estudo deve ter

como base alguns passos sendo eles a seleccedilatildeo e representaccedilatildeo das variaacuteveis que caracterizam

o fenocircmeno organizaccedilatildeo dessas em planos de informaccedilatildeo discretizaccedilatildeo dos planos em

resoluccedilatildeo espacial adequada combinaccedilatildeo das variaacuteveis de forma que elas possam representar

a complexidade da realidade e por fim a possibilidade de calibraccedilatildeo e validaccedilatildeo do sistema

mediante identificaccedilatildeo e correccedilatildeo das relaccedilotildees construiacutedas entre as variaacuteveis mapeadas

Moreira et al (2001) objetivou a pesquisa mineral atraveacutes de anaacutelises multicriteacuterio de

dados geoloacutegicos e geofiacutesicos visando a seleccedilatildeo de aacutereas com maior potencial agrave ocorrecircncia de

minerais radioativos Como estudo de caso comparou o desempenho de 8 meacutetodos de anaacutelise

multicriteacuterio de dados geoloacutegicos e radiomeacutetricos na prediccedilatildeo de aacutereas potenciais agrave

ocorrecircncia de minerais radiativos no planalto de Poccedilos de Caldas Os cenaacuterios gerados

indicaram desempenhos diferentes nas avaliaccedilotildees encontrando desde resultados considerados

bons a medianos para identificaccedilatildeo mineral

Vilas Boas (2006) desenvolveu um modelo de anaacutelise de decisatildeo para facilitar o

processo de escolha de alternativas de poliacuteticas programas e projetos relacionados agrave gestatildeo de

recursos hiacutedricos e mais especificamente ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Como resultado

apresentou uma lista ordenada das alternativas de uso muacuteltiplo possiacuteveis de serem

implantadas no reservatoacuterio

Moura (2007) aplicou a anaacutelise multicriteacuterio como subsiacutedio para estudos ambientais

de forma a apresentar como resultado um roteiro metodoloacutegico para apoio as revisotildees

bibliograacuteficas destinado agrave construccedilatildeo de anaacutelises espaciais de caracterizaccedilatildeo e gerenciamento

ambiental e urbano Jannuzzi et al (2009) utilizaram a anaacutelise multicriteacuterio em uma aplicaccedilatildeo

em poliacuteticas puacuteblicas e obteve como resultado uma seacuterie de escolhas teacutecnicas e poliacuteticas

Com o objetivo de levantar situaccedilotildees ambientais associadas agrave necessidade de proteccedilatildeo

do parque estadual da Serra do Rola Moccedila a partir dos dados levantados no plano de manejo

Santos (2010) apresentou uma proposta metodoloacutegica com uso de anaacutelise multicriteacuterio para

identificaccedilatildeo de suas aacutereas de fragilidade ambiental Como resposta obteve aacutereas fragilidade

associadas ao meio fiacutesico ao turismo a accedilatildeo antroacutepica e agrave correlaccedilatildeo desses fatores

Ribeiro (2011) usou anaacutelise multicriteacuterio para encontrar aacutereas para implantaccedilatildeo das

culturas florestais de Hevea brasiliensis Pinus elliottiivarelliottii e Schizolobiumamazonicum

no Estado do Espiacuterito Santo e como resultado observou-se que o Estado apresenta aacutereas com

aptidatildeo edafoclimaacutetica para todas as espeacutecies

Considerando a anaacutelise multicriteacuterio como uma boa ferramenta na tomada de decisotildees

Franco et al (2013) a usou em seus estudos para identificaccedilatildeo da prioridade de aacutereas a

recuperaccedilatildeo florestal O mapa final produzido foi considerado uma ferramenta de gestatildeo da

aacuterea prioritaacuteria a restauraccedilatildeo

Em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas potenciais para construccedilatildeo de marinas no

municiacutepio de Florianoacutepolis-SC com o uso da anaacutelise multicriteacuterio Porath (2014) usou

variaacuteveis adotadas em mapas temaacuteticos identificando geograficamente aacutereas mais propensas agrave

implantaccedilatildeo de marinas considerando a interferecircncia antroacutepica e marinha tentando

minimizar as perturbaccedilotildees e o impacto ambiental

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

58

METODOLOGIA

Para a realizaccedilatildeo deste trabalho foram utilizados como base vaacuterios materiais

cartograacuteficos sendo eles Curvas de niacutevel com equidistacircncia vertical de 20 m fornecido pelo

GEOBASES (2011) Mapa topograacutefico das cidades de Iconha Rio Novo do Sul Anchieta e

Piuacutema (160000) Ortofotos do IEMA (2007) das cidades de Iconha Rio Novo do Sul

Anchieta e Piuacutema (1 35000) Mapa de Declividade do terreno gerado a partir das curvas de

niacutevel Mapa de Rios e Mapa de Uso dos Solos gerados a partir da fotointerpretaccedilatildeo das

ortofotos

Para a montagem do banco de dados foram utilizadas as ortofotos com as quais foi

possiacutevel elaborar arquivos vetoriais (shapefile) atraveacutes de fotointerpretaccedilatildeo (na escala de

visualizaccedilatildeo de 12500) e vetorizaccedilatildeo em tela de pontos linhas e poliacutegonos gerando dois

mapas sendo eles Mapa de Uso dos Solos (Apecircndice A) onde foram observadas as

principais classes de coberturas de solo existentes (pastagem agricultura florestas casas

rurais zonas urbanas vilarejos depoacutesitosndashfaacutebricas-pedreiras lagoasndashlagos-represas) e o

Mapa de Rios Para a geraccedilatildeo do Mapa de Declividade do Terreno foram utilizadas as curvas

de niacutevel

ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO

De acordo com a proposta metodoloacutegica usada por Barros e Marques (2007) neste

trabalho levou-se em consideraccedilatildeo o levantamento e o geoprocessamento das condicionantes

que existem na legislaccedilatildeo Posteriormente ao levantamento e a anaacutelise dos condicionantes

foram determinados os criteacuterios que subsidiaram o processo de decisatildeo

Esta decisatildeo eacute suportada pela consideraccedilatildeo de criteacuterios que representam possiacuteveis

condiccedilotildees de quantificar ou avaliar determinada anaacutelise Os criteacuterios podem ser de dois tipos

Restriccedilatildeo ou Fatores A restriccedilatildeo eacute um criteacuterio capaz de limitar as alternativas em

consideraccedilatildeo no estudo e pode assumir um caraacuteter de exclusatildeo de espaccedilos da anaacutelise

definindo as alternativas natildeo elegiacuteveis que deveratildeo ser excluiacutedas do espaccedilo inicial de soluccedilotildees

possiacuteveis O Fator eacute um criteacuterio que aumenta ou diminui a adequabilidade de uma

determinada alternativa para o objetivo da anaacutelise Esta aptidatildeo eacute medida numa escala

contiacutenua e de forma a englobar todo o espaccedilo de soluccedilatildeo inicialmente previsto (RAMOS e

MENDES 2001)

Seguindo a metodologia apresentada por Benda et al (2012) neste trabalho utilizou-se

a loacutegica booleana para confecccedilatildeo dos mapas de restriccedilotildees a loacutegica fuzzy para padronizaccedilatildeo

dos fatores e a anaacutelise multicriteacuterio para combinaccedilatildeo entre as restriccedilotildees e fatores

Assim como Calijuri et al (2002) em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas para

implantaccedilatildeo de aterros sanitaacuterios neste trabalhou as restriccedilotildees diferenciam locais que possam

ser considerados aptos ou inaptos a realocaccedilatildeo da BR-101 Os fatores definem locais ou

alternativas em medidas contiacutenuas de aptidatildeo diminuindo ou aumentando o valor de uma

alternativa em questatildeo naqueles locais fora das restriccedilotildees absolutas

As restriccedilotildees atuam como um tipo de criteacuterio que limita a soluccedilatildeo do problema

restringindo as alternativas em consideraccedilatildeo excluindo aacutereas de acordo com determinadas

condiccedilotildees impostas (BENDA et al 2012) Utilizando um operador algeacutebrico de mapas tipo

booleano criam-se mapas binaacuterios natildeo aptos (0) ou aptos (1) que possibilitam a realizaccedilatildeo de

cruzamentos entre dois ou mais planos de informaccedilatildeo (SCARASSATTI e COSTA 2010)

As restriccedilotildees booleanas usadas com as justificativas das referidas escolhas satildeo listadas

abaixo

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59

a) Restriccedilatildeo Casa Rurais e Depoacutesitos

De acordo com o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949 do DNIT 1973 requer-se a

distacircncia miacutenima de 60 metros das residecircncias e depoacutesitos (presentes no Mapa de Uso dos

Solos este usado para confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo para a construccedilatildeo de rodovias

Quando o custo do terreno ou imoacuteveis for muito elevado a desapropriar o tamanho dessa

faixa poderaacute mudar ao exigido por exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo

ateacute os miacutenimos 30 metros

b) Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas

Como margem de seguranccedila ao que rege o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949

(DNIT 1973) foi aplicada uma distacircncia miacutenima de 60 metros as zonas urbanizadas por

exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo ateacute os miacutenimos 20 metros

Tendo como foco a retirada da BR-101 do centro de Iconha ou de qualquer outra aacuterea com

habitaccedilatildeo neste toacutepico foram consideradas como zonas urbanizadas todas as aacutereas com 5

(cinco) ou mais casas proacuteximas no Mapa de Uso dos Solos este usado na confecccedilatildeo desta

restriccedilatildeo Assim somente as aacutereas com ocupaccedilatildeo urbana e seu entorno de 60 metros estatildeo

inaptas agrave ocupaccedilatildeo com a BR-101 sendo as demais aptas para o contorno viaacuterio

c) Restriccedilatildeo Rios

Pinto (2010) Corseuil e Campos (2007) Barros e Marques (2007) em seus trabalhos

com a intenccedilatildeo de preservar os recursos hiacutedricos de contaminaccedilotildees e respeitando a resoluccedilatildeo

Nordm 303 do CONAMA (2002) e na Lei Federal Nordm 4771 (BRASIL 1965) delimitaram um

raio de 30 metros ao redor dos cursos drsquoaacutegua com menos de 10 metros de largura como eacute o

caso da aacuterea em estudo

Neste trabalho apesar dos cursos drsquoaacutegua usado para a confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo) da

aacuterea possuiacuterem menos de 10 metros de largura optou-se para uma maior margem de

seguranccedila limitar um raio de ateacute 60 metros ao redor dos corpos drsquoaacutegua impedindo que essas

aacutereas obtivem-se algum grau de aptidatildeo para a realocaccedilatildeo da BR-101

Em seu trabalho sobre apoio agrave decisatildeo aplicada ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Vilas

Boas (2006) considerou os fatores que atuam em uma problemaacutetica como criteacuterios Scarassatti

e Costa (2010) trataram os fatores como mapas que provem ponderaccedilotildees dos diferentes

fatores de influecircncia a um dado acontecimento sendo um dos meios usados para a criaccedilatildeo dos

mapas de fatores a loacutegica fuzzy ou nebulosa

Para normalizar os criteacuterios satildeo usados as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy estas funccedilotildees

que foram selecionadas para que de melhor forma adequem aos paracircmetros do estudo De

acordo com Ramos e Mendes (2001) umas das funccedilotildees mais usadas designadas por funccedilotildees

fuzzy satildeo Sigmoidal J-Shaped Linear e Complexa Poreacutem na aplicabilidade deste trabalho

fez se o uso somente da funccedilatildeo Sigmoidal crescente e Sigmoidal decrescente (Figura 2)

Figura 2 - Funccedilotildees de pertinecircncia dos conjuntos fuzzy Sigmoidal crescente (a)

Sigmoidal decrescente (b) Fonte Modificado de Eastman (1997)

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

60

Haacute diversos meacutetodos de padronizaccedilatildeo grande parte dos meacutetodos utiliza valores

maacuteximos e miacutenimos (CAMPOS 2005) Neste trabalho os mapas dos fatores foram limitados

e ponderados a um intervalo ente 0 - 255 (intervalo do byte) permitindo exploraccedilatildeo da

variedade de dados contiacutenuos

a) Fator Declividade do terreno

A declividade pode ser representada como um acircngulo de inclinaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao

percentual entre o comprimento horizontal da encosta e o desniacutevel vertical (IPT 2007) Para

Barbosa et al (2012) a declividade consiste da maior ou menor inclinaccedilatildeo do relevo em

comparaccedilatildeo ao horizonte Pinto (2010) considera a declividade como um fator que pode tanto

potencializar como limitar a ocupaccedilatildeo de uma aacuterea considerando as declividades mais

acentuadas mais propiacutecias a riscos de deslizamentos escorregamentos e as menos acentuadas

mais apropriadas para a ocupaccedilatildeo Em seus estudos considerou a declividade maior que 45

inapta ao uso

A partir do Mapa de Declividade do Terreno as regiotildees planas e onduladas de acordo

com o Art 15 da portaria ndeg 19 de 10011949 (DNIT 1973) foram consideradas prioritaacuterias

a realocaccedilatildeo da BR-101 Neste trabalho as declividades ideais foram consideradas entre os

valores de 0 e 5 agrave medida que a declividade aumenta menor eacute a adequabilidade da aacuterea

para o objetivo proposto sendo considerado acima de 45 inapta sendo limitada pela proacutepria

legislaccedilatildeo ambiental A funccedilatildeo utilizada para normalizar os dados de declividade foi a funccedilatildeo

de pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente (Figura 2b) servindo como pontos de

controle abc = 5 e d = 45

b) Fator Distacircncia dos Rios

Para proporcionar uma maior garantia de preservaccedilatildeo dos rios os limites estabelecidos

pela legislaccedilatildeo ambiental e jaacute citados anteriormente foram levados em consideraccedilatildeo atraveacutes

do uso de restriccedilatildeo poreacutem foi utilizado o fator que considera que quanto maior a distacircncia

dos rios maior a adequabilidade ao empreendimento

Seguindo o meacutetodo proposto por Pinto (2010) considerou que quanto maior a distacircncia

em relaccedilatildeo aos rios melhor a aptidatildeo da aacuterea sendo assim foi utilizada a funccedilatildeo de

pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica crescente (Figura 2a) para descrever essa variaccedilatildeo

com pontos de controle em a=60m e bcd=15000 m (comprimento maacuteximo da aacuterea de

estudo)

c) Fator Uso dos Solos

Objetivando afetar o miacutenimo possiacutevel as aacutereas jaacute utilizadas pela ocupaccedilatildeo humana e

aacutereas florestais a aacuterea de pastagem eacute colocada como a aacuterea mais adequada ao

empreendimento em estudo

Aacutereas de valores mais altos indicam maior adequabilidade ao empreendimento

enquanto que as aacutereas com menores valores representam as menos adequadas conforme pode

ser visto na Tabela 1 Para a normalizaccedilatildeo das classes de uso do solo o Mapa Uso dos Solos

foi reclassificado atribuindo agraves classes valores de 0 a 255

bull Ponderaccedilatildeo dos fatores (avaliaccedilatildeo de pesos para os criteacuterios)

De acordo com Calijuri (2008) a ponderaccedilatildeo eacute um indicativo da importacircncia relativa

dos fatores e um regulador de compensaccedilatildeo entre eles O grau em que um fator pode

compensar outro eacute determinado por seu fator ou compensaccedilatildeo de peso

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61

Tabela 1 - Normalizaccedilatildeo das classes usos do solo Fonte Autores

Legenda Valores Atribuiacutedos

Lagoas-Lagos-Represas 0

Casas Rurais 0

Vilarejos 0

Depoacutesitos 0

Zona Urbana 0

Floresta 25

Agricultura 200

Pastagem 255

Dessa forma os valores de aptidatildeo foram atribuiacutedos baseados em conhecimento

empiacuterico e tambeacutem em trabalhos de outros autores como Calijuri et al (2002) Barros e

Marques (2007) Mercante e Antunes (2010) Pinto (2010) Silva et al (2010) Benda et al

(2012)

Assim como nos trabalhos de Calijuri et al (2002) Corseuil e Campos (2007) Calijuri

(2008) Mercante e Antunes (2010) e Benda et al (2012) posteriormente a padronizaccedilatildeo dos

fatores para a escala de 0 a 255 os pesos finais satildeo estimados por meio do Processo de

Hierarquizaccedilatildeo Analiacutetico (AHP) aplicado agrave matriz de comparaccedilatildeo par-a-par utilizando o

meacutetodo apresentado por Saaty (1980) e Clark Labs (2006) este meacutetodo permite estabelecer

pesos a cada fator segundo sua relevacircncia que foi priorizada conforme seu grau de

importacircncia para a anaacutelise ou seja os pesos dos fatores satildeo atribuiacutedos especificamente a cada

fator dando a importacircncia relativa de cada um em relaccedilatildeo aos outros (MERCANTE e

ANTUNES 2010) atribuindo pesos diferenciados no processo final de decisatildeo

Nesse julgamento fez-se o uso da escala de comparadores proposta por Saaty (1977)

que pode ser vista no Quadro 1

Quadro 1 - Escala de valores Fonte Modificado de Saaty (1977)

Intensidade relativa

de importacircncia

Definiccedilatildeo Explicaccedilatildeo

1 Igual importacircncia Importacircncia igual dos dois criteacuterios

para o objetivo

3 Menor importacircncia de

um sobre o outro

Um dos criteacuterios eacute levemente mais

favoraacutevel do que o outro

5 Essencial ou forte Um dos criteacuterios eacute consideravelmente

mais favoraacutevel do que outro

7 Importacircncia muito

grande

A importacircncia de um criteacuterio sobre o

outro eacute evidentemente muito maior

9 Importacircncia absoluta Quando um meio-termo eacute necessaacuterio

Considerando a escala de Saaty fez-se a comparaccedilatildeo entre os fatores utilizados

conforme podem ser vistos na Tabela 2 Onde o fator Declividade do terreno eacute levemente

mais favoraacutevel do que o fator Distacircncia dos Rios O fator Uso dos Solos eacute consideravelmente

mais favoraacutevel que o fator o Distacircncia dos Rios e levemente mais favoraacutevel do que o fator

Declividade do terreno

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

62

Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo dos criteacuterios escalonados (fatores) Fonte Autores

Fatores Distacircncia dos

Rios

Declividade do

terreno

Uso dos

Solos

Distacircncia dos Rios 1

Declividade do terrreno 3 1

Uso dos Solos 5 3 1

Para criaccedilatildeo da matriz de ponderaccedilatildeo foram considerados como ordem de importacircncia

dos fatores Distacircncia dos Rios a Declividade do Terreno e o Uso dos Solos Dessa forma

obtiveram-se os pesos que consideram o quanto determinado fator interfere na anaacutelise (Tabela

3)

Tabela 2 - Resultado final dos pesos calculados para os fatores Fonte Autores

Fator Peso

Distacircncia dos Rios 010

Declividade do

terreno

026

Uso dos Solos 064

bull Combinaccedilatildeo linear ponderada

Depois de determinado os pesos dos criteacuterios que foram utilizados neste estudo foi

necessaacuterio agrave junccedilatildeo dos dados para obtenccedilatildeo do mapa final de adequabilidade

Com esta finalidade os mapas de cada fator foram combinados pelo meacutetodo da

combinaccedilatildeo linear ponderada onde multiplicou-se os mapas de adequabilidade de cada fator

por seu peso especiacutefico posteriormente fez-se o somatoacuterio de todos estes fatores obtendo-se

um valor final da aacuterea com sua adequabilidade (BENDA et al 2012)

Devido agrave utilizaccedilatildeo de mapas de restriccedilotildees neste estudo (booleanos) o procedimento

foi modificado e multiplicou-se a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo dos

fatores pelo produto das restriccedilotildees

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

As informaccedilotildees geradas nos mapas de restriccedilotildees e fatores subsidiam a discussatildeo que

leva a interpretaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos mapas finais verificando-se assim como cada restriccedilatildeo e

fator afetou a anaacutelise final

Os mapas temaacuteticos mostram agraves aacutereas apropriadas a implementaccedilatildeo ao contorno

viaacuterio sendo algumas aacutereas de exclusatildeo (restriccedilotildees) e outras com valores de adequabilidade

(fatores)

As exclusotildees consideradas satildeo criteacuterios associados ao ordenamento do territoacuterio em

termos de ocupaccedilatildeo humana os mapas de exclusatildeo de aacutereas Restriccedilatildeo Casa Rurais e

Depoacutesitos Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas e Restriccedilatildeo Rios exibindo aacutereas aptas (classe 1) e

inaptas (classe 0) ao empreendimento

Assim como no trabalho de Mercante et al (2005) a relevacircncia do uso dos solos e

declividade do terreno na anaacutelise tem uma influecircncia direta no trajeto da rodovia refletindo

na preservaccedilatildeo teacutecnica e econocircmica do empreendimento levando em consideraccedilatildeo as aacutereas

mais planas do terreno e as aacutereas de pastagem

As justificativas adotadas para as ponderaccedilotildees foram tratadas da seguinte maneira

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63

O Fator Declividade do terreno eacute moderadamente mais importante do que o fator Distacircncia

dos Rios pois o escoamento de um rio depende da declividade dos canais fluviais

O Fator Uso dos Solos eacute muito fortemente mais importante que o fator o Distacircncia dos

Rios uma vez que o manejo da rodovia nas proximidades do rio eacute mais faacutecil que a

desocupaccedilatildeo das aacutereas urbanizadas

O Fator Uso dos Solos eacute moderadamente mais importante do que o fator Declividade

do terreno uma vez que eacute mais econocircmico aplainar um terreno que locomover a populaccedilatildeo de

local

O valor da razatildeo de consistecircncia entre os pesos ponderados dos fatores foi de 003

neste caso a matriz de julgamento estaacute consistente o que torna os pesos calculados para este

modelo aceitaacuteveis visto que para os valores de razatildeo de consistecircncia inferiores a 010 natildeo

necessitam de reavaliaccedilatildeo (EASTMAN 1999)

Com o resultado dos fatores ponderados obtidos e as restriccedilotildees foi possiacutevel realizar a

avaliaccedilatildeo de muacuteltiplos criteacuterios e obter o mapa final de adequabilidade (Figura 4) com valores

variando de 0 a 255 estes valores representam o grau de aptidatildeo ou seja a adequabilidade

das aacutereas agrave realocaccedilatildeo da BR-101 e natildeo se agraves aacutereas satildeo aptas ou inaptas onde 0 identifica

aacutereas inaptas ao empreendimento e 255 as mais aptas possibilitando a escolha dos locais

dentro da aacuterea mais apto que merecem um estudo detalhado com o mapeamento geoloacutegico

Ao analisar o mapa final observa-se a influecircncia tanto das restriccedilotildees quanto dos fatores

no mapa final Os mapas de restriccedilotildees inibindo as aacutereas consideradas inaptas de quaisquer

graus de adequabilidade ou seja estabelecendo aptidatildeo 0 a estas aacutereas e os fatores atribuindo

graus de adequabilidade no mapa Entre os fatores foi observado que o fator Uso do Solo

apresenta uma maior importacircncia em relaccedilatildeo aos fatores declividade e rios o que se

caracteriza nos pesos obtidos durante o processo de comparaccedilatildeo Percebe-se ainda que neste

mapa final poucas aacutereas com baixa aptidatildeo satildeo encontradas

Nas regiotildees proacuteximas ao atual traccedilado da rodovia bem como na parte inferior desta

percebe-se aacutereas de maior adequabilidade isso se daacute principalmente pela influecircncia do Fator

Uso dos Solos e a Declividade do Terreno pois o estudo levou em consideraccedilatildeo valores de

menores custos como aacutereas de pastagens e menos declivosas e que atendessem normas da

legislaccedilatildeo brasileira Ainda foi possiacutevel constatar que a anaacutelise por muacuteltiplos criteacuterios foi

bastante influenciada pelo uso do solo poreacutem a declividade e os rios satildeo fatores

fundamentais no contorno viaacuterio pois refletem um menor ou maior custo do empreendimento

Em seu trabalho Mercante et al (2005) priorizaram os custos do empreendimento de

um gasoduto e obteve como resposta as aacutereas menos declivosas e aacutereas ocupadas por

pastagem que barateariam o custo de desapropriaccedilatildeo

Benda et al (2012) em seu estudo apresentaram uma imagem final de adequabilidade

utilizando anaacutelise multicriteacuterio - fatores e restriccedilotildees Posteriormente ela limitou as aacutereas que

poderiam ser usadas para ocupaccedilatildeo com aterros controlados considerando adequabilidade

maior que 220 e aacuterea miacutenima de 20 hectares desta forma ela obteve uma aacuterea mais apropriada

dentre suas restriccedilotildees e fatores apresentados

Francisco et al (2007) em seu trabalho sobre prioridades para recuperaccedilatildeo de Aacutereas de

Preservaccedilatildeo Permanente fizeram a aplicaccedilatildeo de dois meacutetodos de anaacutelise multicriteacuterio Os dois

meacutetodos apresentaram resultados diferentes Um dos meacutetodos apresentou uma maior extensatildeo

de aacuterea com alta prioridade de recuperaccedilatildeo enquanto o outro apresentou aacutereas maiores com

baixa prioridade de meios de recuperaccedilatildeo Os usos das terras com prioridades mais altas em

ambos os meacutetodos eram de solo nu e cultura anual

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

64

MAPA FINAL DA ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO

O mapa final de adequabilidade (Figura 4) resultado da anaacutelise multicriteacuterio mostra

como aacuterea adequada agrave realocaccedilatildeo da BR-101 a sua porccedilatildeo de aacuterea inferior a localizaccedilatildeo atual

da rodovia Esta regiatildeo possui uma menor declividade pouca interferecircncia dos rios e uma

relaccedilatildeo de uso do solo mais adequada agrave implantaccedilatildeo do empreendimento

E considerando aspectos sociais e urbanos um novo traccedilado torna-se mais favoraacutevel

quando considera o fluxo ideal de veiacuteculos e pessoas aleacutem da seguranccedila do cidadatildeo que mora

no centro urbano do municiacutepio de Iconha

Figura 4 - Mapa final de adequabilidade com o uso da anaacutelise multicriteacuterio - fatores e

restriccedilotildees Fonte Autores

CONCLUSAtildeO

Com base na anaacutelise dos dados e interpretaccedilatildeo dos resultados obtidos a partir do que

foi proposto e das condiccedilotildees especiacuteficas deste trabalho conclui-se que

O uso da anaacutelise multicriteacuterio utilizando agrave loacutegica fuzzy retrata resultados mais

proacuteximos a realidade quando comparados com o zoneamento booleano por natildeo considerar

mudanccedilas abruptas

Os mapas de adequabilidades obtidos natildeo caracterizam aacutereas aptas ou inaptas mas

representam uma superfiacutecie de adequabilidade onde possuem valores de 0 (menos apto) a 255

(mais apto)

A anaacutelise multicriteacuterio por ser subjetiva pode definir diversos cenaacuterios dependente

da normalizaccedilatildeo e ponderaccedilatildeo usadas e deve ser utilizada de forma criteriosa a fim de natildeo

inserir erros na anaacutelise

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

65

Com o mapa de aptidatildeo final pode-se selecionar algumas aacutereas adequadas agrave

implantaccedilatildeo do contorno viaacuterio o que varia de acordo com o valor das variaacuteveis encontradas

Utilizando-se do mapa de adequabilidade como guia a parte inferior do mapa (Figura

4) eacute uma ampla aacuterea de alternativas possiacuteveis para a instalaccedilatildeo da nova rota da BR-101

Os resultados obtidos neste trabalho revelam as potencialidades do SIG na tomada de

decisatildeo no processo de avaliaccedilatildeo e seleccedilatildeo de aacutereas

Com a intenccedilatildeo de um melhor entendimento da aacuterea para a realocaccedilatildeo da BR-101 estudos

mais especiacuteficos podem ser realizados

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sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES

sup3 Campus Caccedilapava do Sul da Universidade Federal do Pampa Caccedilapava do Sul RS 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

71

Capiacutetulo 5

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite

Landsat 5

Marx Engel Martinssup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Felipe Guadagninsup3 Carlos Henrique

Rodrigues de Oliveira4

INTRODUCcedilAtildeO

Anaacutelises multitemporais satildeo importantes ferramentas para anaacutelise ambiental devido agrave

constacircncia no imageamento dos sateacutelites e sua relativa precisatildeo nas informaccedilotildees obtidas pelos

mesmos principalmente em objetos de estudos de grande porte como rios que percorrem

mais de um estado Ao longo do tempo eles passam por alteraccedilotildees em sua dinacircmica

naturalmente no entanto os seres humanos estatildeo cada dia a interferir mais nos cursos drsquoaacutegua

atividades como agricultura e pecuaacuteria satildeo grandes causadoras de impactos em tais ambientes

mas natildeo as uacutenicas

A necessidade por energia da sociedade contemporacircnea aumenta tanto quanto cresce a

populaccedilatildeo e seu acesso equipamentos eletrocircnicos que tornam a vida mais faacutecil

No Brasil a principal fonte de energia satildeo as hidreleacutetricas sendo 6488 de toda

capacidade brasileira em operaccedilatildeo e 223 e 2477 respectivamente em construccedilatildeo e

construccedilatildeo natildeo iniciados dos novos empreendimentos em energia no paiacutes seratildeo atraveacutes de

barragens em rios (ANEEL 2007) o rio Doce passou por uma intervenccedilatildeo em seu curso

iniciada no ano de 2001 em que se construiu uma dessas usinas com o nome da cidade em

que foi construiacuteda Aimoreacutes na divisa entre Espiacuterito Santo e Minas Gerais (CICCARONE et

al 2012)

Autores como COELHO 2007 analisaram o rio Doce em aspectos socioambientais

como crescimento e dinacircmica populacional industrial atividades econocircmicas entre outros

O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) disponibiliza uma vasta seacuterie de

imagens de alguns sateacutelites dentre eles o Landsat 5 lanccedilado em 1ordm de marccedilo de 1984 com

resoluccedilatildeo espacial de 30m captando diversos comprimentos de onda da luz que vatildeo desde o

visiacutevel ao infra-vermelho proacuteximo e orbita todo o globo a cada 16 dias (USGS 2017) Devido

essas caracteriacutesticas foi escolhido para analisar os impactos causados pela construccedilatildeo da

Hidreleacutetrica de Aimoreacutes

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

A aacuterea delimitada para o enfoque do trabalho se situa na

zona 24Sul da projeccedilatildeo transversa de Mercator no datum SIRGAS 2000 com as

coordenadas dos veacutertices sendo 276405 E (m) e 7889561 N (m) 276405 E (m) e 7823450

N(m) 425511 E (m) e 7823450 N (m) 425511 E (m) e 7889561 N (m) (Figura 1)

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

72

Figura 1 - Rio Doce com enfoque para a parte espirito santense Fonte Adaptado de

GEOBASES 2002

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

O rio Doce eacute objeto de estudo por geoacutelogos desde 1825 quando se tentou por parte do

governo da entatildeo Capitania de Minas Gerais realizar um projeto de navegabilidade do Rio

onde geoacutelogos acompanhavam as expediccedilotildees de comeacutercio que incursavam o Rio em procura

de recursos minerais principalmente ouro e outros metais (ESPINDOLA 2007)

Segundo a EMBRAPA (2011) encontram-se na aacuterea de estudo os seguintes tipos de

solos Cambissolos Haacuteplicos Latossolos Amarelos Distroacuteficos Latossolos Vermelho-

Amarelos Distroacuteficos Argissolos Amarelos Distroacuteficos Argissolos Vermelhos Eutroacuteficos

Neossolos Quartzarenicos Hidromoacuterifcos aleacutem de serem encontrados afloramentos rochosos

com manto de alteraccedilatildeo

Tais solos estatildeo distribuiacutedos em um contexto geomorfoloacutegico que varia de maciccedilos

plutocircnicos na parte oeste seguidos por uma faixa de dobramentos remobilizadas que satildeo

rochas metamoacuterficas de alto grau e por fim os depoacutesitos sedimentares recentes que vatildeo ateacute a

costa (IJSN 2007)

O clima predominante na aacuterea eacute o Tropical Quente Uacutemido com um a trecircs meses secos

tambeacutem ocorrendo na porccedilatildeo oeste proacuteximo agrave divisa com Minas Gerais o semi-uacutemido com

quatro a cinco meses seco com meacutedia de temperatura anual maior que 18deg Celsius e

localizadamente na porccedilatildeo sul o Tropical Subquente Uacutemido com quatro a cinco meses secos

(IBGE 2002)

O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave

distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais

Pincipalmente estas uacuteltimas ao qual se englobam os sateacutelites dentre eles a seacuterie Landsat

Tais dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

73

de onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos Seus sensores

acoplados captam sete bandas espectrais (FIGUEIREDO 2005)

Tais bandas podem ser associadas aos canais RGB (vermelho verde e azul) para o

realce de alguma feiccedilatildeo especiacutefica que tenha seu comportamento conhecido em determinado

espectro da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica o que eacute chamado de composiccedilatildeo colorida O sensor TM

do sateacutelite Landsat e suas 7 bandas captam as radiaccedilotildees do visiacutevel ao infravermelho distante

(a banda 1 capta o comprimento de 0485 microm e a banda 7 capta o de 2215 microm) (Figura 2)

(PERROTTA 2005)

Figura 2 - Radiaccedilotildees do Espectro Eletromagneacutetico Fonte SBFISICA (2010)

Segundo o INPE (2011) para combinaccedilatildeo no sistema RGB das bandas do sensor TM e

obtenccedilatildeo de imagens coloridas as seguintes feiccedilotildees satildeo realccediladas por cada composiccedilatildeo

ldquoBandas 3 2 e 1 imagens em cor natural com boa penetraccedilatildeo na aacutegua realccedilando as

correntes a turbidez e os sedimentos A vegetaccedilatildeo aparece em tonalidades esverdeadas

Bandas 4 3 e 2 define melhor os limites entre o solo e a aacutegua ainda mantendo algum detalhe

em aacuteguas pouco profundas e mostrando as diferenccedilas na vegetaccedilatildeo que aparece em

tonalidades de vermelho Bandas 5 4 e 3 mostra mais claramente os limites entre o solo e a

aacutegua com a vegetaccedilatildeo mais discriminada aparecendo em tonalidades de verde e rosa

Bandas 7 4 e 2 mostra a vegetaccedilatildeo em tons verdes e permite discriminar a umidade tanto na

vegetaccedilatildeo como no solordquo

MORAIS (2008) realizou um estudo em que analisaram uma seacuterie temporal de

imagens Landsat 5 para verificar as alteraccedilotildees da dinacircmica fluvial do rio Araguaia no Centro-

Oeste brasileiro neste estudo foi utilizada a composiccedilatildeo RGB-543 do sensor TM para

verificar a evoluccedilatildeo do canal com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da evoluccedilatildeo

da vegetaccedilatildeo na aacuterea Neste estudo ele separou o rio em zonas de acordo com vaacuterios fatores

bioacuteticos e abioacuteticos no entanto a classificaccedilatildeo final se deu de acordo com os processos

sedimentares estudando a variaccedilatildeo da deposiccedilatildeo e erosatildeo de ilhas em um rio meandrante

MAIA et al (2006) formularam um guia para estudos de manguezais do Nordeste em

que definiram o uso da mesma composiccedilatildeo utilizada por Morais para zoneamento de uso e

ocupaccedilatildeo de solo em que tinham o propoacutesito de observar diferentes feiccedilotildees geograacuteficas

antropizadas que aparecem na coloraccedilatildeo rosa tais feiccedilotildees satildeo lotes e aacutereas urbanas e corpos

de aacutegua que aparecem em azul claro quando rasos e vatildeo ficando escuros de acordo com o

aumento da sua profundidade

Em uma cena um mesmo alvo mostra diferentes comportamentos espectrais para as

diferentes bandas captadas pelos sensores (ZAKI et al 1995) e para que se consiga

interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-processamento entre elas

podemos citar o georreferenciamento e o contraste

O georreferenciamento das imagens se daacute atraveacutes de comparaccedilatildeo por exemplo uma

base cartograacutefica pontos de controle obtidos com um equipamento GPS ou uma outra

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

74

imagem previamente corrigida aplicando-se alguma teacutecnica de registro de imagem em que se

observa uma feiccedilatildeo e utilizam-se suas coordenadas para as mesmas feiccedilotildees na imagem que se

deseja georreferenciar por exemplo corpos drsquoaacutegua cruzamentos de ruas ou entatildeo qualquer

feiccedilatildeo que seja possiacutevel de se observar (CAMPBELL 2002)

O contraste que consiste em melhorar a visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons

de cinza utilizando-se de funccedilotildees lineares ou natildeo que modificam o histograma original

convertendo-o em outro que manteacutem a mesma variaccedilatildeo entre os tons de cinza no entanto com

um niacutevel de melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al 1984)

Apoacutes o preacute-processamento das imagens foi feita a composiccedilatildeo colorida pois a

distinccedilatildeo entre cores eacute mais faacutecil do que entre tons de cinza por isso atribui-se a cada banda

da imagem uma cor no sistema RGB para as feiccedilotildees captadas em cada banda sejam

evidenciadas por seus respectivos canais (MOHAMED 2012)

Os rios como exemplo de ambiente aquaacutetico satildeo reconhecidos pelos tipos de seus

canais que satildeo usualmente divididos em quatro principais tipos retiliacuteneos meandrantes

entrelaccedilado e anastomosado sendo divididos pela sua sinuosidade os retiliacuteneos satildeo os mais

retos os meandrantes os mais sinuosos e com barras de acumulaccedilatildeo de sedimentos em um

lado e deposiccedilatildeo em outro os entrelaccedilados possuem acumulaccedilotildees no meio e satildeo pouco

sinuosos jaacute os anastomosados conteacutem barras que os dividem e depois destas barras eles

voltam a se encontrar Essas formas satildeo padrotildees no entanto podem ser observadas

formas intermediaacuterias entre estes tipos (MENDES 1984)

Para DELLA FAacuteVERA (2001) os depoacutesitos de rios conteacutem variaccedilotildees de acordo com

o regime de fluxo sendo que ora podem ter gratildeos grossos ora gratildeos finos independente do

tipo de rio e satildeo na maioria das vezes transportados por meio de traccedilatildeo entre as partiacuteculas No

rio Doce a grande maioria dos depoacutesitos eacute da fraccedilatildeo areia a cascalho contendo

minoritariamente gratildeos na fraccedilatildeo silte

Nesse contexto MELLO et al (2005a e 2005b) e HATUSHIKA et al (2007)

realizaram estudos no rio Doce e perceberam que as mudanccedilas no curso do rio satildeo causadas

por uma neotectocircnica o que explica as mudanccedilas no curso do rio e a formaccedilatildeo do sistema de

lagos adjacente principalmente na cidade de Linhares-ES Realizaram inclusive um estudo

geofiacutesico de alta resoluccedilatildeo no maior dos lagos da regiatildeo a lagoa Juparanatilde e dataram que os

depoacutesitos desse lago satildeo iniciados a partir de 9000 anos indicando que este lago eacute um antigo

canal do rio Doce que foi alterado devido um sistema tectocircnico extensional com direccedilatildeo NW-

SE que gerou esta alteraccedilatildeo abrupta no curso do mesmo sendo assim possiacutevel encontrar

sedimentos arenosos neste rio com grande sinuosidade

O movimento das partiacuteculas de qualquer tamanho em um fluido se daacute por trecircs

mecanismos rolamento saltaccedilatildeo e suspensatildeo Em baixas velocidades de corrente apenas

partiacuteculas finas e de baixa densidade podem ser carregadas em suspensatildeo ainda nesse

regime as que estejam na fraccedilatildeo areia se movem por rolamento ou por saltaccedilatildeo minerais

placoacuteides como micas flutuam mais devido agrave sua alta superfiacutecie e demoram mais para

depositar Com um pequeno incremento da velocidade todas as variaccedilotildees de silte e algumas

de areia podem ser mantidas em suspensatildeo gracircnulos e seixos pequenos se movem por

saltaccedilatildeo e material mais grosso por rolamento Tais processos satildeo os mesmos na aacutegua e no

ar no entanto devido agrave massa e a viscosidade da aacutegua serem maiores nela satildeo mais efetivos

necessitando de menor velocidade nesta do que no ar A faixa em que ocorre erosatildeo e

deposiccedilatildeo de sedimentos relativos agrave velocidade do fluxo altura da coluna drsquoaacutegua e

o tamanho de gratildeo (NICHOLS 2007)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

75

METODOLOGIA

Para realizaccedilatildeo do trabalho foi necessaacuteria a obtenccedilatildeo das imagens do sensor TM do

sateacutelite Landsat 5 nas oacuterbitas 215 e 216 nos pontos 73 e 74 Tais imagens estatildeo disponiacuteveis

gratuitamente no endereccedilo eletrocircnico do INPE Para que se possa descarregar as imagens eacute

necessaacuterio efetuar um cadastro junto ao site (httpwwwdgiinpebrCDSR) e escolher as

oacuterbitas e os pontos que satildeo desejados apoacutes isso faz-se o pedido e as imagens satildeo

disponibilizadas no email cadastrado com as sete bandas disponiacuteveis

Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem de

distintas estaccedilotildees do ano para que houvesse alternacircncia entre o periacuteodo de seca e de chuva

pois assim seria possiacutevel observar as variaccedilotildees extremas da dinacircmica fluvial O Quadro 1

mostra as imagens que melhor se encaixaram nesse perfil durante o periacuteodo analisado que eacute

antes da construccedilatildeo da Hidreleacutetrica de Aimoreacutes e depois de sua construccedilatildeo no total foram

obtidas trinta e seis imagens que foram utilizadas para compor nove cenas destas foram

utilizadas trecircs bandas de cada (5 4 e 3)

Quadro 1 - Descriccedilatildeo das caracteriacutesticas das imagens de sateacutelite utilizadas Fonte

Autores

Cena 1

Cena 2

Cena 3

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

21673 15022001

21673 11092001

21673 13062003

21674 15022001

21674 11092001

21674 13062003

21573 08022001

21573 19082001

21573 22062003

21574 08022001

21574 19082001

21574 22062003

Cena 4

Cena 5

Cena 6

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

21673 19102003

21673 23072006

21673 20032007

21674 19102003

21674 23072006

21674 05042007

21573 10092003

21573 14062006

21573 13032007

21574 10092003

21574 14062006

21574 29032007

Cena 7

Cena 8

Cena 9

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

21673 27082007

21673 12052009

21673 21072011

21674 27082007

21674 12052009

21674 21072011

21573 20082007

21573 19042009

21573 30072011

21574 20082007

21574 19042009

21574 30072011

As imagens depois de descarregadas necessitaram que fosse realizado seu preacute-

processamento em ambiente de Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu

em georreferenciaacute-las utilizando como paracircmetro de comparaccedilatildeo as ortofotos do IEMA

(2007) aplicaccedilatildeo de contraste linear aumentando linearmente os tons de cinza no entanto

mantendo a proporccedilatildeo original Este procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5

4 e 3 para todas as nove cenas

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

76

Foram utilizadas as imagens preacute-processadas com seus tons de cinza individualmente

realccedilados para entatildeo ser feita a composiccedilatildeo colorida RGB (543) Segundo Florenzano (2008)

essa composiccedilatildeo colorida realccedila corpos drsquoaacutegua com baixa e alta carga sedimentar suspensa

ficando estes com coloraccedilatildeo azul escuro e azul claro respectivamente

Cada banda realccedila uma feiccedilatildeo especiacutefica sendo que a para o sensor utilizado a banda

3 oferece boa resposta com corpos drsquoaacutegua e evidencia caracteriacutesticas como o teor de

sedimentos presentes neles ou suas profundidades sendo maior a reflectacircncia para alta carga

sedimentar e maiores profundidades

Foram observados nas imagens os locais em que haviam barras de acumulaccedilotildees de

sedimentos ao longo do curso do rio (Figura 3) A partir dessas imagens foi realizado o

trabalho de campo entre os dias 03 e 06 de julho de 2013 onde foram coletados 12

testemunhos com um metro de profundidade e diacircmetro de 60 mm cada com o intuito de

fazer a anaacutelise textural dos sedimentos para avaliar o potencial de transporte sedimentar do

rio apoacutes a construccedilatildeo da barragem da Usina Hidreleacutetrica de Aimoreacutes Foram marcados os

locais com equipamento GPS de navegaccedilatildeo da marca Garminreg o percurso foi feito em

veiacuteculo da UFES

O processo de amostragem em campo (Figura 4A B C D E e F) consistiu em inserir

os tubos nos sedimentos com auxiacutelio de uma marreta e posteriormente retiraacute-lo com auxiacutelio de

duas abraccediladeiras de metal contendo quatro parafusos que as prendiam e facilitava a retirada

Tal processo foi dificultado devido ao fato dos sedimentos em alguns pontos estarem com

alto teor de umidade Depois de retirados os tubos eram identificados e lacrados com tampas

tal teacutecnica eacute similar no entanto mais simples que a utilizada por MARTIN et al(1995)

Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de

sedimentologia da UFES onde foram preparadas para as seguintes anaacutelises textural

granulomeacutetrica e mineraloacutegica

O primeiro passo foi abrir os tubos sem danificar ou perder o material contido em seu

interior (Figura 5A e B)

Apoacutes abertos os tubos foram deixados um dia expostos ao sol para que fossem

previamente secos para posterior anaacutelise textural preliminar que implicou na observaccedilatildeo do

grau de arredondamento dos sedimentos feita utilizando uma lupa binocular Coleman em

toda a seccedilatildeo amostrada misturando-se parte dos sedimentos e colocando-os em uma placa

petri

Os sedimentos foram passados por um quarteador para homogeneizaccedilatildeo da amostra e

obtidos no miacutenimo cinquenta gramas de amostra pois segundo FOLK (1980) eacute o miacutenimo

necessaacuterio para anaacutelise de sedimentos na fraccedilatildeo areia ou superior E colocados em uma placa

petri utilizando-se uma placa para cada amostra pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo de

dois diacutegitos foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada

placa e colocados na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24

horas Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados

durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz em agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de

peneiras de malhas 4760 2000 1410 500 250 125 74 37 microm

Entatildeo as fraccedilotildees dos sedimentos retidos em cada peneira foram pesadas para posterior

processamento no software Gradistat (Blott e Pye 2001) Este software eacute uma macro feita no

Excelreg para suiacutete de aplicativos Officereg da Microsoftreg ou compatiacuteveis que ao se inserir os

pesos obtidos calcula alguns paracircmetros texturais como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo

assimetria e curtose usando os paracircmetros definidos por FOLK E WARD (1957)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

77

Figura 3 - Pontos onde houve visitaccedilatildeo em alguns natildeo foi possiacutevel realizar amostragem Fonte Modificado de GEOBASES 2002

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

78

Figura 4 - Processo de amostragem em campo A ndash Equipamentos utilizados B ndash Inserccedilatildeo e

identificaccedilatildeo dos tubos C ndash Teacutermino da inserccedilatildeo D ndash Retirada da amostra E ndash Abertura das

abraccediladeiras F ndash Finalizaccedilatildeo do processo de abertura Fonte Autores

Figura 5 - Corte dos tubos utilizando uma serra eleacutetrica com disco diamantado A - Processo

de corte e B - Tubo cortado Fonte Autores

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

79

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Depois de processadas e analisadas as imagens orbitais delimitou-se oito segmentos

do rio (Figura 6) em que foram feitos recortes nas nove imagens e colocadas lado a lado para

melhor visualizaccedilatildeo das mudanccedilas no curso ao longo do periacuteodo analisado

Nas imagens eacute possiacutevel observar as variaccedilotildees sazonais ao qual o rio eacute submetido no

trecho estudado onde em determinadas eacutepocas do ano ele expotildee as barras de acumulaccedilatildeo e

em outras ele as afoga isso devido agrave sazonalidade natural das estaccedilotildees mais e menos

chuvosas em seu percurso

Para cada segmento foi realizado um mosaico com as nove imagens da seacuterie temporal

No mosaico as imagens estatildeo numeradas de um a nove como numa matriz de trecircs

linhas por trecircs colunas nesta a numeraccedilatildeo cresce da esquerda para direita sendo as imagens

de um a trecircs na primeira linha de quatro a seis na segunda e por fim de sete a nove na

terceira sendo as datas das imagens fevereiro de 2001 Agosto e Setembro de 2001 junho de

2003 setembro e outubro de 2003 junho de 2006 marccedilo de 2007 outubro de 2007 abril e

maio de 2009 e julho de 2011 respectivamente

Em algumas imagens a cobertura de nuvens eacute excessiva e impede uma boa

visualizaccedilatildeo das variaccedilotildees ocorridas

Figura 6 - Mapa de localizaccedilatildeo das imagens da seacuterie temporal sobrepondo relevo

sombreado recursos hiacutedricos e pontos coletados Fonte Modificado de GEOBASES (2002) e

USGS (2011)

Os segmentos em que satildeo observadas maiores mudanccedilas no curso do rio satildeo

respectivamente ldquoArdquo e ldquoHrdquo

No primeiro estaacute localizada a barragem da hidreleacutetrica e o desvio construiacutedo no curso

do rio um canal de grande porte que eacute possiacutevel ser visualizada sua construccedilatildeo desde o iniacutecio

em 2001 que em 2006 ele jaacute estava com fluxo sedimentar a usina jaacute operava nesta eacutepoca

Nas subimagens A1 A3 A6 e A8 eacute possiacutevel observar uma coloraccedilatildeo azul mais clara no curso

do rio fato devido agrave corresponderem ao periacuteodo de maior pluviosidade e consequente maior

carga sedimentar suspensa (Figura 7)

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

80

No segundo observa-se uma estrutura que segue o curso do rio e quando este faz a

curva para sul ele continua para leste (seta nas imagens H1 a H9 da figura 8) um pouco a

norte do ponto XII com exceccedilatildeo das imagens H4 e H5 o que parece ser um paleocanal que

desembocava no mar apresentando a mesma resposta espectral de aacutereas de margem que satildeo

tomadas pela vegetaccedilatildeo (cor verde clara)

A imagem H1 apresenta poucas acumulaccedilotildees de sedimentos no local em que foi

marcado o ponto XII aparentemente natildeo eacute possiacutevel de ser acessado pela margem Na imagem

H2 satildeo exibidos muitos bancos de areia o do local onde foi marcado o ponto XII tem pequena

extensatildeo Nota-se ainda que o mar exibe uma coloraccedilatildeo azul clara indicando carga

sedimentar suspensa

A imagem H3 conteacutem uma grande acumulaccedilatildeo no ponto XII e carga suspensa

intermediaacuteria pelo tom de azul natildeo ser tatildeo escuro nem tatildeo claro ficando mais escuro em

direccedilatildeo ao mar

Na parte visiacutevel da imagem H5 percebe-se pouca profundidade do canal indicada pela

cor azul escuro com barras de sedimentos no curso e baixa carga suspensa A imagem H6

exibe a barra lateral e com dimensatildeo reduzida no meio do rio natildeo eacute possiacutevel distinguir

acumulaccedilotildees sazonais apenas as ilhas vegetadas

A imagem H7 exibe acumulaccedilatildeo no ponto XII e pequenas barras ao longo do curso

aleacutem de baixa carga suspensa mostradas pela coloraccedilatildeo azul escuro A imagem H8 eacute de um

periacuteodo de cheia do rio no entanto eacute observado um pequeno banco de areia no local do ponto

XII

Nota-se que na imagem H9 a carga sedimentar no mar eacute maior que nas imagens

anteriores devido agrave pluma de sedimentos de cor azul clara e que aparentemente o rio estaacute

mais raso proacuteximo agrave desembocadura devido as barras no seu curso serem maiores que nos

anos anteriores Sendo a carga suspensa baixa e como o mar conteacutem uma pluma sedimentar

maior que nos anos anteriores o processo de transporte que pode estar ocorrendo

pode ser o de traccedilatildeo com posterior retrabalhamento

Todas as amostras foram obtidas a jusante da barragem da Usina Hidreleacutetrica de

Aimoreacutes Com a anaacutelise dos sedimentos de acordo com a metodologia citada anteriormente

foram obtidos os resultados que seratildeo expostos a seguir

O arredondamento observado nas amostras varia de anguloso a sub anguloso nas

amostras obtidas ateacute o ponto 8 os seguintes passam a apresentar o grau sub anguloso a

arredondado raramente bem arredondado A mineralogia apresentou predominacircncia de

quartzo variando entre 95 a 97 das amostras devido a este fato natildeo foram

caracterizados com detalhe os outros minerais que compunham as amostras sendo

observados micas muscovita biotita lepidolita granada epidoto e minerais ferrosos como

ilmenita e magnetita Tais minerais satildeo compatiacuteveis com as rochas da regiatildeo o que jaacute era

esperado

Os paracircmetros adotados para interpretaccedilatildeo dos dados foram os de FOLK E WARD

(1957) citados por BLOTT E PYE (2001) no software GRADISTAT pois satildeo formas

descritivas que se relacionam com as caracteriacutesticas dos sedimentos ao inveacutes de valores

numeacutericos obtidos puramente por caacutelculos matemaacuteticos O resultado das anaacutelises eacute o exibido

no Quadro 2

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

81

Figura 7 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a

hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)

Figura 8 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a

hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

82

Quadro 2 - Resultados obtidos a partir do software GRADISTAT Fonte Autores

Amostra Granulometria

Mediana Selecionamento Assimetria Curtose

I Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado Assimetria Negativa

Extremamente

Leptocuacutertica

II Areia Meacutedia

Moderadamente

Selecionado

Assimetria Muito

Negativa Leptocuacutertica

III Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado Assimetria Negativa Mesocuacutertica

IV Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado Assimetria Negativa

Extremamente

Leptocuacutertica

V Areia Grossa

Pouco

Selecionado

Assimetria Muito

Positiva Mesocuacutertica

VI Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Mesocuacutertica

VII Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado

Assimetria Muito

Positiva Paticuacutertica

VIII Areia Meacutedia

Moderadamente

Selecionado Simeacutetrico Platicuacutertica

IX Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica

X Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica

XI Areia Grossa

Pouco

Selecionado

Assimetria Muito

Positiva Leptocuacutertica

XII Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica

A assimetria eacute o grau de desvio de uma curva no sentido horizontal podendo esse

desvio ser positivo ou negativo medindo a distribuiccedilatildeo da frequecircncia e marca a posiccedilatildeo da

meacutedia em relaccedilatildeo agrave mediana descrevendo se a curva eacute ou natildeo simeacutetrica Sendo assimeacutetrica

pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado das fraccedilotildees grossas ou das finas

podendo ser negativa ou positiva respectivamente (TAVARES et al 2010)

Esse padratildeo de distribuiccedilatildeo das granulometrias areia meacutedia com assimetria negativa

ateacute a amostra IV indica que os depoacutesitos foram mais retrabalhados talvez porque se

encontram em porccedilotildees de acumulaccedilotildees de sedimentos com maior porte o que as torna

naturalmente mais retrabalhaacuteveis Jaacute os padrotildees das amostras pouco selecionadas satildeo

depoacutesitos de menores dimensotildees e podem estar em processo de formaccedilatildeo Ou entatildeo foram

erodidos no uacuteltimo pulso de cheia e estatildeo em processo de reformulaccedilatildeo Esse conceito eacute

explicado em NICHOLS (2007) sendo o padratildeo deposicional de um rio entrelaccedilado

A anaacutelise da curtose reforccedila tal argumento pois quanto mais platicuacuterticas as

distribuiccedilotildees os sedimentos tendem a ser misturas de populaccedilotildees diferentes e quando

leptocuacuterticas satildeo afetados por correntes de fundo ou algum evento deposicional que

removeu alguma fraccedilatildeo Os que estatildeo mesocuacuterticos natildeo fornecem consistecircncia para

afirmaccedilatildeo alguma assim como observado por Tavares et al(2010) em um contexto

semelhante

Proacuteximo a represa no ponto II observam-se gratildeos em fraccedilotildees denominadas por FOLK

E WARD (1957) como cascalho muito grosso sendo um ambiente de alta energia pois

quando as comportas satildeo abertas liberam toda energia potencial que estava acumulada

diminuindo gradativamente conforme vatildeo sendo fechadas causando a deposiccedilatildeo destes

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

83

sedimentos que tem o caraacuteter bem arredondado em sua maioria tal fato indica seu

retrabalhamento e transporte por rolamento

No ponto IV ao cavar poucos centiacutemetros a partir da superfiacutecie eacute possiacutevel observar

estratificaccedilatildeo cruzada de baixo acircngulo com um niacutevel de minerais pesados tornando-a mais

visiacutevel tal fato indica deposiccedilatildeo de material em suspensatildeo

Na cidade de Colatina observam-se largos bancos de areia que estreitam o rio no

ponto amostral VI

No bairro Bebedouro em Linhares Ponto IX foi observado na margem do rio um

padratildeo deengrossamento para o topo com seixos imbricados ou seja mostram-se aqui as

fraccedilotildeesmais finas na base e um evento que depositou estes sedimentos mais grosseiros por

traccedilatildeo devido ao seu imbricamento

Proacuteximo agrave foz do rio eacute encontrado um niacutevel de minerais pesados finos

Tais niacuteveis de finos satildeo encontrados junto com a amostra XII que predomina a

granulometria grossa o graacutefico da distribuiccedilatildeo nesta amostra tem assimetria positiva ou seja

a tendecircncia para fraccedilotildees menores Analisando o caraacuteter muito leptocuacutertico da amostra

evidencia-se que foram eventos deposicionais distintos que trouxeram tais sedimentos para

este local Fator indicativo das variaccedilotildees do gradiente energeacutetico do rio

CONCLUSAtildeO

As evidentes variaccedilotildees na dinacircmica fluvial do Doce satildeo visualizadas em diversas

escalas e conjunto de dados observados Seja nas imagens de sateacutelite seja nos bancos de areia

ora submersos ora emersos ainda quando se analisa as fraccedilotildees dos sedimentos presentes nos

mesmos

A maior presenccedila de sedimentos grosseiros na parte jusante do rio e sua tendecircncia a

afinar a fraccedilatildeo assimetria muito positiva eacute evidecircncia de uma perda de energia do rio que

devido sua alta energia tendia a carregar sedimentos mais grossos vem agora diminuindo seu

poder de transporte dessas fraccedilotildees e comeccedila a acumular material mais finoSeu caraacuteter de rio

entrelaccedilado anterior pode estar variando a um padratildeo anastomosado de menor energia

A construccedilatildeo de hidreleacutetricas em rios inegavelmente altera seus cursos A questatildeo a se

fazer nesse momento eacute a seguinte O dano causado ao rio gera benefiacutecios que compensa sua

degradaccedilatildeo A resposta eacute relativa gera benefiacutecios a quem Agraves empresas que lucram com a

venda da energia obviamente a resposta eacute sim Agrave populaccedilatildeo que depende e sempre dependeu

do rio para suas diversas atividades sejam quais forem a resposta evidentemente eacute natildeo

Esperamos que um dia a preservaccedilatildeo do meio ambiente seja a prioridade da sociedade ao

inveacutes dos lucros de alguns poucos indiviacuteduos

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sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Cachoeiro de Itapemirim ES

sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES

sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da

Sauacutede Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

89

Capiacutetulo 6

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

Rafael de Oliveira Costasup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3 Carlos

Henrique Rodrigues de Oliveira4

INTRODUCcedilAtildeO

Podemos caracterizar as zonas costeiras com base na sua localizaccedilatildeo geograacutefica

continente oceano Estas satildeo regiotildees sujeitas a contiacutenuas alteraccedilotildees morfodinacircmicas e

apresentam grande variabilidade temporal e espacial em funccedilatildeo dos processos continentais e

marinhos Evidenciando a dinacircmica erosiva e deposicional caracterizada pela accedilatildeo das ondas

mareacutes correntes costeiras e tambeacutem a accedilatildeo fluvial (SILVA et al 2004)

Essas accedilotildees movimentam continuamente as linhas de costa muitas vezes na mesma

direccedilatildeo mas frequentemente em direccedilotildees opostas Como resultado a forma da linha de costa

sofre alteraccedilotildees (WILLIAMS et al 1992)

Ambientes costeiros associados agrave foz de rios estatildeo sujeitos a constantes alteraccedilotildees

morfodinacircmicas originados tanto por processos fluviais como marinhos Areias e outros

materiais satildeo movidos para a praia ou fora dela por correntes e ondas Com isso os

movimentos sazonais dos materiais costeiros criam usualmente amplas praias no veratildeo

substituiacutedas por estreitas praias no inverno em um verdadeiro ciclo anual Durante a accedilatildeo das

mareacutes de tempestades vaacuterias aacutereas podem ser inundadas em questatildeo de horas

Sendo assim conhecer os agentes que atuam na variaccedilatildeo morfodinacircmica levando em

consideraccedilatildeo o espaccedilo-tempo das diferentes regiotildees costeiras eacute de suma importacircncia

principalmente para esse estudo que eacute associado a desembocadura do rio pois dessa forma eacute

possiacutevel estabelecer cenaacuterios com base no comportamento desse ambiente que deve ser

utilizado como fator para o planejamento do uso e ocupaccedilatildeo do solo e tambeacutem para o

desenvolvimento de projetos de engenharia que venham a interferir na dinacircmica sedimentar

costeira (SILVA et al 2004)

Com base no exposto este trabalho tem como objeto de estudo principal a constituiccedilatildeo

e a variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo associado agrave foz do rio Itapemirim Este estudo

tem como base a anaacutelise histoacuterica das variaccedilotildees morfoloacutegicas ocorridas no local e sua relaccedilatildeo

com a descarga liacutequida do rio que seraacute feita por meio de anaacutelises de imagens em uma seacuterie

temporal Aleacutem de contar com a anaacutelise da atual contribuiccedilatildeo do aporte de sedimentos

fluviais na constituiccedilatildeo e variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo que seraacute feito por meio de

anaacutelise sedimentoloacutegicas

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

O Rio Itapemirim tem suas nascentes mais distantes localizadas na Serra do Caparaoacute

formadas pelos rios Braccedilo Norte Esquerdo e Braccedilo Norte Direito que se unem no municiacutepio

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

90

de Alegre Mais a jusante as aacuteguas do Itapemirim recebem contribuiccedilatildeo do rio Castelo no

distrito de Coutinho municiacutepio de Cachoeiro de Itapemirim O uacuteltimo grande afluente antes

da desembocadura no Oceano Atlacircntico eacute o Rio Muqui que junta-se ao Itapemirim no

municiacutepio de Itapemirim desaguando na altura de Marataiacutezes no Espiacuterito Santo

A aacuterea de trabalho localiza-se entre as coordenadas UTM E 308000 m e N 7682000

m E 320000 m e N 7682000 m E 320000 m e N 7672000 m E 308000 m e N 7672000

m (Figura 1)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo Fonte Autores

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL

SENSORIAMENTO REMOTO

O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave

distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais Tais

dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos de

onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos (FIGUEIREDO

2005) Um exemplo eacute o sateacutelite Landsat que utiliza os sensores instalados na oacuterbita e capta

sete bandas espectrais

Essas bandas podem estar associadas aos canais RGB (red - vermelho green - verde e

blue - azul) que satildeo utilizadas para obter um realce de uma determinada feiccedilatildeo formando a

composiccedilatildeo colorida De acordo com INPE (2011) no sistema RGB as bandas 5 4 e 3 do

sensor TM quando combinadas mostram mais claramente os limites entre o solo e a aacutegua

com a vegetaccedilatildeo natildeo tatildeo evidente aparecendo em tonalidades de verde e rosa

Em um estudo no rio Araguaia localizado na porccedilatildeo Centro-Oeste do Brasil Morais

(2008) analisou uma seacuterie temporal com imagens do Landsat 5 com o intuito de verificar a

alteraccedilatildeo da dinacircmica fluvial utilizando as bandas 5 4 e 3 do sensor TM e com isso pode

verificar a evoluccedilatildeo do canal do rio com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da

evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

91

PROCESSAMENTO E INTERPRETACcedilAtildeO DE IMAGENS

Para que se consiga interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-

processamento entre elas podemos citar o georreferenciamento e o contraste O contraste eacute

feito para que ocorra uma melhor visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons de cinza

atraveacutes da modificaccedilatildeo do histograma original formando outro que iraacute manter a mesma

variaccedilatildeo entre os tons de cinza poreacutem com uma melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al

1984)

O georreferenciamento eacute o processo de atribuir coordenadas geograacuteficas a pontos na

imagem ou vetor como por exemplo uma feiccedilatildeo de faacutecil observaccedilatildeo e identificaccedilatildeo nas duas

imagens e que tenha coordenada conhecida para se aplicar a teacutecnica de registro de imagem ou

ainda utilizando pontos de controle (CAMPBELL 2002)

MEacuteTODO GPR

O meacutetodo de radar de penetraccedilatildeo no solo (GPR) eacute um meacutetodo eletromagneacutetico que

consiste em obter uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie atraveacutes da transmissatildeo e

reflexatildeo de ondas eletromagneacuteticas de altas frequecircncias (10 ndash 1000 MHz) para localizar

feiccedilotildees geoloacutegicas rasas ou objetos enterrados pelo homem O princiacutepio fiacutesico e a

metodologia de aquisiccedilatildeo de dados GPR satildeo semelhantes agrave teacutecnica de reflexatildeo siacutesmica e a

teacutecnica de sonar poreacutem o GPR fundamenta-se na transmissatildeo e reflexatildeo de ondas

eletromagneacuteticas (EM) (PORSANI 1999)

O equipamento de GPR (Figura 2) eacute composto de um par de antenas um gerador de

ondas eletromagneacuteticos antena transmissora e um sistema para registro destas ondas a antena

receptora Uma das antenas eacute usada para transmitir um sinal eletromagneacutetico atraveacutes da

subsuperfiacutecie ao passo que a outra capta estes sinais apoacutes a sua reflexatildeo por diferentes alvos

no subsolo A propagaccedilatildeo do sinal EM depende da frequecircncia do sinal transmitido e das

propriedades eleacutetricas dos materiais as quais dependem principalmente do conteuacutedo de aacutegua

presente no solo Topp (1980 citado por BORGES 2002) sendo a atenuaccedilatildeo do sinal da

onda EM proporcional ao conteuacutedo de aacutegua Quando o pulso transmitido encontra mudanccedilas

abruptas nas propriedades dieleacutetricas parte da energia eacute refletida e difratada sendo captada

em superfiacutecie pela antena receptora A energia refletida eacute registrada em funccedilatildeo do tempo de

atraso amplificada e digitalizada atraveacutes de um computador posteriormente o resultado do

processamento dos dados disponibiliza uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie

(BORGES 2002)

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

92

Figura 2 - Constituintes baacutesicos do GPR Fonte Neal (2004)

CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL

Segundo Almeida (1977) a aacuterea estudada estaacute inserida regionalmente agrave leste da

Proviacutencia Mantiqueira que eacute paralela agrave costa atlacircntica do sudeste e sul do Brasil delineando

uma faixa de direccedilatildeo NE-SW com mais de 3000 km de comprimento que se estende do sul

da Bahia ateacute o Uruguai Localizada a leste do Craacuteton Satildeo Francisco aleacutem de fazer limite com

as proviacutencias Tocantins Satildeo Francisco e Paranaacute e eacute bordejada ao leste pela margem

continental e pelas bacias costeiras do Espiacuterito Santo Campos Santos e Pelotas

O embasamento da Formaccedilatildeo Barreiras estudada compreende rochas do Complexo

Paraiacuteba do Sul que de acordo com RADAMBRASIL (1983) constitui gnaisses de idade

Neoproterozoacuteica Estas rochas fazem contato com o Complexo Juiz de Fora que

constituemrochas de origem iacutegnea representadas por granitos gabros e charnockitos datadas

do Paleoproterozoacuteico

Sobre este embasamento depositam-se na regiatildeo os sedimentos Cenozoacuteicos

continentais classificado por Amador (1982) como Grupo Barreiras e devido a seus estudos

permitiu uma individualizaccedilatildeo de uma unidade lito-estratigraacutefica com idade Neoacutegena

Na Figura 3 estaacute evidenciando a aacuterea de estudo no mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo

podendo observar duas litologias diferentes na aacuterea demarcada que fica bem evidenciado na

Figura 4

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

93

Figura 3 - Mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo abrangendo a aacuterea investigada neste

estudoFonte Adaptado de Bizzi et al (2013)

Figura 4 - Coluna litoestratigraacutefica do Espiacuterito Santo com ecircnfase nas litologias presente na

aacuterea Fonte Adaptado de Bizzi et al (2013)

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

94

GRUPO BARREIRAS

O Grupo Barreiras foi agrave primeira unidade estratigraacutefica documentada no Brasil

ocorrendo ao longo do litoral brasileiro desde o Rio de Janeiro ateacute o estado do Amapaacute

recobrindo depoacutesitos sedimentares do mesozoacuteicos de diversas bacias costeiras (BEZERRA et

al 2005)

Os estudos sobre os depoacutesitos correspondentes ao Barreiras foram empregados pela

primeira vez quando Branner (1902 citado por AMADOR 1982) fez a primeira referecircncia a

esta unidade caracterizando-a como ldquouma sucessatildeo contiacutenua de sedimentos pouco ou natildeo

consolidados presentes na costa nordestinardquo

De acordo com Arai (2006) a regularidade no modo de ocorrecircncia e na caracteriacutestica

litoloacutegica eacute incompatiacutevel com a origem continental utilizada tradicionalmente para

caracterizar a origem do Barreiras o que constitui um misteacuterio sua procedecircncia pela

existecircncia de estudos com evidecircncias que revelam seu caraacuteter marinho da mesma forma que

a idade do Grupo Barreiras tem sido motivo de muita controveacutersia entre diversos autores em

funccedilatildeo de seu pobre conteuacutedo fossiliacutefero a sua vasta distribuiccedilatildeo e variaccedilatildeo espacial Na

literatura mais antiga a idade variava de Oligo-mioceno a Plioceno Segundo Bezerra et al

(2005) a idade da Formaccedilatildeo Barreiras tem sido atribuiacuteda ao intervalo de tempo que varia do

Mioceno ateacute o Plioceno-Pleistoceno

Recentemente Arai (2006) subdividiu o Grupo Barreiras em duas unidades distintas de acordo

com seus periacuteodos de deposiccedilatildeo Barreiras Inferior e Superior

A unidade Barreiras Inferior representa a eacutepoca em que a margem continental

brasileira recebia depoacutesitos duratte a transgressatildeo ocorrida no intervalo Aquitaniano ndash

Serravaliano (Eomioceno a Mesomioceno) acumulando uma grande quantidade de

sedimentos nas aacutereas hoje emersas do continente Esses depoacutesitos transgressivos e de mar alto

satildeo reconhecidos sob a forma de unidades litoestratigraacuteficas quase contiacutenuas ou em formas

mais isoladas tendo sido sedimentados principalmente na regiatildeo litoracircnea que atualmente se

estende da Foz do Amazonas ao estado do Rio de Janeiro onde o relevo plano teria

propiciado o avanccedilo do onlap para continente adentro (ARAI 2006)

Uma discordacircncia erosiva Tortoniana (Mioceno) delimita a interface entre as duas

Unidades distintas A discordacircncia representa uma queda eustaacutetica provocada por um periacuteodo

de glaciaccedilatildeo no Neoacutegeno sendo identificada em seccedilotildees siacutesmicas onde eacute reconhecida como

ldquoMarco Cinzardquo A idade Tortoniana foi atribuiacuteda atraveacutes da dataccedilatildeo de nanofoacutesseis Discoaster

hamatus (N-630) e D neorectus (N-635) Viana et al (1990 citado por ARAI 2006)

A unidade Barreiras Superior foi depositada durante o Plioceno que de acordo com as

curvas eustaacuteticas propostas por Haq Hardenbol e Vail (1987 citado por ARAI 2006) teria

ocorrido uma nova transgressatildeo e muitas das aacutereas erodidas receberam uma nova cobertura

sedimentar constituindo o ldquoBarreiras Superiorrdquo

CARACTERIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO

A aacuterea de estudo apresenta topografia variando de suavemente ondulada a plana

sendo que 84 de suas aacutereas possuem declividade abaixo de 30 O tipo de solo

predominantemente eacute o latossolo vermelho amarelo distroacutefico com fertilidade variando de

meacutedia a baixa textura areno-argilosa apresentando pH em torno de 50 com baixos teores de

mateacuteria orgacircnica exigentes em complementaccedilatildeo de fertilizantes e correccedilatildeo de solos A

temperatura meacutedia anual eacute de 22ordm C ficando as maacuteximas entre 28ordm C e 30ordm C enquanto que as

miacutenimas giram em torno de 15ordm C O litoral capixaba possui um regime micromareal (micro-

mareacute) cuja amplitude de mareacute segundo DHN (1994) varia de 140 m a 150 m atingido

durante a mareacute de siziacutegia a amplitude de cerca de 170 m O clima eacute quente poreacutem

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

95

amenizado pelas fortes brisas marinhas A meacutedia anual de precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica situa-se

em torno de 900 mm (ALBINO 1999)

METODOLOGIA

Os materiais cartograacuteficos utilizados para processamento dos dados deste trabalho satildeo

provenientes do Geobases (2002) e compreendem curva de niacutevel drenagem limites e vias

de acesso

As imagens Landsat e RapidEye foram retiradas do endereccedilo eletrocircnico do INPE e do

MMA (Ministeacuterio do Meio Ambiente) respectivamente

O processamento dos dados foi realizado por meio do software Arcgis 103 e Spring

526 Os dados estatiacutesticos foram gerados pelo software Gradstat e os perfis do GPR foram

processados pelo programa Reflex

O GPS de navegaccedilatildeo foi utilizado como uma ferramenta para identificaccedilatildeo dos pontos

no campoUtilizou-se ainda um GPS topograacutefico para georreferenciamento das seccedilotildees de

GPR

OBTENCcedilAtildeO DAS IMAGENS DE SATEacuteLITE

O trabalho foi realizado a partir de imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 sensor TM e de

imagens do sateacutelite RapidEye no periacuteodo de 2001 agrave 2014 sendo analisadas anualmente

Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem das mesmas

estaccedilotildees do ano para natildeo influenciar na anaacutelise de deposiccedilatildeo dos sedimentos por conta da

diferenccedila de quantidade de partiacuteculas que podem ser carreadas nos momentos de chuva e de

seca

PROCESSAMENTO DAS IMAGENS

As imagens Landsat tiveram que passar por preacute-processamento em ambiente de

Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu em georreferenciaacute-las utilizando

como paracircmetro de comparaccedilatildeo as imagens RapidEye aplicaccedilatildeo de contraste linear

aumentando linearmente os tons de cinza no entanto mantendo a proporccedilatildeo original Este

procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5 4 e 3 Sendo muito semelhante a

metodologia aplicada por Mohamed (2012)

Foi feita uma composiccedilatildeo RGB-543 das imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 para

auxiliar na interpretaccedilatildeo

ETAPA DE CAMPO

Foram observados nas imagens os locais de mais faacutecil acesso para coleta dos

sedimentos (Figura 5) que foram coletados com auxiacutelio de uma paacute e foram armazenados em

sacos plaacutesticos para posterior anaacutelise granulomeacutetrica Os locais de coleta foram marcados com

o GPS (Global Positioning System) de navegaccedilatildeo (Tabela 1)

Com o auxiacutelio do GPR (Ground Penetrating Radar) foram levantados dados de sub-

superfiacutecie com dois tipos de antenas diferentes (200 e 400 MHz) e para uma melhor

amarraccedilatildeo dos dados estes foram coletamos atraveacutes de um DGPS (Differential Global

Positioning System) podendo assim observar como ocorreu o momento de sedimentaccedilatildeo do

local

Foram feitos dois perfis com o GPR em uma ilha que se conecta com a praia pelo

espigatildeo construiacutedo na desembocadura do rio esse equipamento foi utilizado nessa localidade

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

96

para que se tente observar a deposiccedilatildeo dos sedimentos na foz do rio Itapemirim e o DGPS foi

utilizado como uma ferramenta de auxiacutelio para uma maior confiabilidade das coordenadas

utilizadas

Figura 5 - Mapa de localizaccedilatildeo dos pontos visitados em campoFonte Autores

Tabela 1 - Coordenadas dos pontos de coleta de sedimentos Fonte Autores

Pontos Coordenadas E (m) Coordenadas N (m)

1A 1B 1C 312747 7676348

2 312030 7676004

3 308789 7675691

4 310453 7678553

ETAPA DE LABORATOacuteRIO

Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de

sedimentologia do Departamento de Geologia da UFES onde foram preparadas para as

seguintes anaacutelises textural e mineraloacutegica

A anaacutelise granulomeacutetrica foi feita atraveacutes do peneiramento das amostras com os dados

de peso de cada granulometria foi utilizado o software para observar estatisticamente o

resultado As anaacutelises texturais e mineraloacutegicas foram feitas a partir do peneiramento citado

acima e foram obtidas com o auxiacutelio da lupa

Os sedimentos foram colocados em um quarteador e obtidos no miacutenimo cinquenta

gramas de amostra pois segundo Folk (1980) eacute o miacutenimo necessaacuterio para anaacutelise de

sedimentos no grupo areia ou superior Foram colocados em uma placa de petri utilizando-se

uma placa para cada amostra Pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo com exatidatildeo de dois

diacutegitos Foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada placa e colocados

na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24 horas

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

97

Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados

durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz no agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de

peneiras da marca Bertel 4800 2000 1200 500 250 125 74 37 microm que representam

respectivamente as classes cascalho fino cascalho muito fino areia muito grossa areia

grossa areia meacutedia areia fina areia muito fina segundo proposta de Wentworth (1922 citado

por BUI et al1990)

Os dados granulomeacutetricos obtidos foram processados em um programa de tratamento

estatiacutestico denominado ldquoGradstatrdquo desenvolvido por Blott e Pye (2001) que aproveita como

base de operaccedilatildeo o Microsoft Excel do Windows que calcula atraveacutes do peso alguns

paracircmetros como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo e curtose

Outro procedimento feito em laboratoacuterio foi o traccedilado das linhas de costa nos anos de

2001 a 2014 levando em consideraccedilatildeo a metodologia proposta por Aparecida et al (2011)

poreacutem com uma pequena diferenccedila pois no trabalho citado o ponto de referecircncia para

calcular a distacircncia ateacute a linha de costa era um maciccedilo rochoso que praticamente natildeo alterou

durante o tempo das imagens e jaacute nesse trabalho foi feito atraveacutes de um ponto com

coordenada coletada pelo DGPS (Ponto Base) com coordenadas E 311637 m N 7676929 m

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

DADOS OBTIDOS A PARTIR DAS IMAGENS

Na Figura 6 podemos ter uma visatildeo ampla de todas as linhas de costa marcadas na

seacuterie multitemporal proposta e no graacutefico apresentado na Figura 7 podemos analisar de forma

mais detalhada essa variaccedilatildeo

Observando a Figura 6 podemos observar uma diminuiccedilatildeo da linha de costa no ano de

2001 ateacute 2002 sendo provavelmente um periacuteodo de ressaca do mar pelo fato de ser um

intervalo de tempo muito pequeno poreacutem logo apoacutes foi observado uma progradaccedilatildeo nos anos

de 2002 agrave 2003 Posteriormente ocorreu um momento de estabilidade dessa linha de costa

tendo em vista que a taxa de deposiccedilatildeo e erosatildeo se mantiveram praticamente igualadas sendo

a variaccedilatildeo entre elas muito pequena podendo observar esse padratildeo ateacute o ano de 2007 e nos

anos seguintes obteve um padratildeo retrogradacional na linha de costa ateacute o ano de 2014

Os padrotildees de variaccedilatildeo da linha de costa observados nos graacuteficos da Figura 7 nos

indicam iacutendices de maior e menor sedimentaccedilatildeo do rio pois nos momentos de menor taxa de

fluxo sedimentar a corrente costeira era mais atuante e com isso causava erosatildeo fazendo com

que ocorresse uma retrogradaccedilatildeo da linha de costa e nos momentos em que o rio apresentava

maior descarga sedimentar no oceano a corrente costeira natildeo era tatildeo atuante pois a razatildeo

deposiccedilatildeo por erosatildeo era maior

Esse resultado de variaccedilatildeo da linha de costa foi diferente do encontrado por Deina et

al (2011) pois no trabalho em questatildeo soacute obteve o momento de retrogradaccedilatildeo do cordatildeo

litoracircneo

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

98

Figura 6 - Mapa de evoluccedilatildeo da linha de costa do Rio Itapemirim Fonte Autores

Figura 7 - Graacutefico de variaccedilatildeo da linha de costa para a seacuterie multitemporal no periacuteodo

de 2001 a 2014 Fonte Autores

DADOS OBTIDOS A PARTIR DOS SEDIMENTOS

O resultado das anaacutelises do Gradistat estaacute exibido no Quadro 1 Com base nele

podemos observar que o selecionamento de todas as amostras variou de moderadamente

selecionado a muito bem selecionado Foi observado na lupa que os gratildeos se apresentaram

subangulosos arredondados e bem arredondados Com relaccedilatildeo a granulometria das amostras

todas tiveram o predomiacutenio de areia poreacutem a amostra 1B apresentou maior proporccedilatildeo de

areia grossa e as demais amostras apresentaram um maior teor de areia meacutedia

A mineralogia em questatildeo eacute predominantemente quartzo contendo algumas micas

(moscovitas e biotitas) granada e magnetita As amostras natildeo apresentaram uma grande

diferenccedila mineraloacutegica o que mudou foi em relaccedilatildeo a proporccedilatildeo de minerais pesados pois

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

99

quanto mais longe da desembocadura do rio mais esses minerais se apresentavam em maior

quantidade

Os histogramas das amostras satildeo a representaccedilatildeo graacutefica dos dados matemaacuteticos

gerados pelo software Gradstat (Figura 8)

A assimetria expressa o enriquecimento da distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica em partiacuteculas

grosseiras ou em partiacuteculas finas indicando o quanto a curva se afasta da distribuiccedilatildeo normal

(DIAS 2004) Sendo assimeacutetrica pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado

das fraccedilotildees grossas ou das finas podendo ser negativa ou positiva respectivamente

(TAVARES et al 2010)

Quadro 1 - Resultados obtidos a partir do software Gradistat Fonte Autores

Amostras Granulometria

mediana

Selecionamento Assimetria Curtose

1A Areia Meacutedia Moderadamente

selecionado

Assimetria

muito

positiva

Extremamente

Leptocuacutertica

1B Areia Grossa Muito bem

selecionado

Assimetria

positiva

Muito

Leptocuacutertica

1C Areia Meacutedia Moderadamente

selecionado

Assimetria

muito

positiva

Muito

Platicuacutertica

2 Areia Meacutedia Moderadamente

selecionado

Assimetria

positiva

Muito

Leptocuacutertica

3 Areia Meacutedia Moderadamente

bem selecionado

Assimetria

negativa

Leptocuacutertica

4 Areia Meacutedia Moderadamente

bem selecionado

Assimetria

muito

negativa

Platicuacutertica

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

100

Figura 8 - Histogramas gerados pelo software Gradstat a) Amostra 1A b) Amostra

1B c) Amostra 1C d) Amostra 2 e) Amostra 3 f) Amostra 4 Fonte Autores

DADOS OBTIDOS DO GPR

Foram feitas duas seccedilotildees quase perpendicular para a passagem do GPR (Figura 9) e

utilizadas dois tipos de antenas em cada seccedilatildeo sendo elas a de 200 e 400 MHz podendo uma

alcanccedilar maior profundidade com menor detalhe e a outra uma menor profundidade com

maior detalhe respectivamente As figuras 10 e 11 e 12 e 13 correspondem a mesma seccedilatildeo

Figura 9 - Mapa de localizaccedilatildeo dos perfis de GPR Fonte Autores

Primeira seccedilatildeo de NW-SE com 50 metros de comprimento

Coordenada inicial E 312699 m N 7676341 m

Coordenada final E 312749 m N 7676336 m

Sirgas - Zona 24S

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

101

Figura 10 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 1 Fonte Autores

Figura 11 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 1 Fonte Autores

Segunda seccedilatildeo de NE-SW com 50 metros de comprimento

Coordenada inicial E 312774 m N 7676349 m

Coordenada final E 312810 m N 7676384 m

Sirgas - Zona 24S

Figura 12 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 2 Fonte Autores

Figura 13 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 2 Fonte Autores

No perfil 1 tanto nos resultados da antena de 400 MHz quanto da antena de 200

MHz eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees cruzadas acanaladas na porccedilatildeo mais agrave esquerda Na

parte central evidenciada por um ciacuterculo observa-se uma falha na imagem podendo ser uma

porccedilatildeo mais argilosa e na parte mais agrave direita conteacutem hipeacuterboles claras que podem ser tubos

enterrados e um leve basculamento das camadas podendo ser remobilizaccedilatildeo do material

No perfil 2 eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees plano-paralela e uma porccedilatildeo com

atenuaccedilatildeo do sinal podendo ser uma regiatildeo mais argilosa Sendo observado todas as feiccedilotildees

tanto na antena de 400 MHz quanto na antena de 200 MHz poreacutem melhor evidenciado as

estratificaccedilotildees plano-paralelas no perfil gerado pela antena de 200 MHz

Com os perfis de GPR foi possiacutevel reafirmar as anaacutelises feitas pelo gradistat que

juntamente com a areia granulometria encontrada em maior proporccedilatildeo ainda existem

granulometrias mais finas provavelmente sendo argilas pelo fato da atenuaccedilatildeo das ondas

eletromagneacuteticas emitidas pelo GPR

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

102

CONCLUSAtildeO

A partir das imagens Landsat e RapidEye utilizadas para fazer a variaccedilatildeo da linha de

costa foi possiacutevel observar que a retrogradaccedilatildeo ou progradaccedilatildeo depende muito do fluxo de

sedimentos do rio com isso eacute possiacutevel supor que nos anos que tiver muita chuva

provavelmente ocorreraacute um maior carreamento de sedimentos em direccedilatildeo ao mar e com isso

aumentaraacute a taxa de deposiccedilatildeo e nos anos de seca com poucas chuvas provavelmente a

erosatildeo costeira seraacute mais intensa

Nos anos de 2001 a 2014 foi observado uma variaccedilatildeo de 437 ateacute 554 metros da linha

de costa o que indica ser uma aacuterea muito dinacircmica e sensiacutevel a mudanccedilas naturais

De acordo com as anaacutelises sedimentoloacutegicas foi possiacutevel observar que quanto mais

proacuteximo da desembocadura do rio menor a energia do fluxo sendo evidenciado pelo aumento

de sedimentos finos e um melhor selecionamento

A seccedilatildeo de GPR mostrou que pode ter uma variaccedilatildeo dos sedimentos indicando

presenccedila de mais finos atenuando o sinal na porccedilatildeo mais argilosa e mostrando que de acordo

com a seccedilatildeo mostrada pode-se observar estratificaccedilotildees cruzadas ou plano-paralela indicando a

direccedilatildeo da sedimentaccedilatildeo

As metodologias aplicadas se mostraram eficientes pois foi possiacutevel obter os dados e

tirar interpretaccedilotildees sobre a aacuterea de estudo Este estudo poderia ter sido mais detalhado e talvez

ser melhor entendido com anaacutelise dos efeitos que a construccedilatildeo do espigatildeo na desembocadura

do rio pode causar para o meio em questatildeo pois com essa construccedilatildeo os sedimentos natildeo

conseguem ser depositados em forma de delta ficando todo detido na desembocadura

podendo vir a diminuir a lacircmina drsquoaacutegua e posteriormente causar ateacute efeitos mais severos

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Page 5: GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICAÇÕES

APRESENTACcedilAtildeO

A produccedilatildeo deste trabalho eacute independente e surgiu da ideia e colaboraccedilatildeo de

professores alunos e ex-alunos do curso de Geologia do Centro de Ciecircncias Exatas Naturais

e da Sauacutede da Universidade Federal do Espiacuterito Santo

Estatildeo contidos neste livro 6 trabalhos apresentados na forma de capiacutetulos e que

abrangem temas relacionados agraves geotecnologias e suas aplicaccedilotildees no acircmbito das ciecircncias

ambientais geotecnia e planejamento urbano e anaacutelises utilizando softwares de cartografia e

modelagem espacial

O material contido nesta obra serviraacute de auxiacutelio para estudantes professores e

profissionais da aacuterea das geociecircncias em seus trabalhos e pesquisas aleacutem de ser um veiacuteculo

de divulgaccedilatildeo de conhecimento obtido pela UFES desde a criaccedilatildeo do curso de Geologia

LISTA DE ORGANIZADORES

Fabricia Benda de Oliveira Professora Adjunta do Departamento de Geologia

Universidade Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias Exatas Naturais e da Sauacutede

Alegre ES e-mail fabriciaoliveiraufesbr

Rodson de Abreu Marques Professor Adjunto do Departamento de Geologia Universidade

Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias Exatas Naturais e da Sauacutede Alegre ES e-

mailrodsonmarquesufesbr

Calvin da Silva Candotti Geoacutelogo Autocircnomo Manaus AM calvincandottigmailcom

Eduardo Baudson Duarte Geoacutelogo formado pela Universidade Federal do Espiacuterito Santo

Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias

Exatas Naturais e da Sauacutede Alegre ES e-mail eduardo_duarte_12hotmailcom

LISTA DE AUTORES

Allison Augusto Gonccedilalves de Freitas

Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira

Daniel Andrade Miranda

Edgar Batista de Medeiros Juacutenior

Eduardo Baudson Duarte

Faacutebio Cardoso de Souza Santos

Fabricia Benda de Oliveira

Felipe Guadagnin

Juacutelia Sesana Maciel

Julio Almeida Moreira

Laacutezaro Correcirca Marcellino

Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas

Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitas

Marx Engel Martins

Rafael de Oliveira Costa

Rayane Monteiro Ferreira

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

Sumaacuterio

Capiacutetulo 1 9

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

Daniel Andrade Miranda Fabricia Benda de Oliveira

Capiacutetulo 2 25

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a

prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

Faacutebio Cardoso de Souza Santos Eduardo Baudson Duarte Fabricia Benda de

Oliveira Juacutelia Sesana Maciel Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira

Capiacutetulo 3 39

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de

ruptura de taludes em atividades de mineraccedilatildeo

Laacutezaro Correcirca Marcellino Fabricia Benda de Oliveira Julio Almeida Moreira Carlos

Henrique Rodrigues de Oliveira

Capiacutetulo 4 53

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES

utilizando teacutecnicas de geoprocessamento

Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitas Fabricia Benda de Oliveira Allison Augusto

Gonccedilalves de Freitas Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas Rayane Monteiro

Ferreira Edgar Batista de Medeiros Juacutenior

Capiacutetulo 5 71

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite

Landsat 5

Marx Engel Martins Fabricia Benda de Oliveira Felipe Guadagnin Carlos Henrique

Rodrigues de Oliveira

Capiacutetulo 6 89

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim

(ES)

Rafael de Oliveira Costa Eduardo Baudson Duarte Fabricia Benda de Oliveira

Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Doutorando em Geologia Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES

9

Capiacutetulo 1

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

Daniel Andrade Mirandasup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2

INTRODUCcedilAtildeO

Segundo Santos (2012) somente com o desenvolvimento de tecnologias espaciais

modernas incluindo os sateacutelites artificiais que se tornou possiacutevel visualizar a Terra a partir da

coleta de dados e da aquisiccedilatildeo de imagens da sua superfiacutecie os dados adquiridos de forma

remota por sateacutelites artificiais auxiliam no diagnoacutestico sobre as implicaccedilotildees ambientais

econocircmicas sociais poliacuteticas e culturais com relaccedilatildeo agrave ocupaccedilatildeo dos espaccedilos urbanos

ajudando no planejamento soacutecio econocircmico-ambiental sustentaacutevel e servindo de base para o

desenvolvimento e realizaccedilatildeo de projetos associados agraves atividades humanas como por

exemplo no planejamento urbano

Gottdiener (1993) define que a materializaccedilatildeo do desenvolvimento contiacutenuo do

capitalismo eacute o formato do espaccedilo urbano assim os traccedilos distintivos da morfologia espacial

urbana estatildeo diretamente relacionados com as mudanccedilas estruturais na organizaccedilatildeo social

Entatildeo para compreender o espaccedilo urbano ou a cidade precisamos estudar e analisar a forma

urbana e seu crescimento como subsiacutedios agraves poliacuteticas de planejamento Estudos mostram que

o crescimento das cidades eacute um processo dinacircmico muitas vezes ocorrendo em aacutereas natildeo

adequadas mostrando que o crescimento da mancha urbana eacute usualmente natildeo planejado

(NAGARATHINAM et al 1988)

Devido agrave forma na qual a expansatildeo urbana ocorre no tempo e no espaccedilo o

crescimento urbano pode gerar problemas ambientais ligados agrave contaminaccedilatildeo hiacutedrica

formaccedilatildeo de ilhas de calor ocupaccedilatildeo de aacutereas inadequadas para assentamentos humanos

degradaccedilatildeo da paisagem dentre outros (FUCKNER 2006)

Segundo Costa e Alves (2005) para monitoramentodas aacutereas urbanas eacute necessaacuterio

possuir conhecimento atualizado sobre a distribuiccedilatildeo espacial da populaccedilatildeo Este

conhecimento eacute adquirido atraveacutes dos censos demograacuteficos e de mapas de densidade

demograacutefica que produzem avaliaccedilotildees quantitativas sobre elas e informam tambeacutem as

necessidades de infraestrutura

Na maior parte das cidades o crescimento populacional tem sido muito raacutepido e as

estruturas urbanas natildeo acompanharam esse crescimento que aleacutem de natildeo ser planejado pode

causar problemas como inundaccedilotildees deslizamento de encostas e desabamentos de construccedilotildees

A ocupaccedilatildeo urbana eacute atualmente tema de emergecircncia nacional portanto o

desenvolvimento de tecnologias que apoiem a gestatildeo estrateacutegica da ocupaccedilatildeo urbana eacute

interessante no acircmbito municipal estadual e federal

Neste contexto as geotecnologias tecircm sido utilizadas como uma ferramenta

importante para ajudar no planejamento urbano e na compreensatildeo da dinacircmica espacial e da

forma urbana

No municiacutepio de Alegre este problema eacute intensificado com a implantaccedilatildeo do programa de

expansatildeo da rede de Educaccedilatildeo Superior pelo MEC (Ministeacuterio da Educaccedilatildeo) que teve iniacutecio

em 2003 e posteriormente com a implementaccedilatildeo do REUNI (Restauraccedilatildeo e Expansatildeo das

Universidades Federais) em 2011 Com esses programas o total de cursos oferecidos pelo

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

10

campus de Alegre subiu de quatro em 2002 para dezessete em 2011 aumentando

consideravelmente o fluxo de populaccedilatildeo moacutevel no municiacutepio Podemos citar ainda os

estudantes da FAFIA (Faculdade de Filosofia Ciecircncias e Letras de Alegre) e o IFES (Instituto

Federal do Espiacuterito Santo) que assim como na UFES (Universidade Federal do Espiacuterito

Santo) tem sua demanda de populaccedilatildeo moacutevel condicionando uma urbanizaccedilatildeo forccedilada em

funccedilatildeo da demanda crescente por habitaccedilatildeo

O presente trabalho propotildee a realizaccedilatildeo de um estudo sobre a ocupaccedilatildeo urbana na sede

do Municiacutepio de Alegre-ES utilizando teacutecnicas de sensoriamento remoto e imagens do

sateacutelite Landsat sensor TM 5 atraveacutes de anaacutelise multitemporal para verificaccedilatildeo do avanccedilo do

crescimento urbano ao longo de 26 anos

LOCALIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO

O municiacutepio de Alegre estaacute localizado na regiatildeo sudeste do Brasil no Sul do Estado

do Espiacuterito Santo englobando as comunidades de Santa Maria Varjatildeo da Cotia Alegre

Vargem Alegre Aacutegua Limpa Vinagre Capim Feliz Lembranccedila Bosque Rive Cafeacute

PlacaSatildeo Francisco Satildeo Joatildeo do Norte e Coacuterrego do Meio e tendo como municiacutepios

limiacutetrofes Muniz Freire a Norte Castelo Cachoeiro de Itapemirim e Jerocircnimo Monteiro a

Leste Mimoso do Sul e Satildeo Joseacute do Calccedilado a Sul e Guaccediluiacute e Ibitirama a Oeste

A aacuterea de estudo proposta para este trabalho consiste no periacutemetro urbano da sede do

Municiacutepio de Alegre como pode ser visto na Figura 1

O Acesso ateacute a capital Vitoacuteria pode ser feito pela ES-482 ateacute Cachoeiro de Itapemirim

depois segue pela BR-101 Sul ateacute Vitoacuteria Ou ainda pela ES-482 ateacute Duas Barras ES-166 de

Duas Barras ateacute Venda Nova do Imigrante e BR-262 ateacute Vitoacuteria

Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo sobreposta agrave ortofoto Fonte IEMA (2007)

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

11

Segundo Rosa (2003) podemos definir o sensoriamento remoto como sendo a forma

de obter informaccedilotildees de um objeto sem que haja contato fiacutesico com o mesmo utilizando-se a

radiaccedilatildeo eletromagneacutetica gerada por fontes naturais como o Sol e a Terra ou por fontes

artificiais como por exemplo o RadarO sensoriamento remoto teve destaque no Brasil a

partir da deacutecada de 1960 com a criaccedilatildeo do Projeto RADAMBRASIL cujo objetivo era a

realizaccedilatildeo de um levantamento integrado dos recursos naturais do paiacutes a partir de imagens

Landsat (SOUZA 2008)

O Landsat foi colocado em oacuterbita em 1972 com o nome de ERTS-1 (Earth Resources

Techonological Satellite-1) teve inicialmente um desempenho significativo sendo

transformado na seacuterie Landsat Hoje o projeto Landsat eacute dedicado agrave observaccedilatildeo dos recursos

naturais da TerraSua oacuterbita desloca-se do Norte para o Sul sendo geocecircntrica circular quase

polar heliocecircntrica isto eacute o acircngulo Sol ndash Terra ndash Sateacutelite permanece constante o que garante

condiccedilotildees de iluminaccedilatildeo semelhantes na aacuterea imageada ao longo do ano (ROSA 2003)O

sensor TM (Thematic Mapper) do sateacutelite Landsat possui sete bandas com numeraccedilatildeo de 1 a

7 sendo que cada banda representa uma faixa do espectro eletromagneacutetico (BATISTELLA et

al 2004) O sateacutelite Landsat apresenta a caracteriacutestica de repetitividadepois ele imageia a

mesma aacuterea a cada 16 dias Suas cenas cobrem uma aacuterea de 34225 kmsup2 sendo a faixa

imageada de 185 x 185 km (INPE 2006)

Para utilizaccedilatildeo de imagens de sateacutelite com fins de classificaccedilatildeo recomenda-se o

processamento das mesmas O processamento digital de imagens (PDI) de acordo com Lima e

Rocha (2009) tem como objetivo fornecer ferramentas que facilitem a identificaccedilatildeo e

aextraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas imagens para posterior interpretaccedilatildeo Consiste na

manipulaccedilatildeo numeacuterica dos dados visando aumentar opotencial de discriminaccedilatildeo dos alvos

Segundo Novo (1989) o PDI pode ser dividido basicamente em Preacute-processamento Realce e

Classificaccedilatildeo

O Preacute-processamento eacute o primeiro passo do PDI e eacute considerado fundamental para

confiabilidade e uso correto das imagens de sateacutelite Nesta fase segundo Rosatti (2006) o

objetivo eacute adequar as imagens para serem utilizadas pelos usuaacuterios sendo aplicadas algumas

teacutecnicas de manipulaccedilatildeo como correccedilatildeo geomeacutetrica e restauraccedilatildeo

A correccedilatildeo geomeacutetrica e o georreferenciamento das imagens satildeo necessaacuterios devido a

distorccedilotildees que segundo o INPE (2006) satildeo causadas no processo de formaccedilatildeo da imagem

pelo sistema sensor e por imprecisatildeo dos dados de posicionamento da plataforma (aeronave

ou sateacutelite) De modo geral o georreferenciamento de imagens de sateacutelite eacute realizado por meio

de pontos de controle (PC) de referecircncia identificados na imagem original e em um sistema de

dados de referecircncia que possibilitem o ajustamento atraveacutes de modelos matemaacuteticos Os satildeo

feiccedilotildees passiacuteveis de identificaccedilatildeo na imagem e no terreno ou seja satildeo feiccedilotildees homoacutelogas

cujas coordenadas satildeo conhecidas na imagem e no sistema de referecircncia (INPE 2006)

Podemos obter PC atraveacutes de trecircs fontes por meio de mapas e cartas topograacuteficas oficiais

pela aquisiccedilatildeo de pontos em campo por sistema de posicionamento global (GPS) ou por meio

de imagens georreferenciadas do mesmo local A precisatildeo do georreferenciamento eacute medida

atraveacutes do caacutelculo do Erro Meacutedio Quadraacutetico ou Root Mean Square Error (RMS) que

pondera as diferenccedilas entre as coordenadas dos pontos de controle da imagem a ser ajustada e

da fonte de dados de referecircncia O valor do RMS deveraacute ser menor que 1 ou seja quanto

mais proacuteximo de 0 maior eacute a precisatildeo e menor eacute o erro (LIMA 2010) O caacutelculo eacute feito

utilizando a Equaccedilatildeo 1

RMSerror = [(x1 ndash xorg)sup2 + (y1 ndash yorg)sup2]12 (1)

x1 = Coordenada de linha calculada na imagem a ser ajustada

y1 = Coordenada de coluna calculada na imagem a ser ajustada

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

12

xorg = Coordenada original de linha do PC da fonte de referecircncia

yorg = Coordenada original de coluna do PC da fonte de referecircncia

A teacutecnica de restauraccedilatildeo tem por objetivo corrigir as distorccedilotildees do sensor oacuteptico no

processo de geraccedilatildeo das imagens A resoluccedilatildeo espacial das bandas 3 4 e 5 que eacute de 30

metros pode ser restaurada para ateacute 5 metros (RIOS ALMEIDA RIBEIRO 2010)A ideia de

restaurar uma imagem eacute reduzir o efeito de embaccedilamento da cena e obter uma imagem

realccedilada dado que os detalhes vistos na cena satildeo suavizados devido agraves limitaccedilotildees do sensor

Esta correccedilatildeo eacute realizada por um filtro linear e os pesos do filtro de restauraccedilatildeo satildeo obtidos a

partir das caracteriacutesticas do sensor e natildeo de forma empiacuterica como eacute feito no caso dos filtros

de realce tradicionais Neste caso o filtro eacute especiacutefico para cada tipo de sensor e banda

espectral Este tipo de processamento eacute recomendado para ser realizado sobre a imagem

original sem qualquer tipo de processamento tais como realce e filtragem que alterem as

caracteriacutesticas radiomeacutetricas da imagem Deve-se observar tambeacutem que natildeo eacute possiacutevel

processar uma imagem reamostrada jaacute que as caracteriacutesticas radiomeacutetrica e espacial da

imagem foram alteradas (INPE 2006)

Aleacutem das etapas do preacute-processamento de imagens digitais de sateacutelite existem outras que

utilizam teacutecnicas de realce com o objetivo de melhorar a qualidade visual e permitir uma

melhor interpretaccedilatildeo dos alvos nas imagens (IBGE 2001) As teacutecnicas utilizadas neste

trabalho foram Constraste Filtragem espacial e Composiccedilatildeo colorida

Segundo o INPE (2006) o contraste entre dois objetos pode ser definido como sendo a

razatildeo entre os seus niacuteveis de cinza meacutedios onde a manipulaccedilatildeo do contraste consiste numa

transferecircncia radiomeacutetrica em cada pixel (Picture Element ndash menor elemento num dispositivo

de exibiccedilatildeo ao qual eacute possiacutevel atribuir-se uma cor menor ponto que forma uma imagem

digital) tendo o objetivo de aumentar a discriminaccedilatildeo visual entre os objetos presentes na

imagem Realiza-se a operaccedilatildeo ponto a ponto independentemente da vizinhanccedila Entretanto

um exame preacutevio do histograma da imagem pode ser uacutetil O histograma de uma imagem

descreve a distribuiccedilatildeo estatiacutestica dos niacuteveis de cinza em termos do nuacutemero de amostras

(pixels) com cada niacutevel A distribuiccedilatildeo pode tambeacutem ser dada em termos da percentagem do

nuacutemero total de pixels na imagem Pode ser estabelecida uma analogia entre o histograma de

uma imagem e a funccedilatildeo densidade de probabilidade que eacute um modelo matemaacutetico da

distribuiccedilatildeo de tons de cinza de uma classe de imagens A cada histograma estaacute associado o

contraste da imagem conforme mostra a Figura 2ADe acordo com Rios Almeida e Ribeiro

(2010) esta teacutecnica tem por objetivo modificar atraveacutes de funccedilotildees matemaacuteticas os niacuteveis de

cinza ou os valores digitais de uma imagem de modo a destacar certas informaccedilotildees espectrais

e melhorar a qualidade visual da imagem

De acordo com Albuquerque (2000) para fazer uma operaccedilatildeo de filtragem espacial eacute

necessaacuterio escolher uma matriz de dimensatildeo n x n denominada maacutescara (Figura 2B) com

valores que dependem do filtro que queremos usar seja ele passa baixa (filtrando as altas

frequecircncias) passa banda (filtrando uma regiatildeo especiacutefica de frequecircncias espaciais) ou passa

alta (filtrando as baixas frequecircncias) Em uma imagem as altas frequecircncias correspondem agraves

modificaccedilotildees abruptas dos niacuteveis de cinza e as bordas dos objetos As baixas frequecircncias

correspondem agraves variaccedilotildees suaves dos niacuteveis de cinza Logo quando queremos evidenciar os

contornos de um determinado objeto podemos usar filtros do tipo passa alta Pode-se querer

observar a forma da iluminaccedilatildeo de fundo entatildeo devemos usar filtros passa-baixa para

eliminarmos todas as altas frequecircncias correspondendo agrave borda dos objetos e chegar agrave

iluminaccedilatildeo de fundo

A composiccedilatildeo colorida consiste em associar as imagens monocromaacuteticas de cada

banda agraves cores primaacuterias RGB (Red ndash Vermelho Green ndash Verde Blue ndash Azul) com o

objetivo de apresentar simultaneamente as informaccedilotildees de trecircs bandas espectrais em

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composiccedilotildees coloridas que facilitam e enriquecem a interpretaccedilatildeo visual dos alvos (IBGE

2001) Como exemplo de composiccedilatildeo colorida temos a Figura 2Cque associa a banda 3 agrave cor

vermelha (R) a banda 4 agrave cor verde (G) e a banda 5 agrave cor azul (B)

De acordo com Souza (2012) as aacutereas urbanas natildeo podem ser caracterizadas por um

comportamento espectral padratildeo A vegetaccedilatildeo os corpos aquaacuteticos e os solos satildeo superfiacutecies

relativamente homogecircneas em termos de cobertura poreacutem nas aacutereas urbanas prevalece a

heterogeneidade das coberturas As aacutereas urbanas satildeo fisicamente formadas por uma grande

diversidade de materiais (superfiacutecies de concreto asfalto telhados de vaacuterios materiais solo

vegetaccedilatildeo arboacuterea e grama aacutegua entre outros) com formas alturas e arranjos tambeacutem

variados assim em uma imagem orbital o pixel pode representar vaacuterias coberturas o que

torna as aacutereas urbanas complexas do ponto de vista espectral Na Figura 2D pode-se observar

a similaridade espectral entre uma aacuterea urbana e uma aacuterea de cultivo de cana

Figura 2 - (A) Exemplo de Histograma de baixo contraste (agrave esquerda) e de alto contraste (agrave

direita) Fonte Modificado de INPE (2006) (B) Exemplo de maacutescara de 3 x 3 Fonte

Modificado de INPE (2006) (C) Exemplo de geraccedilatildeo de composiccedilatildeo colorida Fonte Brust

(2010) (D) Imagem do sateacutelite Landsat TM 5 na composiccedilatildeo colorida (RGB-543) adquirida

em 20091995 Fonte Souza (2012)

De acordo com Lima (2010) eacute possiacutevel classificar e agrupar os alvos de uma imagem a

partir dos vaacuterios niacuteveis de informaccedilotildees espectrais detectadas atraveacutes da adequaccedilatildeo das

imagens digitais utilizando-se os procedimentos do preacute-processamento Assim pode-se criar

um uacutenico niacutevel de informaccedilatildeo temaacutetica (categorias ou classes) para cada elemento

identificado e dessa forma gerar mapas temaacuteticos Os meacutetodos utilizados na classificaccedilatildeo das

imagens de sateacutelite variam com o tipo e complexidade do ambiente analisado caracteriacutesticas

do sensor e sateacutelite utilizado aspectos sazonais que alteram as caracteriacutesticas dos alvos e da

incidecircncia de energia solar extensatildeo da aacuterea de estudo equipamentos e recursos humanos

disponiacuteveis grau de conhecimento do ambiente por parte do inteacuterprete entre outros A

classificaccedilatildeo eacute a principal etapa do processamento de imagens a partir do qual satildeo extraiacutedas

as informaccedilotildees necessaacuterias para diversas aplicaccedilotildees Pode ser realizada atraveacutes de trecircs

teacutecnicas baacutesicasInterpretaccedilatildeo VisualClassificaccedilatildeo Digital Natildeo SupervisionadaClassificaccedilatildeo

Digital Supervisionada

A interpretaccedilatildeo visual de imagens de sateacutelite consiste em identificar as feiccedilotildees

impressas nessas imagens e determinar seu significado atraveacutes de chaves de interpretaccedilatildeo

onde eacute fundamental por parte do analista o conhecimento da aacuterea a ser mapeada (LIMA

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

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2010) De acordo com Soares-Filho (2000) as caracteriacutesticas das imagens tais como

Tonalidade Cor Textura Forma Estrutura Sombra e contexto satildeo as chaves de uma boa

interpretaccedilatildeo A partir dessas caracteriacutesticas pode ser estruturado um meacutetodo de identificaccedilatildeo

por ldquochavesrdquo que se apoia em um estudo comparativo atraveacutes de objetos e feiccedilotildees conhecidas

que satildeo utilizadas como guias

Maillard (2001) diz que na classificaccedilatildeo Supervisionada o inteacuterprete jaacute possui um

conhecimento da aacuterea de estudo que podem ser utilizados como amostras de treinamento para

o algoritmo de classificaccedilatildeo de forma que os dados de cada classe temaacutetica podem ser

generalizados para toda cena agrupando cada pixel da imagem de acordo com as classes

amostradas Existem diversos algoritmos de classificaccedilatildeo supervisionada implementados em

aplicativos computacionais sendo o algoritmo Maxver (Maacutexima Verossimilhanccedila) um dos

mais utilizados para classificaccedilatildeo digital de imagens pixel a pixelINPE (2006) define que o

algoritmo de classificaccedilatildeo Maxver utiliza agrave meacutedia e a covariacircncia das amostras de treinamento

para assinalar um pixel desconhecido de uma classe assim pode-se computar a probabilidade

estatiacutestica de um pixel desconhecido pertencer a uma ou outra classe atribuindo a este pixel a

classe agrave qual ele tem maior probabilidade de pertencer utilizando o criteacuterio de maacutexima

verossimilhanccedila

Em qualquer procedimento de classificaccedilatildeo de imagens de sateacutelite o objetivo eacute a

geraccedilatildeo de mapas temaacuteticos que devem transmitir a realidade do terreno da forma mais

precisa possiacutevel Para isso deve ser verificado o niacutevel de incerteza destes mapas atraveacutes de

iacutendices de exatidatildeo para que as informaccedilotildees obtidas possam ser utilizadas adequadamente

(LIMA 2010) Segundo Mangabeira Azevedo e Lamparelli (2003) um dos paracircmetros mais

utilizados e eficientes na determinaccedilatildeo da exatidatildeo de mapas temaacuteticos eacute o iacutendice Kappa que

eacute obtido mediante a adoccedilatildeo de uma referecircncia para a comparaccedilatildeo dos mapeamentos

produzidos A determinaccedilatildeo deste iacutendice eacute feita com base numa tabulaccedilatildeo cruzada entre as

quantidades de dados amostrais de referecircncia e da imagem classificada estruturada numa

matriz quadrada denominada matriz de erros ou de confusatildeoSegundo Campbell (1987) a

estimativa Kappa pode ser representada pela seguinte relaccedilatildeo exposta na Equaccedilatildeo 2

K = (observado ndash esperado) (1 ndash esperado) (2)

Observado = valor global para o percentual de pixels corretos

Esperado = valor calculado usando os totais de cada linha e cada coluna da matriz

denominados de valores marginais

Os resultados do Coeficiente Kappa variam de 0 a 1 indicando de forma crescente o

grau de concordacircncia ou exatidatildeo do mapa classificado com relaccedilatildeo aos dados de referecircncia e

podem ser agrupados em intervalos de acordo com aTabela 1

Tabela 1 - Intervalos de valor do coeficiente Kappa e respectivos graus de concordacircncia

Fonte Landis e Koch (1977)

Valor de Kappa Concordacircncia

0 Peacutessima

001 ndash 020 Ruim

021 ndash 040 Razoaacutevel

041 ndash 060 Boa

061 ndash 080 Muito boa

081 ndash 100 Excelente

Dependendo do valor do coeficiente Kappa encontrado e das necessidades e objetivos

do trabalho podem ser feitas correccedilotildees a fim de garantir um refinamento da qualidade

informativa do mapa Os dados obtidos podem ser utilizados em conjunto com outros planos

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de informaccedilatildeo em ambiente SIG possibilitando sua integraccedilatildeo e manipulaccedilatildeo como base de

dados para sistemas de suporte a decisatildeo (LIMA 2010)

METODOLOGIA

A imagens de sateacutelite Landsat sensor TM-5 foram adquiridas do INPE nas bandas

12345 e 7 na oacuterbitaponto 21674 do municiacutepio de Alegre-ES nos anos de 1985 1997

2001 2006 e 2011 Foi utilizada tambeacutem a ortofoto do municiacutepio (IEMA 2007) para servir

como base para o registro das imagens de sateacutelite e tambeacutem para comparaccedilatildeo visual com a

classificaccedilatildeo

Para a elaboraccedilatildeo dos mapas foram utilizados os softwares SPRING 52 e ArcGISreg

10 sendo o que primeiro foi utilizado para o tratamento e processamento digital das imagens

de sateacutelite e o segundo para confecccedilatildeo final dos mapas de vegetaccedilatildeo hidrografia topografia

solos e das classificaccedilotildees

Durante o preacute-processamento foram aplicadas as teacutecnicas de Processamento Digital de

Imagens com o objetivo de georreferenciar e melhorar a qualidade das imagens para uma

melhor visualizaccedilatildeo facilitando a identificaccedilatildeo e extraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas

imagens digitais aumentando assim o potencial de diferenciaccedilatildeo dos alvos e

consequentemente obtendo melhores resultados na classificaccedilatildeo das imagens As bandas 3 4

e 5 foram restauradas para a resoluccedilatildeo de 15m

Foi aplicado contraste nas bandas 3 4 e 5 modificando o histograma original como

mostra o Quadro 1

Quadro 1 - Mudanccedila no histograma das bandas 3 4 e 5 apoacutes contraste aplicado na imagem

de 1985 do sateacutelite Landsat - TM 5 Fonte Autores

Bandas Histograma Original Histograma (Contraste)

Banda 3 ndash Vermelho

Banda 4 ndash Infravermelho Proacuteximo

Banda 5 ndash Infravermelho Meacutedio

Foi aplicada a filtragem linear utilizando uma matriz 2x2 (Quadro 2) apropriada para

imagens Landsat TM no software SPRING com o objetivo de suavizar as imagens realccedilando

assim a visualizaccedilatildeo das bandas e obtendo imagens com mais nitidez

Quadro 1 - Matriz utilizada na filtragem de imagens Landsat TM Fonte INPE (2006)

3 -7 -7 3

-7 -7 13 -7

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

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-7 13 13 -7

3 -7 -7 3

Para identificaccedilatildeo das amostras de treinamento foi utilizada a combinaccedilatildeoRGB-543 o

que destacou melhor as aacutereas urbanas Para a classificaccedilatildeo foram definidas duas classes Aacuterea

urbana e Natildeo urbana Em seguida foram coletadas as amostras de treinamento para cada

classe como pode ser observado na Figura 3

Figura 3 - Amostras utilizadas para classificaccedilatildeo da imagem de 2011 em amarelo amostras

da classe urbana e em branco amostras da classe natildeo urbana Fonte Autores

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Usando a metodologia acima descrita seratildeo apresentados abaixo os resultados obtidos

a partir do processamento das imagens e da classificaccedilatildeo da aacuterea urbana do municiacutepio de

Alegre-ES para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011

O georreferenciamento foi executado utilizando-se feiccedilotildees semelhantes em duas

imagens para determinaccedilatildeo dos pontos de controle como cruzamento de estradas aacutereas de

vegetaccedilatildeo aacuterea urbana e rios A resoluccedilatildeo das imagens (30 metros) pode atrapalhar pois

devido ao baixo niacutevel de detalhe fica difiacutecil determinar o ponto semelhante nas duas imagens

de forma exata No entanto o RMS ficou em torno de 03 de acordo com a equaccedilatildeo (1)

mostrando que a diferenccedila entre as coordenadas dos pontos de controle das imagens a serem

ajustadas e os pontos de controle da fonte de dados de referecircncia ficou pequena significando

uma boa precisatildeo

O processo de restauraccedilatildeo para a resoluccedilatildeo de 15metros mostrou uma melhora na

nitidez da imagem restaurada (Figura 4B) em comparaccedilatildeo com a imagem original (Figura

4A)

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Figura 4 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 de 1985 da cidade de

Alegre-ES com resoluccedilatildeo de 30m (A) e restaurada para 15m (B)

Fonte Autores

A aplicaccedilatildeo do contraste nas bandas 34 e 5 permitiu um maior contraste entre as

feiccedilotildees da imagem com contraste (Figura 5B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem contraste

(Figura 5A)

Figura 5 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da

cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de contraste (A) e com aplicaccedilatildeo de contraste (B)

Fonte Autores

A filtragem espacial permitiu observar maior nitidez da imagem para distinccedilatildeo das

feiccedilotildees da imagem com filtro (Figura 6B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem filtro (Figura

6A)

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

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Figura 6 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da

cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de filtragem (A) e apoacutes filtragem (B)

Fonte Autores

Na Figura 7 temos as imagens em composiccedilatildeo RGB ndash 543 correspondentes agrave

evoluccedilatildeo urbana de Alegre nos anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 Ao comparaacute-las

podemos observar um aumento significativo da mancha urbana este aumento pode ser

observado principalmente nas regiotildees sul e oeste da cidade

Figura 7 - Composiccedilatildeo RGB ndash 543 da aacuterea de estudo para os anos analisados

Fonte Autores

Na Figura 8 podemos observar as classificaccedilotildees realizadas pelo classificador Maxver

utilizando duas classes Aacuterea urbana (Azul) Natildeo urbana (Branco)

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Figura 8 - Classificaccedilotildees da Aacuterea Urbana de Alegre para os anos analisados

Fonte Autores

A Tabela 2 mostra a exatidatildeo das classificaccedilotildees realizadas e as aacutereas correspondentes

agrave classe urbana para cada ano o iacutendice Kappa (Equaccedilatildeo (2)) variou de 093 a 098 Este

resultado pode ser considerado excelente de acordo com a Tabela 1

Tabela 2 -Exatidatildeo das classificaccedilotildees e aacutereas urbanas calculadas Fonte Autores

1985 1997 2001 2006 2011

Iacutendice Kappa 095 097 095 093 098

Aacuterea Urbana (km2) 805 968 771 1079 758

Apesar do alto iacutendice de desempenho das classificaccedilotildees eacute possiacutevel observar regiotildees de

confusatildeo na classificaccedilatildeo das amostras das duas classes Observando as aacutereas calculadas

percebemos que natildeo haacute um aumento contiacutenuo da aacuterea urbana nas classificaccedilotildees pois a aacuterea do

ano de 1997 foi maior que a aacuterea de 2001 que por sua vez eacute menor que a de 1985 e ainda a

aacuterea de 2011 eacute menor que a de 2006 isso possivelmente estaacute associado agrave confusatildeo do

algoritmo ao identificar as classes

Ao compararmos a ortofoto da aacuterea de estudo com a classificaccedilatildeo de 2011 (Figura 9)

podemos perceber regiotildees de solo exposto sombras aacutereas de vegetaccedilatildeo e estradas

classificadas como aacutereas urbanas Eacute possiacutevel observar tambeacutem a ocupaccedilatildeo irregular da cidade

principalmente em aacutereas proacuteximas a rios e em topo de morros que contribuem para

problemas urbanos de inundaccedilotildees e deslizamento de encostas

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

20

Figura 9 - Comparaccedilatildeo da ortofoto do ano de 2007 (a esquerda) com a classificaccedilatildeo de 2011

(a direita) com foco na aacuterea urbana da cidade de Alegre - ES

Fonte Autores

Eacute possiacutevel observar um aumento significativo da aacuterea urbana da sede se compararmos

visualmente as imagens de 1985 e 2011 este aumento se daacute principalmente nas regiotildees de

periferia mas tambeacutem podemos observar um adensamento dos pixels na regiatildeo central da

sede diminuindo a quantidade de aacutereas arborizadas no centro como eacute possiacutevel observar na

Figura 10

Figura 10 - Detalhamento das imagens de 1985 e 2011 mostrando a classificaccedilatildeo da aacuterea

urbana

Fonte Autores

Estes resultados jaacute eram esperados e podem ser explicados como mostra o trabalho de

Correia et al (2007) devido agrave dificuldade em estabelecer essas classes temaacuteticas na resoluccedilatildeo

das imagens de sateacutelite utilizadas que por natildeo possuir um niacutevel de detalhe elevado possuem

uma limitaccedilatildeo para discriminar alvos com uma mistura de vaacuterios elementos como eacute o caso da

aacuterea urbana gerando impactos na resposta espectral das imagens refletindo assim na

caracterizaccedilatildeo dessas classesO fato de terem sido admitidas somente duas classes tambeacutem

pode ter influenciando no resultado da classificaccedilatildeo pois algumas amostras apresentaram

distribuiccedilatildeo bimodal no entanto o erro foi muito baixo (em torno de 5) minimizando este

problema Outro fator que tambeacutem pode ter influenciado no resultado eacute o tamanho das

amostras de treinamento do algoritmo

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Costa e Alves (2005) ao monitorar a expansatildeo urbana do municiacutepio de Campos dos

Goytacazes tambeacutem tiveram problemas devido agrave confusatildeo entre duas classes onde a textura

dos cordotildees litoracircneos se confundia com a textura da urbanizaccedilatildeo e concluiacuteram que era

necessaacuterio possuir um conhecimento preacutevio da aacuterea para realizar o estudo Isso mostra que a

interpretaccedilatildeo visual admitindo que o interprete possua um conhecimento preacutevio da aacuterea eacute

fundamental pois o classificador mesmo com amostras apresentando um desempenho

elevado ainda assim pode apresentar erros nos resultados

CONCLUSAtildeO

A metodologia utilizada para a anaacutelise multitemporal do crescimento da mancha

urbana de Alegre para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 efetuada no presente

trabalho mostrou-se eficiente tornando possiacutevel visualizar as transformaccedilotildees ocorridas no

intervalo de tempo de 26 anos Assim outros resultados poderiam ser encontrados caso a

anaacutelise fosse feita em outros periacuteodos e com diferentes intervalos

O software SPRING se mostrou uma boa ferramenta para se analisar as questotildees de

urbanizaccedilatildeo e por ser disponiacutevel gratuitamente serve como opccedilatildeo para o planejamento urbano

municipal com um baixo custo

Um estudo mais detalhado utilizando-se imagens com uma melhor resoluccedilatildeo espacial

e espectral e em diferentes periacuteodos diminuindo o intervalo de tempo entre imagens pode

obter dados para um planejamento urbano mais detalhado diminuindo assim os riscos

causados pela ocupaccedilatildeo de aacutereas indevidas

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de Uberlacircndia 2003

ROSATTI J C Detecccedilatildeo da doenccedila ldquomela-das-sementes da braquiaacuteriardquo em gramiacuteneas

forrageiras atraveacutes de teacutecnicas de Sensoriamento Remoto 162 p Dissertaccedilatildeo (Mestrado

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

23

em Ciecircncias Cartograacuteficas) ndash Faculdade de Ciecircncias e Tecnologia Universidade Estadual

Paulista Presidente Prudente 2006

SANTOS V M N Uso Escolar do Sensoriamento como recurso didaacutetico pedagoacutegico no

estudo do meio ambienteINPE Divisatildeo de Sensoriamento Remoto ndash DGI Cap 12 2012

SOARES-FILHO B S Interpretaccedilatildeo de Imagens da Terra Curso de Especializaccedilatildeo em

Geoprocessamento Belo Horizonte Universidade Federal de Minas Gerais 2000

SOUZA P G F Teacutecnicas de Geoprocessamento Aplicadas agrave Anaacutelise Temporal do

Periacutemetro Urbano do Municiacutepio de Tapaciguara ndash MG Uberlacircndia Monografia Instituto

de Geografia Universidade Federal de Uberlacircndia 2008

SOUZA I M Sensoriamento Remoto Orbital Aplicado a Estudos Urbanos INPE Satildeo

Joseacute dos Campos SP 2012

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

24

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Rio de Janeiro RJ

sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES

sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

25

Capiacutetulo 2

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a

prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

Faacutebio Cardoso de Souza Santossup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3

Juacutelia Sesana Maciel3 Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira4

INTRODUCcedilAtildeO

Desde os primoacuterdios na civilizaccedilatildeo Egiacutepcia o manganecircs jaacute era usado como parte do

composto quiacutemico para a produccedilatildeo de vidro Com o avanccedilo das civilizaccedilotildees esse elemento

passou a possuir outras aplicaccedilotildees tanto no setor metaacutelico quanto no natildeo-metaacutelico Das

diversas utilizaccedilotildees do manganecircs a mais importante seria a produccedilatildeo das ligas de accedilo

constituiacutedas pela mistura de ferro e manganecircs Outras ligas tambeacutem satildeo produzidas com a

combinaccedilatildeo do manganecircs com diferentes metais como as ligas de cobre zinco alumiacutenio

estanho e chumbo O manganecircs tem a propriedade de dessulfurizaccedilatildeo (retirada do enxofre) e

deoxidante tornando melhor as caracteriacutesticas fiacutesicas e quiacutemicas das ligas de accedilo (SAMPAIO

et al 2005)

Sabe-se que a induacutestria do accedilo absorve cerca de 92 de toda produccedilatildeo mundial do

mineacuterio de manganecircs natildeo sendo diferente no Brasil onde o uso tambeacutem eacute liderado pela

metalurgia (85) seguido da fabricaccedilatildeo de pilha (10) e a induacutestria quiacutemica (5) (COSTA

2004) No Estado do Espiacuterito Santo as jazidas de manganecircs ateacute o momento estatildeo localizadas

unicamente no municiacutepio de Guaccediluiacute com cerca de um milhatildeo de toneladas poreacutem a

prospecccedilatildeo deste elemento ainda estaacute em fase de pesquisa (DNPM 2013)

Tendo em vista a importacircncia do elemento manganecircs para a induacutestria se faz

necessaacuterio o investimento em pesquisas para o reconhecimento mapeamento e amostragens

desse elemento Do reconhecimento em campo ateacute a explotaccedilatildeo existem vaacuterias etapas que

utilizam diversas metodologias (PEREIRA 2012) entretanto o presente trabalho estaacute focado

na fase de reconhecimento de aacutereas que possuam favorabilidade para a presenccedila do manganecircs

utilizando a anaacutelise multicriteacuterio como ferramenta base do estudo

A anaacutelise multicriteacuterio eacute baseada em uma modelagem matemaacutetica utilizando

paracircmetros ponderados relacionados agrave aacuterea de estudo e ao bem mineral de interesse

envolvendo ainda paracircmetros correlacionados atraveacutes das observaccedilotildees analiacuteticas e de campo

Atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio satildeo gerados os mapas de favorabilidade que tem se mostrado

de grande valia no auxiacutelio de identificaccedilatildeo de aacutereas alvo na exploraccedilatildeode bens minerais

reduzindo o tempo e o custo com pesquisas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004)

A anaacutelise multicriteacuterio consiste em um conjunto de teacutecnicas que visam auxiliar um

agente decisor a tomar decisotildees acerca de um problema complexo ponderando e propondo

alternativas para solucionaacute-lo utilizando diferentes criteacuterios e pontos de vista preacute-

estabelecidos As decisotildees satildeo sempre pautadas com base nos criteacuterios considerados

relevantes para a resoluccedilatildeo do problema em questatildeo podendo existir diversos criteacuterios onde

cada um possui seu grau de importacircncia (JANUZZI et al 2009)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

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As teacutecnicas de geoprocessamento utilizadas na confecccedilatildeo dos mapas de favorabilidade

para ocorrecircncia de mineralizaccedilotildees como ouro chumbo zinco e cobre vecircm obtendo

resultados satisfatoacuterios ao longo das uacuteltimas deacutecadas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004) Em

contra partida ainda existem poucos estudos onde se aplica as teacutecnicas de anaacutelise de

favorabilidade para estudo de mineralizaccedilotildees de manganecircs

Este trabalho teve por objetivo geral identificar aacutereas que possuam alta favorabilidade

para a prospecccedilatildeo de manganecircs na porccedilatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo utilizando teacutecnicas

de geoprocessamento atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio mapeamento e anaacutelises de campo para

comprovar ou natildeo a veracidade dos dados obtidos com o geoprocessamento

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

A aacuterea de trabalho estaacute localizada na macrorregiatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo na

regiatildeo da divisa entre os estados do Rio de Janeiro Minas Gerais e Espiacuterito Santo Situasse

entre os municiacutepios de Guaccediluiacute Divino de Satildeo Lourenccedilo Dores do Rio Preto e Satildeo Pedro de

Rates (distrito de Guaccediluiacute) sendo delimitada pelas coordenadas UTM S 7698000 m e

7712000 m e E 206000 m e 218000 m (Figura 1)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo no Brasil e no Estado do Espiacuterito Santo

representada com as principais vias de acesso Fonte Autores

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL

CONTEXTO GEOLOacuteGICO

O arcabouccedilo geoloacutegico (Figura 2) da aacuterea eacute composto pelo complexo Juiz de Fora

Grupo Andrelacircndia Lineamento Guaccediluiacute rochas intrusivas gnaissificadas e depoacutesitos mais

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

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jovens como aluviotildees coluacutevios pilhas ricas em caulim e outros resiacuteduos provenientes da

extraccedilatildeo de pegmatitos O Complexo Juiz de Fora eacute formado por ortopiroxecircnio-gnaisse de

composiccedilatildeo feacutelsica a maacutefica ortopiroxecircnio-clinopiroxecircnio-anfiboacutelio-gnaisse gnaisse

migmatiacutetico bandado migmatitos e gnaisses migmatizados Jaacute o Grupo Andrelacircndia eacute

composto por granada-biotita-gnaisse anfiboacutelio-biotita-gnaisse e gnaisse de composiccedilatildeo

predominantemente granodioriacutetica O Lineamento Guaccediluiacute eacute formado por anfiboacutelio-biotita

gnaisse milonitizado com ultramilonitos e milonitos E as rochas intrusivas gnaissificadas

satildeo os gnaisses tonaliacuteticos de Manhuaccedilu compostos por ortognaisses tonaliacuteticos

granodioriacutetico a trondhjemiacutetico com intercalaccedilotildees de anfiboacutelio-biotita gnaisse (HORN

2007)

Figura 2 - Destaque da aacuterea de estudo na Folha Espera Feliz - SF 24-V-A-IV

Fonte Modificado de HORN et al (2007)

GEOPROCESSAMENTO

O geoprocessamento ou processamento de dados geograacuteficos eacute feito atraveacutes de

teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais e realiza o tratamento de informaccedilotildees geograacuteficas em

ambiente virtual Em conjunto existe o sistema de informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) que eacute capaz

de simular a realidade do espaccedilo geograacutefico integrando informaccedilotildees espaciais (BALDOTTO

2014)

Dentro do ambiente computacional as caracteriacutesticas de uma determinada aacuterea podem

ser analisadas e manipuladas com diversas teacutecnicas A digitalizaccedilatildeo de dados reais possibilita

a geraccedilatildeo de mapas observacionais e o conjunto desses mapas observacionais depois de

manipulados geram os mapas analiacuteticos Os mapas analiacuteticos podem ser processados

utilizando operaccedilotildees algeacutebricas cumulativas como adiccedilatildeo multiplicaccedilatildeo e subtraccedilatildeo ou

atraveacutes de modelos loacutegicos como simultaneidade booleana possibilidade fuzzy e

probabilidade bayesiana onde seus produtos satildeo chamados de mapas fundidos e mapas

integrados respectivamente (SILVA 2003)

Rodrigues (2012) utilizou teacutecnicas de geoprocessamento a fim de realizar um estudo

sobre a mineralizaccedilatildeo de ouro no cinturatildeo de Gurupi Folha Centro Nova do Maranhatildeo

MAPA com o auxiacutelio da loacutegica fuzzy A aplicaccedilatildeo do meacutetodo permitiu identificar aacutereas de

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favorabilidade para a presenccedila de mineralizaccedilotildees auriacuteferas Grande parte das aacutereas destacadas

coincidiram com os jazimentos conhecidos comprovando a eficaacutecia do meacutetodo e dando maior

confiabilidade para as novas aacutereas indicadas pela modelagem

Cunha et al (2001) utilizaram o geoprocessamento na avaliaccedilatildeo da favorabilidade para

a prospecccedilatildeo mineral de cromo na regiatildeo de Pinheiros Altos no municiacutepio de Piranga em

Minas Gerais com auxiacutelio da teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico e obtiveram resultados

satisfatoacuterios conseguindo aacutereas coerentes para o modelo prospectivo adotado

Baldotto (2014) utilizou geoprocessamento e teacutecnicas de anaacutelise multicriteacuterio

aplicando loacutegica fuzzy booleana e teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico (AHP) para

delimitaccedilatildeo de aacutereas favoraacuteveis agrave prospecccedilatildeo de aacutegua subterracircnea no Sul do Estado do

Espiacuterito Santo As teacutecnicas se mostraram eficazes para o tipo de anaacutelise realizada permitindo

a integraccedilatildeo de dados geoloacutegicos que influenciam diretamente na disponibilidade de aacutegua em

sistemas aquiacuteferos cristalinos

Benda et al (2014) fizeram uso do geoprocessamento em conjunto com a loacutegica

fuzzy para criaccedilatildeo de zoneamento no Parque Estadual da Cachoeira da Fumaccedila-ES para fins

de conservaccedilatildeo Utilizaram como fatores os mapas de declividade uso do solo e massa de

aacutegua e tiveram como produto final o mapa de final de adequabilidade para conservaccedilatildeo A

metodologia empregada possibilitou a identificaccedilatildeo de aacutereas especiacuteficas e com maior

vulnerabilidade ao uso puacuteblico e permitiu um melhor direcionamento no trabalho dos

gestores com um menor custo financeiro ao poder estadual

ANAacuteLISE DE FAVORABILIDADE

A anaacutelise de favorabilidade eacute de fundamental importacircncia em um processo decisoacuterio

Atraveacutes desta anaacutelise eacute possiacutevel dividir o espaccedilo geograacutefico em parcelas hierarquizadas

segundo um grau de favorabilidade A favorabilidade pode ser medida por meio de valores

relativos ou probabiliacutesticos avaliando-se respectivamente a possibilidade ou a probabilidade

de ocorrecircncia de algum fator ou variaacutevel na aacuterea de interesse Essa teacutecnica vem sendo

aprimorada agrave medida que a tecnologia de SIG vai evoluindo e cada vez mais estaacute sendo

utilizada pela induacutestria mineral e por agecircncias do governo como um dos meios de menor

custo para avaliaccedilatildeo de aacutereas de interesse na exploraccedilatildeo de recursos minerais (ROCHA et al

2000)

Vidal et al (2005) descreveu a anaacutelise de favorabilidade como um meacutetodo diferente

dos demais onde ao inveacutes de analisar isoladamente cada variaacutevel amostrada os atributos

georreferenciados satildeo particionados em ceacutelulas e correlacionados espacialmente dando

origem aos mapas de favorabilidade Levando em consideraccedilatildeo a distribuiccedilatildeo espacial e a

coexistecircncia entre variaacuteveis e depoacutesitos a anaacutelise de favorabilidade torna possiacutevel inferir

quanto e de que modo cada variaacutevel mapeada estaacute associada ao processo e

consequentemente em que grau ele indica a existecircncia de um bem mineral

Para Rostirolla (1996) a utilizaccedilatildeo da anaacutelise de favorabilidade na prospecccedilatildeo

geoloacutegica estaacute fundamentada em um estudo estatiacutestico de fatores que viabilizam ou natildeo a

existecircncia de depoacutesitos minerais A base do estudo estaacute fundamentada na ponderaccedilatildeo e

associaccedilatildeo espacial de dados geoloacutegicos e geofiacutesicos com fins exploratoacuterios O intuito

principal dessa avaliaccedilatildeo eacute diminuir custo e tempo de pesquisa identificando aacutereas com maior

potencial para descobertas

Os criteacuterios utilizados nessa anaacutelise podem ser de natureza restritiva ou relativa Os

criteacuterios restritivos atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo responsaacuteveis

por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas Representam

restriccedilotildees absolutas ao que se deseja estudar e descartam todas as aacutereas que natildeo atendem a

alguma restriccedilatildeo que elas representam Estes criteacuterios satildeo sempre de caraacuteter booleano

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

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representando ldquosimrdquo ou ldquonatildeordquo na anaacutelise Os criteacuterios relativos (escalonados) satildeo utilizados

para realccedilar ou diminuir a adequabilidade de uma alternativa especiacutefica para uma atividade

ou objeto definindo um determinado grau de aptidatildeo para a aacuterea considerada Os criteacuterios

escalonados definem regiotildees ou alternativas em termos de uma medida contiacutenua de

adequabilidade variando de 0 ateacute 255 onde zero possui adequabilidade nula e 255 a

adequabilidade maacutexima para o empreendimento analisado Estes criteacuterios satildeo sempre de

caraacuteter fuzzy (EASTMAN 2003 KOHAGURA 2007)

Dentro da anaacutelise fuzzy existem as funccedilotildees de pertinecircncia e podem ser de nove tipos

linear curva Z pi beta triangular trapezoidal gaussiana cautchy e sigmoide sendo a uacuteltima

mais utilizada nesse tipo de estudo por se adaptar melhor aos dados de origem ambiental

Esse tipo de funccedilatildeo sigmoidal pode ser monotocircnica crescente decrescente e simeacutetrica

(KOHAGURA 2007)

No estaacutegio em que eacute realizada a combinaccedilatildeo de dados para geraccedilatildeo da regra de

decisatildeo pode ser utilizada a anaacutelise multicriteacuterio onde diversos fatores com seus

determinados pesos de importacircncia satildeo combinados Saaty (1977 citado por MORETTI et al

2008) propocircs a utilizaccedilatildeo da teacutecnica de Processo Analiacutetico Hieraacuterquico (Analytic Hierarchy

Process ndash AHP) no auxiacutelio da decisatildeo de quais fatores satildeo mais importantes dentro do

determinado empreendimento visto sua relativa simplicidade de aplicaccedilatildeo e entendimento

Considerando que o decisor deveraacute executar a anaacutelise paritaacuteria entre os criteacuterios e entre os

subcriteacuterios a ferramenta utiliza-se da Escala Fundamental de Saaty (1977 citado por

MORETTI et al 2008) apresentando as opccedilotildees para esta comparaccedilatildeo que correlacionam

valores de acordo com o entendimento do operador (MORETTI et al 2008)

METODOLOGIA

Para a realizaccedilatildeo desse trabalho foram utilizados dados digitais vetores de curvas de

niacutevel e redes de drenagem adquiridos do Geobases (2002) mapa geoloacutegico de aacuterea de estudo

que foi digitalizado e modificado da Carta Geoloacutegica Folha Espera Feliz SF24-V-A-IV

(HORN 2007) mapa geoloacutegico regional e mapa de pontos ambos feitos com base nos dados

obtidos durante a etapa de campo

A metodologia adotada neste trabalho inclui a coleta e tratamento dos dados por meio

de aquisiccedilatildeo armazenamento e descriccedilatildeo para posterior anaacutelise em ambiente digital tanto de

arquivos vetoriais quanto matriciais de toda a regiatildeo do estudo (BALDOTTO 2014)

Na etapa inicial do trabalho foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica onde foram

consultadas informaccedilotildees preacute-existentes da aacuterea de estudo principalmente informaccedilotildees

geoloacutegicas e metodologia anaacuteloga a que foi utilizada

Na segunda etapa do trabalho foi realizado o geoprocessamento dos dados a geraccedilatildeo e

padronizaccedilatildeo dos fatores e restriccedilotildees e aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio Sendo esses itens

descritos nos seus respectivos sub-toacutepicos abaixo

ETAPA DE CAMPO

A etapa de campo foi realizada em um total de 11 dias entre os meses de setembro a

novembro de 2014 Essa etapa consistiu no caminhamento pela aacuterea descriccedilatildeo dos diversos

litotipos e tentativa de identificaccedilatildeo do manganecircs fazendo uso da aacutegua oxigenada que reage

na presenccedila de manganecircs gerando na superfiacutecie da rocha um fluido branco espumoso

GEOPROCESSAMENTO

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

30

Nessa etapa foram organizados e confeccionados todos os mapas necessaacuterios para a

realizaccedilatildeo do trabalho em ambiente de SIG O banco de dados inicial foi organizado com o

intuito de possuir o maacuteximo de informaccedilotildees e recursos para facilitar e acelerar os processos de

anaacutelises empregados neste trabalho

O mapa geoloacutegico e o mapa de pontos foram gerados com dados de campo atraveacutes de

anaacutelise de afloramento e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rocha O mapa de modelo digital de

elevaccedilatildeo foi elaborado utilizando as curvas de niacutevel da regiatildeo de estudo

GERACcedilAtildeO DE MAPAS DE RESTRICcedilAtildeO E FATORES

Foram definidas duas restriccedilotildees e trecircs fatores tendo como meta a geraccedilatildeo do mapa de

favorabilidade As restriccedilotildees atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo

responsaacuteveis por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas

sendo consideradas as Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes conforme os artigos 2deg e 3deg da

Resoluccedilatildeo ndeg 303 do CONAMA (2002) e as localidades fora do limite da aacuterea de estudo

Os trecircs fatores escolhidos foram padronizados em uma escala de adequabilidade que

varia de menos apto (0) a mais apto (255) e foi utilizado a teacutecnica de processo analiacutetico

hieraacuterquico (AHP) para a comparaccedilatildeo entre os fatores seguindo uma ordem de prioridade

sendo considerados na ordem de maior para menor importacircncia a litologia a declividade e a

cota

O fator litoloacutegico foi levado em consideraccedilatildeo pois a presenccedila da rocha eacute essencial para

geraccedilatildeo de qualquer depoacutesito mineral e o fator possui a finalidade de identificar as litologias

que apresentam composiccedilatildeo mineraloacutegica mais favoraacutevel para a formaccedilatildeo de depoacutesitos

lateriacuteticos Este fator foi realizado baseando-se no mapa geoloacutegico gerado atraveacutes de anaacutelises

em campo e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rochas Das oito litologias identificadas e descritas em

campo apenas duas foram encontradas associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs que

satildeo o leucognaisse e o biotitito Devido a essa caracteriacutestica essas duas litologias foram

consideradas com maiores graus de importacircncia dentro do fator entretanto como foram

encontrados mais depoacutesitos lateriacuteticos associados ao leucognaisse do que ao biotitito o grau

de importacircncia do leucognaisse foi considerado maior do que o do biotitito As outras

litologias que natildeo apresentaram associaccedilatildeo a depoacutesitos de manganecircs tiveram seu grau de

importacircncia calculado a partir da composiccedilatildeo mineraloacutegica da rocha visto que cada mineral

que compotildee a rocha pode ter ou natildeo na sua estrutura quiacutemica a presenccedila do elemento

manganecircs Na Tabela 1 estatildeo todas as litologias encontradas em campo com seus respectivos

valores de favorabilidade que foram atribuiacutedos seguindo a metodologia descrita acima

Quadro 1 - Normatizaccedilatildeo das classes litoloacutegicas Fonte Autores

Litologia Valor atribuiacutedo

Leucognaisse 255

Biotitito 200

Granada-Biotita Gnaisse 100

Granada-Biotita-Feldspato Protomilonito 100

Granada-Biotita-Piroxecircnio Gnaisse 100

Biotita-Piroxecircnio Granulito 50

Biotita Gnaisse 50

Leucogranito 50

O fator declividade tem como principal finalidade a identificaccedilatildeo de aacutereas planas

Biondi (2003) descreveu que para a geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos seja residual ou

supergecircnico independentemente de qual mineacuterio estaacute sendo estudado necessita-se de um

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

31

terreno com menor declividade para facilitar sua acumulaccedilatildeo Com estas informaccedilotildees o fator

declividade passa a ter um grau alto de importacircncia dentro da anaacutelise multicriteacuterio ficando

abaixo apenas do fator litoloacutegico

A normatizaccedilatildeo do mapa de declividade foi feita utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia

fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente onde as aacutereas planas e com ateacute 10 graus de

inclinaccedilatildeo foram consideradas de maacutexima adequabilidade (255) no momento em que o valor

da inclinaccedilatildeo ultrapassa os 10 graus essa adequabilidade decresce ateacute chegar ao valor miacutenimo

(0) onde a inclinaccedilatildeo eacute de 30ordm e acima deste valor de inclinaccedilatildeo a adequabilidade torna-se

nula Estes valores foram adotados levando-se em consideraccedilatildeo tudo o que foi estudado na

pesquisa bibliograacutefica em trabalhos como o de Biondi (2003) Neto e Costa (2010) e

Leonardi e Ladeira (2012) e observaccedilotildees realizadas em campo

Neto e Costa (2010) realizaram o mapeamento de unidades geomorfoloacutegicas da Bacia

do Rio Cauameacute-RR no qual foi possiacutevel identificar deposiccedilatildeo lateriacutetica onde a declividade

variava de 01 a 3 graus terrenos relativamente planos Esse estudo confirma a preacute-disposiccedilatildeo

da formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas

Leonardi e Ladeira (2012) fizeram uma anaacutelise hipsomeacutetrica da Regiatildeo Nordeste do

Quadrilaacutetero Ferriacutefero-MG associado ao material de origem Nesse estudo foi possiacutevel

evidenciar na base do Complexo Alegria uma superfiacutecie plana que ultrapassou oito

quilocircmetros de extensatildeo com declividade inferior a 5ordm que estaacute associada agrave Crosta Lateriacutetica

de Ferricrete Contiacutenua Sendo estaacute mais uma evidecircncia da preacute-disposiccedilatildeo da formaccedilatildeo de

depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas

O fator cota teve como objetivo a identificaccedilatildeo de aacutereas cujas cotas estatildeo proacuteximas de

mil metros de altitude geralmente topo de morros pois para haver a formaccedilatildeo e

desenvolvimento de depoacutesitos lateriacuteticos eacute necessaacuterio que o ambiente gerador possua alguns

paracircmetros essenciais como alta taxa de pluviosidade atuando na lixiviaccedilatildeo relevo pouco

inclinado para minimizar a accedilatildeo erosiva resultante da alta pluviosidade alta taxa de

percolaccedilatildeo de aacutegua para mobilizar a mateacuteria lixiviada e por fim cotas topograacuteficas elevadas

em relaccedilatildeo ao niacutevel de base regional sendo essencial para promover uma taxa contiacutenua nos

processos citados acima (ALEVA 1994) Devido a esta caracteriacutestica de condicionar uma

taxa contiacutenua nos processos essenciais para geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos o fator cota estaacute

presente na anaacutelise multicriteacuterio deste trabalho possuindo um grau de importacircncia inferior ao

fator litoloacutegico e ao fator declividade poreacutem sendo fundamental para comprovar a eficaacutecia do

estudo

A normatizaccedilatildeo do fator cota foi realizada utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia fuzzy

sigmoidal monotocircnica crescente onde aacutereas inferiores a 600 metros foram consideradas de

adequabilidade miacutenima (0) agrave medida que o valor da cota sobe a adequabilidade cresce ateacute

atingir a cota de 800 metros onde a adequabilidade torna-se maacutexima (255) e com isso todas

cotas acima de 800 metros possui adequabilidade maacutexima Para definiccedilatildeo dos valores

adotados nesse fator levou-se em consideraccedilatildeo as observaccedilotildees realizadas em campo revisatildeo

bibliograacutefica sobre depoacutesitos lateriacuteticos e trabalhos como o de Morais et al (2002) e Oliveira

et al (2009)

Atraveacutes do Processo Analiacutetico Hieraacuterquico foram gerados os pesos onde seus valores

foram atribuiacutedos de acordo com o seu grau de importacircncia utilizando como base a escala

fundamental de Saaty (1977 citado por MORETTI et al 2008) Sendo assim ficou

estabelecido que o fator litoloacutegico eacute moderadamente mais importante que o fator declividade

o fator declividade eacute moderadamente mais importante que o fator cota e o fator litoloacutegico eacute

fortemente mais importante que o fator cota Com os fatores normatizados e os seus

respectivos pesos calculados os mapas foram agrupados utilizando a Combinaccedilatildeo Linerar

Ponderada onde os fatores foram multiplicados pelos seus pesos e em seguida somados para

geraccedilatildeo do mapa de adequabilidade Como no presente trabalho foi utilizada restriccedilatildeo o

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

32

procedimento foi alterado e a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo de fatores

foi multiplicada pela restriccedilatildeo gerando o mapa de adequabilidade final

Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo par-a-par entre fatores Fonte Autores

Fator Litologia Declividade Cota

Litologia 1

Declividade 13 1

Cota 15 13 1

Na Tabela 3 estatildeo os valores correspondentes aos pesos calculados atraveacutes do processo

analiacutetico hieraacuterquico utilizando a matriz de comparaccedilatildeo Os pesos demostram a influecircncia de

cada fator no mapa final de adequabilidade Onde o fator litoloacutegico representou cerca de 64

no valor final da anaacutelise o fator declividade contribuiu com aproximadamente 26 e o fator

cota representou 10 A proporccedilatildeo de consistecircncia eacute um valor que mostra o erro obtido no

caacutelculo da matriz de comparaccedilatildeo e neste caso o erro foi de 003 estando dentro do limite

aceitaacutevel de 01

Quadro 3 - Resultado dos pesos calculados para cada fator Fonte Autores

Fator Peso

Litoloacutegico 064

Declividade 026

Cota 010

Com o mapa final de adequabilidade gerado foi possiacutevel comparar os resultados

obtidos atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio com os dados coletados em campo E assim discutir

sobre a confiabilidade da ferramenta de anaacutelise multicriteacuterio na obtenccedilatildeo de aacutereas com alta

adequabilidade para prospecccedilatildeo de depoacutesitos de manganecircs

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Como resultados foram obtidos os mapas de fatores que indicam como cada fator

influenciou no mapa final e utilizando esses mapas separadamente eacute possiacutevel discutir sobre a

importacircncia de cada fator na anaacutelise Entretanto quando eacute realizada a integraccedilatildeo dos mapas

na anaacutelise multicriteacuterio em um uacutenico mapa torna-se mais faacutecil o julgamento das aacutereas de

acordo com a adequabilidade

A Figura 3 conteacutem os mapas de fatores e restriccedilotildees utilizados nesse trabalho O fator

litoloacutegico apresentou grande favorabilidade na regiatildeo centro norte devido essa aacuterea ser

composta principalmente por rochas do tipo leucognaisse e biotitito que geralmente estatildeo

associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs O restante da aacuterea apresentou favorabilidade

variando de meacutedia agrave baixa devido agrave composiccedilatildeo das rochas e os valores atribuiacutedos a cada

uma delas

O leucognaisse foi considerado de muito alta favorabilidade em relaccedilatildeo agrave formaccedilatildeo de

depoacutesitos lateriacuteticos visto que a maior parte dos depoacutesitos encontrados em campo estatildeo

associados a esse tipo rochoso A litologia biotitito foi classificada com alta favorabilidade agrave

formaccedilatildeo de depoacutesito lateriacutetico uma vez que alguns depoacutesitos lateriacuteticos foram encontrados

associados a esta rocha Os litotipos granada biotita gnaisse granada biotita feldspato

protomilonito e granada biotita piroxecircnio gnaisse foram considerados de meacutedia

favorabilidade pois apesar de natildeo ter sido observado em campo qualquer associaccedilatildeo destes

litotipos com depoacutesitos lateriacuteticos a composiccedilatildeo mineraloacutegica destas rochas podem permitir a

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

33

formaccedilatildeo de algum tipo de depoacutesito de manganecircs lembrando que natildeo eacute apenas a mineralogia

que determina a formaccedilatildeo de depoacutesitos

As rochas biotita piroxecircnio gnaisse biotita gnaisse e Leucogranito foram classificadas

com baixa favorabilidade uma vez que a composiccedilatildeo mineraloacutegica das mesmas dificilmente

permitiraacute a formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs

O fator cota ficou evidenciado uma grande adequabilidade indo desde a parte central

ateacute o topo norte do mapa Da porccedilatildeo central ateacute a base sul do mapa a adequabilidade ficou

bem dividida variando de alta a nula Resultados esses jaacute esperados para esse fator visto que

a regiatildeo de estudo e bastante montanhosa estando sempre bem acima do niacutevel meacutedio do mar

Jaacute porccedilotildees com baixa ou nula adequabilidade estatildeo associadas as aacutereas mais baixas

simplesmente pela geomorfologia ou em alguns casos a canais de drenagem que ao longo do

tempo vatildeo dissecando o relevo e tornando-o mais baixo

O fator declividade como esperado apresentou uma grande quantidade de aacutereas com

alta adequabilidade e boa distribuiccedilatildeo visto que apesar da regiatildeo de estudo estaacute contida em

cotas elevadas o relevo predominante eacute pouco acidentado e os topos de morros satildeo mais

aplainados

A restriccedilatildeo hidrograacutefica estaacute presente neste trabalho com o intuiacutedo de identificar e

restringir todas as regiotildees que fazem parte das Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes em aacutereas

de Mata Ciliar A restriccedilatildeo foi realizada isolando um raio de 50 metros no entorno de

qualquer corpo drsquoaacutegua visto que dentro destas regiotildees eacute proibida a realizaccedilatildeo de estudos

prospectivos (CONAMA 2002)

Figura 3 - Mapas de Fatores e Restriccedilotildees (A) Fator Litoloacutegico (B) Fator Cota (C) Fator

Declividade (D) Restriccedilatildeo Hidrograacutefica Fonte Autores

No mapa final de adequabilidade (Figura 4A) observa-se que a aacuterea mais favoraacutevel

(255) agrave prospecccedilatildeo de manganecircs proposta por este trabalho estaacute localizada na parte superior

do mapa distribuiacuteda de leste a oeste poreacutem eacute possiacutevel encontrar outras regiotildees como na parte

central do mapa e uma pequena porccedilatildeo na regiatildeo sudoeste que embora obtivessem

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

34

adequabilidade um pouco mais baixa (200-160) ainda possuem valores satisfatoacuterios O

restante do mapa apresentou uma adequabilidade variando de meacutedia (130) e baixa (50) A alta

adequabilidade encontrada na parte superior do mapa ocorre devido ao substrato rochoso ser

composta por leucognaisse rocha com maior peso de importacircncia dentro do fator litoloacutegico

que por sua vez eacute o fator de maior influecircncia dentro da anaacutelise e por essa regiatildeo apresentar as

maiores cotas da aacuterea de estudo Algumas regiotildees que possuem alta adequabilidade para os

fatores declividade e cota obtiveram uma adequabilidade variando de meacutedia (130) a baixa

(50) isto porque o fator litoloacutegico que teve o maior peso na anaacutelise alcanccedilou baixa

adequabilidade nessas aacutereas do mapa As porccedilotildees no mapa que apresentaram adequabilidade

nula satildeo aquelas onde as restriccedilotildees foram atuantes neste caso os corpos hiacutedricos

A etapa de campo obteve como produto um mapa de pontos (Figura 4B) onde foram

constatados pontos com a presenccedila de manganecircs pontos de depoacutesitos de manganecircs jaacute

descritos por outras literaturas e pontos que natildeo possuiacuteam a presenccedila do manganecircs Vale

salientar que a descriccedilatildeo de um ponto representa natildeo somente as caracteriacutesticas daquele exato

local mas tambeacutem do seu entorno A geraccedilatildeo deste mapa teve com intuiacutedo facilitar a

amostragem dos pontos que possuem a presenccedila de manganecircs e comparaacute-lo com o mapa de

adequabilidade final

Ao analisar o mapa de adequabilidade eacute possiacutevel perceber que todos os pontos

descritos em campo que possuiacuteam a presenccedila de manganecircs estatildeo associados a uma alta

adequabilidade Eacute importante explicar que ao fazer o caminhamento de campo procurasse

sempre utilizar rotas de mais faacutecil acesso para percorrer a aacuterea como por exemplo as redes de

drenagem No caso deste trabalho essa metodologia de caminhamento acabou acarretando

controveacutersia no momento de anaacutelise do mapa final pois pontos nos quais ficou comprovada a

presenccedila de manganecircs estatildeo situados tanto dentro de porccedilotildees de alta adequabilidade quanto de

adequabilidade nula isto devido aos pontos terem sido coletados proacuteximos agraves drenagens e o

sistema hidrograacutefico da regiatildeo ser considerado uma restriccedilatildeo de acordo com CONAMA

(2002) Essa controveacutersia natildeo diminui a comprovaccedilatildeo da eficaacutecia da ferramenta da anaacutelise

multicriteacuterio visto que os pontos representam uma aacuterea muito maior do que aquele exato

local onde o ponto foi descrito e a malha de restriccedilatildeo hidrograacutefica natildeo nega a presenccedila do

manganecircs apenas restringe a exploraccedilatildeo mineral por se tratar de uma aacuterea de preservaccedilatildeo

permanente

No mapa de adequabilidade foi utilizada uma simbologia com a forma de um ciacuterculo

vazado nos pontos que tiveram a presenccedila de manganecircs comprovada com o intuiacutedo de

representar melhor a aacuterea de influecircncia de cada ponto e tornar mais clara essa possiacutevel

controveacutersia ao se analisar o mapa Os pontos que possuem a presenccedila do manganecircs

identificados na Folha Espera Feliz ndash SF 24-V-A-IV (HORN 2007) foram associados a uma

adequabilidade variando de alta a meacutedia resultados que reforccedilam a eficaacutecia da anaacutelise

multicriteacuterio como uma ferramenta eficaz para prospecccedilatildeo de manganecircs na regiatildeo proposta

No mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel observar que 60 de todos os pontos que

possuem a presenccedila de manganecircs independente se satildeo pontos vistos em campo ou pontos

obtidos por meio de outras literaturas estatildeo localizados em regiotildees de alta adequabilidade

(255 ateacute 200) e os 40 restantes estatildeo localizados em porccedilotildees de meacutedia adequabilidade (130)

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

35

Figura 4 - A) Mapa de adequabilidade final com os pontos de amostragem e drenagens (azul)

com isolamento de 50 metros (branco) delimitando a restriccedilatildeo hidrograacutefica de acordo com

CONAMA (2002) B) Mapa com discriminaccedilatildeo de pontos onde natildeo foi constatada a presenccedila

de manganecircs (pontos pretos) pontos que possuiacuteam manganecircs (pontos vermelhos) e pontos

buscados na literatura que jaacute tinham identificaccedilatildeo de presenccedila de manganecircs (pontos verdes)

Fonte Autores

CONCLUSAtildeO

A utilizaccedilatildeo das teacutecnicas de geoprocessamento se mostrou eficaz para o tipo de estudo

realizado permitindo a integraccedilatildeo de diferentes tipos de dados que influenciam diretamente

na formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos

Analisando o mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel afirmar que o objetivo no qual

seria a avaliaccedilatildeo de aacutereas para a prospecccedilatildeo de manganecircs obteve resultados satisfatoacuterios visto

que na regiatildeo escolhida para o estudo cerca de 30 da aacuterea apresenta alta adequabilidade

(255 ateacute 200) 40 possui meacutedia adequabilidade (aproximadamente 130) e apenas 30 da

aacuterea ficou caracterizada por uma baixa adequabilidade (de 50 ateacute 0)

A anaacutelise multicriteacuterio pode ser considerada uma ferramenta que possui resultados

satisfatoacuterios quando utilizada com criteacuterios embasados aleacutem disso trata-se de uma

metodologia de baixo custo e faacutecil aplicabilidade cujos resultados podem minimizar o custo e

o tempo da fase de prospecccedilatildeo e pesquisa

O mapa de favorabilidade final apesar de ter resultados aceitaacuteveis poderaacute ser refinado

futuramente quando novos dados forem obtidos em campo acrescentando-se novos fatores

como por exemplo anaacutelises geoquiacutemicas e pedologia

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38

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Engenharia Civil Universidade Federal de Viccedilosa Viccedilosa

MG

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da

Sauacutede Alegre ES 3 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

39

Capiacutetulo 3

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura

de taludes em atividades de mineraccedilatildeo

Laacutezaro Correcirca Marcellinosup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Julio Almeida Moreira2 Carlos

Henrique Rodrigues de Oliveira3

INTRODUCcedilAtildeO

O planejamento geoteacutecnico na mineraccedilatildeo torna-se um fator de extrema importacircncia

pois as consequecircncias de um mau planejamento podem colocar em risco o empreendimento

mineiro Uma vez que se impotildee a exploraccedilatildeo do bem mineral em diferentes frentes de avanccedilo

tem-se notado um avanccedilo dos limites da cava cada vez mais extremos portanto criam-se

problemas geoteacutecnicos cada vez mais complexos

Com isso os desafios ao longo dos anos satildeo maiores pois aleacutem de se observar uma

tendecircncia no aprofundamento das cavas exige-se a adoccedilatildeo de meacutetodos geoteacutecnicos e

tecnoloacutegicos que possibilitem de forma segura e econocircmica a lavra da substacircncia de

interesse (REIS 2011)

Existem tambeacutem vaacuterios fatores que contribuem para a instabilidade de taludes uma

vez que iniciada a lavra os taludes possuem um caraacuteter temporaacuterio por isso adota-se fatores

de seguranccedila menores quando comparados a obras civis Apresentam tambeacutem instabilidade

derivada das vibraccedilotildees nos maciccedilos relacionadas as detonaccedilotildees e ao constante traacutefego de

veiacuteculos pesados sobre as bancadas por isso torna-se mais difiacutecil a previsatildeo desses eventos de

ruptura (PARDO 2009)

A deflagraccedilatildeo de um rompimento de talude pode estar condicionada a esses fatores

fiacutesicos predisponentes supracitados onde o grande desafio da comunidade cientiacutefica estaacute

relacionado a prever quantificar qualificar e temporizar o momento de ruptura do talude A

necessidade de melhorias no planejamento geoteacutecnico aliados a teacutecnicas geomorfoloacutegicas

hidroloacutegicas geoambientais e geoloacutegicas dentro da mineraccedilatildeo eacute um fator importante na

mitigaccedilatildeo de possiacuteveis desastres contra a vida ao meio ambiente perda de material e

prejuiacutezos econocircmicos incalculaacuteveis ao empreendimento aleacutem da necessidade de atender a

legislaccedilatildeo vigente que conteacutem diversas exigecircncias

Assim do ponto de vista geoteacutecnico a estabilidade de taludes associado ao sistema de

informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) constitui ferramenta essencial na definiccedilatildeo da geometria da

cava aleacutem de mitigar os riscos supracitados durante a atividade de lavra (GOMES et al

2005) Logo o presente trabalho possui como objetivo o desenvolvimento de mapa litoloacutegico

e de lineamentos utilizando loacutegica fuzzy para utilizaccedilatildeo na anaacutelise de susceptibilidade de

talude em uma atividade de mineraccedilatildeo de ferro no Quadrilaacutetero Ferriacutefero (QF)

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

A aacuterea de estudo insere-se na regiatildeo do QF o qual eacute uma Proviacutencia Mineral que

possui este nome em funccedilatildeo do arranjo geomeacutetrico de sua morfoestrutura que se assemelha a

um quadrado Localiza-se na porccedilatildeo centro-sudeste do Estado de Minas Gerais e perfaz uma

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

40

aacuterea de aproximadamente 7000 Kmsup2 abrangendo os municiacutepios de Sabaraacute Santa Baacuterbara

Mariana Congonhas Ouro Preto Joatildeo Monlevade Rio Piracicaba Itauacutena e Itabira entre

outros 21 municiacutepios (Figura 1)

As principais vias de acesso agraves cidades satildeo pelas rodovias federais BR-262 e BR-361

e rodovias estaduais MG-129 MG-030 MG-040 entre outras Outra forma de acesso ao QF

se daacute pela Estrada de Ferro Vitoacuteria Minas (EFVM) onde quase toda produccedilatildeo das minas de

mineacuterio de ferro eacute escoada ateacute o Porto de Tubaratildeo em Vitoacuteria (ES)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo das principais minas da VALE SA no QF Fonte Modificado de

Costa (2008)

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL

Segundo Caputo (1983) talude compreende quaisquer superfiacutecies inclinadas que

limitam um maciccedilo de terra de rocha ou ambos Podem ser naturais casos das encostas ou

artificiais como os taludes de cortes e aterros Satildeo limitados na parte superior por uma Crista

ou Topo e na parte inferior por um ldquoPeacuterdquo como mostrado na Figura 2

Figura 2 - Elementos geomeacutetricos que compotildee um talude e satildeo utilizados para o

dimensionamento do mesmo Fonte Dyminski (2007)

Contudo considerando a estabilidade de taludes em atividade de mineraccedilatildeo os

elementos geomeacutetricos de um talude tornam-se um pouco mais complexos pois a cava final

de mina dependeraacute da conformaccedilatildeo dos taludes das rampas de acesso ao mineacuterio dos acircngulos

entre as vaacuterias bancadas existentes e da altura dos taludes Para uma cava ser operacionalizada

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

41

e garantir a seguranccedila geoteacutecnica da mina deve conter necessariamente os seguintes

elementos geomeacutetrico (Figura 3)

Figura 3 - Elementos geomeacutetricos para o dimensionamento dos taludes de uma cava Fonte

Relatoacuterio Interno da Empresa (2013)

MEacuteTODOS DE ANAacuteLISE DE ESTABILIDADE DE TALUDES

A anaacutelise de estabilidade de taludes nos permite verificar a possibilidade de

escorregamento de taludes analisando-se as influecircncias relativas aos paracircmetros como

exemplo paracircmetros de resistecircncia litologia dentre outros que visam obter um estudo para

um melhor entendimento dos mecanismos de ruptura citados anteriormente As teacutecnicas de

anaacutelise de estabilidade podem ser divididas em grandes grupos que satildeo as anaacutelises

probabiliacutesticas anaacutelises determiniacutesticas e anaacutelises heuriacutesticas Sendo que a anaacutelise

probabiliacutestica requer conhecimento das distribuiccedilotildees de probabilidade ou das funccedilotildees de

densidade das variaacuteveis aleatoacuterias do problema ou seja a definiccedilatildeo da probabilidade de

ruptura ver Figura 4 (DYMINSKI 2007)

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

42

Figura 4 - Representaccedilatildeo probabiliacutestica das tensotildees atuantes e resistentes Fonte Dyminski

(2007)

A anaacutelise probabiliacutestica distingue-se da determiniacutestica por considerar a variabilidade

dos paracircmetros de caacutelculo particularmente a dispersatildeo natural para isto tem que ser

conhecida uma distribuiccedilatildeo de valores para cada paracircmetro (variaacuteveis aleatoacuterias) obtendo ou

assumindo uma distribuiccedilatildeo de probabilidade para o fator de seguranccedila As anaacutelises

probabiliacutesticas satildeo essenciais para a confecccedilatildeo de Mapas de Potencial de Ruptura Mapas de

Risco de Ruptura Mapas de Ocupaccedilatildeo de solos dentre outros (MONTOYA 2013)

As anaacutelises determiniacutesticas por sua vez buscam a quantificaccedilatildeo da estabilidade por

meio de fator numeacuterico que nos permitiraacute avaliar a respectiva seguranccedila se eacute ou natildeo estaacutevel

Sendo assim as anaacutelises determiniacutesticas satildeo baseadas em modelos fiacutesicos e buscam calcular

um fator ou coeficiente de seguranccedila (FS) As anaacutelises determiniacutesticas possuem diversos

meacutetodos sendo eles os de anaacutelise limite anaacutelise de tensatildeodeformaccedilatildeo e anaacutelise de

equiliacutebrio limite (MESQUITA 2013)

O meacutetodo de equiliacutebrio limite eacute tradicionalmente o mais utilizado para a determinaccedilatildeo

do FS pois estuda o equiliacutebrio de uma massa potencialmente instaacutevel Entende-se entatildeo que

estes meacutetodos se resumem a uma comparaccedilatildeo entre forccedilas que tendem a provocar movimento

ao longo de uma superfiacutecie de ruptura e forccedilas que contrariamente se opotildeem a este

movimento

ANAacuteLISES DE RISCO

Com objetivo de normatizar a terminologia aplicada aos estudos de aacutereas geoloacutegicas e

geoteacutecnicas Varnes (1984) propocircs uma definiccedilatildeo formal para diferentes sentidos de riscos

como risco especiacutefico hazard e vulnerabilidade

No Brasil os pioneiros a propor uma normatizaccedilatildeo foram Augusto Filho et al (1990)

que debateram tanto no acircmbito nacional quanto internacional termos conceitos e

nomenclatura associados ao termo Risco Atualmente os conceitos mais usuais satildeo aqueles

recomendados pelas associaccedilotildees das categorias como Australian Geomechanics Society

(AGS) International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (ISSMGE)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

43

International Society for Rock Mechanics (ISRM) Associaccedilatildeo Brasileira de Geologia de

Engenharia e Ambiental (ABGE) e da ISO 31000 (CORTELETTI 2014)

Ainda assim existe pouca unicidade acerca do tratamento dos conceitos e problemas

sobre a avaliaccedilatildeo de risco muitas vezes enfrentando barreiras quanto agrave avaliaccedilatildeo de

incertezas em Geotecnia e avaliaccedilatildeo de risco

GEOPROCESSAMENTO

Teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais que leva em consideraccedilatildeo o processamento

de dados geograacuteficos satildeo conhecidas como geoprocessamento Segundo algumas definiccedilotildees

adotadas por Menezes (2012) as ferramentas computacionais utilizadas em geoprocessamento

permitem realizar anaacutelises complexas atraveacutes de Sistemas de informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG)

SIG por sua vez satildeo sistemas de informaccedilotildees construiacutedos especialmente para armazenar

analisar e manipular dados geograacuteficos

Os SIG tecircm se tornado cada vez mais usuais pois as teacutecnicas computacionais se

tornam cada vez mais complexas e com melhor desempenho possibilitando entatildeo confrontar

dados distintos para produzir o resultado desejado com mais facilidade Confrontar mapas

com diferentes informaccedilotildees permitindo gerar um novo mapa eacute uma ferramenta de grande

eficiecircncia pois o mesmo auxilia no planejamento nas tomadas de decisotildees e reduz a

ambiguidade de interpretaccedilotildees (MENEZES 2012)

Visando desenvolver um trabalho englobando teacutecnicas de geoprocessamentos junccedilatildeo

de mapas e teacutecnicas estatiacutesticas utilizou-se os SIG para aplicar teacutecnicas de anaacutelise

multicriteacuterio e loacutegica fuzzy

CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL

A aacuterea de estudo se insere em uma regiatildeo localizada a leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero

(QF) fazendo parte da Sinclinal de Alegria e situada regionalmente na porccedilatildeo sul do Craacuteton

Satildeo Francisco nas proximidades de Mariana e Ouro Preto (REIS et al 2000 ROESER e

ROESER 2010)

CONTEXTO GEOTECTOcircNICO

A parte leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero eacute constituiacuteda por rochas da regiatildeo cratocircnica

retrabalhadas tectonicamente durante o Evento Brasiliano (06-05 Ga) que resultou na

formaccedilatildeo da Faixa Araccediluaiacute e das demais faixas orogecircnicas que delimitam a borda deste

Cratoacuten (Figura 2) contendo resquiacutecios da orogenia Transamazocircnica (UHLEIN et al 1998)

ESTRATIGRAFIA DO QUADRILAacuteTERO FERRIacuteFERO

Alkmim e Marshak (1998) e Alkmim e Noce (2006) subdividiram o Quadrilaacutetero

Ferriacutefero segundo a coluna estratigraacutefica mostrada na Figura 5 Sendo este constituiacutedo por

quatro unidades litoestratigraacuteficas principais sendo elas O Embasamento Cristalino o

Supergrupo Rio das Velhas de idade arqueana o Supergrupo Minas e o Grupo Itacolomi de

idade paleo-proterozoacuteica

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

44

Figura 5 - Coluna estratigraacutefica da regiatildeo do Quadrilaacutetero Ferriacutefero Fonte Modificada de

Alkmim e Marshak (1998)

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45

METODOLOGIA

MATERIAIS

Foram utilizados os seguintes materiais

bull Software ArcGis 101 para confecccedilatildeo do mapa litoloacutegico

bull Relevo Sombreado para fotointerpretaccedilatildeo dos lineamentos

bull Software Idrisi Selva 170 para aplicaccedilatildeo da loacutegica fuzzy do mapa de lineamentos

bull Relatoacuterio interno disponibilizado pela empresa

MEacuteTODOS

De iniacutecio realizou-se um levantamento bibliograacutefico com aquisiccedilatildeo de informaccedilotildees

paracircmetros e mapas fornecidos pela literatura disponiacutevel e empresas privadas seguido da

confecccedilatildeo dos mapas

A pesquisa bibliograacutefica sobre o tema de estudo se deu por meio de consulta em livros

artigos e documentos fornecidos por empresas e levantamento de base de dados cartograacuteficos

disponiacuteveis na internet Tambeacutem foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica a respeito da

geologia local e regional da aacuterea tendo como base os artigos de Alkmim e Marshak (1998)

Essa fase tambeacutem se fez importante para o levantamento de informaccedilotildees conceituais

onde embasaram a definiccedilatildeo dos pesos para cada classe dos mapas gerados de acordo com a

literaturaObteve-se entatildeo informaccedilotildees estruturais e geoloacutegicas da regiatildeo do QF em minas

privadas de mineacuterio de ferro

Os trabalhos de Gomes (2009) Corteletti (2014) e Alves (2014) aplicam metodologias

semelhantes para a determinaccedilatildeo e anaacutelise de suscetibilidade vulnerabilidade de risco a

movimentos de massa para ferrovias e Montoya (2013) aplica uma metodologia semelhante

para rodovias Dos trabalhos destes autores pode-se tirar contribuiccedilatildeo na definiccedilatildeo de quais

mapas seriam gerados

Assim a partir dos paracircmetros e dados levantados geraram-se o mapa litoloacutegico e de

lineamentos e definiram-se pesos para sua utilizaccedilatildeo na anaacutelise de estabilidade de taludes em

aacuterea de mineraccedilatildeo

Mapa Litoloacutegico

O mapa litoloacutegico proposto teve como base o de Menezes (2012) e relatoacuterios teacutecnicos

A divisatildeo da litologia corresponde ao tipo de rocha que compotildee o maciccedilo rochoso Esta

classificaccedilatildeo foi feita a partir de paracircmetros como a composiccedilatildeo mineraloacutegica origem e

estrutura da rocha

Contudo nem sempre a classificaccedilatildeo litoloacutegica consegue mostrar a variedade que uma

rocha apresenta em mesmo local Portanto torna-se necessaacuterio a definiccedilatildeo da rocha de acordo

com caracteriacutesticas peculiares seja estrutura composiccedilatildeo mineraloacutegica ou fatores de coesatildeo

No Mapa Litoloacutegico foram definidas oito litologias Rochas Intrusivas (IN) Itabirito

Compacto (IC) Itabirito Friaacutevel (IF) Itabirito Manganesiacutefero (IM) Hematita Compacta (HE)

Filito (FL) Quartizito (QT) e Xisto (XI)

Os pesos atribuiacutedos atraveacutes da reclassificaccedilatildeo foram definidos de acordo com o tipo de

litologia e suas caracteriacutesticas ou seja rochas mais intemperizadas e que apresentam um

menor coeficiente de resistecircncia tiveram valores maiores Foi levado em consideraccedilatildeo ainda o

grau de coesatildeo e competecircncia da rocha Para a atribuiccedilatildeo dos pesos litoloacutegicos levou-se em

consideraccedilatildeo o conhecimento do autor aleacutem das caracteriacutesticas citadas anteriormente

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

46

Rochas como as Intrusivas (IN) Filito (FL) Xisto (XI) e Itabiro Friaacutevel (IF)

apresentam uma condiccedilatildeo mais propensa a baixa resistecircncia devido ao intemperismo do que

as rochas que possuem um melhor grau de coesatildeo (Tabela 1)

Tabela 1 - Valores atribuiacutedos para cada classe litoloacutegica Fonte Autores

Classes Litoloacutegicas Valor atribuiacutedo

Quartizito (QT) 20

Hematita Compacta (HE) 50

Itabirito Compacto (IC) 80

Itabirito Manganesiacutefero

(IM)

110

Itabirito Friaacutevel (IF) 140

Filito (FL) 170

Xisto (XI) 200

Intrusiva (IN) 255

Mapa de Lineamentos

A geraccedilatildeo do mapa de lineamentos consistiu na fotointerpretaccedilatildeo de padrotildees de

lineamentos presentes no entorno e dentro da aacuterea de estudo Esses padrotildees foram

interpretados em uma imagem de relevo sombreado gerado pelo Modelo Digital de Terreno

(MDT) Apoacutes essa fotointerpretaccedilatildeo pode-se gerar o mapa de lineamentos no formato

vetorial Sendo este mapa posteriormente utilizado para gerar o mapa fuzzy de lineamentos

O mapa de lineamentos foi gerado a partir da aplicaccedilatildeo da funccedilatildeo fuzzy sigmoidal

decrescente do software Idrisi pois estaacute funccedilatildeo eacute a mais utilizada em anaacutelises geoambientais

com pontos de controle em 20 e 100 o que indica que valores ateacute 20 metros de distacircncia dos

lineamentos tecircm adequabilidade maacutexima e agrave partir de 20 metros decaem sigmoidalmente ateacute

100 metros onde a adequabilidade eacute miacutenima

Segundo alguns de estudos feitos por Huallanca (2004) e Hoek e Bray (1981)

dependendo da densidade de lineamentos ou da distacircncia que apresentam entre si e do

comportamento dos mesmos esses padrotildees comportam-se como zonas de fraqueza presentes

no maciccedilo podendo influenciar na resistecircncia do mesmo Saacute (2010) realizou um estudo

semelhante em uma cava de mineraccedilatildeo de ferro e observou que ocorrem rupturas em grande

escala em regiotildees que apresentam alta densidade de padrotildees de lineamentos

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Os resultados obtidos ou seja o mapa litoloacutegico e de lineamentos seratildeo expostos de

forma separada de acordo com suas discussotildees

MAPA LITOLOacuteGICO

O mapa litoloacutegico apresentou oito classes (Figura 6) Este mapa foi confeccionado e

considerado para a anaacutelise da estabilidade de taludes pelo fato das litologias apresentarem

uma reologia muito complexa em se tratando de um ambiente de mineraccedilatildeo

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Figura 6 - Mapa litoloacutegico mostrando sua variedade de tipologia Fonte Autores

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

48

A litologia dentro de atividades de mineraccedilatildeo eacute um dos fatores mais afetados em se

tratando de aspectos geoteacutecnicos pois nesses locais apresentam-se uma grande mobilizaccedilatildeo

de massa rochosa ou solo para extraccedilatildeo do bem mineral causando certo grau de alteraccedilatildeo

devido a desconfinamento ou meteorizaratildeo do estado natural da rocha

Os pesos atribuiacutedos a cada classe litoloacutegica foram embasados em consultas a

bibliografias e analisando os paracircmetros de resistecircncia e caracterizaccedilatildeo Costa (2009)

caracterizou algumas litologias do QF de acordo com ensaios laboratoriais de compressatildeo

uniaxial utilizando esses dados pode-se relacionar que valores atribuiacutedos a cada classe

litoloacutegica variam de acordo com sua capacidade de compressatildeo feita nos ensaios

Com isso atribuiu-se agrave classe quartizito a menor adequabilidade pois essa rocha

apresenta uma maior competecircncia sendo que rochas que conteacutem grande quantidade de

quartzo satildeo dificilmente intemperizaacuteveis O contraacuterio foi considerado com as intrusivas que

receberam a maior valoraccedilatildeo pois se trata de uma rocha muito mais facilmente

intemperizada o que diminui o grau de coesatildeo diminuindo as forccedilas de resistecircncia Para as

rochas com resistecircncia intermediaacuteria levou-se em consideraccedilatildeo os paracircmetros geoteacutecnicos e as

caracteriacutesticas estruturais e anisotropias e conhecimento proacuteprio

MAPA FUZZY DE LINEAMENTOS

Para confecccedilatildeo do mapafuzzy de lineamentos (Figura 7) foi aplicada a funccedilatildeo fuzzy

sigmoidal decrescente sobre os lineamentos Este mapa apresentou uma zona de

suscetibilidade alta (255) nas regiotildees proacuteximas aos lineamentos e uma zona de baixa ou nula

suscetibilidade (0) em zonas mais distantes aos lineamentos

As regiotildees que apresentam alta adequabilidade satildeo zonas com distacircncia muito

proacuteximas dos lineamentos logo essas zonas apresentam uma forte influecircncia dos mesmos As

zonas em coloraccedilatildeo amarela que apresentam uma baixa adequabilidade satildeo regiotildees que se

situam mais distantes dos lineamentos apresentando assim uma baixa influecircncia dos

lineamentos nessas regiotildees

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Figura 7 - Mapa fuzzy de lineamentos mostrando as aacutereas onde apresentam baixa ou alta adequabilidade Fonte Autores

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

50

CONCLUSAtildeO

De acordo com o objetivo do trabalho a metodologia foi eficaz pois os mapas gerados

satildeo subsiacutedios eficazes para a anaacutelise da ruptura de taludes soacute podendo ser desenvolvidos

devido agrave teacutecnica de geoprocessamento aplicada Com o ressalve de que no uso de dados

lineamentos eles natildeo podem natildeo ter as dimensotildees precisas pois tanto podem se apresentar

em superfiacutecie quanto em profundidade alterando o maciccedilo

Sugere-se ainda o uso de outros mapas para tornar a anaacutelise mais completa como por

exemplo mapas da profundidade do niacutevel drsquoaacutegua e declividade

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

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HUALLANCA REZ Mecanismos de ruptura em taludes altos de mineraccedilatildeo a ceacuteu

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MENEZES P I Estudo de Estabilidade de Taludes da mina a ceacuteu aberto Satildeo Luiacutes em

Catas AltasMG combinando teacutecnicas de geoprocessamento e meacutetodos usuais de

investigaccedilatildeo e anaacutelise geoloacutegico-geoteacutecnicas Dissertaccedilatildeo(Mestrado em Geotecnia)

Universidade de Satildeo Paulo Satildeo Carlos 2012

MESQUITA V M D C Anaacutelise determiniacutestica e probabiliacutestica da estabilidade de blocos

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MONTOYA C A H Incertezas vulnerabilidade e avaliaccedilatildeo de risco devido a

deslizamento em estradas Tese de doutorado UnB Brasiacutelia 2013

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SAacute G Caracterizaccedilatildeo litoestrutural e parametrizaccedilatildeo geomecacircnica das superfiacutecies de

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CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Geologia Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha

e Mucuri Diamantina MG

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 3 Departamento de Engenharia de Minas Instituto Federal do Espiacuterito Santo Cachoeiro de

Itapemirim ES 4 Escola de Arquitetura Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG 5 Departamento de Geologia Universidade Federal de Ouro Preto Ouro Preto MG

53

Capiacutetulo 4

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES

utilizando teacutecnicas de geoprocessamento

Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitassup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Allison Augusto

Gonccedilalves de Freitas1 Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas3 Rayane Monteiro

Ferreira4 Edgar Batista de Medeiros Juacutenior5

INTRODUCcedilAtildeO

Redes de transporte rodoviaacuterio tornaram-se a essecircncia da infraestrutura em todos os

paiacuteses As estradas satildeo importantes como a estrutura fiacutesica da sociedade e como a base para o

desenvolvimento social e econocircmico (EFFATI et al 2012)

No Brasil o principal meio de transporte urbano e de boa distribuiccedilatildeo eacute o sistema de

transporte rodoviaacuterio Neste contexto vias rurais e urbanas satildeo notaacuteveis para tornar o traacutefego

de pessoas e a distribuiccedilatildeo de produtos sendo incontestaacutevel a importacircncia de um sistema de

transporte seguro capaz de atender a demanda (SILVA et al 2006) Juntamente com um

intenso crescimento nas cidades de porte meacutedio na deacutecada de 60 ocorreu um periacuteodo de

grandes investimentos em infraestrutura rodoviaacuteria no paiacutes Jaacute nos anos 70 o Ministeacuterio de

Transportes por meio do Plano de Desenvolvimento Nacional estimulou uma expansatildeo das

rodovias no Brasil Com estes investimentos muitos municiacutepios proacuteximos e ao longo dos

eixos rodoviaacuterios sentiram-se atraiacutedos e motivados agraves atividades e investimentos que

favorecessem o comeacutercio de produtos e serviccedilos Assim as cidades de pequeno e meacutedio

porte demostraram um crescimento linear ao longo das rodovias natildeo apresentando

planejamento no uso do solo e na sua ocupaccedilatildeo (FREIRE 2003)

Com o tempo o aumento do transporte nestas rodovias trouxe implicaccedilotildees positivas e

negativas para as cidades (CORREcircA PINTO 2012) Alguns desses problemas como a

ocorrecircncia de congestionamentos e acidentes (EFFATI et al 2012) No sentido de diminuir

esses problemas existem metodologias que auxiliam no estudo de viabilidade sendo uma

delas a aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio que foi utilizada neste trabalho

Deste modo este trabalho teve por objetivo geral fazer um estudo de realocaccedilatildeo da

BR-101 na aacuterea urbana do municiacutepio de Iconha-ES utilizando anaacutelise multicriteacuterio De

forma mais especiacutefica

bull Analisar quais criteacuterios (fatores e restriccedilotildees) interferem na locaccedilatildeo da rodovia

bull Determinar as restriccedilotildees que interferem na escolha da aacuterea

bull Determinar os fatores que interferem na escolha da aacuterea

bull Determinar as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy que melhor se adequam aos diferentes fatores

usados

bull Ponderar os fatores

bull Gerar a anaacutelise multicriteacuterio para estudo de aptidatildeo de aacutereas para realocaccedilatildeo da BR-101

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

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bull Achar uma aacuterea com maior adequabilidade agrave realocaccedilatildeo da rodovia

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

Iconha localiza-se ao sul do Espiacuterito Santo (Figura 1) entre as coordenadas

N=7695610m E=300822m N=7702818m E=318390m na zona 24 sul Limitando-se ao

norte com Anchieta ao sul com Rio Novo do Sul a leste com Piuacutema e a oeste com Alfredo

Chaves Segundo IBGE (2014) o municiacutepio possui aacuterea territorial de 203528 kmsup2 O acesso

para a cidade de Iconha a partir de Vitoacuteria pode ser realizado pela BR-101 ateacute o municiacutepio

de Iconha sendo um trajeto de aproximadamente 97 Km

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

CONTORNOS VIAacuteRIOS

Em um contexto geral as ruas que satildeo estradas dentro das cidades marcavam os

caminhos de acesso onde se estabeleciam as relaccedilotildees com os territoacuterios circundantes na

configuraccedilatildeo original das cidades marcando os eixos da futura expansatildeo (VALLEJO 1995)

Anteriormente a intensificaccedilatildeo do uso de automoacuteveis as estradas (intermunicipais estaduais e

federais) passavam dentro das cidades e os fluxos de transporte tinham com elas uma relaccedilatildeo

intensa de contato cultural e intercacircmbio comercial aumentando o desenvolvimento local

(AUGEacute 1994) A malha rodoviaacuteria brasileira se deslocou criando corredores estrateacutegicos de

transportes trazendo consigo um crescimento socioeconocircmico e modificando as aacutereas e

cidades por onde passou (FREIRE 2003)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo do municiacutepio de Iconha em relaccedilatildeo ao Estado do Espiacuterito Santo O

quadrado em verde mostra a aacuterea de estudo Fonte Modificado de Wikipeacutedia (2006)

Devido ao crescimento maciccedilo do fluxo de veiacuteculos nas cidades novas medidas foram

tomadas dentre elas a construccedilatildeo de rodovias de contorno ou aneacuteis viaacuterios atualmente

usados como a soluccedilatildeo mais viaacutevel para resolver o problema das travessias urbanas (SILVA

JUacuteNIOR e FERREIRA 2008)

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O surgimento destes contornos daacute-se com a necessidade de melhorar a fluidez dos

deslocamentos devido ao elevado grau de saturaccedilatildeo das vias nas aacutereas mais centrais

(CORREcircA PINTO 2012) O fluxo de passagem tende a ser redirecionado para fora das aacutereas

urbanas por meio de laccedilos de contorno ou aneacuteis viaacuterios (SANTOS 2006)

De acordo com Silva Juacutenior e Ferreira (2008) a construccedilatildeo de contornos viaacuterios pode

atrair a ocupaccedilatildeo urbana do mesmo modo que o traccedilado original o que poderia levar a

ineficiecircncia deste novo contorno viaacuterio O natildeo planejamento desta ocupaccedilatildeo pode vir com

uma nova segregaccedilatildeo urbana que terminaraacute por inviabilizar o segmento da rodovia O

tamanho destes impactos eacute dependente de vaacuterios fatos dentre os quais a estruturaccedilatildeo do

tecido urbano (malha viaacuteria e uso do solo) e seu grau de inter-relacionamento com a rodovia

(CORREcircA PINTO 2012)

Existem diversas teacutecnicas para estudo de locaccedilatildeo de contorno viaacuterio entre elas

podemos citar a avaliaccedilatildeo geomorfoloacutegica estrutural e pedoloacutegica seja com ou sem a

aplicaccedilatildeo de Sistema de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) O SIG eacuteutilizado principalmente pela

Engenharia de Transporte nos estudos de alternativas de traccedilados de contornos viaacuterios pode

considerar diversas categorias na anaacutelise (sociais econocircmicas ambientais geoteacutecnicas) com

pesos diferentes (SILVA 2004)

Em seu trabalho Silva et al (2006) utilizaram o apoio agrave decisatildeo atraveacutes de SIG e

apresentaram alternativas de projeto para o anel viaacuterio da cidade de Viccedilosa-MG com

utilizando agrave loacutegica fuzzy e a anaacutelise multicriteacuterio para o levantamento e anaacutelise de

condicionadores consideradas de acordo com os dados disponiacuteveis em mapas de altitude

hidrografia declividade sistema de transportes classe de solo e principalmente o uso e

cobertura do solo e selecionaram alternativas de contornos que fazem uso das rodovias

existentes como uma opccedilatildeo para diminuir os custos e os impactos ambientais

Correcirca Pinto (2012) tratou sobre os desdobramentos na forma urbana de pequenas

cidades causados por novos contornos viaacuterios tendo como estudo de caso as cidades de Satildeo

Francisco de Assis e Santiago (RS) A metodologia aplicada foi baseada nas medidas de

diferenciaccedilatildeo espacial atraveacutes das quais foi possiacutevel visualizar o dinamismo do traccedilado de

uma cidade e as possiacuteveis alteraccedilotildees de sua forma Como resultado identificou e avaliou

algumas consequecircncias que as implantaccedilotildees de contornos viaacuterios causam nas formas urbanas

das pequenas cidades

SILVA (2012) aplicou a metodologia de anaacutelise espacial por avaliaccedilatildeo multicriteacuterio

para otimizar o processo de planejamento da ocupaccedilatildeo territorial e da mobilidade urbana no

municiacutepio de Viccedilosa - MG e aacuterea de influecircncia Como metodologia utilizou recursos

disponiacuteveis em SIG com avaliaccedilatildeo multicriteacuterio sobre bases cartograacuteficas digitais Como

resultado elaborou mapas temaacuteticos que representam as propostas para a mobilidade urbana e

para a ocupaccedilatildeo territorial da aacuterea de estudo conforme as abrangecircncias consideradas

FOTOINTERPRETACcedilAtildeO

De acordo com Soares e Fiori (1978) a interpretaccedilatildeo visual eacute o estudo da imagem

fotograacutefica visando agrave descoberta e a avaliaccedilatildeo por meacutetodos indutivos dedutivos e

comparativos do significado funccedilatildeo e relaccedilatildeo dos objetos correspondentes agraves imagens ou

seja eacute a teacutecnica de examinar as imagens dos objetos na imagem e deduzir sua significaccedilatildeo

Ribeiro et al (2008) entendem que a fotointerpretaccedilatildeo baseia-se no processo de

anaacutelise de imagens por meio da detecccedilatildeo identificaccedilatildeo e classificaccedilatildeo dos objetos de

interesse contidos nelas Ao analisar imagens eacute importante a observaccedilatildeo de entes e feiccedilotildees

insinuadas atraveacutes de caracteriacutesticas das imagens como cor tonalidade textura tamanho

forma padratildeo sombras altura localizaccedilatildeo dos alvos e aspectos associados

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

56

Santos (1988) aplicou o levantamento das tipologias vegetais pela teacutecnica de anaacutelise

visual e atraveacutes desta mapeou quatro tipologias distintas e concluiu que o produto e

metodologia usados nesta pesquisa satildeo plenamente viaacuteveis para levantamentos das tipologias

florestais nativas da Amazocircnia

Mercante et al (2005) realizaram um mapeamento de uso do solo usando como base

para a interpretaccedilatildeo visual o conhecimento preacutevio da aacuterea de estudo adquiridos apoacutes o

reconhecimento de campo observando as principais classes de coberturas de solo na aacuterea O

resultado desta anaacutelise visual constituiu um importante subsiacutedio para a decisatildeo sobre a melhor

alternativa da via de gasoduto permitindo uma escolha mais racional e menos subjetiva

Moreira et al (2008) fotointerpretaram as imagens de sateacutelite (LANDSAT 7 ETM+)

pela sua variaccedilatildeo textural devido ao registro dos alvos terem diferentes comportamentos

espectrais e diferentes arranjos espaciais e explicaram a compartimentaccedilatildeo e a relaccedilatildeo de

equivalecircncia entre zonas que constituem texturas semelhantes

Desta forma entende-se que a interpretaccedilatildeo visual pode ter seu uso em estudos de

localizaccedilatildeo de estradas exploraccedilatildeo mineral diferentes traccedilados propostos agricultura

planejamento urbano e dentre outros mapas temaacuteticos (NADALIN 2010)

SISTEMAS DE INFORMACcedilAtildeO GEOGRAacuteFICA (SIG)

A aplicaccedilatildeo de Sistemas de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) em problemas de tomada de

decisatildeo eacute uma ferramenta poderosa e eficiente nas diversas aacutereas do conhecimento pois

possibilita que o processo seja realizado de maneira mais fundamentada Dessa forma o

agente de decisatildeo tem agrave sua disposiccedilatildeo dados e informaccedilotildees mais acessiacuteveis mais facilmente

combinados e modificados aleacutem de utilizar argumentos mais claros para a decisatildeo (SILVA

1999) Segundo Star e Estes (1991) o uso do SIG para a estruturaccedilatildeo e organizaccedilatildeo de

variaacuteveis com a intenccedilatildeo de obter alternativas para a seleccedilatildeo de locais com adequabilidades

para determinado estudo tem sido amplamente utilizado O seu uso pode ser explicado por ser

uma ferramenta que trata grandes quantidades de dados armazenados em banco de dados

contendo informaccedilotildees representativas do mundo real atraveacutes de coordenadas geograacuteficas

possibilitando realizar anaacutelises espaciais

ANAacuteLISE DE MULTICRITEacuteRIO

De acordo com Moura (2007) a anaacutelise de multicriteacuterio pode ser entendida como um

procedimento metodoloacutegico que faz o cruzamento de variaacuteveis nas anaacutelises espaciais esta

anaacutelise tambeacutem eacute conhecida como Anaacutelise Hieraacuterquica de Pesos ou Aacutervore de Decisotildees Esta

anaacutelise se destina a desenvolver estudos caracterizadores da realidade vigente e preditivos de

situaccedilotildees que estatildeo por vir alcanccedilando o objetivo da anaacutelise espacial Francisco et al (2007)

considera que a anaacutelise multicriteacuterio eacute um meacutetodo de anaacutelise de alternativas para a resoluccedilatildeo

de problemaacuteticas que utilizam diversos criteacuterios relacionados ao objeto de estudo sendo

assim possiacutevel identificar alternativas prioritaacuterias para o objeto considerado

Os meacutetodos de anaacutelises multicriteacuterio vecircm sendo utilizados para a soluccedilatildeo de

problemas nas tomadas de decisatildeo nas mais diversas aacutereas do conhecimento entre elas

alternativas de poliacuteticas social (VILAS BOAS 2006) como indicador de condiccedilotildees de vida

(SILVA e JANNUZZI 2009) no planejamento e gestatildeo ambiental (FRANCO et al 2013)

no uso de terras (PORATH 2014) e anaacutelise de sensibilidade ambiental (RIBEIRO 2011) com

o intuito de esclarecer ao decisor possibilidades nas escolhas Apoiam o procedimento

decisoacuterio com base nos dados existentes agregando valores dos agentes na busca de uma

melhor soluccedilatildeo (CAMPOS 2011)

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57

O procedimento da anaacutelise multicriteacuterio baseia-se em mapeamentos de variaacuteveis pelo

seu plano de informaccedilatildeo e na definiccedilatildeo do grau de pertinecircncia de cada plano de informaccedilatildeo e

de cada um de seus componentes para a construccedilatildeo do resultado final e sempre que

necessaacuterio utilizando fatores de ponderaccedilatildeo (MOURA 2007)

Na praacutetica na anaacutelise multicriteacuterio a decisatildeo eacute tomada atraveacutes de um conjunto de teacutecnicas e

meacutetodos para dar apoio a pessoas e organizaccedilotildees nas tomadas de decisotildees sob a persuasatildeo de

uma multiplicidade de criteacuterios (GOMES et al 2002)

Santos (2010) diz que para a realizaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio o estudo deve ter

como base alguns passos sendo eles a seleccedilatildeo e representaccedilatildeo das variaacuteveis que caracterizam

o fenocircmeno organizaccedilatildeo dessas em planos de informaccedilatildeo discretizaccedilatildeo dos planos em

resoluccedilatildeo espacial adequada combinaccedilatildeo das variaacuteveis de forma que elas possam representar

a complexidade da realidade e por fim a possibilidade de calibraccedilatildeo e validaccedilatildeo do sistema

mediante identificaccedilatildeo e correccedilatildeo das relaccedilotildees construiacutedas entre as variaacuteveis mapeadas

Moreira et al (2001) objetivou a pesquisa mineral atraveacutes de anaacutelises multicriteacuterio de

dados geoloacutegicos e geofiacutesicos visando a seleccedilatildeo de aacutereas com maior potencial agrave ocorrecircncia de

minerais radioativos Como estudo de caso comparou o desempenho de 8 meacutetodos de anaacutelise

multicriteacuterio de dados geoloacutegicos e radiomeacutetricos na prediccedilatildeo de aacutereas potenciais agrave

ocorrecircncia de minerais radiativos no planalto de Poccedilos de Caldas Os cenaacuterios gerados

indicaram desempenhos diferentes nas avaliaccedilotildees encontrando desde resultados considerados

bons a medianos para identificaccedilatildeo mineral

Vilas Boas (2006) desenvolveu um modelo de anaacutelise de decisatildeo para facilitar o

processo de escolha de alternativas de poliacuteticas programas e projetos relacionados agrave gestatildeo de

recursos hiacutedricos e mais especificamente ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Como resultado

apresentou uma lista ordenada das alternativas de uso muacuteltiplo possiacuteveis de serem

implantadas no reservatoacuterio

Moura (2007) aplicou a anaacutelise multicriteacuterio como subsiacutedio para estudos ambientais

de forma a apresentar como resultado um roteiro metodoloacutegico para apoio as revisotildees

bibliograacuteficas destinado agrave construccedilatildeo de anaacutelises espaciais de caracterizaccedilatildeo e gerenciamento

ambiental e urbano Jannuzzi et al (2009) utilizaram a anaacutelise multicriteacuterio em uma aplicaccedilatildeo

em poliacuteticas puacuteblicas e obteve como resultado uma seacuterie de escolhas teacutecnicas e poliacuteticas

Com o objetivo de levantar situaccedilotildees ambientais associadas agrave necessidade de proteccedilatildeo

do parque estadual da Serra do Rola Moccedila a partir dos dados levantados no plano de manejo

Santos (2010) apresentou uma proposta metodoloacutegica com uso de anaacutelise multicriteacuterio para

identificaccedilatildeo de suas aacutereas de fragilidade ambiental Como resposta obteve aacutereas fragilidade

associadas ao meio fiacutesico ao turismo a accedilatildeo antroacutepica e agrave correlaccedilatildeo desses fatores

Ribeiro (2011) usou anaacutelise multicriteacuterio para encontrar aacutereas para implantaccedilatildeo das

culturas florestais de Hevea brasiliensis Pinus elliottiivarelliottii e Schizolobiumamazonicum

no Estado do Espiacuterito Santo e como resultado observou-se que o Estado apresenta aacutereas com

aptidatildeo edafoclimaacutetica para todas as espeacutecies

Considerando a anaacutelise multicriteacuterio como uma boa ferramenta na tomada de decisotildees

Franco et al (2013) a usou em seus estudos para identificaccedilatildeo da prioridade de aacutereas a

recuperaccedilatildeo florestal O mapa final produzido foi considerado uma ferramenta de gestatildeo da

aacuterea prioritaacuteria a restauraccedilatildeo

Em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas potenciais para construccedilatildeo de marinas no

municiacutepio de Florianoacutepolis-SC com o uso da anaacutelise multicriteacuterio Porath (2014) usou

variaacuteveis adotadas em mapas temaacuteticos identificando geograficamente aacutereas mais propensas agrave

implantaccedilatildeo de marinas considerando a interferecircncia antroacutepica e marinha tentando

minimizar as perturbaccedilotildees e o impacto ambiental

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

58

METODOLOGIA

Para a realizaccedilatildeo deste trabalho foram utilizados como base vaacuterios materiais

cartograacuteficos sendo eles Curvas de niacutevel com equidistacircncia vertical de 20 m fornecido pelo

GEOBASES (2011) Mapa topograacutefico das cidades de Iconha Rio Novo do Sul Anchieta e

Piuacutema (160000) Ortofotos do IEMA (2007) das cidades de Iconha Rio Novo do Sul

Anchieta e Piuacutema (1 35000) Mapa de Declividade do terreno gerado a partir das curvas de

niacutevel Mapa de Rios e Mapa de Uso dos Solos gerados a partir da fotointerpretaccedilatildeo das

ortofotos

Para a montagem do banco de dados foram utilizadas as ortofotos com as quais foi

possiacutevel elaborar arquivos vetoriais (shapefile) atraveacutes de fotointerpretaccedilatildeo (na escala de

visualizaccedilatildeo de 12500) e vetorizaccedilatildeo em tela de pontos linhas e poliacutegonos gerando dois

mapas sendo eles Mapa de Uso dos Solos (Apecircndice A) onde foram observadas as

principais classes de coberturas de solo existentes (pastagem agricultura florestas casas

rurais zonas urbanas vilarejos depoacutesitosndashfaacutebricas-pedreiras lagoasndashlagos-represas) e o

Mapa de Rios Para a geraccedilatildeo do Mapa de Declividade do Terreno foram utilizadas as curvas

de niacutevel

ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO

De acordo com a proposta metodoloacutegica usada por Barros e Marques (2007) neste

trabalho levou-se em consideraccedilatildeo o levantamento e o geoprocessamento das condicionantes

que existem na legislaccedilatildeo Posteriormente ao levantamento e a anaacutelise dos condicionantes

foram determinados os criteacuterios que subsidiaram o processo de decisatildeo

Esta decisatildeo eacute suportada pela consideraccedilatildeo de criteacuterios que representam possiacuteveis

condiccedilotildees de quantificar ou avaliar determinada anaacutelise Os criteacuterios podem ser de dois tipos

Restriccedilatildeo ou Fatores A restriccedilatildeo eacute um criteacuterio capaz de limitar as alternativas em

consideraccedilatildeo no estudo e pode assumir um caraacuteter de exclusatildeo de espaccedilos da anaacutelise

definindo as alternativas natildeo elegiacuteveis que deveratildeo ser excluiacutedas do espaccedilo inicial de soluccedilotildees

possiacuteveis O Fator eacute um criteacuterio que aumenta ou diminui a adequabilidade de uma

determinada alternativa para o objetivo da anaacutelise Esta aptidatildeo eacute medida numa escala

contiacutenua e de forma a englobar todo o espaccedilo de soluccedilatildeo inicialmente previsto (RAMOS e

MENDES 2001)

Seguindo a metodologia apresentada por Benda et al (2012) neste trabalho utilizou-se

a loacutegica booleana para confecccedilatildeo dos mapas de restriccedilotildees a loacutegica fuzzy para padronizaccedilatildeo

dos fatores e a anaacutelise multicriteacuterio para combinaccedilatildeo entre as restriccedilotildees e fatores

Assim como Calijuri et al (2002) em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas para

implantaccedilatildeo de aterros sanitaacuterios neste trabalhou as restriccedilotildees diferenciam locais que possam

ser considerados aptos ou inaptos a realocaccedilatildeo da BR-101 Os fatores definem locais ou

alternativas em medidas contiacutenuas de aptidatildeo diminuindo ou aumentando o valor de uma

alternativa em questatildeo naqueles locais fora das restriccedilotildees absolutas

As restriccedilotildees atuam como um tipo de criteacuterio que limita a soluccedilatildeo do problema

restringindo as alternativas em consideraccedilatildeo excluindo aacutereas de acordo com determinadas

condiccedilotildees impostas (BENDA et al 2012) Utilizando um operador algeacutebrico de mapas tipo

booleano criam-se mapas binaacuterios natildeo aptos (0) ou aptos (1) que possibilitam a realizaccedilatildeo de

cruzamentos entre dois ou mais planos de informaccedilatildeo (SCARASSATTI e COSTA 2010)

As restriccedilotildees booleanas usadas com as justificativas das referidas escolhas satildeo listadas

abaixo

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59

a) Restriccedilatildeo Casa Rurais e Depoacutesitos

De acordo com o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949 do DNIT 1973 requer-se a

distacircncia miacutenima de 60 metros das residecircncias e depoacutesitos (presentes no Mapa de Uso dos

Solos este usado para confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo para a construccedilatildeo de rodovias

Quando o custo do terreno ou imoacuteveis for muito elevado a desapropriar o tamanho dessa

faixa poderaacute mudar ao exigido por exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo

ateacute os miacutenimos 30 metros

b) Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas

Como margem de seguranccedila ao que rege o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949

(DNIT 1973) foi aplicada uma distacircncia miacutenima de 60 metros as zonas urbanizadas por

exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo ateacute os miacutenimos 20 metros

Tendo como foco a retirada da BR-101 do centro de Iconha ou de qualquer outra aacuterea com

habitaccedilatildeo neste toacutepico foram consideradas como zonas urbanizadas todas as aacutereas com 5

(cinco) ou mais casas proacuteximas no Mapa de Uso dos Solos este usado na confecccedilatildeo desta

restriccedilatildeo Assim somente as aacutereas com ocupaccedilatildeo urbana e seu entorno de 60 metros estatildeo

inaptas agrave ocupaccedilatildeo com a BR-101 sendo as demais aptas para o contorno viaacuterio

c) Restriccedilatildeo Rios

Pinto (2010) Corseuil e Campos (2007) Barros e Marques (2007) em seus trabalhos

com a intenccedilatildeo de preservar os recursos hiacutedricos de contaminaccedilotildees e respeitando a resoluccedilatildeo

Nordm 303 do CONAMA (2002) e na Lei Federal Nordm 4771 (BRASIL 1965) delimitaram um

raio de 30 metros ao redor dos cursos drsquoaacutegua com menos de 10 metros de largura como eacute o

caso da aacuterea em estudo

Neste trabalho apesar dos cursos drsquoaacutegua usado para a confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo) da

aacuterea possuiacuterem menos de 10 metros de largura optou-se para uma maior margem de

seguranccedila limitar um raio de ateacute 60 metros ao redor dos corpos drsquoaacutegua impedindo que essas

aacutereas obtivem-se algum grau de aptidatildeo para a realocaccedilatildeo da BR-101

Em seu trabalho sobre apoio agrave decisatildeo aplicada ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Vilas

Boas (2006) considerou os fatores que atuam em uma problemaacutetica como criteacuterios Scarassatti

e Costa (2010) trataram os fatores como mapas que provem ponderaccedilotildees dos diferentes

fatores de influecircncia a um dado acontecimento sendo um dos meios usados para a criaccedilatildeo dos

mapas de fatores a loacutegica fuzzy ou nebulosa

Para normalizar os criteacuterios satildeo usados as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy estas funccedilotildees

que foram selecionadas para que de melhor forma adequem aos paracircmetros do estudo De

acordo com Ramos e Mendes (2001) umas das funccedilotildees mais usadas designadas por funccedilotildees

fuzzy satildeo Sigmoidal J-Shaped Linear e Complexa Poreacutem na aplicabilidade deste trabalho

fez se o uso somente da funccedilatildeo Sigmoidal crescente e Sigmoidal decrescente (Figura 2)

Figura 2 - Funccedilotildees de pertinecircncia dos conjuntos fuzzy Sigmoidal crescente (a)

Sigmoidal decrescente (b) Fonte Modificado de Eastman (1997)

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

60

Haacute diversos meacutetodos de padronizaccedilatildeo grande parte dos meacutetodos utiliza valores

maacuteximos e miacutenimos (CAMPOS 2005) Neste trabalho os mapas dos fatores foram limitados

e ponderados a um intervalo ente 0 - 255 (intervalo do byte) permitindo exploraccedilatildeo da

variedade de dados contiacutenuos

a) Fator Declividade do terreno

A declividade pode ser representada como um acircngulo de inclinaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao

percentual entre o comprimento horizontal da encosta e o desniacutevel vertical (IPT 2007) Para

Barbosa et al (2012) a declividade consiste da maior ou menor inclinaccedilatildeo do relevo em

comparaccedilatildeo ao horizonte Pinto (2010) considera a declividade como um fator que pode tanto

potencializar como limitar a ocupaccedilatildeo de uma aacuterea considerando as declividades mais

acentuadas mais propiacutecias a riscos de deslizamentos escorregamentos e as menos acentuadas

mais apropriadas para a ocupaccedilatildeo Em seus estudos considerou a declividade maior que 45

inapta ao uso

A partir do Mapa de Declividade do Terreno as regiotildees planas e onduladas de acordo

com o Art 15 da portaria ndeg 19 de 10011949 (DNIT 1973) foram consideradas prioritaacuterias

a realocaccedilatildeo da BR-101 Neste trabalho as declividades ideais foram consideradas entre os

valores de 0 e 5 agrave medida que a declividade aumenta menor eacute a adequabilidade da aacuterea

para o objetivo proposto sendo considerado acima de 45 inapta sendo limitada pela proacutepria

legislaccedilatildeo ambiental A funccedilatildeo utilizada para normalizar os dados de declividade foi a funccedilatildeo

de pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente (Figura 2b) servindo como pontos de

controle abc = 5 e d = 45

b) Fator Distacircncia dos Rios

Para proporcionar uma maior garantia de preservaccedilatildeo dos rios os limites estabelecidos

pela legislaccedilatildeo ambiental e jaacute citados anteriormente foram levados em consideraccedilatildeo atraveacutes

do uso de restriccedilatildeo poreacutem foi utilizado o fator que considera que quanto maior a distacircncia

dos rios maior a adequabilidade ao empreendimento

Seguindo o meacutetodo proposto por Pinto (2010) considerou que quanto maior a distacircncia

em relaccedilatildeo aos rios melhor a aptidatildeo da aacuterea sendo assim foi utilizada a funccedilatildeo de

pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica crescente (Figura 2a) para descrever essa variaccedilatildeo

com pontos de controle em a=60m e bcd=15000 m (comprimento maacuteximo da aacuterea de

estudo)

c) Fator Uso dos Solos

Objetivando afetar o miacutenimo possiacutevel as aacutereas jaacute utilizadas pela ocupaccedilatildeo humana e

aacutereas florestais a aacuterea de pastagem eacute colocada como a aacuterea mais adequada ao

empreendimento em estudo

Aacutereas de valores mais altos indicam maior adequabilidade ao empreendimento

enquanto que as aacutereas com menores valores representam as menos adequadas conforme pode

ser visto na Tabela 1 Para a normalizaccedilatildeo das classes de uso do solo o Mapa Uso dos Solos

foi reclassificado atribuindo agraves classes valores de 0 a 255

bull Ponderaccedilatildeo dos fatores (avaliaccedilatildeo de pesos para os criteacuterios)

De acordo com Calijuri (2008) a ponderaccedilatildeo eacute um indicativo da importacircncia relativa

dos fatores e um regulador de compensaccedilatildeo entre eles O grau em que um fator pode

compensar outro eacute determinado por seu fator ou compensaccedilatildeo de peso

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61

Tabela 1 - Normalizaccedilatildeo das classes usos do solo Fonte Autores

Legenda Valores Atribuiacutedos

Lagoas-Lagos-Represas 0

Casas Rurais 0

Vilarejos 0

Depoacutesitos 0

Zona Urbana 0

Floresta 25

Agricultura 200

Pastagem 255

Dessa forma os valores de aptidatildeo foram atribuiacutedos baseados em conhecimento

empiacuterico e tambeacutem em trabalhos de outros autores como Calijuri et al (2002) Barros e

Marques (2007) Mercante e Antunes (2010) Pinto (2010) Silva et al (2010) Benda et al

(2012)

Assim como nos trabalhos de Calijuri et al (2002) Corseuil e Campos (2007) Calijuri

(2008) Mercante e Antunes (2010) e Benda et al (2012) posteriormente a padronizaccedilatildeo dos

fatores para a escala de 0 a 255 os pesos finais satildeo estimados por meio do Processo de

Hierarquizaccedilatildeo Analiacutetico (AHP) aplicado agrave matriz de comparaccedilatildeo par-a-par utilizando o

meacutetodo apresentado por Saaty (1980) e Clark Labs (2006) este meacutetodo permite estabelecer

pesos a cada fator segundo sua relevacircncia que foi priorizada conforme seu grau de

importacircncia para a anaacutelise ou seja os pesos dos fatores satildeo atribuiacutedos especificamente a cada

fator dando a importacircncia relativa de cada um em relaccedilatildeo aos outros (MERCANTE e

ANTUNES 2010) atribuindo pesos diferenciados no processo final de decisatildeo

Nesse julgamento fez-se o uso da escala de comparadores proposta por Saaty (1977)

que pode ser vista no Quadro 1

Quadro 1 - Escala de valores Fonte Modificado de Saaty (1977)

Intensidade relativa

de importacircncia

Definiccedilatildeo Explicaccedilatildeo

1 Igual importacircncia Importacircncia igual dos dois criteacuterios

para o objetivo

3 Menor importacircncia de

um sobre o outro

Um dos criteacuterios eacute levemente mais

favoraacutevel do que o outro

5 Essencial ou forte Um dos criteacuterios eacute consideravelmente

mais favoraacutevel do que outro

7 Importacircncia muito

grande

A importacircncia de um criteacuterio sobre o

outro eacute evidentemente muito maior

9 Importacircncia absoluta Quando um meio-termo eacute necessaacuterio

Considerando a escala de Saaty fez-se a comparaccedilatildeo entre os fatores utilizados

conforme podem ser vistos na Tabela 2 Onde o fator Declividade do terreno eacute levemente

mais favoraacutevel do que o fator Distacircncia dos Rios O fator Uso dos Solos eacute consideravelmente

mais favoraacutevel que o fator o Distacircncia dos Rios e levemente mais favoraacutevel do que o fator

Declividade do terreno

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

62

Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo dos criteacuterios escalonados (fatores) Fonte Autores

Fatores Distacircncia dos

Rios

Declividade do

terreno

Uso dos

Solos

Distacircncia dos Rios 1

Declividade do terrreno 3 1

Uso dos Solos 5 3 1

Para criaccedilatildeo da matriz de ponderaccedilatildeo foram considerados como ordem de importacircncia

dos fatores Distacircncia dos Rios a Declividade do Terreno e o Uso dos Solos Dessa forma

obtiveram-se os pesos que consideram o quanto determinado fator interfere na anaacutelise (Tabela

3)

Tabela 2 - Resultado final dos pesos calculados para os fatores Fonte Autores

Fator Peso

Distacircncia dos Rios 010

Declividade do

terreno

026

Uso dos Solos 064

bull Combinaccedilatildeo linear ponderada

Depois de determinado os pesos dos criteacuterios que foram utilizados neste estudo foi

necessaacuterio agrave junccedilatildeo dos dados para obtenccedilatildeo do mapa final de adequabilidade

Com esta finalidade os mapas de cada fator foram combinados pelo meacutetodo da

combinaccedilatildeo linear ponderada onde multiplicou-se os mapas de adequabilidade de cada fator

por seu peso especiacutefico posteriormente fez-se o somatoacuterio de todos estes fatores obtendo-se

um valor final da aacuterea com sua adequabilidade (BENDA et al 2012)

Devido agrave utilizaccedilatildeo de mapas de restriccedilotildees neste estudo (booleanos) o procedimento

foi modificado e multiplicou-se a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo dos

fatores pelo produto das restriccedilotildees

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

As informaccedilotildees geradas nos mapas de restriccedilotildees e fatores subsidiam a discussatildeo que

leva a interpretaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos mapas finais verificando-se assim como cada restriccedilatildeo e

fator afetou a anaacutelise final

Os mapas temaacuteticos mostram agraves aacutereas apropriadas a implementaccedilatildeo ao contorno

viaacuterio sendo algumas aacutereas de exclusatildeo (restriccedilotildees) e outras com valores de adequabilidade

(fatores)

As exclusotildees consideradas satildeo criteacuterios associados ao ordenamento do territoacuterio em

termos de ocupaccedilatildeo humana os mapas de exclusatildeo de aacutereas Restriccedilatildeo Casa Rurais e

Depoacutesitos Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas e Restriccedilatildeo Rios exibindo aacutereas aptas (classe 1) e

inaptas (classe 0) ao empreendimento

Assim como no trabalho de Mercante et al (2005) a relevacircncia do uso dos solos e

declividade do terreno na anaacutelise tem uma influecircncia direta no trajeto da rodovia refletindo

na preservaccedilatildeo teacutecnica e econocircmica do empreendimento levando em consideraccedilatildeo as aacutereas

mais planas do terreno e as aacutereas de pastagem

As justificativas adotadas para as ponderaccedilotildees foram tratadas da seguinte maneira

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63

O Fator Declividade do terreno eacute moderadamente mais importante do que o fator Distacircncia

dos Rios pois o escoamento de um rio depende da declividade dos canais fluviais

O Fator Uso dos Solos eacute muito fortemente mais importante que o fator o Distacircncia dos

Rios uma vez que o manejo da rodovia nas proximidades do rio eacute mais faacutecil que a

desocupaccedilatildeo das aacutereas urbanizadas

O Fator Uso dos Solos eacute moderadamente mais importante do que o fator Declividade

do terreno uma vez que eacute mais econocircmico aplainar um terreno que locomover a populaccedilatildeo de

local

O valor da razatildeo de consistecircncia entre os pesos ponderados dos fatores foi de 003

neste caso a matriz de julgamento estaacute consistente o que torna os pesos calculados para este

modelo aceitaacuteveis visto que para os valores de razatildeo de consistecircncia inferiores a 010 natildeo

necessitam de reavaliaccedilatildeo (EASTMAN 1999)

Com o resultado dos fatores ponderados obtidos e as restriccedilotildees foi possiacutevel realizar a

avaliaccedilatildeo de muacuteltiplos criteacuterios e obter o mapa final de adequabilidade (Figura 4) com valores

variando de 0 a 255 estes valores representam o grau de aptidatildeo ou seja a adequabilidade

das aacutereas agrave realocaccedilatildeo da BR-101 e natildeo se agraves aacutereas satildeo aptas ou inaptas onde 0 identifica

aacutereas inaptas ao empreendimento e 255 as mais aptas possibilitando a escolha dos locais

dentro da aacuterea mais apto que merecem um estudo detalhado com o mapeamento geoloacutegico

Ao analisar o mapa final observa-se a influecircncia tanto das restriccedilotildees quanto dos fatores

no mapa final Os mapas de restriccedilotildees inibindo as aacutereas consideradas inaptas de quaisquer

graus de adequabilidade ou seja estabelecendo aptidatildeo 0 a estas aacutereas e os fatores atribuindo

graus de adequabilidade no mapa Entre os fatores foi observado que o fator Uso do Solo

apresenta uma maior importacircncia em relaccedilatildeo aos fatores declividade e rios o que se

caracteriza nos pesos obtidos durante o processo de comparaccedilatildeo Percebe-se ainda que neste

mapa final poucas aacutereas com baixa aptidatildeo satildeo encontradas

Nas regiotildees proacuteximas ao atual traccedilado da rodovia bem como na parte inferior desta

percebe-se aacutereas de maior adequabilidade isso se daacute principalmente pela influecircncia do Fator

Uso dos Solos e a Declividade do Terreno pois o estudo levou em consideraccedilatildeo valores de

menores custos como aacutereas de pastagens e menos declivosas e que atendessem normas da

legislaccedilatildeo brasileira Ainda foi possiacutevel constatar que a anaacutelise por muacuteltiplos criteacuterios foi

bastante influenciada pelo uso do solo poreacutem a declividade e os rios satildeo fatores

fundamentais no contorno viaacuterio pois refletem um menor ou maior custo do empreendimento

Em seu trabalho Mercante et al (2005) priorizaram os custos do empreendimento de

um gasoduto e obteve como resposta as aacutereas menos declivosas e aacutereas ocupadas por

pastagem que barateariam o custo de desapropriaccedilatildeo

Benda et al (2012) em seu estudo apresentaram uma imagem final de adequabilidade

utilizando anaacutelise multicriteacuterio - fatores e restriccedilotildees Posteriormente ela limitou as aacutereas que

poderiam ser usadas para ocupaccedilatildeo com aterros controlados considerando adequabilidade

maior que 220 e aacuterea miacutenima de 20 hectares desta forma ela obteve uma aacuterea mais apropriada

dentre suas restriccedilotildees e fatores apresentados

Francisco et al (2007) em seu trabalho sobre prioridades para recuperaccedilatildeo de Aacutereas de

Preservaccedilatildeo Permanente fizeram a aplicaccedilatildeo de dois meacutetodos de anaacutelise multicriteacuterio Os dois

meacutetodos apresentaram resultados diferentes Um dos meacutetodos apresentou uma maior extensatildeo

de aacuterea com alta prioridade de recuperaccedilatildeo enquanto o outro apresentou aacutereas maiores com

baixa prioridade de meios de recuperaccedilatildeo Os usos das terras com prioridades mais altas em

ambos os meacutetodos eram de solo nu e cultura anual

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

64

MAPA FINAL DA ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO

O mapa final de adequabilidade (Figura 4) resultado da anaacutelise multicriteacuterio mostra

como aacuterea adequada agrave realocaccedilatildeo da BR-101 a sua porccedilatildeo de aacuterea inferior a localizaccedilatildeo atual

da rodovia Esta regiatildeo possui uma menor declividade pouca interferecircncia dos rios e uma

relaccedilatildeo de uso do solo mais adequada agrave implantaccedilatildeo do empreendimento

E considerando aspectos sociais e urbanos um novo traccedilado torna-se mais favoraacutevel

quando considera o fluxo ideal de veiacuteculos e pessoas aleacutem da seguranccedila do cidadatildeo que mora

no centro urbano do municiacutepio de Iconha

Figura 4 - Mapa final de adequabilidade com o uso da anaacutelise multicriteacuterio - fatores e

restriccedilotildees Fonte Autores

CONCLUSAtildeO

Com base na anaacutelise dos dados e interpretaccedilatildeo dos resultados obtidos a partir do que

foi proposto e das condiccedilotildees especiacuteficas deste trabalho conclui-se que

O uso da anaacutelise multicriteacuterio utilizando agrave loacutegica fuzzy retrata resultados mais

proacuteximos a realidade quando comparados com o zoneamento booleano por natildeo considerar

mudanccedilas abruptas

Os mapas de adequabilidades obtidos natildeo caracterizam aacutereas aptas ou inaptas mas

representam uma superfiacutecie de adequabilidade onde possuem valores de 0 (menos apto) a 255

(mais apto)

A anaacutelise multicriteacuterio por ser subjetiva pode definir diversos cenaacuterios dependente

da normalizaccedilatildeo e ponderaccedilatildeo usadas e deve ser utilizada de forma criteriosa a fim de natildeo

inserir erros na anaacutelise

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

65

Com o mapa de aptidatildeo final pode-se selecionar algumas aacutereas adequadas agrave

implantaccedilatildeo do contorno viaacuterio o que varia de acordo com o valor das variaacuteveis encontradas

Utilizando-se do mapa de adequabilidade como guia a parte inferior do mapa (Figura

4) eacute uma ampla aacuterea de alternativas possiacuteveis para a instalaccedilatildeo da nova rota da BR-101

Os resultados obtidos neste trabalho revelam as potencialidades do SIG na tomada de

decisatildeo no processo de avaliaccedilatildeo e seleccedilatildeo de aacutereas

Com a intenccedilatildeo de um melhor entendimento da aacuterea para a realocaccedilatildeo da BR-101 estudos

mais especiacuteficos podem ser realizados

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

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sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Linhares ES

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES

sup3 Campus Caccedilapava do Sul da Universidade Federal do Pampa Caccedilapava do Sul RS 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

71

Capiacutetulo 5

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite

Landsat 5

Marx Engel Martinssup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Felipe Guadagninsup3 Carlos Henrique

Rodrigues de Oliveira4

INTRODUCcedilAtildeO

Anaacutelises multitemporais satildeo importantes ferramentas para anaacutelise ambiental devido agrave

constacircncia no imageamento dos sateacutelites e sua relativa precisatildeo nas informaccedilotildees obtidas pelos

mesmos principalmente em objetos de estudos de grande porte como rios que percorrem

mais de um estado Ao longo do tempo eles passam por alteraccedilotildees em sua dinacircmica

naturalmente no entanto os seres humanos estatildeo cada dia a interferir mais nos cursos drsquoaacutegua

atividades como agricultura e pecuaacuteria satildeo grandes causadoras de impactos em tais ambientes

mas natildeo as uacutenicas

A necessidade por energia da sociedade contemporacircnea aumenta tanto quanto cresce a

populaccedilatildeo e seu acesso equipamentos eletrocircnicos que tornam a vida mais faacutecil

No Brasil a principal fonte de energia satildeo as hidreleacutetricas sendo 6488 de toda

capacidade brasileira em operaccedilatildeo e 223 e 2477 respectivamente em construccedilatildeo e

construccedilatildeo natildeo iniciados dos novos empreendimentos em energia no paiacutes seratildeo atraveacutes de

barragens em rios (ANEEL 2007) o rio Doce passou por uma intervenccedilatildeo em seu curso

iniciada no ano de 2001 em que se construiu uma dessas usinas com o nome da cidade em

que foi construiacuteda Aimoreacutes na divisa entre Espiacuterito Santo e Minas Gerais (CICCARONE et

al 2012)

Autores como COELHO 2007 analisaram o rio Doce em aspectos socioambientais

como crescimento e dinacircmica populacional industrial atividades econocircmicas entre outros

O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) disponibiliza uma vasta seacuterie de

imagens de alguns sateacutelites dentre eles o Landsat 5 lanccedilado em 1ordm de marccedilo de 1984 com

resoluccedilatildeo espacial de 30m captando diversos comprimentos de onda da luz que vatildeo desde o

visiacutevel ao infra-vermelho proacuteximo e orbita todo o globo a cada 16 dias (USGS 2017) Devido

essas caracteriacutesticas foi escolhido para analisar os impactos causados pela construccedilatildeo da

Hidreleacutetrica de Aimoreacutes

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

A aacuterea delimitada para o enfoque do trabalho se situa na

zona 24Sul da projeccedilatildeo transversa de Mercator no datum SIRGAS 2000 com as

coordenadas dos veacutertices sendo 276405 E (m) e 7889561 N (m) 276405 E (m) e 7823450

N(m) 425511 E (m) e 7823450 N (m) 425511 E (m) e 7889561 N (m) (Figura 1)

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

72

Figura 1 - Rio Doce com enfoque para a parte espirito santense Fonte Adaptado de

GEOBASES 2002

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

O rio Doce eacute objeto de estudo por geoacutelogos desde 1825 quando se tentou por parte do

governo da entatildeo Capitania de Minas Gerais realizar um projeto de navegabilidade do Rio

onde geoacutelogos acompanhavam as expediccedilotildees de comeacutercio que incursavam o Rio em procura

de recursos minerais principalmente ouro e outros metais (ESPINDOLA 2007)

Segundo a EMBRAPA (2011) encontram-se na aacuterea de estudo os seguintes tipos de

solos Cambissolos Haacuteplicos Latossolos Amarelos Distroacuteficos Latossolos Vermelho-

Amarelos Distroacuteficos Argissolos Amarelos Distroacuteficos Argissolos Vermelhos Eutroacuteficos

Neossolos Quartzarenicos Hidromoacuterifcos aleacutem de serem encontrados afloramentos rochosos

com manto de alteraccedilatildeo

Tais solos estatildeo distribuiacutedos em um contexto geomorfoloacutegico que varia de maciccedilos

plutocircnicos na parte oeste seguidos por uma faixa de dobramentos remobilizadas que satildeo

rochas metamoacuterficas de alto grau e por fim os depoacutesitos sedimentares recentes que vatildeo ateacute a

costa (IJSN 2007)

O clima predominante na aacuterea eacute o Tropical Quente Uacutemido com um a trecircs meses secos

tambeacutem ocorrendo na porccedilatildeo oeste proacuteximo agrave divisa com Minas Gerais o semi-uacutemido com

quatro a cinco meses seco com meacutedia de temperatura anual maior que 18deg Celsius e

localizadamente na porccedilatildeo sul o Tropical Subquente Uacutemido com quatro a cinco meses secos

(IBGE 2002)

O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave

distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais

Pincipalmente estas uacuteltimas ao qual se englobam os sateacutelites dentre eles a seacuterie Landsat

Tais dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

73

de onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos Seus sensores

acoplados captam sete bandas espectrais (FIGUEIREDO 2005)

Tais bandas podem ser associadas aos canais RGB (vermelho verde e azul) para o

realce de alguma feiccedilatildeo especiacutefica que tenha seu comportamento conhecido em determinado

espectro da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica o que eacute chamado de composiccedilatildeo colorida O sensor TM

do sateacutelite Landsat e suas 7 bandas captam as radiaccedilotildees do visiacutevel ao infravermelho distante

(a banda 1 capta o comprimento de 0485 microm e a banda 7 capta o de 2215 microm) (Figura 2)

(PERROTTA 2005)

Figura 2 - Radiaccedilotildees do Espectro Eletromagneacutetico Fonte SBFISICA (2010)

Segundo o INPE (2011) para combinaccedilatildeo no sistema RGB das bandas do sensor TM e

obtenccedilatildeo de imagens coloridas as seguintes feiccedilotildees satildeo realccediladas por cada composiccedilatildeo

ldquoBandas 3 2 e 1 imagens em cor natural com boa penetraccedilatildeo na aacutegua realccedilando as

correntes a turbidez e os sedimentos A vegetaccedilatildeo aparece em tonalidades esverdeadas

Bandas 4 3 e 2 define melhor os limites entre o solo e a aacutegua ainda mantendo algum detalhe

em aacuteguas pouco profundas e mostrando as diferenccedilas na vegetaccedilatildeo que aparece em

tonalidades de vermelho Bandas 5 4 e 3 mostra mais claramente os limites entre o solo e a

aacutegua com a vegetaccedilatildeo mais discriminada aparecendo em tonalidades de verde e rosa

Bandas 7 4 e 2 mostra a vegetaccedilatildeo em tons verdes e permite discriminar a umidade tanto na

vegetaccedilatildeo como no solordquo

MORAIS (2008) realizou um estudo em que analisaram uma seacuterie temporal de

imagens Landsat 5 para verificar as alteraccedilotildees da dinacircmica fluvial do rio Araguaia no Centro-

Oeste brasileiro neste estudo foi utilizada a composiccedilatildeo RGB-543 do sensor TM para

verificar a evoluccedilatildeo do canal com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da evoluccedilatildeo

da vegetaccedilatildeo na aacuterea Neste estudo ele separou o rio em zonas de acordo com vaacuterios fatores

bioacuteticos e abioacuteticos no entanto a classificaccedilatildeo final se deu de acordo com os processos

sedimentares estudando a variaccedilatildeo da deposiccedilatildeo e erosatildeo de ilhas em um rio meandrante

MAIA et al (2006) formularam um guia para estudos de manguezais do Nordeste em

que definiram o uso da mesma composiccedilatildeo utilizada por Morais para zoneamento de uso e

ocupaccedilatildeo de solo em que tinham o propoacutesito de observar diferentes feiccedilotildees geograacuteficas

antropizadas que aparecem na coloraccedilatildeo rosa tais feiccedilotildees satildeo lotes e aacutereas urbanas e corpos

de aacutegua que aparecem em azul claro quando rasos e vatildeo ficando escuros de acordo com o

aumento da sua profundidade

Em uma cena um mesmo alvo mostra diferentes comportamentos espectrais para as

diferentes bandas captadas pelos sensores (ZAKI et al 1995) e para que se consiga

interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-processamento entre elas

podemos citar o georreferenciamento e o contraste

O georreferenciamento das imagens se daacute atraveacutes de comparaccedilatildeo por exemplo uma

base cartograacutefica pontos de controle obtidos com um equipamento GPS ou uma outra

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

74

imagem previamente corrigida aplicando-se alguma teacutecnica de registro de imagem em que se

observa uma feiccedilatildeo e utilizam-se suas coordenadas para as mesmas feiccedilotildees na imagem que se

deseja georreferenciar por exemplo corpos drsquoaacutegua cruzamentos de ruas ou entatildeo qualquer

feiccedilatildeo que seja possiacutevel de se observar (CAMPBELL 2002)

O contraste que consiste em melhorar a visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons

de cinza utilizando-se de funccedilotildees lineares ou natildeo que modificam o histograma original

convertendo-o em outro que manteacutem a mesma variaccedilatildeo entre os tons de cinza no entanto com

um niacutevel de melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al 1984)

Apoacutes o preacute-processamento das imagens foi feita a composiccedilatildeo colorida pois a

distinccedilatildeo entre cores eacute mais faacutecil do que entre tons de cinza por isso atribui-se a cada banda

da imagem uma cor no sistema RGB para as feiccedilotildees captadas em cada banda sejam

evidenciadas por seus respectivos canais (MOHAMED 2012)

Os rios como exemplo de ambiente aquaacutetico satildeo reconhecidos pelos tipos de seus

canais que satildeo usualmente divididos em quatro principais tipos retiliacuteneos meandrantes

entrelaccedilado e anastomosado sendo divididos pela sua sinuosidade os retiliacuteneos satildeo os mais

retos os meandrantes os mais sinuosos e com barras de acumulaccedilatildeo de sedimentos em um

lado e deposiccedilatildeo em outro os entrelaccedilados possuem acumulaccedilotildees no meio e satildeo pouco

sinuosos jaacute os anastomosados conteacutem barras que os dividem e depois destas barras eles

voltam a se encontrar Essas formas satildeo padrotildees no entanto podem ser observadas

formas intermediaacuterias entre estes tipos (MENDES 1984)

Para DELLA FAacuteVERA (2001) os depoacutesitos de rios conteacutem variaccedilotildees de acordo com

o regime de fluxo sendo que ora podem ter gratildeos grossos ora gratildeos finos independente do

tipo de rio e satildeo na maioria das vezes transportados por meio de traccedilatildeo entre as partiacuteculas No

rio Doce a grande maioria dos depoacutesitos eacute da fraccedilatildeo areia a cascalho contendo

minoritariamente gratildeos na fraccedilatildeo silte

Nesse contexto MELLO et al (2005a e 2005b) e HATUSHIKA et al (2007)

realizaram estudos no rio Doce e perceberam que as mudanccedilas no curso do rio satildeo causadas

por uma neotectocircnica o que explica as mudanccedilas no curso do rio e a formaccedilatildeo do sistema de

lagos adjacente principalmente na cidade de Linhares-ES Realizaram inclusive um estudo

geofiacutesico de alta resoluccedilatildeo no maior dos lagos da regiatildeo a lagoa Juparanatilde e dataram que os

depoacutesitos desse lago satildeo iniciados a partir de 9000 anos indicando que este lago eacute um antigo

canal do rio Doce que foi alterado devido um sistema tectocircnico extensional com direccedilatildeo NW-

SE que gerou esta alteraccedilatildeo abrupta no curso do mesmo sendo assim possiacutevel encontrar

sedimentos arenosos neste rio com grande sinuosidade

O movimento das partiacuteculas de qualquer tamanho em um fluido se daacute por trecircs

mecanismos rolamento saltaccedilatildeo e suspensatildeo Em baixas velocidades de corrente apenas

partiacuteculas finas e de baixa densidade podem ser carregadas em suspensatildeo ainda nesse

regime as que estejam na fraccedilatildeo areia se movem por rolamento ou por saltaccedilatildeo minerais

placoacuteides como micas flutuam mais devido agrave sua alta superfiacutecie e demoram mais para

depositar Com um pequeno incremento da velocidade todas as variaccedilotildees de silte e algumas

de areia podem ser mantidas em suspensatildeo gracircnulos e seixos pequenos se movem por

saltaccedilatildeo e material mais grosso por rolamento Tais processos satildeo os mesmos na aacutegua e no

ar no entanto devido agrave massa e a viscosidade da aacutegua serem maiores nela satildeo mais efetivos

necessitando de menor velocidade nesta do que no ar A faixa em que ocorre erosatildeo e

deposiccedilatildeo de sedimentos relativos agrave velocidade do fluxo altura da coluna drsquoaacutegua e

o tamanho de gratildeo (NICHOLS 2007)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

75

METODOLOGIA

Para realizaccedilatildeo do trabalho foi necessaacuteria a obtenccedilatildeo das imagens do sensor TM do

sateacutelite Landsat 5 nas oacuterbitas 215 e 216 nos pontos 73 e 74 Tais imagens estatildeo disponiacuteveis

gratuitamente no endereccedilo eletrocircnico do INPE Para que se possa descarregar as imagens eacute

necessaacuterio efetuar um cadastro junto ao site (httpwwwdgiinpebrCDSR) e escolher as

oacuterbitas e os pontos que satildeo desejados apoacutes isso faz-se o pedido e as imagens satildeo

disponibilizadas no email cadastrado com as sete bandas disponiacuteveis

Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem de

distintas estaccedilotildees do ano para que houvesse alternacircncia entre o periacuteodo de seca e de chuva

pois assim seria possiacutevel observar as variaccedilotildees extremas da dinacircmica fluvial O Quadro 1

mostra as imagens que melhor se encaixaram nesse perfil durante o periacuteodo analisado que eacute

antes da construccedilatildeo da Hidreleacutetrica de Aimoreacutes e depois de sua construccedilatildeo no total foram

obtidas trinta e seis imagens que foram utilizadas para compor nove cenas destas foram

utilizadas trecircs bandas de cada (5 4 e 3)

Quadro 1 - Descriccedilatildeo das caracteriacutesticas das imagens de sateacutelite utilizadas Fonte

Autores

Cena 1

Cena 2

Cena 3

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

21673 15022001

21673 11092001

21673 13062003

21674 15022001

21674 11092001

21674 13062003

21573 08022001

21573 19082001

21573 22062003

21574 08022001

21574 19082001

21574 22062003

Cena 4

Cena 5

Cena 6

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

21673 19102003

21673 23072006

21673 20032007

21674 19102003

21674 23072006

21674 05042007

21573 10092003

21573 14062006

21573 13032007

21574 10092003

21574 14062006

21574 29032007

Cena 7

Cena 8

Cena 9

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

21673 27082007

21673 12052009

21673 21072011

21674 27082007

21674 12052009

21674 21072011

21573 20082007

21573 19042009

21573 30072011

21574 20082007

21574 19042009

21574 30072011

As imagens depois de descarregadas necessitaram que fosse realizado seu preacute-

processamento em ambiente de Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu

em georreferenciaacute-las utilizando como paracircmetro de comparaccedilatildeo as ortofotos do IEMA

(2007) aplicaccedilatildeo de contraste linear aumentando linearmente os tons de cinza no entanto

mantendo a proporccedilatildeo original Este procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5

4 e 3 para todas as nove cenas

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

76

Foram utilizadas as imagens preacute-processadas com seus tons de cinza individualmente

realccedilados para entatildeo ser feita a composiccedilatildeo colorida RGB (543) Segundo Florenzano (2008)

essa composiccedilatildeo colorida realccedila corpos drsquoaacutegua com baixa e alta carga sedimentar suspensa

ficando estes com coloraccedilatildeo azul escuro e azul claro respectivamente

Cada banda realccedila uma feiccedilatildeo especiacutefica sendo que a para o sensor utilizado a banda

3 oferece boa resposta com corpos drsquoaacutegua e evidencia caracteriacutesticas como o teor de

sedimentos presentes neles ou suas profundidades sendo maior a reflectacircncia para alta carga

sedimentar e maiores profundidades

Foram observados nas imagens os locais em que haviam barras de acumulaccedilotildees de

sedimentos ao longo do curso do rio (Figura 3) A partir dessas imagens foi realizado o

trabalho de campo entre os dias 03 e 06 de julho de 2013 onde foram coletados 12

testemunhos com um metro de profundidade e diacircmetro de 60 mm cada com o intuito de

fazer a anaacutelise textural dos sedimentos para avaliar o potencial de transporte sedimentar do

rio apoacutes a construccedilatildeo da barragem da Usina Hidreleacutetrica de Aimoreacutes Foram marcados os

locais com equipamento GPS de navegaccedilatildeo da marca Garminreg o percurso foi feito em

veiacuteculo da UFES

O processo de amostragem em campo (Figura 4A B C D E e F) consistiu em inserir

os tubos nos sedimentos com auxiacutelio de uma marreta e posteriormente retiraacute-lo com auxiacutelio de

duas abraccediladeiras de metal contendo quatro parafusos que as prendiam e facilitava a retirada

Tal processo foi dificultado devido ao fato dos sedimentos em alguns pontos estarem com

alto teor de umidade Depois de retirados os tubos eram identificados e lacrados com tampas

tal teacutecnica eacute similar no entanto mais simples que a utilizada por MARTIN et al(1995)

Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de

sedimentologia da UFES onde foram preparadas para as seguintes anaacutelises textural

granulomeacutetrica e mineraloacutegica

O primeiro passo foi abrir os tubos sem danificar ou perder o material contido em seu

interior (Figura 5A e B)

Apoacutes abertos os tubos foram deixados um dia expostos ao sol para que fossem

previamente secos para posterior anaacutelise textural preliminar que implicou na observaccedilatildeo do

grau de arredondamento dos sedimentos feita utilizando uma lupa binocular Coleman em

toda a seccedilatildeo amostrada misturando-se parte dos sedimentos e colocando-os em uma placa

petri

Os sedimentos foram passados por um quarteador para homogeneizaccedilatildeo da amostra e

obtidos no miacutenimo cinquenta gramas de amostra pois segundo FOLK (1980) eacute o miacutenimo

necessaacuterio para anaacutelise de sedimentos na fraccedilatildeo areia ou superior E colocados em uma placa

petri utilizando-se uma placa para cada amostra pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo de

dois diacutegitos foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada

placa e colocados na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24

horas Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados

durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz em agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de

peneiras de malhas 4760 2000 1410 500 250 125 74 37 microm

Entatildeo as fraccedilotildees dos sedimentos retidos em cada peneira foram pesadas para posterior

processamento no software Gradistat (Blott e Pye 2001) Este software eacute uma macro feita no

Excelreg para suiacutete de aplicativos Officereg da Microsoftreg ou compatiacuteveis que ao se inserir os

pesos obtidos calcula alguns paracircmetros texturais como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo

assimetria e curtose usando os paracircmetros definidos por FOLK E WARD (1957)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

77

Figura 3 - Pontos onde houve visitaccedilatildeo em alguns natildeo foi possiacutevel realizar amostragem Fonte Modificado de GEOBASES 2002

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

78

Figura 4 - Processo de amostragem em campo A ndash Equipamentos utilizados B ndash Inserccedilatildeo e

identificaccedilatildeo dos tubos C ndash Teacutermino da inserccedilatildeo D ndash Retirada da amostra E ndash Abertura das

abraccediladeiras F ndash Finalizaccedilatildeo do processo de abertura Fonte Autores

Figura 5 - Corte dos tubos utilizando uma serra eleacutetrica com disco diamantado A - Processo

de corte e B - Tubo cortado Fonte Autores

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

79

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Depois de processadas e analisadas as imagens orbitais delimitou-se oito segmentos

do rio (Figura 6) em que foram feitos recortes nas nove imagens e colocadas lado a lado para

melhor visualizaccedilatildeo das mudanccedilas no curso ao longo do periacuteodo analisado

Nas imagens eacute possiacutevel observar as variaccedilotildees sazonais ao qual o rio eacute submetido no

trecho estudado onde em determinadas eacutepocas do ano ele expotildee as barras de acumulaccedilatildeo e

em outras ele as afoga isso devido agrave sazonalidade natural das estaccedilotildees mais e menos

chuvosas em seu percurso

Para cada segmento foi realizado um mosaico com as nove imagens da seacuterie temporal

No mosaico as imagens estatildeo numeradas de um a nove como numa matriz de trecircs

linhas por trecircs colunas nesta a numeraccedilatildeo cresce da esquerda para direita sendo as imagens

de um a trecircs na primeira linha de quatro a seis na segunda e por fim de sete a nove na

terceira sendo as datas das imagens fevereiro de 2001 Agosto e Setembro de 2001 junho de

2003 setembro e outubro de 2003 junho de 2006 marccedilo de 2007 outubro de 2007 abril e

maio de 2009 e julho de 2011 respectivamente

Em algumas imagens a cobertura de nuvens eacute excessiva e impede uma boa

visualizaccedilatildeo das variaccedilotildees ocorridas

Figura 6 - Mapa de localizaccedilatildeo das imagens da seacuterie temporal sobrepondo relevo

sombreado recursos hiacutedricos e pontos coletados Fonte Modificado de GEOBASES (2002) e

USGS (2011)

Os segmentos em que satildeo observadas maiores mudanccedilas no curso do rio satildeo

respectivamente ldquoArdquo e ldquoHrdquo

No primeiro estaacute localizada a barragem da hidreleacutetrica e o desvio construiacutedo no curso

do rio um canal de grande porte que eacute possiacutevel ser visualizada sua construccedilatildeo desde o iniacutecio

em 2001 que em 2006 ele jaacute estava com fluxo sedimentar a usina jaacute operava nesta eacutepoca

Nas subimagens A1 A3 A6 e A8 eacute possiacutevel observar uma coloraccedilatildeo azul mais clara no curso

do rio fato devido agrave corresponderem ao periacuteodo de maior pluviosidade e consequente maior

carga sedimentar suspensa (Figura 7)

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

80

No segundo observa-se uma estrutura que segue o curso do rio e quando este faz a

curva para sul ele continua para leste (seta nas imagens H1 a H9 da figura 8) um pouco a

norte do ponto XII com exceccedilatildeo das imagens H4 e H5 o que parece ser um paleocanal que

desembocava no mar apresentando a mesma resposta espectral de aacutereas de margem que satildeo

tomadas pela vegetaccedilatildeo (cor verde clara)

A imagem H1 apresenta poucas acumulaccedilotildees de sedimentos no local em que foi

marcado o ponto XII aparentemente natildeo eacute possiacutevel de ser acessado pela margem Na imagem

H2 satildeo exibidos muitos bancos de areia o do local onde foi marcado o ponto XII tem pequena

extensatildeo Nota-se ainda que o mar exibe uma coloraccedilatildeo azul clara indicando carga

sedimentar suspensa

A imagem H3 conteacutem uma grande acumulaccedilatildeo no ponto XII e carga suspensa

intermediaacuteria pelo tom de azul natildeo ser tatildeo escuro nem tatildeo claro ficando mais escuro em

direccedilatildeo ao mar

Na parte visiacutevel da imagem H5 percebe-se pouca profundidade do canal indicada pela

cor azul escuro com barras de sedimentos no curso e baixa carga suspensa A imagem H6

exibe a barra lateral e com dimensatildeo reduzida no meio do rio natildeo eacute possiacutevel distinguir

acumulaccedilotildees sazonais apenas as ilhas vegetadas

A imagem H7 exibe acumulaccedilatildeo no ponto XII e pequenas barras ao longo do curso

aleacutem de baixa carga suspensa mostradas pela coloraccedilatildeo azul escuro A imagem H8 eacute de um

periacuteodo de cheia do rio no entanto eacute observado um pequeno banco de areia no local do ponto

XII

Nota-se que na imagem H9 a carga sedimentar no mar eacute maior que nas imagens

anteriores devido agrave pluma de sedimentos de cor azul clara e que aparentemente o rio estaacute

mais raso proacuteximo agrave desembocadura devido as barras no seu curso serem maiores que nos

anos anteriores Sendo a carga suspensa baixa e como o mar conteacutem uma pluma sedimentar

maior que nos anos anteriores o processo de transporte que pode estar ocorrendo

pode ser o de traccedilatildeo com posterior retrabalhamento

Todas as amostras foram obtidas a jusante da barragem da Usina Hidreleacutetrica de

Aimoreacutes Com a anaacutelise dos sedimentos de acordo com a metodologia citada anteriormente

foram obtidos os resultados que seratildeo expostos a seguir

O arredondamento observado nas amostras varia de anguloso a sub anguloso nas

amostras obtidas ateacute o ponto 8 os seguintes passam a apresentar o grau sub anguloso a

arredondado raramente bem arredondado A mineralogia apresentou predominacircncia de

quartzo variando entre 95 a 97 das amostras devido a este fato natildeo foram

caracterizados com detalhe os outros minerais que compunham as amostras sendo

observados micas muscovita biotita lepidolita granada epidoto e minerais ferrosos como

ilmenita e magnetita Tais minerais satildeo compatiacuteveis com as rochas da regiatildeo o que jaacute era

esperado

Os paracircmetros adotados para interpretaccedilatildeo dos dados foram os de FOLK E WARD

(1957) citados por BLOTT E PYE (2001) no software GRADISTAT pois satildeo formas

descritivas que se relacionam com as caracteriacutesticas dos sedimentos ao inveacutes de valores

numeacutericos obtidos puramente por caacutelculos matemaacuteticos O resultado das anaacutelises eacute o exibido

no Quadro 2

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

81

Figura 7 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a

hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)

Figura 8 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a

hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

82

Quadro 2 - Resultados obtidos a partir do software GRADISTAT Fonte Autores

Amostra Granulometria

Mediana Selecionamento Assimetria Curtose

I Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado Assimetria Negativa

Extremamente

Leptocuacutertica

II Areia Meacutedia

Moderadamente

Selecionado

Assimetria Muito

Negativa Leptocuacutertica

III Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado Assimetria Negativa Mesocuacutertica

IV Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado Assimetria Negativa

Extremamente

Leptocuacutertica

V Areia Grossa

Pouco

Selecionado

Assimetria Muito

Positiva Mesocuacutertica

VI Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Mesocuacutertica

VII Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado

Assimetria Muito

Positiva Paticuacutertica

VIII Areia Meacutedia

Moderadamente

Selecionado Simeacutetrico Platicuacutertica

IX Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica

X Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica

XI Areia Grossa

Pouco

Selecionado

Assimetria Muito

Positiva Leptocuacutertica

XII Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica

A assimetria eacute o grau de desvio de uma curva no sentido horizontal podendo esse

desvio ser positivo ou negativo medindo a distribuiccedilatildeo da frequecircncia e marca a posiccedilatildeo da

meacutedia em relaccedilatildeo agrave mediana descrevendo se a curva eacute ou natildeo simeacutetrica Sendo assimeacutetrica

pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado das fraccedilotildees grossas ou das finas

podendo ser negativa ou positiva respectivamente (TAVARES et al 2010)

Esse padratildeo de distribuiccedilatildeo das granulometrias areia meacutedia com assimetria negativa

ateacute a amostra IV indica que os depoacutesitos foram mais retrabalhados talvez porque se

encontram em porccedilotildees de acumulaccedilotildees de sedimentos com maior porte o que as torna

naturalmente mais retrabalhaacuteveis Jaacute os padrotildees das amostras pouco selecionadas satildeo

depoacutesitos de menores dimensotildees e podem estar em processo de formaccedilatildeo Ou entatildeo foram

erodidos no uacuteltimo pulso de cheia e estatildeo em processo de reformulaccedilatildeo Esse conceito eacute

explicado em NICHOLS (2007) sendo o padratildeo deposicional de um rio entrelaccedilado

A anaacutelise da curtose reforccedila tal argumento pois quanto mais platicuacuterticas as

distribuiccedilotildees os sedimentos tendem a ser misturas de populaccedilotildees diferentes e quando

leptocuacuterticas satildeo afetados por correntes de fundo ou algum evento deposicional que

removeu alguma fraccedilatildeo Os que estatildeo mesocuacuterticos natildeo fornecem consistecircncia para

afirmaccedilatildeo alguma assim como observado por Tavares et al(2010) em um contexto

semelhante

Proacuteximo a represa no ponto II observam-se gratildeos em fraccedilotildees denominadas por FOLK

E WARD (1957) como cascalho muito grosso sendo um ambiente de alta energia pois

quando as comportas satildeo abertas liberam toda energia potencial que estava acumulada

diminuindo gradativamente conforme vatildeo sendo fechadas causando a deposiccedilatildeo destes

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

83

sedimentos que tem o caraacuteter bem arredondado em sua maioria tal fato indica seu

retrabalhamento e transporte por rolamento

No ponto IV ao cavar poucos centiacutemetros a partir da superfiacutecie eacute possiacutevel observar

estratificaccedilatildeo cruzada de baixo acircngulo com um niacutevel de minerais pesados tornando-a mais

visiacutevel tal fato indica deposiccedilatildeo de material em suspensatildeo

Na cidade de Colatina observam-se largos bancos de areia que estreitam o rio no

ponto amostral VI

No bairro Bebedouro em Linhares Ponto IX foi observado na margem do rio um

padratildeo deengrossamento para o topo com seixos imbricados ou seja mostram-se aqui as

fraccedilotildeesmais finas na base e um evento que depositou estes sedimentos mais grosseiros por

traccedilatildeo devido ao seu imbricamento

Proacuteximo agrave foz do rio eacute encontrado um niacutevel de minerais pesados finos

Tais niacuteveis de finos satildeo encontrados junto com a amostra XII que predomina a

granulometria grossa o graacutefico da distribuiccedilatildeo nesta amostra tem assimetria positiva ou seja

a tendecircncia para fraccedilotildees menores Analisando o caraacuteter muito leptocuacutertico da amostra

evidencia-se que foram eventos deposicionais distintos que trouxeram tais sedimentos para

este local Fator indicativo das variaccedilotildees do gradiente energeacutetico do rio

CONCLUSAtildeO

As evidentes variaccedilotildees na dinacircmica fluvial do Doce satildeo visualizadas em diversas

escalas e conjunto de dados observados Seja nas imagens de sateacutelite seja nos bancos de areia

ora submersos ora emersos ainda quando se analisa as fraccedilotildees dos sedimentos presentes nos

mesmos

A maior presenccedila de sedimentos grosseiros na parte jusante do rio e sua tendecircncia a

afinar a fraccedilatildeo assimetria muito positiva eacute evidecircncia de uma perda de energia do rio que

devido sua alta energia tendia a carregar sedimentos mais grossos vem agora diminuindo seu

poder de transporte dessas fraccedilotildees e comeccedila a acumular material mais finoSeu caraacuteter de rio

entrelaccedilado anterior pode estar variando a um padratildeo anastomosado de menor energia

A construccedilatildeo de hidreleacutetricas em rios inegavelmente altera seus cursos A questatildeo a se

fazer nesse momento eacute a seguinte O dano causado ao rio gera benefiacutecios que compensa sua

degradaccedilatildeo A resposta eacute relativa gera benefiacutecios a quem Agraves empresas que lucram com a

venda da energia obviamente a resposta eacute sim Agrave populaccedilatildeo que depende e sempre dependeu

do rio para suas diversas atividades sejam quais forem a resposta evidentemente eacute natildeo

Esperamos que um dia a preservaccedilatildeo do meio ambiente seja a prioridade da sociedade ao

inveacutes dos lucros de alguns poucos indiviacuteduos

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MOHAMED I N L Verstraeten G Analyzing dune dynamics at the dune-field scale

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MORAIS R P Estimativa da intensidade dos processos de remoccedilatildeo e remobilizaccedilatildeo de

sedimentos da planiacutecie aluvial do meacutedio Rio Araguaia por erosatildeo fluvial In VII Simpoacutesio

Nacional de Geomorfologia SINAGEO e II Encontro Latino-Americano de Geomorfologia

Belo Horizonte Anais VII Simpoacutesio Nacional de Geomorfologia SINAGEO e II Encontro

Latino-Americano de Geomorfologia Dinacircmica e Diversidade de Paisagens Belo Horizonte

EditoraTecArt 2008

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ComputationalStatistics amp Data Analysis 20 75-971995

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Cachoeiro de Itapemirim ES

sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES

sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da

Sauacutede Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

89

Capiacutetulo 6

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

Rafael de Oliveira Costasup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3 Carlos

Henrique Rodrigues de Oliveira4

INTRODUCcedilAtildeO

Podemos caracterizar as zonas costeiras com base na sua localizaccedilatildeo geograacutefica

continente oceano Estas satildeo regiotildees sujeitas a contiacutenuas alteraccedilotildees morfodinacircmicas e

apresentam grande variabilidade temporal e espacial em funccedilatildeo dos processos continentais e

marinhos Evidenciando a dinacircmica erosiva e deposicional caracterizada pela accedilatildeo das ondas

mareacutes correntes costeiras e tambeacutem a accedilatildeo fluvial (SILVA et al 2004)

Essas accedilotildees movimentam continuamente as linhas de costa muitas vezes na mesma

direccedilatildeo mas frequentemente em direccedilotildees opostas Como resultado a forma da linha de costa

sofre alteraccedilotildees (WILLIAMS et al 1992)

Ambientes costeiros associados agrave foz de rios estatildeo sujeitos a constantes alteraccedilotildees

morfodinacircmicas originados tanto por processos fluviais como marinhos Areias e outros

materiais satildeo movidos para a praia ou fora dela por correntes e ondas Com isso os

movimentos sazonais dos materiais costeiros criam usualmente amplas praias no veratildeo

substituiacutedas por estreitas praias no inverno em um verdadeiro ciclo anual Durante a accedilatildeo das

mareacutes de tempestades vaacuterias aacutereas podem ser inundadas em questatildeo de horas

Sendo assim conhecer os agentes que atuam na variaccedilatildeo morfodinacircmica levando em

consideraccedilatildeo o espaccedilo-tempo das diferentes regiotildees costeiras eacute de suma importacircncia

principalmente para esse estudo que eacute associado a desembocadura do rio pois dessa forma eacute

possiacutevel estabelecer cenaacuterios com base no comportamento desse ambiente que deve ser

utilizado como fator para o planejamento do uso e ocupaccedilatildeo do solo e tambeacutem para o

desenvolvimento de projetos de engenharia que venham a interferir na dinacircmica sedimentar

costeira (SILVA et al 2004)

Com base no exposto este trabalho tem como objeto de estudo principal a constituiccedilatildeo

e a variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo associado agrave foz do rio Itapemirim Este estudo

tem como base a anaacutelise histoacuterica das variaccedilotildees morfoloacutegicas ocorridas no local e sua relaccedilatildeo

com a descarga liacutequida do rio que seraacute feita por meio de anaacutelises de imagens em uma seacuterie

temporal Aleacutem de contar com a anaacutelise da atual contribuiccedilatildeo do aporte de sedimentos

fluviais na constituiccedilatildeo e variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo que seraacute feito por meio de

anaacutelise sedimentoloacutegicas

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

O Rio Itapemirim tem suas nascentes mais distantes localizadas na Serra do Caparaoacute

formadas pelos rios Braccedilo Norte Esquerdo e Braccedilo Norte Direito que se unem no municiacutepio

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

90

de Alegre Mais a jusante as aacuteguas do Itapemirim recebem contribuiccedilatildeo do rio Castelo no

distrito de Coutinho municiacutepio de Cachoeiro de Itapemirim O uacuteltimo grande afluente antes

da desembocadura no Oceano Atlacircntico eacute o Rio Muqui que junta-se ao Itapemirim no

municiacutepio de Itapemirim desaguando na altura de Marataiacutezes no Espiacuterito Santo

A aacuterea de trabalho localiza-se entre as coordenadas UTM E 308000 m e N 7682000

m E 320000 m e N 7682000 m E 320000 m e N 7672000 m E 308000 m e N 7672000

m (Figura 1)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo Fonte Autores

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL

SENSORIAMENTO REMOTO

O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave

distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais Tais

dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos de

onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos (FIGUEIREDO

2005) Um exemplo eacute o sateacutelite Landsat que utiliza os sensores instalados na oacuterbita e capta

sete bandas espectrais

Essas bandas podem estar associadas aos canais RGB (red - vermelho green - verde e

blue - azul) que satildeo utilizadas para obter um realce de uma determinada feiccedilatildeo formando a

composiccedilatildeo colorida De acordo com INPE (2011) no sistema RGB as bandas 5 4 e 3 do

sensor TM quando combinadas mostram mais claramente os limites entre o solo e a aacutegua

com a vegetaccedilatildeo natildeo tatildeo evidente aparecendo em tonalidades de verde e rosa

Em um estudo no rio Araguaia localizado na porccedilatildeo Centro-Oeste do Brasil Morais

(2008) analisou uma seacuterie temporal com imagens do Landsat 5 com o intuito de verificar a

alteraccedilatildeo da dinacircmica fluvial utilizando as bandas 5 4 e 3 do sensor TM e com isso pode

verificar a evoluccedilatildeo do canal do rio com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da

evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

91

PROCESSAMENTO E INTERPRETACcedilAtildeO DE IMAGENS

Para que se consiga interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-

processamento entre elas podemos citar o georreferenciamento e o contraste O contraste eacute

feito para que ocorra uma melhor visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons de cinza

atraveacutes da modificaccedilatildeo do histograma original formando outro que iraacute manter a mesma

variaccedilatildeo entre os tons de cinza poreacutem com uma melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al

1984)

O georreferenciamento eacute o processo de atribuir coordenadas geograacuteficas a pontos na

imagem ou vetor como por exemplo uma feiccedilatildeo de faacutecil observaccedilatildeo e identificaccedilatildeo nas duas

imagens e que tenha coordenada conhecida para se aplicar a teacutecnica de registro de imagem ou

ainda utilizando pontos de controle (CAMPBELL 2002)

MEacuteTODO GPR

O meacutetodo de radar de penetraccedilatildeo no solo (GPR) eacute um meacutetodo eletromagneacutetico que

consiste em obter uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie atraveacutes da transmissatildeo e

reflexatildeo de ondas eletromagneacuteticas de altas frequecircncias (10 ndash 1000 MHz) para localizar

feiccedilotildees geoloacutegicas rasas ou objetos enterrados pelo homem O princiacutepio fiacutesico e a

metodologia de aquisiccedilatildeo de dados GPR satildeo semelhantes agrave teacutecnica de reflexatildeo siacutesmica e a

teacutecnica de sonar poreacutem o GPR fundamenta-se na transmissatildeo e reflexatildeo de ondas

eletromagneacuteticas (EM) (PORSANI 1999)

O equipamento de GPR (Figura 2) eacute composto de um par de antenas um gerador de

ondas eletromagneacuteticos antena transmissora e um sistema para registro destas ondas a antena

receptora Uma das antenas eacute usada para transmitir um sinal eletromagneacutetico atraveacutes da

subsuperfiacutecie ao passo que a outra capta estes sinais apoacutes a sua reflexatildeo por diferentes alvos

no subsolo A propagaccedilatildeo do sinal EM depende da frequecircncia do sinal transmitido e das

propriedades eleacutetricas dos materiais as quais dependem principalmente do conteuacutedo de aacutegua

presente no solo Topp (1980 citado por BORGES 2002) sendo a atenuaccedilatildeo do sinal da

onda EM proporcional ao conteuacutedo de aacutegua Quando o pulso transmitido encontra mudanccedilas

abruptas nas propriedades dieleacutetricas parte da energia eacute refletida e difratada sendo captada

em superfiacutecie pela antena receptora A energia refletida eacute registrada em funccedilatildeo do tempo de

atraso amplificada e digitalizada atraveacutes de um computador posteriormente o resultado do

processamento dos dados disponibiliza uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie

(BORGES 2002)

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

92

Figura 2 - Constituintes baacutesicos do GPR Fonte Neal (2004)

CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL

Segundo Almeida (1977) a aacuterea estudada estaacute inserida regionalmente agrave leste da

Proviacutencia Mantiqueira que eacute paralela agrave costa atlacircntica do sudeste e sul do Brasil delineando

uma faixa de direccedilatildeo NE-SW com mais de 3000 km de comprimento que se estende do sul

da Bahia ateacute o Uruguai Localizada a leste do Craacuteton Satildeo Francisco aleacutem de fazer limite com

as proviacutencias Tocantins Satildeo Francisco e Paranaacute e eacute bordejada ao leste pela margem

continental e pelas bacias costeiras do Espiacuterito Santo Campos Santos e Pelotas

O embasamento da Formaccedilatildeo Barreiras estudada compreende rochas do Complexo

Paraiacuteba do Sul que de acordo com RADAMBRASIL (1983) constitui gnaisses de idade

Neoproterozoacuteica Estas rochas fazem contato com o Complexo Juiz de Fora que

constituemrochas de origem iacutegnea representadas por granitos gabros e charnockitos datadas

do Paleoproterozoacuteico

Sobre este embasamento depositam-se na regiatildeo os sedimentos Cenozoacuteicos

continentais classificado por Amador (1982) como Grupo Barreiras e devido a seus estudos

permitiu uma individualizaccedilatildeo de uma unidade lito-estratigraacutefica com idade Neoacutegena

Na Figura 3 estaacute evidenciando a aacuterea de estudo no mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo

podendo observar duas litologias diferentes na aacuterea demarcada que fica bem evidenciado na

Figura 4

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

93

Figura 3 - Mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo abrangendo a aacuterea investigada neste

estudoFonte Adaptado de Bizzi et al (2013)

Figura 4 - Coluna litoestratigraacutefica do Espiacuterito Santo com ecircnfase nas litologias presente na

aacuterea Fonte Adaptado de Bizzi et al (2013)

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

94

GRUPO BARREIRAS

O Grupo Barreiras foi agrave primeira unidade estratigraacutefica documentada no Brasil

ocorrendo ao longo do litoral brasileiro desde o Rio de Janeiro ateacute o estado do Amapaacute

recobrindo depoacutesitos sedimentares do mesozoacuteicos de diversas bacias costeiras (BEZERRA et

al 2005)

Os estudos sobre os depoacutesitos correspondentes ao Barreiras foram empregados pela

primeira vez quando Branner (1902 citado por AMADOR 1982) fez a primeira referecircncia a

esta unidade caracterizando-a como ldquouma sucessatildeo contiacutenua de sedimentos pouco ou natildeo

consolidados presentes na costa nordestinardquo

De acordo com Arai (2006) a regularidade no modo de ocorrecircncia e na caracteriacutestica

litoloacutegica eacute incompatiacutevel com a origem continental utilizada tradicionalmente para

caracterizar a origem do Barreiras o que constitui um misteacuterio sua procedecircncia pela

existecircncia de estudos com evidecircncias que revelam seu caraacuteter marinho da mesma forma que

a idade do Grupo Barreiras tem sido motivo de muita controveacutersia entre diversos autores em

funccedilatildeo de seu pobre conteuacutedo fossiliacutefero a sua vasta distribuiccedilatildeo e variaccedilatildeo espacial Na

literatura mais antiga a idade variava de Oligo-mioceno a Plioceno Segundo Bezerra et al

(2005) a idade da Formaccedilatildeo Barreiras tem sido atribuiacuteda ao intervalo de tempo que varia do

Mioceno ateacute o Plioceno-Pleistoceno

Recentemente Arai (2006) subdividiu o Grupo Barreiras em duas unidades distintas de acordo

com seus periacuteodos de deposiccedilatildeo Barreiras Inferior e Superior

A unidade Barreiras Inferior representa a eacutepoca em que a margem continental

brasileira recebia depoacutesitos duratte a transgressatildeo ocorrida no intervalo Aquitaniano ndash

Serravaliano (Eomioceno a Mesomioceno) acumulando uma grande quantidade de

sedimentos nas aacutereas hoje emersas do continente Esses depoacutesitos transgressivos e de mar alto

satildeo reconhecidos sob a forma de unidades litoestratigraacuteficas quase contiacutenuas ou em formas

mais isoladas tendo sido sedimentados principalmente na regiatildeo litoracircnea que atualmente se

estende da Foz do Amazonas ao estado do Rio de Janeiro onde o relevo plano teria

propiciado o avanccedilo do onlap para continente adentro (ARAI 2006)

Uma discordacircncia erosiva Tortoniana (Mioceno) delimita a interface entre as duas

Unidades distintas A discordacircncia representa uma queda eustaacutetica provocada por um periacuteodo

de glaciaccedilatildeo no Neoacutegeno sendo identificada em seccedilotildees siacutesmicas onde eacute reconhecida como

ldquoMarco Cinzardquo A idade Tortoniana foi atribuiacuteda atraveacutes da dataccedilatildeo de nanofoacutesseis Discoaster

hamatus (N-630) e D neorectus (N-635) Viana et al (1990 citado por ARAI 2006)

A unidade Barreiras Superior foi depositada durante o Plioceno que de acordo com as

curvas eustaacuteticas propostas por Haq Hardenbol e Vail (1987 citado por ARAI 2006) teria

ocorrido uma nova transgressatildeo e muitas das aacutereas erodidas receberam uma nova cobertura

sedimentar constituindo o ldquoBarreiras Superiorrdquo

CARACTERIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO

A aacuterea de estudo apresenta topografia variando de suavemente ondulada a plana

sendo que 84 de suas aacutereas possuem declividade abaixo de 30 O tipo de solo

predominantemente eacute o latossolo vermelho amarelo distroacutefico com fertilidade variando de

meacutedia a baixa textura areno-argilosa apresentando pH em torno de 50 com baixos teores de

mateacuteria orgacircnica exigentes em complementaccedilatildeo de fertilizantes e correccedilatildeo de solos A

temperatura meacutedia anual eacute de 22ordm C ficando as maacuteximas entre 28ordm C e 30ordm C enquanto que as

miacutenimas giram em torno de 15ordm C O litoral capixaba possui um regime micromareal (micro-

mareacute) cuja amplitude de mareacute segundo DHN (1994) varia de 140 m a 150 m atingido

durante a mareacute de siziacutegia a amplitude de cerca de 170 m O clima eacute quente poreacutem

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

95

amenizado pelas fortes brisas marinhas A meacutedia anual de precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica situa-se

em torno de 900 mm (ALBINO 1999)

METODOLOGIA

Os materiais cartograacuteficos utilizados para processamento dos dados deste trabalho satildeo

provenientes do Geobases (2002) e compreendem curva de niacutevel drenagem limites e vias

de acesso

As imagens Landsat e RapidEye foram retiradas do endereccedilo eletrocircnico do INPE e do

MMA (Ministeacuterio do Meio Ambiente) respectivamente

O processamento dos dados foi realizado por meio do software Arcgis 103 e Spring

526 Os dados estatiacutesticos foram gerados pelo software Gradstat e os perfis do GPR foram

processados pelo programa Reflex

O GPS de navegaccedilatildeo foi utilizado como uma ferramenta para identificaccedilatildeo dos pontos

no campoUtilizou-se ainda um GPS topograacutefico para georreferenciamento das seccedilotildees de

GPR

OBTENCcedilAtildeO DAS IMAGENS DE SATEacuteLITE

O trabalho foi realizado a partir de imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 sensor TM e de

imagens do sateacutelite RapidEye no periacuteodo de 2001 agrave 2014 sendo analisadas anualmente

Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem das mesmas

estaccedilotildees do ano para natildeo influenciar na anaacutelise de deposiccedilatildeo dos sedimentos por conta da

diferenccedila de quantidade de partiacuteculas que podem ser carreadas nos momentos de chuva e de

seca

PROCESSAMENTO DAS IMAGENS

As imagens Landsat tiveram que passar por preacute-processamento em ambiente de

Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu em georreferenciaacute-las utilizando

como paracircmetro de comparaccedilatildeo as imagens RapidEye aplicaccedilatildeo de contraste linear

aumentando linearmente os tons de cinza no entanto mantendo a proporccedilatildeo original Este

procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5 4 e 3 Sendo muito semelhante a

metodologia aplicada por Mohamed (2012)

Foi feita uma composiccedilatildeo RGB-543 das imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 para

auxiliar na interpretaccedilatildeo

ETAPA DE CAMPO

Foram observados nas imagens os locais de mais faacutecil acesso para coleta dos

sedimentos (Figura 5) que foram coletados com auxiacutelio de uma paacute e foram armazenados em

sacos plaacutesticos para posterior anaacutelise granulomeacutetrica Os locais de coleta foram marcados com

o GPS (Global Positioning System) de navegaccedilatildeo (Tabela 1)

Com o auxiacutelio do GPR (Ground Penetrating Radar) foram levantados dados de sub-

superfiacutecie com dois tipos de antenas diferentes (200 e 400 MHz) e para uma melhor

amarraccedilatildeo dos dados estes foram coletamos atraveacutes de um DGPS (Differential Global

Positioning System) podendo assim observar como ocorreu o momento de sedimentaccedilatildeo do

local

Foram feitos dois perfis com o GPR em uma ilha que se conecta com a praia pelo

espigatildeo construiacutedo na desembocadura do rio esse equipamento foi utilizado nessa localidade

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

96

para que se tente observar a deposiccedilatildeo dos sedimentos na foz do rio Itapemirim e o DGPS foi

utilizado como uma ferramenta de auxiacutelio para uma maior confiabilidade das coordenadas

utilizadas

Figura 5 - Mapa de localizaccedilatildeo dos pontos visitados em campoFonte Autores

Tabela 1 - Coordenadas dos pontos de coleta de sedimentos Fonte Autores

Pontos Coordenadas E (m) Coordenadas N (m)

1A 1B 1C 312747 7676348

2 312030 7676004

3 308789 7675691

4 310453 7678553

ETAPA DE LABORATOacuteRIO

Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de

sedimentologia do Departamento de Geologia da UFES onde foram preparadas para as

seguintes anaacutelises textural e mineraloacutegica

A anaacutelise granulomeacutetrica foi feita atraveacutes do peneiramento das amostras com os dados

de peso de cada granulometria foi utilizado o software para observar estatisticamente o

resultado As anaacutelises texturais e mineraloacutegicas foram feitas a partir do peneiramento citado

acima e foram obtidas com o auxiacutelio da lupa

Os sedimentos foram colocados em um quarteador e obtidos no miacutenimo cinquenta

gramas de amostra pois segundo Folk (1980) eacute o miacutenimo necessaacuterio para anaacutelise de

sedimentos no grupo areia ou superior Foram colocados em uma placa de petri utilizando-se

uma placa para cada amostra Pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo com exatidatildeo de dois

diacutegitos Foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada placa e colocados

na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24 horas

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97

Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados

durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz no agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de

peneiras da marca Bertel 4800 2000 1200 500 250 125 74 37 microm que representam

respectivamente as classes cascalho fino cascalho muito fino areia muito grossa areia

grossa areia meacutedia areia fina areia muito fina segundo proposta de Wentworth (1922 citado

por BUI et al1990)

Os dados granulomeacutetricos obtidos foram processados em um programa de tratamento

estatiacutestico denominado ldquoGradstatrdquo desenvolvido por Blott e Pye (2001) que aproveita como

base de operaccedilatildeo o Microsoft Excel do Windows que calcula atraveacutes do peso alguns

paracircmetros como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo e curtose

Outro procedimento feito em laboratoacuterio foi o traccedilado das linhas de costa nos anos de

2001 a 2014 levando em consideraccedilatildeo a metodologia proposta por Aparecida et al (2011)

poreacutem com uma pequena diferenccedila pois no trabalho citado o ponto de referecircncia para

calcular a distacircncia ateacute a linha de costa era um maciccedilo rochoso que praticamente natildeo alterou

durante o tempo das imagens e jaacute nesse trabalho foi feito atraveacutes de um ponto com

coordenada coletada pelo DGPS (Ponto Base) com coordenadas E 311637 m N 7676929 m

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

DADOS OBTIDOS A PARTIR DAS IMAGENS

Na Figura 6 podemos ter uma visatildeo ampla de todas as linhas de costa marcadas na

seacuterie multitemporal proposta e no graacutefico apresentado na Figura 7 podemos analisar de forma

mais detalhada essa variaccedilatildeo

Observando a Figura 6 podemos observar uma diminuiccedilatildeo da linha de costa no ano de

2001 ateacute 2002 sendo provavelmente um periacuteodo de ressaca do mar pelo fato de ser um

intervalo de tempo muito pequeno poreacutem logo apoacutes foi observado uma progradaccedilatildeo nos anos

de 2002 agrave 2003 Posteriormente ocorreu um momento de estabilidade dessa linha de costa

tendo em vista que a taxa de deposiccedilatildeo e erosatildeo se mantiveram praticamente igualadas sendo

a variaccedilatildeo entre elas muito pequena podendo observar esse padratildeo ateacute o ano de 2007 e nos

anos seguintes obteve um padratildeo retrogradacional na linha de costa ateacute o ano de 2014

Os padrotildees de variaccedilatildeo da linha de costa observados nos graacuteficos da Figura 7 nos

indicam iacutendices de maior e menor sedimentaccedilatildeo do rio pois nos momentos de menor taxa de

fluxo sedimentar a corrente costeira era mais atuante e com isso causava erosatildeo fazendo com

que ocorresse uma retrogradaccedilatildeo da linha de costa e nos momentos em que o rio apresentava

maior descarga sedimentar no oceano a corrente costeira natildeo era tatildeo atuante pois a razatildeo

deposiccedilatildeo por erosatildeo era maior

Esse resultado de variaccedilatildeo da linha de costa foi diferente do encontrado por Deina et

al (2011) pois no trabalho em questatildeo soacute obteve o momento de retrogradaccedilatildeo do cordatildeo

litoracircneo

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

98

Figura 6 - Mapa de evoluccedilatildeo da linha de costa do Rio Itapemirim Fonte Autores

Figura 7 - Graacutefico de variaccedilatildeo da linha de costa para a seacuterie multitemporal no periacuteodo

de 2001 a 2014 Fonte Autores

DADOS OBTIDOS A PARTIR DOS SEDIMENTOS

O resultado das anaacutelises do Gradistat estaacute exibido no Quadro 1 Com base nele

podemos observar que o selecionamento de todas as amostras variou de moderadamente

selecionado a muito bem selecionado Foi observado na lupa que os gratildeos se apresentaram

subangulosos arredondados e bem arredondados Com relaccedilatildeo a granulometria das amostras

todas tiveram o predomiacutenio de areia poreacutem a amostra 1B apresentou maior proporccedilatildeo de

areia grossa e as demais amostras apresentaram um maior teor de areia meacutedia

A mineralogia em questatildeo eacute predominantemente quartzo contendo algumas micas

(moscovitas e biotitas) granada e magnetita As amostras natildeo apresentaram uma grande

diferenccedila mineraloacutegica o que mudou foi em relaccedilatildeo a proporccedilatildeo de minerais pesados pois

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

99

quanto mais longe da desembocadura do rio mais esses minerais se apresentavam em maior

quantidade

Os histogramas das amostras satildeo a representaccedilatildeo graacutefica dos dados matemaacuteticos

gerados pelo software Gradstat (Figura 8)

A assimetria expressa o enriquecimento da distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica em partiacuteculas

grosseiras ou em partiacuteculas finas indicando o quanto a curva se afasta da distribuiccedilatildeo normal

(DIAS 2004) Sendo assimeacutetrica pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado

das fraccedilotildees grossas ou das finas podendo ser negativa ou positiva respectivamente

(TAVARES et al 2010)

Quadro 1 - Resultados obtidos a partir do software Gradistat Fonte Autores

Amostras Granulometria

mediana

Selecionamento Assimetria Curtose

1A Areia Meacutedia Moderadamente

selecionado

Assimetria

muito

positiva

Extremamente

Leptocuacutertica

1B Areia Grossa Muito bem

selecionado

Assimetria

positiva

Muito

Leptocuacutertica

1C Areia Meacutedia Moderadamente

selecionado

Assimetria

muito

positiva

Muito

Platicuacutertica

2 Areia Meacutedia Moderadamente

selecionado

Assimetria

positiva

Muito

Leptocuacutertica

3 Areia Meacutedia Moderadamente

bem selecionado

Assimetria

negativa

Leptocuacutertica

4 Areia Meacutedia Moderadamente

bem selecionado

Assimetria

muito

negativa

Platicuacutertica

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

100

Figura 8 - Histogramas gerados pelo software Gradstat a) Amostra 1A b) Amostra

1B c) Amostra 1C d) Amostra 2 e) Amostra 3 f) Amostra 4 Fonte Autores

DADOS OBTIDOS DO GPR

Foram feitas duas seccedilotildees quase perpendicular para a passagem do GPR (Figura 9) e

utilizadas dois tipos de antenas em cada seccedilatildeo sendo elas a de 200 e 400 MHz podendo uma

alcanccedilar maior profundidade com menor detalhe e a outra uma menor profundidade com

maior detalhe respectivamente As figuras 10 e 11 e 12 e 13 correspondem a mesma seccedilatildeo

Figura 9 - Mapa de localizaccedilatildeo dos perfis de GPR Fonte Autores

Primeira seccedilatildeo de NW-SE com 50 metros de comprimento

Coordenada inicial E 312699 m N 7676341 m

Coordenada final E 312749 m N 7676336 m

Sirgas - Zona 24S

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

101

Figura 10 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 1 Fonte Autores

Figura 11 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 1 Fonte Autores

Segunda seccedilatildeo de NE-SW com 50 metros de comprimento

Coordenada inicial E 312774 m N 7676349 m

Coordenada final E 312810 m N 7676384 m

Sirgas - Zona 24S

Figura 12 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 2 Fonte Autores

Figura 13 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 2 Fonte Autores

No perfil 1 tanto nos resultados da antena de 400 MHz quanto da antena de 200

MHz eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees cruzadas acanaladas na porccedilatildeo mais agrave esquerda Na

parte central evidenciada por um ciacuterculo observa-se uma falha na imagem podendo ser uma

porccedilatildeo mais argilosa e na parte mais agrave direita conteacutem hipeacuterboles claras que podem ser tubos

enterrados e um leve basculamento das camadas podendo ser remobilizaccedilatildeo do material

No perfil 2 eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees plano-paralela e uma porccedilatildeo com

atenuaccedilatildeo do sinal podendo ser uma regiatildeo mais argilosa Sendo observado todas as feiccedilotildees

tanto na antena de 400 MHz quanto na antena de 200 MHz poreacutem melhor evidenciado as

estratificaccedilotildees plano-paralelas no perfil gerado pela antena de 200 MHz

Com os perfis de GPR foi possiacutevel reafirmar as anaacutelises feitas pelo gradistat que

juntamente com a areia granulometria encontrada em maior proporccedilatildeo ainda existem

granulometrias mais finas provavelmente sendo argilas pelo fato da atenuaccedilatildeo das ondas

eletromagneacuteticas emitidas pelo GPR

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

102

CONCLUSAtildeO

A partir das imagens Landsat e RapidEye utilizadas para fazer a variaccedilatildeo da linha de

costa foi possiacutevel observar que a retrogradaccedilatildeo ou progradaccedilatildeo depende muito do fluxo de

sedimentos do rio com isso eacute possiacutevel supor que nos anos que tiver muita chuva

provavelmente ocorreraacute um maior carreamento de sedimentos em direccedilatildeo ao mar e com isso

aumentaraacute a taxa de deposiccedilatildeo e nos anos de seca com poucas chuvas provavelmente a

erosatildeo costeira seraacute mais intensa

Nos anos de 2001 a 2014 foi observado uma variaccedilatildeo de 437 ateacute 554 metros da linha

de costa o que indica ser uma aacuterea muito dinacircmica e sensiacutevel a mudanccedilas naturais

De acordo com as anaacutelises sedimentoloacutegicas foi possiacutevel observar que quanto mais

proacuteximo da desembocadura do rio menor a energia do fluxo sendo evidenciado pelo aumento

de sedimentos finos e um melhor selecionamento

A seccedilatildeo de GPR mostrou que pode ter uma variaccedilatildeo dos sedimentos indicando

presenccedila de mais finos atenuando o sinal na porccedilatildeo mais argilosa e mostrando que de acordo

com a seccedilatildeo mostrada pode-se observar estratificaccedilotildees cruzadas ou plano-paralela indicando a

direccedilatildeo da sedimentaccedilatildeo

As metodologias aplicadas se mostraram eficientes pois foi possiacutevel obter os dados e

tirar interpretaccedilotildees sobre a aacuterea de estudo Este estudo poderia ter sido mais detalhado e talvez

ser melhor entendido com anaacutelise dos efeitos que a construccedilatildeo do espigatildeo na desembocadura

do rio pode causar para o meio em questatildeo pois com essa construccedilatildeo os sedimentos natildeo

conseguem ser depositados em forma de delta ficando todo detido na desembocadura

podendo vir a diminuir a lacircmina drsquoaacutegua e posteriormente causar ateacute efeitos mais severos

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Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

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Page 6: GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICAÇÕES

LISTA DE ORGANIZADORES

Fabricia Benda de Oliveira Professora Adjunta do Departamento de Geologia

Universidade Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias Exatas Naturais e da Sauacutede

Alegre ES e-mail fabriciaoliveiraufesbr

Rodson de Abreu Marques Professor Adjunto do Departamento de Geologia Universidade

Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias Exatas Naturais e da Sauacutede Alegre ES e-

mailrodsonmarquesufesbr

Calvin da Silva Candotti Geoacutelogo Autocircnomo Manaus AM calvincandottigmailcom

Eduardo Baudson Duarte Geoacutelogo formado pela Universidade Federal do Espiacuterito Santo

Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias

Exatas Naturais e da Sauacutede Alegre ES e-mail eduardo_duarte_12hotmailcom

LISTA DE AUTORES

Allison Augusto Gonccedilalves de Freitas

Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira

Daniel Andrade Miranda

Edgar Batista de Medeiros Juacutenior

Eduardo Baudson Duarte

Faacutebio Cardoso de Souza Santos

Fabricia Benda de Oliveira

Felipe Guadagnin

Juacutelia Sesana Maciel

Julio Almeida Moreira

Laacutezaro Correcirca Marcellino

Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas

Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitas

Marx Engel Martins

Rafael de Oliveira Costa

Rayane Monteiro Ferreira

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

Sumaacuterio

Capiacutetulo 1 9

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

Daniel Andrade Miranda Fabricia Benda de Oliveira

Capiacutetulo 2 25

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a

prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

Faacutebio Cardoso de Souza Santos Eduardo Baudson Duarte Fabricia Benda de

Oliveira Juacutelia Sesana Maciel Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira

Capiacutetulo 3 39

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de

ruptura de taludes em atividades de mineraccedilatildeo

Laacutezaro Correcirca Marcellino Fabricia Benda de Oliveira Julio Almeida Moreira Carlos

Henrique Rodrigues de Oliveira

Capiacutetulo 4 53

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES

utilizando teacutecnicas de geoprocessamento

Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitas Fabricia Benda de Oliveira Allison Augusto

Gonccedilalves de Freitas Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas Rayane Monteiro

Ferreira Edgar Batista de Medeiros Juacutenior

Capiacutetulo 5 71

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite

Landsat 5

Marx Engel Martins Fabricia Benda de Oliveira Felipe Guadagnin Carlos Henrique

Rodrigues de Oliveira

Capiacutetulo 6 89

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim

(ES)

Rafael de Oliveira Costa Eduardo Baudson Duarte Fabricia Benda de Oliveira

Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Doutorando em Geologia Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES

9

Capiacutetulo 1

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

Daniel Andrade Mirandasup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2

INTRODUCcedilAtildeO

Segundo Santos (2012) somente com o desenvolvimento de tecnologias espaciais

modernas incluindo os sateacutelites artificiais que se tornou possiacutevel visualizar a Terra a partir da

coleta de dados e da aquisiccedilatildeo de imagens da sua superfiacutecie os dados adquiridos de forma

remota por sateacutelites artificiais auxiliam no diagnoacutestico sobre as implicaccedilotildees ambientais

econocircmicas sociais poliacuteticas e culturais com relaccedilatildeo agrave ocupaccedilatildeo dos espaccedilos urbanos

ajudando no planejamento soacutecio econocircmico-ambiental sustentaacutevel e servindo de base para o

desenvolvimento e realizaccedilatildeo de projetos associados agraves atividades humanas como por

exemplo no planejamento urbano

Gottdiener (1993) define que a materializaccedilatildeo do desenvolvimento contiacutenuo do

capitalismo eacute o formato do espaccedilo urbano assim os traccedilos distintivos da morfologia espacial

urbana estatildeo diretamente relacionados com as mudanccedilas estruturais na organizaccedilatildeo social

Entatildeo para compreender o espaccedilo urbano ou a cidade precisamos estudar e analisar a forma

urbana e seu crescimento como subsiacutedios agraves poliacuteticas de planejamento Estudos mostram que

o crescimento das cidades eacute um processo dinacircmico muitas vezes ocorrendo em aacutereas natildeo

adequadas mostrando que o crescimento da mancha urbana eacute usualmente natildeo planejado

(NAGARATHINAM et al 1988)

Devido agrave forma na qual a expansatildeo urbana ocorre no tempo e no espaccedilo o

crescimento urbano pode gerar problemas ambientais ligados agrave contaminaccedilatildeo hiacutedrica

formaccedilatildeo de ilhas de calor ocupaccedilatildeo de aacutereas inadequadas para assentamentos humanos

degradaccedilatildeo da paisagem dentre outros (FUCKNER 2006)

Segundo Costa e Alves (2005) para monitoramentodas aacutereas urbanas eacute necessaacuterio

possuir conhecimento atualizado sobre a distribuiccedilatildeo espacial da populaccedilatildeo Este

conhecimento eacute adquirido atraveacutes dos censos demograacuteficos e de mapas de densidade

demograacutefica que produzem avaliaccedilotildees quantitativas sobre elas e informam tambeacutem as

necessidades de infraestrutura

Na maior parte das cidades o crescimento populacional tem sido muito raacutepido e as

estruturas urbanas natildeo acompanharam esse crescimento que aleacutem de natildeo ser planejado pode

causar problemas como inundaccedilotildees deslizamento de encostas e desabamentos de construccedilotildees

A ocupaccedilatildeo urbana eacute atualmente tema de emergecircncia nacional portanto o

desenvolvimento de tecnologias que apoiem a gestatildeo estrateacutegica da ocupaccedilatildeo urbana eacute

interessante no acircmbito municipal estadual e federal

Neste contexto as geotecnologias tecircm sido utilizadas como uma ferramenta

importante para ajudar no planejamento urbano e na compreensatildeo da dinacircmica espacial e da

forma urbana

No municiacutepio de Alegre este problema eacute intensificado com a implantaccedilatildeo do programa de

expansatildeo da rede de Educaccedilatildeo Superior pelo MEC (Ministeacuterio da Educaccedilatildeo) que teve iniacutecio

em 2003 e posteriormente com a implementaccedilatildeo do REUNI (Restauraccedilatildeo e Expansatildeo das

Universidades Federais) em 2011 Com esses programas o total de cursos oferecidos pelo

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

10

campus de Alegre subiu de quatro em 2002 para dezessete em 2011 aumentando

consideravelmente o fluxo de populaccedilatildeo moacutevel no municiacutepio Podemos citar ainda os

estudantes da FAFIA (Faculdade de Filosofia Ciecircncias e Letras de Alegre) e o IFES (Instituto

Federal do Espiacuterito Santo) que assim como na UFES (Universidade Federal do Espiacuterito

Santo) tem sua demanda de populaccedilatildeo moacutevel condicionando uma urbanizaccedilatildeo forccedilada em

funccedilatildeo da demanda crescente por habitaccedilatildeo

O presente trabalho propotildee a realizaccedilatildeo de um estudo sobre a ocupaccedilatildeo urbana na sede

do Municiacutepio de Alegre-ES utilizando teacutecnicas de sensoriamento remoto e imagens do

sateacutelite Landsat sensor TM 5 atraveacutes de anaacutelise multitemporal para verificaccedilatildeo do avanccedilo do

crescimento urbano ao longo de 26 anos

LOCALIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO

O municiacutepio de Alegre estaacute localizado na regiatildeo sudeste do Brasil no Sul do Estado

do Espiacuterito Santo englobando as comunidades de Santa Maria Varjatildeo da Cotia Alegre

Vargem Alegre Aacutegua Limpa Vinagre Capim Feliz Lembranccedila Bosque Rive Cafeacute

PlacaSatildeo Francisco Satildeo Joatildeo do Norte e Coacuterrego do Meio e tendo como municiacutepios

limiacutetrofes Muniz Freire a Norte Castelo Cachoeiro de Itapemirim e Jerocircnimo Monteiro a

Leste Mimoso do Sul e Satildeo Joseacute do Calccedilado a Sul e Guaccediluiacute e Ibitirama a Oeste

A aacuterea de estudo proposta para este trabalho consiste no periacutemetro urbano da sede do

Municiacutepio de Alegre como pode ser visto na Figura 1

O Acesso ateacute a capital Vitoacuteria pode ser feito pela ES-482 ateacute Cachoeiro de Itapemirim

depois segue pela BR-101 Sul ateacute Vitoacuteria Ou ainda pela ES-482 ateacute Duas Barras ES-166 de

Duas Barras ateacute Venda Nova do Imigrante e BR-262 ateacute Vitoacuteria

Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo sobreposta agrave ortofoto Fonte IEMA (2007)

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

11

Segundo Rosa (2003) podemos definir o sensoriamento remoto como sendo a forma

de obter informaccedilotildees de um objeto sem que haja contato fiacutesico com o mesmo utilizando-se a

radiaccedilatildeo eletromagneacutetica gerada por fontes naturais como o Sol e a Terra ou por fontes

artificiais como por exemplo o RadarO sensoriamento remoto teve destaque no Brasil a

partir da deacutecada de 1960 com a criaccedilatildeo do Projeto RADAMBRASIL cujo objetivo era a

realizaccedilatildeo de um levantamento integrado dos recursos naturais do paiacutes a partir de imagens

Landsat (SOUZA 2008)

O Landsat foi colocado em oacuterbita em 1972 com o nome de ERTS-1 (Earth Resources

Techonological Satellite-1) teve inicialmente um desempenho significativo sendo

transformado na seacuterie Landsat Hoje o projeto Landsat eacute dedicado agrave observaccedilatildeo dos recursos

naturais da TerraSua oacuterbita desloca-se do Norte para o Sul sendo geocecircntrica circular quase

polar heliocecircntrica isto eacute o acircngulo Sol ndash Terra ndash Sateacutelite permanece constante o que garante

condiccedilotildees de iluminaccedilatildeo semelhantes na aacuterea imageada ao longo do ano (ROSA 2003)O

sensor TM (Thematic Mapper) do sateacutelite Landsat possui sete bandas com numeraccedilatildeo de 1 a

7 sendo que cada banda representa uma faixa do espectro eletromagneacutetico (BATISTELLA et

al 2004) O sateacutelite Landsat apresenta a caracteriacutestica de repetitividadepois ele imageia a

mesma aacuterea a cada 16 dias Suas cenas cobrem uma aacuterea de 34225 kmsup2 sendo a faixa

imageada de 185 x 185 km (INPE 2006)

Para utilizaccedilatildeo de imagens de sateacutelite com fins de classificaccedilatildeo recomenda-se o

processamento das mesmas O processamento digital de imagens (PDI) de acordo com Lima e

Rocha (2009) tem como objetivo fornecer ferramentas que facilitem a identificaccedilatildeo e

aextraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas imagens para posterior interpretaccedilatildeo Consiste na

manipulaccedilatildeo numeacuterica dos dados visando aumentar opotencial de discriminaccedilatildeo dos alvos

Segundo Novo (1989) o PDI pode ser dividido basicamente em Preacute-processamento Realce e

Classificaccedilatildeo

O Preacute-processamento eacute o primeiro passo do PDI e eacute considerado fundamental para

confiabilidade e uso correto das imagens de sateacutelite Nesta fase segundo Rosatti (2006) o

objetivo eacute adequar as imagens para serem utilizadas pelos usuaacuterios sendo aplicadas algumas

teacutecnicas de manipulaccedilatildeo como correccedilatildeo geomeacutetrica e restauraccedilatildeo

A correccedilatildeo geomeacutetrica e o georreferenciamento das imagens satildeo necessaacuterios devido a

distorccedilotildees que segundo o INPE (2006) satildeo causadas no processo de formaccedilatildeo da imagem

pelo sistema sensor e por imprecisatildeo dos dados de posicionamento da plataforma (aeronave

ou sateacutelite) De modo geral o georreferenciamento de imagens de sateacutelite eacute realizado por meio

de pontos de controle (PC) de referecircncia identificados na imagem original e em um sistema de

dados de referecircncia que possibilitem o ajustamento atraveacutes de modelos matemaacuteticos Os satildeo

feiccedilotildees passiacuteveis de identificaccedilatildeo na imagem e no terreno ou seja satildeo feiccedilotildees homoacutelogas

cujas coordenadas satildeo conhecidas na imagem e no sistema de referecircncia (INPE 2006)

Podemos obter PC atraveacutes de trecircs fontes por meio de mapas e cartas topograacuteficas oficiais

pela aquisiccedilatildeo de pontos em campo por sistema de posicionamento global (GPS) ou por meio

de imagens georreferenciadas do mesmo local A precisatildeo do georreferenciamento eacute medida

atraveacutes do caacutelculo do Erro Meacutedio Quadraacutetico ou Root Mean Square Error (RMS) que

pondera as diferenccedilas entre as coordenadas dos pontos de controle da imagem a ser ajustada e

da fonte de dados de referecircncia O valor do RMS deveraacute ser menor que 1 ou seja quanto

mais proacuteximo de 0 maior eacute a precisatildeo e menor eacute o erro (LIMA 2010) O caacutelculo eacute feito

utilizando a Equaccedilatildeo 1

RMSerror = [(x1 ndash xorg)sup2 + (y1 ndash yorg)sup2]12 (1)

x1 = Coordenada de linha calculada na imagem a ser ajustada

y1 = Coordenada de coluna calculada na imagem a ser ajustada

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

12

xorg = Coordenada original de linha do PC da fonte de referecircncia

yorg = Coordenada original de coluna do PC da fonte de referecircncia

A teacutecnica de restauraccedilatildeo tem por objetivo corrigir as distorccedilotildees do sensor oacuteptico no

processo de geraccedilatildeo das imagens A resoluccedilatildeo espacial das bandas 3 4 e 5 que eacute de 30

metros pode ser restaurada para ateacute 5 metros (RIOS ALMEIDA RIBEIRO 2010)A ideia de

restaurar uma imagem eacute reduzir o efeito de embaccedilamento da cena e obter uma imagem

realccedilada dado que os detalhes vistos na cena satildeo suavizados devido agraves limitaccedilotildees do sensor

Esta correccedilatildeo eacute realizada por um filtro linear e os pesos do filtro de restauraccedilatildeo satildeo obtidos a

partir das caracteriacutesticas do sensor e natildeo de forma empiacuterica como eacute feito no caso dos filtros

de realce tradicionais Neste caso o filtro eacute especiacutefico para cada tipo de sensor e banda

espectral Este tipo de processamento eacute recomendado para ser realizado sobre a imagem

original sem qualquer tipo de processamento tais como realce e filtragem que alterem as

caracteriacutesticas radiomeacutetricas da imagem Deve-se observar tambeacutem que natildeo eacute possiacutevel

processar uma imagem reamostrada jaacute que as caracteriacutesticas radiomeacutetrica e espacial da

imagem foram alteradas (INPE 2006)

Aleacutem das etapas do preacute-processamento de imagens digitais de sateacutelite existem outras que

utilizam teacutecnicas de realce com o objetivo de melhorar a qualidade visual e permitir uma

melhor interpretaccedilatildeo dos alvos nas imagens (IBGE 2001) As teacutecnicas utilizadas neste

trabalho foram Constraste Filtragem espacial e Composiccedilatildeo colorida

Segundo o INPE (2006) o contraste entre dois objetos pode ser definido como sendo a

razatildeo entre os seus niacuteveis de cinza meacutedios onde a manipulaccedilatildeo do contraste consiste numa

transferecircncia radiomeacutetrica em cada pixel (Picture Element ndash menor elemento num dispositivo

de exibiccedilatildeo ao qual eacute possiacutevel atribuir-se uma cor menor ponto que forma uma imagem

digital) tendo o objetivo de aumentar a discriminaccedilatildeo visual entre os objetos presentes na

imagem Realiza-se a operaccedilatildeo ponto a ponto independentemente da vizinhanccedila Entretanto

um exame preacutevio do histograma da imagem pode ser uacutetil O histograma de uma imagem

descreve a distribuiccedilatildeo estatiacutestica dos niacuteveis de cinza em termos do nuacutemero de amostras

(pixels) com cada niacutevel A distribuiccedilatildeo pode tambeacutem ser dada em termos da percentagem do

nuacutemero total de pixels na imagem Pode ser estabelecida uma analogia entre o histograma de

uma imagem e a funccedilatildeo densidade de probabilidade que eacute um modelo matemaacutetico da

distribuiccedilatildeo de tons de cinza de uma classe de imagens A cada histograma estaacute associado o

contraste da imagem conforme mostra a Figura 2ADe acordo com Rios Almeida e Ribeiro

(2010) esta teacutecnica tem por objetivo modificar atraveacutes de funccedilotildees matemaacuteticas os niacuteveis de

cinza ou os valores digitais de uma imagem de modo a destacar certas informaccedilotildees espectrais

e melhorar a qualidade visual da imagem

De acordo com Albuquerque (2000) para fazer uma operaccedilatildeo de filtragem espacial eacute

necessaacuterio escolher uma matriz de dimensatildeo n x n denominada maacutescara (Figura 2B) com

valores que dependem do filtro que queremos usar seja ele passa baixa (filtrando as altas

frequecircncias) passa banda (filtrando uma regiatildeo especiacutefica de frequecircncias espaciais) ou passa

alta (filtrando as baixas frequecircncias) Em uma imagem as altas frequecircncias correspondem agraves

modificaccedilotildees abruptas dos niacuteveis de cinza e as bordas dos objetos As baixas frequecircncias

correspondem agraves variaccedilotildees suaves dos niacuteveis de cinza Logo quando queremos evidenciar os

contornos de um determinado objeto podemos usar filtros do tipo passa alta Pode-se querer

observar a forma da iluminaccedilatildeo de fundo entatildeo devemos usar filtros passa-baixa para

eliminarmos todas as altas frequecircncias correspondendo agrave borda dos objetos e chegar agrave

iluminaccedilatildeo de fundo

A composiccedilatildeo colorida consiste em associar as imagens monocromaacuteticas de cada

banda agraves cores primaacuterias RGB (Red ndash Vermelho Green ndash Verde Blue ndash Azul) com o

objetivo de apresentar simultaneamente as informaccedilotildees de trecircs bandas espectrais em

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13

composiccedilotildees coloridas que facilitam e enriquecem a interpretaccedilatildeo visual dos alvos (IBGE

2001) Como exemplo de composiccedilatildeo colorida temos a Figura 2Cque associa a banda 3 agrave cor

vermelha (R) a banda 4 agrave cor verde (G) e a banda 5 agrave cor azul (B)

De acordo com Souza (2012) as aacutereas urbanas natildeo podem ser caracterizadas por um

comportamento espectral padratildeo A vegetaccedilatildeo os corpos aquaacuteticos e os solos satildeo superfiacutecies

relativamente homogecircneas em termos de cobertura poreacutem nas aacutereas urbanas prevalece a

heterogeneidade das coberturas As aacutereas urbanas satildeo fisicamente formadas por uma grande

diversidade de materiais (superfiacutecies de concreto asfalto telhados de vaacuterios materiais solo

vegetaccedilatildeo arboacuterea e grama aacutegua entre outros) com formas alturas e arranjos tambeacutem

variados assim em uma imagem orbital o pixel pode representar vaacuterias coberturas o que

torna as aacutereas urbanas complexas do ponto de vista espectral Na Figura 2D pode-se observar

a similaridade espectral entre uma aacuterea urbana e uma aacuterea de cultivo de cana

Figura 2 - (A) Exemplo de Histograma de baixo contraste (agrave esquerda) e de alto contraste (agrave

direita) Fonte Modificado de INPE (2006) (B) Exemplo de maacutescara de 3 x 3 Fonte

Modificado de INPE (2006) (C) Exemplo de geraccedilatildeo de composiccedilatildeo colorida Fonte Brust

(2010) (D) Imagem do sateacutelite Landsat TM 5 na composiccedilatildeo colorida (RGB-543) adquirida

em 20091995 Fonte Souza (2012)

De acordo com Lima (2010) eacute possiacutevel classificar e agrupar os alvos de uma imagem a

partir dos vaacuterios niacuteveis de informaccedilotildees espectrais detectadas atraveacutes da adequaccedilatildeo das

imagens digitais utilizando-se os procedimentos do preacute-processamento Assim pode-se criar

um uacutenico niacutevel de informaccedilatildeo temaacutetica (categorias ou classes) para cada elemento

identificado e dessa forma gerar mapas temaacuteticos Os meacutetodos utilizados na classificaccedilatildeo das

imagens de sateacutelite variam com o tipo e complexidade do ambiente analisado caracteriacutesticas

do sensor e sateacutelite utilizado aspectos sazonais que alteram as caracteriacutesticas dos alvos e da

incidecircncia de energia solar extensatildeo da aacuterea de estudo equipamentos e recursos humanos

disponiacuteveis grau de conhecimento do ambiente por parte do inteacuterprete entre outros A

classificaccedilatildeo eacute a principal etapa do processamento de imagens a partir do qual satildeo extraiacutedas

as informaccedilotildees necessaacuterias para diversas aplicaccedilotildees Pode ser realizada atraveacutes de trecircs

teacutecnicas baacutesicasInterpretaccedilatildeo VisualClassificaccedilatildeo Digital Natildeo SupervisionadaClassificaccedilatildeo

Digital Supervisionada

A interpretaccedilatildeo visual de imagens de sateacutelite consiste em identificar as feiccedilotildees

impressas nessas imagens e determinar seu significado atraveacutes de chaves de interpretaccedilatildeo

onde eacute fundamental por parte do analista o conhecimento da aacuterea a ser mapeada (LIMA

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

14

2010) De acordo com Soares-Filho (2000) as caracteriacutesticas das imagens tais como

Tonalidade Cor Textura Forma Estrutura Sombra e contexto satildeo as chaves de uma boa

interpretaccedilatildeo A partir dessas caracteriacutesticas pode ser estruturado um meacutetodo de identificaccedilatildeo

por ldquochavesrdquo que se apoia em um estudo comparativo atraveacutes de objetos e feiccedilotildees conhecidas

que satildeo utilizadas como guias

Maillard (2001) diz que na classificaccedilatildeo Supervisionada o inteacuterprete jaacute possui um

conhecimento da aacuterea de estudo que podem ser utilizados como amostras de treinamento para

o algoritmo de classificaccedilatildeo de forma que os dados de cada classe temaacutetica podem ser

generalizados para toda cena agrupando cada pixel da imagem de acordo com as classes

amostradas Existem diversos algoritmos de classificaccedilatildeo supervisionada implementados em

aplicativos computacionais sendo o algoritmo Maxver (Maacutexima Verossimilhanccedila) um dos

mais utilizados para classificaccedilatildeo digital de imagens pixel a pixelINPE (2006) define que o

algoritmo de classificaccedilatildeo Maxver utiliza agrave meacutedia e a covariacircncia das amostras de treinamento

para assinalar um pixel desconhecido de uma classe assim pode-se computar a probabilidade

estatiacutestica de um pixel desconhecido pertencer a uma ou outra classe atribuindo a este pixel a

classe agrave qual ele tem maior probabilidade de pertencer utilizando o criteacuterio de maacutexima

verossimilhanccedila

Em qualquer procedimento de classificaccedilatildeo de imagens de sateacutelite o objetivo eacute a

geraccedilatildeo de mapas temaacuteticos que devem transmitir a realidade do terreno da forma mais

precisa possiacutevel Para isso deve ser verificado o niacutevel de incerteza destes mapas atraveacutes de

iacutendices de exatidatildeo para que as informaccedilotildees obtidas possam ser utilizadas adequadamente

(LIMA 2010) Segundo Mangabeira Azevedo e Lamparelli (2003) um dos paracircmetros mais

utilizados e eficientes na determinaccedilatildeo da exatidatildeo de mapas temaacuteticos eacute o iacutendice Kappa que

eacute obtido mediante a adoccedilatildeo de uma referecircncia para a comparaccedilatildeo dos mapeamentos

produzidos A determinaccedilatildeo deste iacutendice eacute feita com base numa tabulaccedilatildeo cruzada entre as

quantidades de dados amostrais de referecircncia e da imagem classificada estruturada numa

matriz quadrada denominada matriz de erros ou de confusatildeoSegundo Campbell (1987) a

estimativa Kappa pode ser representada pela seguinte relaccedilatildeo exposta na Equaccedilatildeo 2

K = (observado ndash esperado) (1 ndash esperado) (2)

Observado = valor global para o percentual de pixels corretos

Esperado = valor calculado usando os totais de cada linha e cada coluna da matriz

denominados de valores marginais

Os resultados do Coeficiente Kappa variam de 0 a 1 indicando de forma crescente o

grau de concordacircncia ou exatidatildeo do mapa classificado com relaccedilatildeo aos dados de referecircncia e

podem ser agrupados em intervalos de acordo com aTabela 1

Tabela 1 - Intervalos de valor do coeficiente Kappa e respectivos graus de concordacircncia

Fonte Landis e Koch (1977)

Valor de Kappa Concordacircncia

0 Peacutessima

001 ndash 020 Ruim

021 ndash 040 Razoaacutevel

041 ndash 060 Boa

061 ndash 080 Muito boa

081 ndash 100 Excelente

Dependendo do valor do coeficiente Kappa encontrado e das necessidades e objetivos

do trabalho podem ser feitas correccedilotildees a fim de garantir um refinamento da qualidade

informativa do mapa Os dados obtidos podem ser utilizados em conjunto com outros planos

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de informaccedilatildeo em ambiente SIG possibilitando sua integraccedilatildeo e manipulaccedilatildeo como base de

dados para sistemas de suporte a decisatildeo (LIMA 2010)

METODOLOGIA

A imagens de sateacutelite Landsat sensor TM-5 foram adquiridas do INPE nas bandas

12345 e 7 na oacuterbitaponto 21674 do municiacutepio de Alegre-ES nos anos de 1985 1997

2001 2006 e 2011 Foi utilizada tambeacutem a ortofoto do municiacutepio (IEMA 2007) para servir

como base para o registro das imagens de sateacutelite e tambeacutem para comparaccedilatildeo visual com a

classificaccedilatildeo

Para a elaboraccedilatildeo dos mapas foram utilizados os softwares SPRING 52 e ArcGISreg

10 sendo o que primeiro foi utilizado para o tratamento e processamento digital das imagens

de sateacutelite e o segundo para confecccedilatildeo final dos mapas de vegetaccedilatildeo hidrografia topografia

solos e das classificaccedilotildees

Durante o preacute-processamento foram aplicadas as teacutecnicas de Processamento Digital de

Imagens com o objetivo de georreferenciar e melhorar a qualidade das imagens para uma

melhor visualizaccedilatildeo facilitando a identificaccedilatildeo e extraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas

imagens digitais aumentando assim o potencial de diferenciaccedilatildeo dos alvos e

consequentemente obtendo melhores resultados na classificaccedilatildeo das imagens As bandas 3 4

e 5 foram restauradas para a resoluccedilatildeo de 15m

Foi aplicado contraste nas bandas 3 4 e 5 modificando o histograma original como

mostra o Quadro 1

Quadro 1 - Mudanccedila no histograma das bandas 3 4 e 5 apoacutes contraste aplicado na imagem

de 1985 do sateacutelite Landsat - TM 5 Fonte Autores

Bandas Histograma Original Histograma (Contraste)

Banda 3 ndash Vermelho

Banda 4 ndash Infravermelho Proacuteximo

Banda 5 ndash Infravermelho Meacutedio

Foi aplicada a filtragem linear utilizando uma matriz 2x2 (Quadro 2) apropriada para

imagens Landsat TM no software SPRING com o objetivo de suavizar as imagens realccedilando

assim a visualizaccedilatildeo das bandas e obtendo imagens com mais nitidez

Quadro 1 - Matriz utilizada na filtragem de imagens Landsat TM Fonte INPE (2006)

3 -7 -7 3

-7 -7 13 -7

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

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-7 13 13 -7

3 -7 -7 3

Para identificaccedilatildeo das amostras de treinamento foi utilizada a combinaccedilatildeoRGB-543 o

que destacou melhor as aacutereas urbanas Para a classificaccedilatildeo foram definidas duas classes Aacuterea

urbana e Natildeo urbana Em seguida foram coletadas as amostras de treinamento para cada

classe como pode ser observado na Figura 3

Figura 3 - Amostras utilizadas para classificaccedilatildeo da imagem de 2011 em amarelo amostras

da classe urbana e em branco amostras da classe natildeo urbana Fonte Autores

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Usando a metodologia acima descrita seratildeo apresentados abaixo os resultados obtidos

a partir do processamento das imagens e da classificaccedilatildeo da aacuterea urbana do municiacutepio de

Alegre-ES para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011

O georreferenciamento foi executado utilizando-se feiccedilotildees semelhantes em duas

imagens para determinaccedilatildeo dos pontos de controle como cruzamento de estradas aacutereas de

vegetaccedilatildeo aacuterea urbana e rios A resoluccedilatildeo das imagens (30 metros) pode atrapalhar pois

devido ao baixo niacutevel de detalhe fica difiacutecil determinar o ponto semelhante nas duas imagens

de forma exata No entanto o RMS ficou em torno de 03 de acordo com a equaccedilatildeo (1)

mostrando que a diferenccedila entre as coordenadas dos pontos de controle das imagens a serem

ajustadas e os pontos de controle da fonte de dados de referecircncia ficou pequena significando

uma boa precisatildeo

O processo de restauraccedilatildeo para a resoluccedilatildeo de 15metros mostrou uma melhora na

nitidez da imagem restaurada (Figura 4B) em comparaccedilatildeo com a imagem original (Figura

4A)

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Figura 4 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 de 1985 da cidade de

Alegre-ES com resoluccedilatildeo de 30m (A) e restaurada para 15m (B)

Fonte Autores

A aplicaccedilatildeo do contraste nas bandas 34 e 5 permitiu um maior contraste entre as

feiccedilotildees da imagem com contraste (Figura 5B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem contraste

(Figura 5A)

Figura 5 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da

cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de contraste (A) e com aplicaccedilatildeo de contraste (B)

Fonte Autores

A filtragem espacial permitiu observar maior nitidez da imagem para distinccedilatildeo das

feiccedilotildees da imagem com filtro (Figura 6B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem filtro (Figura

6A)

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

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Figura 6 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da

cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de filtragem (A) e apoacutes filtragem (B)

Fonte Autores

Na Figura 7 temos as imagens em composiccedilatildeo RGB ndash 543 correspondentes agrave

evoluccedilatildeo urbana de Alegre nos anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 Ao comparaacute-las

podemos observar um aumento significativo da mancha urbana este aumento pode ser

observado principalmente nas regiotildees sul e oeste da cidade

Figura 7 - Composiccedilatildeo RGB ndash 543 da aacuterea de estudo para os anos analisados

Fonte Autores

Na Figura 8 podemos observar as classificaccedilotildees realizadas pelo classificador Maxver

utilizando duas classes Aacuterea urbana (Azul) Natildeo urbana (Branco)

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Figura 8 - Classificaccedilotildees da Aacuterea Urbana de Alegre para os anos analisados

Fonte Autores

A Tabela 2 mostra a exatidatildeo das classificaccedilotildees realizadas e as aacutereas correspondentes

agrave classe urbana para cada ano o iacutendice Kappa (Equaccedilatildeo (2)) variou de 093 a 098 Este

resultado pode ser considerado excelente de acordo com a Tabela 1

Tabela 2 -Exatidatildeo das classificaccedilotildees e aacutereas urbanas calculadas Fonte Autores

1985 1997 2001 2006 2011

Iacutendice Kappa 095 097 095 093 098

Aacuterea Urbana (km2) 805 968 771 1079 758

Apesar do alto iacutendice de desempenho das classificaccedilotildees eacute possiacutevel observar regiotildees de

confusatildeo na classificaccedilatildeo das amostras das duas classes Observando as aacutereas calculadas

percebemos que natildeo haacute um aumento contiacutenuo da aacuterea urbana nas classificaccedilotildees pois a aacuterea do

ano de 1997 foi maior que a aacuterea de 2001 que por sua vez eacute menor que a de 1985 e ainda a

aacuterea de 2011 eacute menor que a de 2006 isso possivelmente estaacute associado agrave confusatildeo do

algoritmo ao identificar as classes

Ao compararmos a ortofoto da aacuterea de estudo com a classificaccedilatildeo de 2011 (Figura 9)

podemos perceber regiotildees de solo exposto sombras aacutereas de vegetaccedilatildeo e estradas

classificadas como aacutereas urbanas Eacute possiacutevel observar tambeacutem a ocupaccedilatildeo irregular da cidade

principalmente em aacutereas proacuteximas a rios e em topo de morros que contribuem para

problemas urbanos de inundaccedilotildees e deslizamento de encostas

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

20

Figura 9 - Comparaccedilatildeo da ortofoto do ano de 2007 (a esquerda) com a classificaccedilatildeo de 2011

(a direita) com foco na aacuterea urbana da cidade de Alegre - ES

Fonte Autores

Eacute possiacutevel observar um aumento significativo da aacuterea urbana da sede se compararmos

visualmente as imagens de 1985 e 2011 este aumento se daacute principalmente nas regiotildees de

periferia mas tambeacutem podemos observar um adensamento dos pixels na regiatildeo central da

sede diminuindo a quantidade de aacutereas arborizadas no centro como eacute possiacutevel observar na

Figura 10

Figura 10 - Detalhamento das imagens de 1985 e 2011 mostrando a classificaccedilatildeo da aacuterea

urbana

Fonte Autores

Estes resultados jaacute eram esperados e podem ser explicados como mostra o trabalho de

Correia et al (2007) devido agrave dificuldade em estabelecer essas classes temaacuteticas na resoluccedilatildeo

das imagens de sateacutelite utilizadas que por natildeo possuir um niacutevel de detalhe elevado possuem

uma limitaccedilatildeo para discriminar alvos com uma mistura de vaacuterios elementos como eacute o caso da

aacuterea urbana gerando impactos na resposta espectral das imagens refletindo assim na

caracterizaccedilatildeo dessas classesO fato de terem sido admitidas somente duas classes tambeacutem

pode ter influenciando no resultado da classificaccedilatildeo pois algumas amostras apresentaram

distribuiccedilatildeo bimodal no entanto o erro foi muito baixo (em torno de 5) minimizando este

problema Outro fator que tambeacutem pode ter influenciado no resultado eacute o tamanho das

amostras de treinamento do algoritmo

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Costa e Alves (2005) ao monitorar a expansatildeo urbana do municiacutepio de Campos dos

Goytacazes tambeacutem tiveram problemas devido agrave confusatildeo entre duas classes onde a textura

dos cordotildees litoracircneos se confundia com a textura da urbanizaccedilatildeo e concluiacuteram que era

necessaacuterio possuir um conhecimento preacutevio da aacuterea para realizar o estudo Isso mostra que a

interpretaccedilatildeo visual admitindo que o interprete possua um conhecimento preacutevio da aacuterea eacute

fundamental pois o classificador mesmo com amostras apresentando um desempenho

elevado ainda assim pode apresentar erros nos resultados

CONCLUSAtildeO

A metodologia utilizada para a anaacutelise multitemporal do crescimento da mancha

urbana de Alegre para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 efetuada no presente

trabalho mostrou-se eficiente tornando possiacutevel visualizar as transformaccedilotildees ocorridas no

intervalo de tempo de 26 anos Assim outros resultados poderiam ser encontrados caso a

anaacutelise fosse feita em outros periacuteodos e com diferentes intervalos

O software SPRING se mostrou uma boa ferramenta para se analisar as questotildees de

urbanizaccedilatildeo e por ser disponiacutevel gratuitamente serve como opccedilatildeo para o planejamento urbano

municipal com um baixo custo

Um estudo mais detalhado utilizando-se imagens com uma melhor resoluccedilatildeo espacial

e espectral e em diferentes periacuteodos diminuindo o intervalo de tempo entre imagens pode

obter dados para um planejamento urbano mais detalhado diminuindo assim os riscos

causados pela ocupaccedilatildeo de aacutereas indevidas

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24

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Rio de Janeiro RJ

sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES

sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

25

Capiacutetulo 2

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a

prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

Faacutebio Cardoso de Souza Santossup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3

Juacutelia Sesana Maciel3 Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira4

INTRODUCcedilAtildeO

Desde os primoacuterdios na civilizaccedilatildeo Egiacutepcia o manganecircs jaacute era usado como parte do

composto quiacutemico para a produccedilatildeo de vidro Com o avanccedilo das civilizaccedilotildees esse elemento

passou a possuir outras aplicaccedilotildees tanto no setor metaacutelico quanto no natildeo-metaacutelico Das

diversas utilizaccedilotildees do manganecircs a mais importante seria a produccedilatildeo das ligas de accedilo

constituiacutedas pela mistura de ferro e manganecircs Outras ligas tambeacutem satildeo produzidas com a

combinaccedilatildeo do manganecircs com diferentes metais como as ligas de cobre zinco alumiacutenio

estanho e chumbo O manganecircs tem a propriedade de dessulfurizaccedilatildeo (retirada do enxofre) e

deoxidante tornando melhor as caracteriacutesticas fiacutesicas e quiacutemicas das ligas de accedilo (SAMPAIO

et al 2005)

Sabe-se que a induacutestria do accedilo absorve cerca de 92 de toda produccedilatildeo mundial do

mineacuterio de manganecircs natildeo sendo diferente no Brasil onde o uso tambeacutem eacute liderado pela

metalurgia (85) seguido da fabricaccedilatildeo de pilha (10) e a induacutestria quiacutemica (5) (COSTA

2004) No Estado do Espiacuterito Santo as jazidas de manganecircs ateacute o momento estatildeo localizadas

unicamente no municiacutepio de Guaccediluiacute com cerca de um milhatildeo de toneladas poreacutem a

prospecccedilatildeo deste elemento ainda estaacute em fase de pesquisa (DNPM 2013)

Tendo em vista a importacircncia do elemento manganecircs para a induacutestria se faz

necessaacuterio o investimento em pesquisas para o reconhecimento mapeamento e amostragens

desse elemento Do reconhecimento em campo ateacute a explotaccedilatildeo existem vaacuterias etapas que

utilizam diversas metodologias (PEREIRA 2012) entretanto o presente trabalho estaacute focado

na fase de reconhecimento de aacutereas que possuam favorabilidade para a presenccedila do manganecircs

utilizando a anaacutelise multicriteacuterio como ferramenta base do estudo

A anaacutelise multicriteacuterio eacute baseada em uma modelagem matemaacutetica utilizando

paracircmetros ponderados relacionados agrave aacuterea de estudo e ao bem mineral de interesse

envolvendo ainda paracircmetros correlacionados atraveacutes das observaccedilotildees analiacuteticas e de campo

Atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio satildeo gerados os mapas de favorabilidade que tem se mostrado

de grande valia no auxiacutelio de identificaccedilatildeo de aacutereas alvo na exploraccedilatildeode bens minerais

reduzindo o tempo e o custo com pesquisas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004)

A anaacutelise multicriteacuterio consiste em um conjunto de teacutecnicas que visam auxiliar um

agente decisor a tomar decisotildees acerca de um problema complexo ponderando e propondo

alternativas para solucionaacute-lo utilizando diferentes criteacuterios e pontos de vista preacute-

estabelecidos As decisotildees satildeo sempre pautadas com base nos criteacuterios considerados

relevantes para a resoluccedilatildeo do problema em questatildeo podendo existir diversos criteacuterios onde

cada um possui seu grau de importacircncia (JANUZZI et al 2009)

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26

As teacutecnicas de geoprocessamento utilizadas na confecccedilatildeo dos mapas de favorabilidade

para ocorrecircncia de mineralizaccedilotildees como ouro chumbo zinco e cobre vecircm obtendo

resultados satisfatoacuterios ao longo das uacuteltimas deacutecadas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004) Em

contra partida ainda existem poucos estudos onde se aplica as teacutecnicas de anaacutelise de

favorabilidade para estudo de mineralizaccedilotildees de manganecircs

Este trabalho teve por objetivo geral identificar aacutereas que possuam alta favorabilidade

para a prospecccedilatildeo de manganecircs na porccedilatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo utilizando teacutecnicas

de geoprocessamento atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio mapeamento e anaacutelises de campo para

comprovar ou natildeo a veracidade dos dados obtidos com o geoprocessamento

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

A aacuterea de trabalho estaacute localizada na macrorregiatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo na

regiatildeo da divisa entre os estados do Rio de Janeiro Minas Gerais e Espiacuterito Santo Situasse

entre os municiacutepios de Guaccediluiacute Divino de Satildeo Lourenccedilo Dores do Rio Preto e Satildeo Pedro de

Rates (distrito de Guaccediluiacute) sendo delimitada pelas coordenadas UTM S 7698000 m e

7712000 m e E 206000 m e 218000 m (Figura 1)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo no Brasil e no Estado do Espiacuterito Santo

representada com as principais vias de acesso Fonte Autores

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL

CONTEXTO GEOLOacuteGICO

O arcabouccedilo geoloacutegico (Figura 2) da aacuterea eacute composto pelo complexo Juiz de Fora

Grupo Andrelacircndia Lineamento Guaccediluiacute rochas intrusivas gnaissificadas e depoacutesitos mais

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

27

jovens como aluviotildees coluacutevios pilhas ricas em caulim e outros resiacuteduos provenientes da

extraccedilatildeo de pegmatitos O Complexo Juiz de Fora eacute formado por ortopiroxecircnio-gnaisse de

composiccedilatildeo feacutelsica a maacutefica ortopiroxecircnio-clinopiroxecircnio-anfiboacutelio-gnaisse gnaisse

migmatiacutetico bandado migmatitos e gnaisses migmatizados Jaacute o Grupo Andrelacircndia eacute

composto por granada-biotita-gnaisse anfiboacutelio-biotita-gnaisse e gnaisse de composiccedilatildeo

predominantemente granodioriacutetica O Lineamento Guaccediluiacute eacute formado por anfiboacutelio-biotita

gnaisse milonitizado com ultramilonitos e milonitos E as rochas intrusivas gnaissificadas

satildeo os gnaisses tonaliacuteticos de Manhuaccedilu compostos por ortognaisses tonaliacuteticos

granodioriacutetico a trondhjemiacutetico com intercalaccedilotildees de anfiboacutelio-biotita gnaisse (HORN

2007)

Figura 2 - Destaque da aacuterea de estudo na Folha Espera Feliz - SF 24-V-A-IV

Fonte Modificado de HORN et al (2007)

GEOPROCESSAMENTO

O geoprocessamento ou processamento de dados geograacuteficos eacute feito atraveacutes de

teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais e realiza o tratamento de informaccedilotildees geograacuteficas em

ambiente virtual Em conjunto existe o sistema de informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) que eacute capaz

de simular a realidade do espaccedilo geograacutefico integrando informaccedilotildees espaciais (BALDOTTO

2014)

Dentro do ambiente computacional as caracteriacutesticas de uma determinada aacuterea podem

ser analisadas e manipuladas com diversas teacutecnicas A digitalizaccedilatildeo de dados reais possibilita

a geraccedilatildeo de mapas observacionais e o conjunto desses mapas observacionais depois de

manipulados geram os mapas analiacuteticos Os mapas analiacuteticos podem ser processados

utilizando operaccedilotildees algeacutebricas cumulativas como adiccedilatildeo multiplicaccedilatildeo e subtraccedilatildeo ou

atraveacutes de modelos loacutegicos como simultaneidade booleana possibilidade fuzzy e

probabilidade bayesiana onde seus produtos satildeo chamados de mapas fundidos e mapas

integrados respectivamente (SILVA 2003)

Rodrigues (2012) utilizou teacutecnicas de geoprocessamento a fim de realizar um estudo

sobre a mineralizaccedilatildeo de ouro no cinturatildeo de Gurupi Folha Centro Nova do Maranhatildeo

MAPA com o auxiacutelio da loacutegica fuzzy A aplicaccedilatildeo do meacutetodo permitiu identificar aacutereas de

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28

favorabilidade para a presenccedila de mineralizaccedilotildees auriacuteferas Grande parte das aacutereas destacadas

coincidiram com os jazimentos conhecidos comprovando a eficaacutecia do meacutetodo e dando maior

confiabilidade para as novas aacutereas indicadas pela modelagem

Cunha et al (2001) utilizaram o geoprocessamento na avaliaccedilatildeo da favorabilidade para

a prospecccedilatildeo mineral de cromo na regiatildeo de Pinheiros Altos no municiacutepio de Piranga em

Minas Gerais com auxiacutelio da teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico e obtiveram resultados

satisfatoacuterios conseguindo aacutereas coerentes para o modelo prospectivo adotado

Baldotto (2014) utilizou geoprocessamento e teacutecnicas de anaacutelise multicriteacuterio

aplicando loacutegica fuzzy booleana e teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico (AHP) para

delimitaccedilatildeo de aacutereas favoraacuteveis agrave prospecccedilatildeo de aacutegua subterracircnea no Sul do Estado do

Espiacuterito Santo As teacutecnicas se mostraram eficazes para o tipo de anaacutelise realizada permitindo

a integraccedilatildeo de dados geoloacutegicos que influenciam diretamente na disponibilidade de aacutegua em

sistemas aquiacuteferos cristalinos

Benda et al (2014) fizeram uso do geoprocessamento em conjunto com a loacutegica

fuzzy para criaccedilatildeo de zoneamento no Parque Estadual da Cachoeira da Fumaccedila-ES para fins

de conservaccedilatildeo Utilizaram como fatores os mapas de declividade uso do solo e massa de

aacutegua e tiveram como produto final o mapa de final de adequabilidade para conservaccedilatildeo A

metodologia empregada possibilitou a identificaccedilatildeo de aacutereas especiacuteficas e com maior

vulnerabilidade ao uso puacuteblico e permitiu um melhor direcionamento no trabalho dos

gestores com um menor custo financeiro ao poder estadual

ANAacuteLISE DE FAVORABILIDADE

A anaacutelise de favorabilidade eacute de fundamental importacircncia em um processo decisoacuterio

Atraveacutes desta anaacutelise eacute possiacutevel dividir o espaccedilo geograacutefico em parcelas hierarquizadas

segundo um grau de favorabilidade A favorabilidade pode ser medida por meio de valores

relativos ou probabiliacutesticos avaliando-se respectivamente a possibilidade ou a probabilidade

de ocorrecircncia de algum fator ou variaacutevel na aacuterea de interesse Essa teacutecnica vem sendo

aprimorada agrave medida que a tecnologia de SIG vai evoluindo e cada vez mais estaacute sendo

utilizada pela induacutestria mineral e por agecircncias do governo como um dos meios de menor

custo para avaliaccedilatildeo de aacutereas de interesse na exploraccedilatildeo de recursos minerais (ROCHA et al

2000)

Vidal et al (2005) descreveu a anaacutelise de favorabilidade como um meacutetodo diferente

dos demais onde ao inveacutes de analisar isoladamente cada variaacutevel amostrada os atributos

georreferenciados satildeo particionados em ceacutelulas e correlacionados espacialmente dando

origem aos mapas de favorabilidade Levando em consideraccedilatildeo a distribuiccedilatildeo espacial e a

coexistecircncia entre variaacuteveis e depoacutesitos a anaacutelise de favorabilidade torna possiacutevel inferir

quanto e de que modo cada variaacutevel mapeada estaacute associada ao processo e

consequentemente em que grau ele indica a existecircncia de um bem mineral

Para Rostirolla (1996) a utilizaccedilatildeo da anaacutelise de favorabilidade na prospecccedilatildeo

geoloacutegica estaacute fundamentada em um estudo estatiacutestico de fatores que viabilizam ou natildeo a

existecircncia de depoacutesitos minerais A base do estudo estaacute fundamentada na ponderaccedilatildeo e

associaccedilatildeo espacial de dados geoloacutegicos e geofiacutesicos com fins exploratoacuterios O intuito

principal dessa avaliaccedilatildeo eacute diminuir custo e tempo de pesquisa identificando aacutereas com maior

potencial para descobertas

Os criteacuterios utilizados nessa anaacutelise podem ser de natureza restritiva ou relativa Os

criteacuterios restritivos atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo responsaacuteveis

por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas Representam

restriccedilotildees absolutas ao que se deseja estudar e descartam todas as aacutereas que natildeo atendem a

alguma restriccedilatildeo que elas representam Estes criteacuterios satildeo sempre de caraacuteter booleano

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

29

representando ldquosimrdquo ou ldquonatildeordquo na anaacutelise Os criteacuterios relativos (escalonados) satildeo utilizados

para realccedilar ou diminuir a adequabilidade de uma alternativa especiacutefica para uma atividade

ou objeto definindo um determinado grau de aptidatildeo para a aacuterea considerada Os criteacuterios

escalonados definem regiotildees ou alternativas em termos de uma medida contiacutenua de

adequabilidade variando de 0 ateacute 255 onde zero possui adequabilidade nula e 255 a

adequabilidade maacutexima para o empreendimento analisado Estes criteacuterios satildeo sempre de

caraacuteter fuzzy (EASTMAN 2003 KOHAGURA 2007)

Dentro da anaacutelise fuzzy existem as funccedilotildees de pertinecircncia e podem ser de nove tipos

linear curva Z pi beta triangular trapezoidal gaussiana cautchy e sigmoide sendo a uacuteltima

mais utilizada nesse tipo de estudo por se adaptar melhor aos dados de origem ambiental

Esse tipo de funccedilatildeo sigmoidal pode ser monotocircnica crescente decrescente e simeacutetrica

(KOHAGURA 2007)

No estaacutegio em que eacute realizada a combinaccedilatildeo de dados para geraccedilatildeo da regra de

decisatildeo pode ser utilizada a anaacutelise multicriteacuterio onde diversos fatores com seus

determinados pesos de importacircncia satildeo combinados Saaty (1977 citado por MORETTI et al

2008) propocircs a utilizaccedilatildeo da teacutecnica de Processo Analiacutetico Hieraacuterquico (Analytic Hierarchy

Process ndash AHP) no auxiacutelio da decisatildeo de quais fatores satildeo mais importantes dentro do

determinado empreendimento visto sua relativa simplicidade de aplicaccedilatildeo e entendimento

Considerando que o decisor deveraacute executar a anaacutelise paritaacuteria entre os criteacuterios e entre os

subcriteacuterios a ferramenta utiliza-se da Escala Fundamental de Saaty (1977 citado por

MORETTI et al 2008) apresentando as opccedilotildees para esta comparaccedilatildeo que correlacionam

valores de acordo com o entendimento do operador (MORETTI et al 2008)

METODOLOGIA

Para a realizaccedilatildeo desse trabalho foram utilizados dados digitais vetores de curvas de

niacutevel e redes de drenagem adquiridos do Geobases (2002) mapa geoloacutegico de aacuterea de estudo

que foi digitalizado e modificado da Carta Geoloacutegica Folha Espera Feliz SF24-V-A-IV

(HORN 2007) mapa geoloacutegico regional e mapa de pontos ambos feitos com base nos dados

obtidos durante a etapa de campo

A metodologia adotada neste trabalho inclui a coleta e tratamento dos dados por meio

de aquisiccedilatildeo armazenamento e descriccedilatildeo para posterior anaacutelise em ambiente digital tanto de

arquivos vetoriais quanto matriciais de toda a regiatildeo do estudo (BALDOTTO 2014)

Na etapa inicial do trabalho foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica onde foram

consultadas informaccedilotildees preacute-existentes da aacuterea de estudo principalmente informaccedilotildees

geoloacutegicas e metodologia anaacuteloga a que foi utilizada

Na segunda etapa do trabalho foi realizado o geoprocessamento dos dados a geraccedilatildeo e

padronizaccedilatildeo dos fatores e restriccedilotildees e aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio Sendo esses itens

descritos nos seus respectivos sub-toacutepicos abaixo

ETAPA DE CAMPO

A etapa de campo foi realizada em um total de 11 dias entre os meses de setembro a

novembro de 2014 Essa etapa consistiu no caminhamento pela aacuterea descriccedilatildeo dos diversos

litotipos e tentativa de identificaccedilatildeo do manganecircs fazendo uso da aacutegua oxigenada que reage

na presenccedila de manganecircs gerando na superfiacutecie da rocha um fluido branco espumoso

GEOPROCESSAMENTO

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30

Nessa etapa foram organizados e confeccionados todos os mapas necessaacuterios para a

realizaccedilatildeo do trabalho em ambiente de SIG O banco de dados inicial foi organizado com o

intuito de possuir o maacuteximo de informaccedilotildees e recursos para facilitar e acelerar os processos de

anaacutelises empregados neste trabalho

O mapa geoloacutegico e o mapa de pontos foram gerados com dados de campo atraveacutes de

anaacutelise de afloramento e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rocha O mapa de modelo digital de

elevaccedilatildeo foi elaborado utilizando as curvas de niacutevel da regiatildeo de estudo

GERACcedilAtildeO DE MAPAS DE RESTRICcedilAtildeO E FATORES

Foram definidas duas restriccedilotildees e trecircs fatores tendo como meta a geraccedilatildeo do mapa de

favorabilidade As restriccedilotildees atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo

responsaacuteveis por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas

sendo consideradas as Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes conforme os artigos 2deg e 3deg da

Resoluccedilatildeo ndeg 303 do CONAMA (2002) e as localidades fora do limite da aacuterea de estudo

Os trecircs fatores escolhidos foram padronizados em uma escala de adequabilidade que

varia de menos apto (0) a mais apto (255) e foi utilizado a teacutecnica de processo analiacutetico

hieraacuterquico (AHP) para a comparaccedilatildeo entre os fatores seguindo uma ordem de prioridade

sendo considerados na ordem de maior para menor importacircncia a litologia a declividade e a

cota

O fator litoloacutegico foi levado em consideraccedilatildeo pois a presenccedila da rocha eacute essencial para

geraccedilatildeo de qualquer depoacutesito mineral e o fator possui a finalidade de identificar as litologias

que apresentam composiccedilatildeo mineraloacutegica mais favoraacutevel para a formaccedilatildeo de depoacutesitos

lateriacuteticos Este fator foi realizado baseando-se no mapa geoloacutegico gerado atraveacutes de anaacutelises

em campo e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rochas Das oito litologias identificadas e descritas em

campo apenas duas foram encontradas associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs que

satildeo o leucognaisse e o biotitito Devido a essa caracteriacutestica essas duas litologias foram

consideradas com maiores graus de importacircncia dentro do fator entretanto como foram

encontrados mais depoacutesitos lateriacuteticos associados ao leucognaisse do que ao biotitito o grau

de importacircncia do leucognaisse foi considerado maior do que o do biotitito As outras

litologias que natildeo apresentaram associaccedilatildeo a depoacutesitos de manganecircs tiveram seu grau de

importacircncia calculado a partir da composiccedilatildeo mineraloacutegica da rocha visto que cada mineral

que compotildee a rocha pode ter ou natildeo na sua estrutura quiacutemica a presenccedila do elemento

manganecircs Na Tabela 1 estatildeo todas as litologias encontradas em campo com seus respectivos

valores de favorabilidade que foram atribuiacutedos seguindo a metodologia descrita acima

Quadro 1 - Normatizaccedilatildeo das classes litoloacutegicas Fonte Autores

Litologia Valor atribuiacutedo

Leucognaisse 255

Biotitito 200

Granada-Biotita Gnaisse 100

Granada-Biotita-Feldspato Protomilonito 100

Granada-Biotita-Piroxecircnio Gnaisse 100

Biotita-Piroxecircnio Granulito 50

Biotita Gnaisse 50

Leucogranito 50

O fator declividade tem como principal finalidade a identificaccedilatildeo de aacutereas planas

Biondi (2003) descreveu que para a geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos seja residual ou

supergecircnico independentemente de qual mineacuterio estaacute sendo estudado necessita-se de um

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

31

terreno com menor declividade para facilitar sua acumulaccedilatildeo Com estas informaccedilotildees o fator

declividade passa a ter um grau alto de importacircncia dentro da anaacutelise multicriteacuterio ficando

abaixo apenas do fator litoloacutegico

A normatizaccedilatildeo do mapa de declividade foi feita utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia

fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente onde as aacutereas planas e com ateacute 10 graus de

inclinaccedilatildeo foram consideradas de maacutexima adequabilidade (255) no momento em que o valor

da inclinaccedilatildeo ultrapassa os 10 graus essa adequabilidade decresce ateacute chegar ao valor miacutenimo

(0) onde a inclinaccedilatildeo eacute de 30ordm e acima deste valor de inclinaccedilatildeo a adequabilidade torna-se

nula Estes valores foram adotados levando-se em consideraccedilatildeo tudo o que foi estudado na

pesquisa bibliograacutefica em trabalhos como o de Biondi (2003) Neto e Costa (2010) e

Leonardi e Ladeira (2012) e observaccedilotildees realizadas em campo

Neto e Costa (2010) realizaram o mapeamento de unidades geomorfoloacutegicas da Bacia

do Rio Cauameacute-RR no qual foi possiacutevel identificar deposiccedilatildeo lateriacutetica onde a declividade

variava de 01 a 3 graus terrenos relativamente planos Esse estudo confirma a preacute-disposiccedilatildeo

da formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas

Leonardi e Ladeira (2012) fizeram uma anaacutelise hipsomeacutetrica da Regiatildeo Nordeste do

Quadrilaacutetero Ferriacutefero-MG associado ao material de origem Nesse estudo foi possiacutevel

evidenciar na base do Complexo Alegria uma superfiacutecie plana que ultrapassou oito

quilocircmetros de extensatildeo com declividade inferior a 5ordm que estaacute associada agrave Crosta Lateriacutetica

de Ferricrete Contiacutenua Sendo estaacute mais uma evidecircncia da preacute-disposiccedilatildeo da formaccedilatildeo de

depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas

O fator cota teve como objetivo a identificaccedilatildeo de aacutereas cujas cotas estatildeo proacuteximas de

mil metros de altitude geralmente topo de morros pois para haver a formaccedilatildeo e

desenvolvimento de depoacutesitos lateriacuteticos eacute necessaacuterio que o ambiente gerador possua alguns

paracircmetros essenciais como alta taxa de pluviosidade atuando na lixiviaccedilatildeo relevo pouco

inclinado para minimizar a accedilatildeo erosiva resultante da alta pluviosidade alta taxa de

percolaccedilatildeo de aacutegua para mobilizar a mateacuteria lixiviada e por fim cotas topograacuteficas elevadas

em relaccedilatildeo ao niacutevel de base regional sendo essencial para promover uma taxa contiacutenua nos

processos citados acima (ALEVA 1994) Devido a esta caracteriacutestica de condicionar uma

taxa contiacutenua nos processos essenciais para geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos o fator cota estaacute

presente na anaacutelise multicriteacuterio deste trabalho possuindo um grau de importacircncia inferior ao

fator litoloacutegico e ao fator declividade poreacutem sendo fundamental para comprovar a eficaacutecia do

estudo

A normatizaccedilatildeo do fator cota foi realizada utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia fuzzy

sigmoidal monotocircnica crescente onde aacutereas inferiores a 600 metros foram consideradas de

adequabilidade miacutenima (0) agrave medida que o valor da cota sobe a adequabilidade cresce ateacute

atingir a cota de 800 metros onde a adequabilidade torna-se maacutexima (255) e com isso todas

cotas acima de 800 metros possui adequabilidade maacutexima Para definiccedilatildeo dos valores

adotados nesse fator levou-se em consideraccedilatildeo as observaccedilotildees realizadas em campo revisatildeo

bibliograacutefica sobre depoacutesitos lateriacuteticos e trabalhos como o de Morais et al (2002) e Oliveira

et al (2009)

Atraveacutes do Processo Analiacutetico Hieraacuterquico foram gerados os pesos onde seus valores

foram atribuiacutedos de acordo com o seu grau de importacircncia utilizando como base a escala

fundamental de Saaty (1977 citado por MORETTI et al 2008) Sendo assim ficou

estabelecido que o fator litoloacutegico eacute moderadamente mais importante que o fator declividade

o fator declividade eacute moderadamente mais importante que o fator cota e o fator litoloacutegico eacute

fortemente mais importante que o fator cota Com os fatores normatizados e os seus

respectivos pesos calculados os mapas foram agrupados utilizando a Combinaccedilatildeo Linerar

Ponderada onde os fatores foram multiplicados pelos seus pesos e em seguida somados para

geraccedilatildeo do mapa de adequabilidade Como no presente trabalho foi utilizada restriccedilatildeo o

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32

procedimento foi alterado e a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo de fatores

foi multiplicada pela restriccedilatildeo gerando o mapa de adequabilidade final

Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo par-a-par entre fatores Fonte Autores

Fator Litologia Declividade Cota

Litologia 1

Declividade 13 1

Cota 15 13 1

Na Tabela 3 estatildeo os valores correspondentes aos pesos calculados atraveacutes do processo

analiacutetico hieraacuterquico utilizando a matriz de comparaccedilatildeo Os pesos demostram a influecircncia de

cada fator no mapa final de adequabilidade Onde o fator litoloacutegico representou cerca de 64

no valor final da anaacutelise o fator declividade contribuiu com aproximadamente 26 e o fator

cota representou 10 A proporccedilatildeo de consistecircncia eacute um valor que mostra o erro obtido no

caacutelculo da matriz de comparaccedilatildeo e neste caso o erro foi de 003 estando dentro do limite

aceitaacutevel de 01

Quadro 3 - Resultado dos pesos calculados para cada fator Fonte Autores

Fator Peso

Litoloacutegico 064

Declividade 026

Cota 010

Com o mapa final de adequabilidade gerado foi possiacutevel comparar os resultados

obtidos atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio com os dados coletados em campo E assim discutir

sobre a confiabilidade da ferramenta de anaacutelise multicriteacuterio na obtenccedilatildeo de aacutereas com alta

adequabilidade para prospecccedilatildeo de depoacutesitos de manganecircs

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Como resultados foram obtidos os mapas de fatores que indicam como cada fator

influenciou no mapa final e utilizando esses mapas separadamente eacute possiacutevel discutir sobre a

importacircncia de cada fator na anaacutelise Entretanto quando eacute realizada a integraccedilatildeo dos mapas

na anaacutelise multicriteacuterio em um uacutenico mapa torna-se mais faacutecil o julgamento das aacutereas de

acordo com a adequabilidade

A Figura 3 conteacutem os mapas de fatores e restriccedilotildees utilizados nesse trabalho O fator

litoloacutegico apresentou grande favorabilidade na regiatildeo centro norte devido essa aacuterea ser

composta principalmente por rochas do tipo leucognaisse e biotitito que geralmente estatildeo

associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs O restante da aacuterea apresentou favorabilidade

variando de meacutedia agrave baixa devido agrave composiccedilatildeo das rochas e os valores atribuiacutedos a cada

uma delas

O leucognaisse foi considerado de muito alta favorabilidade em relaccedilatildeo agrave formaccedilatildeo de

depoacutesitos lateriacuteticos visto que a maior parte dos depoacutesitos encontrados em campo estatildeo

associados a esse tipo rochoso A litologia biotitito foi classificada com alta favorabilidade agrave

formaccedilatildeo de depoacutesito lateriacutetico uma vez que alguns depoacutesitos lateriacuteticos foram encontrados

associados a esta rocha Os litotipos granada biotita gnaisse granada biotita feldspato

protomilonito e granada biotita piroxecircnio gnaisse foram considerados de meacutedia

favorabilidade pois apesar de natildeo ter sido observado em campo qualquer associaccedilatildeo destes

litotipos com depoacutesitos lateriacuteticos a composiccedilatildeo mineraloacutegica destas rochas podem permitir a

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

33

formaccedilatildeo de algum tipo de depoacutesito de manganecircs lembrando que natildeo eacute apenas a mineralogia

que determina a formaccedilatildeo de depoacutesitos

As rochas biotita piroxecircnio gnaisse biotita gnaisse e Leucogranito foram classificadas

com baixa favorabilidade uma vez que a composiccedilatildeo mineraloacutegica das mesmas dificilmente

permitiraacute a formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs

O fator cota ficou evidenciado uma grande adequabilidade indo desde a parte central

ateacute o topo norte do mapa Da porccedilatildeo central ateacute a base sul do mapa a adequabilidade ficou

bem dividida variando de alta a nula Resultados esses jaacute esperados para esse fator visto que

a regiatildeo de estudo e bastante montanhosa estando sempre bem acima do niacutevel meacutedio do mar

Jaacute porccedilotildees com baixa ou nula adequabilidade estatildeo associadas as aacutereas mais baixas

simplesmente pela geomorfologia ou em alguns casos a canais de drenagem que ao longo do

tempo vatildeo dissecando o relevo e tornando-o mais baixo

O fator declividade como esperado apresentou uma grande quantidade de aacutereas com

alta adequabilidade e boa distribuiccedilatildeo visto que apesar da regiatildeo de estudo estaacute contida em

cotas elevadas o relevo predominante eacute pouco acidentado e os topos de morros satildeo mais

aplainados

A restriccedilatildeo hidrograacutefica estaacute presente neste trabalho com o intuiacutedo de identificar e

restringir todas as regiotildees que fazem parte das Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes em aacutereas

de Mata Ciliar A restriccedilatildeo foi realizada isolando um raio de 50 metros no entorno de

qualquer corpo drsquoaacutegua visto que dentro destas regiotildees eacute proibida a realizaccedilatildeo de estudos

prospectivos (CONAMA 2002)

Figura 3 - Mapas de Fatores e Restriccedilotildees (A) Fator Litoloacutegico (B) Fator Cota (C) Fator

Declividade (D) Restriccedilatildeo Hidrograacutefica Fonte Autores

No mapa final de adequabilidade (Figura 4A) observa-se que a aacuterea mais favoraacutevel

(255) agrave prospecccedilatildeo de manganecircs proposta por este trabalho estaacute localizada na parte superior

do mapa distribuiacuteda de leste a oeste poreacutem eacute possiacutevel encontrar outras regiotildees como na parte

central do mapa e uma pequena porccedilatildeo na regiatildeo sudoeste que embora obtivessem

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34

adequabilidade um pouco mais baixa (200-160) ainda possuem valores satisfatoacuterios O

restante do mapa apresentou uma adequabilidade variando de meacutedia (130) e baixa (50) A alta

adequabilidade encontrada na parte superior do mapa ocorre devido ao substrato rochoso ser

composta por leucognaisse rocha com maior peso de importacircncia dentro do fator litoloacutegico

que por sua vez eacute o fator de maior influecircncia dentro da anaacutelise e por essa regiatildeo apresentar as

maiores cotas da aacuterea de estudo Algumas regiotildees que possuem alta adequabilidade para os

fatores declividade e cota obtiveram uma adequabilidade variando de meacutedia (130) a baixa

(50) isto porque o fator litoloacutegico que teve o maior peso na anaacutelise alcanccedilou baixa

adequabilidade nessas aacutereas do mapa As porccedilotildees no mapa que apresentaram adequabilidade

nula satildeo aquelas onde as restriccedilotildees foram atuantes neste caso os corpos hiacutedricos

A etapa de campo obteve como produto um mapa de pontos (Figura 4B) onde foram

constatados pontos com a presenccedila de manganecircs pontos de depoacutesitos de manganecircs jaacute

descritos por outras literaturas e pontos que natildeo possuiacuteam a presenccedila do manganecircs Vale

salientar que a descriccedilatildeo de um ponto representa natildeo somente as caracteriacutesticas daquele exato

local mas tambeacutem do seu entorno A geraccedilatildeo deste mapa teve com intuiacutedo facilitar a

amostragem dos pontos que possuem a presenccedila de manganecircs e comparaacute-lo com o mapa de

adequabilidade final

Ao analisar o mapa de adequabilidade eacute possiacutevel perceber que todos os pontos

descritos em campo que possuiacuteam a presenccedila de manganecircs estatildeo associados a uma alta

adequabilidade Eacute importante explicar que ao fazer o caminhamento de campo procurasse

sempre utilizar rotas de mais faacutecil acesso para percorrer a aacuterea como por exemplo as redes de

drenagem No caso deste trabalho essa metodologia de caminhamento acabou acarretando

controveacutersia no momento de anaacutelise do mapa final pois pontos nos quais ficou comprovada a

presenccedila de manganecircs estatildeo situados tanto dentro de porccedilotildees de alta adequabilidade quanto de

adequabilidade nula isto devido aos pontos terem sido coletados proacuteximos agraves drenagens e o

sistema hidrograacutefico da regiatildeo ser considerado uma restriccedilatildeo de acordo com CONAMA

(2002) Essa controveacutersia natildeo diminui a comprovaccedilatildeo da eficaacutecia da ferramenta da anaacutelise

multicriteacuterio visto que os pontos representam uma aacuterea muito maior do que aquele exato

local onde o ponto foi descrito e a malha de restriccedilatildeo hidrograacutefica natildeo nega a presenccedila do

manganecircs apenas restringe a exploraccedilatildeo mineral por se tratar de uma aacuterea de preservaccedilatildeo

permanente

No mapa de adequabilidade foi utilizada uma simbologia com a forma de um ciacuterculo

vazado nos pontos que tiveram a presenccedila de manganecircs comprovada com o intuiacutedo de

representar melhor a aacuterea de influecircncia de cada ponto e tornar mais clara essa possiacutevel

controveacutersia ao se analisar o mapa Os pontos que possuem a presenccedila do manganecircs

identificados na Folha Espera Feliz ndash SF 24-V-A-IV (HORN 2007) foram associados a uma

adequabilidade variando de alta a meacutedia resultados que reforccedilam a eficaacutecia da anaacutelise

multicriteacuterio como uma ferramenta eficaz para prospecccedilatildeo de manganecircs na regiatildeo proposta

No mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel observar que 60 de todos os pontos que

possuem a presenccedila de manganecircs independente se satildeo pontos vistos em campo ou pontos

obtidos por meio de outras literaturas estatildeo localizados em regiotildees de alta adequabilidade

(255 ateacute 200) e os 40 restantes estatildeo localizados em porccedilotildees de meacutedia adequabilidade (130)

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

35

Figura 4 - A) Mapa de adequabilidade final com os pontos de amostragem e drenagens (azul)

com isolamento de 50 metros (branco) delimitando a restriccedilatildeo hidrograacutefica de acordo com

CONAMA (2002) B) Mapa com discriminaccedilatildeo de pontos onde natildeo foi constatada a presenccedila

de manganecircs (pontos pretos) pontos que possuiacuteam manganecircs (pontos vermelhos) e pontos

buscados na literatura que jaacute tinham identificaccedilatildeo de presenccedila de manganecircs (pontos verdes)

Fonte Autores

CONCLUSAtildeO

A utilizaccedilatildeo das teacutecnicas de geoprocessamento se mostrou eficaz para o tipo de estudo

realizado permitindo a integraccedilatildeo de diferentes tipos de dados que influenciam diretamente

na formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos

Analisando o mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel afirmar que o objetivo no qual

seria a avaliaccedilatildeo de aacutereas para a prospecccedilatildeo de manganecircs obteve resultados satisfatoacuterios visto

que na regiatildeo escolhida para o estudo cerca de 30 da aacuterea apresenta alta adequabilidade

(255 ateacute 200) 40 possui meacutedia adequabilidade (aproximadamente 130) e apenas 30 da

aacuterea ficou caracterizada por uma baixa adequabilidade (de 50 ateacute 0)

A anaacutelise multicriteacuterio pode ser considerada uma ferramenta que possui resultados

satisfatoacuterios quando utilizada com criteacuterios embasados aleacutem disso trata-se de uma

metodologia de baixo custo e faacutecil aplicabilidade cujos resultados podem minimizar o custo e

o tempo da fase de prospecccedilatildeo e pesquisa

O mapa de favorabilidade final apesar de ter resultados aceitaacuteveis poderaacute ser refinado

futuramente quando novos dados forem obtidos em campo acrescentando-se novos fatores

como por exemplo anaacutelises geoquiacutemicas e pedologia

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CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

38

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Engenharia Civil Universidade Federal de Viccedilosa Viccedilosa

MG

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da

Sauacutede Alegre ES 3 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

39

Capiacutetulo 3

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura

de taludes em atividades de mineraccedilatildeo

Laacutezaro Correcirca Marcellinosup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Julio Almeida Moreira2 Carlos

Henrique Rodrigues de Oliveira3

INTRODUCcedilAtildeO

O planejamento geoteacutecnico na mineraccedilatildeo torna-se um fator de extrema importacircncia

pois as consequecircncias de um mau planejamento podem colocar em risco o empreendimento

mineiro Uma vez que se impotildee a exploraccedilatildeo do bem mineral em diferentes frentes de avanccedilo

tem-se notado um avanccedilo dos limites da cava cada vez mais extremos portanto criam-se

problemas geoteacutecnicos cada vez mais complexos

Com isso os desafios ao longo dos anos satildeo maiores pois aleacutem de se observar uma

tendecircncia no aprofundamento das cavas exige-se a adoccedilatildeo de meacutetodos geoteacutecnicos e

tecnoloacutegicos que possibilitem de forma segura e econocircmica a lavra da substacircncia de

interesse (REIS 2011)

Existem tambeacutem vaacuterios fatores que contribuem para a instabilidade de taludes uma

vez que iniciada a lavra os taludes possuem um caraacuteter temporaacuterio por isso adota-se fatores

de seguranccedila menores quando comparados a obras civis Apresentam tambeacutem instabilidade

derivada das vibraccedilotildees nos maciccedilos relacionadas as detonaccedilotildees e ao constante traacutefego de

veiacuteculos pesados sobre as bancadas por isso torna-se mais difiacutecil a previsatildeo desses eventos de

ruptura (PARDO 2009)

A deflagraccedilatildeo de um rompimento de talude pode estar condicionada a esses fatores

fiacutesicos predisponentes supracitados onde o grande desafio da comunidade cientiacutefica estaacute

relacionado a prever quantificar qualificar e temporizar o momento de ruptura do talude A

necessidade de melhorias no planejamento geoteacutecnico aliados a teacutecnicas geomorfoloacutegicas

hidroloacutegicas geoambientais e geoloacutegicas dentro da mineraccedilatildeo eacute um fator importante na

mitigaccedilatildeo de possiacuteveis desastres contra a vida ao meio ambiente perda de material e

prejuiacutezos econocircmicos incalculaacuteveis ao empreendimento aleacutem da necessidade de atender a

legislaccedilatildeo vigente que conteacutem diversas exigecircncias

Assim do ponto de vista geoteacutecnico a estabilidade de taludes associado ao sistema de

informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) constitui ferramenta essencial na definiccedilatildeo da geometria da

cava aleacutem de mitigar os riscos supracitados durante a atividade de lavra (GOMES et al

2005) Logo o presente trabalho possui como objetivo o desenvolvimento de mapa litoloacutegico

e de lineamentos utilizando loacutegica fuzzy para utilizaccedilatildeo na anaacutelise de susceptibilidade de

talude em uma atividade de mineraccedilatildeo de ferro no Quadrilaacutetero Ferriacutefero (QF)

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

A aacuterea de estudo insere-se na regiatildeo do QF o qual eacute uma Proviacutencia Mineral que

possui este nome em funccedilatildeo do arranjo geomeacutetrico de sua morfoestrutura que se assemelha a

um quadrado Localiza-se na porccedilatildeo centro-sudeste do Estado de Minas Gerais e perfaz uma

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

40

aacuterea de aproximadamente 7000 Kmsup2 abrangendo os municiacutepios de Sabaraacute Santa Baacuterbara

Mariana Congonhas Ouro Preto Joatildeo Monlevade Rio Piracicaba Itauacutena e Itabira entre

outros 21 municiacutepios (Figura 1)

As principais vias de acesso agraves cidades satildeo pelas rodovias federais BR-262 e BR-361

e rodovias estaduais MG-129 MG-030 MG-040 entre outras Outra forma de acesso ao QF

se daacute pela Estrada de Ferro Vitoacuteria Minas (EFVM) onde quase toda produccedilatildeo das minas de

mineacuterio de ferro eacute escoada ateacute o Porto de Tubaratildeo em Vitoacuteria (ES)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo das principais minas da VALE SA no QF Fonte Modificado de

Costa (2008)

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL

Segundo Caputo (1983) talude compreende quaisquer superfiacutecies inclinadas que

limitam um maciccedilo de terra de rocha ou ambos Podem ser naturais casos das encostas ou

artificiais como os taludes de cortes e aterros Satildeo limitados na parte superior por uma Crista

ou Topo e na parte inferior por um ldquoPeacuterdquo como mostrado na Figura 2

Figura 2 - Elementos geomeacutetricos que compotildee um talude e satildeo utilizados para o

dimensionamento do mesmo Fonte Dyminski (2007)

Contudo considerando a estabilidade de taludes em atividade de mineraccedilatildeo os

elementos geomeacutetricos de um talude tornam-se um pouco mais complexos pois a cava final

de mina dependeraacute da conformaccedilatildeo dos taludes das rampas de acesso ao mineacuterio dos acircngulos

entre as vaacuterias bancadas existentes e da altura dos taludes Para uma cava ser operacionalizada

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

41

e garantir a seguranccedila geoteacutecnica da mina deve conter necessariamente os seguintes

elementos geomeacutetrico (Figura 3)

Figura 3 - Elementos geomeacutetricos para o dimensionamento dos taludes de uma cava Fonte

Relatoacuterio Interno da Empresa (2013)

MEacuteTODOS DE ANAacuteLISE DE ESTABILIDADE DE TALUDES

A anaacutelise de estabilidade de taludes nos permite verificar a possibilidade de

escorregamento de taludes analisando-se as influecircncias relativas aos paracircmetros como

exemplo paracircmetros de resistecircncia litologia dentre outros que visam obter um estudo para

um melhor entendimento dos mecanismos de ruptura citados anteriormente As teacutecnicas de

anaacutelise de estabilidade podem ser divididas em grandes grupos que satildeo as anaacutelises

probabiliacutesticas anaacutelises determiniacutesticas e anaacutelises heuriacutesticas Sendo que a anaacutelise

probabiliacutestica requer conhecimento das distribuiccedilotildees de probabilidade ou das funccedilotildees de

densidade das variaacuteveis aleatoacuterias do problema ou seja a definiccedilatildeo da probabilidade de

ruptura ver Figura 4 (DYMINSKI 2007)

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

42

Figura 4 - Representaccedilatildeo probabiliacutestica das tensotildees atuantes e resistentes Fonte Dyminski

(2007)

A anaacutelise probabiliacutestica distingue-se da determiniacutestica por considerar a variabilidade

dos paracircmetros de caacutelculo particularmente a dispersatildeo natural para isto tem que ser

conhecida uma distribuiccedilatildeo de valores para cada paracircmetro (variaacuteveis aleatoacuterias) obtendo ou

assumindo uma distribuiccedilatildeo de probabilidade para o fator de seguranccedila As anaacutelises

probabiliacutesticas satildeo essenciais para a confecccedilatildeo de Mapas de Potencial de Ruptura Mapas de

Risco de Ruptura Mapas de Ocupaccedilatildeo de solos dentre outros (MONTOYA 2013)

As anaacutelises determiniacutesticas por sua vez buscam a quantificaccedilatildeo da estabilidade por

meio de fator numeacuterico que nos permitiraacute avaliar a respectiva seguranccedila se eacute ou natildeo estaacutevel

Sendo assim as anaacutelises determiniacutesticas satildeo baseadas em modelos fiacutesicos e buscam calcular

um fator ou coeficiente de seguranccedila (FS) As anaacutelises determiniacutesticas possuem diversos

meacutetodos sendo eles os de anaacutelise limite anaacutelise de tensatildeodeformaccedilatildeo e anaacutelise de

equiliacutebrio limite (MESQUITA 2013)

O meacutetodo de equiliacutebrio limite eacute tradicionalmente o mais utilizado para a determinaccedilatildeo

do FS pois estuda o equiliacutebrio de uma massa potencialmente instaacutevel Entende-se entatildeo que

estes meacutetodos se resumem a uma comparaccedilatildeo entre forccedilas que tendem a provocar movimento

ao longo de uma superfiacutecie de ruptura e forccedilas que contrariamente se opotildeem a este

movimento

ANAacuteLISES DE RISCO

Com objetivo de normatizar a terminologia aplicada aos estudos de aacutereas geoloacutegicas e

geoteacutecnicas Varnes (1984) propocircs uma definiccedilatildeo formal para diferentes sentidos de riscos

como risco especiacutefico hazard e vulnerabilidade

No Brasil os pioneiros a propor uma normatizaccedilatildeo foram Augusto Filho et al (1990)

que debateram tanto no acircmbito nacional quanto internacional termos conceitos e

nomenclatura associados ao termo Risco Atualmente os conceitos mais usuais satildeo aqueles

recomendados pelas associaccedilotildees das categorias como Australian Geomechanics Society

(AGS) International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (ISSMGE)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

43

International Society for Rock Mechanics (ISRM) Associaccedilatildeo Brasileira de Geologia de

Engenharia e Ambiental (ABGE) e da ISO 31000 (CORTELETTI 2014)

Ainda assim existe pouca unicidade acerca do tratamento dos conceitos e problemas

sobre a avaliaccedilatildeo de risco muitas vezes enfrentando barreiras quanto agrave avaliaccedilatildeo de

incertezas em Geotecnia e avaliaccedilatildeo de risco

GEOPROCESSAMENTO

Teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais que leva em consideraccedilatildeo o processamento

de dados geograacuteficos satildeo conhecidas como geoprocessamento Segundo algumas definiccedilotildees

adotadas por Menezes (2012) as ferramentas computacionais utilizadas em geoprocessamento

permitem realizar anaacutelises complexas atraveacutes de Sistemas de informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG)

SIG por sua vez satildeo sistemas de informaccedilotildees construiacutedos especialmente para armazenar

analisar e manipular dados geograacuteficos

Os SIG tecircm se tornado cada vez mais usuais pois as teacutecnicas computacionais se

tornam cada vez mais complexas e com melhor desempenho possibilitando entatildeo confrontar

dados distintos para produzir o resultado desejado com mais facilidade Confrontar mapas

com diferentes informaccedilotildees permitindo gerar um novo mapa eacute uma ferramenta de grande

eficiecircncia pois o mesmo auxilia no planejamento nas tomadas de decisotildees e reduz a

ambiguidade de interpretaccedilotildees (MENEZES 2012)

Visando desenvolver um trabalho englobando teacutecnicas de geoprocessamentos junccedilatildeo

de mapas e teacutecnicas estatiacutesticas utilizou-se os SIG para aplicar teacutecnicas de anaacutelise

multicriteacuterio e loacutegica fuzzy

CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL

A aacuterea de estudo se insere em uma regiatildeo localizada a leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero

(QF) fazendo parte da Sinclinal de Alegria e situada regionalmente na porccedilatildeo sul do Craacuteton

Satildeo Francisco nas proximidades de Mariana e Ouro Preto (REIS et al 2000 ROESER e

ROESER 2010)

CONTEXTO GEOTECTOcircNICO

A parte leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero eacute constituiacuteda por rochas da regiatildeo cratocircnica

retrabalhadas tectonicamente durante o Evento Brasiliano (06-05 Ga) que resultou na

formaccedilatildeo da Faixa Araccediluaiacute e das demais faixas orogecircnicas que delimitam a borda deste

Cratoacuten (Figura 2) contendo resquiacutecios da orogenia Transamazocircnica (UHLEIN et al 1998)

ESTRATIGRAFIA DO QUADRILAacuteTERO FERRIacuteFERO

Alkmim e Marshak (1998) e Alkmim e Noce (2006) subdividiram o Quadrilaacutetero

Ferriacutefero segundo a coluna estratigraacutefica mostrada na Figura 5 Sendo este constituiacutedo por

quatro unidades litoestratigraacuteficas principais sendo elas O Embasamento Cristalino o

Supergrupo Rio das Velhas de idade arqueana o Supergrupo Minas e o Grupo Itacolomi de

idade paleo-proterozoacuteica

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

44

Figura 5 - Coluna estratigraacutefica da regiatildeo do Quadrilaacutetero Ferriacutefero Fonte Modificada de

Alkmim e Marshak (1998)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

45

METODOLOGIA

MATERIAIS

Foram utilizados os seguintes materiais

bull Software ArcGis 101 para confecccedilatildeo do mapa litoloacutegico

bull Relevo Sombreado para fotointerpretaccedilatildeo dos lineamentos

bull Software Idrisi Selva 170 para aplicaccedilatildeo da loacutegica fuzzy do mapa de lineamentos

bull Relatoacuterio interno disponibilizado pela empresa

MEacuteTODOS

De iniacutecio realizou-se um levantamento bibliograacutefico com aquisiccedilatildeo de informaccedilotildees

paracircmetros e mapas fornecidos pela literatura disponiacutevel e empresas privadas seguido da

confecccedilatildeo dos mapas

A pesquisa bibliograacutefica sobre o tema de estudo se deu por meio de consulta em livros

artigos e documentos fornecidos por empresas e levantamento de base de dados cartograacuteficos

disponiacuteveis na internet Tambeacutem foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica a respeito da

geologia local e regional da aacuterea tendo como base os artigos de Alkmim e Marshak (1998)

Essa fase tambeacutem se fez importante para o levantamento de informaccedilotildees conceituais

onde embasaram a definiccedilatildeo dos pesos para cada classe dos mapas gerados de acordo com a

literaturaObteve-se entatildeo informaccedilotildees estruturais e geoloacutegicas da regiatildeo do QF em minas

privadas de mineacuterio de ferro

Os trabalhos de Gomes (2009) Corteletti (2014) e Alves (2014) aplicam metodologias

semelhantes para a determinaccedilatildeo e anaacutelise de suscetibilidade vulnerabilidade de risco a

movimentos de massa para ferrovias e Montoya (2013) aplica uma metodologia semelhante

para rodovias Dos trabalhos destes autores pode-se tirar contribuiccedilatildeo na definiccedilatildeo de quais

mapas seriam gerados

Assim a partir dos paracircmetros e dados levantados geraram-se o mapa litoloacutegico e de

lineamentos e definiram-se pesos para sua utilizaccedilatildeo na anaacutelise de estabilidade de taludes em

aacuterea de mineraccedilatildeo

Mapa Litoloacutegico

O mapa litoloacutegico proposto teve como base o de Menezes (2012) e relatoacuterios teacutecnicos

A divisatildeo da litologia corresponde ao tipo de rocha que compotildee o maciccedilo rochoso Esta

classificaccedilatildeo foi feita a partir de paracircmetros como a composiccedilatildeo mineraloacutegica origem e

estrutura da rocha

Contudo nem sempre a classificaccedilatildeo litoloacutegica consegue mostrar a variedade que uma

rocha apresenta em mesmo local Portanto torna-se necessaacuterio a definiccedilatildeo da rocha de acordo

com caracteriacutesticas peculiares seja estrutura composiccedilatildeo mineraloacutegica ou fatores de coesatildeo

No Mapa Litoloacutegico foram definidas oito litologias Rochas Intrusivas (IN) Itabirito

Compacto (IC) Itabirito Friaacutevel (IF) Itabirito Manganesiacutefero (IM) Hematita Compacta (HE)

Filito (FL) Quartizito (QT) e Xisto (XI)

Os pesos atribuiacutedos atraveacutes da reclassificaccedilatildeo foram definidos de acordo com o tipo de

litologia e suas caracteriacutesticas ou seja rochas mais intemperizadas e que apresentam um

menor coeficiente de resistecircncia tiveram valores maiores Foi levado em consideraccedilatildeo ainda o

grau de coesatildeo e competecircncia da rocha Para a atribuiccedilatildeo dos pesos litoloacutegicos levou-se em

consideraccedilatildeo o conhecimento do autor aleacutem das caracteriacutesticas citadas anteriormente

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

46

Rochas como as Intrusivas (IN) Filito (FL) Xisto (XI) e Itabiro Friaacutevel (IF)

apresentam uma condiccedilatildeo mais propensa a baixa resistecircncia devido ao intemperismo do que

as rochas que possuem um melhor grau de coesatildeo (Tabela 1)

Tabela 1 - Valores atribuiacutedos para cada classe litoloacutegica Fonte Autores

Classes Litoloacutegicas Valor atribuiacutedo

Quartizito (QT) 20

Hematita Compacta (HE) 50

Itabirito Compacto (IC) 80

Itabirito Manganesiacutefero

(IM)

110

Itabirito Friaacutevel (IF) 140

Filito (FL) 170

Xisto (XI) 200

Intrusiva (IN) 255

Mapa de Lineamentos

A geraccedilatildeo do mapa de lineamentos consistiu na fotointerpretaccedilatildeo de padrotildees de

lineamentos presentes no entorno e dentro da aacuterea de estudo Esses padrotildees foram

interpretados em uma imagem de relevo sombreado gerado pelo Modelo Digital de Terreno

(MDT) Apoacutes essa fotointerpretaccedilatildeo pode-se gerar o mapa de lineamentos no formato

vetorial Sendo este mapa posteriormente utilizado para gerar o mapa fuzzy de lineamentos

O mapa de lineamentos foi gerado a partir da aplicaccedilatildeo da funccedilatildeo fuzzy sigmoidal

decrescente do software Idrisi pois estaacute funccedilatildeo eacute a mais utilizada em anaacutelises geoambientais

com pontos de controle em 20 e 100 o que indica que valores ateacute 20 metros de distacircncia dos

lineamentos tecircm adequabilidade maacutexima e agrave partir de 20 metros decaem sigmoidalmente ateacute

100 metros onde a adequabilidade eacute miacutenima

Segundo alguns de estudos feitos por Huallanca (2004) e Hoek e Bray (1981)

dependendo da densidade de lineamentos ou da distacircncia que apresentam entre si e do

comportamento dos mesmos esses padrotildees comportam-se como zonas de fraqueza presentes

no maciccedilo podendo influenciar na resistecircncia do mesmo Saacute (2010) realizou um estudo

semelhante em uma cava de mineraccedilatildeo de ferro e observou que ocorrem rupturas em grande

escala em regiotildees que apresentam alta densidade de padrotildees de lineamentos

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Os resultados obtidos ou seja o mapa litoloacutegico e de lineamentos seratildeo expostos de

forma separada de acordo com suas discussotildees

MAPA LITOLOacuteGICO

O mapa litoloacutegico apresentou oito classes (Figura 6) Este mapa foi confeccionado e

considerado para a anaacutelise da estabilidade de taludes pelo fato das litologias apresentarem

uma reologia muito complexa em se tratando de um ambiente de mineraccedilatildeo

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47

Figura 6 - Mapa litoloacutegico mostrando sua variedade de tipologia Fonte Autores

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

48

A litologia dentro de atividades de mineraccedilatildeo eacute um dos fatores mais afetados em se

tratando de aspectos geoteacutecnicos pois nesses locais apresentam-se uma grande mobilizaccedilatildeo

de massa rochosa ou solo para extraccedilatildeo do bem mineral causando certo grau de alteraccedilatildeo

devido a desconfinamento ou meteorizaratildeo do estado natural da rocha

Os pesos atribuiacutedos a cada classe litoloacutegica foram embasados em consultas a

bibliografias e analisando os paracircmetros de resistecircncia e caracterizaccedilatildeo Costa (2009)

caracterizou algumas litologias do QF de acordo com ensaios laboratoriais de compressatildeo

uniaxial utilizando esses dados pode-se relacionar que valores atribuiacutedos a cada classe

litoloacutegica variam de acordo com sua capacidade de compressatildeo feita nos ensaios

Com isso atribuiu-se agrave classe quartizito a menor adequabilidade pois essa rocha

apresenta uma maior competecircncia sendo que rochas que conteacutem grande quantidade de

quartzo satildeo dificilmente intemperizaacuteveis O contraacuterio foi considerado com as intrusivas que

receberam a maior valoraccedilatildeo pois se trata de uma rocha muito mais facilmente

intemperizada o que diminui o grau de coesatildeo diminuindo as forccedilas de resistecircncia Para as

rochas com resistecircncia intermediaacuteria levou-se em consideraccedilatildeo os paracircmetros geoteacutecnicos e as

caracteriacutesticas estruturais e anisotropias e conhecimento proacuteprio

MAPA FUZZY DE LINEAMENTOS

Para confecccedilatildeo do mapafuzzy de lineamentos (Figura 7) foi aplicada a funccedilatildeo fuzzy

sigmoidal decrescente sobre os lineamentos Este mapa apresentou uma zona de

suscetibilidade alta (255) nas regiotildees proacuteximas aos lineamentos e uma zona de baixa ou nula

suscetibilidade (0) em zonas mais distantes aos lineamentos

As regiotildees que apresentam alta adequabilidade satildeo zonas com distacircncia muito

proacuteximas dos lineamentos logo essas zonas apresentam uma forte influecircncia dos mesmos As

zonas em coloraccedilatildeo amarela que apresentam uma baixa adequabilidade satildeo regiotildees que se

situam mais distantes dos lineamentos apresentando assim uma baixa influecircncia dos

lineamentos nessas regiotildees

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49

Figura 7 - Mapa fuzzy de lineamentos mostrando as aacutereas onde apresentam baixa ou alta adequabilidade Fonte Autores

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

50

CONCLUSAtildeO

De acordo com o objetivo do trabalho a metodologia foi eficaz pois os mapas gerados

satildeo subsiacutedios eficazes para a anaacutelise da ruptura de taludes soacute podendo ser desenvolvidos

devido agrave teacutecnica de geoprocessamento aplicada Com o ressalve de que no uso de dados

lineamentos eles natildeo podem natildeo ter as dimensotildees precisas pois tanto podem se apresentar

em superfiacutecie quanto em profundidade alterando o maciccedilo

Sugere-se ainda o uso de outros mapas para tornar a anaacutelise mais completa como por

exemplo mapas da profundidade do niacutevel drsquoaacutegua e declividade

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CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Geologia Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha

e Mucuri Diamantina MG

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 3 Departamento de Engenharia de Minas Instituto Federal do Espiacuterito Santo Cachoeiro de

Itapemirim ES 4 Escola de Arquitetura Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG 5 Departamento de Geologia Universidade Federal de Ouro Preto Ouro Preto MG

53

Capiacutetulo 4

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES

utilizando teacutecnicas de geoprocessamento

Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitassup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Allison Augusto

Gonccedilalves de Freitas1 Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas3 Rayane Monteiro

Ferreira4 Edgar Batista de Medeiros Juacutenior5

INTRODUCcedilAtildeO

Redes de transporte rodoviaacuterio tornaram-se a essecircncia da infraestrutura em todos os

paiacuteses As estradas satildeo importantes como a estrutura fiacutesica da sociedade e como a base para o

desenvolvimento social e econocircmico (EFFATI et al 2012)

No Brasil o principal meio de transporte urbano e de boa distribuiccedilatildeo eacute o sistema de

transporte rodoviaacuterio Neste contexto vias rurais e urbanas satildeo notaacuteveis para tornar o traacutefego

de pessoas e a distribuiccedilatildeo de produtos sendo incontestaacutevel a importacircncia de um sistema de

transporte seguro capaz de atender a demanda (SILVA et al 2006) Juntamente com um

intenso crescimento nas cidades de porte meacutedio na deacutecada de 60 ocorreu um periacuteodo de

grandes investimentos em infraestrutura rodoviaacuteria no paiacutes Jaacute nos anos 70 o Ministeacuterio de

Transportes por meio do Plano de Desenvolvimento Nacional estimulou uma expansatildeo das

rodovias no Brasil Com estes investimentos muitos municiacutepios proacuteximos e ao longo dos

eixos rodoviaacuterios sentiram-se atraiacutedos e motivados agraves atividades e investimentos que

favorecessem o comeacutercio de produtos e serviccedilos Assim as cidades de pequeno e meacutedio

porte demostraram um crescimento linear ao longo das rodovias natildeo apresentando

planejamento no uso do solo e na sua ocupaccedilatildeo (FREIRE 2003)

Com o tempo o aumento do transporte nestas rodovias trouxe implicaccedilotildees positivas e

negativas para as cidades (CORREcircA PINTO 2012) Alguns desses problemas como a

ocorrecircncia de congestionamentos e acidentes (EFFATI et al 2012) No sentido de diminuir

esses problemas existem metodologias que auxiliam no estudo de viabilidade sendo uma

delas a aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio que foi utilizada neste trabalho

Deste modo este trabalho teve por objetivo geral fazer um estudo de realocaccedilatildeo da

BR-101 na aacuterea urbana do municiacutepio de Iconha-ES utilizando anaacutelise multicriteacuterio De

forma mais especiacutefica

bull Analisar quais criteacuterios (fatores e restriccedilotildees) interferem na locaccedilatildeo da rodovia

bull Determinar as restriccedilotildees que interferem na escolha da aacuterea

bull Determinar os fatores que interferem na escolha da aacuterea

bull Determinar as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy que melhor se adequam aos diferentes fatores

usados

bull Ponderar os fatores

bull Gerar a anaacutelise multicriteacuterio para estudo de aptidatildeo de aacutereas para realocaccedilatildeo da BR-101

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

54

bull Achar uma aacuterea com maior adequabilidade agrave realocaccedilatildeo da rodovia

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

Iconha localiza-se ao sul do Espiacuterito Santo (Figura 1) entre as coordenadas

N=7695610m E=300822m N=7702818m E=318390m na zona 24 sul Limitando-se ao

norte com Anchieta ao sul com Rio Novo do Sul a leste com Piuacutema e a oeste com Alfredo

Chaves Segundo IBGE (2014) o municiacutepio possui aacuterea territorial de 203528 kmsup2 O acesso

para a cidade de Iconha a partir de Vitoacuteria pode ser realizado pela BR-101 ateacute o municiacutepio

de Iconha sendo um trajeto de aproximadamente 97 Km

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

CONTORNOS VIAacuteRIOS

Em um contexto geral as ruas que satildeo estradas dentro das cidades marcavam os

caminhos de acesso onde se estabeleciam as relaccedilotildees com os territoacuterios circundantes na

configuraccedilatildeo original das cidades marcando os eixos da futura expansatildeo (VALLEJO 1995)

Anteriormente a intensificaccedilatildeo do uso de automoacuteveis as estradas (intermunicipais estaduais e

federais) passavam dentro das cidades e os fluxos de transporte tinham com elas uma relaccedilatildeo

intensa de contato cultural e intercacircmbio comercial aumentando o desenvolvimento local

(AUGEacute 1994) A malha rodoviaacuteria brasileira se deslocou criando corredores estrateacutegicos de

transportes trazendo consigo um crescimento socioeconocircmico e modificando as aacutereas e

cidades por onde passou (FREIRE 2003)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo do municiacutepio de Iconha em relaccedilatildeo ao Estado do Espiacuterito Santo O

quadrado em verde mostra a aacuterea de estudo Fonte Modificado de Wikipeacutedia (2006)

Devido ao crescimento maciccedilo do fluxo de veiacuteculos nas cidades novas medidas foram

tomadas dentre elas a construccedilatildeo de rodovias de contorno ou aneacuteis viaacuterios atualmente

usados como a soluccedilatildeo mais viaacutevel para resolver o problema das travessias urbanas (SILVA

JUacuteNIOR e FERREIRA 2008)

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55

O surgimento destes contornos daacute-se com a necessidade de melhorar a fluidez dos

deslocamentos devido ao elevado grau de saturaccedilatildeo das vias nas aacutereas mais centrais

(CORREcircA PINTO 2012) O fluxo de passagem tende a ser redirecionado para fora das aacutereas

urbanas por meio de laccedilos de contorno ou aneacuteis viaacuterios (SANTOS 2006)

De acordo com Silva Juacutenior e Ferreira (2008) a construccedilatildeo de contornos viaacuterios pode

atrair a ocupaccedilatildeo urbana do mesmo modo que o traccedilado original o que poderia levar a

ineficiecircncia deste novo contorno viaacuterio O natildeo planejamento desta ocupaccedilatildeo pode vir com

uma nova segregaccedilatildeo urbana que terminaraacute por inviabilizar o segmento da rodovia O

tamanho destes impactos eacute dependente de vaacuterios fatos dentre os quais a estruturaccedilatildeo do

tecido urbano (malha viaacuteria e uso do solo) e seu grau de inter-relacionamento com a rodovia

(CORREcircA PINTO 2012)

Existem diversas teacutecnicas para estudo de locaccedilatildeo de contorno viaacuterio entre elas

podemos citar a avaliaccedilatildeo geomorfoloacutegica estrutural e pedoloacutegica seja com ou sem a

aplicaccedilatildeo de Sistema de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) O SIG eacuteutilizado principalmente pela

Engenharia de Transporte nos estudos de alternativas de traccedilados de contornos viaacuterios pode

considerar diversas categorias na anaacutelise (sociais econocircmicas ambientais geoteacutecnicas) com

pesos diferentes (SILVA 2004)

Em seu trabalho Silva et al (2006) utilizaram o apoio agrave decisatildeo atraveacutes de SIG e

apresentaram alternativas de projeto para o anel viaacuterio da cidade de Viccedilosa-MG com

utilizando agrave loacutegica fuzzy e a anaacutelise multicriteacuterio para o levantamento e anaacutelise de

condicionadores consideradas de acordo com os dados disponiacuteveis em mapas de altitude

hidrografia declividade sistema de transportes classe de solo e principalmente o uso e

cobertura do solo e selecionaram alternativas de contornos que fazem uso das rodovias

existentes como uma opccedilatildeo para diminuir os custos e os impactos ambientais

Correcirca Pinto (2012) tratou sobre os desdobramentos na forma urbana de pequenas

cidades causados por novos contornos viaacuterios tendo como estudo de caso as cidades de Satildeo

Francisco de Assis e Santiago (RS) A metodologia aplicada foi baseada nas medidas de

diferenciaccedilatildeo espacial atraveacutes das quais foi possiacutevel visualizar o dinamismo do traccedilado de

uma cidade e as possiacuteveis alteraccedilotildees de sua forma Como resultado identificou e avaliou

algumas consequecircncias que as implantaccedilotildees de contornos viaacuterios causam nas formas urbanas

das pequenas cidades

SILVA (2012) aplicou a metodologia de anaacutelise espacial por avaliaccedilatildeo multicriteacuterio

para otimizar o processo de planejamento da ocupaccedilatildeo territorial e da mobilidade urbana no

municiacutepio de Viccedilosa - MG e aacuterea de influecircncia Como metodologia utilizou recursos

disponiacuteveis em SIG com avaliaccedilatildeo multicriteacuterio sobre bases cartograacuteficas digitais Como

resultado elaborou mapas temaacuteticos que representam as propostas para a mobilidade urbana e

para a ocupaccedilatildeo territorial da aacuterea de estudo conforme as abrangecircncias consideradas

FOTOINTERPRETACcedilAtildeO

De acordo com Soares e Fiori (1978) a interpretaccedilatildeo visual eacute o estudo da imagem

fotograacutefica visando agrave descoberta e a avaliaccedilatildeo por meacutetodos indutivos dedutivos e

comparativos do significado funccedilatildeo e relaccedilatildeo dos objetos correspondentes agraves imagens ou

seja eacute a teacutecnica de examinar as imagens dos objetos na imagem e deduzir sua significaccedilatildeo

Ribeiro et al (2008) entendem que a fotointerpretaccedilatildeo baseia-se no processo de

anaacutelise de imagens por meio da detecccedilatildeo identificaccedilatildeo e classificaccedilatildeo dos objetos de

interesse contidos nelas Ao analisar imagens eacute importante a observaccedilatildeo de entes e feiccedilotildees

insinuadas atraveacutes de caracteriacutesticas das imagens como cor tonalidade textura tamanho

forma padratildeo sombras altura localizaccedilatildeo dos alvos e aspectos associados

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

56

Santos (1988) aplicou o levantamento das tipologias vegetais pela teacutecnica de anaacutelise

visual e atraveacutes desta mapeou quatro tipologias distintas e concluiu que o produto e

metodologia usados nesta pesquisa satildeo plenamente viaacuteveis para levantamentos das tipologias

florestais nativas da Amazocircnia

Mercante et al (2005) realizaram um mapeamento de uso do solo usando como base

para a interpretaccedilatildeo visual o conhecimento preacutevio da aacuterea de estudo adquiridos apoacutes o

reconhecimento de campo observando as principais classes de coberturas de solo na aacuterea O

resultado desta anaacutelise visual constituiu um importante subsiacutedio para a decisatildeo sobre a melhor

alternativa da via de gasoduto permitindo uma escolha mais racional e menos subjetiva

Moreira et al (2008) fotointerpretaram as imagens de sateacutelite (LANDSAT 7 ETM+)

pela sua variaccedilatildeo textural devido ao registro dos alvos terem diferentes comportamentos

espectrais e diferentes arranjos espaciais e explicaram a compartimentaccedilatildeo e a relaccedilatildeo de

equivalecircncia entre zonas que constituem texturas semelhantes

Desta forma entende-se que a interpretaccedilatildeo visual pode ter seu uso em estudos de

localizaccedilatildeo de estradas exploraccedilatildeo mineral diferentes traccedilados propostos agricultura

planejamento urbano e dentre outros mapas temaacuteticos (NADALIN 2010)

SISTEMAS DE INFORMACcedilAtildeO GEOGRAacuteFICA (SIG)

A aplicaccedilatildeo de Sistemas de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) em problemas de tomada de

decisatildeo eacute uma ferramenta poderosa e eficiente nas diversas aacutereas do conhecimento pois

possibilita que o processo seja realizado de maneira mais fundamentada Dessa forma o

agente de decisatildeo tem agrave sua disposiccedilatildeo dados e informaccedilotildees mais acessiacuteveis mais facilmente

combinados e modificados aleacutem de utilizar argumentos mais claros para a decisatildeo (SILVA

1999) Segundo Star e Estes (1991) o uso do SIG para a estruturaccedilatildeo e organizaccedilatildeo de

variaacuteveis com a intenccedilatildeo de obter alternativas para a seleccedilatildeo de locais com adequabilidades

para determinado estudo tem sido amplamente utilizado O seu uso pode ser explicado por ser

uma ferramenta que trata grandes quantidades de dados armazenados em banco de dados

contendo informaccedilotildees representativas do mundo real atraveacutes de coordenadas geograacuteficas

possibilitando realizar anaacutelises espaciais

ANAacuteLISE DE MULTICRITEacuteRIO

De acordo com Moura (2007) a anaacutelise de multicriteacuterio pode ser entendida como um

procedimento metodoloacutegico que faz o cruzamento de variaacuteveis nas anaacutelises espaciais esta

anaacutelise tambeacutem eacute conhecida como Anaacutelise Hieraacuterquica de Pesos ou Aacutervore de Decisotildees Esta

anaacutelise se destina a desenvolver estudos caracterizadores da realidade vigente e preditivos de

situaccedilotildees que estatildeo por vir alcanccedilando o objetivo da anaacutelise espacial Francisco et al (2007)

considera que a anaacutelise multicriteacuterio eacute um meacutetodo de anaacutelise de alternativas para a resoluccedilatildeo

de problemaacuteticas que utilizam diversos criteacuterios relacionados ao objeto de estudo sendo

assim possiacutevel identificar alternativas prioritaacuterias para o objeto considerado

Os meacutetodos de anaacutelises multicriteacuterio vecircm sendo utilizados para a soluccedilatildeo de

problemas nas tomadas de decisatildeo nas mais diversas aacutereas do conhecimento entre elas

alternativas de poliacuteticas social (VILAS BOAS 2006) como indicador de condiccedilotildees de vida

(SILVA e JANNUZZI 2009) no planejamento e gestatildeo ambiental (FRANCO et al 2013)

no uso de terras (PORATH 2014) e anaacutelise de sensibilidade ambiental (RIBEIRO 2011) com

o intuito de esclarecer ao decisor possibilidades nas escolhas Apoiam o procedimento

decisoacuterio com base nos dados existentes agregando valores dos agentes na busca de uma

melhor soluccedilatildeo (CAMPOS 2011)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

57

O procedimento da anaacutelise multicriteacuterio baseia-se em mapeamentos de variaacuteveis pelo

seu plano de informaccedilatildeo e na definiccedilatildeo do grau de pertinecircncia de cada plano de informaccedilatildeo e

de cada um de seus componentes para a construccedilatildeo do resultado final e sempre que

necessaacuterio utilizando fatores de ponderaccedilatildeo (MOURA 2007)

Na praacutetica na anaacutelise multicriteacuterio a decisatildeo eacute tomada atraveacutes de um conjunto de teacutecnicas e

meacutetodos para dar apoio a pessoas e organizaccedilotildees nas tomadas de decisotildees sob a persuasatildeo de

uma multiplicidade de criteacuterios (GOMES et al 2002)

Santos (2010) diz que para a realizaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio o estudo deve ter

como base alguns passos sendo eles a seleccedilatildeo e representaccedilatildeo das variaacuteveis que caracterizam

o fenocircmeno organizaccedilatildeo dessas em planos de informaccedilatildeo discretizaccedilatildeo dos planos em

resoluccedilatildeo espacial adequada combinaccedilatildeo das variaacuteveis de forma que elas possam representar

a complexidade da realidade e por fim a possibilidade de calibraccedilatildeo e validaccedilatildeo do sistema

mediante identificaccedilatildeo e correccedilatildeo das relaccedilotildees construiacutedas entre as variaacuteveis mapeadas

Moreira et al (2001) objetivou a pesquisa mineral atraveacutes de anaacutelises multicriteacuterio de

dados geoloacutegicos e geofiacutesicos visando a seleccedilatildeo de aacutereas com maior potencial agrave ocorrecircncia de

minerais radioativos Como estudo de caso comparou o desempenho de 8 meacutetodos de anaacutelise

multicriteacuterio de dados geoloacutegicos e radiomeacutetricos na prediccedilatildeo de aacutereas potenciais agrave

ocorrecircncia de minerais radiativos no planalto de Poccedilos de Caldas Os cenaacuterios gerados

indicaram desempenhos diferentes nas avaliaccedilotildees encontrando desde resultados considerados

bons a medianos para identificaccedilatildeo mineral

Vilas Boas (2006) desenvolveu um modelo de anaacutelise de decisatildeo para facilitar o

processo de escolha de alternativas de poliacuteticas programas e projetos relacionados agrave gestatildeo de

recursos hiacutedricos e mais especificamente ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Como resultado

apresentou uma lista ordenada das alternativas de uso muacuteltiplo possiacuteveis de serem

implantadas no reservatoacuterio

Moura (2007) aplicou a anaacutelise multicriteacuterio como subsiacutedio para estudos ambientais

de forma a apresentar como resultado um roteiro metodoloacutegico para apoio as revisotildees

bibliograacuteficas destinado agrave construccedilatildeo de anaacutelises espaciais de caracterizaccedilatildeo e gerenciamento

ambiental e urbano Jannuzzi et al (2009) utilizaram a anaacutelise multicriteacuterio em uma aplicaccedilatildeo

em poliacuteticas puacuteblicas e obteve como resultado uma seacuterie de escolhas teacutecnicas e poliacuteticas

Com o objetivo de levantar situaccedilotildees ambientais associadas agrave necessidade de proteccedilatildeo

do parque estadual da Serra do Rola Moccedila a partir dos dados levantados no plano de manejo

Santos (2010) apresentou uma proposta metodoloacutegica com uso de anaacutelise multicriteacuterio para

identificaccedilatildeo de suas aacutereas de fragilidade ambiental Como resposta obteve aacutereas fragilidade

associadas ao meio fiacutesico ao turismo a accedilatildeo antroacutepica e agrave correlaccedilatildeo desses fatores

Ribeiro (2011) usou anaacutelise multicriteacuterio para encontrar aacutereas para implantaccedilatildeo das

culturas florestais de Hevea brasiliensis Pinus elliottiivarelliottii e Schizolobiumamazonicum

no Estado do Espiacuterito Santo e como resultado observou-se que o Estado apresenta aacutereas com

aptidatildeo edafoclimaacutetica para todas as espeacutecies

Considerando a anaacutelise multicriteacuterio como uma boa ferramenta na tomada de decisotildees

Franco et al (2013) a usou em seus estudos para identificaccedilatildeo da prioridade de aacutereas a

recuperaccedilatildeo florestal O mapa final produzido foi considerado uma ferramenta de gestatildeo da

aacuterea prioritaacuteria a restauraccedilatildeo

Em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas potenciais para construccedilatildeo de marinas no

municiacutepio de Florianoacutepolis-SC com o uso da anaacutelise multicriteacuterio Porath (2014) usou

variaacuteveis adotadas em mapas temaacuteticos identificando geograficamente aacutereas mais propensas agrave

implantaccedilatildeo de marinas considerando a interferecircncia antroacutepica e marinha tentando

minimizar as perturbaccedilotildees e o impacto ambiental

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

58

METODOLOGIA

Para a realizaccedilatildeo deste trabalho foram utilizados como base vaacuterios materiais

cartograacuteficos sendo eles Curvas de niacutevel com equidistacircncia vertical de 20 m fornecido pelo

GEOBASES (2011) Mapa topograacutefico das cidades de Iconha Rio Novo do Sul Anchieta e

Piuacutema (160000) Ortofotos do IEMA (2007) das cidades de Iconha Rio Novo do Sul

Anchieta e Piuacutema (1 35000) Mapa de Declividade do terreno gerado a partir das curvas de

niacutevel Mapa de Rios e Mapa de Uso dos Solos gerados a partir da fotointerpretaccedilatildeo das

ortofotos

Para a montagem do banco de dados foram utilizadas as ortofotos com as quais foi

possiacutevel elaborar arquivos vetoriais (shapefile) atraveacutes de fotointerpretaccedilatildeo (na escala de

visualizaccedilatildeo de 12500) e vetorizaccedilatildeo em tela de pontos linhas e poliacutegonos gerando dois

mapas sendo eles Mapa de Uso dos Solos (Apecircndice A) onde foram observadas as

principais classes de coberturas de solo existentes (pastagem agricultura florestas casas

rurais zonas urbanas vilarejos depoacutesitosndashfaacutebricas-pedreiras lagoasndashlagos-represas) e o

Mapa de Rios Para a geraccedilatildeo do Mapa de Declividade do Terreno foram utilizadas as curvas

de niacutevel

ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO

De acordo com a proposta metodoloacutegica usada por Barros e Marques (2007) neste

trabalho levou-se em consideraccedilatildeo o levantamento e o geoprocessamento das condicionantes

que existem na legislaccedilatildeo Posteriormente ao levantamento e a anaacutelise dos condicionantes

foram determinados os criteacuterios que subsidiaram o processo de decisatildeo

Esta decisatildeo eacute suportada pela consideraccedilatildeo de criteacuterios que representam possiacuteveis

condiccedilotildees de quantificar ou avaliar determinada anaacutelise Os criteacuterios podem ser de dois tipos

Restriccedilatildeo ou Fatores A restriccedilatildeo eacute um criteacuterio capaz de limitar as alternativas em

consideraccedilatildeo no estudo e pode assumir um caraacuteter de exclusatildeo de espaccedilos da anaacutelise

definindo as alternativas natildeo elegiacuteveis que deveratildeo ser excluiacutedas do espaccedilo inicial de soluccedilotildees

possiacuteveis O Fator eacute um criteacuterio que aumenta ou diminui a adequabilidade de uma

determinada alternativa para o objetivo da anaacutelise Esta aptidatildeo eacute medida numa escala

contiacutenua e de forma a englobar todo o espaccedilo de soluccedilatildeo inicialmente previsto (RAMOS e

MENDES 2001)

Seguindo a metodologia apresentada por Benda et al (2012) neste trabalho utilizou-se

a loacutegica booleana para confecccedilatildeo dos mapas de restriccedilotildees a loacutegica fuzzy para padronizaccedilatildeo

dos fatores e a anaacutelise multicriteacuterio para combinaccedilatildeo entre as restriccedilotildees e fatores

Assim como Calijuri et al (2002) em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas para

implantaccedilatildeo de aterros sanitaacuterios neste trabalhou as restriccedilotildees diferenciam locais que possam

ser considerados aptos ou inaptos a realocaccedilatildeo da BR-101 Os fatores definem locais ou

alternativas em medidas contiacutenuas de aptidatildeo diminuindo ou aumentando o valor de uma

alternativa em questatildeo naqueles locais fora das restriccedilotildees absolutas

As restriccedilotildees atuam como um tipo de criteacuterio que limita a soluccedilatildeo do problema

restringindo as alternativas em consideraccedilatildeo excluindo aacutereas de acordo com determinadas

condiccedilotildees impostas (BENDA et al 2012) Utilizando um operador algeacutebrico de mapas tipo

booleano criam-se mapas binaacuterios natildeo aptos (0) ou aptos (1) que possibilitam a realizaccedilatildeo de

cruzamentos entre dois ou mais planos de informaccedilatildeo (SCARASSATTI e COSTA 2010)

As restriccedilotildees booleanas usadas com as justificativas das referidas escolhas satildeo listadas

abaixo

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59

a) Restriccedilatildeo Casa Rurais e Depoacutesitos

De acordo com o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949 do DNIT 1973 requer-se a

distacircncia miacutenima de 60 metros das residecircncias e depoacutesitos (presentes no Mapa de Uso dos

Solos este usado para confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo para a construccedilatildeo de rodovias

Quando o custo do terreno ou imoacuteveis for muito elevado a desapropriar o tamanho dessa

faixa poderaacute mudar ao exigido por exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo

ateacute os miacutenimos 30 metros

b) Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas

Como margem de seguranccedila ao que rege o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949

(DNIT 1973) foi aplicada uma distacircncia miacutenima de 60 metros as zonas urbanizadas por

exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo ateacute os miacutenimos 20 metros

Tendo como foco a retirada da BR-101 do centro de Iconha ou de qualquer outra aacuterea com

habitaccedilatildeo neste toacutepico foram consideradas como zonas urbanizadas todas as aacutereas com 5

(cinco) ou mais casas proacuteximas no Mapa de Uso dos Solos este usado na confecccedilatildeo desta

restriccedilatildeo Assim somente as aacutereas com ocupaccedilatildeo urbana e seu entorno de 60 metros estatildeo

inaptas agrave ocupaccedilatildeo com a BR-101 sendo as demais aptas para o contorno viaacuterio

c) Restriccedilatildeo Rios

Pinto (2010) Corseuil e Campos (2007) Barros e Marques (2007) em seus trabalhos

com a intenccedilatildeo de preservar os recursos hiacutedricos de contaminaccedilotildees e respeitando a resoluccedilatildeo

Nordm 303 do CONAMA (2002) e na Lei Federal Nordm 4771 (BRASIL 1965) delimitaram um

raio de 30 metros ao redor dos cursos drsquoaacutegua com menos de 10 metros de largura como eacute o

caso da aacuterea em estudo

Neste trabalho apesar dos cursos drsquoaacutegua usado para a confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo) da

aacuterea possuiacuterem menos de 10 metros de largura optou-se para uma maior margem de

seguranccedila limitar um raio de ateacute 60 metros ao redor dos corpos drsquoaacutegua impedindo que essas

aacutereas obtivem-se algum grau de aptidatildeo para a realocaccedilatildeo da BR-101

Em seu trabalho sobre apoio agrave decisatildeo aplicada ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Vilas

Boas (2006) considerou os fatores que atuam em uma problemaacutetica como criteacuterios Scarassatti

e Costa (2010) trataram os fatores como mapas que provem ponderaccedilotildees dos diferentes

fatores de influecircncia a um dado acontecimento sendo um dos meios usados para a criaccedilatildeo dos

mapas de fatores a loacutegica fuzzy ou nebulosa

Para normalizar os criteacuterios satildeo usados as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy estas funccedilotildees

que foram selecionadas para que de melhor forma adequem aos paracircmetros do estudo De

acordo com Ramos e Mendes (2001) umas das funccedilotildees mais usadas designadas por funccedilotildees

fuzzy satildeo Sigmoidal J-Shaped Linear e Complexa Poreacutem na aplicabilidade deste trabalho

fez se o uso somente da funccedilatildeo Sigmoidal crescente e Sigmoidal decrescente (Figura 2)

Figura 2 - Funccedilotildees de pertinecircncia dos conjuntos fuzzy Sigmoidal crescente (a)

Sigmoidal decrescente (b) Fonte Modificado de Eastman (1997)

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

60

Haacute diversos meacutetodos de padronizaccedilatildeo grande parte dos meacutetodos utiliza valores

maacuteximos e miacutenimos (CAMPOS 2005) Neste trabalho os mapas dos fatores foram limitados

e ponderados a um intervalo ente 0 - 255 (intervalo do byte) permitindo exploraccedilatildeo da

variedade de dados contiacutenuos

a) Fator Declividade do terreno

A declividade pode ser representada como um acircngulo de inclinaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao

percentual entre o comprimento horizontal da encosta e o desniacutevel vertical (IPT 2007) Para

Barbosa et al (2012) a declividade consiste da maior ou menor inclinaccedilatildeo do relevo em

comparaccedilatildeo ao horizonte Pinto (2010) considera a declividade como um fator que pode tanto

potencializar como limitar a ocupaccedilatildeo de uma aacuterea considerando as declividades mais

acentuadas mais propiacutecias a riscos de deslizamentos escorregamentos e as menos acentuadas

mais apropriadas para a ocupaccedilatildeo Em seus estudos considerou a declividade maior que 45

inapta ao uso

A partir do Mapa de Declividade do Terreno as regiotildees planas e onduladas de acordo

com o Art 15 da portaria ndeg 19 de 10011949 (DNIT 1973) foram consideradas prioritaacuterias

a realocaccedilatildeo da BR-101 Neste trabalho as declividades ideais foram consideradas entre os

valores de 0 e 5 agrave medida que a declividade aumenta menor eacute a adequabilidade da aacuterea

para o objetivo proposto sendo considerado acima de 45 inapta sendo limitada pela proacutepria

legislaccedilatildeo ambiental A funccedilatildeo utilizada para normalizar os dados de declividade foi a funccedilatildeo

de pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente (Figura 2b) servindo como pontos de

controle abc = 5 e d = 45

b) Fator Distacircncia dos Rios

Para proporcionar uma maior garantia de preservaccedilatildeo dos rios os limites estabelecidos

pela legislaccedilatildeo ambiental e jaacute citados anteriormente foram levados em consideraccedilatildeo atraveacutes

do uso de restriccedilatildeo poreacutem foi utilizado o fator que considera que quanto maior a distacircncia

dos rios maior a adequabilidade ao empreendimento

Seguindo o meacutetodo proposto por Pinto (2010) considerou que quanto maior a distacircncia

em relaccedilatildeo aos rios melhor a aptidatildeo da aacuterea sendo assim foi utilizada a funccedilatildeo de

pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica crescente (Figura 2a) para descrever essa variaccedilatildeo

com pontos de controle em a=60m e bcd=15000 m (comprimento maacuteximo da aacuterea de

estudo)

c) Fator Uso dos Solos

Objetivando afetar o miacutenimo possiacutevel as aacutereas jaacute utilizadas pela ocupaccedilatildeo humana e

aacutereas florestais a aacuterea de pastagem eacute colocada como a aacuterea mais adequada ao

empreendimento em estudo

Aacutereas de valores mais altos indicam maior adequabilidade ao empreendimento

enquanto que as aacutereas com menores valores representam as menos adequadas conforme pode

ser visto na Tabela 1 Para a normalizaccedilatildeo das classes de uso do solo o Mapa Uso dos Solos

foi reclassificado atribuindo agraves classes valores de 0 a 255

bull Ponderaccedilatildeo dos fatores (avaliaccedilatildeo de pesos para os criteacuterios)

De acordo com Calijuri (2008) a ponderaccedilatildeo eacute um indicativo da importacircncia relativa

dos fatores e um regulador de compensaccedilatildeo entre eles O grau em que um fator pode

compensar outro eacute determinado por seu fator ou compensaccedilatildeo de peso

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61

Tabela 1 - Normalizaccedilatildeo das classes usos do solo Fonte Autores

Legenda Valores Atribuiacutedos

Lagoas-Lagos-Represas 0

Casas Rurais 0

Vilarejos 0

Depoacutesitos 0

Zona Urbana 0

Floresta 25

Agricultura 200

Pastagem 255

Dessa forma os valores de aptidatildeo foram atribuiacutedos baseados em conhecimento

empiacuterico e tambeacutem em trabalhos de outros autores como Calijuri et al (2002) Barros e

Marques (2007) Mercante e Antunes (2010) Pinto (2010) Silva et al (2010) Benda et al

(2012)

Assim como nos trabalhos de Calijuri et al (2002) Corseuil e Campos (2007) Calijuri

(2008) Mercante e Antunes (2010) e Benda et al (2012) posteriormente a padronizaccedilatildeo dos

fatores para a escala de 0 a 255 os pesos finais satildeo estimados por meio do Processo de

Hierarquizaccedilatildeo Analiacutetico (AHP) aplicado agrave matriz de comparaccedilatildeo par-a-par utilizando o

meacutetodo apresentado por Saaty (1980) e Clark Labs (2006) este meacutetodo permite estabelecer

pesos a cada fator segundo sua relevacircncia que foi priorizada conforme seu grau de

importacircncia para a anaacutelise ou seja os pesos dos fatores satildeo atribuiacutedos especificamente a cada

fator dando a importacircncia relativa de cada um em relaccedilatildeo aos outros (MERCANTE e

ANTUNES 2010) atribuindo pesos diferenciados no processo final de decisatildeo

Nesse julgamento fez-se o uso da escala de comparadores proposta por Saaty (1977)

que pode ser vista no Quadro 1

Quadro 1 - Escala de valores Fonte Modificado de Saaty (1977)

Intensidade relativa

de importacircncia

Definiccedilatildeo Explicaccedilatildeo

1 Igual importacircncia Importacircncia igual dos dois criteacuterios

para o objetivo

3 Menor importacircncia de

um sobre o outro

Um dos criteacuterios eacute levemente mais

favoraacutevel do que o outro

5 Essencial ou forte Um dos criteacuterios eacute consideravelmente

mais favoraacutevel do que outro

7 Importacircncia muito

grande

A importacircncia de um criteacuterio sobre o

outro eacute evidentemente muito maior

9 Importacircncia absoluta Quando um meio-termo eacute necessaacuterio

Considerando a escala de Saaty fez-se a comparaccedilatildeo entre os fatores utilizados

conforme podem ser vistos na Tabela 2 Onde o fator Declividade do terreno eacute levemente

mais favoraacutevel do que o fator Distacircncia dos Rios O fator Uso dos Solos eacute consideravelmente

mais favoraacutevel que o fator o Distacircncia dos Rios e levemente mais favoraacutevel do que o fator

Declividade do terreno

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

62

Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo dos criteacuterios escalonados (fatores) Fonte Autores

Fatores Distacircncia dos

Rios

Declividade do

terreno

Uso dos

Solos

Distacircncia dos Rios 1

Declividade do terrreno 3 1

Uso dos Solos 5 3 1

Para criaccedilatildeo da matriz de ponderaccedilatildeo foram considerados como ordem de importacircncia

dos fatores Distacircncia dos Rios a Declividade do Terreno e o Uso dos Solos Dessa forma

obtiveram-se os pesos que consideram o quanto determinado fator interfere na anaacutelise (Tabela

3)

Tabela 2 - Resultado final dos pesos calculados para os fatores Fonte Autores

Fator Peso

Distacircncia dos Rios 010

Declividade do

terreno

026

Uso dos Solos 064

bull Combinaccedilatildeo linear ponderada

Depois de determinado os pesos dos criteacuterios que foram utilizados neste estudo foi

necessaacuterio agrave junccedilatildeo dos dados para obtenccedilatildeo do mapa final de adequabilidade

Com esta finalidade os mapas de cada fator foram combinados pelo meacutetodo da

combinaccedilatildeo linear ponderada onde multiplicou-se os mapas de adequabilidade de cada fator

por seu peso especiacutefico posteriormente fez-se o somatoacuterio de todos estes fatores obtendo-se

um valor final da aacuterea com sua adequabilidade (BENDA et al 2012)

Devido agrave utilizaccedilatildeo de mapas de restriccedilotildees neste estudo (booleanos) o procedimento

foi modificado e multiplicou-se a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo dos

fatores pelo produto das restriccedilotildees

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

As informaccedilotildees geradas nos mapas de restriccedilotildees e fatores subsidiam a discussatildeo que

leva a interpretaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos mapas finais verificando-se assim como cada restriccedilatildeo e

fator afetou a anaacutelise final

Os mapas temaacuteticos mostram agraves aacutereas apropriadas a implementaccedilatildeo ao contorno

viaacuterio sendo algumas aacutereas de exclusatildeo (restriccedilotildees) e outras com valores de adequabilidade

(fatores)

As exclusotildees consideradas satildeo criteacuterios associados ao ordenamento do territoacuterio em

termos de ocupaccedilatildeo humana os mapas de exclusatildeo de aacutereas Restriccedilatildeo Casa Rurais e

Depoacutesitos Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas e Restriccedilatildeo Rios exibindo aacutereas aptas (classe 1) e

inaptas (classe 0) ao empreendimento

Assim como no trabalho de Mercante et al (2005) a relevacircncia do uso dos solos e

declividade do terreno na anaacutelise tem uma influecircncia direta no trajeto da rodovia refletindo

na preservaccedilatildeo teacutecnica e econocircmica do empreendimento levando em consideraccedilatildeo as aacutereas

mais planas do terreno e as aacutereas de pastagem

As justificativas adotadas para as ponderaccedilotildees foram tratadas da seguinte maneira

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63

O Fator Declividade do terreno eacute moderadamente mais importante do que o fator Distacircncia

dos Rios pois o escoamento de um rio depende da declividade dos canais fluviais

O Fator Uso dos Solos eacute muito fortemente mais importante que o fator o Distacircncia dos

Rios uma vez que o manejo da rodovia nas proximidades do rio eacute mais faacutecil que a

desocupaccedilatildeo das aacutereas urbanizadas

O Fator Uso dos Solos eacute moderadamente mais importante do que o fator Declividade

do terreno uma vez que eacute mais econocircmico aplainar um terreno que locomover a populaccedilatildeo de

local

O valor da razatildeo de consistecircncia entre os pesos ponderados dos fatores foi de 003

neste caso a matriz de julgamento estaacute consistente o que torna os pesos calculados para este

modelo aceitaacuteveis visto que para os valores de razatildeo de consistecircncia inferiores a 010 natildeo

necessitam de reavaliaccedilatildeo (EASTMAN 1999)

Com o resultado dos fatores ponderados obtidos e as restriccedilotildees foi possiacutevel realizar a

avaliaccedilatildeo de muacuteltiplos criteacuterios e obter o mapa final de adequabilidade (Figura 4) com valores

variando de 0 a 255 estes valores representam o grau de aptidatildeo ou seja a adequabilidade

das aacutereas agrave realocaccedilatildeo da BR-101 e natildeo se agraves aacutereas satildeo aptas ou inaptas onde 0 identifica

aacutereas inaptas ao empreendimento e 255 as mais aptas possibilitando a escolha dos locais

dentro da aacuterea mais apto que merecem um estudo detalhado com o mapeamento geoloacutegico

Ao analisar o mapa final observa-se a influecircncia tanto das restriccedilotildees quanto dos fatores

no mapa final Os mapas de restriccedilotildees inibindo as aacutereas consideradas inaptas de quaisquer

graus de adequabilidade ou seja estabelecendo aptidatildeo 0 a estas aacutereas e os fatores atribuindo

graus de adequabilidade no mapa Entre os fatores foi observado que o fator Uso do Solo

apresenta uma maior importacircncia em relaccedilatildeo aos fatores declividade e rios o que se

caracteriza nos pesos obtidos durante o processo de comparaccedilatildeo Percebe-se ainda que neste

mapa final poucas aacutereas com baixa aptidatildeo satildeo encontradas

Nas regiotildees proacuteximas ao atual traccedilado da rodovia bem como na parte inferior desta

percebe-se aacutereas de maior adequabilidade isso se daacute principalmente pela influecircncia do Fator

Uso dos Solos e a Declividade do Terreno pois o estudo levou em consideraccedilatildeo valores de

menores custos como aacutereas de pastagens e menos declivosas e que atendessem normas da

legislaccedilatildeo brasileira Ainda foi possiacutevel constatar que a anaacutelise por muacuteltiplos criteacuterios foi

bastante influenciada pelo uso do solo poreacutem a declividade e os rios satildeo fatores

fundamentais no contorno viaacuterio pois refletem um menor ou maior custo do empreendimento

Em seu trabalho Mercante et al (2005) priorizaram os custos do empreendimento de

um gasoduto e obteve como resposta as aacutereas menos declivosas e aacutereas ocupadas por

pastagem que barateariam o custo de desapropriaccedilatildeo

Benda et al (2012) em seu estudo apresentaram uma imagem final de adequabilidade

utilizando anaacutelise multicriteacuterio - fatores e restriccedilotildees Posteriormente ela limitou as aacutereas que

poderiam ser usadas para ocupaccedilatildeo com aterros controlados considerando adequabilidade

maior que 220 e aacuterea miacutenima de 20 hectares desta forma ela obteve uma aacuterea mais apropriada

dentre suas restriccedilotildees e fatores apresentados

Francisco et al (2007) em seu trabalho sobre prioridades para recuperaccedilatildeo de Aacutereas de

Preservaccedilatildeo Permanente fizeram a aplicaccedilatildeo de dois meacutetodos de anaacutelise multicriteacuterio Os dois

meacutetodos apresentaram resultados diferentes Um dos meacutetodos apresentou uma maior extensatildeo

de aacuterea com alta prioridade de recuperaccedilatildeo enquanto o outro apresentou aacutereas maiores com

baixa prioridade de meios de recuperaccedilatildeo Os usos das terras com prioridades mais altas em

ambos os meacutetodos eram de solo nu e cultura anual

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

64

MAPA FINAL DA ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO

O mapa final de adequabilidade (Figura 4) resultado da anaacutelise multicriteacuterio mostra

como aacuterea adequada agrave realocaccedilatildeo da BR-101 a sua porccedilatildeo de aacuterea inferior a localizaccedilatildeo atual

da rodovia Esta regiatildeo possui uma menor declividade pouca interferecircncia dos rios e uma

relaccedilatildeo de uso do solo mais adequada agrave implantaccedilatildeo do empreendimento

E considerando aspectos sociais e urbanos um novo traccedilado torna-se mais favoraacutevel

quando considera o fluxo ideal de veiacuteculos e pessoas aleacutem da seguranccedila do cidadatildeo que mora

no centro urbano do municiacutepio de Iconha

Figura 4 - Mapa final de adequabilidade com o uso da anaacutelise multicriteacuterio - fatores e

restriccedilotildees Fonte Autores

CONCLUSAtildeO

Com base na anaacutelise dos dados e interpretaccedilatildeo dos resultados obtidos a partir do que

foi proposto e das condiccedilotildees especiacuteficas deste trabalho conclui-se que

O uso da anaacutelise multicriteacuterio utilizando agrave loacutegica fuzzy retrata resultados mais

proacuteximos a realidade quando comparados com o zoneamento booleano por natildeo considerar

mudanccedilas abruptas

Os mapas de adequabilidades obtidos natildeo caracterizam aacutereas aptas ou inaptas mas

representam uma superfiacutecie de adequabilidade onde possuem valores de 0 (menos apto) a 255

(mais apto)

A anaacutelise multicriteacuterio por ser subjetiva pode definir diversos cenaacuterios dependente

da normalizaccedilatildeo e ponderaccedilatildeo usadas e deve ser utilizada de forma criteriosa a fim de natildeo

inserir erros na anaacutelise

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65

Com o mapa de aptidatildeo final pode-se selecionar algumas aacutereas adequadas agrave

implantaccedilatildeo do contorno viaacuterio o que varia de acordo com o valor das variaacuteveis encontradas

Utilizando-se do mapa de adequabilidade como guia a parte inferior do mapa (Figura

4) eacute uma ampla aacuterea de alternativas possiacuteveis para a instalaccedilatildeo da nova rota da BR-101

Os resultados obtidos neste trabalho revelam as potencialidades do SIG na tomada de

decisatildeo no processo de avaliaccedilatildeo e seleccedilatildeo de aacutereas

Com a intenccedilatildeo de um melhor entendimento da aacuterea para a realocaccedilatildeo da BR-101 estudos

mais especiacuteficos podem ser realizados

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CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Linhares ES

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES

sup3 Campus Caccedilapava do Sul da Universidade Federal do Pampa Caccedilapava do Sul RS 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

71

Capiacutetulo 5

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite

Landsat 5

Marx Engel Martinssup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Felipe Guadagninsup3 Carlos Henrique

Rodrigues de Oliveira4

INTRODUCcedilAtildeO

Anaacutelises multitemporais satildeo importantes ferramentas para anaacutelise ambiental devido agrave

constacircncia no imageamento dos sateacutelites e sua relativa precisatildeo nas informaccedilotildees obtidas pelos

mesmos principalmente em objetos de estudos de grande porte como rios que percorrem

mais de um estado Ao longo do tempo eles passam por alteraccedilotildees em sua dinacircmica

naturalmente no entanto os seres humanos estatildeo cada dia a interferir mais nos cursos drsquoaacutegua

atividades como agricultura e pecuaacuteria satildeo grandes causadoras de impactos em tais ambientes

mas natildeo as uacutenicas

A necessidade por energia da sociedade contemporacircnea aumenta tanto quanto cresce a

populaccedilatildeo e seu acesso equipamentos eletrocircnicos que tornam a vida mais faacutecil

No Brasil a principal fonte de energia satildeo as hidreleacutetricas sendo 6488 de toda

capacidade brasileira em operaccedilatildeo e 223 e 2477 respectivamente em construccedilatildeo e

construccedilatildeo natildeo iniciados dos novos empreendimentos em energia no paiacutes seratildeo atraveacutes de

barragens em rios (ANEEL 2007) o rio Doce passou por uma intervenccedilatildeo em seu curso

iniciada no ano de 2001 em que se construiu uma dessas usinas com o nome da cidade em

que foi construiacuteda Aimoreacutes na divisa entre Espiacuterito Santo e Minas Gerais (CICCARONE et

al 2012)

Autores como COELHO 2007 analisaram o rio Doce em aspectos socioambientais

como crescimento e dinacircmica populacional industrial atividades econocircmicas entre outros

O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) disponibiliza uma vasta seacuterie de

imagens de alguns sateacutelites dentre eles o Landsat 5 lanccedilado em 1ordm de marccedilo de 1984 com

resoluccedilatildeo espacial de 30m captando diversos comprimentos de onda da luz que vatildeo desde o

visiacutevel ao infra-vermelho proacuteximo e orbita todo o globo a cada 16 dias (USGS 2017) Devido

essas caracteriacutesticas foi escolhido para analisar os impactos causados pela construccedilatildeo da

Hidreleacutetrica de Aimoreacutes

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

A aacuterea delimitada para o enfoque do trabalho se situa na

zona 24Sul da projeccedilatildeo transversa de Mercator no datum SIRGAS 2000 com as

coordenadas dos veacutertices sendo 276405 E (m) e 7889561 N (m) 276405 E (m) e 7823450

N(m) 425511 E (m) e 7823450 N (m) 425511 E (m) e 7889561 N (m) (Figura 1)

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

72

Figura 1 - Rio Doce com enfoque para a parte espirito santense Fonte Adaptado de

GEOBASES 2002

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

O rio Doce eacute objeto de estudo por geoacutelogos desde 1825 quando se tentou por parte do

governo da entatildeo Capitania de Minas Gerais realizar um projeto de navegabilidade do Rio

onde geoacutelogos acompanhavam as expediccedilotildees de comeacutercio que incursavam o Rio em procura

de recursos minerais principalmente ouro e outros metais (ESPINDOLA 2007)

Segundo a EMBRAPA (2011) encontram-se na aacuterea de estudo os seguintes tipos de

solos Cambissolos Haacuteplicos Latossolos Amarelos Distroacuteficos Latossolos Vermelho-

Amarelos Distroacuteficos Argissolos Amarelos Distroacuteficos Argissolos Vermelhos Eutroacuteficos

Neossolos Quartzarenicos Hidromoacuterifcos aleacutem de serem encontrados afloramentos rochosos

com manto de alteraccedilatildeo

Tais solos estatildeo distribuiacutedos em um contexto geomorfoloacutegico que varia de maciccedilos

plutocircnicos na parte oeste seguidos por uma faixa de dobramentos remobilizadas que satildeo

rochas metamoacuterficas de alto grau e por fim os depoacutesitos sedimentares recentes que vatildeo ateacute a

costa (IJSN 2007)

O clima predominante na aacuterea eacute o Tropical Quente Uacutemido com um a trecircs meses secos

tambeacutem ocorrendo na porccedilatildeo oeste proacuteximo agrave divisa com Minas Gerais o semi-uacutemido com

quatro a cinco meses seco com meacutedia de temperatura anual maior que 18deg Celsius e

localizadamente na porccedilatildeo sul o Tropical Subquente Uacutemido com quatro a cinco meses secos

(IBGE 2002)

O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave

distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais

Pincipalmente estas uacuteltimas ao qual se englobam os sateacutelites dentre eles a seacuterie Landsat

Tais dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

73

de onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos Seus sensores

acoplados captam sete bandas espectrais (FIGUEIREDO 2005)

Tais bandas podem ser associadas aos canais RGB (vermelho verde e azul) para o

realce de alguma feiccedilatildeo especiacutefica que tenha seu comportamento conhecido em determinado

espectro da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica o que eacute chamado de composiccedilatildeo colorida O sensor TM

do sateacutelite Landsat e suas 7 bandas captam as radiaccedilotildees do visiacutevel ao infravermelho distante

(a banda 1 capta o comprimento de 0485 microm e a banda 7 capta o de 2215 microm) (Figura 2)

(PERROTTA 2005)

Figura 2 - Radiaccedilotildees do Espectro Eletromagneacutetico Fonte SBFISICA (2010)

Segundo o INPE (2011) para combinaccedilatildeo no sistema RGB das bandas do sensor TM e

obtenccedilatildeo de imagens coloridas as seguintes feiccedilotildees satildeo realccediladas por cada composiccedilatildeo

ldquoBandas 3 2 e 1 imagens em cor natural com boa penetraccedilatildeo na aacutegua realccedilando as

correntes a turbidez e os sedimentos A vegetaccedilatildeo aparece em tonalidades esverdeadas

Bandas 4 3 e 2 define melhor os limites entre o solo e a aacutegua ainda mantendo algum detalhe

em aacuteguas pouco profundas e mostrando as diferenccedilas na vegetaccedilatildeo que aparece em

tonalidades de vermelho Bandas 5 4 e 3 mostra mais claramente os limites entre o solo e a

aacutegua com a vegetaccedilatildeo mais discriminada aparecendo em tonalidades de verde e rosa

Bandas 7 4 e 2 mostra a vegetaccedilatildeo em tons verdes e permite discriminar a umidade tanto na

vegetaccedilatildeo como no solordquo

MORAIS (2008) realizou um estudo em que analisaram uma seacuterie temporal de

imagens Landsat 5 para verificar as alteraccedilotildees da dinacircmica fluvial do rio Araguaia no Centro-

Oeste brasileiro neste estudo foi utilizada a composiccedilatildeo RGB-543 do sensor TM para

verificar a evoluccedilatildeo do canal com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da evoluccedilatildeo

da vegetaccedilatildeo na aacuterea Neste estudo ele separou o rio em zonas de acordo com vaacuterios fatores

bioacuteticos e abioacuteticos no entanto a classificaccedilatildeo final se deu de acordo com os processos

sedimentares estudando a variaccedilatildeo da deposiccedilatildeo e erosatildeo de ilhas em um rio meandrante

MAIA et al (2006) formularam um guia para estudos de manguezais do Nordeste em

que definiram o uso da mesma composiccedilatildeo utilizada por Morais para zoneamento de uso e

ocupaccedilatildeo de solo em que tinham o propoacutesito de observar diferentes feiccedilotildees geograacuteficas

antropizadas que aparecem na coloraccedilatildeo rosa tais feiccedilotildees satildeo lotes e aacutereas urbanas e corpos

de aacutegua que aparecem em azul claro quando rasos e vatildeo ficando escuros de acordo com o

aumento da sua profundidade

Em uma cena um mesmo alvo mostra diferentes comportamentos espectrais para as

diferentes bandas captadas pelos sensores (ZAKI et al 1995) e para que se consiga

interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-processamento entre elas

podemos citar o georreferenciamento e o contraste

O georreferenciamento das imagens se daacute atraveacutes de comparaccedilatildeo por exemplo uma

base cartograacutefica pontos de controle obtidos com um equipamento GPS ou uma outra

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

74

imagem previamente corrigida aplicando-se alguma teacutecnica de registro de imagem em que se

observa uma feiccedilatildeo e utilizam-se suas coordenadas para as mesmas feiccedilotildees na imagem que se

deseja georreferenciar por exemplo corpos drsquoaacutegua cruzamentos de ruas ou entatildeo qualquer

feiccedilatildeo que seja possiacutevel de se observar (CAMPBELL 2002)

O contraste que consiste em melhorar a visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons

de cinza utilizando-se de funccedilotildees lineares ou natildeo que modificam o histograma original

convertendo-o em outro que manteacutem a mesma variaccedilatildeo entre os tons de cinza no entanto com

um niacutevel de melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al 1984)

Apoacutes o preacute-processamento das imagens foi feita a composiccedilatildeo colorida pois a

distinccedilatildeo entre cores eacute mais faacutecil do que entre tons de cinza por isso atribui-se a cada banda

da imagem uma cor no sistema RGB para as feiccedilotildees captadas em cada banda sejam

evidenciadas por seus respectivos canais (MOHAMED 2012)

Os rios como exemplo de ambiente aquaacutetico satildeo reconhecidos pelos tipos de seus

canais que satildeo usualmente divididos em quatro principais tipos retiliacuteneos meandrantes

entrelaccedilado e anastomosado sendo divididos pela sua sinuosidade os retiliacuteneos satildeo os mais

retos os meandrantes os mais sinuosos e com barras de acumulaccedilatildeo de sedimentos em um

lado e deposiccedilatildeo em outro os entrelaccedilados possuem acumulaccedilotildees no meio e satildeo pouco

sinuosos jaacute os anastomosados conteacutem barras que os dividem e depois destas barras eles

voltam a se encontrar Essas formas satildeo padrotildees no entanto podem ser observadas

formas intermediaacuterias entre estes tipos (MENDES 1984)

Para DELLA FAacuteVERA (2001) os depoacutesitos de rios conteacutem variaccedilotildees de acordo com

o regime de fluxo sendo que ora podem ter gratildeos grossos ora gratildeos finos independente do

tipo de rio e satildeo na maioria das vezes transportados por meio de traccedilatildeo entre as partiacuteculas No

rio Doce a grande maioria dos depoacutesitos eacute da fraccedilatildeo areia a cascalho contendo

minoritariamente gratildeos na fraccedilatildeo silte

Nesse contexto MELLO et al (2005a e 2005b) e HATUSHIKA et al (2007)

realizaram estudos no rio Doce e perceberam que as mudanccedilas no curso do rio satildeo causadas

por uma neotectocircnica o que explica as mudanccedilas no curso do rio e a formaccedilatildeo do sistema de

lagos adjacente principalmente na cidade de Linhares-ES Realizaram inclusive um estudo

geofiacutesico de alta resoluccedilatildeo no maior dos lagos da regiatildeo a lagoa Juparanatilde e dataram que os

depoacutesitos desse lago satildeo iniciados a partir de 9000 anos indicando que este lago eacute um antigo

canal do rio Doce que foi alterado devido um sistema tectocircnico extensional com direccedilatildeo NW-

SE que gerou esta alteraccedilatildeo abrupta no curso do mesmo sendo assim possiacutevel encontrar

sedimentos arenosos neste rio com grande sinuosidade

O movimento das partiacuteculas de qualquer tamanho em um fluido se daacute por trecircs

mecanismos rolamento saltaccedilatildeo e suspensatildeo Em baixas velocidades de corrente apenas

partiacuteculas finas e de baixa densidade podem ser carregadas em suspensatildeo ainda nesse

regime as que estejam na fraccedilatildeo areia se movem por rolamento ou por saltaccedilatildeo minerais

placoacuteides como micas flutuam mais devido agrave sua alta superfiacutecie e demoram mais para

depositar Com um pequeno incremento da velocidade todas as variaccedilotildees de silte e algumas

de areia podem ser mantidas em suspensatildeo gracircnulos e seixos pequenos se movem por

saltaccedilatildeo e material mais grosso por rolamento Tais processos satildeo os mesmos na aacutegua e no

ar no entanto devido agrave massa e a viscosidade da aacutegua serem maiores nela satildeo mais efetivos

necessitando de menor velocidade nesta do que no ar A faixa em que ocorre erosatildeo e

deposiccedilatildeo de sedimentos relativos agrave velocidade do fluxo altura da coluna drsquoaacutegua e

o tamanho de gratildeo (NICHOLS 2007)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

75

METODOLOGIA

Para realizaccedilatildeo do trabalho foi necessaacuteria a obtenccedilatildeo das imagens do sensor TM do

sateacutelite Landsat 5 nas oacuterbitas 215 e 216 nos pontos 73 e 74 Tais imagens estatildeo disponiacuteveis

gratuitamente no endereccedilo eletrocircnico do INPE Para que se possa descarregar as imagens eacute

necessaacuterio efetuar um cadastro junto ao site (httpwwwdgiinpebrCDSR) e escolher as

oacuterbitas e os pontos que satildeo desejados apoacutes isso faz-se o pedido e as imagens satildeo

disponibilizadas no email cadastrado com as sete bandas disponiacuteveis

Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem de

distintas estaccedilotildees do ano para que houvesse alternacircncia entre o periacuteodo de seca e de chuva

pois assim seria possiacutevel observar as variaccedilotildees extremas da dinacircmica fluvial O Quadro 1

mostra as imagens que melhor se encaixaram nesse perfil durante o periacuteodo analisado que eacute

antes da construccedilatildeo da Hidreleacutetrica de Aimoreacutes e depois de sua construccedilatildeo no total foram

obtidas trinta e seis imagens que foram utilizadas para compor nove cenas destas foram

utilizadas trecircs bandas de cada (5 4 e 3)

Quadro 1 - Descriccedilatildeo das caracteriacutesticas das imagens de sateacutelite utilizadas Fonte

Autores

Cena 1

Cena 2

Cena 3

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

21673 15022001

21673 11092001

21673 13062003

21674 15022001

21674 11092001

21674 13062003

21573 08022001

21573 19082001

21573 22062003

21574 08022001

21574 19082001

21574 22062003

Cena 4

Cena 5

Cena 6

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

21673 19102003

21673 23072006

21673 20032007

21674 19102003

21674 23072006

21674 05042007

21573 10092003

21573 14062006

21573 13032007

21574 10092003

21574 14062006

21574 29032007

Cena 7

Cena 8

Cena 9

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

21673 27082007

21673 12052009

21673 21072011

21674 27082007

21674 12052009

21674 21072011

21573 20082007

21573 19042009

21573 30072011

21574 20082007

21574 19042009

21574 30072011

As imagens depois de descarregadas necessitaram que fosse realizado seu preacute-

processamento em ambiente de Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu

em georreferenciaacute-las utilizando como paracircmetro de comparaccedilatildeo as ortofotos do IEMA

(2007) aplicaccedilatildeo de contraste linear aumentando linearmente os tons de cinza no entanto

mantendo a proporccedilatildeo original Este procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5

4 e 3 para todas as nove cenas

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

76

Foram utilizadas as imagens preacute-processadas com seus tons de cinza individualmente

realccedilados para entatildeo ser feita a composiccedilatildeo colorida RGB (543) Segundo Florenzano (2008)

essa composiccedilatildeo colorida realccedila corpos drsquoaacutegua com baixa e alta carga sedimentar suspensa

ficando estes com coloraccedilatildeo azul escuro e azul claro respectivamente

Cada banda realccedila uma feiccedilatildeo especiacutefica sendo que a para o sensor utilizado a banda

3 oferece boa resposta com corpos drsquoaacutegua e evidencia caracteriacutesticas como o teor de

sedimentos presentes neles ou suas profundidades sendo maior a reflectacircncia para alta carga

sedimentar e maiores profundidades

Foram observados nas imagens os locais em que haviam barras de acumulaccedilotildees de

sedimentos ao longo do curso do rio (Figura 3) A partir dessas imagens foi realizado o

trabalho de campo entre os dias 03 e 06 de julho de 2013 onde foram coletados 12

testemunhos com um metro de profundidade e diacircmetro de 60 mm cada com o intuito de

fazer a anaacutelise textural dos sedimentos para avaliar o potencial de transporte sedimentar do

rio apoacutes a construccedilatildeo da barragem da Usina Hidreleacutetrica de Aimoreacutes Foram marcados os

locais com equipamento GPS de navegaccedilatildeo da marca Garminreg o percurso foi feito em

veiacuteculo da UFES

O processo de amostragem em campo (Figura 4A B C D E e F) consistiu em inserir

os tubos nos sedimentos com auxiacutelio de uma marreta e posteriormente retiraacute-lo com auxiacutelio de

duas abraccediladeiras de metal contendo quatro parafusos que as prendiam e facilitava a retirada

Tal processo foi dificultado devido ao fato dos sedimentos em alguns pontos estarem com

alto teor de umidade Depois de retirados os tubos eram identificados e lacrados com tampas

tal teacutecnica eacute similar no entanto mais simples que a utilizada por MARTIN et al(1995)

Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de

sedimentologia da UFES onde foram preparadas para as seguintes anaacutelises textural

granulomeacutetrica e mineraloacutegica

O primeiro passo foi abrir os tubos sem danificar ou perder o material contido em seu

interior (Figura 5A e B)

Apoacutes abertos os tubos foram deixados um dia expostos ao sol para que fossem

previamente secos para posterior anaacutelise textural preliminar que implicou na observaccedilatildeo do

grau de arredondamento dos sedimentos feita utilizando uma lupa binocular Coleman em

toda a seccedilatildeo amostrada misturando-se parte dos sedimentos e colocando-os em uma placa

petri

Os sedimentos foram passados por um quarteador para homogeneizaccedilatildeo da amostra e

obtidos no miacutenimo cinquenta gramas de amostra pois segundo FOLK (1980) eacute o miacutenimo

necessaacuterio para anaacutelise de sedimentos na fraccedilatildeo areia ou superior E colocados em uma placa

petri utilizando-se uma placa para cada amostra pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo de

dois diacutegitos foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada

placa e colocados na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24

horas Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados

durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz em agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de

peneiras de malhas 4760 2000 1410 500 250 125 74 37 microm

Entatildeo as fraccedilotildees dos sedimentos retidos em cada peneira foram pesadas para posterior

processamento no software Gradistat (Blott e Pye 2001) Este software eacute uma macro feita no

Excelreg para suiacutete de aplicativos Officereg da Microsoftreg ou compatiacuteveis que ao se inserir os

pesos obtidos calcula alguns paracircmetros texturais como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo

assimetria e curtose usando os paracircmetros definidos por FOLK E WARD (1957)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

77

Figura 3 - Pontos onde houve visitaccedilatildeo em alguns natildeo foi possiacutevel realizar amostragem Fonte Modificado de GEOBASES 2002

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

78

Figura 4 - Processo de amostragem em campo A ndash Equipamentos utilizados B ndash Inserccedilatildeo e

identificaccedilatildeo dos tubos C ndash Teacutermino da inserccedilatildeo D ndash Retirada da amostra E ndash Abertura das

abraccediladeiras F ndash Finalizaccedilatildeo do processo de abertura Fonte Autores

Figura 5 - Corte dos tubos utilizando uma serra eleacutetrica com disco diamantado A - Processo

de corte e B - Tubo cortado Fonte Autores

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

79

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Depois de processadas e analisadas as imagens orbitais delimitou-se oito segmentos

do rio (Figura 6) em que foram feitos recortes nas nove imagens e colocadas lado a lado para

melhor visualizaccedilatildeo das mudanccedilas no curso ao longo do periacuteodo analisado

Nas imagens eacute possiacutevel observar as variaccedilotildees sazonais ao qual o rio eacute submetido no

trecho estudado onde em determinadas eacutepocas do ano ele expotildee as barras de acumulaccedilatildeo e

em outras ele as afoga isso devido agrave sazonalidade natural das estaccedilotildees mais e menos

chuvosas em seu percurso

Para cada segmento foi realizado um mosaico com as nove imagens da seacuterie temporal

No mosaico as imagens estatildeo numeradas de um a nove como numa matriz de trecircs

linhas por trecircs colunas nesta a numeraccedilatildeo cresce da esquerda para direita sendo as imagens

de um a trecircs na primeira linha de quatro a seis na segunda e por fim de sete a nove na

terceira sendo as datas das imagens fevereiro de 2001 Agosto e Setembro de 2001 junho de

2003 setembro e outubro de 2003 junho de 2006 marccedilo de 2007 outubro de 2007 abril e

maio de 2009 e julho de 2011 respectivamente

Em algumas imagens a cobertura de nuvens eacute excessiva e impede uma boa

visualizaccedilatildeo das variaccedilotildees ocorridas

Figura 6 - Mapa de localizaccedilatildeo das imagens da seacuterie temporal sobrepondo relevo

sombreado recursos hiacutedricos e pontos coletados Fonte Modificado de GEOBASES (2002) e

USGS (2011)

Os segmentos em que satildeo observadas maiores mudanccedilas no curso do rio satildeo

respectivamente ldquoArdquo e ldquoHrdquo

No primeiro estaacute localizada a barragem da hidreleacutetrica e o desvio construiacutedo no curso

do rio um canal de grande porte que eacute possiacutevel ser visualizada sua construccedilatildeo desde o iniacutecio

em 2001 que em 2006 ele jaacute estava com fluxo sedimentar a usina jaacute operava nesta eacutepoca

Nas subimagens A1 A3 A6 e A8 eacute possiacutevel observar uma coloraccedilatildeo azul mais clara no curso

do rio fato devido agrave corresponderem ao periacuteodo de maior pluviosidade e consequente maior

carga sedimentar suspensa (Figura 7)

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

80

No segundo observa-se uma estrutura que segue o curso do rio e quando este faz a

curva para sul ele continua para leste (seta nas imagens H1 a H9 da figura 8) um pouco a

norte do ponto XII com exceccedilatildeo das imagens H4 e H5 o que parece ser um paleocanal que

desembocava no mar apresentando a mesma resposta espectral de aacutereas de margem que satildeo

tomadas pela vegetaccedilatildeo (cor verde clara)

A imagem H1 apresenta poucas acumulaccedilotildees de sedimentos no local em que foi

marcado o ponto XII aparentemente natildeo eacute possiacutevel de ser acessado pela margem Na imagem

H2 satildeo exibidos muitos bancos de areia o do local onde foi marcado o ponto XII tem pequena

extensatildeo Nota-se ainda que o mar exibe uma coloraccedilatildeo azul clara indicando carga

sedimentar suspensa

A imagem H3 conteacutem uma grande acumulaccedilatildeo no ponto XII e carga suspensa

intermediaacuteria pelo tom de azul natildeo ser tatildeo escuro nem tatildeo claro ficando mais escuro em

direccedilatildeo ao mar

Na parte visiacutevel da imagem H5 percebe-se pouca profundidade do canal indicada pela

cor azul escuro com barras de sedimentos no curso e baixa carga suspensa A imagem H6

exibe a barra lateral e com dimensatildeo reduzida no meio do rio natildeo eacute possiacutevel distinguir

acumulaccedilotildees sazonais apenas as ilhas vegetadas

A imagem H7 exibe acumulaccedilatildeo no ponto XII e pequenas barras ao longo do curso

aleacutem de baixa carga suspensa mostradas pela coloraccedilatildeo azul escuro A imagem H8 eacute de um

periacuteodo de cheia do rio no entanto eacute observado um pequeno banco de areia no local do ponto

XII

Nota-se que na imagem H9 a carga sedimentar no mar eacute maior que nas imagens

anteriores devido agrave pluma de sedimentos de cor azul clara e que aparentemente o rio estaacute

mais raso proacuteximo agrave desembocadura devido as barras no seu curso serem maiores que nos

anos anteriores Sendo a carga suspensa baixa e como o mar conteacutem uma pluma sedimentar

maior que nos anos anteriores o processo de transporte que pode estar ocorrendo

pode ser o de traccedilatildeo com posterior retrabalhamento

Todas as amostras foram obtidas a jusante da barragem da Usina Hidreleacutetrica de

Aimoreacutes Com a anaacutelise dos sedimentos de acordo com a metodologia citada anteriormente

foram obtidos os resultados que seratildeo expostos a seguir

O arredondamento observado nas amostras varia de anguloso a sub anguloso nas

amostras obtidas ateacute o ponto 8 os seguintes passam a apresentar o grau sub anguloso a

arredondado raramente bem arredondado A mineralogia apresentou predominacircncia de

quartzo variando entre 95 a 97 das amostras devido a este fato natildeo foram

caracterizados com detalhe os outros minerais que compunham as amostras sendo

observados micas muscovita biotita lepidolita granada epidoto e minerais ferrosos como

ilmenita e magnetita Tais minerais satildeo compatiacuteveis com as rochas da regiatildeo o que jaacute era

esperado

Os paracircmetros adotados para interpretaccedilatildeo dos dados foram os de FOLK E WARD

(1957) citados por BLOTT E PYE (2001) no software GRADISTAT pois satildeo formas

descritivas que se relacionam com as caracteriacutesticas dos sedimentos ao inveacutes de valores

numeacutericos obtidos puramente por caacutelculos matemaacuteticos O resultado das anaacutelises eacute o exibido

no Quadro 2

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

81

Figura 7 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a

hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)

Figura 8 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a

hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

82

Quadro 2 - Resultados obtidos a partir do software GRADISTAT Fonte Autores

Amostra Granulometria

Mediana Selecionamento Assimetria Curtose

I Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado Assimetria Negativa

Extremamente

Leptocuacutertica

II Areia Meacutedia

Moderadamente

Selecionado

Assimetria Muito

Negativa Leptocuacutertica

III Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado Assimetria Negativa Mesocuacutertica

IV Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado Assimetria Negativa

Extremamente

Leptocuacutertica

V Areia Grossa

Pouco

Selecionado

Assimetria Muito

Positiva Mesocuacutertica

VI Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Mesocuacutertica

VII Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado

Assimetria Muito

Positiva Paticuacutertica

VIII Areia Meacutedia

Moderadamente

Selecionado Simeacutetrico Platicuacutertica

IX Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica

X Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica

XI Areia Grossa

Pouco

Selecionado

Assimetria Muito

Positiva Leptocuacutertica

XII Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica

A assimetria eacute o grau de desvio de uma curva no sentido horizontal podendo esse

desvio ser positivo ou negativo medindo a distribuiccedilatildeo da frequecircncia e marca a posiccedilatildeo da

meacutedia em relaccedilatildeo agrave mediana descrevendo se a curva eacute ou natildeo simeacutetrica Sendo assimeacutetrica

pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado das fraccedilotildees grossas ou das finas

podendo ser negativa ou positiva respectivamente (TAVARES et al 2010)

Esse padratildeo de distribuiccedilatildeo das granulometrias areia meacutedia com assimetria negativa

ateacute a amostra IV indica que os depoacutesitos foram mais retrabalhados talvez porque se

encontram em porccedilotildees de acumulaccedilotildees de sedimentos com maior porte o que as torna

naturalmente mais retrabalhaacuteveis Jaacute os padrotildees das amostras pouco selecionadas satildeo

depoacutesitos de menores dimensotildees e podem estar em processo de formaccedilatildeo Ou entatildeo foram

erodidos no uacuteltimo pulso de cheia e estatildeo em processo de reformulaccedilatildeo Esse conceito eacute

explicado em NICHOLS (2007) sendo o padratildeo deposicional de um rio entrelaccedilado

A anaacutelise da curtose reforccedila tal argumento pois quanto mais platicuacuterticas as

distribuiccedilotildees os sedimentos tendem a ser misturas de populaccedilotildees diferentes e quando

leptocuacuterticas satildeo afetados por correntes de fundo ou algum evento deposicional que

removeu alguma fraccedilatildeo Os que estatildeo mesocuacuterticos natildeo fornecem consistecircncia para

afirmaccedilatildeo alguma assim como observado por Tavares et al(2010) em um contexto

semelhante

Proacuteximo a represa no ponto II observam-se gratildeos em fraccedilotildees denominadas por FOLK

E WARD (1957) como cascalho muito grosso sendo um ambiente de alta energia pois

quando as comportas satildeo abertas liberam toda energia potencial que estava acumulada

diminuindo gradativamente conforme vatildeo sendo fechadas causando a deposiccedilatildeo destes

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

83

sedimentos que tem o caraacuteter bem arredondado em sua maioria tal fato indica seu

retrabalhamento e transporte por rolamento

No ponto IV ao cavar poucos centiacutemetros a partir da superfiacutecie eacute possiacutevel observar

estratificaccedilatildeo cruzada de baixo acircngulo com um niacutevel de minerais pesados tornando-a mais

visiacutevel tal fato indica deposiccedilatildeo de material em suspensatildeo

Na cidade de Colatina observam-se largos bancos de areia que estreitam o rio no

ponto amostral VI

No bairro Bebedouro em Linhares Ponto IX foi observado na margem do rio um

padratildeo deengrossamento para o topo com seixos imbricados ou seja mostram-se aqui as

fraccedilotildeesmais finas na base e um evento que depositou estes sedimentos mais grosseiros por

traccedilatildeo devido ao seu imbricamento

Proacuteximo agrave foz do rio eacute encontrado um niacutevel de minerais pesados finos

Tais niacuteveis de finos satildeo encontrados junto com a amostra XII que predomina a

granulometria grossa o graacutefico da distribuiccedilatildeo nesta amostra tem assimetria positiva ou seja

a tendecircncia para fraccedilotildees menores Analisando o caraacuteter muito leptocuacutertico da amostra

evidencia-se que foram eventos deposicionais distintos que trouxeram tais sedimentos para

este local Fator indicativo das variaccedilotildees do gradiente energeacutetico do rio

CONCLUSAtildeO

As evidentes variaccedilotildees na dinacircmica fluvial do Doce satildeo visualizadas em diversas

escalas e conjunto de dados observados Seja nas imagens de sateacutelite seja nos bancos de areia

ora submersos ora emersos ainda quando se analisa as fraccedilotildees dos sedimentos presentes nos

mesmos

A maior presenccedila de sedimentos grosseiros na parte jusante do rio e sua tendecircncia a

afinar a fraccedilatildeo assimetria muito positiva eacute evidecircncia de uma perda de energia do rio que

devido sua alta energia tendia a carregar sedimentos mais grossos vem agora diminuindo seu

poder de transporte dessas fraccedilotildees e comeccedila a acumular material mais finoSeu caraacuteter de rio

entrelaccedilado anterior pode estar variando a um padratildeo anastomosado de menor energia

A construccedilatildeo de hidreleacutetricas em rios inegavelmente altera seus cursos A questatildeo a se

fazer nesse momento eacute a seguinte O dano causado ao rio gera benefiacutecios que compensa sua

degradaccedilatildeo A resposta eacute relativa gera benefiacutecios a quem Agraves empresas que lucram com a

venda da energia obviamente a resposta eacute sim Agrave populaccedilatildeo que depende e sempre dependeu

do rio para suas diversas atividades sejam quais forem a resposta evidentemente eacute natildeo

Esperamos que um dia a preservaccedilatildeo do meio ambiente seja a prioridade da sociedade ao

inveacutes dos lucros de alguns poucos indiviacuteduos

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sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES

sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da

Sauacutede Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

89

Capiacutetulo 6

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

Rafael de Oliveira Costasup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3 Carlos

Henrique Rodrigues de Oliveira4

INTRODUCcedilAtildeO

Podemos caracterizar as zonas costeiras com base na sua localizaccedilatildeo geograacutefica

continente oceano Estas satildeo regiotildees sujeitas a contiacutenuas alteraccedilotildees morfodinacircmicas e

apresentam grande variabilidade temporal e espacial em funccedilatildeo dos processos continentais e

marinhos Evidenciando a dinacircmica erosiva e deposicional caracterizada pela accedilatildeo das ondas

mareacutes correntes costeiras e tambeacutem a accedilatildeo fluvial (SILVA et al 2004)

Essas accedilotildees movimentam continuamente as linhas de costa muitas vezes na mesma

direccedilatildeo mas frequentemente em direccedilotildees opostas Como resultado a forma da linha de costa

sofre alteraccedilotildees (WILLIAMS et al 1992)

Ambientes costeiros associados agrave foz de rios estatildeo sujeitos a constantes alteraccedilotildees

morfodinacircmicas originados tanto por processos fluviais como marinhos Areias e outros

materiais satildeo movidos para a praia ou fora dela por correntes e ondas Com isso os

movimentos sazonais dos materiais costeiros criam usualmente amplas praias no veratildeo

substituiacutedas por estreitas praias no inverno em um verdadeiro ciclo anual Durante a accedilatildeo das

mareacutes de tempestades vaacuterias aacutereas podem ser inundadas em questatildeo de horas

Sendo assim conhecer os agentes que atuam na variaccedilatildeo morfodinacircmica levando em

consideraccedilatildeo o espaccedilo-tempo das diferentes regiotildees costeiras eacute de suma importacircncia

principalmente para esse estudo que eacute associado a desembocadura do rio pois dessa forma eacute

possiacutevel estabelecer cenaacuterios com base no comportamento desse ambiente que deve ser

utilizado como fator para o planejamento do uso e ocupaccedilatildeo do solo e tambeacutem para o

desenvolvimento de projetos de engenharia que venham a interferir na dinacircmica sedimentar

costeira (SILVA et al 2004)

Com base no exposto este trabalho tem como objeto de estudo principal a constituiccedilatildeo

e a variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo associado agrave foz do rio Itapemirim Este estudo

tem como base a anaacutelise histoacuterica das variaccedilotildees morfoloacutegicas ocorridas no local e sua relaccedilatildeo

com a descarga liacutequida do rio que seraacute feita por meio de anaacutelises de imagens em uma seacuterie

temporal Aleacutem de contar com a anaacutelise da atual contribuiccedilatildeo do aporte de sedimentos

fluviais na constituiccedilatildeo e variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo que seraacute feito por meio de

anaacutelise sedimentoloacutegicas

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

O Rio Itapemirim tem suas nascentes mais distantes localizadas na Serra do Caparaoacute

formadas pelos rios Braccedilo Norte Esquerdo e Braccedilo Norte Direito que se unem no municiacutepio

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

90

de Alegre Mais a jusante as aacuteguas do Itapemirim recebem contribuiccedilatildeo do rio Castelo no

distrito de Coutinho municiacutepio de Cachoeiro de Itapemirim O uacuteltimo grande afluente antes

da desembocadura no Oceano Atlacircntico eacute o Rio Muqui que junta-se ao Itapemirim no

municiacutepio de Itapemirim desaguando na altura de Marataiacutezes no Espiacuterito Santo

A aacuterea de trabalho localiza-se entre as coordenadas UTM E 308000 m e N 7682000

m E 320000 m e N 7682000 m E 320000 m e N 7672000 m E 308000 m e N 7672000

m (Figura 1)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo Fonte Autores

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL

SENSORIAMENTO REMOTO

O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave

distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais Tais

dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos de

onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos (FIGUEIREDO

2005) Um exemplo eacute o sateacutelite Landsat que utiliza os sensores instalados na oacuterbita e capta

sete bandas espectrais

Essas bandas podem estar associadas aos canais RGB (red - vermelho green - verde e

blue - azul) que satildeo utilizadas para obter um realce de uma determinada feiccedilatildeo formando a

composiccedilatildeo colorida De acordo com INPE (2011) no sistema RGB as bandas 5 4 e 3 do

sensor TM quando combinadas mostram mais claramente os limites entre o solo e a aacutegua

com a vegetaccedilatildeo natildeo tatildeo evidente aparecendo em tonalidades de verde e rosa

Em um estudo no rio Araguaia localizado na porccedilatildeo Centro-Oeste do Brasil Morais

(2008) analisou uma seacuterie temporal com imagens do Landsat 5 com o intuito de verificar a

alteraccedilatildeo da dinacircmica fluvial utilizando as bandas 5 4 e 3 do sensor TM e com isso pode

verificar a evoluccedilatildeo do canal do rio com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da

evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea

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91

PROCESSAMENTO E INTERPRETACcedilAtildeO DE IMAGENS

Para que se consiga interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-

processamento entre elas podemos citar o georreferenciamento e o contraste O contraste eacute

feito para que ocorra uma melhor visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons de cinza

atraveacutes da modificaccedilatildeo do histograma original formando outro que iraacute manter a mesma

variaccedilatildeo entre os tons de cinza poreacutem com uma melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al

1984)

O georreferenciamento eacute o processo de atribuir coordenadas geograacuteficas a pontos na

imagem ou vetor como por exemplo uma feiccedilatildeo de faacutecil observaccedilatildeo e identificaccedilatildeo nas duas

imagens e que tenha coordenada conhecida para se aplicar a teacutecnica de registro de imagem ou

ainda utilizando pontos de controle (CAMPBELL 2002)

MEacuteTODO GPR

O meacutetodo de radar de penetraccedilatildeo no solo (GPR) eacute um meacutetodo eletromagneacutetico que

consiste em obter uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie atraveacutes da transmissatildeo e

reflexatildeo de ondas eletromagneacuteticas de altas frequecircncias (10 ndash 1000 MHz) para localizar

feiccedilotildees geoloacutegicas rasas ou objetos enterrados pelo homem O princiacutepio fiacutesico e a

metodologia de aquisiccedilatildeo de dados GPR satildeo semelhantes agrave teacutecnica de reflexatildeo siacutesmica e a

teacutecnica de sonar poreacutem o GPR fundamenta-se na transmissatildeo e reflexatildeo de ondas

eletromagneacuteticas (EM) (PORSANI 1999)

O equipamento de GPR (Figura 2) eacute composto de um par de antenas um gerador de

ondas eletromagneacuteticos antena transmissora e um sistema para registro destas ondas a antena

receptora Uma das antenas eacute usada para transmitir um sinal eletromagneacutetico atraveacutes da

subsuperfiacutecie ao passo que a outra capta estes sinais apoacutes a sua reflexatildeo por diferentes alvos

no subsolo A propagaccedilatildeo do sinal EM depende da frequecircncia do sinal transmitido e das

propriedades eleacutetricas dos materiais as quais dependem principalmente do conteuacutedo de aacutegua

presente no solo Topp (1980 citado por BORGES 2002) sendo a atenuaccedilatildeo do sinal da

onda EM proporcional ao conteuacutedo de aacutegua Quando o pulso transmitido encontra mudanccedilas

abruptas nas propriedades dieleacutetricas parte da energia eacute refletida e difratada sendo captada

em superfiacutecie pela antena receptora A energia refletida eacute registrada em funccedilatildeo do tempo de

atraso amplificada e digitalizada atraveacutes de um computador posteriormente o resultado do

processamento dos dados disponibiliza uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie

(BORGES 2002)

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

92

Figura 2 - Constituintes baacutesicos do GPR Fonte Neal (2004)

CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL

Segundo Almeida (1977) a aacuterea estudada estaacute inserida regionalmente agrave leste da

Proviacutencia Mantiqueira que eacute paralela agrave costa atlacircntica do sudeste e sul do Brasil delineando

uma faixa de direccedilatildeo NE-SW com mais de 3000 km de comprimento que se estende do sul

da Bahia ateacute o Uruguai Localizada a leste do Craacuteton Satildeo Francisco aleacutem de fazer limite com

as proviacutencias Tocantins Satildeo Francisco e Paranaacute e eacute bordejada ao leste pela margem

continental e pelas bacias costeiras do Espiacuterito Santo Campos Santos e Pelotas

O embasamento da Formaccedilatildeo Barreiras estudada compreende rochas do Complexo

Paraiacuteba do Sul que de acordo com RADAMBRASIL (1983) constitui gnaisses de idade

Neoproterozoacuteica Estas rochas fazem contato com o Complexo Juiz de Fora que

constituemrochas de origem iacutegnea representadas por granitos gabros e charnockitos datadas

do Paleoproterozoacuteico

Sobre este embasamento depositam-se na regiatildeo os sedimentos Cenozoacuteicos

continentais classificado por Amador (1982) como Grupo Barreiras e devido a seus estudos

permitiu uma individualizaccedilatildeo de uma unidade lito-estratigraacutefica com idade Neoacutegena

Na Figura 3 estaacute evidenciando a aacuterea de estudo no mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo

podendo observar duas litologias diferentes na aacuterea demarcada que fica bem evidenciado na

Figura 4

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93

Figura 3 - Mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo abrangendo a aacuterea investigada neste

estudoFonte Adaptado de Bizzi et al (2013)

Figura 4 - Coluna litoestratigraacutefica do Espiacuterito Santo com ecircnfase nas litologias presente na

aacuterea Fonte Adaptado de Bizzi et al (2013)

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

94

GRUPO BARREIRAS

O Grupo Barreiras foi agrave primeira unidade estratigraacutefica documentada no Brasil

ocorrendo ao longo do litoral brasileiro desde o Rio de Janeiro ateacute o estado do Amapaacute

recobrindo depoacutesitos sedimentares do mesozoacuteicos de diversas bacias costeiras (BEZERRA et

al 2005)

Os estudos sobre os depoacutesitos correspondentes ao Barreiras foram empregados pela

primeira vez quando Branner (1902 citado por AMADOR 1982) fez a primeira referecircncia a

esta unidade caracterizando-a como ldquouma sucessatildeo contiacutenua de sedimentos pouco ou natildeo

consolidados presentes na costa nordestinardquo

De acordo com Arai (2006) a regularidade no modo de ocorrecircncia e na caracteriacutestica

litoloacutegica eacute incompatiacutevel com a origem continental utilizada tradicionalmente para

caracterizar a origem do Barreiras o que constitui um misteacuterio sua procedecircncia pela

existecircncia de estudos com evidecircncias que revelam seu caraacuteter marinho da mesma forma que

a idade do Grupo Barreiras tem sido motivo de muita controveacutersia entre diversos autores em

funccedilatildeo de seu pobre conteuacutedo fossiliacutefero a sua vasta distribuiccedilatildeo e variaccedilatildeo espacial Na

literatura mais antiga a idade variava de Oligo-mioceno a Plioceno Segundo Bezerra et al

(2005) a idade da Formaccedilatildeo Barreiras tem sido atribuiacuteda ao intervalo de tempo que varia do

Mioceno ateacute o Plioceno-Pleistoceno

Recentemente Arai (2006) subdividiu o Grupo Barreiras em duas unidades distintas de acordo

com seus periacuteodos de deposiccedilatildeo Barreiras Inferior e Superior

A unidade Barreiras Inferior representa a eacutepoca em que a margem continental

brasileira recebia depoacutesitos duratte a transgressatildeo ocorrida no intervalo Aquitaniano ndash

Serravaliano (Eomioceno a Mesomioceno) acumulando uma grande quantidade de

sedimentos nas aacutereas hoje emersas do continente Esses depoacutesitos transgressivos e de mar alto

satildeo reconhecidos sob a forma de unidades litoestratigraacuteficas quase contiacutenuas ou em formas

mais isoladas tendo sido sedimentados principalmente na regiatildeo litoracircnea que atualmente se

estende da Foz do Amazonas ao estado do Rio de Janeiro onde o relevo plano teria

propiciado o avanccedilo do onlap para continente adentro (ARAI 2006)

Uma discordacircncia erosiva Tortoniana (Mioceno) delimita a interface entre as duas

Unidades distintas A discordacircncia representa uma queda eustaacutetica provocada por um periacuteodo

de glaciaccedilatildeo no Neoacutegeno sendo identificada em seccedilotildees siacutesmicas onde eacute reconhecida como

ldquoMarco Cinzardquo A idade Tortoniana foi atribuiacuteda atraveacutes da dataccedilatildeo de nanofoacutesseis Discoaster

hamatus (N-630) e D neorectus (N-635) Viana et al (1990 citado por ARAI 2006)

A unidade Barreiras Superior foi depositada durante o Plioceno que de acordo com as

curvas eustaacuteticas propostas por Haq Hardenbol e Vail (1987 citado por ARAI 2006) teria

ocorrido uma nova transgressatildeo e muitas das aacutereas erodidas receberam uma nova cobertura

sedimentar constituindo o ldquoBarreiras Superiorrdquo

CARACTERIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO

A aacuterea de estudo apresenta topografia variando de suavemente ondulada a plana

sendo que 84 de suas aacutereas possuem declividade abaixo de 30 O tipo de solo

predominantemente eacute o latossolo vermelho amarelo distroacutefico com fertilidade variando de

meacutedia a baixa textura areno-argilosa apresentando pH em torno de 50 com baixos teores de

mateacuteria orgacircnica exigentes em complementaccedilatildeo de fertilizantes e correccedilatildeo de solos A

temperatura meacutedia anual eacute de 22ordm C ficando as maacuteximas entre 28ordm C e 30ordm C enquanto que as

miacutenimas giram em torno de 15ordm C O litoral capixaba possui um regime micromareal (micro-

mareacute) cuja amplitude de mareacute segundo DHN (1994) varia de 140 m a 150 m atingido

durante a mareacute de siziacutegia a amplitude de cerca de 170 m O clima eacute quente poreacutem

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95

amenizado pelas fortes brisas marinhas A meacutedia anual de precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica situa-se

em torno de 900 mm (ALBINO 1999)

METODOLOGIA

Os materiais cartograacuteficos utilizados para processamento dos dados deste trabalho satildeo

provenientes do Geobases (2002) e compreendem curva de niacutevel drenagem limites e vias

de acesso

As imagens Landsat e RapidEye foram retiradas do endereccedilo eletrocircnico do INPE e do

MMA (Ministeacuterio do Meio Ambiente) respectivamente

O processamento dos dados foi realizado por meio do software Arcgis 103 e Spring

526 Os dados estatiacutesticos foram gerados pelo software Gradstat e os perfis do GPR foram

processados pelo programa Reflex

O GPS de navegaccedilatildeo foi utilizado como uma ferramenta para identificaccedilatildeo dos pontos

no campoUtilizou-se ainda um GPS topograacutefico para georreferenciamento das seccedilotildees de

GPR

OBTENCcedilAtildeO DAS IMAGENS DE SATEacuteLITE

O trabalho foi realizado a partir de imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 sensor TM e de

imagens do sateacutelite RapidEye no periacuteodo de 2001 agrave 2014 sendo analisadas anualmente

Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem das mesmas

estaccedilotildees do ano para natildeo influenciar na anaacutelise de deposiccedilatildeo dos sedimentos por conta da

diferenccedila de quantidade de partiacuteculas que podem ser carreadas nos momentos de chuva e de

seca

PROCESSAMENTO DAS IMAGENS

As imagens Landsat tiveram que passar por preacute-processamento em ambiente de

Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu em georreferenciaacute-las utilizando

como paracircmetro de comparaccedilatildeo as imagens RapidEye aplicaccedilatildeo de contraste linear

aumentando linearmente os tons de cinza no entanto mantendo a proporccedilatildeo original Este

procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5 4 e 3 Sendo muito semelhante a

metodologia aplicada por Mohamed (2012)

Foi feita uma composiccedilatildeo RGB-543 das imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 para

auxiliar na interpretaccedilatildeo

ETAPA DE CAMPO

Foram observados nas imagens os locais de mais faacutecil acesso para coleta dos

sedimentos (Figura 5) que foram coletados com auxiacutelio de uma paacute e foram armazenados em

sacos plaacutesticos para posterior anaacutelise granulomeacutetrica Os locais de coleta foram marcados com

o GPS (Global Positioning System) de navegaccedilatildeo (Tabela 1)

Com o auxiacutelio do GPR (Ground Penetrating Radar) foram levantados dados de sub-

superfiacutecie com dois tipos de antenas diferentes (200 e 400 MHz) e para uma melhor

amarraccedilatildeo dos dados estes foram coletamos atraveacutes de um DGPS (Differential Global

Positioning System) podendo assim observar como ocorreu o momento de sedimentaccedilatildeo do

local

Foram feitos dois perfis com o GPR em uma ilha que se conecta com a praia pelo

espigatildeo construiacutedo na desembocadura do rio esse equipamento foi utilizado nessa localidade

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

96

para que se tente observar a deposiccedilatildeo dos sedimentos na foz do rio Itapemirim e o DGPS foi

utilizado como uma ferramenta de auxiacutelio para uma maior confiabilidade das coordenadas

utilizadas

Figura 5 - Mapa de localizaccedilatildeo dos pontos visitados em campoFonte Autores

Tabela 1 - Coordenadas dos pontos de coleta de sedimentos Fonte Autores

Pontos Coordenadas E (m) Coordenadas N (m)

1A 1B 1C 312747 7676348

2 312030 7676004

3 308789 7675691

4 310453 7678553

ETAPA DE LABORATOacuteRIO

Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de

sedimentologia do Departamento de Geologia da UFES onde foram preparadas para as

seguintes anaacutelises textural e mineraloacutegica

A anaacutelise granulomeacutetrica foi feita atraveacutes do peneiramento das amostras com os dados

de peso de cada granulometria foi utilizado o software para observar estatisticamente o

resultado As anaacutelises texturais e mineraloacutegicas foram feitas a partir do peneiramento citado

acima e foram obtidas com o auxiacutelio da lupa

Os sedimentos foram colocados em um quarteador e obtidos no miacutenimo cinquenta

gramas de amostra pois segundo Folk (1980) eacute o miacutenimo necessaacuterio para anaacutelise de

sedimentos no grupo areia ou superior Foram colocados em uma placa de petri utilizando-se

uma placa para cada amostra Pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo com exatidatildeo de dois

diacutegitos Foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada placa e colocados

na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24 horas

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97

Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados

durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz no agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de

peneiras da marca Bertel 4800 2000 1200 500 250 125 74 37 microm que representam

respectivamente as classes cascalho fino cascalho muito fino areia muito grossa areia

grossa areia meacutedia areia fina areia muito fina segundo proposta de Wentworth (1922 citado

por BUI et al1990)

Os dados granulomeacutetricos obtidos foram processados em um programa de tratamento

estatiacutestico denominado ldquoGradstatrdquo desenvolvido por Blott e Pye (2001) que aproveita como

base de operaccedilatildeo o Microsoft Excel do Windows que calcula atraveacutes do peso alguns

paracircmetros como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo e curtose

Outro procedimento feito em laboratoacuterio foi o traccedilado das linhas de costa nos anos de

2001 a 2014 levando em consideraccedilatildeo a metodologia proposta por Aparecida et al (2011)

poreacutem com uma pequena diferenccedila pois no trabalho citado o ponto de referecircncia para

calcular a distacircncia ateacute a linha de costa era um maciccedilo rochoso que praticamente natildeo alterou

durante o tempo das imagens e jaacute nesse trabalho foi feito atraveacutes de um ponto com

coordenada coletada pelo DGPS (Ponto Base) com coordenadas E 311637 m N 7676929 m

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

DADOS OBTIDOS A PARTIR DAS IMAGENS

Na Figura 6 podemos ter uma visatildeo ampla de todas as linhas de costa marcadas na

seacuterie multitemporal proposta e no graacutefico apresentado na Figura 7 podemos analisar de forma

mais detalhada essa variaccedilatildeo

Observando a Figura 6 podemos observar uma diminuiccedilatildeo da linha de costa no ano de

2001 ateacute 2002 sendo provavelmente um periacuteodo de ressaca do mar pelo fato de ser um

intervalo de tempo muito pequeno poreacutem logo apoacutes foi observado uma progradaccedilatildeo nos anos

de 2002 agrave 2003 Posteriormente ocorreu um momento de estabilidade dessa linha de costa

tendo em vista que a taxa de deposiccedilatildeo e erosatildeo se mantiveram praticamente igualadas sendo

a variaccedilatildeo entre elas muito pequena podendo observar esse padratildeo ateacute o ano de 2007 e nos

anos seguintes obteve um padratildeo retrogradacional na linha de costa ateacute o ano de 2014

Os padrotildees de variaccedilatildeo da linha de costa observados nos graacuteficos da Figura 7 nos

indicam iacutendices de maior e menor sedimentaccedilatildeo do rio pois nos momentos de menor taxa de

fluxo sedimentar a corrente costeira era mais atuante e com isso causava erosatildeo fazendo com

que ocorresse uma retrogradaccedilatildeo da linha de costa e nos momentos em que o rio apresentava

maior descarga sedimentar no oceano a corrente costeira natildeo era tatildeo atuante pois a razatildeo

deposiccedilatildeo por erosatildeo era maior

Esse resultado de variaccedilatildeo da linha de costa foi diferente do encontrado por Deina et

al (2011) pois no trabalho em questatildeo soacute obteve o momento de retrogradaccedilatildeo do cordatildeo

litoracircneo

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

98

Figura 6 - Mapa de evoluccedilatildeo da linha de costa do Rio Itapemirim Fonte Autores

Figura 7 - Graacutefico de variaccedilatildeo da linha de costa para a seacuterie multitemporal no periacuteodo

de 2001 a 2014 Fonte Autores

DADOS OBTIDOS A PARTIR DOS SEDIMENTOS

O resultado das anaacutelises do Gradistat estaacute exibido no Quadro 1 Com base nele

podemos observar que o selecionamento de todas as amostras variou de moderadamente

selecionado a muito bem selecionado Foi observado na lupa que os gratildeos se apresentaram

subangulosos arredondados e bem arredondados Com relaccedilatildeo a granulometria das amostras

todas tiveram o predomiacutenio de areia poreacutem a amostra 1B apresentou maior proporccedilatildeo de

areia grossa e as demais amostras apresentaram um maior teor de areia meacutedia

A mineralogia em questatildeo eacute predominantemente quartzo contendo algumas micas

(moscovitas e biotitas) granada e magnetita As amostras natildeo apresentaram uma grande

diferenccedila mineraloacutegica o que mudou foi em relaccedilatildeo a proporccedilatildeo de minerais pesados pois

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99

quanto mais longe da desembocadura do rio mais esses minerais se apresentavam em maior

quantidade

Os histogramas das amostras satildeo a representaccedilatildeo graacutefica dos dados matemaacuteticos

gerados pelo software Gradstat (Figura 8)

A assimetria expressa o enriquecimento da distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica em partiacuteculas

grosseiras ou em partiacuteculas finas indicando o quanto a curva se afasta da distribuiccedilatildeo normal

(DIAS 2004) Sendo assimeacutetrica pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado

das fraccedilotildees grossas ou das finas podendo ser negativa ou positiva respectivamente

(TAVARES et al 2010)

Quadro 1 - Resultados obtidos a partir do software Gradistat Fonte Autores

Amostras Granulometria

mediana

Selecionamento Assimetria Curtose

1A Areia Meacutedia Moderadamente

selecionado

Assimetria

muito

positiva

Extremamente

Leptocuacutertica

1B Areia Grossa Muito bem

selecionado

Assimetria

positiva

Muito

Leptocuacutertica

1C Areia Meacutedia Moderadamente

selecionado

Assimetria

muito

positiva

Muito

Platicuacutertica

2 Areia Meacutedia Moderadamente

selecionado

Assimetria

positiva

Muito

Leptocuacutertica

3 Areia Meacutedia Moderadamente

bem selecionado

Assimetria

negativa

Leptocuacutertica

4 Areia Meacutedia Moderadamente

bem selecionado

Assimetria

muito

negativa

Platicuacutertica

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

100

Figura 8 - Histogramas gerados pelo software Gradstat a) Amostra 1A b) Amostra

1B c) Amostra 1C d) Amostra 2 e) Amostra 3 f) Amostra 4 Fonte Autores

DADOS OBTIDOS DO GPR

Foram feitas duas seccedilotildees quase perpendicular para a passagem do GPR (Figura 9) e

utilizadas dois tipos de antenas em cada seccedilatildeo sendo elas a de 200 e 400 MHz podendo uma

alcanccedilar maior profundidade com menor detalhe e a outra uma menor profundidade com

maior detalhe respectivamente As figuras 10 e 11 e 12 e 13 correspondem a mesma seccedilatildeo

Figura 9 - Mapa de localizaccedilatildeo dos perfis de GPR Fonte Autores

Primeira seccedilatildeo de NW-SE com 50 metros de comprimento

Coordenada inicial E 312699 m N 7676341 m

Coordenada final E 312749 m N 7676336 m

Sirgas - Zona 24S

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101

Figura 10 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 1 Fonte Autores

Figura 11 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 1 Fonte Autores

Segunda seccedilatildeo de NE-SW com 50 metros de comprimento

Coordenada inicial E 312774 m N 7676349 m

Coordenada final E 312810 m N 7676384 m

Sirgas - Zona 24S

Figura 12 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 2 Fonte Autores

Figura 13 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 2 Fonte Autores

No perfil 1 tanto nos resultados da antena de 400 MHz quanto da antena de 200

MHz eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees cruzadas acanaladas na porccedilatildeo mais agrave esquerda Na

parte central evidenciada por um ciacuterculo observa-se uma falha na imagem podendo ser uma

porccedilatildeo mais argilosa e na parte mais agrave direita conteacutem hipeacuterboles claras que podem ser tubos

enterrados e um leve basculamento das camadas podendo ser remobilizaccedilatildeo do material

No perfil 2 eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees plano-paralela e uma porccedilatildeo com

atenuaccedilatildeo do sinal podendo ser uma regiatildeo mais argilosa Sendo observado todas as feiccedilotildees

tanto na antena de 400 MHz quanto na antena de 200 MHz poreacutem melhor evidenciado as

estratificaccedilotildees plano-paralelas no perfil gerado pela antena de 200 MHz

Com os perfis de GPR foi possiacutevel reafirmar as anaacutelises feitas pelo gradistat que

juntamente com a areia granulometria encontrada em maior proporccedilatildeo ainda existem

granulometrias mais finas provavelmente sendo argilas pelo fato da atenuaccedilatildeo das ondas

eletromagneacuteticas emitidas pelo GPR

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

102

CONCLUSAtildeO

A partir das imagens Landsat e RapidEye utilizadas para fazer a variaccedilatildeo da linha de

costa foi possiacutevel observar que a retrogradaccedilatildeo ou progradaccedilatildeo depende muito do fluxo de

sedimentos do rio com isso eacute possiacutevel supor que nos anos que tiver muita chuva

provavelmente ocorreraacute um maior carreamento de sedimentos em direccedilatildeo ao mar e com isso

aumentaraacute a taxa de deposiccedilatildeo e nos anos de seca com poucas chuvas provavelmente a

erosatildeo costeira seraacute mais intensa

Nos anos de 2001 a 2014 foi observado uma variaccedilatildeo de 437 ateacute 554 metros da linha

de costa o que indica ser uma aacuterea muito dinacircmica e sensiacutevel a mudanccedilas naturais

De acordo com as anaacutelises sedimentoloacutegicas foi possiacutevel observar que quanto mais

proacuteximo da desembocadura do rio menor a energia do fluxo sendo evidenciado pelo aumento

de sedimentos finos e um melhor selecionamento

A seccedilatildeo de GPR mostrou que pode ter uma variaccedilatildeo dos sedimentos indicando

presenccedila de mais finos atenuando o sinal na porccedilatildeo mais argilosa e mostrando que de acordo

com a seccedilatildeo mostrada pode-se observar estratificaccedilotildees cruzadas ou plano-paralela indicando a

direccedilatildeo da sedimentaccedilatildeo

As metodologias aplicadas se mostraram eficientes pois foi possiacutevel obter os dados e

tirar interpretaccedilotildees sobre a aacuterea de estudo Este estudo poderia ter sido mais detalhado e talvez

ser melhor entendido com anaacutelise dos efeitos que a construccedilatildeo do espigatildeo na desembocadura

do rio pode causar para o meio em questatildeo pois com essa construccedilatildeo os sedimentos natildeo

conseguem ser depositados em forma de delta ficando todo detido na desembocadura

podendo vir a diminuir a lacircmina drsquoaacutegua e posteriormente causar ateacute efeitos mais severos

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Page 7: GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICAÇÕES

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

Sumaacuterio

Capiacutetulo 1 9

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

Daniel Andrade Miranda Fabricia Benda de Oliveira

Capiacutetulo 2 25

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a

prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

Faacutebio Cardoso de Souza Santos Eduardo Baudson Duarte Fabricia Benda de

Oliveira Juacutelia Sesana Maciel Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira

Capiacutetulo 3 39

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de

ruptura de taludes em atividades de mineraccedilatildeo

Laacutezaro Correcirca Marcellino Fabricia Benda de Oliveira Julio Almeida Moreira Carlos

Henrique Rodrigues de Oliveira

Capiacutetulo 4 53

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES

utilizando teacutecnicas de geoprocessamento

Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitas Fabricia Benda de Oliveira Allison Augusto

Gonccedilalves de Freitas Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas Rayane Monteiro

Ferreira Edgar Batista de Medeiros Juacutenior

Capiacutetulo 5 71

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite

Landsat 5

Marx Engel Martins Fabricia Benda de Oliveira Felipe Guadagnin Carlos Henrique

Rodrigues de Oliveira

Capiacutetulo 6 89

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim

(ES)

Rafael de Oliveira Costa Eduardo Baudson Duarte Fabricia Benda de Oliveira

Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Doutorando em Geologia Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES

9

Capiacutetulo 1

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

Daniel Andrade Mirandasup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2

INTRODUCcedilAtildeO

Segundo Santos (2012) somente com o desenvolvimento de tecnologias espaciais

modernas incluindo os sateacutelites artificiais que se tornou possiacutevel visualizar a Terra a partir da

coleta de dados e da aquisiccedilatildeo de imagens da sua superfiacutecie os dados adquiridos de forma

remota por sateacutelites artificiais auxiliam no diagnoacutestico sobre as implicaccedilotildees ambientais

econocircmicas sociais poliacuteticas e culturais com relaccedilatildeo agrave ocupaccedilatildeo dos espaccedilos urbanos

ajudando no planejamento soacutecio econocircmico-ambiental sustentaacutevel e servindo de base para o

desenvolvimento e realizaccedilatildeo de projetos associados agraves atividades humanas como por

exemplo no planejamento urbano

Gottdiener (1993) define que a materializaccedilatildeo do desenvolvimento contiacutenuo do

capitalismo eacute o formato do espaccedilo urbano assim os traccedilos distintivos da morfologia espacial

urbana estatildeo diretamente relacionados com as mudanccedilas estruturais na organizaccedilatildeo social

Entatildeo para compreender o espaccedilo urbano ou a cidade precisamos estudar e analisar a forma

urbana e seu crescimento como subsiacutedios agraves poliacuteticas de planejamento Estudos mostram que

o crescimento das cidades eacute um processo dinacircmico muitas vezes ocorrendo em aacutereas natildeo

adequadas mostrando que o crescimento da mancha urbana eacute usualmente natildeo planejado

(NAGARATHINAM et al 1988)

Devido agrave forma na qual a expansatildeo urbana ocorre no tempo e no espaccedilo o

crescimento urbano pode gerar problemas ambientais ligados agrave contaminaccedilatildeo hiacutedrica

formaccedilatildeo de ilhas de calor ocupaccedilatildeo de aacutereas inadequadas para assentamentos humanos

degradaccedilatildeo da paisagem dentre outros (FUCKNER 2006)

Segundo Costa e Alves (2005) para monitoramentodas aacutereas urbanas eacute necessaacuterio

possuir conhecimento atualizado sobre a distribuiccedilatildeo espacial da populaccedilatildeo Este

conhecimento eacute adquirido atraveacutes dos censos demograacuteficos e de mapas de densidade

demograacutefica que produzem avaliaccedilotildees quantitativas sobre elas e informam tambeacutem as

necessidades de infraestrutura

Na maior parte das cidades o crescimento populacional tem sido muito raacutepido e as

estruturas urbanas natildeo acompanharam esse crescimento que aleacutem de natildeo ser planejado pode

causar problemas como inundaccedilotildees deslizamento de encostas e desabamentos de construccedilotildees

A ocupaccedilatildeo urbana eacute atualmente tema de emergecircncia nacional portanto o

desenvolvimento de tecnologias que apoiem a gestatildeo estrateacutegica da ocupaccedilatildeo urbana eacute

interessante no acircmbito municipal estadual e federal

Neste contexto as geotecnologias tecircm sido utilizadas como uma ferramenta

importante para ajudar no planejamento urbano e na compreensatildeo da dinacircmica espacial e da

forma urbana

No municiacutepio de Alegre este problema eacute intensificado com a implantaccedilatildeo do programa de

expansatildeo da rede de Educaccedilatildeo Superior pelo MEC (Ministeacuterio da Educaccedilatildeo) que teve iniacutecio

em 2003 e posteriormente com a implementaccedilatildeo do REUNI (Restauraccedilatildeo e Expansatildeo das

Universidades Federais) em 2011 Com esses programas o total de cursos oferecidos pelo

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

10

campus de Alegre subiu de quatro em 2002 para dezessete em 2011 aumentando

consideravelmente o fluxo de populaccedilatildeo moacutevel no municiacutepio Podemos citar ainda os

estudantes da FAFIA (Faculdade de Filosofia Ciecircncias e Letras de Alegre) e o IFES (Instituto

Federal do Espiacuterito Santo) que assim como na UFES (Universidade Federal do Espiacuterito

Santo) tem sua demanda de populaccedilatildeo moacutevel condicionando uma urbanizaccedilatildeo forccedilada em

funccedilatildeo da demanda crescente por habitaccedilatildeo

O presente trabalho propotildee a realizaccedilatildeo de um estudo sobre a ocupaccedilatildeo urbana na sede

do Municiacutepio de Alegre-ES utilizando teacutecnicas de sensoriamento remoto e imagens do

sateacutelite Landsat sensor TM 5 atraveacutes de anaacutelise multitemporal para verificaccedilatildeo do avanccedilo do

crescimento urbano ao longo de 26 anos

LOCALIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO

O municiacutepio de Alegre estaacute localizado na regiatildeo sudeste do Brasil no Sul do Estado

do Espiacuterito Santo englobando as comunidades de Santa Maria Varjatildeo da Cotia Alegre

Vargem Alegre Aacutegua Limpa Vinagre Capim Feliz Lembranccedila Bosque Rive Cafeacute

PlacaSatildeo Francisco Satildeo Joatildeo do Norte e Coacuterrego do Meio e tendo como municiacutepios

limiacutetrofes Muniz Freire a Norte Castelo Cachoeiro de Itapemirim e Jerocircnimo Monteiro a

Leste Mimoso do Sul e Satildeo Joseacute do Calccedilado a Sul e Guaccediluiacute e Ibitirama a Oeste

A aacuterea de estudo proposta para este trabalho consiste no periacutemetro urbano da sede do

Municiacutepio de Alegre como pode ser visto na Figura 1

O Acesso ateacute a capital Vitoacuteria pode ser feito pela ES-482 ateacute Cachoeiro de Itapemirim

depois segue pela BR-101 Sul ateacute Vitoacuteria Ou ainda pela ES-482 ateacute Duas Barras ES-166 de

Duas Barras ateacute Venda Nova do Imigrante e BR-262 ateacute Vitoacuteria

Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo sobreposta agrave ortofoto Fonte IEMA (2007)

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

11

Segundo Rosa (2003) podemos definir o sensoriamento remoto como sendo a forma

de obter informaccedilotildees de um objeto sem que haja contato fiacutesico com o mesmo utilizando-se a

radiaccedilatildeo eletromagneacutetica gerada por fontes naturais como o Sol e a Terra ou por fontes

artificiais como por exemplo o RadarO sensoriamento remoto teve destaque no Brasil a

partir da deacutecada de 1960 com a criaccedilatildeo do Projeto RADAMBRASIL cujo objetivo era a

realizaccedilatildeo de um levantamento integrado dos recursos naturais do paiacutes a partir de imagens

Landsat (SOUZA 2008)

O Landsat foi colocado em oacuterbita em 1972 com o nome de ERTS-1 (Earth Resources

Techonological Satellite-1) teve inicialmente um desempenho significativo sendo

transformado na seacuterie Landsat Hoje o projeto Landsat eacute dedicado agrave observaccedilatildeo dos recursos

naturais da TerraSua oacuterbita desloca-se do Norte para o Sul sendo geocecircntrica circular quase

polar heliocecircntrica isto eacute o acircngulo Sol ndash Terra ndash Sateacutelite permanece constante o que garante

condiccedilotildees de iluminaccedilatildeo semelhantes na aacuterea imageada ao longo do ano (ROSA 2003)O

sensor TM (Thematic Mapper) do sateacutelite Landsat possui sete bandas com numeraccedilatildeo de 1 a

7 sendo que cada banda representa uma faixa do espectro eletromagneacutetico (BATISTELLA et

al 2004) O sateacutelite Landsat apresenta a caracteriacutestica de repetitividadepois ele imageia a

mesma aacuterea a cada 16 dias Suas cenas cobrem uma aacuterea de 34225 kmsup2 sendo a faixa

imageada de 185 x 185 km (INPE 2006)

Para utilizaccedilatildeo de imagens de sateacutelite com fins de classificaccedilatildeo recomenda-se o

processamento das mesmas O processamento digital de imagens (PDI) de acordo com Lima e

Rocha (2009) tem como objetivo fornecer ferramentas que facilitem a identificaccedilatildeo e

aextraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas imagens para posterior interpretaccedilatildeo Consiste na

manipulaccedilatildeo numeacuterica dos dados visando aumentar opotencial de discriminaccedilatildeo dos alvos

Segundo Novo (1989) o PDI pode ser dividido basicamente em Preacute-processamento Realce e

Classificaccedilatildeo

O Preacute-processamento eacute o primeiro passo do PDI e eacute considerado fundamental para

confiabilidade e uso correto das imagens de sateacutelite Nesta fase segundo Rosatti (2006) o

objetivo eacute adequar as imagens para serem utilizadas pelos usuaacuterios sendo aplicadas algumas

teacutecnicas de manipulaccedilatildeo como correccedilatildeo geomeacutetrica e restauraccedilatildeo

A correccedilatildeo geomeacutetrica e o georreferenciamento das imagens satildeo necessaacuterios devido a

distorccedilotildees que segundo o INPE (2006) satildeo causadas no processo de formaccedilatildeo da imagem

pelo sistema sensor e por imprecisatildeo dos dados de posicionamento da plataforma (aeronave

ou sateacutelite) De modo geral o georreferenciamento de imagens de sateacutelite eacute realizado por meio

de pontos de controle (PC) de referecircncia identificados na imagem original e em um sistema de

dados de referecircncia que possibilitem o ajustamento atraveacutes de modelos matemaacuteticos Os satildeo

feiccedilotildees passiacuteveis de identificaccedilatildeo na imagem e no terreno ou seja satildeo feiccedilotildees homoacutelogas

cujas coordenadas satildeo conhecidas na imagem e no sistema de referecircncia (INPE 2006)

Podemos obter PC atraveacutes de trecircs fontes por meio de mapas e cartas topograacuteficas oficiais

pela aquisiccedilatildeo de pontos em campo por sistema de posicionamento global (GPS) ou por meio

de imagens georreferenciadas do mesmo local A precisatildeo do georreferenciamento eacute medida

atraveacutes do caacutelculo do Erro Meacutedio Quadraacutetico ou Root Mean Square Error (RMS) que

pondera as diferenccedilas entre as coordenadas dos pontos de controle da imagem a ser ajustada e

da fonte de dados de referecircncia O valor do RMS deveraacute ser menor que 1 ou seja quanto

mais proacuteximo de 0 maior eacute a precisatildeo e menor eacute o erro (LIMA 2010) O caacutelculo eacute feito

utilizando a Equaccedilatildeo 1

RMSerror = [(x1 ndash xorg)sup2 + (y1 ndash yorg)sup2]12 (1)

x1 = Coordenada de linha calculada na imagem a ser ajustada

y1 = Coordenada de coluna calculada na imagem a ser ajustada

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

12

xorg = Coordenada original de linha do PC da fonte de referecircncia

yorg = Coordenada original de coluna do PC da fonte de referecircncia

A teacutecnica de restauraccedilatildeo tem por objetivo corrigir as distorccedilotildees do sensor oacuteptico no

processo de geraccedilatildeo das imagens A resoluccedilatildeo espacial das bandas 3 4 e 5 que eacute de 30

metros pode ser restaurada para ateacute 5 metros (RIOS ALMEIDA RIBEIRO 2010)A ideia de

restaurar uma imagem eacute reduzir o efeito de embaccedilamento da cena e obter uma imagem

realccedilada dado que os detalhes vistos na cena satildeo suavizados devido agraves limitaccedilotildees do sensor

Esta correccedilatildeo eacute realizada por um filtro linear e os pesos do filtro de restauraccedilatildeo satildeo obtidos a

partir das caracteriacutesticas do sensor e natildeo de forma empiacuterica como eacute feito no caso dos filtros

de realce tradicionais Neste caso o filtro eacute especiacutefico para cada tipo de sensor e banda

espectral Este tipo de processamento eacute recomendado para ser realizado sobre a imagem

original sem qualquer tipo de processamento tais como realce e filtragem que alterem as

caracteriacutesticas radiomeacutetricas da imagem Deve-se observar tambeacutem que natildeo eacute possiacutevel

processar uma imagem reamostrada jaacute que as caracteriacutesticas radiomeacutetrica e espacial da

imagem foram alteradas (INPE 2006)

Aleacutem das etapas do preacute-processamento de imagens digitais de sateacutelite existem outras que

utilizam teacutecnicas de realce com o objetivo de melhorar a qualidade visual e permitir uma

melhor interpretaccedilatildeo dos alvos nas imagens (IBGE 2001) As teacutecnicas utilizadas neste

trabalho foram Constraste Filtragem espacial e Composiccedilatildeo colorida

Segundo o INPE (2006) o contraste entre dois objetos pode ser definido como sendo a

razatildeo entre os seus niacuteveis de cinza meacutedios onde a manipulaccedilatildeo do contraste consiste numa

transferecircncia radiomeacutetrica em cada pixel (Picture Element ndash menor elemento num dispositivo

de exibiccedilatildeo ao qual eacute possiacutevel atribuir-se uma cor menor ponto que forma uma imagem

digital) tendo o objetivo de aumentar a discriminaccedilatildeo visual entre os objetos presentes na

imagem Realiza-se a operaccedilatildeo ponto a ponto independentemente da vizinhanccedila Entretanto

um exame preacutevio do histograma da imagem pode ser uacutetil O histograma de uma imagem

descreve a distribuiccedilatildeo estatiacutestica dos niacuteveis de cinza em termos do nuacutemero de amostras

(pixels) com cada niacutevel A distribuiccedilatildeo pode tambeacutem ser dada em termos da percentagem do

nuacutemero total de pixels na imagem Pode ser estabelecida uma analogia entre o histograma de

uma imagem e a funccedilatildeo densidade de probabilidade que eacute um modelo matemaacutetico da

distribuiccedilatildeo de tons de cinza de uma classe de imagens A cada histograma estaacute associado o

contraste da imagem conforme mostra a Figura 2ADe acordo com Rios Almeida e Ribeiro

(2010) esta teacutecnica tem por objetivo modificar atraveacutes de funccedilotildees matemaacuteticas os niacuteveis de

cinza ou os valores digitais de uma imagem de modo a destacar certas informaccedilotildees espectrais

e melhorar a qualidade visual da imagem

De acordo com Albuquerque (2000) para fazer uma operaccedilatildeo de filtragem espacial eacute

necessaacuterio escolher uma matriz de dimensatildeo n x n denominada maacutescara (Figura 2B) com

valores que dependem do filtro que queremos usar seja ele passa baixa (filtrando as altas

frequecircncias) passa banda (filtrando uma regiatildeo especiacutefica de frequecircncias espaciais) ou passa

alta (filtrando as baixas frequecircncias) Em uma imagem as altas frequecircncias correspondem agraves

modificaccedilotildees abruptas dos niacuteveis de cinza e as bordas dos objetos As baixas frequecircncias

correspondem agraves variaccedilotildees suaves dos niacuteveis de cinza Logo quando queremos evidenciar os

contornos de um determinado objeto podemos usar filtros do tipo passa alta Pode-se querer

observar a forma da iluminaccedilatildeo de fundo entatildeo devemos usar filtros passa-baixa para

eliminarmos todas as altas frequecircncias correspondendo agrave borda dos objetos e chegar agrave

iluminaccedilatildeo de fundo

A composiccedilatildeo colorida consiste em associar as imagens monocromaacuteticas de cada

banda agraves cores primaacuterias RGB (Red ndash Vermelho Green ndash Verde Blue ndash Azul) com o

objetivo de apresentar simultaneamente as informaccedilotildees de trecircs bandas espectrais em

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

13

composiccedilotildees coloridas que facilitam e enriquecem a interpretaccedilatildeo visual dos alvos (IBGE

2001) Como exemplo de composiccedilatildeo colorida temos a Figura 2Cque associa a banda 3 agrave cor

vermelha (R) a banda 4 agrave cor verde (G) e a banda 5 agrave cor azul (B)

De acordo com Souza (2012) as aacutereas urbanas natildeo podem ser caracterizadas por um

comportamento espectral padratildeo A vegetaccedilatildeo os corpos aquaacuteticos e os solos satildeo superfiacutecies

relativamente homogecircneas em termos de cobertura poreacutem nas aacutereas urbanas prevalece a

heterogeneidade das coberturas As aacutereas urbanas satildeo fisicamente formadas por uma grande

diversidade de materiais (superfiacutecies de concreto asfalto telhados de vaacuterios materiais solo

vegetaccedilatildeo arboacuterea e grama aacutegua entre outros) com formas alturas e arranjos tambeacutem

variados assim em uma imagem orbital o pixel pode representar vaacuterias coberturas o que

torna as aacutereas urbanas complexas do ponto de vista espectral Na Figura 2D pode-se observar

a similaridade espectral entre uma aacuterea urbana e uma aacuterea de cultivo de cana

Figura 2 - (A) Exemplo de Histograma de baixo contraste (agrave esquerda) e de alto contraste (agrave

direita) Fonte Modificado de INPE (2006) (B) Exemplo de maacutescara de 3 x 3 Fonte

Modificado de INPE (2006) (C) Exemplo de geraccedilatildeo de composiccedilatildeo colorida Fonte Brust

(2010) (D) Imagem do sateacutelite Landsat TM 5 na composiccedilatildeo colorida (RGB-543) adquirida

em 20091995 Fonte Souza (2012)

De acordo com Lima (2010) eacute possiacutevel classificar e agrupar os alvos de uma imagem a

partir dos vaacuterios niacuteveis de informaccedilotildees espectrais detectadas atraveacutes da adequaccedilatildeo das

imagens digitais utilizando-se os procedimentos do preacute-processamento Assim pode-se criar

um uacutenico niacutevel de informaccedilatildeo temaacutetica (categorias ou classes) para cada elemento

identificado e dessa forma gerar mapas temaacuteticos Os meacutetodos utilizados na classificaccedilatildeo das

imagens de sateacutelite variam com o tipo e complexidade do ambiente analisado caracteriacutesticas

do sensor e sateacutelite utilizado aspectos sazonais que alteram as caracteriacutesticas dos alvos e da

incidecircncia de energia solar extensatildeo da aacuterea de estudo equipamentos e recursos humanos

disponiacuteveis grau de conhecimento do ambiente por parte do inteacuterprete entre outros A

classificaccedilatildeo eacute a principal etapa do processamento de imagens a partir do qual satildeo extraiacutedas

as informaccedilotildees necessaacuterias para diversas aplicaccedilotildees Pode ser realizada atraveacutes de trecircs

teacutecnicas baacutesicasInterpretaccedilatildeo VisualClassificaccedilatildeo Digital Natildeo SupervisionadaClassificaccedilatildeo

Digital Supervisionada

A interpretaccedilatildeo visual de imagens de sateacutelite consiste em identificar as feiccedilotildees

impressas nessas imagens e determinar seu significado atraveacutes de chaves de interpretaccedilatildeo

onde eacute fundamental por parte do analista o conhecimento da aacuterea a ser mapeada (LIMA

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

14

2010) De acordo com Soares-Filho (2000) as caracteriacutesticas das imagens tais como

Tonalidade Cor Textura Forma Estrutura Sombra e contexto satildeo as chaves de uma boa

interpretaccedilatildeo A partir dessas caracteriacutesticas pode ser estruturado um meacutetodo de identificaccedilatildeo

por ldquochavesrdquo que se apoia em um estudo comparativo atraveacutes de objetos e feiccedilotildees conhecidas

que satildeo utilizadas como guias

Maillard (2001) diz que na classificaccedilatildeo Supervisionada o inteacuterprete jaacute possui um

conhecimento da aacuterea de estudo que podem ser utilizados como amostras de treinamento para

o algoritmo de classificaccedilatildeo de forma que os dados de cada classe temaacutetica podem ser

generalizados para toda cena agrupando cada pixel da imagem de acordo com as classes

amostradas Existem diversos algoritmos de classificaccedilatildeo supervisionada implementados em

aplicativos computacionais sendo o algoritmo Maxver (Maacutexima Verossimilhanccedila) um dos

mais utilizados para classificaccedilatildeo digital de imagens pixel a pixelINPE (2006) define que o

algoritmo de classificaccedilatildeo Maxver utiliza agrave meacutedia e a covariacircncia das amostras de treinamento

para assinalar um pixel desconhecido de uma classe assim pode-se computar a probabilidade

estatiacutestica de um pixel desconhecido pertencer a uma ou outra classe atribuindo a este pixel a

classe agrave qual ele tem maior probabilidade de pertencer utilizando o criteacuterio de maacutexima

verossimilhanccedila

Em qualquer procedimento de classificaccedilatildeo de imagens de sateacutelite o objetivo eacute a

geraccedilatildeo de mapas temaacuteticos que devem transmitir a realidade do terreno da forma mais

precisa possiacutevel Para isso deve ser verificado o niacutevel de incerteza destes mapas atraveacutes de

iacutendices de exatidatildeo para que as informaccedilotildees obtidas possam ser utilizadas adequadamente

(LIMA 2010) Segundo Mangabeira Azevedo e Lamparelli (2003) um dos paracircmetros mais

utilizados e eficientes na determinaccedilatildeo da exatidatildeo de mapas temaacuteticos eacute o iacutendice Kappa que

eacute obtido mediante a adoccedilatildeo de uma referecircncia para a comparaccedilatildeo dos mapeamentos

produzidos A determinaccedilatildeo deste iacutendice eacute feita com base numa tabulaccedilatildeo cruzada entre as

quantidades de dados amostrais de referecircncia e da imagem classificada estruturada numa

matriz quadrada denominada matriz de erros ou de confusatildeoSegundo Campbell (1987) a

estimativa Kappa pode ser representada pela seguinte relaccedilatildeo exposta na Equaccedilatildeo 2

K = (observado ndash esperado) (1 ndash esperado) (2)

Observado = valor global para o percentual de pixels corretos

Esperado = valor calculado usando os totais de cada linha e cada coluna da matriz

denominados de valores marginais

Os resultados do Coeficiente Kappa variam de 0 a 1 indicando de forma crescente o

grau de concordacircncia ou exatidatildeo do mapa classificado com relaccedilatildeo aos dados de referecircncia e

podem ser agrupados em intervalos de acordo com aTabela 1

Tabela 1 - Intervalos de valor do coeficiente Kappa e respectivos graus de concordacircncia

Fonte Landis e Koch (1977)

Valor de Kappa Concordacircncia

0 Peacutessima

001 ndash 020 Ruim

021 ndash 040 Razoaacutevel

041 ndash 060 Boa

061 ndash 080 Muito boa

081 ndash 100 Excelente

Dependendo do valor do coeficiente Kappa encontrado e das necessidades e objetivos

do trabalho podem ser feitas correccedilotildees a fim de garantir um refinamento da qualidade

informativa do mapa Os dados obtidos podem ser utilizados em conjunto com outros planos

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

15

de informaccedilatildeo em ambiente SIG possibilitando sua integraccedilatildeo e manipulaccedilatildeo como base de

dados para sistemas de suporte a decisatildeo (LIMA 2010)

METODOLOGIA

A imagens de sateacutelite Landsat sensor TM-5 foram adquiridas do INPE nas bandas

12345 e 7 na oacuterbitaponto 21674 do municiacutepio de Alegre-ES nos anos de 1985 1997

2001 2006 e 2011 Foi utilizada tambeacutem a ortofoto do municiacutepio (IEMA 2007) para servir

como base para o registro das imagens de sateacutelite e tambeacutem para comparaccedilatildeo visual com a

classificaccedilatildeo

Para a elaboraccedilatildeo dos mapas foram utilizados os softwares SPRING 52 e ArcGISreg

10 sendo o que primeiro foi utilizado para o tratamento e processamento digital das imagens

de sateacutelite e o segundo para confecccedilatildeo final dos mapas de vegetaccedilatildeo hidrografia topografia

solos e das classificaccedilotildees

Durante o preacute-processamento foram aplicadas as teacutecnicas de Processamento Digital de

Imagens com o objetivo de georreferenciar e melhorar a qualidade das imagens para uma

melhor visualizaccedilatildeo facilitando a identificaccedilatildeo e extraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas

imagens digitais aumentando assim o potencial de diferenciaccedilatildeo dos alvos e

consequentemente obtendo melhores resultados na classificaccedilatildeo das imagens As bandas 3 4

e 5 foram restauradas para a resoluccedilatildeo de 15m

Foi aplicado contraste nas bandas 3 4 e 5 modificando o histograma original como

mostra o Quadro 1

Quadro 1 - Mudanccedila no histograma das bandas 3 4 e 5 apoacutes contraste aplicado na imagem

de 1985 do sateacutelite Landsat - TM 5 Fonte Autores

Bandas Histograma Original Histograma (Contraste)

Banda 3 ndash Vermelho

Banda 4 ndash Infravermelho Proacuteximo

Banda 5 ndash Infravermelho Meacutedio

Foi aplicada a filtragem linear utilizando uma matriz 2x2 (Quadro 2) apropriada para

imagens Landsat TM no software SPRING com o objetivo de suavizar as imagens realccedilando

assim a visualizaccedilatildeo das bandas e obtendo imagens com mais nitidez

Quadro 1 - Matriz utilizada na filtragem de imagens Landsat TM Fonte INPE (2006)

3 -7 -7 3

-7 -7 13 -7

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

16

-7 13 13 -7

3 -7 -7 3

Para identificaccedilatildeo das amostras de treinamento foi utilizada a combinaccedilatildeoRGB-543 o

que destacou melhor as aacutereas urbanas Para a classificaccedilatildeo foram definidas duas classes Aacuterea

urbana e Natildeo urbana Em seguida foram coletadas as amostras de treinamento para cada

classe como pode ser observado na Figura 3

Figura 3 - Amostras utilizadas para classificaccedilatildeo da imagem de 2011 em amarelo amostras

da classe urbana e em branco amostras da classe natildeo urbana Fonte Autores

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Usando a metodologia acima descrita seratildeo apresentados abaixo os resultados obtidos

a partir do processamento das imagens e da classificaccedilatildeo da aacuterea urbana do municiacutepio de

Alegre-ES para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011

O georreferenciamento foi executado utilizando-se feiccedilotildees semelhantes em duas

imagens para determinaccedilatildeo dos pontos de controle como cruzamento de estradas aacutereas de

vegetaccedilatildeo aacuterea urbana e rios A resoluccedilatildeo das imagens (30 metros) pode atrapalhar pois

devido ao baixo niacutevel de detalhe fica difiacutecil determinar o ponto semelhante nas duas imagens

de forma exata No entanto o RMS ficou em torno de 03 de acordo com a equaccedilatildeo (1)

mostrando que a diferenccedila entre as coordenadas dos pontos de controle das imagens a serem

ajustadas e os pontos de controle da fonte de dados de referecircncia ficou pequena significando

uma boa precisatildeo

O processo de restauraccedilatildeo para a resoluccedilatildeo de 15metros mostrou uma melhora na

nitidez da imagem restaurada (Figura 4B) em comparaccedilatildeo com a imagem original (Figura

4A)

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Figura 4 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 de 1985 da cidade de

Alegre-ES com resoluccedilatildeo de 30m (A) e restaurada para 15m (B)

Fonte Autores

A aplicaccedilatildeo do contraste nas bandas 34 e 5 permitiu um maior contraste entre as

feiccedilotildees da imagem com contraste (Figura 5B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem contraste

(Figura 5A)

Figura 5 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da

cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de contraste (A) e com aplicaccedilatildeo de contraste (B)

Fonte Autores

A filtragem espacial permitiu observar maior nitidez da imagem para distinccedilatildeo das

feiccedilotildees da imagem com filtro (Figura 6B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem filtro (Figura

6A)

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

18

Figura 6 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da

cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de filtragem (A) e apoacutes filtragem (B)

Fonte Autores

Na Figura 7 temos as imagens em composiccedilatildeo RGB ndash 543 correspondentes agrave

evoluccedilatildeo urbana de Alegre nos anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 Ao comparaacute-las

podemos observar um aumento significativo da mancha urbana este aumento pode ser

observado principalmente nas regiotildees sul e oeste da cidade

Figura 7 - Composiccedilatildeo RGB ndash 543 da aacuterea de estudo para os anos analisados

Fonte Autores

Na Figura 8 podemos observar as classificaccedilotildees realizadas pelo classificador Maxver

utilizando duas classes Aacuterea urbana (Azul) Natildeo urbana (Branco)

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Figura 8 - Classificaccedilotildees da Aacuterea Urbana de Alegre para os anos analisados

Fonte Autores

A Tabela 2 mostra a exatidatildeo das classificaccedilotildees realizadas e as aacutereas correspondentes

agrave classe urbana para cada ano o iacutendice Kappa (Equaccedilatildeo (2)) variou de 093 a 098 Este

resultado pode ser considerado excelente de acordo com a Tabela 1

Tabela 2 -Exatidatildeo das classificaccedilotildees e aacutereas urbanas calculadas Fonte Autores

1985 1997 2001 2006 2011

Iacutendice Kappa 095 097 095 093 098

Aacuterea Urbana (km2) 805 968 771 1079 758

Apesar do alto iacutendice de desempenho das classificaccedilotildees eacute possiacutevel observar regiotildees de

confusatildeo na classificaccedilatildeo das amostras das duas classes Observando as aacutereas calculadas

percebemos que natildeo haacute um aumento contiacutenuo da aacuterea urbana nas classificaccedilotildees pois a aacuterea do

ano de 1997 foi maior que a aacuterea de 2001 que por sua vez eacute menor que a de 1985 e ainda a

aacuterea de 2011 eacute menor que a de 2006 isso possivelmente estaacute associado agrave confusatildeo do

algoritmo ao identificar as classes

Ao compararmos a ortofoto da aacuterea de estudo com a classificaccedilatildeo de 2011 (Figura 9)

podemos perceber regiotildees de solo exposto sombras aacutereas de vegetaccedilatildeo e estradas

classificadas como aacutereas urbanas Eacute possiacutevel observar tambeacutem a ocupaccedilatildeo irregular da cidade

principalmente em aacutereas proacuteximas a rios e em topo de morros que contribuem para

problemas urbanos de inundaccedilotildees e deslizamento de encostas

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

20

Figura 9 - Comparaccedilatildeo da ortofoto do ano de 2007 (a esquerda) com a classificaccedilatildeo de 2011

(a direita) com foco na aacuterea urbana da cidade de Alegre - ES

Fonte Autores

Eacute possiacutevel observar um aumento significativo da aacuterea urbana da sede se compararmos

visualmente as imagens de 1985 e 2011 este aumento se daacute principalmente nas regiotildees de

periferia mas tambeacutem podemos observar um adensamento dos pixels na regiatildeo central da

sede diminuindo a quantidade de aacutereas arborizadas no centro como eacute possiacutevel observar na

Figura 10

Figura 10 - Detalhamento das imagens de 1985 e 2011 mostrando a classificaccedilatildeo da aacuterea

urbana

Fonte Autores

Estes resultados jaacute eram esperados e podem ser explicados como mostra o trabalho de

Correia et al (2007) devido agrave dificuldade em estabelecer essas classes temaacuteticas na resoluccedilatildeo

das imagens de sateacutelite utilizadas que por natildeo possuir um niacutevel de detalhe elevado possuem

uma limitaccedilatildeo para discriminar alvos com uma mistura de vaacuterios elementos como eacute o caso da

aacuterea urbana gerando impactos na resposta espectral das imagens refletindo assim na

caracterizaccedilatildeo dessas classesO fato de terem sido admitidas somente duas classes tambeacutem

pode ter influenciando no resultado da classificaccedilatildeo pois algumas amostras apresentaram

distribuiccedilatildeo bimodal no entanto o erro foi muito baixo (em torno de 5) minimizando este

problema Outro fator que tambeacutem pode ter influenciado no resultado eacute o tamanho das

amostras de treinamento do algoritmo

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Costa e Alves (2005) ao monitorar a expansatildeo urbana do municiacutepio de Campos dos

Goytacazes tambeacutem tiveram problemas devido agrave confusatildeo entre duas classes onde a textura

dos cordotildees litoracircneos se confundia com a textura da urbanizaccedilatildeo e concluiacuteram que era

necessaacuterio possuir um conhecimento preacutevio da aacuterea para realizar o estudo Isso mostra que a

interpretaccedilatildeo visual admitindo que o interprete possua um conhecimento preacutevio da aacuterea eacute

fundamental pois o classificador mesmo com amostras apresentando um desempenho

elevado ainda assim pode apresentar erros nos resultados

CONCLUSAtildeO

A metodologia utilizada para a anaacutelise multitemporal do crescimento da mancha

urbana de Alegre para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 efetuada no presente

trabalho mostrou-se eficiente tornando possiacutevel visualizar as transformaccedilotildees ocorridas no

intervalo de tempo de 26 anos Assim outros resultados poderiam ser encontrados caso a

anaacutelise fosse feita em outros periacuteodos e com diferentes intervalos

O software SPRING se mostrou uma boa ferramenta para se analisar as questotildees de

urbanizaccedilatildeo e por ser disponiacutevel gratuitamente serve como opccedilatildeo para o planejamento urbano

municipal com um baixo custo

Um estudo mais detalhado utilizando-se imagens com uma melhor resoluccedilatildeo espacial

e espectral e em diferentes periacuteodos diminuindo o intervalo de tempo entre imagens pode

obter dados para um planejamento urbano mais detalhado diminuindo assim os riscos

causados pela ocupaccedilatildeo de aacutereas indevidas

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Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

24

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Rio de Janeiro RJ

sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES

sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

25

Capiacutetulo 2

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a

prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

Faacutebio Cardoso de Souza Santossup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3

Juacutelia Sesana Maciel3 Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira4

INTRODUCcedilAtildeO

Desde os primoacuterdios na civilizaccedilatildeo Egiacutepcia o manganecircs jaacute era usado como parte do

composto quiacutemico para a produccedilatildeo de vidro Com o avanccedilo das civilizaccedilotildees esse elemento

passou a possuir outras aplicaccedilotildees tanto no setor metaacutelico quanto no natildeo-metaacutelico Das

diversas utilizaccedilotildees do manganecircs a mais importante seria a produccedilatildeo das ligas de accedilo

constituiacutedas pela mistura de ferro e manganecircs Outras ligas tambeacutem satildeo produzidas com a

combinaccedilatildeo do manganecircs com diferentes metais como as ligas de cobre zinco alumiacutenio

estanho e chumbo O manganecircs tem a propriedade de dessulfurizaccedilatildeo (retirada do enxofre) e

deoxidante tornando melhor as caracteriacutesticas fiacutesicas e quiacutemicas das ligas de accedilo (SAMPAIO

et al 2005)

Sabe-se que a induacutestria do accedilo absorve cerca de 92 de toda produccedilatildeo mundial do

mineacuterio de manganecircs natildeo sendo diferente no Brasil onde o uso tambeacutem eacute liderado pela

metalurgia (85) seguido da fabricaccedilatildeo de pilha (10) e a induacutestria quiacutemica (5) (COSTA

2004) No Estado do Espiacuterito Santo as jazidas de manganecircs ateacute o momento estatildeo localizadas

unicamente no municiacutepio de Guaccediluiacute com cerca de um milhatildeo de toneladas poreacutem a

prospecccedilatildeo deste elemento ainda estaacute em fase de pesquisa (DNPM 2013)

Tendo em vista a importacircncia do elemento manganecircs para a induacutestria se faz

necessaacuterio o investimento em pesquisas para o reconhecimento mapeamento e amostragens

desse elemento Do reconhecimento em campo ateacute a explotaccedilatildeo existem vaacuterias etapas que

utilizam diversas metodologias (PEREIRA 2012) entretanto o presente trabalho estaacute focado

na fase de reconhecimento de aacutereas que possuam favorabilidade para a presenccedila do manganecircs

utilizando a anaacutelise multicriteacuterio como ferramenta base do estudo

A anaacutelise multicriteacuterio eacute baseada em uma modelagem matemaacutetica utilizando

paracircmetros ponderados relacionados agrave aacuterea de estudo e ao bem mineral de interesse

envolvendo ainda paracircmetros correlacionados atraveacutes das observaccedilotildees analiacuteticas e de campo

Atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio satildeo gerados os mapas de favorabilidade que tem se mostrado

de grande valia no auxiacutelio de identificaccedilatildeo de aacutereas alvo na exploraccedilatildeode bens minerais

reduzindo o tempo e o custo com pesquisas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004)

A anaacutelise multicriteacuterio consiste em um conjunto de teacutecnicas que visam auxiliar um

agente decisor a tomar decisotildees acerca de um problema complexo ponderando e propondo

alternativas para solucionaacute-lo utilizando diferentes criteacuterios e pontos de vista preacute-

estabelecidos As decisotildees satildeo sempre pautadas com base nos criteacuterios considerados

relevantes para a resoluccedilatildeo do problema em questatildeo podendo existir diversos criteacuterios onde

cada um possui seu grau de importacircncia (JANUZZI et al 2009)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

26

As teacutecnicas de geoprocessamento utilizadas na confecccedilatildeo dos mapas de favorabilidade

para ocorrecircncia de mineralizaccedilotildees como ouro chumbo zinco e cobre vecircm obtendo

resultados satisfatoacuterios ao longo das uacuteltimas deacutecadas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004) Em

contra partida ainda existem poucos estudos onde se aplica as teacutecnicas de anaacutelise de

favorabilidade para estudo de mineralizaccedilotildees de manganecircs

Este trabalho teve por objetivo geral identificar aacutereas que possuam alta favorabilidade

para a prospecccedilatildeo de manganecircs na porccedilatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo utilizando teacutecnicas

de geoprocessamento atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio mapeamento e anaacutelises de campo para

comprovar ou natildeo a veracidade dos dados obtidos com o geoprocessamento

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

A aacuterea de trabalho estaacute localizada na macrorregiatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo na

regiatildeo da divisa entre os estados do Rio de Janeiro Minas Gerais e Espiacuterito Santo Situasse

entre os municiacutepios de Guaccediluiacute Divino de Satildeo Lourenccedilo Dores do Rio Preto e Satildeo Pedro de

Rates (distrito de Guaccediluiacute) sendo delimitada pelas coordenadas UTM S 7698000 m e

7712000 m e E 206000 m e 218000 m (Figura 1)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo no Brasil e no Estado do Espiacuterito Santo

representada com as principais vias de acesso Fonte Autores

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL

CONTEXTO GEOLOacuteGICO

O arcabouccedilo geoloacutegico (Figura 2) da aacuterea eacute composto pelo complexo Juiz de Fora

Grupo Andrelacircndia Lineamento Guaccediluiacute rochas intrusivas gnaissificadas e depoacutesitos mais

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

27

jovens como aluviotildees coluacutevios pilhas ricas em caulim e outros resiacuteduos provenientes da

extraccedilatildeo de pegmatitos O Complexo Juiz de Fora eacute formado por ortopiroxecircnio-gnaisse de

composiccedilatildeo feacutelsica a maacutefica ortopiroxecircnio-clinopiroxecircnio-anfiboacutelio-gnaisse gnaisse

migmatiacutetico bandado migmatitos e gnaisses migmatizados Jaacute o Grupo Andrelacircndia eacute

composto por granada-biotita-gnaisse anfiboacutelio-biotita-gnaisse e gnaisse de composiccedilatildeo

predominantemente granodioriacutetica O Lineamento Guaccediluiacute eacute formado por anfiboacutelio-biotita

gnaisse milonitizado com ultramilonitos e milonitos E as rochas intrusivas gnaissificadas

satildeo os gnaisses tonaliacuteticos de Manhuaccedilu compostos por ortognaisses tonaliacuteticos

granodioriacutetico a trondhjemiacutetico com intercalaccedilotildees de anfiboacutelio-biotita gnaisse (HORN

2007)

Figura 2 - Destaque da aacuterea de estudo na Folha Espera Feliz - SF 24-V-A-IV

Fonte Modificado de HORN et al (2007)

GEOPROCESSAMENTO

O geoprocessamento ou processamento de dados geograacuteficos eacute feito atraveacutes de

teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais e realiza o tratamento de informaccedilotildees geograacuteficas em

ambiente virtual Em conjunto existe o sistema de informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) que eacute capaz

de simular a realidade do espaccedilo geograacutefico integrando informaccedilotildees espaciais (BALDOTTO

2014)

Dentro do ambiente computacional as caracteriacutesticas de uma determinada aacuterea podem

ser analisadas e manipuladas com diversas teacutecnicas A digitalizaccedilatildeo de dados reais possibilita

a geraccedilatildeo de mapas observacionais e o conjunto desses mapas observacionais depois de

manipulados geram os mapas analiacuteticos Os mapas analiacuteticos podem ser processados

utilizando operaccedilotildees algeacutebricas cumulativas como adiccedilatildeo multiplicaccedilatildeo e subtraccedilatildeo ou

atraveacutes de modelos loacutegicos como simultaneidade booleana possibilidade fuzzy e

probabilidade bayesiana onde seus produtos satildeo chamados de mapas fundidos e mapas

integrados respectivamente (SILVA 2003)

Rodrigues (2012) utilizou teacutecnicas de geoprocessamento a fim de realizar um estudo

sobre a mineralizaccedilatildeo de ouro no cinturatildeo de Gurupi Folha Centro Nova do Maranhatildeo

MAPA com o auxiacutelio da loacutegica fuzzy A aplicaccedilatildeo do meacutetodo permitiu identificar aacutereas de

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

28

favorabilidade para a presenccedila de mineralizaccedilotildees auriacuteferas Grande parte das aacutereas destacadas

coincidiram com os jazimentos conhecidos comprovando a eficaacutecia do meacutetodo e dando maior

confiabilidade para as novas aacutereas indicadas pela modelagem

Cunha et al (2001) utilizaram o geoprocessamento na avaliaccedilatildeo da favorabilidade para

a prospecccedilatildeo mineral de cromo na regiatildeo de Pinheiros Altos no municiacutepio de Piranga em

Minas Gerais com auxiacutelio da teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico e obtiveram resultados

satisfatoacuterios conseguindo aacutereas coerentes para o modelo prospectivo adotado

Baldotto (2014) utilizou geoprocessamento e teacutecnicas de anaacutelise multicriteacuterio

aplicando loacutegica fuzzy booleana e teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico (AHP) para

delimitaccedilatildeo de aacutereas favoraacuteveis agrave prospecccedilatildeo de aacutegua subterracircnea no Sul do Estado do

Espiacuterito Santo As teacutecnicas se mostraram eficazes para o tipo de anaacutelise realizada permitindo

a integraccedilatildeo de dados geoloacutegicos que influenciam diretamente na disponibilidade de aacutegua em

sistemas aquiacuteferos cristalinos

Benda et al (2014) fizeram uso do geoprocessamento em conjunto com a loacutegica

fuzzy para criaccedilatildeo de zoneamento no Parque Estadual da Cachoeira da Fumaccedila-ES para fins

de conservaccedilatildeo Utilizaram como fatores os mapas de declividade uso do solo e massa de

aacutegua e tiveram como produto final o mapa de final de adequabilidade para conservaccedilatildeo A

metodologia empregada possibilitou a identificaccedilatildeo de aacutereas especiacuteficas e com maior

vulnerabilidade ao uso puacuteblico e permitiu um melhor direcionamento no trabalho dos

gestores com um menor custo financeiro ao poder estadual

ANAacuteLISE DE FAVORABILIDADE

A anaacutelise de favorabilidade eacute de fundamental importacircncia em um processo decisoacuterio

Atraveacutes desta anaacutelise eacute possiacutevel dividir o espaccedilo geograacutefico em parcelas hierarquizadas

segundo um grau de favorabilidade A favorabilidade pode ser medida por meio de valores

relativos ou probabiliacutesticos avaliando-se respectivamente a possibilidade ou a probabilidade

de ocorrecircncia de algum fator ou variaacutevel na aacuterea de interesse Essa teacutecnica vem sendo

aprimorada agrave medida que a tecnologia de SIG vai evoluindo e cada vez mais estaacute sendo

utilizada pela induacutestria mineral e por agecircncias do governo como um dos meios de menor

custo para avaliaccedilatildeo de aacutereas de interesse na exploraccedilatildeo de recursos minerais (ROCHA et al

2000)

Vidal et al (2005) descreveu a anaacutelise de favorabilidade como um meacutetodo diferente

dos demais onde ao inveacutes de analisar isoladamente cada variaacutevel amostrada os atributos

georreferenciados satildeo particionados em ceacutelulas e correlacionados espacialmente dando

origem aos mapas de favorabilidade Levando em consideraccedilatildeo a distribuiccedilatildeo espacial e a

coexistecircncia entre variaacuteveis e depoacutesitos a anaacutelise de favorabilidade torna possiacutevel inferir

quanto e de que modo cada variaacutevel mapeada estaacute associada ao processo e

consequentemente em que grau ele indica a existecircncia de um bem mineral

Para Rostirolla (1996) a utilizaccedilatildeo da anaacutelise de favorabilidade na prospecccedilatildeo

geoloacutegica estaacute fundamentada em um estudo estatiacutestico de fatores que viabilizam ou natildeo a

existecircncia de depoacutesitos minerais A base do estudo estaacute fundamentada na ponderaccedilatildeo e

associaccedilatildeo espacial de dados geoloacutegicos e geofiacutesicos com fins exploratoacuterios O intuito

principal dessa avaliaccedilatildeo eacute diminuir custo e tempo de pesquisa identificando aacutereas com maior

potencial para descobertas

Os criteacuterios utilizados nessa anaacutelise podem ser de natureza restritiva ou relativa Os

criteacuterios restritivos atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo responsaacuteveis

por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas Representam

restriccedilotildees absolutas ao que se deseja estudar e descartam todas as aacutereas que natildeo atendem a

alguma restriccedilatildeo que elas representam Estes criteacuterios satildeo sempre de caraacuteter booleano

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

29

representando ldquosimrdquo ou ldquonatildeordquo na anaacutelise Os criteacuterios relativos (escalonados) satildeo utilizados

para realccedilar ou diminuir a adequabilidade de uma alternativa especiacutefica para uma atividade

ou objeto definindo um determinado grau de aptidatildeo para a aacuterea considerada Os criteacuterios

escalonados definem regiotildees ou alternativas em termos de uma medida contiacutenua de

adequabilidade variando de 0 ateacute 255 onde zero possui adequabilidade nula e 255 a

adequabilidade maacutexima para o empreendimento analisado Estes criteacuterios satildeo sempre de

caraacuteter fuzzy (EASTMAN 2003 KOHAGURA 2007)

Dentro da anaacutelise fuzzy existem as funccedilotildees de pertinecircncia e podem ser de nove tipos

linear curva Z pi beta triangular trapezoidal gaussiana cautchy e sigmoide sendo a uacuteltima

mais utilizada nesse tipo de estudo por se adaptar melhor aos dados de origem ambiental

Esse tipo de funccedilatildeo sigmoidal pode ser monotocircnica crescente decrescente e simeacutetrica

(KOHAGURA 2007)

No estaacutegio em que eacute realizada a combinaccedilatildeo de dados para geraccedilatildeo da regra de

decisatildeo pode ser utilizada a anaacutelise multicriteacuterio onde diversos fatores com seus

determinados pesos de importacircncia satildeo combinados Saaty (1977 citado por MORETTI et al

2008) propocircs a utilizaccedilatildeo da teacutecnica de Processo Analiacutetico Hieraacuterquico (Analytic Hierarchy

Process ndash AHP) no auxiacutelio da decisatildeo de quais fatores satildeo mais importantes dentro do

determinado empreendimento visto sua relativa simplicidade de aplicaccedilatildeo e entendimento

Considerando que o decisor deveraacute executar a anaacutelise paritaacuteria entre os criteacuterios e entre os

subcriteacuterios a ferramenta utiliza-se da Escala Fundamental de Saaty (1977 citado por

MORETTI et al 2008) apresentando as opccedilotildees para esta comparaccedilatildeo que correlacionam

valores de acordo com o entendimento do operador (MORETTI et al 2008)

METODOLOGIA

Para a realizaccedilatildeo desse trabalho foram utilizados dados digitais vetores de curvas de

niacutevel e redes de drenagem adquiridos do Geobases (2002) mapa geoloacutegico de aacuterea de estudo

que foi digitalizado e modificado da Carta Geoloacutegica Folha Espera Feliz SF24-V-A-IV

(HORN 2007) mapa geoloacutegico regional e mapa de pontos ambos feitos com base nos dados

obtidos durante a etapa de campo

A metodologia adotada neste trabalho inclui a coleta e tratamento dos dados por meio

de aquisiccedilatildeo armazenamento e descriccedilatildeo para posterior anaacutelise em ambiente digital tanto de

arquivos vetoriais quanto matriciais de toda a regiatildeo do estudo (BALDOTTO 2014)

Na etapa inicial do trabalho foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica onde foram

consultadas informaccedilotildees preacute-existentes da aacuterea de estudo principalmente informaccedilotildees

geoloacutegicas e metodologia anaacuteloga a que foi utilizada

Na segunda etapa do trabalho foi realizado o geoprocessamento dos dados a geraccedilatildeo e

padronizaccedilatildeo dos fatores e restriccedilotildees e aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio Sendo esses itens

descritos nos seus respectivos sub-toacutepicos abaixo

ETAPA DE CAMPO

A etapa de campo foi realizada em um total de 11 dias entre os meses de setembro a

novembro de 2014 Essa etapa consistiu no caminhamento pela aacuterea descriccedilatildeo dos diversos

litotipos e tentativa de identificaccedilatildeo do manganecircs fazendo uso da aacutegua oxigenada que reage

na presenccedila de manganecircs gerando na superfiacutecie da rocha um fluido branco espumoso

GEOPROCESSAMENTO

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

30

Nessa etapa foram organizados e confeccionados todos os mapas necessaacuterios para a

realizaccedilatildeo do trabalho em ambiente de SIG O banco de dados inicial foi organizado com o

intuito de possuir o maacuteximo de informaccedilotildees e recursos para facilitar e acelerar os processos de

anaacutelises empregados neste trabalho

O mapa geoloacutegico e o mapa de pontos foram gerados com dados de campo atraveacutes de

anaacutelise de afloramento e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rocha O mapa de modelo digital de

elevaccedilatildeo foi elaborado utilizando as curvas de niacutevel da regiatildeo de estudo

GERACcedilAtildeO DE MAPAS DE RESTRICcedilAtildeO E FATORES

Foram definidas duas restriccedilotildees e trecircs fatores tendo como meta a geraccedilatildeo do mapa de

favorabilidade As restriccedilotildees atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo

responsaacuteveis por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas

sendo consideradas as Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes conforme os artigos 2deg e 3deg da

Resoluccedilatildeo ndeg 303 do CONAMA (2002) e as localidades fora do limite da aacuterea de estudo

Os trecircs fatores escolhidos foram padronizados em uma escala de adequabilidade que

varia de menos apto (0) a mais apto (255) e foi utilizado a teacutecnica de processo analiacutetico

hieraacuterquico (AHP) para a comparaccedilatildeo entre os fatores seguindo uma ordem de prioridade

sendo considerados na ordem de maior para menor importacircncia a litologia a declividade e a

cota

O fator litoloacutegico foi levado em consideraccedilatildeo pois a presenccedila da rocha eacute essencial para

geraccedilatildeo de qualquer depoacutesito mineral e o fator possui a finalidade de identificar as litologias

que apresentam composiccedilatildeo mineraloacutegica mais favoraacutevel para a formaccedilatildeo de depoacutesitos

lateriacuteticos Este fator foi realizado baseando-se no mapa geoloacutegico gerado atraveacutes de anaacutelises

em campo e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rochas Das oito litologias identificadas e descritas em

campo apenas duas foram encontradas associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs que

satildeo o leucognaisse e o biotitito Devido a essa caracteriacutestica essas duas litologias foram

consideradas com maiores graus de importacircncia dentro do fator entretanto como foram

encontrados mais depoacutesitos lateriacuteticos associados ao leucognaisse do que ao biotitito o grau

de importacircncia do leucognaisse foi considerado maior do que o do biotitito As outras

litologias que natildeo apresentaram associaccedilatildeo a depoacutesitos de manganecircs tiveram seu grau de

importacircncia calculado a partir da composiccedilatildeo mineraloacutegica da rocha visto que cada mineral

que compotildee a rocha pode ter ou natildeo na sua estrutura quiacutemica a presenccedila do elemento

manganecircs Na Tabela 1 estatildeo todas as litologias encontradas em campo com seus respectivos

valores de favorabilidade que foram atribuiacutedos seguindo a metodologia descrita acima

Quadro 1 - Normatizaccedilatildeo das classes litoloacutegicas Fonte Autores

Litologia Valor atribuiacutedo

Leucognaisse 255

Biotitito 200

Granada-Biotita Gnaisse 100

Granada-Biotita-Feldspato Protomilonito 100

Granada-Biotita-Piroxecircnio Gnaisse 100

Biotita-Piroxecircnio Granulito 50

Biotita Gnaisse 50

Leucogranito 50

O fator declividade tem como principal finalidade a identificaccedilatildeo de aacutereas planas

Biondi (2003) descreveu que para a geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos seja residual ou

supergecircnico independentemente de qual mineacuterio estaacute sendo estudado necessita-se de um

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

31

terreno com menor declividade para facilitar sua acumulaccedilatildeo Com estas informaccedilotildees o fator

declividade passa a ter um grau alto de importacircncia dentro da anaacutelise multicriteacuterio ficando

abaixo apenas do fator litoloacutegico

A normatizaccedilatildeo do mapa de declividade foi feita utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia

fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente onde as aacutereas planas e com ateacute 10 graus de

inclinaccedilatildeo foram consideradas de maacutexima adequabilidade (255) no momento em que o valor

da inclinaccedilatildeo ultrapassa os 10 graus essa adequabilidade decresce ateacute chegar ao valor miacutenimo

(0) onde a inclinaccedilatildeo eacute de 30ordm e acima deste valor de inclinaccedilatildeo a adequabilidade torna-se

nula Estes valores foram adotados levando-se em consideraccedilatildeo tudo o que foi estudado na

pesquisa bibliograacutefica em trabalhos como o de Biondi (2003) Neto e Costa (2010) e

Leonardi e Ladeira (2012) e observaccedilotildees realizadas em campo

Neto e Costa (2010) realizaram o mapeamento de unidades geomorfoloacutegicas da Bacia

do Rio Cauameacute-RR no qual foi possiacutevel identificar deposiccedilatildeo lateriacutetica onde a declividade

variava de 01 a 3 graus terrenos relativamente planos Esse estudo confirma a preacute-disposiccedilatildeo

da formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas

Leonardi e Ladeira (2012) fizeram uma anaacutelise hipsomeacutetrica da Regiatildeo Nordeste do

Quadrilaacutetero Ferriacutefero-MG associado ao material de origem Nesse estudo foi possiacutevel

evidenciar na base do Complexo Alegria uma superfiacutecie plana que ultrapassou oito

quilocircmetros de extensatildeo com declividade inferior a 5ordm que estaacute associada agrave Crosta Lateriacutetica

de Ferricrete Contiacutenua Sendo estaacute mais uma evidecircncia da preacute-disposiccedilatildeo da formaccedilatildeo de

depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas

O fator cota teve como objetivo a identificaccedilatildeo de aacutereas cujas cotas estatildeo proacuteximas de

mil metros de altitude geralmente topo de morros pois para haver a formaccedilatildeo e

desenvolvimento de depoacutesitos lateriacuteticos eacute necessaacuterio que o ambiente gerador possua alguns

paracircmetros essenciais como alta taxa de pluviosidade atuando na lixiviaccedilatildeo relevo pouco

inclinado para minimizar a accedilatildeo erosiva resultante da alta pluviosidade alta taxa de

percolaccedilatildeo de aacutegua para mobilizar a mateacuteria lixiviada e por fim cotas topograacuteficas elevadas

em relaccedilatildeo ao niacutevel de base regional sendo essencial para promover uma taxa contiacutenua nos

processos citados acima (ALEVA 1994) Devido a esta caracteriacutestica de condicionar uma

taxa contiacutenua nos processos essenciais para geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos o fator cota estaacute

presente na anaacutelise multicriteacuterio deste trabalho possuindo um grau de importacircncia inferior ao

fator litoloacutegico e ao fator declividade poreacutem sendo fundamental para comprovar a eficaacutecia do

estudo

A normatizaccedilatildeo do fator cota foi realizada utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia fuzzy

sigmoidal monotocircnica crescente onde aacutereas inferiores a 600 metros foram consideradas de

adequabilidade miacutenima (0) agrave medida que o valor da cota sobe a adequabilidade cresce ateacute

atingir a cota de 800 metros onde a adequabilidade torna-se maacutexima (255) e com isso todas

cotas acima de 800 metros possui adequabilidade maacutexima Para definiccedilatildeo dos valores

adotados nesse fator levou-se em consideraccedilatildeo as observaccedilotildees realizadas em campo revisatildeo

bibliograacutefica sobre depoacutesitos lateriacuteticos e trabalhos como o de Morais et al (2002) e Oliveira

et al (2009)

Atraveacutes do Processo Analiacutetico Hieraacuterquico foram gerados os pesos onde seus valores

foram atribuiacutedos de acordo com o seu grau de importacircncia utilizando como base a escala

fundamental de Saaty (1977 citado por MORETTI et al 2008) Sendo assim ficou

estabelecido que o fator litoloacutegico eacute moderadamente mais importante que o fator declividade

o fator declividade eacute moderadamente mais importante que o fator cota e o fator litoloacutegico eacute

fortemente mais importante que o fator cota Com os fatores normatizados e os seus

respectivos pesos calculados os mapas foram agrupados utilizando a Combinaccedilatildeo Linerar

Ponderada onde os fatores foram multiplicados pelos seus pesos e em seguida somados para

geraccedilatildeo do mapa de adequabilidade Como no presente trabalho foi utilizada restriccedilatildeo o

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

32

procedimento foi alterado e a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo de fatores

foi multiplicada pela restriccedilatildeo gerando o mapa de adequabilidade final

Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo par-a-par entre fatores Fonte Autores

Fator Litologia Declividade Cota

Litologia 1

Declividade 13 1

Cota 15 13 1

Na Tabela 3 estatildeo os valores correspondentes aos pesos calculados atraveacutes do processo

analiacutetico hieraacuterquico utilizando a matriz de comparaccedilatildeo Os pesos demostram a influecircncia de

cada fator no mapa final de adequabilidade Onde o fator litoloacutegico representou cerca de 64

no valor final da anaacutelise o fator declividade contribuiu com aproximadamente 26 e o fator

cota representou 10 A proporccedilatildeo de consistecircncia eacute um valor que mostra o erro obtido no

caacutelculo da matriz de comparaccedilatildeo e neste caso o erro foi de 003 estando dentro do limite

aceitaacutevel de 01

Quadro 3 - Resultado dos pesos calculados para cada fator Fonte Autores

Fator Peso

Litoloacutegico 064

Declividade 026

Cota 010

Com o mapa final de adequabilidade gerado foi possiacutevel comparar os resultados

obtidos atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio com os dados coletados em campo E assim discutir

sobre a confiabilidade da ferramenta de anaacutelise multicriteacuterio na obtenccedilatildeo de aacutereas com alta

adequabilidade para prospecccedilatildeo de depoacutesitos de manganecircs

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Como resultados foram obtidos os mapas de fatores que indicam como cada fator

influenciou no mapa final e utilizando esses mapas separadamente eacute possiacutevel discutir sobre a

importacircncia de cada fator na anaacutelise Entretanto quando eacute realizada a integraccedilatildeo dos mapas

na anaacutelise multicriteacuterio em um uacutenico mapa torna-se mais faacutecil o julgamento das aacutereas de

acordo com a adequabilidade

A Figura 3 conteacutem os mapas de fatores e restriccedilotildees utilizados nesse trabalho O fator

litoloacutegico apresentou grande favorabilidade na regiatildeo centro norte devido essa aacuterea ser

composta principalmente por rochas do tipo leucognaisse e biotitito que geralmente estatildeo

associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs O restante da aacuterea apresentou favorabilidade

variando de meacutedia agrave baixa devido agrave composiccedilatildeo das rochas e os valores atribuiacutedos a cada

uma delas

O leucognaisse foi considerado de muito alta favorabilidade em relaccedilatildeo agrave formaccedilatildeo de

depoacutesitos lateriacuteticos visto que a maior parte dos depoacutesitos encontrados em campo estatildeo

associados a esse tipo rochoso A litologia biotitito foi classificada com alta favorabilidade agrave

formaccedilatildeo de depoacutesito lateriacutetico uma vez que alguns depoacutesitos lateriacuteticos foram encontrados

associados a esta rocha Os litotipos granada biotita gnaisse granada biotita feldspato

protomilonito e granada biotita piroxecircnio gnaisse foram considerados de meacutedia

favorabilidade pois apesar de natildeo ter sido observado em campo qualquer associaccedilatildeo destes

litotipos com depoacutesitos lateriacuteticos a composiccedilatildeo mineraloacutegica destas rochas podem permitir a

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

33

formaccedilatildeo de algum tipo de depoacutesito de manganecircs lembrando que natildeo eacute apenas a mineralogia

que determina a formaccedilatildeo de depoacutesitos

As rochas biotita piroxecircnio gnaisse biotita gnaisse e Leucogranito foram classificadas

com baixa favorabilidade uma vez que a composiccedilatildeo mineraloacutegica das mesmas dificilmente

permitiraacute a formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs

O fator cota ficou evidenciado uma grande adequabilidade indo desde a parte central

ateacute o topo norte do mapa Da porccedilatildeo central ateacute a base sul do mapa a adequabilidade ficou

bem dividida variando de alta a nula Resultados esses jaacute esperados para esse fator visto que

a regiatildeo de estudo e bastante montanhosa estando sempre bem acima do niacutevel meacutedio do mar

Jaacute porccedilotildees com baixa ou nula adequabilidade estatildeo associadas as aacutereas mais baixas

simplesmente pela geomorfologia ou em alguns casos a canais de drenagem que ao longo do

tempo vatildeo dissecando o relevo e tornando-o mais baixo

O fator declividade como esperado apresentou uma grande quantidade de aacutereas com

alta adequabilidade e boa distribuiccedilatildeo visto que apesar da regiatildeo de estudo estaacute contida em

cotas elevadas o relevo predominante eacute pouco acidentado e os topos de morros satildeo mais

aplainados

A restriccedilatildeo hidrograacutefica estaacute presente neste trabalho com o intuiacutedo de identificar e

restringir todas as regiotildees que fazem parte das Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes em aacutereas

de Mata Ciliar A restriccedilatildeo foi realizada isolando um raio de 50 metros no entorno de

qualquer corpo drsquoaacutegua visto que dentro destas regiotildees eacute proibida a realizaccedilatildeo de estudos

prospectivos (CONAMA 2002)

Figura 3 - Mapas de Fatores e Restriccedilotildees (A) Fator Litoloacutegico (B) Fator Cota (C) Fator

Declividade (D) Restriccedilatildeo Hidrograacutefica Fonte Autores

No mapa final de adequabilidade (Figura 4A) observa-se que a aacuterea mais favoraacutevel

(255) agrave prospecccedilatildeo de manganecircs proposta por este trabalho estaacute localizada na parte superior

do mapa distribuiacuteda de leste a oeste poreacutem eacute possiacutevel encontrar outras regiotildees como na parte

central do mapa e uma pequena porccedilatildeo na regiatildeo sudoeste que embora obtivessem

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

34

adequabilidade um pouco mais baixa (200-160) ainda possuem valores satisfatoacuterios O

restante do mapa apresentou uma adequabilidade variando de meacutedia (130) e baixa (50) A alta

adequabilidade encontrada na parte superior do mapa ocorre devido ao substrato rochoso ser

composta por leucognaisse rocha com maior peso de importacircncia dentro do fator litoloacutegico

que por sua vez eacute o fator de maior influecircncia dentro da anaacutelise e por essa regiatildeo apresentar as

maiores cotas da aacuterea de estudo Algumas regiotildees que possuem alta adequabilidade para os

fatores declividade e cota obtiveram uma adequabilidade variando de meacutedia (130) a baixa

(50) isto porque o fator litoloacutegico que teve o maior peso na anaacutelise alcanccedilou baixa

adequabilidade nessas aacutereas do mapa As porccedilotildees no mapa que apresentaram adequabilidade

nula satildeo aquelas onde as restriccedilotildees foram atuantes neste caso os corpos hiacutedricos

A etapa de campo obteve como produto um mapa de pontos (Figura 4B) onde foram

constatados pontos com a presenccedila de manganecircs pontos de depoacutesitos de manganecircs jaacute

descritos por outras literaturas e pontos que natildeo possuiacuteam a presenccedila do manganecircs Vale

salientar que a descriccedilatildeo de um ponto representa natildeo somente as caracteriacutesticas daquele exato

local mas tambeacutem do seu entorno A geraccedilatildeo deste mapa teve com intuiacutedo facilitar a

amostragem dos pontos que possuem a presenccedila de manganecircs e comparaacute-lo com o mapa de

adequabilidade final

Ao analisar o mapa de adequabilidade eacute possiacutevel perceber que todos os pontos

descritos em campo que possuiacuteam a presenccedila de manganecircs estatildeo associados a uma alta

adequabilidade Eacute importante explicar que ao fazer o caminhamento de campo procurasse

sempre utilizar rotas de mais faacutecil acesso para percorrer a aacuterea como por exemplo as redes de

drenagem No caso deste trabalho essa metodologia de caminhamento acabou acarretando

controveacutersia no momento de anaacutelise do mapa final pois pontos nos quais ficou comprovada a

presenccedila de manganecircs estatildeo situados tanto dentro de porccedilotildees de alta adequabilidade quanto de

adequabilidade nula isto devido aos pontos terem sido coletados proacuteximos agraves drenagens e o

sistema hidrograacutefico da regiatildeo ser considerado uma restriccedilatildeo de acordo com CONAMA

(2002) Essa controveacutersia natildeo diminui a comprovaccedilatildeo da eficaacutecia da ferramenta da anaacutelise

multicriteacuterio visto que os pontos representam uma aacuterea muito maior do que aquele exato

local onde o ponto foi descrito e a malha de restriccedilatildeo hidrograacutefica natildeo nega a presenccedila do

manganecircs apenas restringe a exploraccedilatildeo mineral por se tratar de uma aacuterea de preservaccedilatildeo

permanente

No mapa de adequabilidade foi utilizada uma simbologia com a forma de um ciacuterculo

vazado nos pontos que tiveram a presenccedila de manganecircs comprovada com o intuiacutedo de

representar melhor a aacuterea de influecircncia de cada ponto e tornar mais clara essa possiacutevel

controveacutersia ao se analisar o mapa Os pontos que possuem a presenccedila do manganecircs

identificados na Folha Espera Feliz ndash SF 24-V-A-IV (HORN 2007) foram associados a uma

adequabilidade variando de alta a meacutedia resultados que reforccedilam a eficaacutecia da anaacutelise

multicriteacuterio como uma ferramenta eficaz para prospecccedilatildeo de manganecircs na regiatildeo proposta

No mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel observar que 60 de todos os pontos que

possuem a presenccedila de manganecircs independente se satildeo pontos vistos em campo ou pontos

obtidos por meio de outras literaturas estatildeo localizados em regiotildees de alta adequabilidade

(255 ateacute 200) e os 40 restantes estatildeo localizados em porccedilotildees de meacutedia adequabilidade (130)

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

35

Figura 4 - A) Mapa de adequabilidade final com os pontos de amostragem e drenagens (azul)

com isolamento de 50 metros (branco) delimitando a restriccedilatildeo hidrograacutefica de acordo com

CONAMA (2002) B) Mapa com discriminaccedilatildeo de pontos onde natildeo foi constatada a presenccedila

de manganecircs (pontos pretos) pontos que possuiacuteam manganecircs (pontos vermelhos) e pontos

buscados na literatura que jaacute tinham identificaccedilatildeo de presenccedila de manganecircs (pontos verdes)

Fonte Autores

CONCLUSAtildeO

A utilizaccedilatildeo das teacutecnicas de geoprocessamento se mostrou eficaz para o tipo de estudo

realizado permitindo a integraccedilatildeo de diferentes tipos de dados que influenciam diretamente

na formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos

Analisando o mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel afirmar que o objetivo no qual

seria a avaliaccedilatildeo de aacutereas para a prospecccedilatildeo de manganecircs obteve resultados satisfatoacuterios visto

que na regiatildeo escolhida para o estudo cerca de 30 da aacuterea apresenta alta adequabilidade

(255 ateacute 200) 40 possui meacutedia adequabilidade (aproximadamente 130) e apenas 30 da

aacuterea ficou caracterizada por uma baixa adequabilidade (de 50 ateacute 0)

A anaacutelise multicriteacuterio pode ser considerada uma ferramenta que possui resultados

satisfatoacuterios quando utilizada com criteacuterios embasados aleacutem disso trata-se de uma

metodologia de baixo custo e faacutecil aplicabilidade cujos resultados podem minimizar o custo e

o tempo da fase de prospecccedilatildeo e pesquisa

O mapa de favorabilidade final apesar de ter resultados aceitaacuteveis poderaacute ser refinado

futuramente quando novos dados forem obtidos em campo acrescentando-se novos fatores

como por exemplo anaacutelises geoquiacutemicas e pedologia

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

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CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

38

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Engenharia Civil Universidade Federal de Viccedilosa Viccedilosa

MG

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da

Sauacutede Alegre ES 3 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

39

Capiacutetulo 3

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura

de taludes em atividades de mineraccedilatildeo

Laacutezaro Correcirca Marcellinosup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Julio Almeida Moreira2 Carlos

Henrique Rodrigues de Oliveira3

INTRODUCcedilAtildeO

O planejamento geoteacutecnico na mineraccedilatildeo torna-se um fator de extrema importacircncia

pois as consequecircncias de um mau planejamento podem colocar em risco o empreendimento

mineiro Uma vez que se impotildee a exploraccedilatildeo do bem mineral em diferentes frentes de avanccedilo

tem-se notado um avanccedilo dos limites da cava cada vez mais extremos portanto criam-se

problemas geoteacutecnicos cada vez mais complexos

Com isso os desafios ao longo dos anos satildeo maiores pois aleacutem de se observar uma

tendecircncia no aprofundamento das cavas exige-se a adoccedilatildeo de meacutetodos geoteacutecnicos e

tecnoloacutegicos que possibilitem de forma segura e econocircmica a lavra da substacircncia de

interesse (REIS 2011)

Existem tambeacutem vaacuterios fatores que contribuem para a instabilidade de taludes uma

vez que iniciada a lavra os taludes possuem um caraacuteter temporaacuterio por isso adota-se fatores

de seguranccedila menores quando comparados a obras civis Apresentam tambeacutem instabilidade

derivada das vibraccedilotildees nos maciccedilos relacionadas as detonaccedilotildees e ao constante traacutefego de

veiacuteculos pesados sobre as bancadas por isso torna-se mais difiacutecil a previsatildeo desses eventos de

ruptura (PARDO 2009)

A deflagraccedilatildeo de um rompimento de talude pode estar condicionada a esses fatores

fiacutesicos predisponentes supracitados onde o grande desafio da comunidade cientiacutefica estaacute

relacionado a prever quantificar qualificar e temporizar o momento de ruptura do talude A

necessidade de melhorias no planejamento geoteacutecnico aliados a teacutecnicas geomorfoloacutegicas

hidroloacutegicas geoambientais e geoloacutegicas dentro da mineraccedilatildeo eacute um fator importante na

mitigaccedilatildeo de possiacuteveis desastres contra a vida ao meio ambiente perda de material e

prejuiacutezos econocircmicos incalculaacuteveis ao empreendimento aleacutem da necessidade de atender a

legislaccedilatildeo vigente que conteacutem diversas exigecircncias

Assim do ponto de vista geoteacutecnico a estabilidade de taludes associado ao sistema de

informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) constitui ferramenta essencial na definiccedilatildeo da geometria da

cava aleacutem de mitigar os riscos supracitados durante a atividade de lavra (GOMES et al

2005) Logo o presente trabalho possui como objetivo o desenvolvimento de mapa litoloacutegico

e de lineamentos utilizando loacutegica fuzzy para utilizaccedilatildeo na anaacutelise de susceptibilidade de

talude em uma atividade de mineraccedilatildeo de ferro no Quadrilaacutetero Ferriacutefero (QF)

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

A aacuterea de estudo insere-se na regiatildeo do QF o qual eacute uma Proviacutencia Mineral que

possui este nome em funccedilatildeo do arranjo geomeacutetrico de sua morfoestrutura que se assemelha a

um quadrado Localiza-se na porccedilatildeo centro-sudeste do Estado de Minas Gerais e perfaz uma

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

40

aacuterea de aproximadamente 7000 Kmsup2 abrangendo os municiacutepios de Sabaraacute Santa Baacuterbara

Mariana Congonhas Ouro Preto Joatildeo Monlevade Rio Piracicaba Itauacutena e Itabira entre

outros 21 municiacutepios (Figura 1)

As principais vias de acesso agraves cidades satildeo pelas rodovias federais BR-262 e BR-361

e rodovias estaduais MG-129 MG-030 MG-040 entre outras Outra forma de acesso ao QF

se daacute pela Estrada de Ferro Vitoacuteria Minas (EFVM) onde quase toda produccedilatildeo das minas de

mineacuterio de ferro eacute escoada ateacute o Porto de Tubaratildeo em Vitoacuteria (ES)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo das principais minas da VALE SA no QF Fonte Modificado de

Costa (2008)

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL

Segundo Caputo (1983) talude compreende quaisquer superfiacutecies inclinadas que

limitam um maciccedilo de terra de rocha ou ambos Podem ser naturais casos das encostas ou

artificiais como os taludes de cortes e aterros Satildeo limitados na parte superior por uma Crista

ou Topo e na parte inferior por um ldquoPeacuterdquo como mostrado na Figura 2

Figura 2 - Elementos geomeacutetricos que compotildee um talude e satildeo utilizados para o

dimensionamento do mesmo Fonte Dyminski (2007)

Contudo considerando a estabilidade de taludes em atividade de mineraccedilatildeo os

elementos geomeacutetricos de um talude tornam-se um pouco mais complexos pois a cava final

de mina dependeraacute da conformaccedilatildeo dos taludes das rampas de acesso ao mineacuterio dos acircngulos

entre as vaacuterias bancadas existentes e da altura dos taludes Para uma cava ser operacionalizada

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41

e garantir a seguranccedila geoteacutecnica da mina deve conter necessariamente os seguintes

elementos geomeacutetrico (Figura 3)

Figura 3 - Elementos geomeacutetricos para o dimensionamento dos taludes de uma cava Fonte

Relatoacuterio Interno da Empresa (2013)

MEacuteTODOS DE ANAacuteLISE DE ESTABILIDADE DE TALUDES

A anaacutelise de estabilidade de taludes nos permite verificar a possibilidade de

escorregamento de taludes analisando-se as influecircncias relativas aos paracircmetros como

exemplo paracircmetros de resistecircncia litologia dentre outros que visam obter um estudo para

um melhor entendimento dos mecanismos de ruptura citados anteriormente As teacutecnicas de

anaacutelise de estabilidade podem ser divididas em grandes grupos que satildeo as anaacutelises

probabiliacutesticas anaacutelises determiniacutesticas e anaacutelises heuriacutesticas Sendo que a anaacutelise

probabiliacutestica requer conhecimento das distribuiccedilotildees de probabilidade ou das funccedilotildees de

densidade das variaacuteveis aleatoacuterias do problema ou seja a definiccedilatildeo da probabilidade de

ruptura ver Figura 4 (DYMINSKI 2007)

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

42

Figura 4 - Representaccedilatildeo probabiliacutestica das tensotildees atuantes e resistentes Fonte Dyminski

(2007)

A anaacutelise probabiliacutestica distingue-se da determiniacutestica por considerar a variabilidade

dos paracircmetros de caacutelculo particularmente a dispersatildeo natural para isto tem que ser

conhecida uma distribuiccedilatildeo de valores para cada paracircmetro (variaacuteveis aleatoacuterias) obtendo ou

assumindo uma distribuiccedilatildeo de probabilidade para o fator de seguranccedila As anaacutelises

probabiliacutesticas satildeo essenciais para a confecccedilatildeo de Mapas de Potencial de Ruptura Mapas de

Risco de Ruptura Mapas de Ocupaccedilatildeo de solos dentre outros (MONTOYA 2013)

As anaacutelises determiniacutesticas por sua vez buscam a quantificaccedilatildeo da estabilidade por

meio de fator numeacuterico que nos permitiraacute avaliar a respectiva seguranccedila se eacute ou natildeo estaacutevel

Sendo assim as anaacutelises determiniacutesticas satildeo baseadas em modelos fiacutesicos e buscam calcular

um fator ou coeficiente de seguranccedila (FS) As anaacutelises determiniacutesticas possuem diversos

meacutetodos sendo eles os de anaacutelise limite anaacutelise de tensatildeodeformaccedilatildeo e anaacutelise de

equiliacutebrio limite (MESQUITA 2013)

O meacutetodo de equiliacutebrio limite eacute tradicionalmente o mais utilizado para a determinaccedilatildeo

do FS pois estuda o equiliacutebrio de uma massa potencialmente instaacutevel Entende-se entatildeo que

estes meacutetodos se resumem a uma comparaccedilatildeo entre forccedilas que tendem a provocar movimento

ao longo de uma superfiacutecie de ruptura e forccedilas que contrariamente se opotildeem a este

movimento

ANAacuteLISES DE RISCO

Com objetivo de normatizar a terminologia aplicada aos estudos de aacutereas geoloacutegicas e

geoteacutecnicas Varnes (1984) propocircs uma definiccedilatildeo formal para diferentes sentidos de riscos

como risco especiacutefico hazard e vulnerabilidade

No Brasil os pioneiros a propor uma normatizaccedilatildeo foram Augusto Filho et al (1990)

que debateram tanto no acircmbito nacional quanto internacional termos conceitos e

nomenclatura associados ao termo Risco Atualmente os conceitos mais usuais satildeo aqueles

recomendados pelas associaccedilotildees das categorias como Australian Geomechanics Society

(AGS) International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (ISSMGE)

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International Society for Rock Mechanics (ISRM) Associaccedilatildeo Brasileira de Geologia de

Engenharia e Ambiental (ABGE) e da ISO 31000 (CORTELETTI 2014)

Ainda assim existe pouca unicidade acerca do tratamento dos conceitos e problemas

sobre a avaliaccedilatildeo de risco muitas vezes enfrentando barreiras quanto agrave avaliaccedilatildeo de

incertezas em Geotecnia e avaliaccedilatildeo de risco

GEOPROCESSAMENTO

Teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais que leva em consideraccedilatildeo o processamento

de dados geograacuteficos satildeo conhecidas como geoprocessamento Segundo algumas definiccedilotildees

adotadas por Menezes (2012) as ferramentas computacionais utilizadas em geoprocessamento

permitem realizar anaacutelises complexas atraveacutes de Sistemas de informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG)

SIG por sua vez satildeo sistemas de informaccedilotildees construiacutedos especialmente para armazenar

analisar e manipular dados geograacuteficos

Os SIG tecircm se tornado cada vez mais usuais pois as teacutecnicas computacionais se

tornam cada vez mais complexas e com melhor desempenho possibilitando entatildeo confrontar

dados distintos para produzir o resultado desejado com mais facilidade Confrontar mapas

com diferentes informaccedilotildees permitindo gerar um novo mapa eacute uma ferramenta de grande

eficiecircncia pois o mesmo auxilia no planejamento nas tomadas de decisotildees e reduz a

ambiguidade de interpretaccedilotildees (MENEZES 2012)

Visando desenvolver um trabalho englobando teacutecnicas de geoprocessamentos junccedilatildeo

de mapas e teacutecnicas estatiacutesticas utilizou-se os SIG para aplicar teacutecnicas de anaacutelise

multicriteacuterio e loacutegica fuzzy

CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL

A aacuterea de estudo se insere em uma regiatildeo localizada a leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero

(QF) fazendo parte da Sinclinal de Alegria e situada regionalmente na porccedilatildeo sul do Craacuteton

Satildeo Francisco nas proximidades de Mariana e Ouro Preto (REIS et al 2000 ROESER e

ROESER 2010)

CONTEXTO GEOTECTOcircNICO

A parte leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero eacute constituiacuteda por rochas da regiatildeo cratocircnica

retrabalhadas tectonicamente durante o Evento Brasiliano (06-05 Ga) que resultou na

formaccedilatildeo da Faixa Araccediluaiacute e das demais faixas orogecircnicas que delimitam a borda deste

Cratoacuten (Figura 2) contendo resquiacutecios da orogenia Transamazocircnica (UHLEIN et al 1998)

ESTRATIGRAFIA DO QUADRILAacuteTERO FERRIacuteFERO

Alkmim e Marshak (1998) e Alkmim e Noce (2006) subdividiram o Quadrilaacutetero

Ferriacutefero segundo a coluna estratigraacutefica mostrada na Figura 5 Sendo este constituiacutedo por

quatro unidades litoestratigraacuteficas principais sendo elas O Embasamento Cristalino o

Supergrupo Rio das Velhas de idade arqueana o Supergrupo Minas e o Grupo Itacolomi de

idade paleo-proterozoacuteica

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

44

Figura 5 - Coluna estratigraacutefica da regiatildeo do Quadrilaacutetero Ferriacutefero Fonte Modificada de

Alkmim e Marshak (1998)

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METODOLOGIA

MATERIAIS

Foram utilizados os seguintes materiais

bull Software ArcGis 101 para confecccedilatildeo do mapa litoloacutegico

bull Relevo Sombreado para fotointerpretaccedilatildeo dos lineamentos

bull Software Idrisi Selva 170 para aplicaccedilatildeo da loacutegica fuzzy do mapa de lineamentos

bull Relatoacuterio interno disponibilizado pela empresa

MEacuteTODOS

De iniacutecio realizou-se um levantamento bibliograacutefico com aquisiccedilatildeo de informaccedilotildees

paracircmetros e mapas fornecidos pela literatura disponiacutevel e empresas privadas seguido da

confecccedilatildeo dos mapas

A pesquisa bibliograacutefica sobre o tema de estudo se deu por meio de consulta em livros

artigos e documentos fornecidos por empresas e levantamento de base de dados cartograacuteficos

disponiacuteveis na internet Tambeacutem foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica a respeito da

geologia local e regional da aacuterea tendo como base os artigos de Alkmim e Marshak (1998)

Essa fase tambeacutem se fez importante para o levantamento de informaccedilotildees conceituais

onde embasaram a definiccedilatildeo dos pesos para cada classe dos mapas gerados de acordo com a

literaturaObteve-se entatildeo informaccedilotildees estruturais e geoloacutegicas da regiatildeo do QF em minas

privadas de mineacuterio de ferro

Os trabalhos de Gomes (2009) Corteletti (2014) e Alves (2014) aplicam metodologias

semelhantes para a determinaccedilatildeo e anaacutelise de suscetibilidade vulnerabilidade de risco a

movimentos de massa para ferrovias e Montoya (2013) aplica uma metodologia semelhante

para rodovias Dos trabalhos destes autores pode-se tirar contribuiccedilatildeo na definiccedilatildeo de quais

mapas seriam gerados

Assim a partir dos paracircmetros e dados levantados geraram-se o mapa litoloacutegico e de

lineamentos e definiram-se pesos para sua utilizaccedilatildeo na anaacutelise de estabilidade de taludes em

aacuterea de mineraccedilatildeo

Mapa Litoloacutegico

O mapa litoloacutegico proposto teve como base o de Menezes (2012) e relatoacuterios teacutecnicos

A divisatildeo da litologia corresponde ao tipo de rocha que compotildee o maciccedilo rochoso Esta

classificaccedilatildeo foi feita a partir de paracircmetros como a composiccedilatildeo mineraloacutegica origem e

estrutura da rocha

Contudo nem sempre a classificaccedilatildeo litoloacutegica consegue mostrar a variedade que uma

rocha apresenta em mesmo local Portanto torna-se necessaacuterio a definiccedilatildeo da rocha de acordo

com caracteriacutesticas peculiares seja estrutura composiccedilatildeo mineraloacutegica ou fatores de coesatildeo

No Mapa Litoloacutegico foram definidas oito litologias Rochas Intrusivas (IN) Itabirito

Compacto (IC) Itabirito Friaacutevel (IF) Itabirito Manganesiacutefero (IM) Hematita Compacta (HE)

Filito (FL) Quartizito (QT) e Xisto (XI)

Os pesos atribuiacutedos atraveacutes da reclassificaccedilatildeo foram definidos de acordo com o tipo de

litologia e suas caracteriacutesticas ou seja rochas mais intemperizadas e que apresentam um

menor coeficiente de resistecircncia tiveram valores maiores Foi levado em consideraccedilatildeo ainda o

grau de coesatildeo e competecircncia da rocha Para a atribuiccedilatildeo dos pesos litoloacutegicos levou-se em

consideraccedilatildeo o conhecimento do autor aleacutem das caracteriacutesticas citadas anteriormente

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

46

Rochas como as Intrusivas (IN) Filito (FL) Xisto (XI) e Itabiro Friaacutevel (IF)

apresentam uma condiccedilatildeo mais propensa a baixa resistecircncia devido ao intemperismo do que

as rochas que possuem um melhor grau de coesatildeo (Tabela 1)

Tabela 1 - Valores atribuiacutedos para cada classe litoloacutegica Fonte Autores

Classes Litoloacutegicas Valor atribuiacutedo

Quartizito (QT) 20

Hematita Compacta (HE) 50

Itabirito Compacto (IC) 80

Itabirito Manganesiacutefero

(IM)

110

Itabirito Friaacutevel (IF) 140

Filito (FL) 170

Xisto (XI) 200

Intrusiva (IN) 255

Mapa de Lineamentos

A geraccedilatildeo do mapa de lineamentos consistiu na fotointerpretaccedilatildeo de padrotildees de

lineamentos presentes no entorno e dentro da aacuterea de estudo Esses padrotildees foram

interpretados em uma imagem de relevo sombreado gerado pelo Modelo Digital de Terreno

(MDT) Apoacutes essa fotointerpretaccedilatildeo pode-se gerar o mapa de lineamentos no formato

vetorial Sendo este mapa posteriormente utilizado para gerar o mapa fuzzy de lineamentos

O mapa de lineamentos foi gerado a partir da aplicaccedilatildeo da funccedilatildeo fuzzy sigmoidal

decrescente do software Idrisi pois estaacute funccedilatildeo eacute a mais utilizada em anaacutelises geoambientais

com pontos de controle em 20 e 100 o que indica que valores ateacute 20 metros de distacircncia dos

lineamentos tecircm adequabilidade maacutexima e agrave partir de 20 metros decaem sigmoidalmente ateacute

100 metros onde a adequabilidade eacute miacutenima

Segundo alguns de estudos feitos por Huallanca (2004) e Hoek e Bray (1981)

dependendo da densidade de lineamentos ou da distacircncia que apresentam entre si e do

comportamento dos mesmos esses padrotildees comportam-se como zonas de fraqueza presentes

no maciccedilo podendo influenciar na resistecircncia do mesmo Saacute (2010) realizou um estudo

semelhante em uma cava de mineraccedilatildeo de ferro e observou que ocorrem rupturas em grande

escala em regiotildees que apresentam alta densidade de padrotildees de lineamentos

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Os resultados obtidos ou seja o mapa litoloacutegico e de lineamentos seratildeo expostos de

forma separada de acordo com suas discussotildees

MAPA LITOLOacuteGICO

O mapa litoloacutegico apresentou oito classes (Figura 6) Este mapa foi confeccionado e

considerado para a anaacutelise da estabilidade de taludes pelo fato das litologias apresentarem

uma reologia muito complexa em se tratando de um ambiente de mineraccedilatildeo

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Figura 6 - Mapa litoloacutegico mostrando sua variedade de tipologia Fonte Autores

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

48

A litologia dentro de atividades de mineraccedilatildeo eacute um dos fatores mais afetados em se

tratando de aspectos geoteacutecnicos pois nesses locais apresentam-se uma grande mobilizaccedilatildeo

de massa rochosa ou solo para extraccedilatildeo do bem mineral causando certo grau de alteraccedilatildeo

devido a desconfinamento ou meteorizaratildeo do estado natural da rocha

Os pesos atribuiacutedos a cada classe litoloacutegica foram embasados em consultas a

bibliografias e analisando os paracircmetros de resistecircncia e caracterizaccedilatildeo Costa (2009)

caracterizou algumas litologias do QF de acordo com ensaios laboratoriais de compressatildeo

uniaxial utilizando esses dados pode-se relacionar que valores atribuiacutedos a cada classe

litoloacutegica variam de acordo com sua capacidade de compressatildeo feita nos ensaios

Com isso atribuiu-se agrave classe quartizito a menor adequabilidade pois essa rocha

apresenta uma maior competecircncia sendo que rochas que conteacutem grande quantidade de

quartzo satildeo dificilmente intemperizaacuteveis O contraacuterio foi considerado com as intrusivas que

receberam a maior valoraccedilatildeo pois se trata de uma rocha muito mais facilmente

intemperizada o que diminui o grau de coesatildeo diminuindo as forccedilas de resistecircncia Para as

rochas com resistecircncia intermediaacuteria levou-se em consideraccedilatildeo os paracircmetros geoteacutecnicos e as

caracteriacutesticas estruturais e anisotropias e conhecimento proacuteprio

MAPA FUZZY DE LINEAMENTOS

Para confecccedilatildeo do mapafuzzy de lineamentos (Figura 7) foi aplicada a funccedilatildeo fuzzy

sigmoidal decrescente sobre os lineamentos Este mapa apresentou uma zona de

suscetibilidade alta (255) nas regiotildees proacuteximas aos lineamentos e uma zona de baixa ou nula

suscetibilidade (0) em zonas mais distantes aos lineamentos

As regiotildees que apresentam alta adequabilidade satildeo zonas com distacircncia muito

proacuteximas dos lineamentos logo essas zonas apresentam uma forte influecircncia dos mesmos As

zonas em coloraccedilatildeo amarela que apresentam uma baixa adequabilidade satildeo regiotildees que se

situam mais distantes dos lineamentos apresentando assim uma baixa influecircncia dos

lineamentos nessas regiotildees

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Figura 7 - Mapa fuzzy de lineamentos mostrando as aacutereas onde apresentam baixa ou alta adequabilidade Fonte Autores

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

50

CONCLUSAtildeO

De acordo com o objetivo do trabalho a metodologia foi eficaz pois os mapas gerados

satildeo subsiacutedios eficazes para a anaacutelise da ruptura de taludes soacute podendo ser desenvolvidos

devido agrave teacutecnica de geoprocessamento aplicada Com o ressalve de que no uso de dados

lineamentos eles natildeo podem natildeo ter as dimensotildees precisas pois tanto podem se apresentar

em superfiacutecie quanto em profundidade alterando o maciccedilo

Sugere-se ainda o uso de outros mapas para tornar a anaacutelise mais completa como por

exemplo mapas da profundidade do niacutevel drsquoaacutegua e declividade

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da VALEDIFL Borda oeste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero - MG Dissertaccedilatildeo de Mestrado

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51

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MENEZES P I Estudo de Estabilidade de Taludes da mina a ceacuteu aberto Satildeo Luiacutes em

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sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Geologia Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha

e Mucuri Diamantina MG

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 3 Departamento de Engenharia de Minas Instituto Federal do Espiacuterito Santo Cachoeiro de

Itapemirim ES 4 Escola de Arquitetura Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG 5 Departamento de Geologia Universidade Federal de Ouro Preto Ouro Preto MG

53

Capiacutetulo 4

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES

utilizando teacutecnicas de geoprocessamento

Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitassup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Allison Augusto

Gonccedilalves de Freitas1 Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas3 Rayane Monteiro

Ferreira4 Edgar Batista de Medeiros Juacutenior5

INTRODUCcedilAtildeO

Redes de transporte rodoviaacuterio tornaram-se a essecircncia da infraestrutura em todos os

paiacuteses As estradas satildeo importantes como a estrutura fiacutesica da sociedade e como a base para o

desenvolvimento social e econocircmico (EFFATI et al 2012)

No Brasil o principal meio de transporte urbano e de boa distribuiccedilatildeo eacute o sistema de

transporte rodoviaacuterio Neste contexto vias rurais e urbanas satildeo notaacuteveis para tornar o traacutefego

de pessoas e a distribuiccedilatildeo de produtos sendo incontestaacutevel a importacircncia de um sistema de

transporte seguro capaz de atender a demanda (SILVA et al 2006) Juntamente com um

intenso crescimento nas cidades de porte meacutedio na deacutecada de 60 ocorreu um periacuteodo de

grandes investimentos em infraestrutura rodoviaacuteria no paiacutes Jaacute nos anos 70 o Ministeacuterio de

Transportes por meio do Plano de Desenvolvimento Nacional estimulou uma expansatildeo das

rodovias no Brasil Com estes investimentos muitos municiacutepios proacuteximos e ao longo dos

eixos rodoviaacuterios sentiram-se atraiacutedos e motivados agraves atividades e investimentos que

favorecessem o comeacutercio de produtos e serviccedilos Assim as cidades de pequeno e meacutedio

porte demostraram um crescimento linear ao longo das rodovias natildeo apresentando

planejamento no uso do solo e na sua ocupaccedilatildeo (FREIRE 2003)

Com o tempo o aumento do transporte nestas rodovias trouxe implicaccedilotildees positivas e

negativas para as cidades (CORREcircA PINTO 2012) Alguns desses problemas como a

ocorrecircncia de congestionamentos e acidentes (EFFATI et al 2012) No sentido de diminuir

esses problemas existem metodologias que auxiliam no estudo de viabilidade sendo uma

delas a aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio que foi utilizada neste trabalho

Deste modo este trabalho teve por objetivo geral fazer um estudo de realocaccedilatildeo da

BR-101 na aacuterea urbana do municiacutepio de Iconha-ES utilizando anaacutelise multicriteacuterio De

forma mais especiacutefica

bull Analisar quais criteacuterios (fatores e restriccedilotildees) interferem na locaccedilatildeo da rodovia

bull Determinar as restriccedilotildees que interferem na escolha da aacuterea

bull Determinar os fatores que interferem na escolha da aacuterea

bull Determinar as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy que melhor se adequam aos diferentes fatores

usados

bull Ponderar os fatores

bull Gerar a anaacutelise multicriteacuterio para estudo de aptidatildeo de aacutereas para realocaccedilatildeo da BR-101

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

54

bull Achar uma aacuterea com maior adequabilidade agrave realocaccedilatildeo da rodovia

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

Iconha localiza-se ao sul do Espiacuterito Santo (Figura 1) entre as coordenadas

N=7695610m E=300822m N=7702818m E=318390m na zona 24 sul Limitando-se ao

norte com Anchieta ao sul com Rio Novo do Sul a leste com Piuacutema e a oeste com Alfredo

Chaves Segundo IBGE (2014) o municiacutepio possui aacuterea territorial de 203528 kmsup2 O acesso

para a cidade de Iconha a partir de Vitoacuteria pode ser realizado pela BR-101 ateacute o municiacutepio

de Iconha sendo um trajeto de aproximadamente 97 Km

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

CONTORNOS VIAacuteRIOS

Em um contexto geral as ruas que satildeo estradas dentro das cidades marcavam os

caminhos de acesso onde se estabeleciam as relaccedilotildees com os territoacuterios circundantes na

configuraccedilatildeo original das cidades marcando os eixos da futura expansatildeo (VALLEJO 1995)

Anteriormente a intensificaccedilatildeo do uso de automoacuteveis as estradas (intermunicipais estaduais e

federais) passavam dentro das cidades e os fluxos de transporte tinham com elas uma relaccedilatildeo

intensa de contato cultural e intercacircmbio comercial aumentando o desenvolvimento local

(AUGEacute 1994) A malha rodoviaacuteria brasileira se deslocou criando corredores estrateacutegicos de

transportes trazendo consigo um crescimento socioeconocircmico e modificando as aacutereas e

cidades por onde passou (FREIRE 2003)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo do municiacutepio de Iconha em relaccedilatildeo ao Estado do Espiacuterito Santo O

quadrado em verde mostra a aacuterea de estudo Fonte Modificado de Wikipeacutedia (2006)

Devido ao crescimento maciccedilo do fluxo de veiacuteculos nas cidades novas medidas foram

tomadas dentre elas a construccedilatildeo de rodovias de contorno ou aneacuteis viaacuterios atualmente

usados como a soluccedilatildeo mais viaacutevel para resolver o problema das travessias urbanas (SILVA

JUacuteNIOR e FERREIRA 2008)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

55

O surgimento destes contornos daacute-se com a necessidade de melhorar a fluidez dos

deslocamentos devido ao elevado grau de saturaccedilatildeo das vias nas aacutereas mais centrais

(CORREcircA PINTO 2012) O fluxo de passagem tende a ser redirecionado para fora das aacutereas

urbanas por meio de laccedilos de contorno ou aneacuteis viaacuterios (SANTOS 2006)

De acordo com Silva Juacutenior e Ferreira (2008) a construccedilatildeo de contornos viaacuterios pode

atrair a ocupaccedilatildeo urbana do mesmo modo que o traccedilado original o que poderia levar a

ineficiecircncia deste novo contorno viaacuterio O natildeo planejamento desta ocupaccedilatildeo pode vir com

uma nova segregaccedilatildeo urbana que terminaraacute por inviabilizar o segmento da rodovia O

tamanho destes impactos eacute dependente de vaacuterios fatos dentre os quais a estruturaccedilatildeo do

tecido urbano (malha viaacuteria e uso do solo) e seu grau de inter-relacionamento com a rodovia

(CORREcircA PINTO 2012)

Existem diversas teacutecnicas para estudo de locaccedilatildeo de contorno viaacuterio entre elas

podemos citar a avaliaccedilatildeo geomorfoloacutegica estrutural e pedoloacutegica seja com ou sem a

aplicaccedilatildeo de Sistema de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) O SIG eacuteutilizado principalmente pela

Engenharia de Transporte nos estudos de alternativas de traccedilados de contornos viaacuterios pode

considerar diversas categorias na anaacutelise (sociais econocircmicas ambientais geoteacutecnicas) com

pesos diferentes (SILVA 2004)

Em seu trabalho Silva et al (2006) utilizaram o apoio agrave decisatildeo atraveacutes de SIG e

apresentaram alternativas de projeto para o anel viaacuterio da cidade de Viccedilosa-MG com

utilizando agrave loacutegica fuzzy e a anaacutelise multicriteacuterio para o levantamento e anaacutelise de

condicionadores consideradas de acordo com os dados disponiacuteveis em mapas de altitude

hidrografia declividade sistema de transportes classe de solo e principalmente o uso e

cobertura do solo e selecionaram alternativas de contornos que fazem uso das rodovias

existentes como uma opccedilatildeo para diminuir os custos e os impactos ambientais

Correcirca Pinto (2012) tratou sobre os desdobramentos na forma urbana de pequenas

cidades causados por novos contornos viaacuterios tendo como estudo de caso as cidades de Satildeo

Francisco de Assis e Santiago (RS) A metodologia aplicada foi baseada nas medidas de

diferenciaccedilatildeo espacial atraveacutes das quais foi possiacutevel visualizar o dinamismo do traccedilado de

uma cidade e as possiacuteveis alteraccedilotildees de sua forma Como resultado identificou e avaliou

algumas consequecircncias que as implantaccedilotildees de contornos viaacuterios causam nas formas urbanas

das pequenas cidades

SILVA (2012) aplicou a metodologia de anaacutelise espacial por avaliaccedilatildeo multicriteacuterio

para otimizar o processo de planejamento da ocupaccedilatildeo territorial e da mobilidade urbana no

municiacutepio de Viccedilosa - MG e aacuterea de influecircncia Como metodologia utilizou recursos

disponiacuteveis em SIG com avaliaccedilatildeo multicriteacuterio sobre bases cartograacuteficas digitais Como

resultado elaborou mapas temaacuteticos que representam as propostas para a mobilidade urbana e

para a ocupaccedilatildeo territorial da aacuterea de estudo conforme as abrangecircncias consideradas

FOTOINTERPRETACcedilAtildeO

De acordo com Soares e Fiori (1978) a interpretaccedilatildeo visual eacute o estudo da imagem

fotograacutefica visando agrave descoberta e a avaliaccedilatildeo por meacutetodos indutivos dedutivos e

comparativos do significado funccedilatildeo e relaccedilatildeo dos objetos correspondentes agraves imagens ou

seja eacute a teacutecnica de examinar as imagens dos objetos na imagem e deduzir sua significaccedilatildeo

Ribeiro et al (2008) entendem que a fotointerpretaccedilatildeo baseia-se no processo de

anaacutelise de imagens por meio da detecccedilatildeo identificaccedilatildeo e classificaccedilatildeo dos objetos de

interesse contidos nelas Ao analisar imagens eacute importante a observaccedilatildeo de entes e feiccedilotildees

insinuadas atraveacutes de caracteriacutesticas das imagens como cor tonalidade textura tamanho

forma padratildeo sombras altura localizaccedilatildeo dos alvos e aspectos associados

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

56

Santos (1988) aplicou o levantamento das tipologias vegetais pela teacutecnica de anaacutelise

visual e atraveacutes desta mapeou quatro tipologias distintas e concluiu que o produto e

metodologia usados nesta pesquisa satildeo plenamente viaacuteveis para levantamentos das tipologias

florestais nativas da Amazocircnia

Mercante et al (2005) realizaram um mapeamento de uso do solo usando como base

para a interpretaccedilatildeo visual o conhecimento preacutevio da aacuterea de estudo adquiridos apoacutes o

reconhecimento de campo observando as principais classes de coberturas de solo na aacuterea O

resultado desta anaacutelise visual constituiu um importante subsiacutedio para a decisatildeo sobre a melhor

alternativa da via de gasoduto permitindo uma escolha mais racional e menos subjetiva

Moreira et al (2008) fotointerpretaram as imagens de sateacutelite (LANDSAT 7 ETM+)

pela sua variaccedilatildeo textural devido ao registro dos alvos terem diferentes comportamentos

espectrais e diferentes arranjos espaciais e explicaram a compartimentaccedilatildeo e a relaccedilatildeo de

equivalecircncia entre zonas que constituem texturas semelhantes

Desta forma entende-se que a interpretaccedilatildeo visual pode ter seu uso em estudos de

localizaccedilatildeo de estradas exploraccedilatildeo mineral diferentes traccedilados propostos agricultura

planejamento urbano e dentre outros mapas temaacuteticos (NADALIN 2010)

SISTEMAS DE INFORMACcedilAtildeO GEOGRAacuteFICA (SIG)

A aplicaccedilatildeo de Sistemas de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) em problemas de tomada de

decisatildeo eacute uma ferramenta poderosa e eficiente nas diversas aacutereas do conhecimento pois

possibilita que o processo seja realizado de maneira mais fundamentada Dessa forma o

agente de decisatildeo tem agrave sua disposiccedilatildeo dados e informaccedilotildees mais acessiacuteveis mais facilmente

combinados e modificados aleacutem de utilizar argumentos mais claros para a decisatildeo (SILVA

1999) Segundo Star e Estes (1991) o uso do SIG para a estruturaccedilatildeo e organizaccedilatildeo de

variaacuteveis com a intenccedilatildeo de obter alternativas para a seleccedilatildeo de locais com adequabilidades

para determinado estudo tem sido amplamente utilizado O seu uso pode ser explicado por ser

uma ferramenta que trata grandes quantidades de dados armazenados em banco de dados

contendo informaccedilotildees representativas do mundo real atraveacutes de coordenadas geograacuteficas

possibilitando realizar anaacutelises espaciais

ANAacuteLISE DE MULTICRITEacuteRIO

De acordo com Moura (2007) a anaacutelise de multicriteacuterio pode ser entendida como um

procedimento metodoloacutegico que faz o cruzamento de variaacuteveis nas anaacutelises espaciais esta

anaacutelise tambeacutem eacute conhecida como Anaacutelise Hieraacuterquica de Pesos ou Aacutervore de Decisotildees Esta

anaacutelise se destina a desenvolver estudos caracterizadores da realidade vigente e preditivos de

situaccedilotildees que estatildeo por vir alcanccedilando o objetivo da anaacutelise espacial Francisco et al (2007)

considera que a anaacutelise multicriteacuterio eacute um meacutetodo de anaacutelise de alternativas para a resoluccedilatildeo

de problemaacuteticas que utilizam diversos criteacuterios relacionados ao objeto de estudo sendo

assim possiacutevel identificar alternativas prioritaacuterias para o objeto considerado

Os meacutetodos de anaacutelises multicriteacuterio vecircm sendo utilizados para a soluccedilatildeo de

problemas nas tomadas de decisatildeo nas mais diversas aacutereas do conhecimento entre elas

alternativas de poliacuteticas social (VILAS BOAS 2006) como indicador de condiccedilotildees de vida

(SILVA e JANNUZZI 2009) no planejamento e gestatildeo ambiental (FRANCO et al 2013)

no uso de terras (PORATH 2014) e anaacutelise de sensibilidade ambiental (RIBEIRO 2011) com

o intuito de esclarecer ao decisor possibilidades nas escolhas Apoiam o procedimento

decisoacuterio com base nos dados existentes agregando valores dos agentes na busca de uma

melhor soluccedilatildeo (CAMPOS 2011)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

57

O procedimento da anaacutelise multicriteacuterio baseia-se em mapeamentos de variaacuteveis pelo

seu plano de informaccedilatildeo e na definiccedilatildeo do grau de pertinecircncia de cada plano de informaccedilatildeo e

de cada um de seus componentes para a construccedilatildeo do resultado final e sempre que

necessaacuterio utilizando fatores de ponderaccedilatildeo (MOURA 2007)

Na praacutetica na anaacutelise multicriteacuterio a decisatildeo eacute tomada atraveacutes de um conjunto de teacutecnicas e

meacutetodos para dar apoio a pessoas e organizaccedilotildees nas tomadas de decisotildees sob a persuasatildeo de

uma multiplicidade de criteacuterios (GOMES et al 2002)

Santos (2010) diz que para a realizaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio o estudo deve ter

como base alguns passos sendo eles a seleccedilatildeo e representaccedilatildeo das variaacuteveis que caracterizam

o fenocircmeno organizaccedilatildeo dessas em planos de informaccedilatildeo discretizaccedilatildeo dos planos em

resoluccedilatildeo espacial adequada combinaccedilatildeo das variaacuteveis de forma que elas possam representar

a complexidade da realidade e por fim a possibilidade de calibraccedilatildeo e validaccedilatildeo do sistema

mediante identificaccedilatildeo e correccedilatildeo das relaccedilotildees construiacutedas entre as variaacuteveis mapeadas

Moreira et al (2001) objetivou a pesquisa mineral atraveacutes de anaacutelises multicriteacuterio de

dados geoloacutegicos e geofiacutesicos visando a seleccedilatildeo de aacutereas com maior potencial agrave ocorrecircncia de

minerais radioativos Como estudo de caso comparou o desempenho de 8 meacutetodos de anaacutelise

multicriteacuterio de dados geoloacutegicos e radiomeacutetricos na prediccedilatildeo de aacutereas potenciais agrave

ocorrecircncia de minerais radiativos no planalto de Poccedilos de Caldas Os cenaacuterios gerados

indicaram desempenhos diferentes nas avaliaccedilotildees encontrando desde resultados considerados

bons a medianos para identificaccedilatildeo mineral

Vilas Boas (2006) desenvolveu um modelo de anaacutelise de decisatildeo para facilitar o

processo de escolha de alternativas de poliacuteticas programas e projetos relacionados agrave gestatildeo de

recursos hiacutedricos e mais especificamente ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Como resultado

apresentou uma lista ordenada das alternativas de uso muacuteltiplo possiacuteveis de serem

implantadas no reservatoacuterio

Moura (2007) aplicou a anaacutelise multicriteacuterio como subsiacutedio para estudos ambientais

de forma a apresentar como resultado um roteiro metodoloacutegico para apoio as revisotildees

bibliograacuteficas destinado agrave construccedilatildeo de anaacutelises espaciais de caracterizaccedilatildeo e gerenciamento

ambiental e urbano Jannuzzi et al (2009) utilizaram a anaacutelise multicriteacuterio em uma aplicaccedilatildeo

em poliacuteticas puacuteblicas e obteve como resultado uma seacuterie de escolhas teacutecnicas e poliacuteticas

Com o objetivo de levantar situaccedilotildees ambientais associadas agrave necessidade de proteccedilatildeo

do parque estadual da Serra do Rola Moccedila a partir dos dados levantados no plano de manejo

Santos (2010) apresentou uma proposta metodoloacutegica com uso de anaacutelise multicriteacuterio para

identificaccedilatildeo de suas aacutereas de fragilidade ambiental Como resposta obteve aacutereas fragilidade

associadas ao meio fiacutesico ao turismo a accedilatildeo antroacutepica e agrave correlaccedilatildeo desses fatores

Ribeiro (2011) usou anaacutelise multicriteacuterio para encontrar aacutereas para implantaccedilatildeo das

culturas florestais de Hevea brasiliensis Pinus elliottiivarelliottii e Schizolobiumamazonicum

no Estado do Espiacuterito Santo e como resultado observou-se que o Estado apresenta aacutereas com

aptidatildeo edafoclimaacutetica para todas as espeacutecies

Considerando a anaacutelise multicriteacuterio como uma boa ferramenta na tomada de decisotildees

Franco et al (2013) a usou em seus estudos para identificaccedilatildeo da prioridade de aacutereas a

recuperaccedilatildeo florestal O mapa final produzido foi considerado uma ferramenta de gestatildeo da

aacuterea prioritaacuteria a restauraccedilatildeo

Em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas potenciais para construccedilatildeo de marinas no

municiacutepio de Florianoacutepolis-SC com o uso da anaacutelise multicriteacuterio Porath (2014) usou

variaacuteveis adotadas em mapas temaacuteticos identificando geograficamente aacutereas mais propensas agrave

implantaccedilatildeo de marinas considerando a interferecircncia antroacutepica e marinha tentando

minimizar as perturbaccedilotildees e o impacto ambiental

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

58

METODOLOGIA

Para a realizaccedilatildeo deste trabalho foram utilizados como base vaacuterios materiais

cartograacuteficos sendo eles Curvas de niacutevel com equidistacircncia vertical de 20 m fornecido pelo

GEOBASES (2011) Mapa topograacutefico das cidades de Iconha Rio Novo do Sul Anchieta e

Piuacutema (160000) Ortofotos do IEMA (2007) das cidades de Iconha Rio Novo do Sul

Anchieta e Piuacutema (1 35000) Mapa de Declividade do terreno gerado a partir das curvas de

niacutevel Mapa de Rios e Mapa de Uso dos Solos gerados a partir da fotointerpretaccedilatildeo das

ortofotos

Para a montagem do banco de dados foram utilizadas as ortofotos com as quais foi

possiacutevel elaborar arquivos vetoriais (shapefile) atraveacutes de fotointerpretaccedilatildeo (na escala de

visualizaccedilatildeo de 12500) e vetorizaccedilatildeo em tela de pontos linhas e poliacutegonos gerando dois

mapas sendo eles Mapa de Uso dos Solos (Apecircndice A) onde foram observadas as

principais classes de coberturas de solo existentes (pastagem agricultura florestas casas

rurais zonas urbanas vilarejos depoacutesitosndashfaacutebricas-pedreiras lagoasndashlagos-represas) e o

Mapa de Rios Para a geraccedilatildeo do Mapa de Declividade do Terreno foram utilizadas as curvas

de niacutevel

ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO

De acordo com a proposta metodoloacutegica usada por Barros e Marques (2007) neste

trabalho levou-se em consideraccedilatildeo o levantamento e o geoprocessamento das condicionantes

que existem na legislaccedilatildeo Posteriormente ao levantamento e a anaacutelise dos condicionantes

foram determinados os criteacuterios que subsidiaram o processo de decisatildeo

Esta decisatildeo eacute suportada pela consideraccedilatildeo de criteacuterios que representam possiacuteveis

condiccedilotildees de quantificar ou avaliar determinada anaacutelise Os criteacuterios podem ser de dois tipos

Restriccedilatildeo ou Fatores A restriccedilatildeo eacute um criteacuterio capaz de limitar as alternativas em

consideraccedilatildeo no estudo e pode assumir um caraacuteter de exclusatildeo de espaccedilos da anaacutelise

definindo as alternativas natildeo elegiacuteveis que deveratildeo ser excluiacutedas do espaccedilo inicial de soluccedilotildees

possiacuteveis O Fator eacute um criteacuterio que aumenta ou diminui a adequabilidade de uma

determinada alternativa para o objetivo da anaacutelise Esta aptidatildeo eacute medida numa escala

contiacutenua e de forma a englobar todo o espaccedilo de soluccedilatildeo inicialmente previsto (RAMOS e

MENDES 2001)

Seguindo a metodologia apresentada por Benda et al (2012) neste trabalho utilizou-se

a loacutegica booleana para confecccedilatildeo dos mapas de restriccedilotildees a loacutegica fuzzy para padronizaccedilatildeo

dos fatores e a anaacutelise multicriteacuterio para combinaccedilatildeo entre as restriccedilotildees e fatores

Assim como Calijuri et al (2002) em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas para

implantaccedilatildeo de aterros sanitaacuterios neste trabalhou as restriccedilotildees diferenciam locais que possam

ser considerados aptos ou inaptos a realocaccedilatildeo da BR-101 Os fatores definem locais ou

alternativas em medidas contiacutenuas de aptidatildeo diminuindo ou aumentando o valor de uma

alternativa em questatildeo naqueles locais fora das restriccedilotildees absolutas

As restriccedilotildees atuam como um tipo de criteacuterio que limita a soluccedilatildeo do problema

restringindo as alternativas em consideraccedilatildeo excluindo aacutereas de acordo com determinadas

condiccedilotildees impostas (BENDA et al 2012) Utilizando um operador algeacutebrico de mapas tipo

booleano criam-se mapas binaacuterios natildeo aptos (0) ou aptos (1) que possibilitam a realizaccedilatildeo de

cruzamentos entre dois ou mais planos de informaccedilatildeo (SCARASSATTI e COSTA 2010)

As restriccedilotildees booleanas usadas com as justificativas das referidas escolhas satildeo listadas

abaixo

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

59

a) Restriccedilatildeo Casa Rurais e Depoacutesitos

De acordo com o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949 do DNIT 1973 requer-se a

distacircncia miacutenima de 60 metros das residecircncias e depoacutesitos (presentes no Mapa de Uso dos

Solos este usado para confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo para a construccedilatildeo de rodovias

Quando o custo do terreno ou imoacuteveis for muito elevado a desapropriar o tamanho dessa

faixa poderaacute mudar ao exigido por exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo

ateacute os miacutenimos 30 metros

b) Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas

Como margem de seguranccedila ao que rege o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949

(DNIT 1973) foi aplicada uma distacircncia miacutenima de 60 metros as zonas urbanizadas por

exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo ateacute os miacutenimos 20 metros

Tendo como foco a retirada da BR-101 do centro de Iconha ou de qualquer outra aacuterea com

habitaccedilatildeo neste toacutepico foram consideradas como zonas urbanizadas todas as aacutereas com 5

(cinco) ou mais casas proacuteximas no Mapa de Uso dos Solos este usado na confecccedilatildeo desta

restriccedilatildeo Assim somente as aacutereas com ocupaccedilatildeo urbana e seu entorno de 60 metros estatildeo

inaptas agrave ocupaccedilatildeo com a BR-101 sendo as demais aptas para o contorno viaacuterio

c) Restriccedilatildeo Rios

Pinto (2010) Corseuil e Campos (2007) Barros e Marques (2007) em seus trabalhos

com a intenccedilatildeo de preservar os recursos hiacutedricos de contaminaccedilotildees e respeitando a resoluccedilatildeo

Nordm 303 do CONAMA (2002) e na Lei Federal Nordm 4771 (BRASIL 1965) delimitaram um

raio de 30 metros ao redor dos cursos drsquoaacutegua com menos de 10 metros de largura como eacute o

caso da aacuterea em estudo

Neste trabalho apesar dos cursos drsquoaacutegua usado para a confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo) da

aacuterea possuiacuterem menos de 10 metros de largura optou-se para uma maior margem de

seguranccedila limitar um raio de ateacute 60 metros ao redor dos corpos drsquoaacutegua impedindo que essas

aacutereas obtivem-se algum grau de aptidatildeo para a realocaccedilatildeo da BR-101

Em seu trabalho sobre apoio agrave decisatildeo aplicada ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Vilas

Boas (2006) considerou os fatores que atuam em uma problemaacutetica como criteacuterios Scarassatti

e Costa (2010) trataram os fatores como mapas que provem ponderaccedilotildees dos diferentes

fatores de influecircncia a um dado acontecimento sendo um dos meios usados para a criaccedilatildeo dos

mapas de fatores a loacutegica fuzzy ou nebulosa

Para normalizar os criteacuterios satildeo usados as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy estas funccedilotildees

que foram selecionadas para que de melhor forma adequem aos paracircmetros do estudo De

acordo com Ramos e Mendes (2001) umas das funccedilotildees mais usadas designadas por funccedilotildees

fuzzy satildeo Sigmoidal J-Shaped Linear e Complexa Poreacutem na aplicabilidade deste trabalho

fez se o uso somente da funccedilatildeo Sigmoidal crescente e Sigmoidal decrescente (Figura 2)

Figura 2 - Funccedilotildees de pertinecircncia dos conjuntos fuzzy Sigmoidal crescente (a)

Sigmoidal decrescente (b) Fonte Modificado de Eastman (1997)

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

60

Haacute diversos meacutetodos de padronizaccedilatildeo grande parte dos meacutetodos utiliza valores

maacuteximos e miacutenimos (CAMPOS 2005) Neste trabalho os mapas dos fatores foram limitados

e ponderados a um intervalo ente 0 - 255 (intervalo do byte) permitindo exploraccedilatildeo da

variedade de dados contiacutenuos

a) Fator Declividade do terreno

A declividade pode ser representada como um acircngulo de inclinaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao

percentual entre o comprimento horizontal da encosta e o desniacutevel vertical (IPT 2007) Para

Barbosa et al (2012) a declividade consiste da maior ou menor inclinaccedilatildeo do relevo em

comparaccedilatildeo ao horizonte Pinto (2010) considera a declividade como um fator que pode tanto

potencializar como limitar a ocupaccedilatildeo de uma aacuterea considerando as declividades mais

acentuadas mais propiacutecias a riscos de deslizamentos escorregamentos e as menos acentuadas

mais apropriadas para a ocupaccedilatildeo Em seus estudos considerou a declividade maior que 45

inapta ao uso

A partir do Mapa de Declividade do Terreno as regiotildees planas e onduladas de acordo

com o Art 15 da portaria ndeg 19 de 10011949 (DNIT 1973) foram consideradas prioritaacuterias

a realocaccedilatildeo da BR-101 Neste trabalho as declividades ideais foram consideradas entre os

valores de 0 e 5 agrave medida que a declividade aumenta menor eacute a adequabilidade da aacuterea

para o objetivo proposto sendo considerado acima de 45 inapta sendo limitada pela proacutepria

legislaccedilatildeo ambiental A funccedilatildeo utilizada para normalizar os dados de declividade foi a funccedilatildeo

de pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente (Figura 2b) servindo como pontos de

controle abc = 5 e d = 45

b) Fator Distacircncia dos Rios

Para proporcionar uma maior garantia de preservaccedilatildeo dos rios os limites estabelecidos

pela legislaccedilatildeo ambiental e jaacute citados anteriormente foram levados em consideraccedilatildeo atraveacutes

do uso de restriccedilatildeo poreacutem foi utilizado o fator que considera que quanto maior a distacircncia

dos rios maior a adequabilidade ao empreendimento

Seguindo o meacutetodo proposto por Pinto (2010) considerou que quanto maior a distacircncia

em relaccedilatildeo aos rios melhor a aptidatildeo da aacuterea sendo assim foi utilizada a funccedilatildeo de

pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica crescente (Figura 2a) para descrever essa variaccedilatildeo

com pontos de controle em a=60m e bcd=15000 m (comprimento maacuteximo da aacuterea de

estudo)

c) Fator Uso dos Solos

Objetivando afetar o miacutenimo possiacutevel as aacutereas jaacute utilizadas pela ocupaccedilatildeo humana e

aacutereas florestais a aacuterea de pastagem eacute colocada como a aacuterea mais adequada ao

empreendimento em estudo

Aacutereas de valores mais altos indicam maior adequabilidade ao empreendimento

enquanto que as aacutereas com menores valores representam as menos adequadas conforme pode

ser visto na Tabela 1 Para a normalizaccedilatildeo das classes de uso do solo o Mapa Uso dos Solos

foi reclassificado atribuindo agraves classes valores de 0 a 255

bull Ponderaccedilatildeo dos fatores (avaliaccedilatildeo de pesos para os criteacuterios)

De acordo com Calijuri (2008) a ponderaccedilatildeo eacute um indicativo da importacircncia relativa

dos fatores e um regulador de compensaccedilatildeo entre eles O grau em que um fator pode

compensar outro eacute determinado por seu fator ou compensaccedilatildeo de peso

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

61

Tabela 1 - Normalizaccedilatildeo das classes usos do solo Fonte Autores

Legenda Valores Atribuiacutedos

Lagoas-Lagos-Represas 0

Casas Rurais 0

Vilarejos 0

Depoacutesitos 0

Zona Urbana 0

Floresta 25

Agricultura 200

Pastagem 255

Dessa forma os valores de aptidatildeo foram atribuiacutedos baseados em conhecimento

empiacuterico e tambeacutem em trabalhos de outros autores como Calijuri et al (2002) Barros e

Marques (2007) Mercante e Antunes (2010) Pinto (2010) Silva et al (2010) Benda et al

(2012)

Assim como nos trabalhos de Calijuri et al (2002) Corseuil e Campos (2007) Calijuri

(2008) Mercante e Antunes (2010) e Benda et al (2012) posteriormente a padronizaccedilatildeo dos

fatores para a escala de 0 a 255 os pesos finais satildeo estimados por meio do Processo de

Hierarquizaccedilatildeo Analiacutetico (AHP) aplicado agrave matriz de comparaccedilatildeo par-a-par utilizando o

meacutetodo apresentado por Saaty (1980) e Clark Labs (2006) este meacutetodo permite estabelecer

pesos a cada fator segundo sua relevacircncia que foi priorizada conforme seu grau de

importacircncia para a anaacutelise ou seja os pesos dos fatores satildeo atribuiacutedos especificamente a cada

fator dando a importacircncia relativa de cada um em relaccedilatildeo aos outros (MERCANTE e

ANTUNES 2010) atribuindo pesos diferenciados no processo final de decisatildeo

Nesse julgamento fez-se o uso da escala de comparadores proposta por Saaty (1977)

que pode ser vista no Quadro 1

Quadro 1 - Escala de valores Fonte Modificado de Saaty (1977)

Intensidade relativa

de importacircncia

Definiccedilatildeo Explicaccedilatildeo

1 Igual importacircncia Importacircncia igual dos dois criteacuterios

para o objetivo

3 Menor importacircncia de

um sobre o outro

Um dos criteacuterios eacute levemente mais

favoraacutevel do que o outro

5 Essencial ou forte Um dos criteacuterios eacute consideravelmente

mais favoraacutevel do que outro

7 Importacircncia muito

grande

A importacircncia de um criteacuterio sobre o

outro eacute evidentemente muito maior

9 Importacircncia absoluta Quando um meio-termo eacute necessaacuterio

Considerando a escala de Saaty fez-se a comparaccedilatildeo entre os fatores utilizados

conforme podem ser vistos na Tabela 2 Onde o fator Declividade do terreno eacute levemente

mais favoraacutevel do que o fator Distacircncia dos Rios O fator Uso dos Solos eacute consideravelmente

mais favoraacutevel que o fator o Distacircncia dos Rios e levemente mais favoraacutevel do que o fator

Declividade do terreno

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

62

Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo dos criteacuterios escalonados (fatores) Fonte Autores

Fatores Distacircncia dos

Rios

Declividade do

terreno

Uso dos

Solos

Distacircncia dos Rios 1

Declividade do terrreno 3 1

Uso dos Solos 5 3 1

Para criaccedilatildeo da matriz de ponderaccedilatildeo foram considerados como ordem de importacircncia

dos fatores Distacircncia dos Rios a Declividade do Terreno e o Uso dos Solos Dessa forma

obtiveram-se os pesos que consideram o quanto determinado fator interfere na anaacutelise (Tabela

3)

Tabela 2 - Resultado final dos pesos calculados para os fatores Fonte Autores

Fator Peso

Distacircncia dos Rios 010

Declividade do

terreno

026

Uso dos Solos 064

bull Combinaccedilatildeo linear ponderada

Depois de determinado os pesos dos criteacuterios que foram utilizados neste estudo foi

necessaacuterio agrave junccedilatildeo dos dados para obtenccedilatildeo do mapa final de adequabilidade

Com esta finalidade os mapas de cada fator foram combinados pelo meacutetodo da

combinaccedilatildeo linear ponderada onde multiplicou-se os mapas de adequabilidade de cada fator

por seu peso especiacutefico posteriormente fez-se o somatoacuterio de todos estes fatores obtendo-se

um valor final da aacuterea com sua adequabilidade (BENDA et al 2012)

Devido agrave utilizaccedilatildeo de mapas de restriccedilotildees neste estudo (booleanos) o procedimento

foi modificado e multiplicou-se a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo dos

fatores pelo produto das restriccedilotildees

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

As informaccedilotildees geradas nos mapas de restriccedilotildees e fatores subsidiam a discussatildeo que

leva a interpretaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos mapas finais verificando-se assim como cada restriccedilatildeo e

fator afetou a anaacutelise final

Os mapas temaacuteticos mostram agraves aacutereas apropriadas a implementaccedilatildeo ao contorno

viaacuterio sendo algumas aacutereas de exclusatildeo (restriccedilotildees) e outras com valores de adequabilidade

(fatores)

As exclusotildees consideradas satildeo criteacuterios associados ao ordenamento do territoacuterio em

termos de ocupaccedilatildeo humana os mapas de exclusatildeo de aacutereas Restriccedilatildeo Casa Rurais e

Depoacutesitos Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas e Restriccedilatildeo Rios exibindo aacutereas aptas (classe 1) e

inaptas (classe 0) ao empreendimento

Assim como no trabalho de Mercante et al (2005) a relevacircncia do uso dos solos e

declividade do terreno na anaacutelise tem uma influecircncia direta no trajeto da rodovia refletindo

na preservaccedilatildeo teacutecnica e econocircmica do empreendimento levando em consideraccedilatildeo as aacutereas

mais planas do terreno e as aacutereas de pastagem

As justificativas adotadas para as ponderaccedilotildees foram tratadas da seguinte maneira

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

63

O Fator Declividade do terreno eacute moderadamente mais importante do que o fator Distacircncia

dos Rios pois o escoamento de um rio depende da declividade dos canais fluviais

O Fator Uso dos Solos eacute muito fortemente mais importante que o fator o Distacircncia dos

Rios uma vez que o manejo da rodovia nas proximidades do rio eacute mais faacutecil que a

desocupaccedilatildeo das aacutereas urbanizadas

O Fator Uso dos Solos eacute moderadamente mais importante do que o fator Declividade

do terreno uma vez que eacute mais econocircmico aplainar um terreno que locomover a populaccedilatildeo de

local

O valor da razatildeo de consistecircncia entre os pesos ponderados dos fatores foi de 003

neste caso a matriz de julgamento estaacute consistente o que torna os pesos calculados para este

modelo aceitaacuteveis visto que para os valores de razatildeo de consistecircncia inferiores a 010 natildeo

necessitam de reavaliaccedilatildeo (EASTMAN 1999)

Com o resultado dos fatores ponderados obtidos e as restriccedilotildees foi possiacutevel realizar a

avaliaccedilatildeo de muacuteltiplos criteacuterios e obter o mapa final de adequabilidade (Figura 4) com valores

variando de 0 a 255 estes valores representam o grau de aptidatildeo ou seja a adequabilidade

das aacutereas agrave realocaccedilatildeo da BR-101 e natildeo se agraves aacutereas satildeo aptas ou inaptas onde 0 identifica

aacutereas inaptas ao empreendimento e 255 as mais aptas possibilitando a escolha dos locais

dentro da aacuterea mais apto que merecem um estudo detalhado com o mapeamento geoloacutegico

Ao analisar o mapa final observa-se a influecircncia tanto das restriccedilotildees quanto dos fatores

no mapa final Os mapas de restriccedilotildees inibindo as aacutereas consideradas inaptas de quaisquer

graus de adequabilidade ou seja estabelecendo aptidatildeo 0 a estas aacutereas e os fatores atribuindo

graus de adequabilidade no mapa Entre os fatores foi observado que o fator Uso do Solo

apresenta uma maior importacircncia em relaccedilatildeo aos fatores declividade e rios o que se

caracteriza nos pesos obtidos durante o processo de comparaccedilatildeo Percebe-se ainda que neste

mapa final poucas aacutereas com baixa aptidatildeo satildeo encontradas

Nas regiotildees proacuteximas ao atual traccedilado da rodovia bem como na parte inferior desta

percebe-se aacutereas de maior adequabilidade isso se daacute principalmente pela influecircncia do Fator

Uso dos Solos e a Declividade do Terreno pois o estudo levou em consideraccedilatildeo valores de

menores custos como aacutereas de pastagens e menos declivosas e que atendessem normas da

legislaccedilatildeo brasileira Ainda foi possiacutevel constatar que a anaacutelise por muacuteltiplos criteacuterios foi

bastante influenciada pelo uso do solo poreacutem a declividade e os rios satildeo fatores

fundamentais no contorno viaacuterio pois refletem um menor ou maior custo do empreendimento

Em seu trabalho Mercante et al (2005) priorizaram os custos do empreendimento de

um gasoduto e obteve como resposta as aacutereas menos declivosas e aacutereas ocupadas por

pastagem que barateariam o custo de desapropriaccedilatildeo

Benda et al (2012) em seu estudo apresentaram uma imagem final de adequabilidade

utilizando anaacutelise multicriteacuterio - fatores e restriccedilotildees Posteriormente ela limitou as aacutereas que

poderiam ser usadas para ocupaccedilatildeo com aterros controlados considerando adequabilidade

maior que 220 e aacuterea miacutenima de 20 hectares desta forma ela obteve uma aacuterea mais apropriada

dentre suas restriccedilotildees e fatores apresentados

Francisco et al (2007) em seu trabalho sobre prioridades para recuperaccedilatildeo de Aacutereas de

Preservaccedilatildeo Permanente fizeram a aplicaccedilatildeo de dois meacutetodos de anaacutelise multicriteacuterio Os dois

meacutetodos apresentaram resultados diferentes Um dos meacutetodos apresentou uma maior extensatildeo

de aacuterea com alta prioridade de recuperaccedilatildeo enquanto o outro apresentou aacutereas maiores com

baixa prioridade de meios de recuperaccedilatildeo Os usos das terras com prioridades mais altas em

ambos os meacutetodos eram de solo nu e cultura anual

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

64

MAPA FINAL DA ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO

O mapa final de adequabilidade (Figura 4) resultado da anaacutelise multicriteacuterio mostra

como aacuterea adequada agrave realocaccedilatildeo da BR-101 a sua porccedilatildeo de aacuterea inferior a localizaccedilatildeo atual

da rodovia Esta regiatildeo possui uma menor declividade pouca interferecircncia dos rios e uma

relaccedilatildeo de uso do solo mais adequada agrave implantaccedilatildeo do empreendimento

E considerando aspectos sociais e urbanos um novo traccedilado torna-se mais favoraacutevel

quando considera o fluxo ideal de veiacuteculos e pessoas aleacutem da seguranccedila do cidadatildeo que mora

no centro urbano do municiacutepio de Iconha

Figura 4 - Mapa final de adequabilidade com o uso da anaacutelise multicriteacuterio - fatores e

restriccedilotildees Fonte Autores

CONCLUSAtildeO

Com base na anaacutelise dos dados e interpretaccedilatildeo dos resultados obtidos a partir do que

foi proposto e das condiccedilotildees especiacuteficas deste trabalho conclui-se que

O uso da anaacutelise multicriteacuterio utilizando agrave loacutegica fuzzy retrata resultados mais

proacuteximos a realidade quando comparados com o zoneamento booleano por natildeo considerar

mudanccedilas abruptas

Os mapas de adequabilidades obtidos natildeo caracterizam aacutereas aptas ou inaptas mas

representam uma superfiacutecie de adequabilidade onde possuem valores de 0 (menos apto) a 255

(mais apto)

A anaacutelise multicriteacuterio por ser subjetiva pode definir diversos cenaacuterios dependente

da normalizaccedilatildeo e ponderaccedilatildeo usadas e deve ser utilizada de forma criteriosa a fim de natildeo

inserir erros na anaacutelise

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

65

Com o mapa de aptidatildeo final pode-se selecionar algumas aacutereas adequadas agrave

implantaccedilatildeo do contorno viaacuterio o que varia de acordo com o valor das variaacuteveis encontradas

Utilizando-se do mapa de adequabilidade como guia a parte inferior do mapa (Figura

4) eacute uma ampla aacuterea de alternativas possiacuteveis para a instalaccedilatildeo da nova rota da BR-101

Os resultados obtidos neste trabalho revelam as potencialidades do SIG na tomada de

decisatildeo no processo de avaliaccedilatildeo e seleccedilatildeo de aacutereas

Com a intenccedilatildeo de um melhor entendimento da aacuterea para a realocaccedilatildeo da BR-101 estudos

mais especiacuteficos podem ser realizados

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Maio 2014

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Linhares ES

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES

sup3 Campus Caccedilapava do Sul da Universidade Federal do Pampa Caccedilapava do Sul RS 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

71

Capiacutetulo 5

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite

Landsat 5

Marx Engel Martinssup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Felipe Guadagninsup3 Carlos Henrique

Rodrigues de Oliveira4

INTRODUCcedilAtildeO

Anaacutelises multitemporais satildeo importantes ferramentas para anaacutelise ambiental devido agrave

constacircncia no imageamento dos sateacutelites e sua relativa precisatildeo nas informaccedilotildees obtidas pelos

mesmos principalmente em objetos de estudos de grande porte como rios que percorrem

mais de um estado Ao longo do tempo eles passam por alteraccedilotildees em sua dinacircmica

naturalmente no entanto os seres humanos estatildeo cada dia a interferir mais nos cursos drsquoaacutegua

atividades como agricultura e pecuaacuteria satildeo grandes causadoras de impactos em tais ambientes

mas natildeo as uacutenicas

A necessidade por energia da sociedade contemporacircnea aumenta tanto quanto cresce a

populaccedilatildeo e seu acesso equipamentos eletrocircnicos que tornam a vida mais faacutecil

No Brasil a principal fonte de energia satildeo as hidreleacutetricas sendo 6488 de toda

capacidade brasileira em operaccedilatildeo e 223 e 2477 respectivamente em construccedilatildeo e

construccedilatildeo natildeo iniciados dos novos empreendimentos em energia no paiacutes seratildeo atraveacutes de

barragens em rios (ANEEL 2007) o rio Doce passou por uma intervenccedilatildeo em seu curso

iniciada no ano de 2001 em que se construiu uma dessas usinas com o nome da cidade em

que foi construiacuteda Aimoreacutes na divisa entre Espiacuterito Santo e Minas Gerais (CICCARONE et

al 2012)

Autores como COELHO 2007 analisaram o rio Doce em aspectos socioambientais

como crescimento e dinacircmica populacional industrial atividades econocircmicas entre outros

O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) disponibiliza uma vasta seacuterie de

imagens de alguns sateacutelites dentre eles o Landsat 5 lanccedilado em 1ordm de marccedilo de 1984 com

resoluccedilatildeo espacial de 30m captando diversos comprimentos de onda da luz que vatildeo desde o

visiacutevel ao infra-vermelho proacuteximo e orbita todo o globo a cada 16 dias (USGS 2017) Devido

essas caracteriacutesticas foi escolhido para analisar os impactos causados pela construccedilatildeo da

Hidreleacutetrica de Aimoreacutes

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

A aacuterea delimitada para o enfoque do trabalho se situa na

zona 24Sul da projeccedilatildeo transversa de Mercator no datum SIRGAS 2000 com as

coordenadas dos veacutertices sendo 276405 E (m) e 7889561 N (m) 276405 E (m) e 7823450

N(m) 425511 E (m) e 7823450 N (m) 425511 E (m) e 7889561 N (m) (Figura 1)

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

72

Figura 1 - Rio Doce com enfoque para a parte espirito santense Fonte Adaptado de

GEOBASES 2002

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

O rio Doce eacute objeto de estudo por geoacutelogos desde 1825 quando se tentou por parte do

governo da entatildeo Capitania de Minas Gerais realizar um projeto de navegabilidade do Rio

onde geoacutelogos acompanhavam as expediccedilotildees de comeacutercio que incursavam o Rio em procura

de recursos minerais principalmente ouro e outros metais (ESPINDOLA 2007)

Segundo a EMBRAPA (2011) encontram-se na aacuterea de estudo os seguintes tipos de

solos Cambissolos Haacuteplicos Latossolos Amarelos Distroacuteficos Latossolos Vermelho-

Amarelos Distroacuteficos Argissolos Amarelos Distroacuteficos Argissolos Vermelhos Eutroacuteficos

Neossolos Quartzarenicos Hidromoacuterifcos aleacutem de serem encontrados afloramentos rochosos

com manto de alteraccedilatildeo

Tais solos estatildeo distribuiacutedos em um contexto geomorfoloacutegico que varia de maciccedilos

plutocircnicos na parte oeste seguidos por uma faixa de dobramentos remobilizadas que satildeo

rochas metamoacuterficas de alto grau e por fim os depoacutesitos sedimentares recentes que vatildeo ateacute a

costa (IJSN 2007)

O clima predominante na aacuterea eacute o Tropical Quente Uacutemido com um a trecircs meses secos

tambeacutem ocorrendo na porccedilatildeo oeste proacuteximo agrave divisa com Minas Gerais o semi-uacutemido com

quatro a cinco meses seco com meacutedia de temperatura anual maior que 18deg Celsius e

localizadamente na porccedilatildeo sul o Tropical Subquente Uacutemido com quatro a cinco meses secos

(IBGE 2002)

O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave

distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais

Pincipalmente estas uacuteltimas ao qual se englobam os sateacutelites dentre eles a seacuterie Landsat

Tais dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

73

de onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos Seus sensores

acoplados captam sete bandas espectrais (FIGUEIREDO 2005)

Tais bandas podem ser associadas aos canais RGB (vermelho verde e azul) para o

realce de alguma feiccedilatildeo especiacutefica que tenha seu comportamento conhecido em determinado

espectro da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica o que eacute chamado de composiccedilatildeo colorida O sensor TM

do sateacutelite Landsat e suas 7 bandas captam as radiaccedilotildees do visiacutevel ao infravermelho distante

(a banda 1 capta o comprimento de 0485 microm e a banda 7 capta o de 2215 microm) (Figura 2)

(PERROTTA 2005)

Figura 2 - Radiaccedilotildees do Espectro Eletromagneacutetico Fonte SBFISICA (2010)

Segundo o INPE (2011) para combinaccedilatildeo no sistema RGB das bandas do sensor TM e

obtenccedilatildeo de imagens coloridas as seguintes feiccedilotildees satildeo realccediladas por cada composiccedilatildeo

ldquoBandas 3 2 e 1 imagens em cor natural com boa penetraccedilatildeo na aacutegua realccedilando as

correntes a turbidez e os sedimentos A vegetaccedilatildeo aparece em tonalidades esverdeadas

Bandas 4 3 e 2 define melhor os limites entre o solo e a aacutegua ainda mantendo algum detalhe

em aacuteguas pouco profundas e mostrando as diferenccedilas na vegetaccedilatildeo que aparece em

tonalidades de vermelho Bandas 5 4 e 3 mostra mais claramente os limites entre o solo e a

aacutegua com a vegetaccedilatildeo mais discriminada aparecendo em tonalidades de verde e rosa

Bandas 7 4 e 2 mostra a vegetaccedilatildeo em tons verdes e permite discriminar a umidade tanto na

vegetaccedilatildeo como no solordquo

MORAIS (2008) realizou um estudo em que analisaram uma seacuterie temporal de

imagens Landsat 5 para verificar as alteraccedilotildees da dinacircmica fluvial do rio Araguaia no Centro-

Oeste brasileiro neste estudo foi utilizada a composiccedilatildeo RGB-543 do sensor TM para

verificar a evoluccedilatildeo do canal com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da evoluccedilatildeo

da vegetaccedilatildeo na aacuterea Neste estudo ele separou o rio em zonas de acordo com vaacuterios fatores

bioacuteticos e abioacuteticos no entanto a classificaccedilatildeo final se deu de acordo com os processos

sedimentares estudando a variaccedilatildeo da deposiccedilatildeo e erosatildeo de ilhas em um rio meandrante

MAIA et al (2006) formularam um guia para estudos de manguezais do Nordeste em

que definiram o uso da mesma composiccedilatildeo utilizada por Morais para zoneamento de uso e

ocupaccedilatildeo de solo em que tinham o propoacutesito de observar diferentes feiccedilotildees geograacuteficas

antropizadas que aparecem na coloraccedilatildeo rosa tais feiccedilotildees satildeo lotes e aacutereas urbanas e corpos

de aacutegua que aparecem em azul claro quando rasos e vatildeo ficando escuros de acordo com o

aumento da sua profundidade

Em uma cena um mesmo alvo mostra diferentes comportamentos espectrais para as

diferentes bandas captadas pelos sensores (ZAKI et al 1995) e para que se consiga

interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-processamento entre elas

podemos citar o georreferenciamento e o contraste

O georreferenciamento das imagens se daacute atraveacutes de comparaccedilatildeo por exemplo uma

base cartograacutefica pontos de controle obtidos com um equipamento GPS ou uma outra

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

74

imagem previamente corrigida aplicando-se alguma teacutecnica de registro de imagem em que se

observa uma feiccedilatildeo e utilizam-se suas coordenadas para as mesmas feiccedilotildees na imagem que se

deseja georreferenciar por exemplo corpos drsquoaacutegua cruzamentos de ruas ou entatildeo qualquer

feiccedilatildeo que seja possiacutevel de se observar (CAMPBELL 2002)

O contraste que consiste em melhorar a visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons

de cinza utilizando-se de funccedilotildees lineares ou natildeo que modificam o histograma original

convertendo-o em outro que manteacutem a mesma variaccedilatildeo entre os tons de cinza no entanto com

um niacutevel de melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al 1984)

Apoacutes o preacute-processamento das imagens foi feita a composiccedilatildeo colorida pois a

distinccedilatildeo entre cores eacute mais faacutecil do que entre tons de cinza por isso atribui-se a cada banda

da imagem uma cor no sistema RGB para as feiccedilotildees captadas em cada banda sejam

evidenciadas por seus respectivos canais (MOHAMED 2012)

Os rios como exemplo de ambiente aquaacutetico satildeo reconhecidos pelos tipos de seus

canais que satildeo usualmente divididos em quatro principais tipos retiliacuteneos meandrantes

entrelaccedilado e anastomosado sendo divididos pela sua sinuosidade os retiliacuteneos satildeo os mais

retos os meandrantes os mais sinuosos e com barras de acumulaccedilatildeo de sedimentos em um

lado e deposiccedilatildeo em outro os entrelaccedilados possuem acumulaccedilotildees no meio e satildeo pouco

sinuosos jaacute os anastomosados conteacutem barras que os dividem e depois destas barras eles

voltam a se encontrar Essas formas satildeo padrotildees no entanto podem ser observadas

formas intermediaacuterias entre estes tipos (MENDES 1984)

Para DELLA FAacuteVERA (2001) os depoacutesitos de rios conteacutem variaccedilotildees de acordo com

o regime de fluxo sendo que ora podem ter gratildeos grossos ora gratildeos finos independente do

tipo de rio e satildeo na maioria das vezes transportados por meio de traccedilatildeo entre as partiacuteculas No

rio Doce a grande maioria dos depoacutesitos eacute da fraccedilatildeo areia a cascalho contendo

minoritariamente gratildeos na fraccedilatildeo silte

Nesse contexto MELLO et al (2005a e 2005b) e HATUSHIKA et al (2007)

realizaram estudos no rio Doce e perceberam que as mudanccedilas no curso do rio satildeo causadas

por uma neotectocircnica o que explica as mudanccedilas no curso do rio e a formaccedilatildeo do sistema de

lagos adjacente principalmente na cidade de Linhares-ES Realizaram inclusive um estudo

geofiacutesico de alta resoluccedilatildeo no maior dos lagos da regiatildeo a lagoa Juparanatilde e dataram que os

depoacutesitos desse lago satildeo iniciados a partir de 9000 anos indicando que este lago eacute um antigo

canal do rio Doce que foi alterado devido um sistema tectocircnico extensional com direccedilatildeo NW-

SE que gerou esta alteraccedilatildeo abrupta no curso do mesmo sendo assim possiacutevel encontrar

sedimentos arenosos neste rio com grande sinuosidade

O movimento das partiacuteculas de qualquer tamanho em um fluido se daacute por trecircs

mecanismos rolamento saltaccedilatildeo e suspensatildeo Em baixas velocidades de corrente apenas

partiacuteculas finas e de baixa densidade podem ser carregadas em suspensatildeo ainda nesse

regime as que estejam na fraccedilatildeo areia se movem por rolamento ou por saltaccedilatildeo minerais

placoacuteides como micas flutuam mais devido agrave sua alta superfiacutecie e demoram mais para

depositar Com um pequeno incremento da velocidade todas as variaccedilotildees de silte e algumas

de areia podem ser mantidas em suspensatildeo gracircnulos e seixos pequenos se movem por

saltaccedilatildeo e material mais grosso por rolamento Tais processos satildeo os mesmos na aacutegua e no

ar no entanto devido agrave massa e a viscosidade da aacutegua serem maiores nela satildeo mais efetivos

necessitando de menor velocidade nesta do que no ar A faixa em que ocorre erosatildeo e

deposiccedilatildeo de sedimentos relativos agrave velocidade do fluxo altura da coluna drsquoaacutegua e

o tamanho de gratildeo (NICHOLS 2007)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

75

METODOLOGIA

Para realizaccedilatildeo do trabalho foi necessaacuteria a obtenccedilatildeo das imagens do sensor TM do

sateacutelite Landsat 5 nas oacuterbitas 215 e 216 nos pontos 73 e 74 Tais imagens estatildeo disponiacuteveis

gratuitamente no endereccedilo eletrocircnico do INPE Para que se possa descarregar as imagens eacute

necessaacuterio efetuar um cadastro junto ao site (httpwwwdgiinpebrCDSR) e escolher as

oacuterbitas e os pontos que satildeo desejados apoacutes isso faz-se o pedido e as imagens satildeo

disponibilizadas no email cadastrado com as sete bandas disponiacuteveis

Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem de

distintas estaccedilotildees do ano para que houvesse alternacircncia entre o periacuteodo de seca e de chuva

pois assim seria possiacutevel observar as variaccedilotildees extremas da dinacircmica fluvial O Quadro 1

mostra as imagens que melhor se encaixaram nesse perfil durante o periacuteodo analisado que eacute

antes da construccedilatildeo da Hidreleacutetrica de Aimoreacutes e depois de sua construccedilatildeo no total foram

obtidas trinta e seis imagens que foram utilizadas para compor nove cenas destas foram

utilizadas trecircs bandas de cada (5 4 e 3)

Quadro 1 - Descriccedilatildeo das caracteriacutesticas das imagens de sateacutelite utilizadas Fonte

Autores

Cena 1

Cena 2

Cena 3

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

21673 15022001

21673 11092001

21673 13062003

21674 15022001

21674 11092001

21674 13062003

21573 08022001

21573 19082001

21573 22062003

21574 08022001

21574 19082001

21574 22062003

Cena 4

Cena 5

Cena 6

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

21673 19102003

21673 23072006

21673 20032007

21674 19102003

21674 23072006

21674 05042007

21573 10092003

21573 14062006

21573 13032007

21574 10092003

21574 14062006

21574 29032007

Cena 7

Cena 8

Cena 9

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

21673 27082007

21673 12052009

21673 21072011

21674 27082007

21674 12052009

21674 21072011

21573 20082007

21573 19042009

21573 30072011

21574 20082007

21574 19042009

21574 30072011

As imagens depois de descarregadas necessitaram que fosse realizado seu preacute-

processamento em ambiente de Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu

em georreferenciaacute-las utilizando como paracircmetro de comparaccedilatildeo as ortofotos do IEMA

(2007) aplicaccedilatildeo de contraste linear aumentando linearmente os tons de cinza no entanto

mantendo a proporccedilatildeo original Este procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5

4 e 3 para todas as nove cenas

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

76

Foram utilizadas as imagens preacute-processadas com seus tons de cinza individualmente

realccedilados para entatildeo ser feita a composiccedilatildeo colorida RGB (543) Segundo Florenzano (2008)

essa composiccedilatildeo colorida realccedila corpos drsquoaacutegua com baixa e alta carga sedimentar suspensa

ficando estes com coloraccedilatildeo azul escuro e azul claro respectivamente

Cada banda realccedila uma feiccedilatildeo especiacutefica sendo que a para o sensor utilizado a banda

3 oferece boa resposta com corpos drsquoaacutegua e evidencia caracteriacutesticas como o teor de

sedimentos presentes neles ou suas profundidades sendo maior a reflectacircncia para alta carga

sedimentar e maiores profundidades

Foram observados nas imagens os locais em que haviam barras de acumulaccedilotildees de

sedimentos ao longo do curso do rio (Figura 3) A partir dessas imagens foi realizado o

trabalho de campo entre os dias 03 e 06 de julho de 2013 onde foram coletados 12

testemunhos com um metro de profundidade e diacircmetro de 60 mm cada com o intuito de

fazer a anaacutelise textural dos sedimentos para avaliar o potencial de transporte sedimentar do

rio apoacutes a construccedilatildeo da barragem da Usina Hidreleacutetrica de Aimoreacutes Foram marcados os

locais com equipamento GPS de navegaccedilatildeo da marca Garminreg o percurso foi feito em

veiacuteculo da UFES

O processo de amostragem em campo (Figura 4A B C D E e F) consistiu em inserir

os tubos nos sedimentos com auxiacutelio de uma marreta e posteriormente retiraacute-lo com auxiacutelio de

duas abraccediladeiras de metal contendo quatro parafusos que as prendiam e facilitava a retirada

Tal processo foi dificultado devido ao fato dos sedimentos em alguns pontos estarem com

alto teor de umidade Depois de retirados os tubos eram identificados e lacrados com tampas

tal teacutecnica eacute similar no entanto mais simples que a utilizada por MARTIN et al(1995)

Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de

sedimentologia da UFES onde foram preparadas para as seguintes anaacutelises textural

granulomeacutetrica e mineraloacutegica

O primeiro passo foi abrir os tubos sem danificar ou perder o material contido em seu

interior (Figura 5A e B)

Apoacutes abertos os tubos foram deixados um dia expostos ao sol para que fossem

previamente secos para posterior anaacutelise textural preliminar que implicou na observaccedilatildeo do

grau de arredondamento dos sedimentos feita utilizando uma lupa binocular Coleman em

toda a seccedilatildeo amostrada misturando-se parte dos sedimentos e colocando-os em uma placa

petri

Os sedimentos foram passados por um quarteador para homogeneizaccedilatildeo da amostra e

obtidos no miacutenimo cinquenta gramas de amostra pois segundo FOLK (1980) eacute o miacutenimo

necessaacuterio para anaacutelise de sedimentos na fraccedilatildeo areia ou superior E colocados em uma placa

petri utilizando-se uma placa para cada amostra pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo de

dois diacutegitos foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada

placa e colocados na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24

horas Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados

durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz em agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de

peneiras de malhas 4760 2000 1410 500 250 125 74 37 microm

Entatildeo as fraccedilotildees dos sedimentos retidos em cada peneira foram pesadas para posterior

processamento no software Gradistat (Blott e Pye 2001) Este software eacute uma macro feita no

Excelreg para suiacutete de aplicativos Officereg da Microsoftreg ou compatiacuteveis que ao se inserir os

pesos obtidos calcula alguns paracircmetros texturais como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo

assimetria e curtose usando os paracircmetros definidos por FOLK E WARD (1957)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

77

Figura 3 - Pontos onde houve visitaccedilatildeo em alguns natildeo foi possiacutevel realizar amostragem Fonte Modificado de GEOBASES 2002

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

78

Figura 4 - Processo de amostragem em campo A ndash Equipamentos utilizados B ndash Inserccedilatildeo e

identificaccedilatildeo dos tubos C ndash Teacutermino da inserccedilatildeo D ndash Retirada da amostra E ndash Abertura das

abraccediladeiras F ndash Finalizaccedilatildeo do processo de abertura Fonte Autores

Figura 5 - Corte dos tubos utilizando uma serra eleacutetrica com disco diamantado A - Processo

de corte e B - Tubo cortado Fonte Autores

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

79

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Depois de processadas e analisadas as imagens orbitais delimitou-se oito segmentos

do rio (Figura 6) em que foram feitos recortes nas nove imagens e colocadas lado a lado para

melhor visualizaccedilatildeo das mudanccedilas no curso ao longo do periacuteodo analisado

Nas imagens eacute possiacutevel observar as variaccedilotildees sazonais ao qual o rio eacute submetido no

trecho estudado onde em determinadas eacutepocas do ano ele expotildee as barras de acumulaccedilatildeo e

em outras ele as afoga isso devido agrave sazonalidade natural das estaccedilotildees mais e menos

chuvosas em seu percurso

Para cada segmento foi realizado um mosaico com as nove imagens da seacuterie temporal

No mosaico as imagens estatildeo numeradas de um a nove como numa matriz de trecircs

linhas por trecircs colunas nesta a numeraccedilatildeo cresce da esquerda para direita sendo as imagens

de um a trecircs na primeira linha de quatro a seis na segunda e por fim de sete a nove na

terceira sendo as datas das imagens fevereiro de 2001 Agosto e Setembro de 2001 junho de

2003 setembro e outubro de 2003 junho de 2006 marccedilo de 2007 outubro de 2007 abril e

maio de 2009 e julho de 2011 respectivamente

Em algumas imagens a cobertura de nuvens eacute excessiva e impede uma boa

visualizaccedilatildeo das variaccedilotildees ocorridas

Figura 6 - Mapa de localizaccedilatildeo das imagens da seacuterie temporal sobrepondo relevo

sombreado recursos hiacutedricos e pontos coletados Fonte Modificado de GEOBASES (2002) e

USGS (2011)

Os segmentos em que satildeo observadas maiores mudanccedilas no curso do rio satildeo

respectivamente ldquoArdquo e ldquoHrdquo

No primeiro estaacute localizada a barragem da hidreleacutetrica e o desvio construiacutedo no curso

do rio um canal de grande porte que eacute possiacutevel ser visualizada sua construccedilatildeo desde o iniacutecio

em 2001 que em 2006 ele jaacute estava com fluxo sedimentar a usina jaacute operava nesta eacutepoca

Nas subimagens A1 A3 A6 e A8 eacute possiacutevel observar uma coloraccedilatildeo azul mais clara no curso

do rio fato devido agrave corresponderem ao periacuteodo de maior pluviosidade e consequente maior

carga sedimentar suspensa (Figura 7)

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

80

No segundo observa-se uma estrutura que segue o curso do rio e quando este faz a

curva para sul ele continua para leste (seta nas imagens H1 a H9 da figura 8) um pouco a

norte do ponto XII com exceccedilatildeo das imagens H4 e H5 o que parece ser um paleocanal que

desembocava no mar apresentando a mesma resposta espectral de aacutereas de margem que satildeo

tomadas pela vegetaccedilatildeo (cor verde clara)

A imagem H1 apresenta poucas acumulaccedilotildees de sedimentos no local em que foi

marcado o ponto XII aparentemente natildeo eacute possiacutevel de ser acessado pela margem Na imagem

H2 satildeo exibidos muitos bancos de areia o do local onde foi marcado o ponto XII tem pequena

extensatildeo Nota-se ainda que o mar exibe uma coloraccedilatildeo azul clara indicando carga

sedimentar suspensa

A imagem H3 conteacutem uma grande acumulaccedilatildeo no ponto XII e carga suspensa

intermediaacuteria pelo tom de azul natildeo ser tatildeo escuro nem tatildeo claro ficando mais escuro em

direccedilatildeo ao mar

Na parte visiacutevel da imagem H5 percebe-se pouca profundidade do canal indicada pela

cor azul escuro com barras de sedimentos no curso e baixa carga suspensa A imagem H6

exibe a barra lateral e com dimensatildeo reduzida no meio do rio natildeo eacute possiacutevel distinguir

acumulaccedilotildees sazonais apenas as ilhas vegetadas

A imagem H7 exibe acumulaccedilatildeo no ponto XII e pequenas barras ao longo do curso

aleacutem de baixa carga suspensa mostradas pela coloraccedilatildeo azul escuro A imagem H8 eacute de um

periacuteodo de cheia do rio no entanto eacute observado um pequeno banco de areia no local do ponto

XII

Nota-se que na imagem H9 a carga sedimentar no mar eacute maior que nas imagens

anteriores devido agrave pluma de sedimentos de cor azul clara e que aparentemente o rio estaacute

mais raso proacuteximo agrave desembocadura devido as barras no seu curso serem maiores que nos

anos anteriores Sendo a carga suspensa baixa e como o mar conteacutem uma pluma sedimentar

maior que nos anos anteriores o processo de transporte que pode estar ocorrendo

pode ser o de traccedilatildeo com posterior retrabalhamento

Todas as amostras foram obtidas a jusante da barragem da Usina Hidreleacutetrica de

Aimoreacutes Com a anaacutelise dos sedimentos de acordo com a metodologia citada anteriormente

foram obtidos os resultados que seratildeo expostos a seguir

O arredondamento observado nas amostras varia de anguloso a sub anguloso nas

amostras obtidas ateacute o ponto 8 os seguintes passam a apresentar o grau sub anguloso a

arredondado raramente bem arredondado A mineralogia apresentou predominacircncia de

quartzo variando entre 95 a 97 das amostras devido a este fato natildeo foram

caracterizados com detalhe os outros minerais que compunham as amostras sendo

observados micas muscovita biotita lepidolita granada epidoto e minerais ferrosos como

ilmenita e magnetita Tais minerais satildeo compatiacuteveis com as rochas da regiatildeo o que jaacute era

esperado

Os paracircmetros adotados para interpretaccedilatildeo dos dados foram os de FOLK E WARD

(1957) citados por BLOTT E PYE (2001) no software GRADISTAT pois satildeo formas

descritivas que se relacionam com as caracteriacutesticas dos sedimentos ao inveacutes de valores

numeacutericos obtidos puramente por caacutelculos matemaacuteticos O resultado das anaacutelises eacute o exibido

no Quadro 2

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

81

Figura 7 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a

hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)

Figura 8 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a

hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

82

Quadro 2 - Resultados obtidos a partir do software GRADISTAT Fonte Autores

Amostra Granulometria

Mediana Selecionamento Assimetria Curtose

I Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado Assimetria Negativa

Extremamente

Leptocuacutertica

II Areia Meacutedia

Moderadamente

Selecionado

Assimetria Muito

Negativa Leptocuacutertica

III Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado Assimetria Negativa Mesocuacutertica

IV Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado Assimetria Negativa

Extremamente

Leptocuacutertica

V Areia Grossa

Pouco

Selecionado

Assimetria Muito

Positiva Mesocuacutertica

VI Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Mesocuacutertica

VII Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado

Assimetria Muito

Positiva Paticuacutertica

VIII Areia Meacutedia

Moderadamente

Selecionado Simeacutetrico Platicuacutertica

IX Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica

X Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica

XI Areia Grossa

Pouco

Selecionado

Assimetria Muito

Positiva Leptocuacutertica

XII Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica

A assimetria eacute o grau de desvio de uma curva no sentido horizontal podendo esse

desvio ser positivo ou negativo medindo a distribuiccedilatildeo da frequecircncia e marca a posiccedilatildeo da

meacutedia em relaccedilatildeo agrave mediana descrevendo se a curva eacute ou natildeo simeacutetrica Sendo assimeacutetrica

pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado das fraccedilotildees grossas ou das finas

podendo ser negativa ou positiva respectivamente (TAVARES et al 2010)

Esse padratildeo de distribuiccedilatildeo das granulometrias areia meacutedia com assimetria negativa

ateacute a amostra IV indica que os depoacutesitos foram mais retrabalhados talvez porque se

encontram em porccedilotildees de acumulaccedilotildees de sedimentos com maior porte o que as torna

naturalmente mais retrabalhaacuteveis Jaacute os padrotildees das amostras pouco selecionadas satildeo

depoacutesitos de menores dimensotildees e podem estar em processo de formaccedilatildeo Ou entatildeo foram

erodidos no uacuteltimo pulso de cheia e estatildeo em processo de reformulaccedilatildeo Esse conceito eacute

explicado em NICHOLS (2007) sendo o padratildeo deposicional de um rio entrelaccedilado

A anaacutelise da curtose reforccedila tal argumento pois quanto mais platicuacuterticas as

distribuiccedilotildees os sedimentos tendem a ser misturas de populaccedilotildees diferentes e quando

leptocuacuterticas satildeo afetados por correntes de fundo ou algum evento deposicional que

removeu alguma fraccedilatildeo Os que estatildeo mesocuacuterticos natildeo fornecem consistecircncia para

afirmaccedilatildeo alguma assim como observado por Tavares et al(2010) em um contexto

semelhante

Proacuteximo a represa no ponto II observam-se gratildeos em fraccedilotildees denominadas por FOLK

E WARD (1957) como cascalho muito grosso sendo um ambiente de alta energia pois

quando as comportas satildeo abertas liberam toda energia potencial que estava acumulada

diminuindo gradativamente conforme vatildeo sendo fechadas causando a deposiccedilatildeo destes

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

83

sedimentos que tem o caraacuteter bem arredondado em sua maioria tal fato indica seu

retrabalhamento e transporte por rolamento

No ponto IV ao cavar poucos centiacutemetros a partir da superfiacutecie eacute possiacutevel observar

estratificaccedilatildeo cruzada de baixo acircngulo com um niacutevel de minerais pesados tornando-a mais

visiacutevel tal fato indica deposiccedilatildeo de material em suspensatildeo

Na cidade de Colatina observam-se largos bancos de areia que estreitam o rio no

ponto amostral VI

No bairro Bebedouro em Linhares Ponto IX foi observado na margem do rio um

padratildeo deengrossamento para o topo com seixos imbricados ou seja mostram-se aqui as

fraccedilotildeesmais finas na base e um evento que depositou estes sedimentos mais grosseiros por

traccedilatildeo devido ao seu imbricamento

Proacuteximo agrave foz do rio eacute encontrado um niacutevel de minerais pesados finos

Tais niacuteveis de finos satildeo encontrados junto com a amostra XII que predomina a

granulometria grossa o graacutefico da distribuiccedilatildeo nesta amostra tem assimetria positiva ou seja

a tendecircncia para fraccedilotildees menores Analisando o caraacuteter muito leptocuacutertico da amostra

evidencia-se que foram eventos deposicionais distintos que trouxeram tais sedimentos para

este local Fator indicativo das variaccedilotildees do gradiente energeacutetico do rio

CONCLUSAtildeO

As evidentes variaccedilotildees na dinacircmica fluvial do Doce satildeo visualizadas em diversas

escalas e conjunto de dados observados Seja nas imagens de sateacutelite seja nos bancos de areia

ora submersos ora emersos ainda quando se analisa as fraccedilotildees dos sedimentos presentes nos

mesmos

A maior presenccedila de sedimentos grosseiros na parte jusante do rio e sua tendecircncia a

afinar a fraccedilatildeo assimetria muito positiva eacute evidecircncia de uma perda de energia do rio que

devido sua alta energia tendia a carregar sedimentos mais grossos vem agora diminuindo seu

poder de transporte dessas fraccedilotildees e comeccedila a acumular material mais finoSeu caraacuteter de rio

entrelaccedilado anterior pode estar variando a um padratildeo anastomosado de menor energia

A construccedilatildeo de hidreleacutetricas em rios inegavelmente altera seus cursos A questatildeo a se

fazer nesse momento eacute a seguinte O dano causado ao rio gera benefiacutecios que compensa sua

degradaccedilatildeo A resposta eacute relativa gera benefiacutecios a quem Agraves empresas que lucram com a

venda da energia obviamente a resposta eacute sim Agrave populaccedilatildeo que depende e sempre dependeu

do rio para suas diversas atividades sejam quais forem a resposta evidentemente eacute natildeo

Esperamos que um dia a preservaccedilatildeo do meio ambiente seja a prioridade da sociedade ao

inveacutes dos lucros de alguns poucos indiviacuteduos

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sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Cachoeiro de Itapemirim ES

sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES

sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da

Sauacutede Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

89

Capiacutetulo 6

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

Rafael de Oliveira Costasup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3 Carlos

Henrique Rodrigues de Oliveira4

INTRODUCcedilAtildeO

Podemos caracterizar as zonas costeiras com base na sua localizaccedilatildeo geograacutefica

continente oceano Estas satildeo regiotildees sujeitas a contiacutenuas alteraccedilotildees morfodinacircmicas e

apresentam grande variabilidade temporal e espacial em funccedilatildeo dos processos continentais e

marinhos Evidenciando a dinacircmica erosiva e deposicional caracterizada pela accedilatildeo das ondas

mareacutes correntes costeiras e tambeacutem a accedilatildeo fluvial (SILVA et al 2004)

Essas accedilotildees movimentam continuamente as linhas de costa muitas vezes na mesma

direccedilatildeo mas frequentemente em direccedilotildees opostas Como resultado a forma da linha de costa

sofre alteraccedilotildees (WILLIAMS et al 1992)

Ambientes costeiros associados agrave foz de rios estatildeo sujeitos a constantes alteraccedilotildees

morfodinacircmicas originados tanto por processos fluviais como marinhos Areias e outros

materiais satildeo movidos para a praia ou fora dela por correntes e ondas Com isso os

movimentos sazonais dos materiais costeiros criam usualmente amplas praias no veratildeo

substituiacutedas por estreitas praias no inverno em um verdadeiro ciclo anual Durante a accedilatildeo das

mareacutes de tempestades vaacuterias aacutereas podem ser inundadas em questatildeo de horas

Sendo assim conhecer os agentes que atuam na variaccedilatildeo morfodinacircmica levando em

consideraccedilatildeo o espaccedilo-tempo das diferentes regiotildees costeiras eacute de suma importacircncia

principalmente para esse estudo que eacute associado a desembocadura do rio pois dessa forma eacute

possiacutevel estabelecer cenaacuterios com base no comportamento desse ambiente que deve ser

utilizado como fator para o planejamento do uso e ocupaccedilatildeo do solo e tambeacutem para o

desenvolvimento de projetos de engenharia que venham a interferir na dinacircmica sedimentar

costeira (SILVA et al 2004)

Com base no exposto este trabalho tem como objeto de estudo principal a constituiccedilatildeo

e a variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo associado agrave foz do rio Itapemirim Este estudo

tem como base a anaacutelise histoacuterica das variaccedilotildees morfoloacutegicas ocorridas no local e sua relaccedilatildeo

com a descarga liacutequida do rio que seraacute feita por meio de anaacutelises de imagens em uma seacuterie

temporal Aleacutem de contar com a anaacutelise da atual contribuiccedilatildeo do aporte de sedimentos

fluviais na constituiccedilatildeo e variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo que seraacute feito por meio de

anaacutelise sedimentoloacutegicas

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

O Rio Itapemirim tem suas nascentes mais distantes localizadas na Serra do Caparaoacute

formadas pelos rios Braccedilo Norte Esquerdo e Braccedilo Norte Direito que se unem no municiacutepio

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

90

de Alegre Mais a jusante as aacuteguas do Itapemirim recebem contribuiccedilatildeo do rio Castelo no

distrito de Coutinho municiacutepio de Cachoeiro de Itapemirim O uacuteltimo grande afluente antes

da desembocadura no Oceano Atlacircntico eacute o Rio Muqui que junta-se ao Itapemirim no

municiacutepio de Itapemirim desaguando na altura de Marataiacutezes no Espiacuterito Santo

A aacuterea de trabalho localiza-se entre as coordenadas UTM E 308000 m e N 7682000

m E 320000 m e N 7682000 m E 320000 m e N 7672000 m E 308000 m e N 7672000

m (Figura 1)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo Fonte Autores

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL

SENSORIAMENTO REMOTO

O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave

distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais Tais

dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos de

onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos (FIGUEIREDO

2005) Um exemplo eacute o sateacutelite Landsat que utiliza os sensores instalados na oacuterbita e capta

sete bandas espectrais

Essas bandas podem estar associadas aos canais RGB (red - vermelho green - verde e

blue - azul) que satildeo utilizadas para obter um realce de uma determinada feiccedilatildeo formando a

composiccedilatildeo colorida De acordo com INPE (2011) no sistema RGB as bandas 5 4 e 3 do

sensor TM quando combinadas mostram mais claramente os limites entre o solo e a aacutegua

com a vegetaccedilatildeo natildeo tatildeo evidente aparecendo em tonalidades de verde e rosa

Em um estudo no rio Araguaia localizado na porccedilatildeo Centro-Oeste do Brasil Morais

(2008) analisou uma seacuterie temporal com imagens do Landsat 5 com o intuito de verificar a

alteraccedilatildeo da dinacircmica fluvial utilizando as bandas 5 4 e 3 do sensor TM e com isso pode

verificar a evoluccedilatildeo do canal do rio com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da

evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

91

PROCESSAMENTO E INTERPRETACcedilAtildeO DE IMAGENS

Para que se consiga interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-

processamento entre elas podemos citar o georreferenciamento e o contraste O contraste eacute

feito para que ocorra uma melhor visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons de cinza

atraveacutes da modificaccedilatildeo do histograma original formando outro que iraacute manter a mesma

variaccedilatildeo entre os tons de cinza poreacutem com uma melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al

1984)

O georreferenciamento eacute o processo de atribuir coordenadas geograacuteficas a pontos na

imagem ou vetor como por exemplo uma feiccedilatildeo de faacutecil observaccedilatildeo e identificaccedilatildeo nas duas

imagens e que tenha coordenada conhecida para se aplicar a teacutecnica de registro de imagem ou

ainda utilizando pontos de controle (CAMPBELL 2002)

MEacuteTODO GPR

O meacutetodo de radar de penetraccedilatildeo no solo (GPR) eacute um meacutetodo eletromagneacutetico que

consiste em obter uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie atraveacutes da transmissatildeo e

reflexatildeo de ondas eletromagneacuteticas de altas frequecircncias (10 ndash 1000 MHz) para localizar

feiccedilotildees geoloacutegicas rasas ou objetos enterrados pelo homem O princiacutepio fiacutesico e a

metodologia de aquisiccedilatildeo de dados GPR satildeo semelhantes agrave teacutecnica de reflexatildeo siacutesmica e a

teacutecnica de sonar poreacutem o GPR fundamenta-se na transmissatildeo e reflexatildeo de ondas

eletromagneacuteticas (EM) (PORSANI 1999)

O equipamento de GPR (Figura 2) eacute composto de um par de antenas um gerador de

ondas eletromagneacuteticos antena transmissora e um sistema para registro destas ondas a antena

receptora Uma das antenas eacute usada para transmitir um sinal eletromagneacutetico atraveacutes da

subsuperfiacutecie ao passo que a outra capta estes sinais apoacutes a sua reflexatildeo por diferentes alvos

no subsolo A propagaccedilatildeo do sinal EM depende da frequecircncia do sinal transmitido e das

propriedades eleacutetricas dos materiais as quais dependem principalmente do conteuacutedo de aacutegua

presente no solo Topp (1980 citado por BORGES 2002) sendo a atenuaccedilatildeo do sinal da

onda EM proporcional ao conteuacutedo de aacutegua Quando o pulso transmitido encontra mudanccedilas

abruptas nas propriedades dieleacutetricas parte da energia eacute refletida e difratada sendo captada

em superfiacutecie pela antena receptora A energia refletida eacute registrada em funccedilatildeo do tempo de

atraso amplificada e digitalizada atraveacutes de um computador posteriormente o resultado do

processamento dos dados disponibiliza uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie

(BORGES 2002)

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

92

Figura 2 - Constituintes baacutesicos do GPR Fonte Neal (2004)

CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL

Segundo Almeida (1977) a aacuterea estudada estaacute inserida regionalmente agrave leste da

Proviacutencia Mantiqueira que eacute paralela agrave costa atlacircntica do sudeste e sul do Brasil delineando

uma faixa de direccedilatildeo NE-SW com mais de 3000 km de comprimento que se estende do sul

da Bahia ateacute o Uruguai Localizada a leste do Craacuteton Satildeo Francisco aleacutem de fazer limite com

as proviacutencias Tocantins Satildeo Francisco e Paranaacute e eacute bordejada ao leste pela margem

continental e pelas bacias costeiras do Espiacuterito Santo Campos Santos e Pelotas

O embasamento da Formaccedilatildeo Barreiras estudada compreende rochas do Complexo

Paraiacuteba do Sul que de acordo com RADAMBRASIL (1983) constitui gnaisses de idade

Neoproterozoacuteica Estas rochas fazem contato com o Complexo Juiz de Fora que

constituemrochas de origem iacutegnea representadas por granitos gabros e charnockitos datadas

do Paleoproterozoacuteico

Sobre este embasamento depositam-se na regiatildeo os sedimentos Cenozoacuteicos

continentais classificado por Amador (1982) como Grupo Barreiras e devido a seus estudos

permitiu uma individualizaccedilatildeo de uma unidade lito-estratigraacutefica com idade Neoacutegena

Na Figura 3 estaacute evidenciando a aacuterea de estudo no mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo

podendo observar duas litologias diferentes na aacuterea demarcada que fica bem evidenciado na

Figura 4

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

93

Figura 3 - Mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo abrangendo a aacuterea investigada neste

estudoFonte Adaptado de Bizzi et al (2013)

Figura 4 - Coluna litoestratigraacutefica do Espiacuterito Santo com ecircnfase nas litologias presente na

aacuterea Fonte Adaptado de Bizzi et al (2013)

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

94

GRUPO BARREIRAS

O Grupo Barreiras foi agrave primeira unidade estratigraacutefica documentada no Brasil

ocorrendo ao longo do litoral brasileiro desde o Rio de Janeiro ateacute o estado do Amapaacute

recobrindo depoacutesitos sedimentares do mesozoacuteicos de diversas bacias costeiras (BEZERRA et

al 2005)

Os estudos sobre os depoacutesitos correspondentes ao Barreiras foram empregados pela

primeira vez quando Branner (1902 citado por AMADOR 1982) fez a primeira referecircncia a

esta unidade caracterizando-a como ldquouma sucessatildeo contiacutenua de sedimentos pouco ou natildeo

consolidados presentes na costa nordestinardquo

De acordo com Arai (2006) a regularidade no modo de ocorrecircncia e na caracteriacutestica

litoloacutegica eacute incompatiacutevel com a origem continental utilizada tradicionalmente para

caracterizar a origem do Barreiras o que constitui um misteacuterio sua procedecircncia pela

existecircncia de estudos com evidecircncias que revelam seu caraacuteter marinho da mesma forma que

a idade do Grupo Barreiras tem sido motivo de muita controveacutersia entre diversos autores em

funccedilatildeo de seu pobre conteuacutedo fossiliacutefero a sua vasta distribuiccedilatildeo e variaccedilatildeo espacial Na

literatura mais antiga a idade variava de Oligo-mioceno a Plioceno Segundo Bezerra et al

(2005) a idade da Formaccedilatildeo Barreiras tem sido atribuiacuteda ao intervalo de tempo que varia do

Mioceno ateacute o Plioceno-Pleistoceno

Recentemente Arai (2006) subdividiu o Grupo Barreiras em duas unidades distintas de acordo

com seus periacuteodos de deposiccedilatildeo Barreiras Inferior e Superior

A unidade Barreiras Inferior representa a eacutepoca em que a margem continental

brasileira recebia depoacutesitos duratte a transgressatildeo ocorrida no intervalo Aquitaniano ndash

Serravaliano (Eomioceno a Mesomioceno) acumulando uma grande quantidade de

sedimentos nas aacutereas hoje emersas do continente Esses depoacutesitos transgressivos e de mar alto

satildeo reconhecidos sob a forma de unidades litoestratigraacuteficas quase contiacutenuas ou em formas

mais isoladas tendo sido sedimentados principalmente na regiatildeo litoracircnea que atualmente se

estende da Foz do Amazonas ao estado do Rio de Janeiro onde o relevo plano teria

propiciado o avanccedilo do onlap para continente adentro (ARAI 2006)

Uma discordacircncia erosiva Tortoniana (Mioceno) delimita a interface entre as duas

Unidades distintas A discordacircncia representa uma queda eustaacutetica provocada por um periacuteodo

de glaciaccedilatildeo no Neoacutegeno sendo identificada em seccedilotildees siacutesmicas onde eacute reconhecida como

ldquoMarco Cinzardquo A idade Tortoniana foi atribuiacuteda atraveacutes da dataccedilatildeo de nanofoacutesseis Discoaster

hamatus (N-630) e D neorectus (N-635) Viana et al (1990 citado por ARAI 2006)

A unidade Barreiras Superior foi depositada durante o Plioceno que de acordo com as

curvas eustaacuteticas propostas por Haq Hardenbol e Vail (1987 citado por ARAI 2006) teria

ocorrido uma nova transgressatildeo e muitas das aacutereas erodidas receberam uma nova cobertura

sedimentar constituindo o ldquoBarreiras Superiorrdquo

CARACTERIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO

A aacuterea de estudo apresenta topografia variando de suavemente ondulada a plana

sendo que 84 de suas aacutereas possuem declividade abaixo de 30 O tipo de solo

predominantemente eacute o latossolo vermelho amarelo distroacutefico com fertilidade variando de

meacutedia a baixa textura areno-argilosa apresentando pH em torno de 50 com baixos teores de

mateacuteria orgacircnica exigentes em complementaccedilatildeo de fertilizantes e correccedilatildeo de solos A

temperatura meacutedia anual eacute de 22ordm C ficando as maacuteximas entre 28ordm C e 30ordm C enquanto que as

miacutenimas giram em torno de 15ordm C O litoral capixaba possui um regime micromareal (micro-

mareacute) cuja amplitude de mareacute segundo DHN (1994) varia de 140 m a 150 m atingido

durante a mareacute de siziacutegia a amplitude de cerca de 170 m O clima eacute quente poreacutem

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95

amenizado pelas fortes brisas marinhas A meacutedia anual de precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica situa-se

em torno de 900 mm (ALBINO 1999)

METODOLOGIA

Os materiais cartograacuteficos utilizados para processamento dos dados deste trabalho satildeo

provenientes do Geobases (2002) e compreendem curva de niacutevel drenagem limites e vias

de acesso

As imagens Landsat e RapidEye foram retiradas do endereccedilo eletrocircnico do INPE e do

MMA (Ministeacuterio do Meio Ambiente) respectivamente

O processamento dos dados foi realizado por meio do software Arcgis 103 e Spring

526 Os dados estatiacutesticos foram gerados pelo software Gradstat e os perfis do GPR foram

processados pelo programa Reflex

O GPS de navegaccedilatildeo foi utilizado como uma ferramenta para identificaccedilatildeo dos pontos

no campoUtilizou-se ainda um GPS topograacutefico para georreferenciamento das seccedilotildees de

GPR

OBTENCcedilAtildeO DAS IMAGENS DE SATEacuteLITE

O trabalho foi realizado a partir de imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 sensor TM e de

imagens do sateacutelite RapidEye no periacuteodo de 2001 agrave 2014 sendo analisadas anualmente

Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem das mesmas

estaccedilotildees do ano para natildeo influenciar na anaacutelise de deposiccedilatildeo dos sedimentos por conta da

diferenccedila de quantidade de partiacuteculas que podem ser carreadas nos momentos de chuva e de

seca

PROCESSAMENTO DAS IMAGENS

As imagens Landsat tiveram que passar por preacute-processamento em ambiente de

Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu em georreferenciaacute-las utilizando

como paracircmetro de comparaccedilatildeo as imagens RapidEye aplicaccedilatildeo de contraste linear

aumentando linearmente os tons de cinza no entanto mantendo a proporccedilatildeo original Este

procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5 4 e 3 Sendo muito semelhante a

metodologia aplicada por Mohamed (2012)

Foi feita uma composiccedilatildeo RGB-543 das imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 para

auxiliar na interpretaccedilatildeo

ETAPA DE CAMPO

Foram observados nas imagens os locais de mais faacutecil acesso para coleta dos

sedimentos (Figura 5) que foram coletados com auxiacutelio de uma paacute e foram armazenados em

sacos plaacutesticos para posterior anaacutelise granulomeacutetrica Os locais de coleta foram marcados com

o GPS (Global Positioning System) de navegaccedilatildeo (Tabela 1)

Com o auxiacutelio do GPR (Ground Penetrating Radar) foram levantados dados de sub-

superfiacutecie com dois tipos de antenas diferentes (200 e 400 MHz) e para uma melhor

amarraccedilatildeo dos dados estes foram coletamos atraveacutes de um DGPS (Differential Global

Positioning System) podendo assim observar como ocorreu o momento de sedimentaccedilatildeo do

local

Foram feitos dois perfis com o GPR em uma ilha que se conecta com a praia pelo

espigatildeo construiacutedo na desembocadura do rio esse equipamento foi utilizado nessa localidade

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

96

para que se tente observar a deposiccedilatildeo dos sedimentos na foz do rio Itapemirim e o DGPS foi

utilizado como uma ferramenta de auxiacutelio para uma maior confiabilidade das coordenadas

utilizadas

Figura 5 - Mapa de localizaccedilatildeo dos pontos visitados em campoFonte Autores

Tabela 1 - Coordenadas dos pontos de coleta de sedimentos Fonte Autores

Pontos Coordenadas E (m) Coordenadas N (m)

1A 1B 1C 312747 7676348

2 312030 7676004

3 308789 7675691

4 310453 7678553

ETAPA DE LABORATOacuteRIO

Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de

sedimentologia do Departamento de Geologia da UFES onde foram preparadas para as

seguintes anaacutelises textural e mineraloacutegica

A anaacutelise granulomeacutetrica foi feita atraveacutes do peneiramento das amostras com os dados

de peso de cada granulometria foi utilizado o software para observar estatisticamente o

resultado As anaacutelises texturais e mineraloacutegicas foram feitas a partir do peneiramento citado

acima e foram obtidas com o auxiacutelio da lupa

Os sedimentos foram colocados em um quarteador e obtidos no miacutenimo cinquenta

gramas de amostra pois segundo Folk (1980) eacute o miacutenimo necessaacuterio para anaacutelise de

sedimentos no grupo areia ou superior Foram colocados em uma placa de petri utilizando-se

uma placa para cada amostra Pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo com exatidatildeo de dois

diacutegitos Foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada placa e colocados

na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24 horas

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97

Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados

durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz no agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de

peneiras da marca Bertel 4800 2000 1200 500 250 125 74 37 microm que representam

respectivamente as classes cascalho fino cascalho muito fino areia muito grossa areia

grossa areia meacutedia areia fina areia muito fina segundo proposta de Wentworth (1922 citado

por BUI et al1990)

Os dados granulomeacutetricos obtidos foram processados em um programa de tratamento

estatiacutestico denominado ldquoGradstatrdquo desenvolvido por Blott e Pye (2001) que aproveita como

base de operaccedilatildeo o Microsoft Excel do Windows que calcula atraveacutes do peso alguns

paracircmetros como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo e curtose

Outro procedimento feito em laboratoacuterio foi o traccedilado das linhas de costa nos anos de

2001 a 2014 levando em consideraccedilatildeo a metodologia proposta por Aparecida et al (2011)

poreacutem com uma pequena diferenccedila pois no trabalho citado o ponto de referecircncia para

calcular a distacircncia ateacute a linha de costa era um maciccedilo rochoso que praticamente natildeo alterou

durante o tempo das imagens e jaacute nesse trabalho foi feito atraveacutes de um ponto com

coordenada coletada pelo DGPS (Ponto Base) com coordenadas E 311637 m N 7676929 m

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

DADOS OBTIDOS A PARTIR DAS IMAGENS

Na Figura 6 podemos ter uma visatildeo ampla de todas as linhas de costa marcadas na

seacuterie multitemporal proposta e no graacutefico apresentado na Figura 7 podemos analisar de forma

mais detalhada essa variaccedilatildeo

Observando a Figura 6 podemos observar uma diminuiccedilatildeo da linha de costa no ano de

2001 ateacute 2002 sendo provavelmente um periacuteodo de ressaca do mar pelo fato de ser um

intervalo de tempo muito pequeno poreacutem logo apoacutes foi observado uma progradaccedilatildeo nos anos

de 2002 agrave 2003 Posteriormente ocorreu um momento de estabilidade dessa linha de costa

tendo em vista que a taxa de deposiccedilatildeo e erosatildeo se mantiveram praticamente igualadas sendo

a variaccedilatildeo entre elas muito pequena podendo observar esse padratildeo ateacute o ano de 2007 e nos

anos seguintes obteve um padratildeo retrogradacional na linha de costa ateacute o ano de 2014

Os padrotildees de variaccedilatildeo da linha de costa observados nos graacuteficos da Figura 7 nos

indicam iacutendices de maior e menor sedimentaccedilatildeo do rio pois nos momentos de menor taxa de

fluxo sedimentar a corrente costeira era mais atuante e com isso causava erosatildeo fazendo com

que ocorresse uma retrogradaccedilatildeo da linha de costa e nos momentos em que o rio apresentava

maior descarga sedimentar no oceano a corrente costeira natildeo era tatildeo atuante pois a razatildeo

deposiccedilatildeo por erosatildeo era maior

Esse resultado de variaccedilatildeo da linha de costa foi diferente do encontrado por Deina et

al (2011) pois no trabalho em questatildeo soacute obteve o momento de retrogradaccedilatildeo do cordatildeo

litoracircneo

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

98

Figura 6 - Mapa de evoluccedilatildeo da linha de costa do Rio Itapemirim Fonte Autores

Figura 7 - Graacutefico de variaccedilatildeo da linha de costa para a seacuterie multitemporal no periacuteodo

de 2001 a 2014 Fonte Autores

DADOS OBTIDOS A PARTIR DOS SEDIMENTOS

O resultado das anaacutelises do Gradistat estaacute exibido no Quadro 1 Com base nele

podemos observar que o selecionamento de todas as amostras variou de moderadamente

selecionado a muito bem selecionado Foi observado na lupa que os gratildeos se apresentaram

subangulosos arredondados e bem arredondados Com relaccedilatildeo a granulometria das amostras

todas tiveram o predomiacutenio de areia poreacutem a amostra 1B apresentou maior proporccedilatildeo de

areia grossa e as demais amostras apresentaram um maior teor de areia meacutedia

A mineralogia em questatildeo eacute predominantemente quartzo contendo algumas micas

(moscovitas e biotitas) granada e magnetita As amostras natildeo apresentaram uma grande

diferenccedila mineraloacutegica o que mudou foi em relaccedilatildeo a proporccedilatildeo de minerais pesados pois

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

99

quanto mais longe da desembocadura do rio mais esses minerais se apresentavam em maior

quantidade

Os histogramas das amostras satildeo a representaccedilatildeo graacutefica dos dados matemaacuteticos

gerados pelo software Gradstat (Figura 8)

A assimetria expressa o enriquecimento da distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica em partiacuteculas

grosseiras ou em partiacuteculas finas indicando o quanto a curva se afasta da distribuiccedilatildeo normal

(DIAS 2004) Sendo assimeacutetrica pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado

das fraccedilotildees grossas ou das finas podendo ser negativa ou positiva respectivamente

(TAVARES et al 2010)

Quadro 1 - Resultados obtidos a partir do software Gradistat Fonte Autores

Amostras Granulometria

mediana

Selecionamento Assimetria Curtose

1A Areia Meacutedia Moderadamente

selecionado

Assimetria

muito

positiva

Extremamente

Leptocuacutertica

1B Areia Grossa Muito bem

selecionado

Assimetria

positiva

Muito

Leptocuacutertica

1C Areia Meacutedia Moderadamente

selecionado

Assimetria

muito

positiva

Muito

Platicuacutertica

2 Areia Meacutedia Moderadamente

selecionado

Assimetria

positiva

Muito

Leptocuacutertica

3 Areia Meacutedia Moderadamente

bem selecionado

Assimetria

negativa

Leptocuacutertica

4 Areia Meacutedia Moderadamente

bem selecionado

Assimetria

muito

negativa

Platicuacutertica

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

100

Figura 8 - Histogramas gerados pelo software Gradstat a) Amostra 1A b) Amostra

1B c) Amostra 1C d) Amostra 2 e) Amostra 3 f) Amostra 4 Fonte Autores

DADOS OBTIDOS DO GPR

Foram feitas duas seccedilotildees quase perpendicular para a passagem do GPR (Figura 9) e

utilizadas dois tipos de antenas em cada seccedilatildeo sendo elas a de 200 e 400 MHz podendo uma

alcanccedilar maior profundidade com menor detalhe e a outra uma menor profundidade com

maior detalhe respectivamente As figuras 10 e 11 e 12 e 13 correspondem a mesma seccedilatildeo

Figura 9 - Mapa de localizaccedilatildeo dos perfis de GPR Fonte Autores

Primeira seccedilatildeo de NW-SE com 50 metros de comprimento

Coordenada inicial E 312699 m N 7676341 m

Coordenada final E 312749 m N 7676336 m

Sirgas - Zona 24S

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

101

Figura 10 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 1 Fonte Autores

Figura 11 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 1 Fonte Autores

Segunda seccedilatildeo de NE-SW com 50 metros de comprimento

Coordenada inicial E 312774 m N 7676349 m

Coordenada final E 312810 m N 7676384 m

Sirgas - Zona 24S

Figura 12 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 2 Fonte Autores

Figura 13 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 2 Fonte Autores

No perfil 1 tanto nos resultados da antena de 400 MHz quanto da antena de 200

MHz eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees cruzadas acanaladas na porccedilatildeo mais agrave esquerda Na

parte central evidenciada por um ciacuterculo observa-se uma falha na imagem podendo ser uma

porccedilatildeo mais argilosa e na parte mais agrave direita conteacutem hipeacuterboles claras que podem ser tubos

enterrados e um leve basculamento das camadas podendo ser remobilizaccedilatildeo do material

No perfil 2 eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees plano-paralela e uma porccedilatildeo com

atenuaccedilatildeo do sinal podendo ser uma regiatildeo mais argilosa Sendo observado todas as feiccedilotildees

tanto na antena de 400 MHz quanto na antena de 200 MHz poreacutem melhor evidenciado as

estratificaccedilotildees plano-paralelas no perfil gerado pela antena de 200 MHz

Com os perfis de GPR foi possiacutevel reafirmar as anaacutelises feitas pelo gradistat que

juntamente com a areia granulometria encontrada em maior proporccedilatildeo ainda existem

granulometrias mais finas provavelmente sendo argilas pelo fato da atenuaccedilatildeo das ondas

eletromagneacuteticas emitidas pelo GPR

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

102

CONCLUSAtildeO

A partir das imagens Landsat e RapidEye utilizadas para fazer a variaccedilatildeo da linha de

costa foi possiacutevel observar que a retrogradaccedilatildeo ou progradaccedilatildeo depende muito do fluxo de

sedimentos do rio com isso eacute possiacutevel supor que nos anos que tiver muita chuva

provavelmente ocorreraacute um maior carreamento de sedimentos em direccedilatildeo ao mar e com isso

aumentaraacute a taxa de deposiccedilatildeo e nos anos de seca com poucas chuvas provavelmente a

erosatildeo costeira seraacute mais intensa

Nos anos de 2001 a 2014 foi observado uma variaccedilatildeo de 437 ateacute 554 metros da linha

de costa o que indica ser uma aacuterea muito dinacircmica e sensiacutevel a mudanccedilas naturais

De acordo com as anaacutelises sedimentoloacutegicas foi possiacutevel observar que quanto mais

proacuteximo da desembocadura do rio menor a energia do fluxo sendo evidenciado pelo aumento

de sedimentos finos e um melhor selecionamento

A seccedilatildeo de GPR mostrou que pode ter uma variaccedilatildeo dos sedimentos indicando

presenccedila de mais finos atenuando o sinal na porccedilatildeo mais argilosa e mostrando que de acordo

com a seccedilatildeo mostrada pode-se observar estratificaccedilotildees cruzadas ou plano-paralela indicando a

direccedilatildeo da sedimentaccedilatildeo

As metodologias aplicadas se mostraram eficientes pois foi possiacutevel obter os dados e

tirar interpretaccedilotildees sobre a aacuterea de estudo Este estudo poderia ter sido mais detalhado e talvez

ser melhor entendido com anaacutelise dos efeitos que a construccedilatildeo do espigatildeo na desembocadura

do rio pode causar para o meio em questatildeo pois com essa construccedilatildeo os sedimentos natildeo

conseguem ser depositados em forma de delta ficando todo detido na desembocadura

podendo vir a diminuir a lacircmina drsquoaacutegua e posteriormente causar ateacute efeitos mais severos

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1999

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ROSSETTI D de F Ambientes costeiros Geomorfologia Conceitos e Tecnologias Atuais

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Page 8: GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICAÇÕES

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Doutorando em Geologia Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES

9

Capiacutetulo 1

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

Daniel Andrade Mirandasup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2

INTRODUCcedilAtildeO

Segundo Santos (2012) somente com o desenvolvimento de tecnologias espaciais

modernas incluindo os sateacutelites artificiais que se tornou possiacutevel visualizar a Terra a partir da

coleta de dados e da aquisiccedilatildeo de imagens da sua superfiacutecie os dados adquiridos de forma

remota por sateacutelites artificiais auxiliam no diagnoacutestico sobre as implicaccedilotildees ambientais

econocircmicas sociais poliacuteticas e culturais com relaccedilatildeo agrave ocupaccedilatildeo dos espaccedilos urbanos

ajudando no planejamento soacutecio econocircmico-ambiental sustentaacutevel e servindo de base para o

desenvolvimento e realizaccedilatildeo de projetos associados agraves atividades humanas como por

exemplo no planejamento urbano

Gottdiener (1993) define que a materializaccedilatildeo do desenvolvimento contiacutenuo do

capitalismo eacute o formato do espaccedilo urbano assim os traccedilos distintivos da morfologia espacial

urbana estatildeo diretamente relacionados com as mudanccedilas estruturais na organizaccedilatildeo social

Entatildeo para compreender o espaccedilo urbano ou a cidade precisamos estudar e analisar a forma

urbana e seu crescimento como subsiacutedios agraves poliacuteticas de planejamento Estudos mostram que

o crescimento das cidades eacute um processo dinacircmico muitas vezes ocorrendo em aacutereas natildeo

adequadas mostrando que o crescimento da mancha urbana eacute usualmente natildeo planejado

(NAGARATHINAM et al 1988)

Devido agrave forma na qual a expansatildeo urbana ocorre no tempo e no espaccedilo o

crescimento urbano pode gerar problemas ambientais ligados agrave contaminaccedilatildeo hiacutedrica

formaccedilatildeo de ilhas de calor ocupaccedilatildeo de aacutereas inadequadas para assentamentos humanos

degradaccedilatildeo da paisagem dentre outros (FUCKNER 2006)

Segundo Costa e Alves (2005) para monitoramentodas aacutereas urbanas eacute necessaacuterio

possuir conhecimento atualizado sobre a distribuiccedilatildeo espacial da populaccedilatildeo Este

conhecimento eacute adquirido atraveacutes dos censos demograacuteficos e de mapas de densidade

demograacutefica que produzem avaliaccedilotildees quantitativas sobre elas e informam tambeacutem as

necessidades de infraestrutura

Na maior parte das cidades o crescimento populacional tem sido muito raacutepido e as

estruturas urbanas natildeo acompanharam esse crescimento que aleacutem de natildeo ser planejado pode

causar problemas como inundaccedilotildees deslizamento de encostas e desabamentos de construccedilotildees

A ocupaccedilatildeo urbana eacute atualmente tema de emergecircncia nacional portanto o

desenvolvimento de tecnologias que apoiem a gestatildeo estrateacutegica da ocupaccedilatildeo urbana eacute

interessante no acircmbito municipal estadual e federal

Neste contexto as geotecnologias tecircm sido utilizadas como uma ferramenta

importante para ajudar no planejamento urbano e na compreensatildeo da dinacircmica espacial e da

forma urbana

No municiacutepio de Alegre este problema eacute intensificado com a implantaccedilatildeo do programa de

expansatildeo da rede de Educaccedilatildeo Superior pelo MEC (Ministeacuterio da Educaccedilatildeo) que teve iniacutecio

em 2003 e posteriormente com a implementaccedilatildeo do REUNI (Restauraccedilatildeo e Expansatildeo das

Universidades Federais) em 2011 Com esses programas o total de cursos oferecidos pelo

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

10

campus de Alegre subiu de quatro em 2002 para dezessete em 2011 aumentando

consideravelmente o fluxo de populaccedilatildeo moacutevel no municiacutepio Podemos citar ainda os

estudantes da FAFIA (Faculdade de Filosofia Ciecircncias e Letras de Alegre) e o IFES (Instituto

Federal do Espiacuterito Santo) que assim como na UFES (Universidade Federal do Espiacuterito

Santo) tem sua demanda de populaccedilatildeo moacutevel condicionando uma urbanizaccedilatildeo forccedilada em

funccedilatildeo da demanda crescente por habitaccedilatildeo

O presente trabalho propotildee a realizaccedilatildeo de um estudo sobre a ocupaccedilatildeo urbana na sede

do Municiacutepio de Alegre-ES utilizando teacutecnicas de sensoriamento remoto e imagens do

sateacutelite Landsat sensor TM 5 atraveacutes de anaacutelise multitemporal para verificaccedilatildeo do avanccedilo do

crescimento urbano ao longo de 26 anos

LOCALIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO

O municiacutepio de Alegre estaacute localizado na regiatildeo sudeste do Brasil no Sul do Estado

do Espiacuterito Santo englobando as comunidades de Santa Maria Varjatildeo da Cotia Alegre

Vargem Alegre Aacutegua Limpa Vinagre Capim Feliz Lembranccedila Bosque Rive Cafeacute

PlacaSatildeo Francisco Satildeo Joatildeo do Norte e Coacuterrego do Meio e tendo como municiacutepios

limiacutetrofes Muniz Freire a Norte Castelo Cachoeiro de Itapemirim e Jerocircnimo Monteiro a

Leste Mimoso do Sul e Satildeo Joseacute do Calccedilado a Sul e Guaccediluiacute e Ibitirama a Oeste

A aacuterea de estudo proposta para este trabalho consiste no periacutemetro urbano da sede do

Municiacutepio de Alegre como pode ser visto na Figura 1

O Acesso ateacute a capital Vitoacuteria pode ser feito pela ES-482 ateacute Cachoeiro de Itapemirim

depois segue pela BR-101 Sul ateacute Vitoacuteria Ou ainda pela ES-482 ateacute Duas Barras ES-166 de

Duas Barras ateacute Venda Nova do Imigrante e BR-262 ateacute Vitoacuteria

Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo sobreposta agrave ortofoto Fonte IEMA (2007)

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

11

Segundo Rosa (2003) podemos definir o sensoriamento remoto como sendo a forma

de obter informaccedilotildees de um objeto sem que haja contato fiacutesico com o mesmo utilizando-se a

radiaccedilatildeo eletromagneacutetica gerada por fontes naturais como o Sol e a Terra ou por fontes

artificiais como por exemplo o RadarO sensoriamento remoto teve destaque no Brasil a

partir da deacutecada de 1960 com a criaccedilatildeo do Projeto RADAMBRASIL cujo objetivo era a

realizaccedilatildeo de um levantamento integrado dos recursos naturais do paiacutes a partir de imagens

Landsat (SOUZA 2008)

O Landsat foi colocado em oacuterbita em 1972 com o nome de ERTS-1 (Earth Resources

Techonological Satellite-1) teve inicialmente um desempenho significativo sendo

transformado na seacuterie Landsat Hoje o projeto Landsat eacute dedicado agrave observaccedilatildeo dos recursos

naturais da TerraSua oacuterbita desloca-se do Norte para o Sul sendo geocecircntrica circular quase

polar heliocecircntrica isto eacute o acircngulo Sol ndash Terra ndash Sateacutelite permanece constante o que garante

condiccedilotildees de iluminaccedilatildeo semelhantes na aacuterea imageada ao longo do ano (ROSA 2003)O

sensor TM (Thematic Mapper) do sateacutelite Landsat possui sete bandas com numeraccedilatildeo de 1 a

7 sendo que cada banda representa uma faixa do espectro eletromagneacutetico (BATISTELLA et

al 2004) O sateacutelite Landsat apresenta a caracteriacutestica de repetitividadepois ele imageia a

mesma aacuterea a cada 16 dias Suas cenas cobrem uma aacuterea de 34225 kmsup2 sendo a faixa

imageada de 185 x 185 km (INPE 2006)

Para utilizaccedilatildeo de imagens de sateacutelite com fins de classificaccedilatildeo recomenda-se o

processamento das mesmas O processamento digital de imagens (PDI) de acordo com Lima e

Rocha (2009) tem como objetivo fornecer ferramentas que facilitem a identificaccedilatildeo e

aextraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas imagens para posterior interpretaccedilatildeo Consiste na

manipulaccedilatildeo numeacuterica dos dados visando aumentar opotencial de discriminaccedilatildeo dos alvos

Segundo Novo (1989) o PDI pode ser dividido basicamente em Preacute-processamento Realce e

Classificaccedilatildeo

O Preacute-processamento eacute o primeiro passo do PDI e eacute considerado fundamental para

confiabilidade e uso correto das imagens de sateacutelite Nesta fase segundo Rosatti (2006) o

objetivo eacute adequar as imagens para serem utilizadas pelos usuaacuterios sendo aplicadas algumas

teacutecnicas de manipulaccedilatildeo como correccedilatildeo geomeacutetrica e restauraccedilatildeo

A correccedilatildeo geomeacutetrica e o georreferenciamento das imagens satildeo necessaacuterios devido a

distorccedilotildees que segundo o INPE (2006) satildeo causadas no processo de formaccedilatildeo da imagem

pelo sistema sensor e por imprecisatildeo dos dados de posicionamento da plataforma (aeronave

ou sateacutelite) De modo geral o georreferenciamento de imagens de sateacutelite eacute realizado por meio

de pontos de controle (PC) de referecircncia identificados na imagem original e em um sistema de

dados de referecircncia que possibilitem o ajustamento atraveacutes de modelos matemaacuteticos Os satildeo

feiccedilotildees passiacuteveis de identificaccedilatildeo na imagem e no terreno ou seja satildeo feiccedilotildees homoacutelogas

cujas coordenadas satildeo conhecidas na imagem e no sistema de referecircncia (INPE 2006)

Podemos obter PC atraveacutes de trecircs fontes por meio de mapas e cartas topograacuteficas oficiais

pela aquisiccedilatildeo de pontos em campo por sistema de posicionamento global (GPS) ou por meio

de imagens georreferenciadas do mesmo local A precisatildeo do georreferenciamento eacute medida

atraveacutes do caacutelculo do Erro Meacutedio Quadraacutetico ou Root Mean Square Error (RMS) que

pondera as diferenccedilas entre as coordenadas dos pontos de controle da imagem a ser ajustada e

da fonte de dados de referecircncia O valor do RMS deveraacute ser menor que 1 ou seja quanto

mais proacuteximo de 0 maior eacute a precisatildeo e menor eacute o erro (LIMA 2010) O caacutelculo eacute feito

utilizando a Equaccedilatildeo 1

RMSerror = [(x1 ndash xorg)sup2 + (y1 ndash yorg)sup2]12 (1)

x1 = Coordenada de linha calculada na imagem a ser ajustada

y1 = Coordenada de coluna calculada na imagem a ser ajustada

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

12

xorg = Coordenada original de linha do PC da fonte de referecircncia

yorg = Coordenada original de coluna do PC da fonte de referecircncia

A teacutecnica de restauraccedilatildeo tem por objetivo corrigir as distorccedilotildees do sensor oacuteptico no

processo de geraccedilatildeo das imagens A resoluccedilatildeo espacial das bandas 3 4 e 5 que eacute de 30

metros pode ser restaurada para ateacute 5 metros (RIOS ALMEIDA RIBEIRO 2010)A ideia de

restaurar uma imagem eacute reduzir o efeito de embaccedilamento da cena e obter uma imagem

realccedilada dado que os detalhes vistos na cena satildeo suavizados devido agraves limitaccedilotildees do sensor

Esta correccedilatildeo eacute realizada por um filtro linear e os pesos do filtro de restauraccedilatildeo satildeo obtidos a

partir das caracteriacutesticas do sensor e natildeo de forma empiacuterica como eacute feito no caso dos filtros

de realce tradicionais Neste caso o filtro eacute especiacutefico para cada tipo de sensor e banda

espectral Este tipo de processamento eacute recomendado para ser realizado sobre a imagem

original sem qualquer tipo de processamento tais como realce e filtragem que alterem as

caracteriacutesticas radiomeacutetricas da imagem Deve-se observar tambeacutem que natildeo eacute possiacutevel

processar uma imagem reamostrada jaacute que as caracteriacutesticas radiomeacutetrica e espacial da

imagem foram alteradas (INPE 2006)

Aleacutem das etapas do preacute-processamento de imagens digitais de sateacutelite existem outras que

utilizam teacutecnicas de realce com o objetivo de melhorar a qualidade visual e permitir uma

melhor interpretaccedilatildeo dos alvos nas imagens (IBGE 2001) As teacutecnicas utilizadas neste

trabalho foram Constraste Filtragem espacial e Composiccedilatildeo colorida

Segundo o INPE (2006) o contraste entre dois objetos pode ser definido como sendo a

razatildeo entre os seus niacuteveis de cinza meacutedios onde a manipulaccedilatildeo do contraste consiste numa

transferecircncia radiomeacutetrica em cada pixel (Picture Element ndash menor elemento num dispositivo

de exibiccedilatildeo ao qual eacute possiacutevel atribuir-se uma cor menor ponto que forma uma imagem

digital) tendo o objetivo de aumentar a discriminaccedilatildeo visual entre os objetos presentes na

imagem Realiza-se a operaccedilatildeo ponto a ponto independentemente da vizinhanccedila Entretanto

um exame preacutevio do histograma da imagem pode ser uacutetil O histograma de uma imagem

descreve a distribuiccedilatildeo estatiacutestica dos niacuteveis de cinza em termos do nuacutemero de amostras

(pixels) com cada niacutevel A distribuiccedilatildeo pode tambeacutem ser dada em termos da percentagem do

nuacutemero total de pixels na imagem Pode ser estabelecida uma analogia entre o histograma de

uma imagem e a funccedilatildeo densidade de probabilidade que eacute um modelo matemaacutetico da

distribuiccedilatildeo de tons de cinza de uma classe de imagens A cada histograma estaacute associado o

contraste da imagem conforme mostra a Figura 2ADe acordo com Rios Almeida e Ribeiro

(2010) esta teacutecnica tem por objetivo modificar atraveacutes de funccedilotildees matemaacuteticas os niacuteveis de

cinza ou os valores digitais de uma imagem de modo a destacar certas informaccedilotildees espectrais

e melhorar a qualidade visual da imagem

De acordo com Albuquerque (2000) para fazer uma operaccedilatildeo de filtragem espacial eacute

necessaacuterio escolher uma matriz de dimensatildeo n x n denominada maacutescara (Figura 2B) com

valores que dependem do filtro que queremos usar seja ele passa baixa (filtrando as altas

frequecircncias) passa banda (filtrando uma regiatildeo especiacutefica de frequecircncias espaciais) ou passa

alta (filtrando as baixas frequecircncias) Em uma imagem as altas frequecircncias correspondem agraves

modificaccedilotildees abruptas dos niacuteveis de cinza e as bordas dos objetos As baixas frequecircncias

correspondem agraves variaccedilotildees suaves dos niacuteveis de cinza Logo quando queremos evidenciar os

contornos de um determinado objeto podemos usar filtros do tipo passa alta Pode-se querer

observar a forma da iluminaccedilatildeo de fundo entatildeo devemos usar filtros passa-baixa para

eliminarmos todas as altas frequecircncias correspondendo agrave borda dos objetos e chegar agrave

iluminaccedilatildeo de fundo

A composiccedilatildeo colorida consiste em associar as imagens monocromaacuteticas de cada

banda agraves cores primaacuterias RGB (Red ndash Vermelho Green ndash Verde Blue ndash Azul) com o

objetivo de apresentar simultaneamente as informaccedilotildees de trecircs bandas espectrais em

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

13

composiccedilotildees coloridas que facilitam e enriquecem a interpretaccedilatildeo visual dos alvos (IBGE

2001) Como exemplo de composiccedilatildeo colorida temos a Figura 2Cque associa a banda 3 agrave cor

vermelha (R) a banda 4 agrave cor verde (G) e a banda 5 agrave cor azul (B)

De acordo com Souza (2012) as aacutereas urbanas natildeo podem ser caracterizadas por um

comportamento espectral padratildeo A vegetaccedilatildeo os corpos aquaacuteticos e os solos satildeo superfiacutecies

relativamente homogecircneas em termos de cobertura poreacutem nas aacutereas urbanas prevalece a

heterogeneidade das coberturas As aacutereas urbanas satildeo fisicamente formadas por uma grande

diversidade de materiais (superfiacutecies de concreto asfalto telhados de vaacuterios materiais solo

vegetaccedilatildeo arboacuterea e grama aacutegua entre outros) com formas alturas e arranjos tambeacutem

variados assim em uma imagem orbital o pixel pode representar vaacuterias coberturas o que

torna as aacutereas urbanas complexas do ponto de vista espectral Na Figura 2D pode-se observar

a similaridade espectral entre uma aacuterea urbana e uma aacuterea de cultivo de cana

Figura 2 - (A) Exemplo de Histograma de baixo contraste (agrave esquerda) e de alto contraste (agrave

direita) Fonte Modificado de INPE (2006) (B) Exemplo de maacutescara de 3 x 3 Fonte

Modificado de INPE (2006) (C) Exemplo de geraccedilatildeo de composiccedilatildeo colorida Fonte Brust

(2010) (D) Imagem do sateacutelite Landsat TM 5 na composiccedilatildeo colorida (RGB-543) adquirida

em 20091995 Fonte Souza (2012)

De acordo com Lima (2010) eacute possiacutevel classificar e agrupar os alvos de uma imagem a

partir dos vaacuterios niacuteveis de informaccedilotildees espectrais detectadas atraveacutes da adequaccedilatildeo das

imagens digitais utilizando-se os procedimentos do preacute-processamento Assim pode-se criar

um uacutenico niacutevel de informaccedilatildeo temaacutetica (categorias ou classes) para cada elemento

identificado e dessa forma gerar mapas temaacuteticos Os meacutetodos utilizados na classificaccedilatildeo das

imagens de sateacutelite variam com o tipo e complexidade do ambiente analisado caracteriacutesticas

do sensor e sateacutelite utilizado aspectos sazonais que alteram as caracteriacutesticas dos alvos e da

incidecircncia de energia solar extensatildeo da aacuterea de estudo equipamentos e recursos humanos

disponiacuteveis grau de conhecimento do ambiente por parte do inteacuterprete entre outros A

classificaccedilatildeo eacute a principal etapa do processamento de imagens a partir do qual satildeo extraiacutedas

as informaccedilotildees necessaacuterias para diversas aplicaccedilotildees Pode ser realizada atraveacutes de trecircs

teacutecnicas baacutesicasInterpretaccedilatildeo VisualClassificaccedilatildeo Digital Natildeo SupervisionadaClassificaccedilatildeo

Digital Supervisionada

A interpretaccedilatildeo visual de imagens de sateacutelite consiste em identificar as feiccedilotildees

impressas nessas imagens e determinar seu significado atraveacutes de chaves de interpretaccedilatildeo

onde eacute fundamental por parte do analista o conhecimento da aacuterea a ser mapeada (LIMA

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

14

2010) De acordo com Soares-Filho (2000) as caracteriacutesticas das imagens tais como

Tonalidade Cor Textura Forma Estrutura Sombra e contexto satildeo as chaves de uma boa

interpretaccedilatildeo A partir dessas caracteriacutesticas pode ser estruturado um meacutetodo de identificaccedilatildeo

por ldquochavesrdquo que se apoia em um estudo comparativo atraveacutes de objetos e feiccedilotildees conhecidas

que satildeo utilizadas como guias

Maillard (2001) diz que na classificaccedilatildeo Supervisionada o inteacuterprete jaacute possui um

conhecimento da aacuterea de estudo que podem ser utilizados como amostras de treinamento para

o algoritmo de classificaccedilatildeo de forma que os dados de cada classe temaacutetica podem ser

generalizados para toda cena agrupando cada pixel da imagem de acordo com as classes

amostradas Existem diversos algoritmos de classificaccedilatildeo supervisionada implementados em

aplicativos computacionais sendo o algoritmo Maxver (Maacutexima Verossimilhanccedila) um dos

mais utilizados para classificaccedilatildeo digital de imagens pixel a pixelINPE (2006) define que o

algoritmo de classificaccedilatildeo Maxver utiliza agrave meacutedia e a covariacircncia das amostras de treinamento

para assinalar um pixel desconhecido de uma classe assim pode-se computar a probabilidade

estatiacutestica de um pixel desconhecido pertencer a uma ou outra classe atribuindo a este pixel a

classe agrave qual ele tem maior probabilidade de pertencer utilizando o criteacuterio de maacutexima

verossimilhanccedila

Em qualquer procedimento de classificaccedilatildeo de imagens de sateacutelite o objetivo eacute a

geraccedilatildeo de mapas temaacuteticos que devem transmitir a realidade do terreno da forma mais

precisa possiacutevel Para isso deve ser verificado o niacutevel de incerteza destes mapas atraveacutes de

iacutendices de exatidatildeo para que as informaccedilotildees obtidas possam ser utilizadas adequadamente

(LIMA 2010) Segundo Mangabeira Azevedo e Lamparelli (2003) um dos paracircmetros mais

utilizados e eficientes na determinaccedilatildeo da exatidatildeo de mapas temaacuteticos eacute o iacutendice Kappa que

eacute obtido mediante a adoccedilatildeo de uma referecircncia para a comparaccedilatildeo dos mapeamentos

produzidos A determinaccedilatildeo deste iacutendice eacute feita com base numa tabulaccedilatildeo cruzada entre as

quantidades de dados amostrais de referecircncia e da imagem classificada estruturada numa

matriz quadrada denominada matriz de erros ou de confusatildeoSegundo Campbell (1987) a

estimativa Kappa pode ser representada pela seguinte relaccedilatildeo exposta na Equaccedilatildeo 2

K = (observado ndash esperado) (1 ndash esperado) (2)

Observado = valor global para o percentual de pixels corretos

Esperado = valor calculado usando os totais de cada linha e cada coluna da matriz

denominados de valores marginais

Os resultados do Coeficiente Kappa variam de 0 a 1 indicando de forma crescente o

grau de concordacircncia ou exatidatildeo do mapa classificado com relaccedilatildeo aos dados de referecircncia e

podem ser agrupados em intervalos de acordo com aTabela 1

Tabela 1 - Intervalos de valor do coeficiente Kappa e respectivos graus de concordacircncia

Fonte Landis e Koch (1977)

Valor de Kappa Concordacircncia

0 Peacutessima

001 ndash 020 Ruim

021 ndash 040 Razoaacutevel

041 ndash 060 Boa

061 ndash 080 Muito boa

081 ndash 100 Excelente

Dependendo do valor do coeficiente Kappa encontrado e das necessidades e objetivos

do trabalho podem ser feitas correccedilotildees a fim de garantir um refinamento da qualidade

informativa do mapa Os dados obtidos podem ser utilizados em conjunto com outros planos

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

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de informaccedilatildeo em ambiente SIG possibilitando sua integraccedilatildeo e manipulaccedilatildeo como base de

dados para sistemas de suporte a decisatildeo (LIMA 2010)

METODOLOGIA

A imagens de sateacutelite Landsat sensor TM-5 foram adquiridas do INPE nas bandas

12345 e 7 na oacuterbitaponto 21674 do municiacutepio de Alegre-ES nos anos de 1985 1997

2001 2006 e 2011 Foi utilizada tambeacutem a ortofoto do municiacutepio (IEMA 2007) para servir

como base para o registro das imagens de sateacutelite e tambeacutem para comparaccedilatildeo visual com a

classificaccedilatildeo

Para a elaboraccedilatildeo dos mapas foram utilizados os softwares SPRING 52 e ArcGISreg

10 sendo o que primeiro foi utilizado para o tratamento e processamento digital das imagens

de sateacutelite e o segundo para confecccedilatildeo final dos mapas de vegetaccedilatildeo hidrografia topografia

solos e das classificaccedilotildees

Durante o preacute-processamento foram aplicadas as teacutecnicas de Processamento Digital de

Imagens com o objetivo de georreferenciar e melhorar a qualidade das imagens para uma

melhor visualizaccedilatildeo facilitando a identificaccedilatildeo e extraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas

imagens digitais aumentando assim o potencial de diferenciaccedilatildeo dos alvos e

consequentemente obtendo melhores resultados na classificaccedilatildeo das imagens As bandas 3 4

e 5 foram restauradas para a resoluccedilatildeo de 15m

Foi aplicado contraste nas bandas 3 4 e 5 modificando o histograma original como

mostra o Quadro 1

Quadro 1 - Mudanccedila no histograma das bandas 3 4 e 5 apoacutes contraste aplicado na imagem

de 1985 do sateacutelite Landsat - TM 5 Fonte Autores

Bandas Histograma Original Histograma (Contraste)

Banda 3 ndash Vermelho

Banda 4 ndash Infravermelho Proacuteximo

Banda 5 ndash Infravermelho Meacutedio

Foi aplicada a filtragem linear utilizando uma matriz 2x2 (Quadro 2) apropriada para

imagens Landsat TM no software SPRING com o objetivo de suavizar as imagens realccedilando

assim a visualizaccedilatildeo das bandas e obtendo imagens com mais nitidez

Quadro 1 - Matriz utilizada na filtragem de imagens Landsat TM Fonte INPE (2006)

3 -7 -7 3

-7 -7 13 -7

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

16

-7 13 13 -7

3 -7 -7 3

Para identificaccedilatildeo das amostras de treinamento foi utilizada a combinaccedilatildeoRGB-543 o

que destacou melhor as aacutereas urbanas Para a classificaccedilatildeo foram definidas duas classes Aacuterea

urbana e Natildeo urbana Em seguida foram coletadas as amostras de treinamento para cada

classe como pode ser observado na Figura 3

Figura 3 - Amostras utilizadas para classificaccedilatildeo da imagem de 2011 em amarelo amostras

da classe urbana e em branco amostras da classe natildeo urbana Fonte Autores

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Usando a metodologia acima descrita seratildeo apresentados abaixo os resultados obtidos

a partir do processamento das imagens e da classificaccedilatildeo da aacuterea urbana do municiacutepio de

Alegre-ES para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011

O georreferenciamento foi executado utilizando-se feiccedilotildees semelhantes em duas

imagens para determinaccedilatildeo dos pontos de controle como cruzamento de estradas aacutereas de

vegetaccedilatildeo aacuterea urbana e rios A resoluccedilatildeo das imagens (30 metros) pode atrapalhar pois

devido ao baixo niacutevel de detalhe fica difiacutecil determinar o ponto semelhante nas duas imagens

de forma exata No entanto o RMS ficou em torno de 03 de acordo com a equaccedilatildeo (1)

mostrando que a diferenccedila entre as coordenadas dos pontos de controle das imagens a serem

ajustadas e os pontos de controle da fonte de dados de referecircncia ficou pequena significando

uma boa precisatildeo

O processo de restauraccedilatildeo para a resoluccedilatildeo de 15metros mostrou uma melhora na

nitidez da imagem restaurada (Figura 4B) em comparaccedilatildeo com a imagem original (Figura

4A)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

17

Figura 4 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 de 1985 da cidade de

Alegre-ES com resoluccedilatildeo de 30m (A) e restaurada para 15m (B)

Fonte Autores

A aplicaccedilatildeo do contraste nas bandas 34 e 5 permitiu um maior contraste entre as

feiccedilotildees da imagem com contraste (Figura 5B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem contraste

(Figura 5A)

Figura 5 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da

cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de contraste (A) e com aplicaccedilatildeo de contraste (B)

Fonte Autores

A filtragem espacial permitiu observar maior nitidez da imagem para distinccedilatildeo das

feiccedilotildees da imagem com filtro (Figura 6B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem filtro (Figura

6A)

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

18

Figura 6 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da

cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de filtragem (A) e apoacutes filtragem (B)

Fonte Autores

Na Figura 7 temos as imagens em composiccedilatildeo RGB ndash 543 correspondentes agrave

evoluccedilatildeo urbana de Alegre nos anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 Ao comparaacute-las

podemos observar um aumento significativo da mancha urbana este aumento pode ser

observado principalmente nas regiotildees sul e oeste da cidade

Figura 7 - Composiccedilatildeo RGB ndash 543 da aacuterea de estudo para os anos analisados

Fonte Autores

Na Figura 8 podemos observar as classificaccedilotildees realizadas pelo classificador Maxver

utilizando duas classes Aacuterea urbana (Azul) Natildeo urbana (Branco)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

19

Figura 8 - Classificaccedilotildees da Aacuterea Urbana de Alegre para os anos analisados

Fonte Autores

A Tabela 2 mostra a exatidatildeo das classificaccedilotildees realizadas e as aacutereas correspondentes

agrave classe urbana para cada ano o iacutendice Kappa (Equaccedilatildeo (2)) variou de 093 a 098 Este

resultado pode ser considerado excelente de acordo com a Tabela 1

Tabela 2 -Exatidatildeo das classificaccedilotildees e aacutereas urbanas calculadas Fonte Autores

1985 1997 2001 2006 2011

Iacutendice Kappa 095 097 095 093 098

Aacuterea Urbana (km2) 805 968 771 1079 758

Apesar do alto iacutendice de desempenho das classificaccedilotildees eacute possiacutevel observar regiotildees de

confusatildeo na classificaccedilatildeo das amostras das duas classes Observando as aacutereas calculadas

percebemos que natildeo haacute um aumento contiacutenuo da aacuterea urbana nas classificaccedilotildees pois a aacuterea do

ano de 1997 foi maior que a aacuterea de 2001 que por sua vez eacute menor que a de 1985 e ainda a

aacuterea de 2011 eacute menor que a de 2006 isso possivelmente estaacute associado agrave confusatildeo do

algoritmo ao identificar as classes

Ao compararmos a ortofoto da aacuterea de estudo com a classificaccedilatildeo de 2011 (Figura 9)

podemos perceber regiotildees de solo exposto sombras aacutereas de vegetaccedilatildeo e estradas

classificadas como aacutereas urbanas Eacute possiacutevel observar tambeacutem a ocupaccedilatildeo irregular da cidade

principalmente em aacutereas proacuteximas a rios e em topo de morros que contribuem para

problemas urbanos de inundaccedilotildees e deslizamento de encostas

Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

20

Figura 9 - Comparaccedilatildeo da ortofoto do ano de 2007 (a esquerda) com a classificaccedilatildeo de 2011

(a direita) com foco na aacuterea urbana da cidade de Alegre - ES

Fonte Autores

Eacute possiacutevel observar um aumento significativo da aacuterea urbana da sede se compararmos

visualmente as imagens de 1985 e 2011 este aumento se daacute principalmente nas regiotildees de

periferia mas tambeacutem podemos observar um adensamento dos pixels na regiatildeo central da

sede diminuindo a quantidade de aacutereas arborizadas no centro como eacute possiacutevel observar na

Figura 10

Figura 10 - Detalhamento das imagens de 1985 e 2011 mostrando a classificaccedilatildeo da aacuterea

urbana

Fonte Autores

Estes resultados jaacute eram esperados e podem ser explicados como mostra o trabalho de

Correia et al (2007) devido agrave dificuldade em estabelecer essas classes temaacuteticas na resoluccedilatildeo

das imagens de sateacutelite utilizadas que por natildeo possuir um niacutevel de detalhe elevado possuem

uma limitaccedilatildeo para discriminar alvos com uma mistura de vaacuterios elementos como eacute o caso da

aacuterea urbana gerando impactos na resposta espectral das imagens refletindo assim na

caracterizaccedilatildeo dessas classesO fato de terem sido admitidas somente duas classes tambeacutem

pode ter influenciando no resultado da classificaccedilatildeo pois algumas amostras apresentaram

distribuiccedilatildeo bimodal no entanto o erro foi muito baixo (em torno de 5) minimizando este

problema Outro fator que tambeacutem pode ter influenciado no resultado eacute o tamanho das

amostras de treinamento do algoritmo

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

21

Costa e Alves (2005) ao monitorar a expansatildeo urbana do municiacutepio de Campos dos

Goytacazes tambeacutem tiveram problemas devido agrave confusatildeo entre duas classes onde a textura

dos cordotildees litoracircneos se confundia com a textura da urbanizaccedilatildeo e concluiacuteram que era

necessaacuterio possuir um conhecimento preacutevio da aacuterea para realizar o estudo Isso mostra que a

interpretaccedilatildeo visual admitindo que o interprete possua um conhecimento preacutevio da aacuterea eacute

fundamental pois o classificador mesmo com amostras apresentando um desempenho

elevado ainda assim pode apresentar erros nos resultados

CONCLUSAtildeO

A metodologia utilizada para a anaacutelise multitemporal do crescimento da mancha

urbana de Alegre para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 efetuada no presente

trabalho mostrou-se eficiente tornando possiacutevel visualizar as transformaccedilotildees ocorridas no

intervalo de tempo de 26 anos Assim outros resultados poderiam ser encontrados caso a

anaacutelise fosse feita em outros periacuteodos e com diferentes intervalos

O software SPRING se mostrou uma boa ferramenta para se analisar as questotildees de

urbanizaccedilatildeo e por ser disponiacutevel gratuitamente serve como opccedilatildeo para o planejamento urbano

municipal com um baixo custo

Um estudo mais detalhado utilizando-se imagens com uma melhor resoluccedilatildeo espacial

e espectral e em diferentes periacuteodos diminuindo o intervalo de tempo entre imagens pode

obter dados para um planejamento urbano mais detalhado diminuindo assim os riscos

causados pela ocupaccedilatildeo de aacutereas indevidas

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Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

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Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo

24

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Rio de Janeiro RJ

sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES

sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

25

Capiacutetulo 2

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a

prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

Faacutebio Cardoso de Souza Santossup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3

Juacutelia Sesana Maciel3 Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira4

INTRODUCcedilAtildeO

Desde os primoacuterdios na civilizaccedilatildeo Egiacutepcia o manganecircs jaacute era usado como parte do

composto quiacutemico para a produccedilatildeo de vidro Com o avanccedilo das civilizaccedilotildees esse elemento

passou a possuir outras aplicaccedilotildees tanto no setor metaacutelico quanto no natildeo-metaacutelico Das

diversas utilizaccedilotildees do manganecircs a mais importante seria a produccedilatildeo das ligas de accedilo

constituiacutedas pela mistura de ferro e manganecircs Outras ligas tambeacutem satildeo produzidas com a

combinaccedilatildeo do manganecircs com diferentes metais como as ligas de cobre zinco alumiacutenio

estanho e chumbo O manganecircs tem a propriedade de dessulfurizaccedilatildeo (retirada do enxofre) e

deoxidante tornando melhor as caracteriacutesticas fiacutesicas e quiacutemicas das ligas de accedilo (SAMPAIO

et al 2005)

Sabe-se que a induacutestria do accedilo absorve cerca de 92 de toda produccedilatildeo mundial do

mineacuterio de manganecircs natildeo sendo diferente no Brasil onde o uso tambeacutem eacute liderado pela

metalurgia (85) seguido da fabricaccedilatildeo de pilha (10) e a induacutestria quiacutemica (5) (COSTA

2004) No Estado do Espiacuterito Santo as jazidas de manganecircs ateacute o momento estatildeo localizadas

unicamente no municiacutepio de Guaccediluiacute com cerca de um milhatildeo de toneladas poreacutem a

prospecccedilatildeo deste elemento ainda estaacute em fase de pesquisa (DNPM 2013)

Tendo em vista a importacircncia do elemento manganecircs para a induacutestria se faz

necessaacuterio o investimento em pesquisas para o reconhecimento mapeamento e amostragens

desse elemento Do reconhecimento em campo ateacute a explotaccedilatildeo existem vaacuterias etapas que

utilizam diversas metodologias (PEREIRA 2012) entretanto o presente trabalho estaacute focado

na fase de reconhecimento de aacutereas que possuam favorabilidade para a presenccedila do manganecircs

utilizando a anaacutelise multicriteacuterio como ferramenta base do estudo

A anaacutelise multicriteacuterio eacute baseada em uma modelagem matemaacutetica utilizando

paracircmetros ponderados relacionados agrave aacuterea de estudo e ao bem mineral de interesse

envolvendo ainda paracircmetros correlacionados atraveacutes das observaccedilotildees analiacuteticas e de campo

Atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio satildeo gerados os mapas de favorabilidade que tem se mostrado

de grande valia no auxiacutelio de identificaccedilatildeo de aacutereas alvo na exploraccedilatildeode bens minerais

reduzindo o tempo e o custo com pesquisas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004)

A anaacutelise multicriteacuterio consiste em um conjunto de teacutecnicas que visam auxiliar um

agente decisor a tomar decisotildees acerca de um problema complexo ponderando e propondo

alternativas para solucionaacute-lo utilizando diferentes criteacuterios e pontos de vista preacute-

estabelecidos As decisotildees satildeo sempre pautadas com base nos criteacuterios considerados

relevantes para a resoluccedilatildeo do problema em questatildeo podendo existir diversos criteacuterios onde

cada um possui seu grau de importacircncia (JANUZZI et al 2009)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

26

As teacutecnicas de geoprocessamento utilizadas na confecccedilatildeo dos mapas de favorabilidade

para ocorrecircncia de mineralizaccedilotildees como ouro chumbo zinco e cobre vecircm obtendo

resultados satisfatoacuterios ao longo das uacuteltimas deacutecadas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004) Em

contra partida ainda existem poucos estudos onde se aplica as teacutecnicas de anaacutelise de

favorabilidade para estudo de mineralizaccedilotildees de manganecircs

Este trabalho teve por objetivo geral identificar aacutereas que possuam alta favorabilidade

para a prospecccedilatildeo de manganecircs na porccedilatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo utilizando teacutecnicas

de geoprocessamento atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio mapeamento e anaacutelises de campo para

comprovar ou natildeo a veracidade dos dados obtidos com o geoprocessamento

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

A aacuterea de trabalho estaacute localizada na macrorregiatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo na

regiatildeo da divisa entre os estados do Rio de Janeiro Minas Gerais e Espiacuterito Santo Situasse

entre os municiacutepios de Guaccediluiacute Divino de Satildeo Lourenccedilo Dores do Rio Preto e Satildeo Pedro de

Rates (distrito de Guaccediluiacute) sendo delimitada pelas coordenadas UTM S 7698000 m e

7712000 m e E 206000 m e 218000 m (Figura 1)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo no Brasil e no Estado do Espiacuterito Santo

representada com as principais vias de acesso Fonte Autores

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL

CONTEXTO GEOLOacuteGICO

O arcabouccedilo geoloacutegico (Figura 2) da aacuterea eacute composto pelo complexo Juiz de Fora

Grupo Andrelacircndia Lineamento Guaccediluiacute rochas intrusivas gnaissificadas e depoacutesitos mais

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

27

jovens como aluviotildees coluacutevios pilhas ricas em caulim e outros resiacuteduos provenientes da

extraccedilatildeo de pegmatitos O Complexo Juiz de Fora eacute formado por ortopiroxecircnio-gnaisse de

composiccedilatildeo feacutelsica a maacutefica ortopiroxecircnio-clinopiroxecircnio-anfiboacutelio-gnaisse gnaisse

migmatiacutetico bandado migmatitos e gnaisses migmatizados Jaacute o Grupo Andrelacircndia eacute

composto por granada-biotita-gnaisse anfiboacutelio-biotita-gnaisse e gnaisse de composiccedilatildeo

predominantemente granodioriacutetica O Lineamento Guaccediluiacute eacute formado por anfiboacutelio-biotita

gnaisse milonitizado com ultramilonitos e milonitos E as rochas intrusivas gnaissificadas

satildeo os gnaisses tonaliacuteticos de Manhuaccedilu compostos por ortognaisses tonaliacuteticos

granodioriacutetico a trondhjemiacutetico com intercalaccedilotildees de anfiboacutelio-biotita gnaisse (HORN

2007)

Figura 2 - Destaque da aacuterea de estudo na Folha Espera Feliz - SF 24-V-A-IV

Fonte Modificado de HORN et al (2007)

GEOPROCESSAMENTO

O geoprocessamento ou processamento de dados geograacuteficos eacute feito atraveacutes de

teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais e realiza o tratamento de informaccedilotildees geograacuteficas em

ambiente virtual Em conjunto existe o sistema de informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) que eacute capaz

de simular a realidade do espaccedilo geograacutefico integrando informaccedilotildees espaciais (BALDOTTO

2014)

Dentro do ambiente computacional as caracteriacutesticas de uma determinada aacuterea podem

ser analisadas e manipuladas com diversas teacutecnicas A digitalizaccedilatildeo de dados reais possibilita

a geraccedilatildeo de mapas observacionais e o conjunto desses mapas observacionais depois de

manipulados geram os mapas analiacuteticos Os mapas analiacuteticos podem ser processados

utilizando operaccedilotildees algeacutebricas cumulativas como adiccedilatildeo multiplicaccedilatildeo e subtraccedilatildeo ou

atraveacutes de modelos loacutegicos como simultaneidade booleana possibilidade fuzzy e

probabilidade bayesiana onde seus produtos satildeo chamados de mapas fundidos e mapas

integrados respectivamente (SILVA 2003)

Rodrigues (2012) utilizou teacutecnicas de geoprocessamento a fim de realizar um estudo

sobre a mineralizaccedilatildeo de ouro no cinturatildeo de Gurupi Folha Centro Nova do Maranhatildeo

MAPA com o auxiacutelio da loacutegica fuzzy A aplicaccedilatildeo do meacutetodo permitiu identificar aacutereas de

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

28

favorabilidade para a presenccedila de mineralizaccedilotildees auriacuteferas Grande parte das aacutereas destacadas

coincidiram com os jazimentos conhecidos comprovando a eficaacutecia do meacutetodo e dando maior

confiabilidade para as novas aacutereas indicadas pela modelagem

Cunha et al (2001) utilizaram o geoprocessamento na avaliaccedilatildeo da favorabilidade para

a prospecccedilatildeo mineral de cromo na regiatildeo de Pinheiros Altos no municiacutepio de Piranga em

Minas Gerais com auxiacutelio da teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico e obtiveram resultados

satisfatoacuterios conseguindo aacutereas coerentes para o modelo prospectivo adotado

Baldotto (2014) utilizou geoprocessamento e teacutecnicas de anaacutelise multicriteacuterio

aplicando loacutegica fuzzy booleana e teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico (AHP) para

delimitaccedilatildeo de aacutereas favoraacuteveis agrave prospecccedilatildeo de aacutegua subterracircnea no Sul do Estado do

Espiacuterito Santo As teacutecnicas se mostraram eficazes para o tipo de anaacutelise realizada permitindo

a integraccedilatildeo de dados geoloacutegicos que influenciam diretamente na disponibilidade de aacutegua em

sistemas aquiacuteferos cristalinos

Benda et al (2014) fizeram uso do geoprocessamento em conjunto com a loacutegica

fuzzy para criaccedilatildeo de zoneamento no Parque Estadual da Cachoeira da Fumaccedila-ES para fins

de conservaccedilatildeo Utilizaram como fatores os mapas de declividade uso do solo e massa de

aacutegua e tiveram como produto final o mapa de final de adequabilidade para conservaccedilatildeo A

metodologia empregada possibilitou a identificaccedilatildeo de aacutereas especiacuteficas e com maior

vulnerabilidade ao uso puacuteblico e permitiu um melhor direcionamento no trabalho dos

gestores com um menor custo financeiro ao poder estadual

ANAacuteLISE DE FAVORABILIDADE

A anaacutelise de favorabilidade eacute de fundamental importacircncia em um processo decisoacuterio

Atraveacutes desta anaacutelise eacute possiacutevel dividir o espaccedilo geograacutefico em parcelas hierarquizadas

segundo um grau de favorabilidade A favorabilidade pode ser medida por meio de valores

relativos ou probabiliacutesticos avaliando-se respectivamente a possibilidade ou a probabilidade

de ocorrecircncia de algum fator ou variaacutevel na aacuterea de interesse Essa teacutecnica vem sendo

aprimorada agrave medida que a tecnologia de SIG vai evoluindo e cada vez mais estaacute sendo

utilizada pela induacutestria mineral e por agecircncias do governo como um dos meios de menor

custo para avaliaccedilatildeo de aacutereas de interesse na exploraccedilatildeo de recursos minerais (ROCHA et al

2000)

Vidal et al (2005) descreveu a anaacutelise de favorabilidade como um meacutetodo diferente

dos demais onde ao inveacutes de analisar isoladamente cada variaacutevel amostrada os atributos

georreferenciados satildeo particionados em ceacutelulas e correlacionados espacialmente dando

origem aos mapas de favorabilidade Levando em consideraccedilatildeo a distribuiccedilatildeo espacial e a

coexistecircncia entre variaacuteveis e depoacutesitos a anaacutelise de favorabilidade torna possiacutevel inferir

quanto e de que modo cada variaacutevel mapeada estaacute associada ao processo e

consequentemente em que grau ele indica a existecircncia de um bem mineral

Para Rostirolla (1996) a utilizaccedilatildeo da anaacutelise de favorabilidade na prospecccedilatildeo

geoloacutegica estaacute fundamentada em um estudo estatiacutestico de fatores que viabilizam ou natildeo a

existecircncia de depoacutesitos minerais A base do estudo estaacute fundamentada na ponderaccedilatildeo e

associaccedilatildeo espacial de dados geoloacutegicos e geofiacutesicos com fins exploratoacuterios O intuito

principal dessa avaliaccedilatildeo eacute diminuir custo e tempo de pesquisa identificando aacutereas com maior

potencial para descobertas

Os criteacuterios utilizados nessa anaacutelise podem ser de natureza restritiva ou relativa Os

criteacuterios restritivos atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo responsaacuteveis

por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas Representam

restriccedilotildees absolutas ao que se deseja estudar e descartam todas as aacutereas que natildeo atendem a

alguma restriccedilatildeo que elas representam Estes criteacuterios satildeo sempre de caraacuteter booleano

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

29

representando ldquosimrdquo ou ldquonatildeordquo na anaacutelise Os criteacuterios relativos (escalonados) satildeo utilizados

para realccedilar ou diminuir a adequabilidade de uma alternativa especiacutefica para uma atividade

ou objeto definindo um determinado grau de aptidatildeo para a aacuterea considerada Os criteacuterios

escalonados definem regiotildees ou alternativas em termos de uma medida contiacutenua de

adequabilidade variando de 0 ateacute 255 onde zero possui adequabilidade nula e 255 a

adequabilidade maacutexima para o empreendimento analisado Estes criteacuterios satildeo sempre de

caraacuteter fuzzy (EASTMAN 2003 KOHAGURA 2007)

Dentro da anaacutelise fuzzy existem as funccedilotildees de pertinecircncia e podem ser de nove tipos

linear curva Z pi beta triangular trapezoidal gaussiana cautchy e sigmoide sendo a uacuteltima

mais utilizada nesse tipo de estudo por se adaptar melhor aos dados de origem ambiental

Esse tipo de funccedilatildeo sigmoidal pode ser monotocircnica crescente decrescente e simeacutetrica

(KOHAGURA 2007)

No estaacutegio em que eacute realizada a combinaccedilatildeo de dados para geraccedilatildeo da regra de

decisatildeo pode ser utilizada a anaacutelise multicriteacuterio onde diversos fatores com seus

determinados pesos de importacircncia satildeo combinados Saaty (1977 citado por MORETTI et al

2008) propocircs a utilizaccedilatildeo da teacutecnica de Processo Analiacutetico Hieraacuterquico (Analytic Hierarchy

Process ndash AHP) no auxiacutelio da decisatildeo de quais fatores satildeo mais importantes dentro do

determinado empreendimento visto sua relativa simplicidade de aplicaccedilatildeo e entendimento

Considerando que o decisor deveraacute executar a anaacutelise paritaacuteria entre os criteacuterios e entre os

subcriteacuterios a ferramenta utiliza-se da Escala Fundamental de Saaty (1977 citado por

MORETTI et al 2008) apresentando as opccedilotildees para esta comparaccedilatildeo que correlacionam

valores de acordo com o entendimento do operador (MORETTI et al 2008)

METODOLOGIA

Para a realizaccedilatildeo desse trabalho foram utilizados dados digitais vetores de curvas de

niacutevel e redes de drenagem adquiridos do Geobases (2002) mapa geoloacutegico de aacuterea de estudo

que foi digitalizado e modificado da Carta Geoloacutegica Folha Espera Feliz SF24-V-A-IV

(HORN 2007) mapa geoloacutegico regional e mapa de pontos ambos feitos com base nos dados

obtidos durante a etapa de campo

A metodologia adotada neste trabalho inclui a coleta e tratamento dos dados por meio

de aquisiccedilatildeo armazenamento e descriccedilatildeo para posterior anaacutelise em ambiente digital tanto de

arquivos vetoriais quanto matriciais de toda a regiatildeo do estudo (BALDOTTO 2014)

Na etapa inicial do trabalho foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica onde foram

consultadas informaccedilotildees preacute-existentes da aacuterea de estudo principalmente informaccedilotildees

geoloacutegicas e metodologia anaacuteloga a que foi utilizada

Na segunda etapa do trabalho foi realizado o geoprocessamento dos dados a geraccedilatildeo e

padronizaccedilatildeo dos fatores e restriccedilotildees e aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio Sendo esses itens

descritos nos seus respectivos sub-toacutepicos abaixo

ETAPA DE CAMPO

A etapa de campo foi realizada em um total de 11 dias entre os meses de setembro a

novembro de 2014 Essa etapa consistiu no caminhamento pela aacuterea descriccedilatildeo dos diversos

litotipos e tentativa de identificaccedilatildeo do manganecircs fazendo uso da aacutegua oxigenada que reage

na presenccedila de manganecircs gerando na superfiacutecie da rocha um fluido branco espumoso

GEOPROCESSAMENTO

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

30

Nessa etapa foram organizados e confeccionados todos os mapas necessaacuterios para a

realizaccedilatildeo do trabalho em ambiente de SIG O banco de dados inicial foi organizado com o

intuito de possuir o maacuteximo de informaccedilotildees e recursos para facilitar e acelerar os processos de

anaacutelises empregados neste trabalho

O mapa geoloacutegico e o mapa de pontos foram gerados com dados de campo atraveacutes de

anaacutelise de afloramento e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rocha O mapa de modelo digital de

elevaccedilatildeo foi elaborado utilizando as curvas de niacutevel da regiatildeo de estudo

GERACcedilAtildeO DE MAPAS DE RESTRICcedilAtildeO E FATORES

Foram definidas duas restriccedilotildees e trecircs fatores tendo como meta a geraccedilatildeo do mapa de

favorabilidade As restriccedilotildees atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo

responsaacuteveis por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas

sendo consideradas as Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes conforme os artigos 2deg e 3deg da

Resoluccedilatildeo ndeg 303 do CONAMA (2002) e as localidades fora do limite da aacuterea de estudo

Os trecircs fatores escolhidos foram padronizados em uma escala de adequabilidade que

varia de menos apto (0) a mais apto (255) e foi utilizado a teacutecnica de processo analiacutetico

hieraacuterquico (AHP) para a comparaccedilatildeo entre os fatores seguindo uma ordem de prioridade

sendo considerados na ordem de maior para menor importacircncia a litologia a declividade e a

cota

O fator litoloacutegico foi levado em consideraccedilatildeo pois a presenccedila da rocha eacute essencial para

geraccedilatildeo de qualquer depoacutesito mineral e o fator possui a finalidade de identificar as litologias

que apresentam composiccedilatildeo mineraloacutegica mais favoraacutevel para a formaccedilatildeo de depoacutesitos

lateriacuteticos Este fator foi realizado baseando-se no mapa geoloacutegico gerado atraveacutes de anaacutelises

em campo e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rochas Das oito litologias identificadas e descritas em

campo apenas duas foram encontradas associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs que

satildeo o leucognaisse e o biotitito Devido a essa caracteriacutestica essas duas litologias foram

consideradas com maiores graus de importacircncia dentro do fator entretanto como foram

encontrados mais depoacutesitos lateriacuteticos associados ao leucognaisse do que ao biotitito o grau

de importacircncia do leucognaisse foi considerado maior do que o do biotitito As outras

litologias que natildeo apresentaram associaccedilatildeo a depoacutesitos de manganecircs tiveram seu grau de

importacircncia calculado a partir da composiccedilatildeo mineraloacutegica da rocha visto que cada mineral

que compotildee a rocha pode ter ou natildeo na sua estrutura quiacutemica a presenccedila do elemento

manganecircs Na Tabela 1 estatildeo todas as litologias encontradas em campo com seus respectivos

valores de favorabilidade que foram atribuiacutedos seguindo a metodologia descrita acima

Quadro 1 - Normatizaccedilatildeo das classes litoloacutegicas Fonte Autores

Litologia Valor atribuiacutedo

Leucognaisse 255

Biotitito 200

Granada-Biotita Gnaisse 100

Granada-Biotita-Feldspato Protomilonito 100

Granada-Biotita-Piroxecircnio Gnaisse 100

Biotita-Piroxecircnio Granulito 50

Biotita Gnaisse 50

Leucogranito 50

O fator declividade tem como principal finalidade a identificaccedilatildeo de aacutereas planas

Biondi (2003) descreveu que para a geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos seja residual ou

supergecircnico independentemente de qual mineacuterio estaacute sendo estudado necessita-se de um

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

31

terreno com menor declividade para facilitar sua acumulaccedilatildeo Com estas informaccedilotildees o fator

declividade passa a ter um grau alto de importacircncia dentro da anaacutelise multicriteacuterio ficando

abaixo apenas do fator litoloacutegico

A normatizaccedilatildeo do mapa de declividade foi feita utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia

fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente onde as aacutereas planas e com ateacute 10 graus de

inclinaccedilatildeo foram consideradas de maacutexima adequabilidade (255) no momento em que o valor

da inclinaccedilatildeo ultrapassa os 10 graus essa adequabilidade decresce ateacute chegar ao valor miacutenimo

(0) onde a inclinaccedilatildeo eacute de 30ordm e acima deste valor de inclinaccedilatildeo a adequabilidade torna-se

nula Estes valores foram adotados levando-se em consideraccedilatildeo tudo o que foi estudado na

pesquisa bibliograacutefica em trabalhos como o de Biondi (2003) Neto e Costa (2010) e

Leonardi e Ladeira (2012) e observaccedilotildees realizadas em campo

Neto e Costa (2010) realizaram o mapeamento de unidades geomorfoloacutegicas da Bacia

do Rio Cauameacute-RR no qual foi possiacutevel identificar deposiccedilatildeo lateriacutetica onde a declividade

variava de 01 a 3 graus terrenos relativamente planos Esse estudo confirma a preacute-disposiccedilatildeo

da formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas

Leonardi e Ladeira (2012) fizeram uma anaacutelise hipsomeacutetrica da Regiatildeo Nordeste do

Quadrilaacutetero Ferriacutefero-MG associado ao material de origem Nesse estudo foi possiacutevel

evidenciar na base do Complexo Alegria uma superfiacutecie plana que ultrapassou oito

quilocircmetros de extensatildeo com declividade inferior a 5ordm que estaacute associada agrave Crosta Lateriacutetica

de Ferricrete Contiacutenua Sendo estaacute mais uma evidecircncia da preacute-disposiccedilatildeo da formaccedilatildeo de

depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas

O fator cota teve como objetivo a identificaccedilatildeo de aacutereas cujas cotas estatildeo proacuteximas de

mil metros de altitude geralmente topo de morros pois para haver a formaccedilatildeo e

desenvolvimento de depoacutesitos lateriacuteticos eacute necessaacuterio que o ambiente gerador possua alguns

paracircmetros essenciais como alta taxa de pluviosidade atuando na lixiviaccedilatildeo relevo pouco

inclinado para minimizar a accedilatildeo erosiva resultante da alta pluviosidade alta taxa de

percolaccedilatildeo de aacutegua para mobilizar a mateacuteria lixiviada e por fim cotas topograacuteficas elevadas

em relaccedilatildeo ao niacutevel de base regional sendo essencial para promover uma taxa contiacutenua nos

processos citados acima (ALEVA 1994) Devido a esta caracteriacutestica de condicionar uma

taxa contiacutenua nos processos essenciais para geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos o fator cota estaacute

presente na anaacutelise multicriteacuterio deste trabalho possuindo um grau de importacircncia inferior ao

fator litoloacutegico e ao fator declividade poreacutem sendo fundamental para comprovar a eficaacutecia do

estudo

A normatizaccedilatildeo do fator cota foi realizada utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia fuzzy

sigmoidal monotocircnica crescente onde aacutereas inferiores a 600 metros foram consideradas de

adequabilidade miacutenima (0) agrave medida que o valor da cota sobe a adequabilidade cresce ateacute

atingir a cota de 800 metros onde a adequabilidade torna-se maacutexima (255) e com isso todas

cotas acima de 800 metros possui adequabilidade maacutexima Para definiccedilatildeo dos valores

adotados nesse fator levou-se em consideraccedilatildeo as observaccedilotildees realizadas em campo revisatildeo

bibliograacutefica sobre depoacutesitos lateriacuteticos e trabalhos como o de Morais et al (2002) e Oliveira

et al (2009)

Atraveacutes do Processo Analiacutetico Hieraacuterquico foram gerados os pesos onde seus valores

foram atribuiacutedos de acordo com o seu grau de importacircncia utilizando como base a escala

fundamental de Saaty (1977 citado por MORETTI et al 2008) Sendo assim ficou

estabelecido que o fator litoloacutegico eacute moderadamente mais importante que o fator declividade

o fator declividade eacute moderadamente mais importante que o fator cota e o fator litoloacutegico eacute

fortemente mais importante que o fator cota Com os fatores normatizados e os seus

respectivos pesos calculados os mapas foram agrupados utilizando a Combinaccedilatildeo Linerar

Ponderada onde os fatores foram multiplicados pelos seus pesos e em seguida somados para

geraccedilatildeo do mapa de adequabilidade Como no presente trabalho foi utilizada restriccedilatildeo o

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

32

procedimento foi alterado e a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo de fatores

foi multiplicada pela restriccedilatildeo gerando o mapa de adequabilidade final

Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo par-a-par entre fatores Fonte Autores

Fator Litologia Declividade Cota

Litologia 1

Declividade 13 1

Cota 15 13 1

Na Tabela 3 estatildeo os valores correspondentes aos pesos calculados atraveacutes do processo

analiacutetico hieraacuterquico utilizando a matriz de comparaccedilatildeo Os pesos demostram a influecircncia de

cada fator no mapa final de adequabilidade Onde o fator litoloacutegico representou cerca de 64

no valor final da anaacutelise o fator declividade contribuiu com aproximadamente 26 e o fator

cota representou 10 A proporccedilatildeo de consistecircncia eacute um valor que mostra o erro obtido no

caacutelculo da matriz de comparaccedilatildeo e neste caso o erro foi de 003 estando dentro do limite

aceitaacutevel de 01

Quadro 3 - Resultado dos pesos calculados para cada fator Fonte Autores

Fator Peso

Litoloacutegico 064

Declividade 026

Cota 010

Com o mapa final de adequabilidade gerado foi possiacutevel comparar os resultados

obtidos atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio com os dados coletados em campo E assim discutir

sobre a confiabilidade da ferramenta de anaacutelise multicriteacuterio na obtenccedilatildeo de aacutereas com alta

adequabilidade para prospecccedilatildeo de depoacutesitos de manganecircs

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Como resultados foram obtidos os mapas de fatores que indicam como cada fator

influenciou no mapa final e utilizando esses mapas separadamente eacute possiacutevel discutir sobre a

importacircncia de cada fator na anaacutelise Entretanto quando eacute realizada a integraccedilatildeo dos mapas

na anaacutelise multicriteacuterio em um uacutenico mapa torna-se mais faacutecil o julgamento das aacutereas de

acordo com a adequabilidade

A Figura 3 conteacutem os mapas de fatores e restriccedilotildees utilizados nesse trabalho O fator

litoloacutegico apresentou grande favorabilidade na regiatildeo centro norte devido essa aacuterea ser

composta principalmente por rochas do tipo leucognaisse e biotitito que geralmente estatildeo

associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs O restante da aacuterea apresentou favorabilidade

variando de meacutedia agrave baixa devido agrave composiccedilatildeo das rochas e os valores atribuiacutedos a cada

uma delas

O leucognaisse foi considerado de muito alta favorabilidade em relaccedilatildeo agrave formaccedilatildeo de

depoacutesitos lateriacuteticos visto que a maior parte dos depoacutesitos encontrados em campo estatildeo

associados a esse tipo rochoso A litologia biotitito foi classificada com alta favorabilidade agrave

formaccedilatildeo de depoacutesito lateriacutetico uma vez que alguns depoacutesitos lateriacuteticos foram encontrados

associados a esta rocha Os litotipos granada biotita gnaisse granada biotita feldspato

protomilonito e granada biotita piroxecircnio gnaisse foram considerados de meacutedia

favorabilidade pois apesar de natildeo ter sido observado em campo qualquer associaccedilatildeo destes

litotipos com depoacutesitos lateriacuteticos a composiccedilatildeo mineraloacutegica destas rochas podem permitir a

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

33

formaccedilatildeo de algum tipo de depoacutesito de manganecircs lembrando que natildeo eacute apenas a mineralogia

que determina a formaccedilatildeo de depoacutesitos

As rochas biotita piroxecircnio gnaisse biotita gnaisse e Leucogranito foram classificadas

com baixa favorabilidade uma vez que a composiccedilatildeo mineraloacutegica das mesmas dificilmente

permitiraacute a formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs

O fator cota ficou evidenciado uma grande adequabilidade indo desde a parte central

ateacute o topo norte do mapa Da porccedilatildeo central ateacute a base sul do mapa a adequabilidade ficou

bem dividida variando de alta a nula Resultados esses jaacute esperados para esse fator visto que

a regiatildeo de estudo e bastante montanhosa estando sempre bem acima do niacutevel meacutedio do mar

Jaacute porccedilotildees com baixa ou nula adequabilidade estatildeo associadas as aacutereas mais baixas

simplesmente pela geomorfologia ou em alguns casos a canais de drenagem que ao longo do

tempo vatildeo dissecando o relevo e tornando-o mais baixo

O fator declividade como esperado apresentou uma grande quantidade de aacutereas com

alta adequabilidade e boa distribuiccedilatildeo visto que apesar da regiatildeo de estudo estaacute contida em

cotas elevadas o relevo predominante eacute pouco acidentado e os topos de morros satildeo mais

aplainados

A restriccedilatildeo hidrograacutefica estaacute presente neste trabalho com o intuiacutedo de identificar e

restringir todas as regiotildees que fazem parte das Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes em aacutereas

de Mata Ciliar A restriccedilatildeo foi realizada isolando um raio de 50 metros no entorno de

qualquer corpo drsquoaacutegua visto que dentro destas regiotildees eacute proibida a realizaccedilatildeo de estudos

prospectivos (CONAMA 2002)

Figura 3 - Mapas de Fatores e Restriccedilotildees (A) Fator Litoloacutegico (B) Fator Cota (C) Fator

Declividade (D) Restriccedilatildeo Hidrograacutefica Fonte Autores

No mapa final de adequabilidade (Figura 4A) observa-se que a aacuterea mais favoraacutevel

(255) agrave prospecccedilatildeo de manganecircs proposta por este trabalho estaacute localizada na parte superior

do mapa distribuiacuteda de leste a oeste poreacutem eacute possiacutevel encontrar outras regiotildees como na parte

central do mapa e uma pequena porccedilatildeo na regiatildeo sudoeste que embora obtivessem

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

34

adequabilidade um pouco mais baixa (200-160) ainda possuem valores satisfatoacuterios O

restante do mapa apresentou uma adequabilidade variando de meacutedia (130) e baixa (50) A alta

adequabilidade encontrada na parte superior do mapa ocorre devido ao substrato rochoso ser

composta por leucognaisse rocha com maior peso de importacircncia dentro do fator litoloacutegico

que por sua vez eacute o fator de maior influecircncia dentro da anaacutelise e por essa regiatildeo apresentar as

maiores cotas da aacuterea de estudo Algumas regiotildees que possuem alta adequabilidade para os

fatores declividade e cota obtiveram uma adequabilidade variando de meacutedia (130) a baixa

(50) isto porque o fator litoloacutegico que teve o maior peso na anaacutelise alcanccedilou baixa

adequabilidade nessas aacutereas do mapa As porccedilotildees no mapa que apresentaram adequabilidade

nula satildeo aquelas onde as restriccedilotildees foram atuantes neste caso os corpos hiacutedricos

A etapa de campo obteve como produto um mapa de pontos (Figura 4B) onde foram

constatados pontos com a presenccedila de manganecircs pontos de depoacutesitos de manganecircs jaacute

descritos por outras literaturas e pontos que natildeo possuiacuteam a presenccedila do manganecircs Vale

salientar que a descriccedilatildeo de um ponto representa natildeo somente as caracteriacutesticas daquele exato

local mas tambeacutem do seu entorno A geraccedilatildeo deste mapa teve com intuiacutedo facilitar a

amostragem dos pontos que possuem a presenccedila de manganecircs e comparaacute-lo com o mapa de

adequabilidade final

Ao analisar o mapa de adequabilidade eacute possiacutevel perceber que todos os pontos

descritos em campo que possuiacuteam a presenccedila de manganecircs estatildeo associados a uma alta

adequabilidade Eacute importante explicar que ao fazer o caminhamento de campo procurasse

sempre utilizar rotas de mais faacutecil acesso para percorrer a aacuterea como por exemplo as redes de

drenagem No caso deste trabalho essa metodologia de caminhamento acabou acarretando

controveacutersia no momento de anaacutelise do mapa final pois pontos nos quais ficou comprovada a

presenccedila de manganecircs estatildeo situados tanto dentro de porccedilotildees de alta adequabilidade quanto de

adequabilidade nula isto devido aos pontos terem sido coletados proacuteximos agraves drenagens e o

sistema hidrograacutefico da regiatildeo ser considerado uma restriccedilatildeo de acordo com CONAMA

(2002) Essa controveacutersia natildeo diminui a comprovaccedilatildeo da eficaacutecia da ferramenta da anaacutelise

multicriteacuterio visto que os pontos representam uma aacuterea muito maior do que aquele exato

local onde o ponto foi descrito e a malha de restriccedilatildeo hidrograacutefica natildeo nega a presenccedila do

manganecircs apenas restringe a exploraccedilatildeo mineral por se tratar de uma aacuterea de preservaccedilatildeo

permanente

No mapa de adequabilidade foi utilizada uma simbologia com a forma de um ciacuterculo

vazado nos pontos que tiveram a presenccedila de manganecircs comprovada com o intuiacutedo de

representar melhor a aacuterea de influecircncia de cada ponto e tornar mais clara essa possiacutevel

controveacutersia ao se analisar o mapa Os pontos que possuem a presenccedila do manganecircs

identificados na Folha Espera Feliz ndash SF 24-V-A-IV (HORN 2007) foram associados a uma

adequabilidade variando de alta a meacutedia resultados que reforccedilam a eficaacutecia da anaacutelise

multicriteacuterio como uma ferramenta eficaz para prospecccedilatildeo de manganecircs na regiatildeo proposta

No mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel observar que 60 de todos os pontos que

possuem a presenccedila de manganecircs independente se satildeo pontos vistos em campo ou pontos

obtidos por meio de outras literaturas estatildeo localizados em regiotildees de alta adequabilidade

(255 ateacute 200) e os 40 restantes estatildeo localizados em porccedilotildees de meacutedia adequabilidade (130)

Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo

de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo

35

Figura 4 - A) Mapa de adequabilidade final com os pontos de amostragem e drenagens (azul)

com isolamento de 50 metros (branco) delimitando a restriccedilatildeo hidrograacutefica de acordo com

CONAMA (2002) B) Mapa com discriminaccedilatildeo de pontos onde natildeo foi constatada a presenccedila

de manganecircs (pontos pretos) pontos que possuiacuteam manganecircs (pontos vermelhos) e pontos

buscados na literatura que jaacute tinham identificaccedilatildeo de presenccedila de manganecircs (pontos verdes)

Fonte Autores

CONCLUSAtildeO

A utilizaccedilatildeo das teacutecnicas de geoprocessamento se mostrou eficaz para o tipo de estudo

realizado permitindo a integraccedilatildeo de diferentes tipos de dados que influenciam diretamente

na formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos

Analisando o mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel afirmar que o objetivo no qual

seria a avaliaccedilatildeo de aacutereas para a prospecccedilatildeo de manganecircs obteve resultados satisfatoacuterios visto

que na regiatildeo escolhida para o estudo cerca de 30 da aacuterea apresenta alta adequabilidade

(255 ateacute 200) 40 possui meacutedia adequabilidade (aproximadamente 130) e apenas 30 da

aacuterea ficou caracterizada por uma baixa adequabilidade (de 50 ateacute 0)

A anaacutelise multicriteacuterio pode ser considerada uma ferramenta que possui resultados

satisfatoacuterios quando utilizada com criteacuterios embasados aleacutem disso trata-se de uma

metodologia de baixo custo e faacutecil aplicabilidade cujos resultados podem minimizar o custo e

o tempo da fase de prospecccedilatildeo e pesquisa

O mapa de favorabilidade final apesar de ter resultados aceitaacuteveis poderaacute ser refinado

futuramente quando novos dados forem obtidos em campo acrescentando-se novos fatores

como por exemplo anaacutelises geoquiacutemicas e pedologia

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CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

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CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Engenharia Civil Universidade Federal de Viccedilosa Viccedilosa

MG

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da

Sauacutede Alegre ES 3 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

39

Capiacutetulo 3

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura

de taludes em atividades de mineraccedilatildeo

Laacutezaro Correcirca Marcellinosup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Julio Almeida Moreira2 Carlos

Henrique Rodrigues de Oliveira3

INTRODUCcedilAtildeO

O planejamento geoteacutecnico na mineraccedilatildeo torna-se um fator de extrema importacircncia

pois as consequecircncias de um mau planejamento podem colocar em risco o empreendimento

mineiro Uma vez que se impotildee a exploraccedilatildeo do bem mineral em diferentes frentes de avanccedilo

tem-se notado um avanccedilo dos limites da cava cada vez mais extremos portanto criam-se

problemas geoteacutecnicos cada vez mais complexos

Com isso os desafios ao longo dos anos satildeo maiores pois aleacutem de se observar uma

tendecircncia no aprofundamento das cavas exige-se a adoccedilatildeo de meacutetodos geoteacutecnicos e

tecnoloacutegicos que possibilitem de forma segura e econocircmica a lavra da substacircncia de

interesse (REIS 2011)

Existem tambeacutem vaacuterios fatores que contribuem para a instabilidade de taludes uma

vez que iniciada a lavra os taludes possuem um caraacuteter temporaacuterio por isso adota-se fatores

de seguranccedila menores quando comparados a obras civis Apresentam tambeacutem instabilidade

derivada das vibraccedilotildees nos maciccedilos relacionadas as detonaccedilotildees e ao constante traacutefego de

veiacuteculos pesados sobre as bancadas por isso torna-se mais difiacutecil a previsatildeo desses eventos de

ruptura (PARDO 2009)

A deflagraccedilatildeo de um rompimento de talude pode estar condicionada a esses fatores

fiacutesicos predisponentes supracitados onde o grande desafio da comunidade cientiacutefica estaacute

relacionado a prever quantificar qualificar e temporizar o momento de ruptura do talude A

necessidade de melhorias no planejamento geoteacutecnico aliados a teacutecnicas geomorfoloacutegicas

hidroloacutegicas geoambientais e geoloacutegicas dentro da mineraccedilatildeo eacute um fator importante na

mitigaccedilatildeo de possiacuteveis desastres contra a vida ao meio ambiente perda de material e

prejuiacutezos econocircmicos incalculaacuteveis ao empreendimento aleacutem da necessidade de atender a

legislaccedilatildeo vigente que conteacutem diversas exigecircncias

Assim do ponto de vista geoteacutecnico a estabilidade de taludes associado ao sistema de

informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) constitui ferramenta essencial na definiccedilatildeo da geometria da

cava aleacutem de mitigar os riscos supracitados durante a atividade de lavra (GOMES et al

2005) Logo o presente trabalho possui como objetivo o desenvolvimento de mapa litoloacutegico

e de lineamentos utilizando loacutegica fuzzy para utilizaccedilatildeo na anaacutelise de susceptibilidade de

talude em uma atividade de mineraccedilatildeo de ferro no Quadrilaacutetero Ferriacutefero (QF)

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

A aacuterea de estudo insere-se na regiatildeo do QF o qual eacute uma Proviacutencia Mineral que

possui este nome em funccedilatildeo do arranjo geomeacutetrico de sua morfoestrutura que se assemelha a

um quadrado Localiza-se na porccedilatildeo centro-sudeste do Estado de Minas Gerais e perfaz uma

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

40

aacuterea de aproximadamente 7000 Kmsup2 abrangendo os municiacutepios de Sabaraacute Santa Baacuterbara

Mariana Congonhas Ouro Preto Joatildeo Monlevade Rio Piracicaba Itauacutena e Itabira entre

outros 21 municiacutepios (Figura 1)

As principais vias de acesso agraves cidades satildeo pelas rodovias federais BR-262 e BR-361

e rodovias estaduais MG-129 MG-030 MG-040 entre outras Outra forma de acesso ao QF

se daacute pela Estrada de Ferro Vitoacuteria Minas (EFVM) onde quase toda produccedilatildeo das minas de

mineacuterio de ferro eacute escoada ateacute o Porto de Tubaratildeo em Vitoacuteria (ES)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo das principais minas da VALE SA no QF Fonte Modificado de

Costa (2008)

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL

Segundo Caputo (1983) talude compreende quaisquer superfiacutecies inclinadas que

limitam um maciccedilo de terra de rocha ou ambos Podem ser naturais casos das encostas ou

artificiais como os taludes de cortes e aterros Satildeo limitados na parte superior por uma Crista

ou Topo e na parte inferior por um ldquoPeacuterdquo como mostrado na Figura 2

Figura 2 - Elementos geomeacutetricos que compotildee um talude e satildeo utilizados para o

dimensionamento do mesmo Fonte Dyminski (2007)

Contudo considerando a estabilidade de taludes em atividade de mineraccedilatildeo os

elementos geomeacutetricos de um talude tornam-se um pouco mais complexos pois a cava final

de mina dependeraacute da conformaccedilatildeo dos taludes das rampas de acesso ao mineacuterio dos acircngulos

entre as vaacuterias bancadas existentes e da altura dos taludes Para uma cava ser operacionalizada

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41

e garantir a seguranccedila geoteacutecnica da mina deve conter necessariamente os seguintes

elementos geomeacutetrico (Figura 3)

Figura 3 - Elementos geomeacutetricos para o dimensionamento dos taludes de uma cava Fonte

Relatoacuterio Interno da Empresa (2013)

MEacuteTODOS DE ANAacuteLISE DE ESTABILIDADE DE TALUDES

A anaacutelise de estabilidade de taludes nos permite verificar a possibilidade de

escorregamento de taludes analisando-se as influecircncias relativas aos paracircmetros como

exemplo paracircmetros de resistecircncia litologia dentre outros que visam obter um estudo para

um melhor entendimento dos mecanismos de ruptura citados anteriormente As teacutecnicas de

anaacutelise de estabilidade podem ser divididas em grandes grupos que satildeo as anaacutelises

probabiliacutesticas anaacutelises determiniacutesticas e anaacutelises heuriacutesticas Sendo que a anaacutelise

probabiliacutestica requer conhecimento das distribuiccedilotildees de probabilidade ou das funccedilotildees de

densidade das variaacuteveis aleatoacuterias do problema ou seja a definiccedilatildeo da probabilidade de

ruptura ver Figura 4 (DYMINSKI 2007)

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

42

Figura 4 - Representaccedilatildeo probabiliacutestica das tensotildees atuantes e resistentes Fonte Dyminski

(2007)

A anaacutelise probabiliacutestica distingue-se da determiniacutestica por considerar a variabilidade

dos paracircmetros de caacutelculo particularmente a dispersatildeo natural para isto tem que ser

conhecida uma distribuiccedilatildeo de valores para cada paracircmetro (variaacuteveis aleatoacuterias) obtendo ou

assumindo uma distribuiccedilatildeo de probabilidade para o fator de seguranccedila As anaacutelises

probabiliacutesticas satildeo essenciais para a confecccedilatildeo de Mapas de Potencial de Ruptura Mapas de

Risco de Ruptura Mapas de Ocupaccedilatildeo de solos dentre outros (MONTOYA 2013)

As anaacutelises determiniacutesticas por sua vez buscam a quantificaccedilatildeo da estabilidade por

meio de fator numeacuterico que nos permitiraacute avaliar a respectiva seguranccedila se eacute ou natildeo estaacutevel

Sendo assim as anaacutelises determiniacutesticas satildeo baseadas em modelos fiacutesicos e buscam calcular

um fator ou coeficiente de seguranccedila (FS) As anaacutelises determiniacutesticas possuem diversos

meacutetodos sendo eles os de anaacutelise limite anaacutelise de tensatildeodeformaccedilatildeo e anaacutelise de

equiliacutebrio limite (MESQUITA 2013)

O meacutetodo de equiliacutebrio limite eacute tradicionalmente o mais utilizado para a determinaccedilatildeo

do FS pois estuda o equiliacutebrio de uma massa potencialmente instaacutevel Entende-se entatildeo que

estes meacutetodos se resumem a uma comparaccedilatildeo entre forccedilas que tendem a provocar movimento

ao longo de uma superfiacutecie de ruptura e forccedilas que contrariamente se opotildeem a este

movimento

ANAacuteLISES DE RISCO

Com objetivo de normatizar a terminologia aplicada aos estudos de aacutereas geoloacutegicas e

geoteacutecnicas Varnes (1984) propocircs uma definiccedilatildeo formal para diferentes sentidos de riscos

como risco especiacutefico hazard e vulnerabilidade

No Brasil os pioneiros a propor uma normatizaccedilatildeo foram Augusto Filho et al (1990)

que debateram tanto no acircmbito nacional quanto internacional termos conceitos e

nomenclatura associados ao termo Risco Atualmente os conceitos mais usuais satildeo aqueles

recomendados pelas associaccedilotildees das categorias como Australian Geomechanics Society

(AGS) International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (ISSMGE)

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43

International Society for Rock Mechanics (ISRM) Associaccedilatildeo Brasileira de Geologia de

Engenharia e Ambiental (ABGE) e da ISO 31000 (CORTELETTI 2014)

Ainda assim existe pouca unicidade acerca do tratamento dos conceitos e problemas

sobre a avaliaccedilatildeo de risco muitas vezes enfrentando barreiras quanto agrave avaliaccedilatildeo de

incertezas em Geotecnia e avaliaccedilatildeo de risco

GEOPROCESSAMENTO

Teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais que leva em consideraccedilatildeo o processamento

de dados geograacuteficos satildeo conhecidas como geoprocessamento Segundo algumas definiccedilotildees

adotadas por Menezes (2012) as ferramentas computacionais utilizadas em geoprocessamento

permitem realizar anaacutelises complexas atraveacutes de Sistemas de informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG)

SIG por sua vez satildeo sistemas de informaccedilotildees construiacutedos especialmente para armazenar

analisar e manipular dados geograacuteficos

Os SIG tecircm se tornado cada vez mais usuais pois as teacutecnicas computacionais se

tornam cada vez mais complexas e com melhor desempenho possibilitando entatildeo confrontar

dados distintos para produzir o resultado desejado com mais facilidade Confrontar mapas

com diferentes informaccedilotildees permitindo gerar um novo mapa eacute uma ferramenta de grande

eficiecircncia pois o mesmo auxilia no planejamento nas tomadas de decisotildees e reduz a

ambiguidade de interpretaccedilotildees (MENEZES 2012)

Visando desenvolver um trabalho englobando teacutecnicas de geoprocessamentos junccedilatildeo

de mapas e teacutecnicas estatiacutesticas utilizou-se os SIG para aplicar teacutecnicas de anaacutelise

multicriteacuterio e loacutegica fuzzy

CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL

A aacuterea de estudo se insere em uma regiatildeo localizada a leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero

(QF) fazendo parte da Sinclinal de Alegria e situada regionalmente na porccedilatildeo sul do Craacuteton

Satildeo Francisco nas proximidades de Mariana e Ouro Preto (REIS et al 2000 ROESER e

ROESER 2010)

CONTEXTO GEOTECTOcircNICO

A parte leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero eacute constituiacuteda por rochas da regiatildeo cratocircnica

retrabalhadas tectonicamente durante o Evento Brasiliano (06-05 Ga) que resultou na

formaccedilatildeo da Faixa Araccediluaiacute e das demais faixas orogecircnicas que delimitam a borda deste

Cratoacuten (Figura 2) contendo resquiacutecios da orogenia Transamazocircnica (UHLEIN et al 1998)

ESTRATIGRAFIA DO QUADRILAacuteTERO FERRIacuteFERO

Alkmim e Marshak (1998) e Alkmim e Noce (2006) subdividiram o Quadrilaacutetero

Ferriacutefero segundo a coluna estratigraacutefica mostrada na Figura 5 Sendo este constituiacutedo por

quatro unidades litoestratigraacuteficas principais sendo elas O Embasamento Cristalino o

Supergrupo Rio das Velhas de idade arqueana o Supergrupo Minas e o Grupo Itacolomi de

idade paleo-proterozoacuteica

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

44

Figura 5 - Coluna estratigraacutefica da regiatildeo do Quadrilaacutetero Ferriacutefero Fonte Modificada de

Alkmim e Marshak (1998)

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45

METODOLOGIA

MATERIAIS

Foram utilizados os seguintes materiais

bull Software ArcGis 101 para confecccedilatildeo do mapa litoloacutegico

bull Relevo Sombreado para fotointerpretaccedilatildeo dos lineamentos

bull Software Idrisi Selva 170 para aplicaccedilatildeo da loacutegica fuzzy do mapa de lineamentos

bull Relatoacuterio interno disponibilizado pela empresa

MEacuteTODOS

De iniacutecio realizou-se um levantamento bibliograacutefico com aquisiccedilatildeo de informaccedilotildees

paracircmetros e mapas fornecidos pela literatura disponiacutevel e empresas privadas seguido da

confecccedilatildeo dos mapas

A pesquisa bibliograacutefica sobre o tema de estudo se deu por meio de consulta em livros

artigos e documentos fornecidos por empresas e levantamento de base de dados cartograacuteficos

disponiacuteveis na internet Tambeacutem foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica a respeito da

geologia local e regional da aacuterea tendo como base os artigos de Alkmim e Marshak (1998)

Essa fase tambeacutem se fez importante para o levantamento de informaccedilotildees conceituais

onde embasaram a definiccedilatildeo dos pesos para cada classe dos mapas gerados de acordo com a

literaturaObteve-se entatildeo informaccedilotildees estruturais e geoloacutegicas da regiatildeo do QF em minas

privadas de mineacuterio de ferro

Os trabalhos de Gomes (2009) Corteletti (2014) e Alves (2014) aplicam metodologias

semelhantes para a determinaccedilatildeo e anaacutelise de suscetibilidade vulnerabilidade de risco a

movimentos de massa para ferrovias e Montoya (2013) aplica uma metodologia semelhante

para rodovias Dos trabalhos destes autores pode-se tirar contribuiccedilatildeo na definiccedilatildeo de quais

mapas seriam gerados

Assim a partir dos paracircmetros e dados levantados geraram-se o mapa litoloacutegico e de

lineamentos e definiram-se pesos para sua utilizaccedilatildeo na anaacutelise de estabilidade de taludes em

aacuterea de mineraccedilatildeo

Mapa Litoloacutegico

O mapa litoloacutegico proposto teve como base o de Menezes (2012) e relatoacuterios teacutecnicos

A divisatildeo da litologia corresponde ao tipo de rocha que compotildee o maciccedilo rochoso Esta

classificaccedilatildeo foi feita a partir de paracircmetros como a composiccedilatildeo mineraloacutegica origem e

estrutura da rocha

Contudo nem sempre a classificaccedilatildeo litoloacutegica consegue mostrar a variedade que uma

rocha apresenta em mesmo local Portanto torna-se necessaacuterio a definiccedilatildeo da rocha de acordo

com caracteriacutesticas peculiares seja estrutura composiccedilatildeo mineraloacutegica ou fatores de coesatildeo

No Mapa Litoloacutegico foram definidas oito litologias Rochas Intrusivas (IN) Itabirito

Compacto (IC) Itabirito Friaacutevel (IF) Itabirito Manganesiacutefero (IM) Hematita Compacta (HE)

Filito (FL) Quartizito (QT) e Xisto (XI)

Os pesos atribuiacutedos atraveacutes da reclassificaccedilatildeo foram definidos de acordo com o tipo de

litologia e suas caracteriacutesticas ou seja rochas mais intemperizadas e que apresentam um

menor coeficiente de resistecircncia tiveram valores maiores Foi levado em consideraccedilatildeo ainda o

grau de coesatildeo e competecircncia da rocha Para a atribuiccedilatildeo dos pesos litoloacutegicos levou-se em

consideraccedilatildeo o conhecimento do autor aleacutem das caracteriacutesticas citadas anteriormente

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

46

Rochas como as Intrusivas (IN) Filito (FL) Xisto (XI) e Itabiro Friaacutevel (IF)

apresentam uma condiccedilatildeo mais propensa a baixa resistecircncia devido ao intemperismo do que

as rochas que possuem um melhor grau de coesatildeo (Tabela 1)

Tabela 1 - Valores atribuiacutedos para cada classe litoloacutegica Fonte Autores

Classes Litoloacutegicas Valor atribuiacutedo

Quartizito (QT) 20

Hematita Compacta (HE) 50

Itabirito Compacto (IC) 80

Itabirito Manganesiacutefero

(IM)

110

Itabirito Friaacutevel (IF) 140

Filito (FL) 170

Xisto (XI) 200

Intrusiva (IN) 255

Mapa de Lineamentos

A geraccedilatildeo do mapa de lineamentos consistiu na fotointerpretaccedilatildeo de padrotildees de

lineamentos presentes no entorno e dentro da aacuterea de estudo Esses padrotildees foram

interpretados em uma imagem de relevo sombreado gerado pelo Modelo Digital de Terreno

(MDT) Apoacutes essa fotointerpretaccedilatildeo pode-se gerar o mapa de lineamentos no formato

vetorial Sendo este mapa posteriormente utilizado para gerar o mapa fuzzy de lineamentos

O mapa de lineamentos foi gerado a partir da aplicaccedilatildeo da funccedilatildeo fuzzy sigmoidal

decrescente do software Idrisi pois estaacute funccedilatildeo eacute a mais utilizada em anaacutelises geoambientais

com pontos de controle em 20 e 100 o que indica que valores ateacute 20 metros de distacircncia dos

lineamentos tecircm adequabilidade maacutexima e agrave partir de 20 metros decaem sigmoidalmente ateacute

100 metros onde a adequabilidade eacute miacutenima

Segundo alguns de estudos feitos por Huallanca (2004) e Hoek e Bray (1981)

dependendo da densidade de lineamentos ou da distacircncia que apresentam entre si e do

comportamento dos mesmos esses padrotildees comportam-se como zonas de fraqueza presentes

no maciccedilo podendo influenciar na resistecircncia do mesmo Saacute (2010) realizou um estudo

semelhante em uma cava de mineraccedilatildeo de ferro e observou que ocorrem rupturas em grande

escala em regiotildees que apresentam alta densidade de padrotildees de lineamentos

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Os resultados obtidos ou seja o mapa litoloacutegico e de lineamentos seratildeo expostos de

forma separada de acordo com suas discussotildees

MAPA LITOLOacuteGICO

O mapa litoloacutegico apresentou oito classes (Figura 6) Este mapa foi confeccionado e

considerado para a anaacutelise da estabilidade de taludes pelo fato das litologias apresentarem

uma reologia muito complexa em se tratando de um ambiente de mineraccedilatildeo

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47

Figura 6 - Mapa litoloacutegico mostrando sua variedade de tipologia Fonte Autores

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

48

A litologia dentro de atividades de mineraccedilatildeo eacute um dos fatores mais afetados em se

tratando de aspectos geoteacutecnicos pois nesses locais apresentam-se uma grande mobilizaccedilatildeo

de massa rochosa ou solo para extraccedilatildeo do bem mineral causando certo grau de alteraccedilatildeo

devido a desconfinamento ou meteorizaratildeo do estado natural da rocha

Os pesos atribuiacutedos a cada classe litoloacutegica foram embasados em consultas a

bibliografias e analisando os paracircmetros de resistecircncia e caracterizaccedilatildeo Costa (2009)

caracterizou algumas litologias do QF de acordo com ensaios laboratoriais de compressatildeo

uniaxial utilizando esses dados pode-se relacionar que valores atribuiacutedos a cada classe

litoloacutegica variam de acordo com sua capacidade de compressatildeo feita nos ensaios

Com isso atribuiu-se agrave classe quartizito a menor adequabilidade pois essa rocha

apresenta uma maior competecircncia sendo que rochas que conteacutem grande quantidade de

quartzo satildeo dificilmente intemperizaacuteveis O contraacuterio foi considerado com as intrusivas que

receberam a maior valoraccedilatildeo pois se trata de uma rocha muito mais facilmente

intemperizada o que diminui o grau de coesatildeo diminuindo as forccedilas de resistecircncia Para as

rochas com resistecircncia intermediaacuteria levou-se em consideraccedilatildeo os paracircmetros geoteacutecnicos e as

caracteriacutesticas estruturais e anisotropias e conhecimento proacuteprio

MAPA FUZZY DE LINEAMENTOS

Para confecccedilatildeo do mapafuzzy de lineamentos (Figura 7) foi aplicada a funccedilatildeo fuzzy

sigmoidal decrescente sobre os lineamentos Este mapa apresentou uma zona de

suscetibilidade alta (255) nas regiotildees proacuteximas aos lineamentos e uma zona de baixa ou nula

suscetibilidade (0) em zonas mais distantes aos lineamentos

As regiotildees que apresentam alta adequabilidade satildeo zonas com distacircncia muito

proacuteximas dos lineamentos logo essas zonas apresentam uma forte influecircncia dos mesmos As

zonas em coloraccedilatildeo amarela que apresentam uma baixa adequabilidade satildeo regiotildees que se

situam mais distantes dos lineamentos apresentando assim uma baixa influecircncia dos

lineamentos nessas regiotildees

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Figura 7 - Mapa fuzzy de lineamentos mostrando as aacutereas onde apresentam baixa ou alta adequabilidade Fonte Autores

Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de

taludes em atividades de mineraccedilatildeo

50

CONCLUSAtildeO

De acordo com o objetivo do trabalho a metodologia foi eficaz pois os mapas gerados

satildeo subsiacutedios eficazes para a anaacutelise da ruptura de taludes soacute podendo ser desenvolvidos

devido agrave teacutecnica de geoprocessamento aplicada Com o ressalve de que no uso de dados

lineamentos eles natildeo podem natildeo ter as dimensotildees precisas pois tanto podem se apresentar

em superfiacutecie quanto em profundidade alterando o maciccedilo

Sugere-se ainda o uso de outros mapas para tornar a anaacutelise mais completa como por

exemplo mapas da profundidade do niacutevel drsquoaacutegua e declividade

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

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sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Geologia Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha

e Mucuri Diamantina MG

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 3 Departamento de Engenharia de Minas Instituto Federal do Espiacuterito Santo Cachoeiro de

Itapemirim ES 4 Escola de Arquitetura Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG 5 Departamento de Geologia Universidade Federal de Ouro Preto Ouro Preto MG

53

Capiacutetulo 4

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES

utilizando teacutecnicas de geoprocessamento

Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitassup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Allison Augusto

Gonccedilalves de Freitas1 Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas3 Rayane Monteiro

Ferreira4 Edgar Batista de Medeiros Juacutenior5

INTRODUCcedilAtildeO

Redes de transporte rodoviaacuterio tornaram-se a essecircncia da infraestrutura em todos os

paiacuteses As estradas satildeo importantes como a estrutura fiacutesica da sociedade e como a base para o

desenvolvimento social e econocircmico (EFFATI et al 2012)

No Brasil o principal meio de transporte urbano e de boa distribuiccedilatildeo eacute o sistema de

transporte rodoviaacuterio Neste contexto vias rurais e urbanas satildeo notaacuteveis para tornar o traacutefego

de pessoas e a distribuiccedilatildeo de produtos sendo incontestaacutevel a importacircncia de um sistema de

transporte seguro capaz de atender a demanda (SILVA et al 2006) Juntamente com um

intenso crescimento nas cidades de porte meacutedio na deacutecada de 60 ocorreu um periacuteodo de

grandes investimentos em infraestrutura rodoviaacuteria no paiacutes Jaacute nos anos 70 o Ministeacuterio de

Transportes por meio do Plano de Desenvolvimento Nacional estimulou uma expansatildeo das

rodovias no Brasil Com estes investimentos muitos municiacutepios proacuteximos e ao longo dos

eixos rodoviaacuterios sentiram-se atraiacutedos e motivados agraves atividades e investimentos que

favorecessem o comeacutercio de produtos e serviccedilos Assim as cidades de pequeno e meacutedio

porte demostraram um crescimento linear ao longo das rodovias natildeo apresentando

planejamento no uso do solo e na sua ocupaccedilatildeo (FREIRE 2003)

Com o tempo o aumento do transporte nestas rodovias trouxe implicaccedilotildees positivas e

negativas para as cidades (CORREcircA PINTO 2012) Alguns desses problemas como a

ocorrecircncia de congestionamentos e acidentes (EFFATI et al 2012) No sentido de diminuir

esses problemas existem metodologias que auxiliam no estudo de viabilidade sendo uma

delas a aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio que foi utilizada neste trabalho

Deste modo este trabalho teve por objetivo geral fazer um estudo de realocaccedilatildeo da

BR-101 na aacuterea urbana do municiacutepio de Iconha-ES utilizando anaacutelise multicriteacuterio De

forma mais especiacutefica

bull Analisar quais criteacuterios (fatores e restriccedilotildees) interferem na locaccedilatildeo da rodovia

bull Determinar as restriccedilotildees que interferem na escolha da aacuterea

bull Determinar os fatores que interferem na escolha da aacuterea

bull Determinar as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy que melhor se adequam aos diferentes fatores

usados

bull Ponderar os fatores

bull Gerar a anaacutelise multicriteacuterio para estudo de aptidatildeo de aacutereas para realocaccedilatildeo da BR-101

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

54

bull Achar uma aacuterea com maior adequabilidade agrave realocaccedilatildeo da rodovia

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

Iconha localiza-se ao sul do Espiacuterito Santo (Figura 1) entre as coordenadas

N=7695610m E=300822m N=7702818m E=318390m na zona 24 sul Limitando-se ao

norte com Anchieta ao sul com Rio Novo do Sul a leste com Piuacutema e a oeste com Alfredo

Chaves Segundo IBGE (2014) o municiacutepio possui aacuterea territorial de 203528 kmsup2 O acesso

para a cidade de Iconha a partir de Vitoacuteria pode ser realizado pela BR-101 ateacute o municiacutepio

de Iconha sendo um trajeto de aproximadamente 97 Km

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

CONTORNOS VIAacuteRIOS

Em um contexto geral as ruas que satildeo estradas dentro das cidades marcavam os

caminhos de acesso onde se estabeleciam as relaccedilotildees com os territoacuterios circundantes na

configuraccedilatildeo original das cidades marcando os eixos da futura expansatildeo (VALLEJO 1995)

Anteriormente a intensificaccedilatildeo do uso de automoacuteveis as estradas (intermunicipais estaduais e

federais) passavam dentro das cidades e os fluxos de transporte tinham com elas uma relaccedilatildeo

intensa de contato cultural e intercacircmbio comercial aumentando o desenvolvimento local

(AUGEacute 1994) A malha rodoviaacuteria brasileira se deslocou criando corredores estrateacutegicos de

transportes trazendo consigo um crescimento socioeconocircmico e modificando as aacutereas e

cidades por onde passou (FREIRE 2003)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo do municiacutepio de Iconha em relaccedilatildeo ao Estado do Espiacuterito Santo O

quadrado em verde mostra a aacuterea de estudo Fonte Modificado de Wikipeacutedia (2006)

Devido ao crescimento maciccedilo do fluxo de veiacuteculos nas cidades novas medidas foram

tomadas dentre elas a construccedilatildeo de rodovias de contorno ou aneacuteis viaacuterios atualmente

usados como a soluccedilatildeo mais viaacutevel para resolver o problema das travessias urbanas (SILVA

JUacuteNIOR e FERREIRA 2008)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

55

O surgimento destes contornos daacute-se com a necessidade de melhorar a fluidez dos

deslocamentos devido ao elevado grau de saturaccedilatildeo das vias nas aacutereas mais centrais

(CORREcircA PINTO 2012) O fluxo de passagem tende a ser redirecionado para fora das aacutereas

urbanas por meio de laccedilos de contorno ou aneacuteis viaacuterios (SANTOS 2006)

De acordo com Silva Juacutenior e Ferreira (2008) a construccedilatildeo de contornos viaacuterios pode

atrair a ocupaccedilatildeo urbana do mesmo modo que o traccedilado original o que poderia levar a

ineficiecircncia deste novo contorno viaacuterio O natildeo planejamento desta ocupaccedilatildeo pode vir com

uma nova segregaccedilatildeo urbana que terminaraacute por inviabilizar o segmento da rodovia O

tamanho destes impactos eacute dependente de vaacuterios fatos dentre os quais a estruturaccedilatildeo do

tecido urbano (malha viaacuteria e uso do solo) e seu grau de inter-relacionamento com a rodovia

(CORREcircA PINTO 2012)

Existem diversas teacutecnicas para estudo de locaccedilatildeo de contorno viaacuterio entre elas

podemos citar a avaliaccedilatildeo geomorfoloacutegica estrutural e pedoloacutegica seja com ou sem a

aplicaccedilatildeo de Sistema de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) O SIG eacuteutilizado principalmente pela

Engenharia de Transporte nos estudos de alternativas de traccedilados de contornos viaacuterios pode

considerar diversas categorias na anaacutelise (sociais econocircmicas ambientais geoteacutecnicas) com

pesos diferentes (SILVA 2004)

Em seu trabalho Silva et al (2006) utilizaram o apoio agrave decisatildeo atraveacutes de SIG e

apresentaram alternativas de projeto para o anel viaacuterio da cidade de Viccedilosa-MG com

utilizando agrave loacutegica fuzzy e a anaacutelise multicriteacuterio para o levantamento e anaacutelise de

condicionadores consideradas de acordo com os dados disponiacuteveis em mapas de altitude

hidrografia declividade sistema de transportes classe de solo e principalmente o uso e

cobertura do solo e selecionaram alternativas de contornos que fazem uso das rodovias

existentes como uma opccedilatildeo para diminuir os custos e os impactos ambientais

Correcirca Pinto (2012) tratou sobre os desdobramentos na forma urbana de pequenas

cidades causados por novos contornos viaacuterios tendo como estudo de caso as cidades de Satildeo

Francisco de Assis e Santiago (RS) A metodologia aplicada foi baseada nas medidas de

diferenciaccedilatildeo espacial atraveacutes das quais foi possiacutevel visualizar o dinamismo do traccedilado de

uma cidade e as possiacuteveis alteraccedilotildees de sua forma Como resultado identificou e avaliou

algumas consequecircncias que as implantaccedilotildees de contornos viaacuterios causam nas formas urbanas

das pequenas cidades

SILVA (2012) aplicou a metodologia de anaacutelise espacial por avaliaccedilatildeo multicriteacuterio

para otimizar o processo de planejamento da ocupaccedilatildeo territorial e da mobilidade urbana no

municiacutepio de Viccedilosa - MG e aacuterea de influecircncia Como metodologia utilizou recursos

disponiacuteveis em SIG com avaliaccedilatildeo multicriteacuterio sobre bases cartograacuteficas digitais Como

resultado elaborou mapas temaacuteticos que representam as propostas para a mobilidade urbana e

para a ocupaccedilatildeo territorial da aacuterea de estudo conforme as abrangecircncias consideradas

FOTOINTERPRETACcedilAtildeO

De acordo com Soares e Fiori (1978) a interpretaccedilatildeo visual eacute o estudo da imagem

fotograacutefica visando agrave descoberta e a avaliaccedilatildeo por meacutetodos indutivos dedutivos e

comparativos do significado funccedilatildeo e relaccedilatildeo dos objetos correspondentes agraves imagens ou

seja eacute a teacutecnica de examinar as imagens dos objetos na imagem e deduzir sua significaccedilatildeo

Ribeiro et al (2008) entendem que a fotointerpretaccedilatildeo baseia-se no processo de

anaacutelise de imagens por meio da detecccedilatildeo identificaccedilatildeo e classificaccedilatildeo dos objetos de

interesse contidos nelas Ao analisar imagens eacute importante a observaccedilatildeo de entes e feiccedilotildees

insinuadas atraveacutes de caracteriacutesticas das imagens como cor tonalidade textura tamanho

forma padratildeo sombras altura localizaccedilatildeo dos alvos e aspectos associados

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

56

Santos (1988) aplicou o levantamento das tipologias vegetais pela teacutecnica de anaacutelise

visual e atraveacutes desta mapeou quatro tipologias distintas e concluiu que o produto e

metodologia usados nesta pesquisa satildeo plenamente viaacuteveis para levantamentos das tipologias

florestais nativas da Amazocircnia

Mercante et al (2005) realizaram um mapeamento de uso do solo usando como base

para a interpretaccedilatildeo visual o conhecimento preacutevio da aacuterea de estudo adquiridos apoacutes o

reconhecimento de campo observando as principais classes de coberturas de solo na aacuterea O

resultado desta anaacutelise visual constituiu um importante subsiacutedio para a decisatildeo sobre a melhor

alternativa da via de gasoduto permitindo uma escolha mais racional e menos subjetiva

Moreira et al (2008) fotointerpretaram as imagens de sateacutelite (LANDSAT 7 ETM+)

pela sua variaccedilatildeo textural devido ao registro dos alvos terem diferentes comportamentos

espectrais e diferentes arranjos espaciais e explicaram a compartimentaccedilatildeo e a relaccedilatildeo de

equivalecircncia entre zonas que constituem texturas semelhantes

Desta forma entende-se que a interpretaccedilatildeo visual pode ter seu uso em estudos de

localizaccedilatildeo de estradas exploraccedilatildeo mineral diferentes traccedilados propostos agricultura

planejamento urbano e dentre outros mapas temaacuteticos (NADALIN 2010)

SISTEMAS DE INFORMACcedilAtildeO GEOGRAacuteFICA (SIG)

A aplicaccedilatildeo de Sistemas de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) em problemas de tomada de

decisatildeo eacute uma ferramenta poderosa e eficiente nas diversas aacutereas do conhecimento pois

possibilita que o processo seja realizado de maneira mais fundamentada Dessa forma o

agente de decisatildeo tem agrave sua disposiccedilatildeo dados e informaccedilotildees mais acessiacuteveis mais facilmente

combinados e modificados aleacutem de utilizar argumentos mais claros para a decisatildeo (SILVA

1999) Segundo Star e Estes (1991) o uso do SIG para a estruturaccedilatildeo e organizaccedilatildeo de

variaacuteveis com a intenccedilatildeo de obter alternativas para a seleccedilatildeo de locais com adequabilidades

para determinado estudo tem sido amplamente utilizado O seu uso pode ser explicado por ser

uma ferramenta que trata grandes quantidades de dados armazenados em banco de dados

contendo informaccedilotildees representativas do mundo real atraveacutes de coordenadas geograacuteficas

possibilitando realizar anaacutelises espaciais

ANAacuteLISE DE MULTICRITEacuteRIO

De acordo com Moura (2007) a anaacutelise de multicriteacuterio pode ser entendida como um

procedimento metodoloacutegico que faz o cruzamento de variaacuteveis nas anaacutelises espaciais esta

anaacutelise tambeacutem eacute conhecida como Anaacutelise Hieraacuterquica de Pesos ou Aacutervore de Decisotildees Esta

anaacutelise se destina a desenvolver estudos caracterizadores da realidade vigente e preditivos de

situaccedilotildees que estatildeo por vir alcanccedilando o objetivo da anaacutelise espacial Francisco et al (2007)

considera que a anaacutelise multicriteacuterio eacute um meacutetodo de anaacutelise de alternativas para a resoluccedilatildeo

de problemaacuteticas que utilizam diversos criteacuterios relacionados ao objeto de estudo sendo

assim possiacutevel identificar alternativas prioritaacuterias para o objeto considerado

Os meacutetodos de anaacutelises multicriteacuterio vecircm sendo utilizados para a soluccedilatildeo de

problemas nas tomadas de decisatildeo nas mais diversas aacutereas do conhecimento entre elas

alternativas de poliacuteticas social (VILAS BOAS 2006) como indicador de condiccedilotildees de vida

(SILVA e JANNUZZI 2009) no planejamento e gestatildeo ambiental (FRANCO et al 2013)

no uso de terras (PORATH 2014) e anaacutelise de sensibilidade ambiental (RIBEIRO 2011) com

o intuito de esclarecer ao decisor possibilidades nas escolhas Apoiam o procedimento

decisoacuterio com base nos dados existentes agregando valores dos agentes na busca de uma

melhor soluccedilatildeo (CAMPOS 2011)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

57

O procedimento da anaacutelise multicriteacuterio baseia-se em mapeamentos de variaacuteveis pelo

seu plano de informaccedilatildeo e na definiccedilatildeo do grau de pertinecircncia de cada plano de informaccedilatildeo e

de cada um de seus componentes para a construccedilatildeo do resultado final e sempre que

necessaacuterio utilizando fatores de ponderaccedilatildeo (MOURA 2007)

Na praacutetica na anaacutelise multicriteacuterio a decisatildeo eacute tomada atraveacutes de um conjunto de teacutecnicas e

meacutetodos para dar apoio a pessoas e organizaccedilotildees nas tomadas de decisotildees sob a persuasatildeo de

uma multiplicidade de criteacuterios (GOMES et al 2002)

Santos (2010) diz que para a realizaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio o estudo deve ter

como base alguns passos sendo eles a seleccedilatildeo e representaccedilatildeo das variaacuteveis que caracterizam

o fenocircmeno organizaccedilatildeo dessas em planos de informaccedilatildeo discretizaccedilatildeo dos planos em

resoluccedilatildeo espacial adequada combinaccedilatildeo das variaacuteveis de forma que elas possam representar

a complexidade da realidade e por fim a possibilidade de calibraccedilatildeo e validaccedilatildeo do sistema

mediante identificaccedilatildeo e correccedilatildeo das relaccedilotildees construiacutedas entre as variaacuteveis mapeadas

Moreira et al (2001) objetivou a pesquisa mineral atraveacutes de anaacutelises multicriteacuterio de

dados geoloacutegicos e geofiacutesicos visando a seleccedilatildeo de aacutereas com maior potencial agrave ocorrecircncia de

minerais radioativos Como estudo de caso comparou o desempenho de 8 meacutetodos de anaacutelise

multicriteacuterio de dados geoloacutegicos e radiomeacutetricos na prediccedilatildeo de aacutereas potenciais agrave

ocorrecircncia de minerais radiativos no planalto de Poccedilos de Caldas Os cenaacuterios gerados

indicaram desempenhos diferentes nas avaliaccedilotildees encontrando desde resultados considerados

bons a medianos para identificaccedilatildeo mineral

Vilas Boas (2006) desenvolveu um modelo de anaacutelise de decisatildeo para facilitar o

processo de escolha de alternativas de poliacuteticas programas e projetos relacionados agrave gestatildeo de

recursos hiacutedricos e mais especificamente ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Como resultado

apresentou uma lista ordenada das alternativas de uso muacuteltiplo possiacuteveis de serem

implantadas no reservatoacuterio

Moura (2007) aplicou a anaacutelise multicriteacuterio como subsiacutedio para estudos ambientais

de forma a apresentar como resultado um roteiro metodoloacutegico para apoio as revisotildees

bibliograacuteficas destinado agrave construccedilatildeo de anaacutelises espaciais de caracterizaccedilatildeo e gerenciamento

ambiental e urbano Jannuzzi et al (2009) utilizaram a anaacutelise multicriteacuterio em uma aplicaccedilatildeo

em poliacuteticas puacuteblicas e obteve como resultado uma seacuterie de escolhas teacutecnicas e poliacuteticas

Com o objetivo de levantar situaccedilotildees ambientais associadas agrave necessidade de proteccedilatildeo

do parque estadual da Serra do Rola Moccedila a partir dos dados levantados no plano de manejo

Santos (2010) apresentou uma proposta metodoloacutegica com uso de anaacutelise multicriteacuterio para

identificaccedilatildeo de suas aacutereas de fragilidade ambiental Como resposta obteve aacutereas fragilidade

associadas ao meio fiacutesico ao turismo a accedilatildeo antroacutepica e agrave correlaccedilatildeo desses fatores

Ribeiro (2011) usou anaacutelise multicriteacuterio para encontrar aacutereas para implantaccedilatildeo das

culturas florestais de Hevea brasiliensis Pinus elliottiivarelliottii e Schizolobiumamazonicum

no Estado do Espiacuterito Santo e como resultado observou-se que o Estado apresenta aacutereas com

aptidatildeo edafoclimaacutetica para todas as espeacutecies

Considerando a anaacutelise multicriteacuterio como uma boa ferramenta na tomada de decisotildees

Franco et al (2013) a usou em seus estudos para identificaccedilatildeo da prioridade de aacutereas a

recuperaccedilatildeo florestal O mapa final produzido foi considerado uma ferramenta de gestatildeo da

aacuterea prioritaacuteria a restauraccedilatildeo

Em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas potenciais para construccedilatildeo de marinas no

municiacutepio de Florianoacutepolis-SC com o uso da anaacutelise multicriteacuterio Porath (2014) usou

variaacuteveis adotadas em mapas temaacuteticos identificando geograficamente aacutereas mais propensas agrave

implantaccedilatildeo de marinas considerando a interferecircncia antroacutepica e marinha tentando

minimizar as perturbaccedilotildees e o impacto ambiental

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

58

METODOLOGIA

Para a realizaccedilatildeo deste trabalho foram utilizados como base vaacuterios materiais

cartograacuteficos sendo eles Curvas de niacutevel com equidistacircncia vertical de 20 m fornecido pelo

GEOBASES (2011) Mapa topograacutefico das cidades de Iconha Rio Novo do Sul Anchieta e

Piuacutema (160000) Ortofotos do IEMA (2007) das cidades de Iconha Rio Novo do Sul

Anchieta e Piuacutema (1 35000) Mapa de Declividade do terreno gerado a partir das curvas de

niacutevel Mapa de Rios e Mapa de Uso dos Solos gerados a partir da fotointerpretaccedilatildeo das

ortofotos

Para a montagem do banco de dados foram utilizadas as ortofotos com as quais foi

possiacutevel elaborar arquivos vetoriais (shapefile) atraveacutes de fotointerpretaccedilatildeo (na escala de

visualizaccedilatildeo de 12500) e vetorizaccedilatildeo em tela de pontos linhas e poliacutegonos gerando dois

mapas sendo eles Mapa de Uso dos Solos (Apecircndice A) onde foram observadas as

principais classes de coberturas de solo existentes (pastagem agricultura florestas casas

rurais zonas urbanas vilarejos depoacutesitosndashfaacutebricas-pedreiras lagoasndashlagos-represas) e o

Mapa de Rios Para a geraccedilatildeo do Mapa de Declividade do Terreno foram utilizadas as curvas

de niacutevel

ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO

De acordo com a proposta metodoloacutegica usada por Barros e Marques (2007) neste

trabalho levou-se em consideraccedilatildeo o levantamento e o geoprocessamento das condicionantes

que existem na legislaccedilatildeo Posteriormente ao levantamento e a anaacutelise dos condicionantes

foram determinados os criteacuterios que subsidiaram o processo de decisatildeo

Esta decisatildeo eacute suportada pela consideraccedilatildeo de criteacuterios que representam possiacuteveis

condiccedilotildees de quantificar ou avaliar determinada anaacutelise Os criteacuterios podem ser de dois tipos

Restriccedilatildeo ou Fatores A restriccedilatildeo eacute um criteacuterio capaz de limitar as alternativas em

consideraccedilatildeo no estudo e pode assumir um caraacuteter de exclusatildeo de espaccedilos da anaacutelise

definindo as alternativas natildeo elegiacuteveis que deveratildeo ser excluiacutedas do espaccedilo inicial de soluccedilotildees

possiacuteveis O Fator eacute um criteacuterio que aumenta ou diminui a adequabilidade de uma

determinada alternativa para o objetivo da anaacutelise Esta aptidatildeo eacute medida numa escala

contiacutenua e de forma a englobar todo o espaccedilo de soluccedilatildeo inicialmente previsto (RAMOS e

MENDES 2001)

Seguindo a metodologia apresentada por Benda et al (2012) neste trabalho utilizou-se

a loacutegica booleana para confecccedilatildeo dos mapas de restriccedilotildees a loacutegica fuzzy para padronizaccedilatildeo

dos fatores e a anaacutelise multicriteacuterio para combinaccedilatildeo entre as restriccedilotildees e fatores

Assim como Calijuri et al (2002) em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas para

implantaccedilatildeo de aterros sanitaacuterios neste trabalhou as restriccedilotildees diferenciam locais que possam

ser considerados aptos ou inaptos a realocaccedilatildeo da BR-101 Os fatores definem locais ou

alternativas em medidas contiacutenuas de aptidatildeo diminuindo ou aumentando o valor de uma

alternativa em questatildeo naqueles locais fora das restriccedilotildees absolutas

As restriccedilotildees atuam como um tipo de criteacuterio que limita a soluccedilatildeo do problema

restringindo as alternativas em consideraccedilatildeo excluindo aacutereas de acordo com determinadas

condiccedilotildees impostas (BENDA et al 2012) Utilizando um operador algeacutebrico de mapas tipo

booleano criam-se mapas binaacuterios natildeo aptos (0) ou aptos (1) que possibilitam a realizaccedilatildeo de

cruzamentos entre dois ou mais planos de informaccedilatildeo (SCARASSATTI e COSTA 2010)

As restriccedilotildees booleanas usadas com as justificativas das referidas escolhas satildeo listadas

abaixo

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a) Restriccedilatildeo Casa Rurais e Depoacutesitos

De acordo com o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949 do DNIT 1973 requer-se a

distacircncia miacutenima de 60 metros das residecircncias e depoacutesitos (presentes no Mapa de Uso dos

Solos este usado para confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo para a construccedilatildeo de rodovias

Quando o custo do terreno ou imoacuteveis for muito elevado a desapropriar o tamanho dessa

faixa poderaacute mudar ao exigido por exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo

ateacute os miacutenimos 30 metros

b) Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas

Como margem de seguranccedila ao que rege o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949

(DNIT 1973) foi aplicada uma distacircncia miacutenima de 60 metros as zonas urbanizadas por

exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo ateacute os miacutenimos 20 metros

Tendo como foco a retirada da BR-101 do centro de Iconha ou de qualquer outra aacuterea com

habitaccedilatildeo neste toacutepico foram consideradas como zonas urbanizadas todas as aacutereas com 5

(cinco) ou mais casas proacuteximas no Mapa de Uso dos Solos este usado na confecccedilatildeo desta

restriccedilatildeo Assim somente as aacutereas com ocupaccedilatildeo urbana e seu entorno de 60 metros estatildeo

inaptas agrave ocupaccedilatildeo com a BR-101 sendo as demais aptas para o contorno viaacuterio

c) Restriccedilatildeo Rios

Pinto (2010) Corseuil e Campos (2007) Barros e Marques (2007) em seus trabalhos

com a intenccedilatildeo de preservar os recursos hiacutedricos de contaminaccedilotildees e respeitando a resoluccedilatildeo

Nordm 303 do CONAMA (2002) e na Lei Federal Nordm 4771 (BRASIL 1965) delimitaram um

raio de 30 metros ao redor dos cursos drsquoaacutegua com menos de 10 metros de largura como eacute o

caso da aacuterea em estudo

Neste trabalho apesar dos cursos drsquoaacutegua usado para a confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo) da

aacuterea possuiacuterem menos de 10 metros de largura optou-se para uma maior margem de

seguranccedila limitar um raio de ateacute 60 metros ao redor dos corpos drsquoaacutegua impedindo que essas

aacutereas obtivem-se algum grau de aptidatildeo para a realocaccedilatildeo da BR-101

Em seu trabalho sobre apoio agrave decisatildeo aplicada ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Vilas

Boas (2006) considerou os fatores que atuam em uma problemaacutetica como criteacuterios Scarassatti

e Costa (2010) trataram os fatores como mapas que provem ponderaccedilotildees dos diferentes

fatores de influecircncia a um dado acontecimento sendo um dos meios usados para a criaccedilatildeo dos

mapas de fatores a loacutegica fuzzy ou nebulosa

Para normalizar os criteacuterios satildeo usados as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy estas funccedilotildees

que foram selecionadas para que de melhor forma adequem aos paracircmetros do estudo De

acordo com Ramos e Mendes (2001) umas das funccedilotildees mais usadas designadas por funccedilotildees

fuzzy satildeo Sigmoidal J-Shaped Linear e Complexa Poreacutem na aplicabilidade deste trabalho

fez se o uso somente da funccedilatildeo Sigmoidal crescente e Sigmoidal decrescente (Figura 2)

Figura 2 - Funccedilotildees de pertinecircncia dos conjuntos fuzzy Sigmoidal crescente (a)

Sigmoidal decrescente (b) Fonte Modificado de Eastman (1997)

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

60

Haacute diversos meacutetodos de padronizaccedilatildeo grande parte dos meacutetodos utiliza valores

maacuteximos e miacutenimos (CAMPOS 2005) Neste trabalho os mapas dos fatores foram limitados

e ponderados a um intervalo ente 0 - 255 (intervalo do byte) permitindo exploraccedilatildeo da

variedade de dados contiacutenuos

a) Fator Declividade do terreno

A declividade pode ser representada como um acircngulo de inclinaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao

percentual entre o comprimento horizontal da encosta e o desniacutevel vertical (IPT 2007) Para

Barbosa et al (2012) a declividade consiste da maior ou menor inclinaccedilatildeo do relevo em

comparaccedilatildeo ao horizonte Pinto (2010) considera a declividade como um fator que pode tanto

potencializar como limitar a ocupaccedilatildeo de uma aacuterea considerando as declividades mais

acentuadas mais propiacutecias a riscos de deslizamentos escorregamentos e as menos acentuadas

mais apropriadas para a ocupaccedilatildeo Em seus estudos considerou a declividade maior que 45

inapta ao uso

A partir do Mapa de Declividade do Terreno as regiotildees planas e onduladas de acordo

com o Art 15 da portaria ndeg 19 de 10011949 (DNIT 1973) foram consideradas prioritaacuterias

a realocaccedilatildeo da BR-101 Neste trabalho as declividades ideais foram consideradas entre os

valores de 0 e 5 agrave medida que a declividade aumenta menor eacute a adequabilidade da aacuterea

para o objetivo proposto sendo considerado acima de 45 inapta sendo limitada pela proacutepria

legislaccedilatildeo ambiental A funccedilatildeo utilizada para normalizar os dados de declividade foi a funccedilatildeo

de pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente (Figura 2b) servindo como pontos de

controle abc = 5 e d = 45

b) Fator Distacircncia dos Rios

Para proporcionar uma maior garantia de preservaccedilatildeo dos rios os limites estabelecidos

pela legislaccedilatildeo ambiental e jaacute citados anteriormente foram levados em consideraccedilatildeo atraveacutes

do uso de restriccedilatildeo poreacutem foi utilizado o fator que considera que quanto maior a distacircncia

dos rios maior a adequabilidade ao empreendimento

Seguindo o meacutetodo proposto por Pinto (2010) considerou que quanto maior a distacircncia

em relaccedilatildeo aos rios melhor a aptidatildeo da aacuterea sendo assim foi utilizada a funccedilatildeo de

pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica crescente (Figura 2a) para descrever essa variaccedilatildeo

com pontos de controle em a=60m e bcd=15000 m (comprimento maacuteximo da aacuterea de

estudo)

c) Fator Uso dos Solos

Objetivando afetar o miacutenimo possiacutevel as aacutereas jaacute utilizadas pela ocupaccedilatildeo humana e

aacutereas florestais a aacuterea de pastagem eacute colocada como a aacuterea mais adequada ao

empreendimento em estudo

Aacutereas de valores mais altos indicam maior adequabilidade ao empreendimento

enquanto que as aacutereas com menores valores representam as menos adequadas conforme pode

ser visto na Tabela 1 Para a normalizaccedilatildeo das classes de uso do solo o Mapa Uso dos Solos

foi reclassificado atribuindo agraves classes valores de 0 a 255

bull Ponderaccedilatildeo dos fatores (avaliaccedilatildeo de pesos para os criteacuterios)

De acordo com Calijuri (2008) a ponderaccedilatildeo eacute um indicativo da importacircncia relativa

dos fatores e um regulador de compensaccedilatildeo entre eles O grau em que um fator pode

compensar outro eacute determinado por seu fator ou compensaccedilatildeo de peso

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61

Tabela 1 - Normalizaccedilatildeo das classes usos do solo Fonte Autores

Legenda Valores Atribuiacutedos

Lagoas-Lagos-Represas 0

Casas Rurais 0

Vilarejos 0

Depoacutesitos 0

Zona Urbana 0

Floresta 25

Agricultura 200

Pastagem 255

Dessa forma os valores de aptidatildeo foram atribuiacutedos baseados em conhecimento

empiacuterico e tambeacutem em trabalhos de outros autores como Calijuri et al (2002) Barros e

Marques (2007) Mercante e Antunes (2010) Pinto (2010) Silva et al (2010) Benda et al

(2012)

Assim como nos trabalhos de Calijuri et al (2002) Corseuil e Campos (2007) Calijuri

(2008) Mercante e Antunes (2010) e Benda et al (2012) posteriormente a padronizaccedilatildeo dos

fatores para a escala de 0 a 255 os pesos finais satildeo estimados por meio do Processo de

Hierarquizaccedilatildeo Analiacutetico (AHP) aplicado agrave matriz de comparaccedilatildeo par-a-par utilizando o

meacutetodo apresentado por Saaty (1980) e Clark Labs (2006) este meacutetodo permite estabelecer

pesos a cada fator segundo sua relevacircncia que foi priorizada conforme seu grau de

importacircncia para a anaacutelise ou seja os pesos dos fatores satildeo atribuiacutedos especificamente a cada

fator dando a importacircncia relativa de cada um em relaccedilatildeo aos outros (MERCANTE e

ANTUNES 2010) atribuindo pesos diferenciados no processo final de decisatildeo

Nesse julgamento fez-se o uso da escala de comparadores proposta por Saaty (1977)

que pode ser vista no Quadro 1

Quadro 1 - Escala de valores Fonte Modificado de Saaty (1977)

Intensidade relativa

de importacircncia

Definiccedilatildeo Explicaccedilatildeo

1 Igual importacircncia Importacircncia igual dos dois criteacuterios

para o objetivo

3 Menor importacircncia de

um sobre o outro

Um dos criteacuterios eacute levemente mais

favoraacutevel do que o outro

5 Essencial ou forte Um dos criteacuterios eacute consideravelmente

mais favoraacutevel do que outro

7 Importacircncia muito

grande

A importacircncia de um criteacuterio sobre o

outro eacute evidentemente muito maior

9 Importacircncia absoluta Quando um meio-termo eacute necessaacuterio

Considerando a escala de Saaty fez-se a comparaccedilatildeo entre os fatores utilizados

conforme podem ser vistos na Tabela 2 Onde o fator Declividade do terreno eacute levemente

mais favoraacutevel do que o fator Distacircncia dos Rios O fator Uso dos Solos eacute consideravelmente

mais favoraacutevel que o fator o Distacircncia dos Rios e levemente mais favoraacutevel do que o fator

Declividade do terreno

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

62

Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo dos criteacuterios escalonados (fatores) Fonte Autores

Fatores Distacircncia dos

Rios

Declividade do

terreno

Uso dos

Solos

Distacircncia dos Rios 1

Declividade do terrreno 3 1

Uso dos Solos 5 3 1

Para criaccedilatildeo da matriz de ponderaccedilatildeo foram considerados como ordem de importacircncia

dos fatores Distacircncia dos Rios a Declividade do Terreno e o Uso dos Solos Dessa forma

obtiveram-se os pesos que consideram o quanto determinado fator interfere na anaacutelise (Tabela

3)

Tabela 2 - Resultado final dos pesos calculados para os fatores Fonte Autores

Fator Peso

Distacircncia dos Rios 010

Declividade do

terreno

026

Uso dos Solos 064

bull Combinaccedilatildeo linear ponderada

Depois de determinado os pesos dos criteacuterios que foram utilizados neste estudo foi

necessaacuterio agrave junccedilatildeo dos dados para obtenccedilatildeo do mapa final de adequabilidade

Com esta finalidade os mapas de cada fator foram combinados pelo meacutetodo da

combinaccedilatildeo linear ponderada onde multiplicou-se os mapas de adequabilidade de cada fator

por seu peso especiacutefico posteriormente fez-se o somatoacuterio de todos estes fatores obtendo-se

um valor final da aacuterea com sua adequabilidade (BENDA et al 2012)

Devido agrave utilizaccedilatildeo de mapas de restriccedilotildees neste estudo (booleanos) o procedimento

foi modificado e multiplicou-se a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo dos

fatores pelo produto das restriccedilotildees

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

As informaccedilotildees geradas nos mapas de restriccedilotildees e fatores subsidiam a discussatildeo que

leva a interpretaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos mapas finais verificando-se assim como cada restriccedilatildeo e

fator afetou a anaacutelise final

Os mapas temaacuteticos mostram agraves aacutereas apropriadas a implementaccedilatildeo ao contorno

viaacuterio sendo algumas aacutereas de exclusatildeo (restriccedilotildees) e outras com valores de adequabilidade

(fatores)

As exclusotildees consideradas satildeo criteacuterios associados ao ordenamento do territoacuterio em

termos de ocupaccedilatildeo humana os mapas de exclusatildeo de aacutereas Restriccedilatildeo Casa Rurais e

Depoacutesitos Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas e Restriccedilatildeo Rios exibindo aacutereas aptas (classe 1) e

inaptas (classe 0) ao empreendimento

Assim como no trabalho de Mercante et al (2005) a relevacircncia do uso dos solos e

declividade do terreno na anaacutelise tem uma influecircncia direta no trajeto da rodovia refletindo

na preservaccedilatildeo teacutecnica e econocircmica do empreendimento levando em consideraccedilatildeo as aacutereas

mais planas do terreno e as aacutereas de pastagem

As justificativas adotadas para as ponderaccedilotildees foram tratadas da seguinte maneira

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

63

O Fator Declividade do terreno eacute moderadamente mais importante do que o fator Distacircncia

dos Rios pois o escoamento de um rio depende da declividade dos canais fluviais

O Fator Uso dos Solos eacute muito fortemente mais importante que o fator o Distacircncia dos

Rios uma vez que o manejo da rodovia nas proximidades do rio eacute mais faacutecil que a

desocupaccedilatildeo das aacutereas urbanizadas

O Fator Uso dos Solos eacute moderadamente mais importante do que o fator Declividade

do terreno uma vez que eacute mais econocircmico aplainar um terreno que locomover a populaccedilatildeo de

local

O valor da razatildeo de consistecircncia entre os pesos ponderados dos fatores foi de 003

neste caso a matriz de julgamento estaacute consistente o que torna os pesos calculados para este

modelo aceitaacuteveis visto que para os valores de razatildeo de consistecircncia inferiores a 010 natildeo

necessitam de reavaliaccedilatildeo (EASTMAN 1999)

Com o resultado dos fatores ponderados obtidos e as restriccedilotildees foi possiacutevel realizar a

avaliaccedilatildeo de muacuteltiplos criteacuterios e obter o mapa final de adequabilidade (Figura 4) com valores

variando de 0 a 255 estes valores representam o grau de aptidatildeo ou seja a adequabilidade

das aacutereas agrave realocaccedilatildeo da BR-101 e natildeo se agraves aacutereas satildeo aptas ou inaptas onde 0 identifica

aacutereas inaptas ao empreendimento e 255 as mais aptas possibilitando a escolha dos locais

dentro da aacuterea mais apto que merecem um estudo detalhado com o mapeamento geoloacutegico

Ao analisar o mapa final observa-se a influecircncia tanto das restriccedilotildees quanto dos fatores

no mapa final Os mapas de restriccedilotildees inibindo as aacutereas consideradas inaptas de quaisquer

graus de adequabilidade ou seja estabelecendo aptidatildeo 0 a estas aacutereas e os fatores atribuindo

graus de adequabilidade no mapa Entre os fatores foi observado que o fator Uso do Solo

apresenta uma maior importacircncia em relaccedilatildeo aos fatores declividade e rios o que se

caracteriza nos pesos obtidos durante o processo de comparaccedilatildeo Percebe-se ainda que neste

mapa final poucas aacutereas com baixa aptidatildeo satildeo encontradas

Nas regiotildees proacuteximas ao atual traccedilado da rodovia bem como na parte inferior desta

percebe-se aacutereas de maior adequabilidade isso se daacute principalmente pela influecircncia do Fator

Uso dos Solos e a Declividade do Terreno pois o estudo levou em consideraccedilatildeo valores de

menores custos como aacutereas de pastagens e menos declivosas e que atendessem normas da

legislaccedilatildeo brasileira Ainda foi possiacutevel constatar que a anaacutelise por muacuteltiplos criteacuterios foi

bastante influenciada pelo uso do solo poreacutem a declividade e os rios satildeo fatores

fundamentais no contorno viaacuterio pois refletem um menor ou maior custo do empreendimento

Em seu trabalho Mercante et al (2005) priorizaram os custos do empreendimento de

um gasoduto e obteve como resposta as aacutereas menos declivosas e aacutereas ocupadas por

pastagem que barateariam o custo de desapropriaccedilatildeo

Benda et al (2012) em seu estudo apresentaram uma imagem final de adequabilidade

utilizando anaacutelise multicriteacuterio - fatores e restriccedilotildees Posteriormente ela limitou as aacutereas que

poderiam ser usadas para ocupaccedilatildeo com aterros controlados considerando adequabilidade

maior que 220 e aacuterea miacutenima de 20 hectares desta forma ela obteve uma aacuterea mais apropriada

dentre suas restriccedilotildees e fatores apresentados

Francisco et al (2007) em seu trabalho sobre prioridades para recuperaccedilatildeo de Aacutereas de

Preservaccedilatildeo Permanente fizeram a aplicaccedilatildeo de dois meacutetodos de anaacutelise multicriteacuterio Os dois

meacutetodos apresentaram resultados diferentes Um dos meacutetodos apresentou uma maior extensatildeo

de aacuterea com alta prioridade de recuperaccedilatildeo enquanto o outro apresentou aacutereas maiores com

baixa prioridade de meios de recuperaccedilatildeo Os usos das terras com prioridades mais altas em

ambos os meacutetodos eram de solo nu e cultura anual

Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando

teacutecnicas de geoprocessamento

64

MAPA FINAL DA ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO

O mapa final de adequabilidade (Figura 4) resultado da anaacutelise multicriteacuterio mostra

como aacuterea adequada agrave realocaccedilatildeo da BR-101 a sua porccedilatildeo de aacuterea inferior a localizaccedilatildeo atual

da rodovia Esta regiatildeo possui uma menor declividade pouca interferecircncia dos rios e uma

relaccedilatildeo de uso do solo mais adequada agrave implantaccedilatildeo do empreendimento

E considerando aspectos sociais e urbanos um novo traccedilado torna-se mais favoraacutevel

quando considera o fluxo ideal de veiacuteculos e pessoas aleacutem da seguranccedila do cidadatildeo que mora

no centro urbano do municiacutepio de Iconha

Figura 4 - Mapa final de adequabilidade com o uso da anaacutelise multicriteacuterio - fatores e

restriccedilotildees Fonte Autores

CONCLUSAtildeO

Com base na anaacutelise dos dados e interpretaccedilatildeo dos resultados obtidos a partir do que

foi proposto e das condiccedilotildees especiacuteficas deste trabalho conclui-se que

O uso da anaacutelise multicriteacuterio utilizando agrave loacutegica fuzzy retrata resultados mais

proacuteximos a realidade quando comparados com o zoneamento booleano por natildeo considerar

mudanccedilas abruptas

Os mapas de adequabilidades obtidos natildeo caracterizam aacutereas aptas ou inaptas mas

representam uma superfiacutecie de adequabilidade onde possuem valores de 0 (menos apto) a 255

(mais apto)

A anaacutelise multicriteacuterio por ser subjetiva pode definir diversos cenaacuterios dependente

da normalizaccedilatildeo e ponderaccedilatildeo usadas e deve ser utilizada de forma criteriosa a fim de natildeo

inserir erros na anaacutelise

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

65

Com o mapa de aptidatildeo final pode-se selecionar algumas aacutereas adequadas agrave

implantaccedilatildeo do contorno viaacuterio o que varia de acordo com o valor das variaacuteveis encontradas

Utilizando-se do mapa de adequabilidade como guia a parte inferior do mapa (Figura

4) eacute uma ampla aacuterea de alternativas possiacuteveis para a instalaccedilatildeo da nova rota da BR-101

Os resultados obtidos neste trabalho revelam as potencialidades do SIG na tomada de

decisatildeo no processo de avaliaccedilatildeo e seleccedilatildeo de aacutereas

Com a intenccedilatildeo de um melhor entendimento da aacuterea para a realocaccedilatildeo da BR-101 estudos

mais especiacuteficos podem ser realizados

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sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Linhares ES

sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES

sup3 Campus Caccedilapava do Sul da Universidade Federal do Pampa Caccedilapava do Sul RS 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

71

Capiacutetulo 5

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite

Landsat 5

Marx Engel Martinssup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Felipe Guadagninsup3 Carlos Henrique

Rodrigues de Oliveira4

INTRODUCcedilAtildeO

Anaacutelises multitemporais satildeo importantes ferramentas para anaacutelise ambiental devido agrave

constacircncia no imageamento dos sateacutelites e sua relativa precisatildeo nas informaccedilotildees obtidas pelos

mesmos principalmente em objetos de estudos de grande porte como rios que percorrem

mais de um estado Ao longo do tempo eles passam por alteraccedilotildees em sua dinacircmica

naturalmente no entanto os seres humanos estatildeo cada dia a interferir mais nos cursos drsquoaacutegua

atividades como agricultura e pecuaacuteria satildeo grandes causadoras de impactos em tais ambientes

mas natildeo as uacutenicas

A necessidade por energia da sociedade contemporacircnea aumenta tanto quanto cresce a

populaccedilatildeo e seu acesso equipamentos eletrocircnicos que tornam a vida mais faacutecil

No Brasil a principal fonte de energia satildeo as hidreleacutetricas sendo 6488 de toda

capacidade brasileira em operaccedilatildeo e 223 e 2477 respectivamente em construccedilatildeo e

construccedilatildeo natildeo iniciados dos novos empreendimentos em energia no paiacutes seratildeo atraveacutes de

barragens em rios (ANEEL 2007) o rio Doce passou por uma intervenccedilatildeo em seu curso

iniciada no ano de 2001 em que se construiu uma dessas usinas com o nome da cidade em

que foi construiacuteda Aimoreacutes na divisa entre Espiacuterito Santo e Minas Gerais (CICCARONE et

al 2012)

Autores como COELHO 2007 analisaram o rio Doce em aspectos socioambientais

como crescimento e dinacircmica populacional industrial atividades econocircmicas entre outros

O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) disponibiliza uma vasta seacuterie de

imagens de alguns sateacutelites dentre eles o Landsat 5 lanccedilado em 1ordm de marccedilo de 1984 com

resoluccedilatildeo espacial de 30m captando diversos comprimentos de onda da luz que vatildeo desde o

visiacutevel ao infra-vermelho proacuteximo e orbita todo o globo a cada 16 dias (USGS 2017) Devido

essas caracteriacutesticas foi escolhido para analisar os impactos causados pela construccedilatildeo da

Hidreleacutetrica de Aimoreacutes

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

A aacuterea delimitada para o enfoque do trabalho se situa na

zona 24Sul da projeccedilatildeo transversa de Mercator no datum SIRGAS 2000 com as

coordenadas dos veacutertices sendo 276405 E (m) e 7889561 N (m) 276405 E (m) e 7823450

N(m) 425511 E (m) e 7823450 N (m) 425511 E (m) e 7889561 N (m) (Figura 1)

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

72

Figura 1 - Rio Doce com enfoque para a parte espirito santense Fonte Adaptado de

GEOBASES 2002

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

O rio Doce eacute objeto de estudo por geoacutelogos desde 1825 quando se tentou por parte do

governo da entatildeo Capitania de Minas Gerais realizar um projeto de navegabilidade do Rio

onde geoacutelogos acompanhavam as expediccedilotildees de comeacutercio que incursavam o Rio em procura

de recursos minerais principalmente ouro e outros metais (ESPINDOLA 2007)

Segundo a EMBRAPA (2011) encontram-se na aacuterea de estudo os seguintes tipos de

solos Cambissolos Haacuteplicos Latossolos Amarelos Distroacuteficos Latossolos Vermelho-

Amarelos Distroacuteficos Argissolos Amarelos Distroacuteficos Argissolos Vermelhos Eutroacuteficos

Neossolos Quartzarenicos Hidromoacuterifcos aleacutem de serem encontrados afloramentos rochosos

com manto de alteraccedilatildeo

Tais solos estatildeo distribuiacutedos em um contexto geomorfoloacutegico que varia de maciccedilos

plutocircnicos na parte oeste seguidos por uma faixa de dobramentos remobilizadas que satildeo

rochas metamoacuterficas de alto grau e por fim os depoacutesitos sedimentares recentes que vatildeo ateacute a

costa (IJSN 2007)

O clima predominante na aacuterea eacute o Tropical Quente Uacutemido com um a trecircs meses secos

tambeacutem ocorrendo na porccedilatildeo oeste proacuteximo agrave divisa com Minas Gerais o semi-uacutemido com

quatro a cinco meses seco com meacutedia de temperatura anual maior que 18deg Celsius e

localizadamente na porccedilatildeo sul o Tropical Subquente Uacutemido com quatro a cinco meses secos

(IBGE 2002)

O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave

distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais

Pincipalmente estas uacuteltimas ao qual se englobam os sateacutelites dentre eles a seacuterie Landsat

Tais dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

73

de onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos Seus sensores

acoplados captam sete bandas espectrais (FIGUEIREDO 2005)

Tais bandas podem ser associadas aos canais RGB (vermelho verde e azul) para o

realce de alguma feiccedilatildeo especiacutefica que tenha seu comportamento conhecido em determinado

espectro da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica o que eacute chamado de composiccedilatildeo colorida O sensor TM

do sateacutelite Landsat e suas 7 bandas captam as radiaccedilotildees do visiacutevel ao infravermelho distante

(a banda 1 capta o comprimento de 0485 microm e a banda 7 capta o de 2215 microm) (Figura 2)

(PERROTTA 2005)

Figura 2 - Radiaccedilotildees do Espectro Eletromagneacutetico Fonte SBFISICA (2010)

Segundo o INPE (2011) para combinaccedilatildeo no sistema RGB das bandas do sensor TM e

obtenccedilatildeo de imagens coloridas as seguintes feiccedilotildees satildeo realccediladas por cada composiccedilatildeo

ldquoBandas 3 2 e 1 imagens em cor natural com boa penetraccedilatildeo na aacutegua realccedilando as

correntes a turbidez e os sedimentos A vegetaccedilatildeo aparece em tonalidades esverdeadas

Bandas 4 3 e 2 define melhor os limites entre o solo e a aacutegua ainda mantendo algum detalhe

em aacuteguas pouco profundas e mostrando as diferenccedilas na vegetaccedilatildeo que aparece em

tonalidades de vermelho Bandas 5 4 e 3 mostra mais claramente os limites entre o solo e a

aacutegua com a vegetaccedilatildeo mais discriminada aparecendo em tonalidades de verde e rosa

Bandas 7 4 e 2 mostra a vegetaccedilatildeo em tons verdes e permite discriminar a umidade tanto na

vegetaccedilatildeo como no solordquo

MORAIS (2008) realizou um estudo em que analisaram uma seacuterie temporal de

imagens Landsat 5 para verificar as alteraccedilotildees da dinacircmica fluvial do rio Araguaia no Centro-

Oeste brasileiro neste estudo foi utilizada a composiccedilatildeo RGB-543 do sensor TM para

verificar a evoluccedilatildeo do canal com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da evoluccedilatildeo

da vegetaccedilatildeo na aacuterea Neste estudo ele separou o rio em zonas de acordo com vaacuterios fatores

bioacuteticos e abioacuteticos no entanto a classificaccedilatildeo final se deu de acordo com os processos

sedimentares estudando a variaccedilatildeo da deposiccedilatildeo e erosatildeo de ilhas em um rio meandrante

MAIA et al (2006) formularam um guia para estudos de manguezais do Nordeste em

que definiram o uso da mesma composiccedilatildeo utilizada por Morais para zoneamento de uso e

ocupaccedilatildeo de solo em que tinham o propoacutesito de observar diferentes feiccedilotildees geograacuteficas

antropizadas que aparecem na coloraccedilatildeo rosa tais feiccedilotildees satildeo lotes e aacutereas urbanas e corpos

de aacutegua que aparecem em azul claro quando rasos e vatildeo ficando escuros de acordo com o

aumento da sua profundidade

Em uma cena um mesmo alvo mostra diferentes comportamentos espectrais para as

diferentes bandas captadas pelos sensores (ZAKI et al 1995) e para que se consiga

interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-processamento entre elas

podemos citar o georreferenciamento e o contraste

O georreferenciamento das imagens se daacute atraveacutes de comparaccedilatildeo por exemplo uma

base cartograacutefica pontos de controle obtidos com um equipamento GPS ou uma outra

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

74

imagem previamente corrigida aplicando-se alguma teacutecnica de registro de imagem em que se

observa uma feiccedilatildeo e utilizam-se suas coordenadas para as mesmas feiccedilotildees na imagem que se

deseja georreferenciar por exemplo corpos drsquoaacutegua cruzamentos de ruas ou entatildeo qualquer

feiccedilatildeo que seja possiacutevel de se observar (CAMPBELL 2002)

O contraste que consiste em melhorar a visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons

de cinza utilizando-se de funccedilotildees lineares ou natildeo que modificam o histograma original

convertendo-o em outro que manteacutem a mesma variaccedilatildeo entre os tons de cinza no entanto com

um niacutevel de melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al 1984)

Apoacutes o preacute-processamento das imagens foi feita a composiccedilatildeo colorida pois a

distinccedilatildeo entre cores eacute mais faacutecil do que entre tons de cinza por isso atribui-se a cada banda

da imagem uma cor no sistema RGB para as feiccedilotildees captadas em cada banda sejam

evidenciadas por seus respectivos canais (MOHAMED 2012)

Os rios como exemplo de ambiente aquaacutetico satildeo reconhecidos pelos tipos de seus

canais que satildeo usualmente divididos em quatro principais tipos retiliacuteneos meandrantes

entrelaccedilado e anastomosado sendo divididos pela sua sinuosidade os retiliacuteneos satildeo os mais

retos os meandrantes os mais sinuosos e com barras de acumulaccedilatildeo de sedimentos em um

lado e deposiccedilatildeo em outro os entrelaccedilados possuem acumulaccedilotildees no meio e satildeo pouco

sinuosos jaacute os anastomosados conteacutem barras que os dividem e depois destas barras eles

voltam a se encontrar Essas formas satildeo padrotildees no entanto podem ser observadas

formas intermediaacuterias entre estes tipos (MENDES 1984)

Para DELLA FAacuteVERA (2001) os depoacutesitos de rios conteacutem variaccedilotildees de acordo com

o regime de fluxo sendo que ora podem ter gratildeos grossos ora gratildeos finos independente do

tipo de rio e satildeo na maioria das vezes transportados por meio de traccedilatildeo entre as partiacuteculas No

rio Doce a grande maioria dos depoacutesitos eacute da fraccedilatildeo areia a cascalho contendo

minoritariamente gratildeos na fraccedilatildeo silte

Nesse contexto MELLO et al (2005a e 2005b) e HATUSHIKA et al (2007)

realizaram estudos no rio Doce e perceberam que as mudanccedilas no curso do rio satildeo causadas

por uma neotectocircnica o que explica as mudanccedilas no curso do rio e a formaccedilatildeo do sistema de

lagos adjacente principalmente na cidade de Linhares-ES Realizaram inclusive um estudo

geofiacutesico de alta resoluccedilatildeo no maior dos lagos da regiatildeo a lagoa Juparanatilde e dataram que os

depoacutesitos desse lago satildeo iniciados a partir de 9000 anos indicando que este lago eacute um antigo

canal do rio Doce que foi alterado devido um sistema tectocircnico extensional com direccedilatildeo NW-

SE que gerou esta alteraccedilatildeo abrupta no curso do mesmo sendo assim possiacutevel encontrar

sedimentos arenosos neste rio com grande sinuosidade

O movimento das partiacuteculas de qualquer tamanho em um fluido se daacute por trecircs

mecanismos rolamento saltaccedilatildeo e suspensatildeo Em baixas velocidades de corrente apenas

partiacuteculas finas e de baixa densidade podem ser carregadas em suspensatildeo ainda nesse

regime as que estejam na fraccedilatildeo areia se movem por rolamento ou por saltaccedilatildeo minerais

placoacuteides como micas flutuam mais devido agrave sua alta superfiacutecie e demoram mais para

depositar Com um pequeno incremento da velocidade todas as variaccedilotildees de silte e algumas

de areia podem ser mantidas em suspensatildeo gracircnulos e seixos pequenos se movem por

saltaccedilatildeo e material mais grosso por rolamento Tais processos satildeo os mesmos na aacutegua e no

ar no entanto devido agrave massa e a viscosidade da aacutegua serem maiores nela satildeo mais efetivos

necessitando de menor velocidade nesta do que no ar A faixa em que ocorre erosatildeo e

deposiccedilatildeo de sedimentos relativos agrave velocidade do fluxo altura da coluna drsquoaacutegua e

o tamanho de gratildeo (NICHOLS 2007)

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

75

METODOLOGIA

Para realizaccedilatildeo do trabalho foi necessaacuteria a obtenccedilatildeo das imagens do sensor TM do

sateacutelite Landsat 5 nas oacuterbitas 215 e 216 nos pontos 73 e 74 Tais imagens estatildeo disponiacuteveis

gratuitamente no endereccedilo eletrocircnico do INPE Para que se possa descarregar as imagens eacute

necessaacuterio efetuar um cadastro junto ao site (httpwwwdgiinpebrCDSR) e escolher as

oacuterbitas e os pontos que satildeo desejados apoacutes isso faz-se o pedido e as imagens satildeo

disponibilizadas no email cadastrado com as sete bandas disponiacuteveis

Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem de

distintas estaccedilotildees do ano para que houvesse alternacircncia entre o periacuteodo de seca e de chuva

pois assim seria possiacutevel observar as variaccedilotildees extremas da dinacircmica fluvial O Quadro 1

mostra as imagens que melhor se encaixaram nesse perfil durante o periacuteodo analisado que eacute

antes da construccedilatildeo da Hidreleacutetrica de Aimoreacutes e depois de sua construccedilatildeo no total foram

obtidas trinta e seis imagens que foram utilizadas para compor nove cenas destas foram

utilizadas trecircs bandas de cada (5 4 e 3)

Quadro 1 - Descriccedilatildeo das caracteriacutesticas das imagens de sateacutelite utilizadas Fonte

Autores

Cena 1

Cena 2

Cena 3

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

21673 15022001

21673 11092001

21673 13062003

21674 15022001

21674 11092001

21674 13062003

21573 08022001

21573 19082001

21573 22062003

21574 08022001

21574 19082001

21574 22062003

Cena 4

Cena 5

Cena 6

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

21673 19102003

21673 23072006

21673 20032007

21674 19102003

21674 23072006

21674 05042007

21573 10092003

21573 14062006

21573 13032007

21574 10092003

21574 14062006

21574 29032007

Cena 7

Cena 8

Cena 9

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

OacuterbitaPonto Data

21673 27082007

21673 12052009

21673 21072011

21674 27082007

21674 12052009

21674 21072011

21573 20082007

21573 19042009

21573 30072011

21574 20082007

21574 19042009

21574 30072011

As imagens depois de descarregadas necessitaram que fosse realizado seu preacute-

processamento em ambiente de Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu

em georreferenciaacute-las utilizando como paracircmetro de comparaccedilatildeo as ortofotos do IEMA

(2007) aplicaccedilatildeo de contraste linear aumentando linearmente os tons de cinza no entanto

mantendo a proporccedilatildeo original Este procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5

4 e 3 para todas as nove cenas

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

76

Foram utilizadas as imagens preacute-processadas com seus tons de cinza individualmente

realccedilados para entatildeo ser feita a composiccedilatildeo colorida RGB (543) Segundo Florenzano (2008)

essa composiccedilatildeo colorida realccedila corpos drsquoaacutegua com baixa e alta carga sedimentar suspensa

ficando estes com coloraccedilatildeo azul escuro e azul claro respectivamente

Cada banda realccedila uma feiccedilatildeo especiacutefica sendo que a para o sensor utilizado a banda

3 oferece boa resposta com corpos drsquoaacutegua e evidencia caracteriacutesticas como o teor de

sedimentos presentes neles ou suas profundidades sendo maior a reflectacircncia para alta carga

sedimentar e maiores profundidades

Foram observados nas imagens os locais em que haviam barras de acumulaccedilotildees de

sedimentos ao longo do curso do rio (Figura 3) A partir dessas imagens foi realizado o

trabalho de campo entre os dias 03 e 06 de julho de 2013 onde foram coletados 12

testemunhos com um metro de profundidade e diacircmetro de 60 mm cada com o intuito de

fazer a anaacutelise textural dos sedimentos para avaliar o potencial de transporte sedimentar do

rio apoacutes a construccedilatildeo da barragem da Usina Hidreleacutetrica de Aimoreacutes Foram marcados os

locais com equipamento GPS de navegaccedilatildeo da marca Garminreg o percurso foi feito em

veiacuteculo da UFES

O processo de amostragem em campo (Figura 4A B C D E e F) consistiu em inserir

os tubos nos sedimentos com auxiacutelio de uma marreta e posteriormente retiraacute-lo com auxiacutelio de

duas abraccediladeiras de metal contendo quatro parafusos que as prendiam e facilitava a retirada

Tal processo foi dificultado devido ao fato dos sedimentos em alguns pontos estarem com

alto teor de umidade Depois de retirados os tubos eram identificados e lacrados com tampas

tal teacutecnica eacute similar no entanto mais simples que a utilizada por MARTIN et al(1995)

Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de

sedimentologia da UFES onde foram preparadas para as seguintes anaacutelises textural

granulomeacutetrica e mineraloacutegica

O primeiro passo foi abrir os tubos sem danificar ou perder o material contido em seu

interior (Figura 5A e B)

Apoacutes abertos os tubos foram deixados um dia expostos ao sol para que fossem

previamente secos para posterior anaacutelise textural preliminar que implicou na observaccedilatildeo do

grau de arredondamento dos sedimentos feita utilizando uma lupa binocular Coleman em

toda a seccedilatildeo amostrada misturando-se parte dos sedimentos e colocando-os em uma placa

petri

Os sedimentos foram passados por um quarteador para homogeneizaccedilatildeo da amostra e

obtidos no miacutenimo cinquenta gramas de amostra pois segundo FOLK (1980) eacute o miacutenimo

necessaacuterio para anaacutelise de sedimentos na fraccedilatildeo areia ou superior E colocados em uma placa

petri utilizando-se uma placa para cada amostra pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo de

dois diacutegitos foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada

placa e colocados na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24

horas Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados

durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz em agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de

peneiras de malhas 4760 2000 1410 500 250 125 74 37 microm

Entatildeo as fraccedilotildees dos sedimentos retidos em cada peneira foram pesadas para posterior

processamento no software Gradistat (Blott e Pye 2001) Este software eacute uma macro feita no

Excelreg para suiacutete de aplicativos Officereg da Microsoftreg ou compatiacuteveis que ao se inserir os

pesos obtidos calcula alguns paracircmetros texturais como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo

assimetria e curtose usando os paracircmetros definidos por FOLK E WARD (1957)

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77

Figura 3 - Pontos onde houve visitaccedilatildeo em alguns natildeo foi possiacutevel realizar amostragem Fonte Modificado de GEOBASES 2002

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

78

Figura 4 - Processo de amostragem em campo A ndash Equipamentos utilizados B ndash Inserccedilatildeo e

identificaccedilatildeo dos tubos C ndash Teacutermino da inserccedilatildeo D ndash Retirada da amostra E ndash Abertura das

abraccediladeiras F ndash Finalizaccedilatildeo do processo de abertura Fonte Autores

Figura 5 - Corte dos tubos utilizando uma serra eleacutetrica com disco diamantado A - Processo

de corte e B - Tubo cortado Fonte Autores

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79

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

Depois de processadas e analisadas as imagens orbitais delimitou-se oito segmentos

do rio (Figura 6) em que foram feitos recortes nas nove imagens e colocadas lado a lado para

melhor visualizaccedilatildeo das mudanccedilas no curso ao longo do periacuteodo analisado

Nas imagens eacute possiacutevel observar as variaccedilotildees sazonais ao qual o rio eacute submetido no

trecho estudado onde em determinadas eacutepocas do ano ele expotildee as barras de acumulaccedilatildeo e

em outras ele as afoga isso devido agrave sazonalidade natural das estaccedilotildees mais e menos

chuvosas em seu percurso

Para cada segmento foi realizado um mosaico com as nove imagens da seacuterie temporal

No mosaico as imagens estatildeo numeradas de um a nove como numa matriz de trecircs

linhas por trecircs colunas nesta a numeraccedilatildeo cresce da esquerda para direita sendo as imagens

de um a trecircs na primeira linha de quatro a seis na segunda e por fim de sete a nove na

terceira sendo as datas das imagens fevereiro de 2001 Agosto e Setembro de 2001 junho de

2003 setembro e outubro de 2003 junho de 2006 marccedilo de 2007 outubro de 2007 abril e

maio de 2009 e julho de 2011 respectivamente

Em algumas imagens a cobertura de nuvens eacute excessiva e impede uma boa

visualizaccedilatildeo das variaccedilotildees ocorridas

Figura 6 - Mapa de localizaccedilatildeo das imagens da seacuterie temporal sobrepondo relevo

sombreado recursos hiacutedricos e pontos coletados Fonte Modificado de GEOBASES (2002) e

USGS (2011)

Os segmentos em que satildeo observadas maiores mudanccedilas no curso do rio satildeo

respectivamente ldquoArdquo e ldquoHrdquo

No primeiro estaacute localizada a barragem da hidreleacutetrica e o desvio construiacutedo no curso

do rio um canal de grande porte que eacute possiacutevel ser visualizada sua construccedilatildeo desde o iniacutecio

em 2001 que em 2006 ele jaacute estava com fluxo sedimentar a usina jaacute operava nesta eacutepoca

Nas subimagens A1 A3 A6 e A8 eacute possiacutevel observar uma coloraccedilatildeo azul mais clara no curso

do rio fato devido agrave corresponderem ao periacuteodo de maior pluviosidade e consequente maior

carga sedimentar suspensa (Figura 7)

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

80

No segundo observa-se uma estrutura que segue o curso do rio e quando este faz a

curva para sul ele continua para leste (seta nas imagens H1 a H9 da figura 8) um pouco a

norte do ponto XII com exceccedilatildeo das imagens H4 e H5 o que parece ser um paleocanal que

desembocava no mar apresentando a mesma resposta espectral de aacutereas de margem que satildeo

tomadas pela vegetaccedilatildeo (cor verde clara)

A imagem H1 apresenta poucas acumulaccedilotildees de sedimentos no local em que foi

marcado o ponto XII aparentemente natildeo eacute possiacutevel de ser acessado pela margem Na imagem

H2 satildeo exibidos muitos bancos de areia o do local onde foi marcado o ponto XII tem pequena

extensatildeo Nota-se ainda que o mar exibe uma coloraccedilatildeo azul clara indicando carga

sedimentar suspensa

A imagem H3 conteacutem uma grande acumulaccedilatildeo no ponto XII e carga suspensa

intermediaacuteria pelo tom de azul natildeo ser tatildeo escuro nem tatildeo claro ficando mais escuro em

direccedilatildeo ao mar

Na parte visiacutevel da imagem H5 percebe-se pouca profundidade do canal indicada pela

cor azul escuro com barras de sedimentos no curso e baixa carga suspensa A imagem H6

exibe a barra lateral e com dimensatildeo reduzida no meio do rio natildeo eacute possiacutevel distinguir

acumulaccedilotildees sazonais apenas as ilhas vegetadas

A imagem H7 exibe acumulaccedilatildeo no ponto XII e pequenas barras ao longo do curso

aleacutem de baixa carga suspensa mostradas pela coloraccedilatildeo azul escuro A imagem H8 eacute de um

periacuteodo de cheia do rio no entanto eacute observado um pequeno banco de areia no local do ponto

XII

Nota-se que na imagem H9 a carga sedimentar no mar eacute maior que nas imagens

anteriores devido agrave pluma de sedimentos de cor azul clara e que aparentemente o rio estaacute

mais raso proacuteximo agrave desembocadura devido as barras no seu curso serem maiores que nos

anos anteriores Sendo a carga suspensa baixa e como o mar conteacutem uma pluma sedimentar

maior que nos anos anteriores o processo de transporte que pode estar ocorrendo

pode ser o de traccedilatildeo com posterior retrabalhamento

Todas as amostras foram obtidas a jusante da barragem da Usina Hidreleacutetrica de

Aimoreacutes Com a anaacutelise dos sedimentos de acordo com a metodologia citada anteriormente

foram obtidos os resultados que seratildeo expostos a seguir

O arredondamento observado nas amostras varia de anguloso a sub anguloso nas

amostras obtidas ateacute o ponto 8 os seguintes passam a apresentar o grau sub anguloso a

arredondado raramente bem arredondado A mineralogia apresentou predominacircncia de

quartzo variando entre 95 a 97 das amostras devido a este fato natildeo foram

caracterizados com detalhe os outros minerais que compunham as amostras sendo

observados micas muscovita biotita lepidolita granada epidoto e minerais ferrosos como

ilmenita e magnetita Tais minerais satildeo compatiacuteveis com as rochas da regiatildeo o que jaacute era

esperado

Os paracircmetros adotados para interpretaccedilatildeo dos dados foram os de FOLK E WARD

(1957) citados por BLOTT E PYE (2001) no software GRADISTAT pois satildeo formas

descritivas que se relacionam com as caracteriacutesticas dos sedimentos ao inveacutes de valores

numeacutericos obtidos puramente por caacutelculos matemaacuteticos O resultado das anaacutelises eacute o exibido

no Quadro 2

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

81

Figura 7 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a

hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)

Figura 8 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a

hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)

Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5

82

Quadro 2 - Resultados obtidos a partir do software GRADISTAT Fonte Autores

Amostra Granulometria

Mediana Selecionamento Assimetria Curtose

I Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado Assimetria Negativa

Extremamente

Leptocuacutertica

II Areia Meacutedia

Moderadamente

Selecionado

Assimetria Muito

Negativa Leptocuacutertica

III Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado Assimetria Negativa Mesocuacutertica

IV Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado Assimetria Negativa

Extremamente

Leptocuacutertica

V Areia Grossa

Pouco

Selecionado

Assimetria Muito

Positiva Mesocuacutertica

VI Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Mesocuacutertica

VII Areia Meacutedia

Moderadamente

Bem Selecionado

Assimetria Muito

Positiva Paticuacutertica

VIII Areia Meacutedia

Moderadamente

Selecionado Simeacutetrico Platicuacutertica

IX Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica

X Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica

XI Areia Grossa

Pouco

Selecionado

Assimetria Muito

Positiva Leptocuacutertica

XII Areia Grossa

Pouco

Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica

A assimetria eacute o grau de desvio de uma curva no sentido horizontal podendo esse

desvio ser positivo ou negativo medindo a distribuiccedilatildeo da frequecircncia e marca a posiccedilatildeo da

meacutedia em relaccedilatildeo agrave mediana descrevendo se a curva eacute ou natildeo simeacutetrica Sendo assimeacutetrica

pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado das fraccedilotildees grossas ou das finas

podendo ser negativa ou positiva respectivamente (TAVARES et al 2010)

Esse padratildeo de distribuiccedilatildeo das granulometrias areia meacutedia com assimetria negativa

ateacute a amostra IV indica que os depoacutesitos foram mais retrabalhados talvez porque se

encontram em porccedilotildees de acumulaccedilotildees de sedimentos com maior porte o que as torna

naturalmente mais retrabalhaacuteveis Jaacute os padrotildees das amostras pouco selecionadas satildeo

depoacutesitos de menores dimensotildees e podem estar em processo de formaccedilatildeo Ou entatildeo foram

erodidos no uacuteltimo pulso de cheia e estatildeo em processo de reformulaccedilatildeo Esse conceito eacute

explicado em NICHOLS (2007) sendo o padratildeo deposicional de um rio entrelaccedilado

A anaacutelise da curtose reforccedila tal argumento pois quanto mais platicuacuterticas as

distribuiccedilotildees os sedimentos tendem a ser misturas de populaccedilotildees diferentes e quando

leptocuacuterticas satildeo afetados por correntes de fundo ou algum evento deposicional que

removeu alguma fraccedilatildeo Os que estatildeo mesocuacuterticos natildeo fornecem consistecircncia para

afirmaccedilatildeo alguma assim como observado por Tavares et al(2010) em um contexto

semelhante

Proacuteximo a represa no ponto II observam-se gratildeos em fraccedilotildees denominadas por FOLK

E WARD (1957) como cascalho muito grosso sendo um ambiente de alta energia pois

quando as comportas satildeo abertas liberam toda energia potencial que estava acumulada

diminuindo gradativamente conforme vatildeo sendo fechadas causando a deposiccedilatildeo destes

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

83

sedimentos que tem o caraacuteter bem arredondado em sua maioria tal fato indica seu

retrabalhamento e transporte por rolamento

No ponto IV ao cavar poucos centiacutemetros a partir da superfiacutecie eacute possiacutevel observar

estratificaccedilatildeo cruzada de baixo acircngulo com um niacutevel de minerais pesados tornando-a mais

visiacutevel tal fato indica deposiccedilatildeo de material em suspensatildeo

Na cidade de Colatina observam-se largos bancos de areia que estreitam o rio no

ponto amostral VI

No bairro Bebedouro em Linhares Ponto IX foi observado na margem do rio um

padratildeo deengrossamento para o topo com seixos imbricados ou seja mostram-se aqui as

fraccedilotildeesmais finas na base e um evento que depositou estes sedimentos mais grosseiros por

traccedilatildeo devido ao seu imbricamento

Proacuteximo agrave foz do rio eacute encontrado um niacutevel de minerais pesados finos

Tais niacuteveis de finos satildeo encontrados junto com a amostra XII que predomina a

granulometria grossa o graacutefico da distribuiccedilatildeo nesta amostra tem assimetria positiva ou seja

a tendecircncia para fraccedilotildees menores Analisando o caraacuteter muito leptocuacutertico da amostra

evidencia-se que foram eventos deposicionais distintos que trouxeram tais sedimentos para

este local Fator indicativo das variaccedilotildees do gradiente energeacutetico do rio

CONCLUSAtildeO

As evidentes variaccedilotildees na dinacircmica fluvial do Doce satildeo visualizadas em diversas

escalas e conjunto de dados observados Seja nas imagens de sateacutelite seja nos bancos de areia

ora submersos ora emersos ainda quando se analisa as fraccedilotildees dos sedimentos presentes nos

mesmos

A maior presenccedila de sedimentos grosseiros na parte jusante do rio e sua tendecircncia a

afinar a fraccedilatildeo assimetria muito positiva eacute evidecircncia de uma perda de energia do rio que

devido sua alta energia tendia a carregar sedimentos mais grossos vem agora diminuindo seu

poder de transporte dessas fraccedilotildees e comeccedila a acumular material mais finoSeu caraacuteter de rio

entrelaccedilado anterior pode estar variando a um padratildeo anastomosado de menor energia

A construccedilatildeo de hidreleacutetricas em rios inegavelmente altera seus cursos A questatildeo a se

fazer nesse momento eacute a seguinte O dano causado ao rio gera benefiacutecios que compensa sua

degradaccedilatildeo A resposta eacute relativa gera benefiacutecios a quem Agraves empresas que lucram com a

venda da energia obviamente a resposta eacute sim Agrave populaccedilatildeo que depende e sempre dependeu

do rio para suas diversas atividades sejam quais forem a resposta evidentemente eacute natildeo

Esperamos que um dia a preservaccedilatildeo do meio ambiente seja a prioridade da sociedade ao

inveacutes dos lucros de alguns poucos indiviacuteduos

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sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Cachoeiro de Itapemirim ES

sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES

sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da

Sauacutede Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES

89

Capiacutetulo 6

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

Rafael de Oliveira Costasup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3 Carlos

Henrique Rodrigues de Oliveira4

INTRODUCcedilAtildeO

Podemos caracterizar as zonas costeiras com base na sua localizaccedilatildeo geograacutefica

continente oceano Estas satildeo regiotildees sujeitas a contiacutenuas alteraccedilotildees morfodinacircmicas e

apresentam grande variabilidade temporal e espacial em funccedilatildeo dos processos continentais e

marinhos Evidenciando a dinacircmica erosiva e deposicional caracterizada pela accedilatildeo das ondas

mareacutes correntes costeiras e tambeacutem a accedilatildeo fluvial (SILVA et al 2004)

Essas accedilotildees movimentam continuamente as linhas de costa muitas vezes na mesma

direccedilatildeo mas frequentemente em direccedilotildees opostas Como resultado a forma da linha de costa

sofre alteraccedilotildees (WILLIAMS et al 1992)

Ambientes costeiros associados agrave foz de rios estatildeo sujeitos a constantes alteraccedilotildees

morfodinacircmicas originados tanto por processos fluviais como marinhos Areias e outros

materiais satildeo movidos para a praia ou fora dela por correntes e ondas Com isso os

movimentos sazonais dos materiais costeiros criam usualmente amplas praias no veratildeo

substituiacutedas por estreitas praias no inverno em um verdadeiro ciclo anual Durante a accedilatildeo das

mareacutes de tempestades vaacuterias aacutereas podem ser inundadas em questatildeo de horas

Sendo assim conhecer os agentes que atuam na variaccedilatildeo morfodinacircmica levando em

consideraccedilatildeo o espaccedilo-tempo das diferentes regiotildees costeiras eacute de suma importacircncia

principalmente para esse estudo que eacute associado a desembocadura do rio pois dessa forma eacute

possiacutevel estabelecer cenaacuterios com base no comportamento desse ambiente que deve ser

utilizado como fator para o planejamento do uso e ocupaccedilatildeo do solo e tambeacutem para o

desenvolvimento de projetos de engenharia que venham a interferir na dinacircmica sedimentar

costeira (SILVA et al 2004)

Com base no exposto este trabalho tem como objeto de estudo principal a constituiccedilatildeo

e a variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo associado agrave foz do rio Itapemirim Este estudo

tem como base a anaacutelise histoacuterica das variaccedilotildees morfoloacutegicas ocorridas no local e sua relaccedilatildeo

com a descarga liacutequida do rio que seraacute feita por meio de anaacutelises de imagens em uma seacuterie

temporal Aleacutem de contar com a anaacutelise da atual contribuiccedilatildeo do aporte de sedimentos

fluviais na constituiccedilatildeo e variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo que seraacute feito por meio de

anaacutelise sedimentoloacutegicas

LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO

O Rio Itapemirim tem suas nascentes mais distantes localizadas na Serra do Caparaoacute

formadas pelos rios Braccedilo Norte Esquerdo e Braccedilo Norte Direito que se unem no municiacutepio

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

90

de Alegre Mais a jusante as aacuteguas do Itapemirim recebem contribuiccedilatildeo do rio Castelo no

distrito de Coutinho municiacutepio de Cachoeiro de Itapemirim O uacuteltimo grande afluente antes

da desembocadura no Oceano Atlacircntico eacute o Rio Muqui que junta-se ao Itapemirim no

municiacutepio de Itapemirim desaguando na altura de Marataiacutezes no Espiacuterito Santo

A aacuterea de trabalho localiza-se entre as coordenadas UTM E 308000 m e N 7682000

m E 320000 m e N 7682000 m E 320000 m e N 7672000 m E 308000 m e N 7672000

m (Figura 1)

Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo Fonte Autores

REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL

SENSORIAMENTO REMOTO

O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave

distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais Tais

dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos de

onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos (FIGUEIREDO

2005) Um exemplo eacute o sateacutelite Landsat que utiliza os sensores instalados na oacuterbita e capta

sete bandas espectrais

Essas bandas podem estar associadas aos canais RGB (red - vermelho green - verde e

blue - azul) que satildeo utilizadas para obter um realce de uma determinada feiccedilatildeo formando a

composiccedilatildeo colorida De acordo com INPE (2011) no sistema RGB as bandas 5 4 e 3 do

sensor TM quando combinadas mostram mais claramente os limites entre o solo e a aacutegua

com a vegetaccedilatildeo natildeo tatildeo evidente aparecendo em tonalidades de verde e rosa

Em um estudo no rio Araguaia localizado na porccedilatildeo Centro-Oeste do Brasil Morais

(2008) analisou uma seacuterie temporal com imagens do Landsat 5 com o intuito de verificar a

alteraccedilatildeo da dinacircmica fluvial utilizando as bandas 5 4 e 3 do sensor TM e com isso pode

verificar a evoluccedilatildeo do canal do rio com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da

evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

91

PROCESSAMENTO E INTERPRETACcedilAtildeO DE IMAGENS

Para que se consiga interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-

processamento entre elas podemos citar o georreferenciamento e o contraste O contraste eacute

feito para que ocorra uma melhor visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons de cinza

atraveacutes da modificaccedilatildeo do histograma original formando outro que iraacute manter a mesma

variaccedilatildeo entre os tons de cinza poreacutem com uma melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al

1984)

O georreferenciamento eacute o processo de atribuir coordenadas geograacuteficas a pontos na

imagem ou vetor como por exemplo uma feiccedilatildeo de faacutecil observaccedilatildeo e identificaccedilatildeo nas duas

imagens e que tenha coordenada conhecida para se aplicar a teacutecnica de registro de imagem ou

ainda utilizando pontos de controle (CAMPBELL 2002)

MEacuteTODO GPR

O meacutetodo de radar de penetraccedilatildeo no solo (GPR) eacute um meacutetodo eletromagneacutetico que

consiste em obter uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie atraveacutes da transmissatildeo e

reflexatildeo de ondas eletromagneacuteticas de altas frequecircncias (10 ndash 1000 MHz) para localizar

feiccedilotildees geoloacutegicas rasas ou objetos enterrados pelo homem O princiacutepio fiacutesico e a

metodologia de aquisiccedilatildeo de dados GPR satildeo semelhantes agrave teacutecnica de reflexatildeo siacutesmica e a

teacutecnica de sonar poreacutem o GPR fundamenta-se na transmissatildeo e reflexatildeo de ondas

eletromagneacuteticas (EM) (PORSANI 1999)

O equipamento de GPR (Figura 2) eacute composto de um par de antenas um gerador de

ondas eletromagneacuteticos antena transmissora e um sistema para registro destas ondas a antena

receptora Uma das antenas eacute usada para transmitir um sinal eletromagneacutetico atraveacutes da

subsuperfiacutecie ao passo que a outra capta estes sinais apoacutes a sua reflexatildeo por diferentes alvos

no subsolo A propagaccedilatildeo do sinal EM depende da frequecircncia do sinal transmitido e das

propriedades eleacutetricas dos materiais as quais dependem principalmente do conteuacutedo de aacutegua

presente no solo Topp (1980 citado por BORGES 2002) sendo a atenuaccedilatildeo do sinal da

onda EM proporcional ao conteuacutedo de aacutegua Quando o pulso transmitido encontra mudanccedilas

abruptas nas propriedades dieleacutetricas parte da energia eacute refletida e difratada sendo captada

em superfiacutecie pela antena receptora A energia refletida eacute registrada em funccedilatildeo do tempo de

atraso amplificada e digitalizada atraveacutes de um computador posteriormente o resultado do

processamento dos dados disponibiliza uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie

(BORGES 2002)

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

92

Figura 2 - Constituintes baacutesicos do GPR Fonte Neal (2004)

CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL

Segundo Almeida (1977) a aacuterea estudada estaacute inserida regionalmente agrave leste da

Proviacutencia Mantiqueira que eacute paralela agrave costa atlacircntica do sudeste e sul do Brasil delineando

uma faixa de direccedilatildeo NE-SW com mais de 3000 km de comprimento que se estende do sul

da Bahia ateacute o Uruguai Localizada a leste do Craacuteton Satildeo Francisco aleacutem de fazer limite com

as proviacutencias Tocantins Satildeo Francisco e Paranaacute e eacute bordejada ao leste pela margem

continental e pelas bacias costeiras do Espiacuterito Santo Campos Santos e Pelotas

O embasamento da Formaccedilatildeo Barreiras estudada compreende rochas do Complexo

Paraiacuteba do Sul que de acordo com RADAMBRASIL (1983) constitui gnaisses de idade

Neoproterozoacuteica Estas rochas fazem contato com o Complexo Juiz de Fora que

constituemrochas de origem iacutegnea representadas por granitos gabros e charnockitos datadas

do Paleoproterozoacuteico

Sobre este embasamento depositam-se na regiatildeo os sedimentos Cenozoacuteicos

continentais classificado por Amador (1982) como Grupo Barreiras e devido a seus estudos

permitiu uma individualizaccedilatildeo de uma unidade lito-estratigraacutefica com idade Neoacutegena

Na Figura 3 estaacute evidenciando a aacuterea de estudo no mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo

podendo observar duas litologias diferentes na aacuterea demarcada que fica bem evidenciado na

Figura 4

CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES

93

Figura 3 - Mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo abrangendo a aacuterea investigada neste

estudoFonte Adaptado de Bizzi et al (2013)

Figura 4 - Coluna litoestratigraacutefica do Espiacuterito Santo com ecircnfase nas litologias presente na

aacuterea Fonte Adaptado de Bizzi et al (2013)

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

94

GRUPO BARREIRAS

O Grupo Barreiras foi agrave primeira unidade estratigraacutefica documentada no Brasil

ocorrendo ao longo do litoral brasileiro desde o Rio de Janeiro ateacute o estado do Amapaacute

recobrindo depoacutesitos sedimentares do mesozoacuteicos de diversas bacias costeiras (BEZERRA et

al 2005)

Os estudos sobre os depoacutesitos correspondentes ao Barreiras foram empregados pela

primeira vez quando Branner (1902 citado por AMADOR 1982) fez a primeira referecircncia a

esta unidade caracterizando-a como ldquouma sucessatildeo contiacutenua de sedimentos pouco ou natildeo

consolidados presentes na costa nordestinardquo

De acordo com Arai (2006) a regularidade no modo de ocorrecircncia e na caracteriacutestica

litoloacutegica eacute incompatiacutevel com a origem continental utilizada tradicionalmente para

caracterizar a origem do Barreiras o que constitui um misteacuterio sua procedecircncia pela

existecircncia de estudos com evidecircncias que revelam seu caraacuteter marinho da mesma forma que

a idade do Grupo Barreiras tem sido motivo de muita controveacutersia entre diversos autores em

funccedilatildeo de seu pobre conteuacutedo fossiliacutefero a sua vasta distribuiccedilatildeo e variaccedilatildeo espacial Na

literatura mais antiga a idade variava de Oligo-mioceno a Plioceno Segundo Bezerra et al

(2005) a idade da Formaccedilatildeo Barreiras tem sido atribuiacuteda ao intervalo de tempo que varia do

Mioceno ateacute o Plioceno-Pleistoceno

Recentemente Arai (2006) subdividiu o Grupo Barreiras em duas unidades distintas de acordo

com seus periacuteodos de deposiccedilatildeo Barreiras Inferior e Superior

A unidade Barreiras Inferior representa a eacutepoca em que a margem continental

brasileira recebia depoacutesitos duratte a transgressatildeo ocorrida no intervalo Aquitaniano ndash

Serravaliano (Eomioceno a Mesomioceno) acumulando uma grande quantidade de

sedimentos nas aacutereas hoje emersas do continente Esses depoacutesitos transgressivos e de mar alto

satildeo reconhecidos sob a forma de unidades litoestratigraacuteficas quase contiacutenuas ou em formas

mais isoladas tendo sido sedimentados principalmente na regiatildeo litoracircnea que atualmente se

estende da Foz do Amazonas ao estado do Rio de Janeiro onde o relevo plano teria

propiciado o avanccedilo do onlap para continente adentro (ARAI 2006)

Uma discordacircncia erosiva Tortoniana (Mioceno) delimita a interface entre as duas

Unidades distintas A discordacircncia representa uma queda eustaacutetica provocada por um periacuteodo

de glaciaccedilatildeo no Neoacutegeno sendo identificada em seccedilotildees siacutesmicas onde eacute reconhecida como

ldquoMarco Cinzardquo A idade Tortoniana foi atribuiacuteda atraveacutes da dataccedilatildeo de nanofoacutesseis Discoaster

hamatus (N-630) e D neorectus (N-635) Viana et al (1990 citado por ARAI 2006)

A unidade Barreiras Superior foi depositada durante o Plioceno que de acordo com as

curvas eustaacuteticas propostas por Haq Hardenbol e Vail (1987 citado por ARAI 2006) teria

ocorrido uma nova transgressatildeo e muitas das aacutereas erodidas receberam uma nova cobertura

sedimentar constituindo o ldquoBarreiras Superiorrdquo

CARACTERIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO

A aacuterea de estudo apresenta topografia variando de suavemente ondulada a plana

sendo que 84 de suas aacutereas possuem declividade abaixo de 30 O tipo de solo

predominantemente eacute o latossolo vermelho amarelo distroacutefico com fertilidade variando de

meacutedia a baixa textura areno-argilosa apresentando pH em torno de 50 com baixos teores de

mateacuteria orgacircnica exigentes em complementaccedilatildeo de fertilizantes e correccedilatildeo de solos A

temperatura meacutedia anual eacute de 22ordm C ficando as maacuteximas entre 28ordm C e 30ordm C enquanto que as

miacutenimas giram em torno de 15ordm C O litoral capixaba possui um regime micromareal (micro-

mareacute) cuja amplitude de mareacute segundo DHN (1994) varia de 140 m a 150 m atingido

durante a mareacute de siziacutegia a amplitude de cerca de 170 m O clima eacute quente poreacutem

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amenizado pelas fortes brisas marinhas A meacutedia anual de precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica situa-se

em torno de 900 mm (ALBINO 1999)

METODOLOGIA

Os materiais cartograacuteficos utilizados para processamento dos dados deste trabalho satildeo

provenientes do Geobases (2002) e compreendem curva de niacutevel drenagem limites e vias

de acesso

As imagens Landsat e RapidEye foram retiradas do endereccedilo eletrocircnico do INPE e do

MMA (Ministeacuterio do Meio Ambiente) respectivamente

O processamento dos dados foi realizado por meio do software Arcgis 103 e Spring

526 Os dados estatiacutesticos foram gerados pelo software Gradstat e os perfis do GPR foram

processados pelo programa Reflex

O GPS de navegaccedilatildeo foi utilizado como uma ferramenta para identificaccedilatildeo dos pontos

no campoUtilizou-se ainda um GPS topograacutefico para georreferenciamento das seccedilotildees de

GPR

OBTENCcedilAtildeO DAS IMAGENS DE SATEacuteLITE

O trabalho foi realizado a partir de imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 sensor TM e de

imagens do sateacutelite RapidEye no periacuteodo de 2001 agrave 2014 sendo analisadas anualmente

Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem das mesmas

estaccedilotildees do ano para natildeo influenciar na anaacutelise de deposiccedilatildeo dos sedimentos por conta da

diferenccedila de quantidade de partiacuteculas que podem ser carreadas nos momentos de chuva e de

seca

PROCESSAMENTO DAS IMAGENS

As imagens Landsat tiveram que passar por preacute-processamento em ambiente de

Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu em georreferenciaacute-las utilizando

como paracircmetro de comparaccedilatildeo as imagens RapidEye aplicaccedilatildeo de contraste linear

aumentando linearmente os tons de cinza no entanto mantendo a proporccedilatildeo original Este

procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5 4 e 3 Sendo muito semelhante a

metodologia aplicada por Mohamed (2012)

Foi feita uma composiccedilatildeo RGB-543 das imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 para

auxiliar na interpretaccedilatildeo

ETAPA DE CAMPO

Foram observados nas imagens os locais de mais faacutecil acesso para coleta dos

sedimentos (Figura 5) que foram coletados com auxiacutelio de uma paacute e foram armazenados em

sacos plaacutesticos para posterior anaacutelise granulomeacutetrica Os locais de coleta foram marcados com

o GPS (Global Positioning System) de navegaccedilatildeo (Tabela 1)

Com o auxiacutelio do GPR (Ground Penetrating Radar) foram levantados dados de sub-

superfiacutecie com dois tipos de antenas diferentes (200 e 400 MHz) e para uma melhor

amarraccedilatildeo dos dados estes foram coletamos atraveacutes de um DGPS (Differential Global

Positioning System) podendo assim observar como ocorreu o momento de sedimentaccedilatildeo do

local

Foram feitos dois perfis com o GPR em uma ilha que se conecta com a praia pelo

espigatildeo construiacutedo na desembocadura do rio esse equipamento foi utilizado nessa localidade

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

96

para que se tente observar a deposiccedilatildeo dos sedimentos na foz do rio Itapemirim e o DGPS foi

utilizado como uma ferramenta de auxiacutelio para uma maior confiabilidade das coordenadas

utilizadas

Figura 5 - Mapa de localizaccedilatildeo dos pontos visitados em campoFonte Autores

Tabela 1 - Coordenadas dos pontos de coleta de sedimentos Fonte Autores

Pontos Coordenadas E (m) Coordenadas N (m)

1A 1B 1C 312747 7676348

2 312030 7676004

3 308789 7675691

4 310453 7678553

ETAPA DE LABORATOacuteRIO

Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de

sedimentologia do Departamento de Geologia da UFES onde foram preparadas para as

seguintes anaacutelises textural e mineraloacutegica

A anaacutelise granulomeacutetrica foi feita atraveacutes do peneiramento das amostras com os dados

de peso de cada granulometria foi utilizado o software para observar estatisticamente o

resultado As anaacutelises texturais e mineraloacutegicas foram feitas a partir do peneiramento citado

acima e foram obtidas com o auxiacutelio da lupa

Os sedimentos foram colocados em um quarteador e obtidos no miacutenimo cinquenta

gramas de amostra pois segundo Folk (1980) eacute o miacutenimo necessaacuterio para anaacutelise de

sedimentos no grupo areia ou superior Foram colocados em uma placa de petri utilizando-se

uma placa para cada amostra Pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo com exatidatildeo de dois

diacutegitos Foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada placa e colocados

na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24 horas

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97

Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados

durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz no agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de

peneiras da marca Bertel 4800 2000 1200 500 250 125 74 37 microm que representam

respectivamente as classes cascalho fino cascalho muito fino areia muito grossa areia

grossa areia meacutedia areia fina areia muito fina segundo proposta de Wentworth (1922 citado

por BUI et al1990)

Os dados granulomeacutetricos obtidos foram processados em um programa de tratamento

estatiacutestico denominado ldquoGradstatrdquo desenvolvido por Blott e Pye (2001) que aproveita como

base de operaccedilatildeo o Microsoft Excel do Windows que calcula atraveacutes do peso alguns

paracircmetros como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo e curtose

Outro procedimento feito em laboratoacuterio foi o traccedilado das linhas de costa nos anos de

2001 a 2014 levando em consideraccedilatildeo a metodologia proposta por Aparecida et al (2011)

poreacutem com uma pequena diferenccedila pois no trabalho citado o ponto de referecircncia para

calcular a distacircncia ateacute a linha de costa era um maciccedilo rochoso que praticamente natildeo alterou

durante o tempo das imagens e jaacute nesse trabalho foi feito atraveacutes de um ponto com

coordenada coletada pelo DGPS (Ponto Base) com coordenadas E 311637 m N 7676929 m

RESULTADOS E DISCUSSOtildeES

DADOS OBTIDOS A PARTIR DAS IMAGENS

Na Figura 6 podemos ter uma visatildeo ampla de todas as linhas de costa marcadas na

seacuterie multitemporal proposta e no graacutefico apresentado na Figura 7 podemos analisar de forma

mais detalhada essa variaccedilatildeo

Observando a Figura 6 podemos observar uma diminuiccedilatildeo da linha de costa no ano de

2001 ateacute 2002 sendo provavelmente um periacuteodo de ressaca do mar pelo fato de ser um

intervalo de tempo muito pequeno poreacutem logo apoacutes foi observado uma progradaccedilatildeo nos anos

de 2002 agrave 2003 Posteriormente ocorreu um momento de estabilidade dessa linha de costa

tendo em vista que a taxa de deposiccedilatildeo e erosatildeo se mantiveram praticamente igualadas sendo

a variaccedilatildeo entre elas muito pequena podendo observar esse padratildeo ateacute o ano de 2007 e nos

anos seguintes obteve um padratildeo retrogradacional na linha de costa ateacute o ano de 2014

Os padrotildees de variaccedilatildeo da linha de costa observados nos graacuteficos da Figura 7 nos

indicam iacutendices de maior e menor sedimentaccedilatildeo do rio pois nos momentos de menor taxa de

fluxo sedimentar a corrente costeira era mais atuante e com isso causava erosatildeo fazendo com

que ocorresse uma retrogradaccedilatildeo da linha de costa e nos momentos em que o rio apresentava

maior descarga sedimentar no oceano a corrente costeira natildeo era tatildeo atuante pois a razatildeo

deposiccedilatildeo por erosatildeo era maior

Esse resultado de variaccedilatildeo da linha de costa foi diferente do encontrado por Deina et

al (2011) pois no trabalho em questatildeo soacute obteve o momento de retrogradaccedilatildeo do cordatildeo

litoracircneo

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

98

Figura 6 - Mapa de evoluccedilatildeo da linha de costa do Rio Itapemirim Fonte Autores

Figura 7 - Graacutefico de variaccedilatildeo da linha de costa para a seacuterie multitemporal no periacuteodo

de 2001 a 2014 Fonte Autores

DADOS OBTIDOS A PARTIR DOS SEDIMENTOS

O resultado das anaacutelises do Gradistat estaacute exibido no Quadro 1 Com base nele

podemos observar que o selecionamento de todas as amostras variou de moderadamente

selecionado a muito bem selecionado Foi observado na lupa que os gratildeos se apresentaram

subangulosos arredondados e bem arredondados Com relaccedilatildeo a granulometria das amostras

todas tiveram o predomiacutenio de areia poreacutem a amostra 1B apresentou maior proporccedilatildeo de

areia grossa e as demais amostras apresentaram um maior teor de areia meacutedia

A mineralogia em questatildeo eacute predominantemente quartzo contendo algumas micas

(moscovitas e biotitas) granada e magnetita As amostras natildeo apresentaram uma grande

diferenccedila mineraloacutegica o que mudou foi em relaccedilatildeo a proporccedilatildeo de minerais pesados pois

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99

quanto mais longe da desembocadura do rio mais esses minerais se apresentavam em maior

quantidade

Os histogramas das amostras satildeo a representaccedilatildeo graacutefica dos dados matemaacuteticos

gerados pelo software Gradstat (Figura 8)

A assimetria expressa o enriquecimento da distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica em partiacuteculas

grosseiras ou em partiacuteculas finas indicando o quanto a curva se afasta da distribuiccedilatildeo normal

(DIAS 2004) Sendo assimeacutetrica pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado

das fraccedilotildees grossas ou das finas podendo ser negativa ou positiva respectivamente

(TAVARES et al 2010)

Quadro 1 - Resultados obtidos a partir do software Gradistat Fonte Autores

Amostras Granulometria

mediana

Selecionamento Assimetria Curtose

1A Areia Meacutedia Moderadamente

selecionado

Assimetria

muito

positiva

Extremamente

Leptocuacutertica

1B Areia Grossa Muito bem

selecionado

Assimetria

positiva

Muito

Leptocuacutertica

1C Areia Meacutedia Moderadamente

selecionado

Assimetria

muito

positiva

Muito

Platicuacutertica

2 Areia Meacutedia Moderadamente

selecionado

Assimetria

positiva

Muito

Leptocuacutertica

3 Areia Meacutedia Moderadamente

bem selecionado

Assimetria

negativa

Leptocuacutertica

4 Areia Meacutedia Moderadamente

bem selecionado

Assimetria

muito

negativa

Platicuacutertica

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

100

Figura 8 - Histogramas gerados pelo software Gradstat a) Amostra 1A b) Amostra

1B c) Amostra 1C d) Amostra 2 e) Amostra 3 f) Amostra 4 Fonte Autores

DADOS OBTIDOS DO GPR

Foram feitas duas seccedilotildees quase perpendicular para a passagem do GPR (Figura 9) e

utilizadas dois tipos de antenas em cada seccedilatildeo sendo elas a de 200 e 400 MHz podendo uma

alcanccedilar maior profundidade com menor detalhe e a outra uma menor profundidade com

maior detalhe respectivamente As figuras 10 e 11 e 12 e 13 correspondem a mesma seccedilatildeo

Figura 9 - Mapa de localizaccedilatildeo dos perfis de GPR Fonte Autores

Primeira seccedilatildeo de NW-SE com 50 metros de comprimento

Coordenada inicial E 312699 m N 7676341 m

Coordenada final E 312749 m N 7676336 m

Sirgas - Zona 24S

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101

Figura 10 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 1 Fonte Autores

Figura 11 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 1 Fonte Autores

Segunda seccedilatildeo de NE-SW com 50 metros de comprimento

Coordenada inicial E 312774 m N 7676349 m

Coordenada final E 312810 m N 7676384 m

Sirgas - Zona 24S

Figura 12 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 2 Fonte Autores

Figura 13 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 2 Fonte Autores

No perfil 1 tanto nos resultados da antena de 400 MHz quanto da antena de 200

MHz eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees cruzadas acanaladas na porccedilatildeo mais agrave esquerda Na

parte central evidenciada por um ciacuterculo observa-se uma falha na imagem podendo ser uma

porccedilatildeo mais argilosa e na parte mais agrave direita conteacutem hipeacuterboles claras que podem ser tubos

enterrados e um leve basculamento das camadas podendo ser remobilizaccedilatildeo do material

No perfil 2 eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees plano-paralela e uma porccedilatildeo com

atenuaccedilatildeo do sinal podendo ser uma regiatildeo mais argilosa Sendo observado todas as feiccedilotildees

tanto na antena de 400 MHz quanto na antena de 200 MHz poreacutem melhor evidenciado as

estratificaccedilotildees plano-paralelas no perfil gerado pela antena de 200 MHz

Com os perfis de GPR foi possiacutevel reafirmar as anaacutelises feitas pelo gradistat que

juntamente com a areia granulometria encontrada em maior proporccedilatildeo ainda existem

granulometrias mais finas provavelmente sendo argilas pelo fato da atenuaccedilatildeo das ondas

eletromagneacuteticas emitidas pelo GPR

Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)

102

CONCLUSAtildeO

A partir das imagens Landsat e RapidEye utilizadas para fazer a variaccedilatildeo da linha de

costa foi possiacutevel observar que a retrogradaccedilatildeo ou progradaccedilatildeo depende muito do fluxo de

sedimentos do rio com isso eacute possiacutevel supor que nos anos que tiver muita chuva

provavelmente ocorreraacute um maior carreamento de sedimentos em direccedilatildeo ao mar e com isso

aumentaraacute a taxa de deposiccedilatildeo e nos anos de seca com poucas chuvas provavelmente a

erosatildeo costeira seraacute mais intensa

Nos anos de 2001 a 2014 foi observado uma variaccedilatildeo de 437 ateacute 554 metros da linha

de costa o que indica ser uma aacuterea muito dinacircmica e sensiacutevel a mudanccedilas naturais

De acordo com as anaacutelises sedimentoloacutegicas foi possiacutevel observar que quanto mais

proacuteximo da desembocadura do rio menor a energia do fluxo sendo evidenciado pelo aumento

de sedimentos finos e um melhor selecionamento

A seccedilatildeo de GPR mostrou que pode ter uma variaccedilatildeo dos sedimentos indicando

presenccedila de mais finos atenuando o sinal na porccedilatildeo mais argilosa e mostrando que de acordo

com a seccedilatildeo mostrada pode-se observar estratificaccedilotildees cruzadas ou plano-paralela indicando a

direccedilatildeo da sedimentaccedilatildeo

As metodologias aplicadas se mostraram eficientes pois foi possiacutevel obter os dados e

tirar interpretaccedilotildees sobre a aacuterea de estudo Este estudo poderia ter sido mais detalhado e talvez

ser melhor entendido com anaacutelise dos efeitos que a construccedilatildeo do espigatildeo na desembocadura

do rio pode causar para o meio em questatildeo pois com essa construccedilatildeo os sedimentos natildeo

conseguem ser depositados em forma de delta ficando todo detido na desembocadura

podendo vir a diminuir a lacircmina drsquoaacutegua e posteriormente causar ateacute efeitos mais severos

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