APLICAÇÃO DA ANÁLISE ESTATÍSTICA MULTIVARIADA .VI Congresso Brasileiro de Gestão Ambiental Porto

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  • VI Congresso Brasileiro de Gesto Ambiental Porto Alegre/RS 23 a 26/11/2015

    IBEAS Instituto Brasileiro de Estudos Ambientais 1

    APLICAO DA ANLISE ESTATSTICA MULTIVARIADA PARA COMPARAO ENTRE OS RESULTADOS DO MONITORAMENTO DA QUALIDADE DAS GUAS

    SUPERFICIAIS OBTIDOS A MONTANTE E JUSANTE DAS OBRAS DE IMPLANTAO DA BR-448/RS RODOVIA DO PARQUE

    Luis Adriel Pereira (*), Leticia Coradini Frantz, Lauro Bassi, Chaiana Teixeira, Andressa Krewer Facin * Servios Tcnicos de Engenharia - STE S.A., luis.adriel@stesa.com.br

    RESUMO A BR-448, conhecida como Rodovia do Parque, configura-se em uma importante obra realizada pelo Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT), que visa ampliar a malha viria da regio Metropolitana de Porto Alegre como alternativa para o fluxo de veculos da BR-116. No licenciamento do empreendimento foi prevista a implantao de 22 Programas Ambientais, dentre os quais o monitoramento da qualidade das guas superficiais dos cursos hdricos impactados pelas obras, os quais pertencem Bacia Hidrogrfica do rio dos Sinos. As atividades de foram executadas pela equipe tcnica da gestora ambiental da BR-448, atravs de campanhas trimestrais, iniciadas em maio de 2010 concomitantemente ao incio das obras. O presente estudo considerou o perodo de monitoramento entre maio de 2010 e outubro de 2014, totalizando 20 campanhas de amostragens nas quais foram analisados 20 parmetros fsico-qumicos e microbiolgicos. Para a anlise dos dados utilizou-se mtodos estatsticos multivariados, como a Anlise de Componentes Principais (ACP) e a Anlise Fatorial (AF). Verificou-se que os resultados obtidos (cargas fatoriais) para os parmetros na situao de jusante apresentaram resultado semelhante para os mesmos parmetros considerados a montante, indicando que as obras realizadas na implantao da BR-448 no interferiram negativamente na qualidade dos recursos hdricos superficiais locais, sendo que a origem mais provvel de poluio verificada est associada a atividades agrcolas (adubao) e domsticas (guas residurias e esgotos). PALAVRAS-CHAVE: guas Superficiais, BR-448, Estatstica Multivariada, Monitoramento.

    INTRODUO

    Os empreendimentos rodovirios em geral constituem uma categoria de obras de grande porte que alteram o desenvolvimento e ordenamento territorial de uma regio e que, devido ao seu carter linear, interceptam diferentes composies fisiogrficas com ocupaes distintas, gerando impactos ambientais que interferem diretamente no equilbrio biofsico da regio em que se inserem (COSTA, 2010). Em relao a isto, a degradao da qualidade das guas superficiais decorrentes das atividades construtivas de uma rodovia configura-se como um dos principais impactos ambientais negativos previstos para este tipo de obra. Quando no adotadas medidas eficazes para a minimizao e controle dos impactos negativos previstos para o empreendimento rodovirio, as alteraes na qualidade das guas frequentemente podem estar associadas s atividades de movimentao de solo realizadas durante os servios de desmatamento, destocamento, conformao de taludes de corte/aterro e terraplenagem. Estas atividades exercem influncia direta nos processos de dinmica superficial como instabilidade de encostas e taludes, formao de eroses e o consequente carreamento da frao fina do solo para drenagens e sistemas hdricos locais (impacto propriamente dito), ocasionando alteraes nos padres de turbidez e concentrao de slidos e, assim, acabam por comprometer a dinmica natural dos ecossistemas aquticos. Pode-se destacar tambm as possveis contaminaes decorrentes do despejo de esgoto sanitrio, derramamento ou vazamento de produtos qumicos contendo hidrocarbonetos, como por exemplo, material betuminoso, combustveis e leos e graxas que tambm poder atingir drenagens naturais interceptadas ou prximas s obras. neste contexto que o monitoramento dos cursos hdricos potencialmente impactados durante o perodo de obras de implantao de uma rodovia tem por finalidade identificar eventuais alteraes nos padres de qualidade das guas superficiais locais, de modo que se possa verificar se h alteraes negativas que sejam decorrentes das obras realizadas, em comparao com a caracterizao inicial (antes das atividades das obras serem iniciadas), bem como a situao observada entre pontos de amostragem localizados a montante e jusante dos cursos dgua monitorados no empreendimento (PIMENTA et. al., 2014).

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    Deste modo, no estudo ora apresentado foi avaliado o comportamento dos parmetros de qualidade da gua monitorados nos pontos de cursos hdricos localizados a montante das obras de implantao da BR-448 em comparao com os resultados obtidos a jusante atravs da anlise estatstica multivariada. Com isso buscou-se identificar similaridades e diferenas entre resultados verificados nas duas situaes, alm de evidenciar os principais fatores que caracterizam a qualidade dos cursos hdricos monitorados, e identificar possveis alteraes na qualidade da gua que pudessem ter relao com as atividades realizadas para a construo da rodovia. A IMPLANTAO DA BR-448 E O MONITORAMENTO DAS GUAS SUPERFICIAIS

    A BR-448, conhecida como Rodovia do Parque, configura-se em uma importante obra realizada pelo DNIT, que visa ampliar a malha viria da regio Metropolitana de Porto Alegre como alternativa para o fluxo de veculos da BR-116. A rea de insero da rodovia integra o trecho inferior da Bacia Hidrogrfica do Rio dos Sinos, onde predominam zonas rurais, ncleos urbanos e indstrias, abrangendo os municpios de Sapucaia do Sul, Esteio, Canoas e Porto Alegre, RS, conforme pode ser visualizado no mapa de localizao apresentado na Figura 1. No Estudo de Impacto ambiental (EIA) da Rodovia (STE, 2007) realizado previamente ao processo de licenciamento ambiental, destaca que a rea de Influncia Direta (AID) mostra-se bastante antropizada e o rio dos Sinos e arroios prximos rea do empreendimento mostram-se bastante impactados, tanto por efluentes domsticos e industriais como pela lavoura de arroz irrigado, praticada na regio, sendo estes fatores determinantes para a qualidade de suas guas. A anlise do meio fsico do EIA apontou como principal impacto negativo possvel decorrentes das obras a contaminao dos recursos hdricos superficiais por resduos slidos, efluentes lquidos e materiais perigosos cuja ao geradora ocorreria pela destinao inadequada de efluentes lquidos, de resduos slidos e vazamentos de materiais perigosos. No Plano Bsico Ambiental (PBA) da Rodovia foi previsto o monitoramento da qualidade da gua superficial nos mesmos pontos onde foi realizada a avaliao por ocasio do EIA, sendo que nos arroios interceptados pela rodovia foram indicados pontos a montante e a jusante da mesma, perfazendo um total de 10 pontos monitorados atravs de campanhas trimestrais (primeira delas realizada anteriormente ao incio das obras para a caracterizao inicial da qualidade da gua). A partir disso, o licenciamento ambiental de instalao do empreendimento considerou a necessidade de monitorar a qualidade das guas superficiais dos cursos hdricos impactados pelas obras do empreendimento, por meio do Programa de Monitoramento e Controle da Qualidade dos Recursos Hdricos Superficiais. ANLISE ESTATSTICA EM QUALIDADE DA GUA

    A qualidade das guas superficiais pode ser entendida como um reflexo do comportamento apresentado pelos parmetros fsicos, qumicos e microbiolgicos verificados ao longo de campanhas sistemticas de monitoramento. A anlise em conjunto de diversos parmetros possibilita melhor compreender o estado de qualidade de um sistema hdrico, porm, um conjunto de dados complexo composto por variveis com diferentes escalas e unidades pode resultar em uma tarefa difcil, sujeita a interpretaes subjetivas. Considerando-se que nem sempre a estatstica clssica suficiente para auxiliar a anlise dos dados, verifica-se na literatura uma disseminao pelo interesse de aplicao de mtodos estatsticos multivariados, os quais permitem conhecer os parmetros mais representativos da qualidade de um curso hdrico, minimizar a subjetividade existente na anlise de dados de qualidade de gua e, assim, obter resultados mais conclusivos. Dentre os mtodos e tcnicas multivariadas disponveis, a Anlise dos Componentes Principais/Anlise Fatorial (ACP/AF) ganha destaque, visto que fornecem resultados que independem da normalidade de distribuio dos dados monitorados, e tambm porque se verifica uma preferncia de diversos autores por estes tipos de anlises em estudos semelhantes relacionados qualidade de recursos hdricos. Segundo Frana (2009), a ACP/AF utilizada para a investigao das relaes existentes em um conjunto de p variveis, em geral, correlacionadas, transformando-o em um novo conjunto de variveis no correlacionadas entre si denominadas Componentes Principais (CPs).

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    A ACP consiste numa tcnica matemtica que possibilita classificar e estabelecer correlaes entre elementos de uma populao, partindo-se do princpio de que haja influncia de um conjunto de variveis interagindo concomitantemente em um determinado fenmeno. Inicialmente, o que se obtm da transformao das p variveis originais correlacionadas so p CPs. No entanto, mesmo que sejam necessrias as p CPs para reproduzir a variabilidade total do sistema, a maior parte desta variabilidade pode ser explicada por um nmero menor k de componentes principais (k < p). Assim, como as k componentes principais explicam praticamente a mesma quantidade de informao que as p variveis originais, podem-se substituir as p variveis originais pelas k CPs, reduzindo-se o nmero de variveis do problema em questo, perdendo no processo a menor quantidade de informao poss