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51IV COBRAE - Conferência Brasileira sobre Estabilidade de Encostas - Salvador-BA

Proposta metodológica para avaliação de risco porescorregamento na região andina do Eixo Cafeteiro,Quindio, Colômbia.

Coronado, J.A.Universidade de Brasília, Brasília, DF, Brasil, [email protected]

Diniz, N.C.Universidade de Brasília, Brasília, DF, Brasil, [email protected]

Resumo: A ocorrência dos desastres naturais na Colômbia deve-se principalmente às diversase variadas características geográficas e fisiográficas do país, sendo eles deflagrados tanto porfatores naturais quanto antrópicos. O denominado Eixo Cafeteiro, localizado na região andinacolombiana, apresenta condições particulares como relevo, clima, geologia, tectonismo, entreoutras, que fazem a região vulnerável para a ocorrência de processos geodinâmicos comoescorregamentos, enchentes e sismos. Estes fenômenos podem chegar a constituir-se comoum risco de tipo geológico para o desenvolvimento da região, afetando tanto à populaçãoquanto às infra-estruturas e obras locais em geral. Dadas estas características cada dia se fazmais eminente a implementação de técnicas para a análise e previsão destes riscos, mas sempretendo em conta que estas técnicas devem adequar-se dentro do marco ambiental e técnico-científico colombiano.

Abstract: The occurrence of natural disasters in Colombia is mainly caused by the diverse andvaried geographical and physiographical characteristics of the country, being these disastersgenerated by natural as well as human factors. The called “Eixo Cafeteiro”, located in theColombian Andean region, presents particular conditions as the relief, climate, geology andtectonics, among others that make the region vulnerable for the occurrence of geodynamicprocesses as slides, floods and seismic activity. These phenomena can constitute a risk ofgeologic type for the development of the region, affecting the population as well as the localinfrastructures and workmanships in general. Given these characteristics, each day it is moreeminent the implementation of techniques for the analysis and forecast of these risks, butalways considering that these techniques must be adjusted to the technician-scientificColombian context

52 IV COBRAE - Conferência Brasileira sobre Estabilidade de Encostas - Salvador-BA

1. DESCRIÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO

1.1 Localização

O Departamento do Quindio (Figura 1), locali-zado no Eixo Cafeteiro na região centro-oesteda Colômbia, apresenta uma topografia aciden-tada e montanhosa, correspondente a verten-tes altas da cordilheira Central, com altitudesque variam entre os 950 m e 3.900 m. Devido aseu histórico de desastres naturais, esta árease constitui numa zona de grande interesse paraa análise de riscos geológicos associados aescorregamentos, os quais segundo Vélez et al(1993) se constituem nos riscos naturais maisseveros nesta região.

Figura 1. Localização da área de estudo.

1.2 Geomorfologia e Geologia

A zona de estudo está localizada na vertenteocidental da cordilheira central colombiana, emgeral compreende uma geomorfologia variada deencosta que pode ser dividida em duas regiões(Figura 2):

• A primeira corresponde a uma região mon-tanhosa e abrupta com algumas colinas estrei-tas e alargadas em direção NE-SW, com altograu de dissecação e vales estreitos ondeafloram rochas paleozóicas compostas porxistos e quartzitos; e rochas cretáceas compos-tas por rochas ígneas e meta-sedimentares.

• A segunda região corresponde a uma pla-nície extensa onde afloram rochas terciáriassedimentares de origem continental e depósi-tos quaternários fluvio-vulcânicos.

Figura 2. Geomorfologia geral da área.

Estruturalmente o departamento do Quindíoé atravessado por várias falhas geológicas, quetêm sua origem no sistema de falhamento regio-nal denominado como “Cauca – Romeral”. Emgeral estas falhas são de tipo inverso, com dire-ção predominante Norte – Sul e NNE – SSW. Osistema de falhas contribui com a instabilidadedos materiais devido a que se constituem nafonte da atividade sísmica, como foi comprova-do no sismo de 1999 pelos estudos feitos porINGEOMINAS (1999).

2. CONCEITOS BÁSICOS

2.1 Movimentos de Massa

O termo movimentos de massa foi definido pormuitos pesquisadores especialistas, entre elesVarnes (1984), Cruden (1990). Em geral os movi-mentos de massa se referem a processos geoló-gicos exógenos, de tipos naturais ou induzi-dos, que envolvem mobilização de volumes demateriais, tais como rocha, solo ou detritos,encosta abaixo, por ação da gravidade.


Desta maneira, existem vários trabalhos quediscutem as diferentes classificações destes mo-vimentos, no entanto, na maioria deles se con-sideram dois aspectos básicos: o tipo de ruptu-ra e a natureza do material mobilizado. A seguirmostra-se a classificação proposta por Varnes(1978) que reúne de forma completa esimplificada os diferentes tipos de movimentos(Tabela 1), assim como um diagramaesquemático desta classificação (Figura 3).

Tabela 1- Tipos de Movimentos de Massa.

Nota: Versão abreviada de Varnes (1978).

Figura 3. Tipos de Movimentos de Massa

No entanto, para a metodologia proposta,serão utilizados de maneira simplificada, quatrosubgrupos principais identificados dentro des-ta classificação. De acordo com o proposto porAugusto Filho (1992), estes movimentos são:rastejos, escorregamentos, quedas e corridas.

Podendo chegar a se reduzir dependendodos tipos de movimentos identificados na área.

2.2 Fatores que causam instabilidade no terre-no

A estabilidade das encostas está condicionadapela ação simultânea das forças que tendem apromover o movimento dos materiais encosta abaixo, e das forças opostas que tendem a resis-tir esse movimento. O desequilíbrio destas for-ças devido à presença de certos fatores é o queproduz os movimentos de massa. Autores comoSoeters e Van Westen (1996) e Popescu (1996)classificam estes fatores em dois grupos combase em sua função:

• Fatores preparatórios ou de susce-tibilidade, que fazem à encosta suscetível a so-frer escorregamentos sem chegar a iniciá-lo oudeflagra-lo, e tendendo a manter a encosta emum estado estável. Estes fatores correspondemàs características intrínsecas do terreno taiscomo relevo, geologia, umidade natural.

• Fatores deflagradores, que induzem a di-nâmica do escorregamento, gerando com maiorou menor intensidade a mobilização. Entre elesse destacam: a atividade vulcânica e a ativida-de antrópica. No contexto da área de estudo, osprincipais fatores deflagradores correspondemaos sismos e as chuvas, como comprovado emtrabalhos anteriores, Aguilar e Mendoza (2002);Gonzáles e Mayorga (2004). Por tanto, em se-guida se faz uma curta descrição destes fato-res.


2.2.1 Chuva como agente deflagrador

A água atua tanto como um agravante quantoum fator permanente na estabilidade das en-costas. As condições hidráulicas e hidromecâ-nicas do terreno e o estado de saturação dosolo (características que condicionam a poro-pressão do solo, portanto sua resistência) po-dem chegar a determinar a estabilidade da en-costa. No entanto, uma chuva forte, dependen-do da sua intensidade e duração, pode gerar odesequilíbrio destas condições e provocar ins-tabilidade causando a deflagração dosescorregamentos. Nestes casos, Gonzales eMayorga (2004) propõem dois tipos de even-tos chuvosos que influem na deflagração dosescorregamentos em Colômbia;

• As chuvas acumuladas ao longo de 180dias antes da ocorrência do evento, tambémdenominadas como precipitações ao longo pra-zo.

• As chuvas como eventos únicos ou preci-pitações ao curto prazo que geram oescorregamento após 24 da sua iniciação.

Sendo o primeiro tipo a maior causa deescorregamentos em Colômbia, Gonzales eMayorga (2004).

No caso da análise de riscos o parâmetroutilizado correspondera à precipitação, duraçãoe intensidade dos eventos chuvosos, dados ob-tidos das estações meteorológicas.

2.2.2 Sismo como agente deflagrador

Os sismos são reconhecidos como uma dasmaiores causas dos movimentos de massa,Keefer (1984), devido à ativação deescorregamentos na região epicentral.

Na Colômbia, o Eixo cafeteiro faz parte dasregiões mais afetadas por sismos, tendo como

exemplo recente o sismo de 1999 que deflagroescorregamentos numa área de 1402 km² comuma distancia máxima do epicentro de 30 km,Aguilar e Mendoza (2002).

No presente trabalho serão analisados ossismos ocorridos em períodos chuvosos compossível influência nos escorregamentos, quan-do coincidentes com eventos de elevadapluviosidade.

2.3 Termos Usados na Análise de Risco

Assim como existem diferentes definições e clas-sificações dos movimentos de massa, os ter-mos usados para a análise de risco tem sidodefinidos por inumeráveis autores, entretanto,a tendência mundial é chegar a uma definiçãosimples e padronizada. Neste trabalho se utili-zaram as definições adotadas pelo grupo daDécada Internacional de Redução de DesastresNaturais (DIRDN), que estão baseadas no glos-sário internacional multi-lingual de termosconcernentes a desastres.

• Perigo ou Ameaça: é a probabilidade deocorrência de um fenômeno potencialmentedanoso ou destrutivo num dado período de tem-po e área determinada. Segundo Leroi (1996),com respeito a escorregamentos esta definiçãoinclui a probabilidade de localização no espa-ço, que esta condicionada a fatores “permanen-tes” de predisposição e susceptibilidade (comodeclividade e geologia da encosta), e a proba-bilidade de ocorrência dentro de um intervalode tempo esta condicionada pelos agentesdeflagradores como precipitações e sismos.

• Vulnerabilidade: é o grau de perda resul-tante (de 0% a 100%) de um fenômeno potenci-almente destrutivo, a vulnerabilidade é expres-sa numa escala de 0 (sem perdas) a 1 (perdatotal).

A vulnerabilidade está representada por ascurvas de vulnerabilidade referidas a fenôme-nos específicos, Leroi (1996).


• Risco: são as perdas esperadas (vidas, fe-ridos, propriedades ou atividade econômica in-terrompida) devido à ocorrência de uma amea-ça particular numa área e período de tempo de-terminados.

O risco total é expresso matematicamentepor vários autores (ver Equação 1) entre elesVan Westen (2004).

RISCO TOTAL = Σ (P * Σ( V * E)) (1)

Onde:P = perigo (probabilidade).V = vulnerabilidade (0-1).E = Elementos sob risco, como prédios, casas,etc. (custo $).

3. METODOLOGIA PARA ANÁLISE DE RIS-COS.

Dentre as metodologias desenvolvidas paraavaliação de risco existem diferentes propostasinternacionais. Contudo, a maioria delas coin-cide com a produção e o uso de cartas prelimi-nares como as cartas de susceptibilidade e/ouameaça. Einstein (1988), propõe um procedimen-to para avaliação de risco de escorregamentobaseado numa estrutura de 5 níveis demapeamento:

Nível 1: Mapas Temáticos; nível 2: Mapasde Suscetibilidade ou de Inventário deEscorregamentos; nível 3: Mapas de Perigo deEscorregamento; nível 4: Mapas de Risco e ní-vel 5: Mapas de gerenciamento.

Este autor também afirma que os mapas desuscetibilidade podem ser considerados comomapas de perigo de escorregamento, nos quais,as probabilidades espaciais são consideradascomo representativas das probabilidades tem-porais.

Outros autores também fazem referência àprodução de cartas preliminares que podem sercomparadas com as propostas por Einstein(1988.).

3.1 Metodologia Proposta

Como abordado anteriormente, é importante parao desenvolvimento desta proposta metodo-ló-gica considerar o contexto técnico-científico emque se encontra a região, ou seja, se faz indis-pensável basear a metodologia na informaçãoexistente da área, e que foi produzida pelo Ins-tituto Geológico Nacional Colombiano(INGEOMINAS).

A metodologia será tratada nas seguintesetapas

3.1.1 Compilação de Mapas temáticos e Infor-mação básica

Correspondem aos mapas e a informação quecaracterizam o meio físico o meio físico e queserão usados como dados de entrada para aprodução dos mapas de susceptibilidade e/ouperigo, dentre eles se conta com: mapa geoló-gico-geotécnico, topográfico, geomorfoló-gico, adicionalmente com fotografias aéreas eimagens de satélite, dados de ensaiosgeotécnicos, dados de precipitações esismológicos.

3.1.2 Mapas de Suscetibilidade ou de Inventá-rio de Escorregamentos

Partindo dos mapas temáticos, passa-se aoprocessamento dos dados no Sistema de Infor-mação Geográfica, onde se obterá finalmenteos seguintes produtos; MDT (modelo digitaldo terreno), mapa de declividade (Figura 4), mapade unidades geológico-geotécnicas e mapa decicatrizes de escorregamento (Figura 5).


Figura 4. Mapa de Declividade da área

Figura 5. MDT e cicatrizes de escorregamento da área.

A partir da análise destes produtos e pormeio do uso do SIG se obtém o mapa desuscetibilidade a escorregamento da área.

3.1.3 Mapas de Perigo ou Ameaça deEscorregamento

Correspondem aos mapas que apresentam asprobabilidades de ocorrência dos diferentes ti-pos de escorregamento. Estas probabilidadespodem ser estimadas com base na análise dafreqüência de deflagração destes processos emfunção de fatores de susceptibilidade e/oudeflagradores tais como, pluviometria, terremo-tos, propriedades do solo e rocha, geometria

das encostas, etc. Esta carta também tem comoobjetivo a definição do raio de alcance dosescorregamentos analisados.

Em geral, existem vários métodos utilizadospara a avaliação de susceptibilidade e/ou peri-go a escorregamentos, dentro dos quais se des-tacam 4 grupos principais descritos a seguir:

• Métodos determinísticos, utilizados noestudo de estabilidade de encostas, são funda-mentados em métodos baseados no equilíbriolimite ou métodos numéricos como o modelodo talude infinito. Os dados de entrada provêmde ensaios de laboratório (parâmetros de resis-tência) e se usam para calcular o FS do talude.São métodos muito precisos quando se têmdados confiáveis e são os mais adequados paraavaliar a instabilidade em encostas, no entantonão são os mais idôneos na avaliação de áreasextensas e a nível regional, Van Westen (1993).

• Métodos heurísticos, baseados no conhe-cimento a priori dos fatores que produzem ins-tabilidade na área de estudo, categorizando eponderando estes fatores segundo a influênciade cada um deles na deflagração dosescorregamentos, podendo chegar a serem sub-jetivos. Estes métodos permitem aregionalização do estudo a escala regional,Carrara (1995).

• Métodos probabilísticos, baseados nasrelações observadas entre cada fator e a distri-buição dos escorregamentos atuais e passados,Carrara (1995), são utilizados quando se tem umaboa quantidade e qualidade de dados. Estesmétodos podem se dividir em univariados,multivariados e de análise de freqüência. A prin-cipal vantagem é que se constituem nos méto-dos com mais objetividade.

• Métodos geomorfológicos, baseados nadeterminação das condições de instabilidadeda área por meio de análise geomorfológica ezoneamento. Depende diretamente da experiên-cia do pesquisador, por tanto é um método sub-jetivo.


Devido à insuficiência na base de dados porfalta de registros históricos, (problema comumem países em desenvolvimento), para este tipode análise se usa combinação dos métodos aci-ma descritos, para a obtenção das cartas deameaça e risco.

3.1.4 Mapas de Risco

Correspondem aos que combinam o perigo deescorregamento com as perdas potenciais (da-nos potenciais em um determinado período detempo), obtendo como resultado uma análisequantitativa. Segundo a IUGS Working Group,Committee on Risk Assessment (1997), dita aná-lise consiste das seguintes atividades princi-pais:

• Análise de perigo ou análise da probabili-dade e características dos escorregamentospotenciais;

• Identificação dos elementos sob risco, istoé, seu número e características, incluindo suavariabilidade temporal e vulnerabilidade aosperigos identificados;

• Análise da vulnerabilidade dos elementossob risco;

• Cálculo do risco resultante das etapas an-teriores (perigos, elementos sob risco evulnerabilidade destes elementos sob risco).

Para o desenvolvimento desta avaliação énecessário conhecer os elementos sob risco,localizados na área estudada (infra-estrutura,serviços públicos, atividades econômicas, po-pulação, entre outros), assim como avulnerabilidade dos ditos elementos. Estavulnerabilidade é expressa por meio de umacurva que relaciona a intensidade do eventoameaçante com o grau de dano esperado decada um dos elementos, Van Westen (2004).

Finalmente, nesta etapa se aplicam os mo-delos quantitativos para o cálculo dos níveis

de risco de escorregamento dos elementos pre-sentes e assim estimar a potência de dano eco-nômico na região estudada.

No seguinte fluxograma se apresenta de for-ma resumida a metodologia proposta (Figura 5)

Figura 5. Fluxograma da metodologia proposta.

4. CONCLUSÕES E PROPOSTAS

Esta metodologia esta sendo aplicada atualmen-te, como pesquisa de mestrado, numa área es-colhida na região do Quindio e se espera obteros resultados finais no início do próximo ano.

De acordo com a metodologia apresentada,o desenvolvimento desta pesquisa, no momen-to se encontra na primeira parte da Etapa 2, ouseja, na realização dos mapas temáticos corres-pondentes ao Modelo digital de Terreno,Mapeamento de cicatrizes de escorregamentoe Mapa de declividade. Produtos que formamapresentados nas figuras 4 e 5. Assim espera-


se por meio do processamento destes mapastemáticos chegar ao modelagem dasuscetibilidade na área. E consequentementecontinuar com o desenvolvimento das etapas 3e 4 da metodologia proposta.

Mediante o desenvolvimento e posteriorvalidação desta metodologia, pretende-se pro-por de maneira fácil, simplificada e accessívelum modelo de avaliação de risco porescorregamento na região andina colombiana,dentro do contexto técnico-científico colombi-ano.

Finalmente, este trabalho pretende servircomo uma ferramenta para a avaliação de riscosde escorregamentos na área de estudo, visan-do a sua utilização para a prevenção e mitigaçãode desastres na região.

5. AGRADECIMENTOS

As autoras agradecem à importante colabora-ção do INGEOMINAS, Colômbia, pela cessãoda base de dados, essencial à elaboração destapesquisa de mestrado.

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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