CORRELAÇÃO ENTRE A PROBABILIDADE DE OCORRÊNCIA DE ...monografias.poli.ufrj.br/monografias/monopoli10021060.pdf · DESLIZAMENTOS E ÍNDICES PLUVIOMÉTRICOS EM PETRÓPOLIS (RJ) Jhessyca

CORRELAÇÃO ENTRE A PROBABILIDADE DE OCORRÊNCIA DE

DESLIZAMENTOS E ÍNDICES PLUVIOMÉTRICOS EM PETRÓPOLIS (RJ)

Jhessyca Dalme Barbosa Sales

Projeto de Graduação apresentado ao

Curso de Engenharia Civil da Escola

Politécnica, Universidade Federal do Rio

de Janeiro, como parte dos requisitos à

obtenção do título de Engenheiro.

Orientador: Marcos Barreto de Mendonça

Rio de Janeiro

Fevereiro de 2017

ii

ANÁLISE DA VARIAÇÃO DA PROBABILIDADE OCORRÊNCIA DE

DESLIZAMENTOS COM ÍNDICES PLUVIOMÉTRICOS EM PETRÓPOLIS (RJ)


PROJETO DE GRADUAÇÃO SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DO CURSO

ENGENHARIA CIVIL DA ESCOLA POLETÉCNICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO

RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA

OBTENÇÃO DO GRAU DE ENGENHEIRO CIVIL.

Examinada por:

_______________________________________________

Prof. Marcos Barreto de Mendonça, D. Sc.

_______________________________________________

Prof. Leonardo de Bona Becker, D. Sc.

_______________________________________________

Prof. Leandro Torres Di Gregorio, D. Sc.

RIO DE JANEIRO, RJ – BRASIL

FEVEREIRO de 2017

iii

Sales, Jhessyca Dalme Barbosa Sales

Análise da variação da probabilidade de ocorrência de

deslizamentos com índices pluviométricos em Petrópolis

(RJ)/ Jhessyca Dalme Barbosa Sales. – Rio de Janeiro:

UFRJ/ Escola Politécnica, 2017.

VIII, 94p.:il.; 29,7 cm


Projeto de Graduação – UFRJ/ Escola Politécnica/

Curso de Engenharia Civil, 2017.

Referências Bibliográficas: p. 92-94.

1. Desastres. 2. Deslizamentos. 3. Sistemas de Alerta 4.

Gestão de Desastres.

I. Mendonça, Marcos Barreto de. II. Universidade Federal

do Rio de Janeiro, Escola Politécnica, Curso de Engenharia

Civil. III. Análise da variação da probabilidade de ocorrência

de deslizamentos com índices pluviométricos em Petrópolis

(RJ).

iv

AGRADECIMENTOS

Á minha mãe e minha irmã. Obrigada às duas por serem minhas companheiras para

todos os momentos, minhas melhores amigas, por me apoiarem incondicionalmente e

acreditarem nos meus sonhos. Sem vocês nada disso seria possível.

Aos meus avós, João e Joana, que são a base de nossa família. Obrigada por todo o

amor e esforço. Vocês foram essenciais para formação da pessoa que me tornei.

Aos meus tios, Joyce e Stephen, que foram mais que minha família durante meu ano na

Califórnia. Obrigada por todo o apoio e pelas horas de estudo. Meu intercâmbio não

teria sido o mesmo sem o suporte de vocês.

A todos os outros familiares, em especial meu irmão João e meu padrasto Wagney, que

torceram por mim, se mantiveram presentes e entenderam minhas faltas. Obrigada pelo

amor e incentivo.

À minha amiga Priscilla, que foi minha irmã durante todo este período e a quem eu devo

parte do meu diploma. A caminhada foi mais tranquila sabendo que eu tinha você para

dividir todos os problemas e comemorar todas as vitórias. Obrigada pela parceria de

sempre e por toda a ajuda nesse projeto.

Ao meu namorado e amigo, Carlos, por toda a apoio, amor e confiança. Seu apoio foi

fundamental para que eu terminasse esse projeto, obrigada por toda ajuda e tempo

depositado.

À equipe da LPS, que sempre esteve disposta a me ensinar e me proporcionou grande

aprendizado prático na engenharia.

Ao meu orientador e mestre, Marcos Barreto, por toda paciência, dedicação e orientação

durante esse trabalho. Obrigada por todo conhecimento passado nos últimos anos, por

todas as conversas e por sempre tentar extrair o melhor de seus alunos.

Aos todos os professores que tive durante o curso, principalmente aos de geotecnia.

Obrigada por todo conhecimento passado. Vocês foram fundamentais para determinar

a profissional que almejo ser. Meu obrigada especial à professora Ana Paula Becker,

que despertou meu interesse pela geotecnia quando eu ainda nem havia começado o

curso. Sua alegria e amor por ensinar mecânica dos solos foram fundamentais na minha

formação.

A todos os amigos que dividiram essa jornada da universidade comigo. Em especial,

aos meus amigos do intercâmbio, que dividiram comigo o período mais especial e

gratificante da minha graduação.

A todos que acreditaram e torceram por mim durante todo esse período.

v

Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica/ UFRJ como parte

dos requisitos necessários para obtenção do grau de Engenheiro Civil.

Análise da variação da probabilidade de ocorrência de deslizamentos com índices

pluviométricos em Petrópolis (RJ).


Fevereiro de 2017


Curso: Engenharia Civil

Com a expansão urbana, áreas de encostas começaram a ser cada vez mais ocupadas

pela população. Essas áreas podem ser tornar naturalmente instáveis em períodos

chuvosos, devido ao aumento da poropressão. Com a ocupação humana sendo

realizada de forma desordenada, essas áreas tendem a se tornar ainda menos estáveis

em função da alteração dos condicionantes naturais, o que tem provocado desastres

associados a deslizamentos em diversas regiões com encostas. Uma importante

ferramenta para a redução de riscos de desastres associados a deslizamentos é o

sistema de alerta, que serve para preparar a população e os órgãos públicos

responsáveis nos momentos em que é esperada a ocorrência de deslizamentos. O

presente trabalho tem como objetivo consolidar os estudos de correlações entre

pluviometrias acumuladas em diferentes períodos de tempo e deslizamentos ocorridos

no município de Petrópolis, região serrana do estado do Rio de Janeiro, a partir de dados

obtidos junto a Defesa Civil do município e do Laboratório Nacional de Computação

Cientifica no período de 01/01/2005 a 16/05/2009. Os resultados permitiram estimar as

probabilidades de ocorrência de uma determinada quantidade de deslizamentos através

do estudo dessas correlações. Constatou-se uma grande influência da pluviometria

acumulada em um segundo período de tempo antecedente ao evento nas

probabilidades de ocorrência de um ou mais deslizamentos. Esse estudo faz parte de

um projeto de pesquisa que vem sendo realizado desde 2011 no Setor de Geotecnia da

Escola Politécnica, UFRJ.

Palavra-chave: Deslizamentos, Desastres, Sistemas de Alerta, Gestão de Desastres.

vi

Abstract of Undergraduate Project presented to POLI/UFRJ as a partial fulfillment of the

requirements for the degree of Engineer.

Análise da variação da probabilidade de ocorrência de deslizamentos com índices

pluviométricos em Petrópolis (RJ).


February of 2017

Advisor: Marcos Barreto de Mendonça

Course: Civil Engineering

With urban expansion, sloped areas became more and more occupied by the population.

These areas can become naturally unstable in rainy periods due to increased pore

pressure. Since the human occupation is being carried out in a disorganized way, these

areas tend to become even less stable due to the alteration of the natural conditions,

which has caused disasters associated with landslides in several regions with slopes. An

important tool for disaster risk reduction associated with landslides is the warning

system, which serves to prepare a population and public agencies in the moments which

landslides are expected to occur. The present study aims to consolidate the studies of

correlations between rainfalls accumulated in different periods and landslides in the city

of Petrópolis, mountain region of the state of Rio de Janeiro, based on data obtained

from the Civil Defense of the municipality and the National Laboratory of Scientific

Computation from 01/01/2005 to 05/16/2009. The results allowed for the estimation of

the probability of occurrence of a certain amount of landslides by the study of these

correlations. It was verified that the accumulated rainfall in a period of time antecedent

to the event was a great influence in the probabilities of occurrence of one or more

landslides. This study is part of a research project that has been carried out since 2011

in the Geotechnical Department of Escola Politécnica, UFRJ.

Keywords: Landslides, Disasters, Warning Systems, Disaster Management.

vii

SUMÁRIO 1. Introdução ........................................................................................................................... 1

1.1 Apresentação e Motivação ....................................................................................... 1

1.2 Objetivos ..................................................................................................................... 2

1.3 Organização do Trabalho ......................................................................................... 3

2. Revisão Bibliográfica ......................................................................................................... 4

2.1 Movimentos de Massa .............................................................................................. 4

2.1.1 Classificações dos movimentos de massa ..................................................... 4

2.1.2 Principais causas para movimentos de massa .............................................. 8

2.1.3 Influência da água na deflagração de deslizamentos ................................. 10

2.2 Gestão de riscos de desastres associados a deslizamentos ............................ 12

2.2.1 Conceito de desastre ...................................................................................... 12

2.2.2 Classificações dos desastres ......................................................................... 13

2.2.3 Gestão de riscos de desastres....................................................................... 15

2.2.4 Gestão de riscos de desastres no Brasil ...................................................... 16

2.3 Sistemas de alerta ................................................................................................... 18

2.3.1 SANF – Caso de sistema de alerta na Itália ................................................ 19

2.3.2 Caso de sistema de alerta em Hong Kong ................................................... 20

2.3.3 Caso de sistema de alerta no Japão ............................................................. 21

2.3.4 Caso de sistema de alerta no Município de Petrópolis ............................... 22

2.3.5 Sistema de Sirenes do CEMADEN RJ – Caso de sistema de alerta no

Estado do Rio de Janeiro ............................................................................................... 23

2.3.6 Alerta-Rio - Caso de Sistema de Alerta na Cidade do Rio de Janeiro ..... 24

3. Áreas de Estudo .............................................................................................................. 28

3.1 Características Gerais ............................................................................................. 28

3.2 Histórico de Urbanização ........................................................................................ 30

3.3 Clima ......................................................................................................................... 31

3.4 Geologia .................................................................................................................... 32

viii

3.5 Geomorfologia .......................................................................................................... 32

3.6 Relação do Município com Deslizamentos .......................................................... 33

4. Metodologia e Dados ...................................................................................................... 34

4.1 Obtenção dos dados ............................................................................................... 34

4.2 Tratamento dos dados ............................................................................................ 35

4.2.1 Dados de deslizamentos (Defesa Civil) ........................................................ 35

4.2.2 Dados de chuva ............................................................................................... 39

4.2.3 Correlação entre dados de deslizamentos e dados de chuva ................... 42

5. Resultados das estimativas de probabilidades e Análises ........................................ 49

5.1 Resultados para área de estudo 1 ........................................................................ 49

5.2 Resultados para área de estudo 2 ........................................................................ 69

5.3 Análises ..................................................................................................................... 88

6. Considerações finais ....................................................................................................... 90

Referências ..................................................................................................................... 92

1

1. Introdução

1.1 Apresentação e Motivação

Movimentos de massa são parte fundamental da dinâmica de formação do relevo,

principalmente em áreas de encosta. No entanto, com o crescimento populacional das

médias e grandes cidades, áreas em talude tem sido ocupadas com maior frequência.

Dada ocupação, na maioria dos casos, é feita de forma desordenada, sem o devido

acompanhamento por profissionais e avaliações sobre o perigo de movimentos de

massa. Visto isso, nos últimos anos tem-se notado que dados eventos têm se tornado

catástrofes nessas regiões.

Eventos com tal magnitude ocorrem quase sempre em períodos chuvosos e

afetam diversos municípios brasileiros. As consequências de cunho econômico e social,

como as perdas de vidas e os danos materiais, são as principais motivações para que

sejam desenvolvidos estudos que estimem a ocorrência de deslizamentos e avaliem a

influência de chuvas para deflagração dos mesmos.

É válido frisar que mesmo que ações antrópicas sejam as principais causas para

diminuição da estabilidade de encostas, eventos como deslizamentos podem ocorrer por

causas naturais, sem a influência humana. Assim, além da realização de obras

geotécnicas que aumentem a segurança nas áreas de encostas ocupadas e ações que

retirem a população de áreas sem condições de habitação, é importante que existam

sistemas que informem o risco iminente de deslizamentos a que a população está

submetida. Nesses casos, não há mais interferências estruturais viáveis que possam ser

executadas. A prevenção e os sistemas de monitoramento tornam-se importantes

ferramentas para a diminuição dos danos causados.

Dado tal cenário é notável o aumento da preocupação dos órgãos públicos para

prevenção e remediação de tais eventos. Na esfera federal, através do PNRR, Programa

Nacional de Redução de Riscos, tem-se atuado de maneira a minimizar os efeitos do

processo de urbanização brasileira, que ocorreu de forma intensa e desigual. São

2

oferecidos subsídios aos municípios para que os mesmos atuem de maneira mais

eficiente na prevenção de desastres e no planejamento de ações que protejam

moradores de áreas suscetíveis a ocorrência de deslizamentos e inundações,

principalmente pessoas com menos recursos, que por questões econômicas tendem a

ocupar de forma desordenada as áreas com maior potencial para ocorrência de eventos

danosos.

No município de Petrópolis, área estudada no presente trabalho, é evidente a

preocupação quanto a ocupação das encostas desde o início do seu processo de

urbanização, dado que boa parte da cidade é composta por áreas com taludes bem

inclinados. Atualmente, o município investe em diversas ações estruturais e não

estruturais, de maneira a diminuir as consequências dos eventos catastróficos a que o

município convive com frequência.

Esse trabalho faz parte de um projeto de pesquisa sobre correlação entre

ocorrência de deslizamentos e pluviometria que vem sendo desenvolvido no Setor de

Geotecnia da Escola Politécnica desde 2011 (Mendonça et al, 2012, Mendonça et al,

2013 e Nunes, 2014).

1.2 Objetivos

O principal objetivo desse trabalho é contribuir para definição de limiares de

pluviosidade através do desenvolvimento de metodologia de correlação de ocorrência

de deslizamentos com pluviometria acumulada em diferentes períodos de tempo.

Sabendo que a maioria dos deslizamentos ocorrem em períodos de alta pluviometria

acumulada, quer avaliar-se a influência de mais de um período de chuvas anteriores aos

deslizamentos nas estimativas de probabilidade de ocorrência dos mesmos. Tem-se

também como objetivo avaliar a influência da pluviometria no número de deslizamentos

ocorridos.

3

1.3 Organização do Trabalho

O seguinte trabalho se divide em 6 capítulos da seguinte forma:

O primeiro capítulo se destina a introdução do projeto, em que todo o contexto a

que o trabalho se aplica é apresentado. São apresentados também a motivação e os

objetivos do mesmo, bem como a presente organização.

O segundo capítulo é destinado à revisão bibliográfica. Neste capítulo é abordado

o conceito de movimento de massa, bem como suas causas, impactos, os sistemas de

classificação mais utilizados e a influência da água para deflagração dos mesmos. Os

conceitos de gestão de desastres e sistema de alerta são brevemente revisados.

O terceiro capítulo apresenta os casos estudados e suas principais

características.

O quarto capítulo apresenta a metodologia de trabalho empregada e a origem

dos dados utilizados.

O quinto capítulo descreve e analisa os resultados obtidos através dos dados de

origem. Neste capítulo são apresentados os gráficos resultantes das correlações.

O sexto capítulo contém as principais conclusões e propostas para trabalhos

futuros.

Após o desenvolvimento de todos os capítulos, são apresentadas as referências

bibliográficas utilizadas.

4

2. Revisão Bibliográfica

2.1 Movimentos de Massa

O relevo terrestre está e sempre esteve sob constante remodelação. Essas

alterações podem ser provocadas tanto pela dinâmica natural do planeta quanto por

ações antrópicas. Movimentos de massa são fenômenos que fazem parte dessa

dinâmica. Eles estão relacionados a condicionantes geológicos e geomorfológicos,

aspectos climáticos e hidrológicos, vegetação e a ação do homem relativa às formas de

uso e ocupação do solo (Tominaga, 2007), atuando intensamente nessas alterações e

impactando a sociedade de diversas formas. A capacidade de transformar a superfície

terrestre, os danos materiais e as mortes causadas fazem com que esse tópico seja alvo

de estudo de diversos autores em todo o mundo.

Segundo Terzaghi (1950), movimento de massa diz respeito ao processo de

desprendimento e transporte do solo e/ou fragmentos de rocha. Esses deslocamentos

são causados pela ação da gravidade, podendo haver contribuição de fatores internos,

como a erosão ou a elevação sazonal do nível do lençol freático, diminuindo a resistência

do material pelo aumento das poro-pressões e/ou fatores externos, como a sobrecarga

de uma construção próxima a crista de um talude, aumentando as tensões cisalhantes

a que o maciço está submetido.

2.1.1 Classificações dos movimentos de massa

A classificação dos movimentos de massa e o estudo das causas dos mesmos,

são fundamentais para a escolha do método de análise de estabilidade mais adequado

e das medidas corretivas mais efetivas. Dada sua importância, diversos sistemas de

classificação de movimento de massa tais como Varnes (1958 e 1978), Hutchinson

(1968), Augusto Filho (1992), Santos (2004) foram propostos. Sendo o proposto por

Varnes (1978), o sistema de classificação mais aceito internacionalmente, considerado

5

inclusive como oficial pela IAEG (International Association of Engineering Geology and

the Environment).

Nesse sistema, os movimentos de massa são subdivididos de acordo com os

tipos de material (solo ou rocha) e os tipos de movimento (quedas,

deslizamentos/escorregamentos, expansões laterais, tombamentos, corridas/

escoamentos e complexos). A tabela 2.1 apresenta resumo da classificação de

movimento de massa Varnes (1978).

Tabela 2.1 - Classificação de movimentos de massa segundo Varnes (1978)

A seguir são descritos os principais movimentos de massa apresentados na

tabela acima:

Quedas (falls)

São caracterizados por movimentos bruscos envolvendo principalmente

fragmentos de rochas, tais como blocos e lascas, provenientes de encostas

íngremes.

A separação ou movimento ocorre ao longo de descontinuidades, tais como

fraturas, juntas e planos de acamamento. O movimento é de muito rápido a

extremamente rápido, ocorre por queda livre, sendo fortemente influenciado pela

gravidade, resistência mecânica, e pela presença de água intersticial (Varnes,

1978)

6

Deslizamentos / Escorregamentos (slides)

São movimentos rápidos, com superfície de escorregamento bem definida.

Podem mobilizar solo, rocha ou ambos. Quando mais de um deslizamento

acontece em uma mesma região e de maneira simultânea, estes são chamados

de escorregamentos generalizados. Já escorregamentos esparsos diz respeito a

escorregamento que ocorrerem de maneira isolada.

O termo deslizamento é muito usado diversas como sinônimo para movimento de

massa. No entanto, ele diz respeito apenas a movimentos em que a superfície

com menor resistência, ou seja, a superfície onde o movimento ocorreu, pode ser

definida, delimitando claramente o material que deslizou e o talude estável

(Varnes, 1978).

Expansões laterais (lateral spreads)

Esse tipo de movimento geralmente ocorre em declives suaves ou terrenos

planos. Fraturas devido ao cisalhamento e trincas de tração também são

características desse tipo de movimento. Geralmente a expansão acontece

devido ao fenômeno da liquefação. O mesmo se deve a movimentos rápidos,

como terremotos ou a queda de um bloco rochoso, que transformam o material

sólido em líquido rapidamente.

Tombamentos (topples)

Diz respeito a rotação para frente do declive de uma massa de solo ou rocha em

torno de um ponto ou eixo abaixo do centro de gravidade da massa deslocada.

A massa pode ser deslocada pela força de gravidade ou pela ação da água em

fissuras existentes (Varnes,1978).

Corridas / Escoamentos (flows)

A característica principal desse tipo de movimento é continuidade. As

velocidades em que os mesmos ocorrem podem ser bem distintas. Rastejos, por

exemplo, se caracterizam por movimentos lentos a muito lentos. Já corridas, são

7

movimentos rápidos que podem ser compostos de rochas, detritos (material

predominantemente grosso) ou lama (material predominantemente fino).

Complexos (Complex)

Movimentos complexos são combinações de dois ou mais tipos de movimentos

descritos acima.

É importante ressaltar que ao reconhecer a existência de movimentos frutos de

combinações de vários tipos de movimentos, Varnes evidencia a coexistência desses

movimentos e a recorrente dificuldade de se estabelecer limites entre os tipos existentes,

já que na realidade, em diversos casos, os mesmos ocorrem de maneira concomitante.

Sistemas de classificação são geralmente propostos com base em dados de uma

determinada área. A determinação de um sistema único é complexa, visto a vasta

variedade de características dos movimentos. Atualmente, o sistema que mais reflete os

tipos de movimentos existentes no Brasil é o proposto por Augusto Filho (1992). Essa

classificação é uma adequação da proposta de Varnes ao clima e tipos de materiais,

geometria e velocidade dos movimentos no Brasil; sendo assim esse sistema mais bem

adaptado à dinâmica ambiental brasileira. O autor subdividiu os movimentos em quatro

tipos: rastejos, escorregamentos, quedas e corridas. As principais características de

cada tipo são descritas na tabela 2.2 abaixo.

Tabela 2.2 - Características dos principais tipos de movimentos de massa na dinâmica

ambiental brasileira (Augusto Filho, 1992).

Tipo de movimento Características principais

Rastejos

Vários planos de deslocamento (internos);

Velocidades de deslocamento muito baixas (cm/ano) e

decrescentes com a profundidade;

Movimentos constantes, sazonais ou intermitentes;

Solo, depósitos, rocha alterada/fraturada;

Geometria indefinida.

8

Escorregamentos

Poucos planos de deslocamento (externos);

Velocidades médias (m/h) a altas (m/s);

Pequenos a grandes volumes de material;

Geometria e materiais variáveis:

- Planares: solos poucos espessos, solos e rochas com um

plano de fraqueza;

- Circulares: solos espessos homogêneos e rochas muito

fraturadas;

- Cunha: solos e rochas com dois planos de fraqueza.

Quedas

Ausência de planos de deslocamento;

Movimento tipo queda livre ou em plano inclinado;

Velocidades muito altas (m/s);

Rolamento de matacão e/ou tombamento;

Material rochoso;

Pequenos a médios volumes de material;

Geometria variável: lascas, placas, blocos, entre outros.

Corridas

Muitas superfícies de deslocamento (internas e externas à

massa em movimentação);

Movimento semelhante ao de um líquido viscoso;

Desenvolvimento ao longo das calhas naturais de drenagem

Velocidades médias a altas;

Mobilização de solo, rocha, detritos e água;

Grandes volumes de material;

Extenso raio de alcance, mesmo em áreas planas.

2.1.2 Principais causas para movimentos de massa

Diversos fatores podem ser apontados como causas para movimentos de massa.

Dentre as diversas causas apontadas por Varnes (1978), podemos destacar as

seguintes como mais frequentes no Brasil: elevação do nível d’água no solo, trincas de

tração ou em descontinuidades, diminuição da coesão aparente por perda de sucção

causada por aumento do grau de saturação, mudanças na geometria da encosta,

aplicação de sobrecargas, remoção da vegetação aumentando a erosão superficial e

perdendo o efeito estabilizante das raízes profundas.

Atualmente, além de condicionantes físicos como a declividade, história

geomorfológica das rochas que compõem a encosta, intemperismo sofrido pelas

mesmas e pluviosidade da região, ações antrópicas tem se tornado constantemente

causas para esses movimentos.

9

Essas causas podem ser divididas em internas, externas e intermediárias. Sendo

consideradas internas as que provocam movimentos de massa sem que haja

modificações na geometria dos taludes. Nesse tipo de movimento a resistência interna

ao cisalhamento do material diminuem, tornando-se iguais ou inferiores as tensões

cisalhantes na superfície de ruptura. Já as causas externas, são aquelas em que o talude

é modificado, havendo assim aumento das tensões cisalhantes a que solo é submetido.

As causas intermediárias são as que não podem ser definidas exclusivamente como uma

das classes anteriores. Principais exemplos de cada tipo de causa são apresentados na

tabela 2.3.

Tabela 2.3 – Exemplos de causas internas, externas e intermediárias.

Tipo de causas Exemplos

Internas Oscilações térmicas; elevação do nível d’água; redução dos parâmetros de resistência ao cisalhamento devido ao intemperismo;

Externas Aumento da inclinação do talude; Corte próximo ao pé; Sobrecarga na crista; Efeitos sísmicos.

Intermediárias Rebaixamento rápido do lençol freático; erosão subterrânea retrogressiva (piping); liquefação; elevação da coluna d’água em trincas e descontinuidades.

Modificada de Guidicini e Nieble (1984)

A figura 2.1 exemplifica movimento de massa causado pela elevação do nível

d’água decorrente de intensas chuvas (causa interna). Ë importante salientar que

movimentos resultantes desse tipo de causa podem acontecer sem que haja qualquer

interferência humana.

10

Figuras 2.1 e 2.2 – Exemplo de deslizamento causado por causas internas (elevação

de poro-pressões) e externas (ocupação inadequada de encostas), respectivamente.

É fácil notar que os principais exemplos de causas externas são os relacionados

a ocupação inadequada das encostas. Nesse tipo de ocupação, geralmente não há

acompanhamento adequado na execução de cortes, aterros e sistemas de drenagem,

tornando esse tipo ocupação extremamente problemático.

2.1.3 Influência da água na deflagração de deslizamentos

A água pode se tornar contribuinte na deflagração de deslizamentos por diversas

razões. Ao infiltrar no talude, a água diminui a força de contato entre as partículas de

solo, diminuindo a tensão efetiva e assim a resistência do solo ao cisalhamento. A água

também pode ser responsável pela dissolução de cimentações existentes entre os grãos

de solo.

11

Ao infiltrar em camada de solo não saturada acima do lençol freático, a água

preenche os vazios, diminuindo o ganho considerável de resistência ao cisalhamento

devido a poropressão negativa existente nessa área, chamada força de sucção. Dessa

maneira, pode haver ruptura do talude sem que o mesmo precise estar completamente

saturado.

A presença de coluna d’água em trincas e descontinuidades pode deflagrar

escorregamentos pela diminuição do ângulo de atrito entre o solo e rocha e pela

sobrecarga causada pelo peso da água.

O rebaixamento rápido do nível do lençol freático também pode acarretar

deslizamentos, pois durante o período em que o nível d’água do rio está elevado, o nível

do lençol freático dentro do solo também sobe. Quando por alguma razão há o

rebaixamento rápido do nível d’água, o nível d’água dentro do solo não acompanha o

rebaixamento na mesma velocidade. Dessa maneira, pela presença da água, há

diminuição das tensões efetivas, pelo aumento das poro-pressões e aumento do peso

específico do solo, visto que o mesmo estará saturado. Essas condições podem ser

favoráveis ao desenvolvimento de superfície crítica de deslizamento.

Segundo CUNHA et. al (1991) o principal agente deflagrador dos movimentos

gravitacionais de massa é a água, sendo assim, deslizamentos devidos a percolação de

água são comumente mais registrados durante períodos de chuva, quando há saturação

das camadas mais superficiais de solo nos taludes ou elevação do nível do lençol

freático.

Segundo LACERDA (1989) a variação do nível piezométrico pode causar a

ruptura de encostas com valores de poropressão inferiores aos necessários para que a

trajetória de tensões atinja a envoltória de resistência. Com a elevação das poro-

pressões, é alcançado estado de tensões próximo a ruptura. Nesse caso, há também

aumento das deformações, causando quebra das ligações das partículas de solo

relacionadas a coesão. Sendo assim, a perda de coesão real pode ser então atribuída a

variações cíclicas de poropressão que levam o solo a essa espécie de fadiga.

12

Diversos autores discutem sobre a correlação entre chuvas, suas intensidades e

deslizamentos. Segundo Fernandes e Amaral (1996), tanto precipitações anômalas de

alta intensidade quanto as de baixa intensidade, mas contínuas podem contribuir para

deflagrar escorregamentos. Essa mesma constatação é defendida por Delmonaco

(1995). O autor defende que movimentos de massa superficiais dependem da

intensidade e da duração da chuva em períodos curtos, enquanto movimentos de massa

profundos estão relacionados a pluviometria acumulada de vários dias antecedentes.

2.2 Gestão de riscos de desastres associados a

deslizamentos

2.2.1 Conceito de desastre

Segundo a Política Nacional de Defesa Civil (2007) desastre é “resultado de

eventos adversos, naturais ou provocados pelo homem, sobre um ecossistema

vulnerável, causando danos humanos, materiais e ambientais e consequentes prejuízos

econômicos e sociais”. De forma similar, Tobin e Montz (1997) definem desastre como

o resultado do impacto de fenômenos naturais extremos ou intensos sobre um sistema

social. Os danos e prejuízos causados excederiam a capacidade os afetados em

conviver com o impacto.

Figura 2.3 – Conceito de desastre (TOBIN & MONTZ, 1997 modificado)

13

Sendo assim, eventos adversos, como deslizamentos apenas podem ser

considerados como desastres quando ocorrem em ambientes que afetem sistemas

humanos, direta ou indiretamente. Por exemplo, um deslizamento em meio a uma

floresta não pode ser considerado um desastre, visto que não causará danos à

sociedade. Se esse mesmo deslizamento, alterasse a qualidade da água de um córrego

que fosse fonte de abastecimento humano por exemplo, o deslizamento seria

considerado um desastre.

2.2.2 Classificações dos desastres

Desastres podem ser classificados quanto a sua origem, evolução e intensidade.

- Quanto à origem:

Quando classificados quanto à sua causa primária do agente causador,

desastres podem ser classificados em: naturais, humanos ou antropogênicos e mistos.

Sendo naturais os provocados por fenômenos e desiquilíbrios da natureza, sem qualquer

interferência da ação humana. Já os humanos ou antropogênicos são aqueles

provocados por ações ou até mesmo, omissões humanas e mistos ocorrem quando as

ações ou omissões humanas contribuem para intensificar desastres naturais (Política

Nacional de Defesa Civil, 2007).

- Quanto à evolução:

Quando classificados quanto à sua evolução, desastres podem ser classificados

em: súbitos (ou evolução aguda), graduais (de evolução lenta) e por somação de efeitos

parciais. Os ditos súbitos são caracterizados pela rapidez e pela agressividade dos

fenômenos que o causam. Deslizamentos são exemplos desse tipo de desastre, bem

como enxurradas e terremotos. Os desastres de evolução gradual evoluem

gradativamente ao longo do tempo. Exemplos desse tipo de desastres são a seca e

erosão do solo. Já os desastres por somação de efeitos parciais são caracterizados pela

14

soma de numerosos acidentes ou ocorrências semelhantes, cujos danos, quando

somados, definem desastres significativos. Acidentes de transito e proliferação de

doenças como cólera e malárias são exemplos desse tipo de desastre (Política Nacional

de Defesa Civil, 2007).

- Quanto à intensidade:

Quando classificados quanto a sua intensidade, desastres podem ser classificados em:

acidentes ou desastres de média, grande ou de muito grande intensidade. A tabela 2.4

apresenta a classificação por intensidade.

Tabela 2.4: Classificação de desastres por intensidade (Manual de Defesa Civil, 2009)

Nível Intensidade

I

Desastres de pequeno porte, também chamados de acidentes, são

caracterizados quando os danos e prejuízos consequentes são de pouca

importância para coletividade como um todo e facilmente suportáveis e

superáveis pelas comunidades afetadas.

II

Desastres de médio porte, são caracterizados quando os danos e prejuízos,

embora importantes, podem ser recuperados com os recursos disponíveis na

própria área sinistradas, desde que haja mobilização.

III

Desastres de grande porte, exigem o reforço dos recursos disponíveis na área

sinistrada, através do aporte de recursos regionais, estaduais e, até mesmo,

federais.

IV

Desastres de muito grande porte, exigem a intervenção coordenada dos três

níveis do Sistema Nacional de Defesa Civil – SINDEC e, até mesmo, de ajuda

externa.

A classificação quanto a intensidade é de extrema importância para que ações

sejam bem planejadas e os recursos bem direcionados. A resposta dada pelas

autoridades aos desastres depende da intensidade dos mesmos e dos prejuízos

gerados.

15

2.2.3 Gestão de riscos de desastres

Gestão de riscos de desastres é definido, segundo United Nations Office for

Disaster Risk Reduction Terminology (2009), como um processo sistemático de

utilização de diretivas administrativas, organizações e habilidades e capacidades

operacionais para implementar estratégias, políticas que melhorem as capacidades de

reação a fim de diminuir os impactos de riscos e a possibilidade de desastres. Tal

definição é semelhante a proposta por Cardona (1996) em que a gestão de riscos de

desastres é apresentada como resultado de um conjunto de atividades que formulam e

executam planos e projetos que visam a prevenção de desastres, possibilitando uma

resposta antecipada. Ela engloba aspectos de investigação e estudo antes, durante e

depois dos eventos que desencadeiam desastres.

Cardona (1996) propõe que a gestão de riscos de desastres ocorre de forma

cíclica, havendo uma sequência de etapas interligadas: prevenção, mitigação,

preparação, alerta, resposta e recuperação. Todas elas funcionando de maneira a para

prevenir a ocorrência de danos causados pelos desastres.

Prevenção: visa evitar as causas da ocorrência dos desastres. É realizada a partir

de estudos dos fenômenos antropológicos e naturais tais como deslizamentos,

inundações, secas, acidentes, incêndios, explosões, vazamento de gases, furacões,

terremotos, erupções. Ainda assim não se pode assegurar com absoluta certeza que o

desastre não irá acontecer. A prevenção se preocupa na retirada dos elementos

expostos as ameaças, evitando consequências nocivas, como por exemplo ao propor a

realocação de moradores de áreas de risco. Tais ações nem sempre são viáveis do

ponto de vista econômico.

Mitigação: Conjunto de medidas destinadas a reduzir o impacto dos desastres. O

objetivo da mitigação é reduzir os riscos de danos potencias a vida e à propriedade.

16

Preparação: As etapas anteriores nem sempre eliminam as ameaças, sempre

existe risco em algum grau. Essa etapa se preocupa em organizar e elaborar planos de

contingência e para notificação da população.

Alerta: O estado de alerta trabalha com a possibilidade de ocorrência ou não de

um desastre, nele se prediz a magnitude do evento. Essa etapa depende do

monitoramento das condições meteorológicas, atrelados a modelos estatísticos e

probabilísticos.

Resposta: Trata-se da execução de ações previstas na preparação, sejam elas

de busca, resgate, socorro ou assistência. Planos de contingência para situações de

ocorrência de desastre são fundamentais.

Recuperação: A ocorrência de um desastre afeta não só as pessoas e

construções, mas também às atividades econômicas locais. Visto isso, a fase de

reconstrução se dá de forma a retornar as condições à normalidade. São ações de médio

a longo prazos de reestruturação do patrimônio e dos valores sociais.

2.2.4 Gestão de riscos de desastres no Brasil

Durante muito tempo, as ações dos órgãos de Defesa Civil no Brasil se

concentravam no socorro e assistência de pessoas atingidas, bem como na reabilitação

do cenário do desastre e repasse de recursos aos municípios. As ações eram

desenvolvidas após o impacto dos eventos adversos. Com a elaboração da Política

Nacional de Defesa Civil (2007) a redução de desastres tornou-se objetivo geral da

Defesa Civil.

Nesse novo cenário, a gestão de desastres realizada por esses órgãos abrange

as seguintes etapas:

- Prevenção de Desastres;

- Preparação para Emergências e Desastres;

- Resposta aos Desastres;

- Reconstrução.

17

As etapas de prevenção e preparação se dão antes do desastre. Durante esse

período, as ações visam prevenir os desastres que podem ser evitados e preparar a

sociedade para o impacto. Essa fase é de fundamental importância pois é durante ela

que são elaboradas políticas públicas como plano diretores, zoneamentos ambientais e

legislações, além de projetos de engenharia e análises de risco. Quanto maior o

investimento nesta fase, menores a probabilidades de danos (Marcelino, 2008).

Durante os momentos que precedem o impacto, é importante frisar a importância

dos sistemas de previsão meteorológica, geodinâmica e hidrológica e de alerta. O

funcionamento adequado desses sistemas forma base sólida para que o Estado possa

declarar oficialmente a iminente ocorrência de um desastre, dando início assim as ações

planejadas para diminuição das perdas, principalmente as de vidas.

A etapa de Resposta diz respeito às ações de socorro e de auxílio as vítimas,

além da reabilitação do cenário de desastres a curto prazo, para que além de que sejam

facilitadas as operações, seja diminuído o sofrimento humano. Durante esse período,

serviços básicos devem ser restabelecidos.

A etapa de Reconstrução diz respeito ao processo de reparação e reconstrução

da infraestrutura afetadas. Essa etapa visa a reabilitação a médio e longo prazo, afim de

que o padrão de vida anterior ao desastre seja reestabelecido.

É importante frisar que melhorias na eficiência de qualquer uma das etapas afeta

positivamente a eficiência das demais pois as mesmas estão estreitamente conectadas.

Por exemplo, com o aumento dos investimentos em ações educativas na fase de

preparação é provável que sejam diminuídos a longo prazo os danos causados por

desastres, diminuindo também os custos na fase de reconstrução.

18

2.3 Sistemas de alerta

Sistemas de alerta são ferramentas utilizadas para advertir à população de uma

determinada área sobre a elevada probabilidade de ocorrência de movimentos de

massa. O propósito desse sistema é direcionar os esforços da Defesa Civil, pois ao

transmitir aos habitantes de uma região específica, o risco a que estão submetidos, as

ações executadas pela Defesa Civil podem ser executadas de maneira rápida e

organizada, diminuindo assim as perdas materiais e mortes.

Para que o sistema funcione de maneira eficiente, fatores como a confiabilidade

das previsões meteorológicas e o treinamento oferecido à população e autoridades

devem ser considerados. Para emissão do alerta, deve haver interligação entre as

medições de chuvas ocorridas, as previsões de chuvas esperadas e a probabilidade de

ocorrência de deslizamentos. Sendo assim, o risco e consequentemente, a emissão do

alerta, estão atrelados a padrões e tendências determinados pela meteorologia e pela

susceptibilidade a deslizamentos da encosta natural ou modificada.

Além disso, deve ser oferecido treinamento à população, de forma que a mesma

saiba como agir quando o alarme for acionado e às autoridades públicas, para que

estejam preparadas para assistir essas pessoas.

De acordo com a EIRD (2006), os sistemas de alerta são estruturados sob quatro

elementos básicos: conhecimento do risco, monitoramento e previsão, disseminação da

informação e a capacidade de responder ao alerta. Esses elementos se conectam em

um ciclo.

Inicialmente, a ideia é que se obtenha o maior número possível de informações

sobre o risco a que se quer alertar, para sejam discutidas quais as prioridades para

desenvolvimento do sistema de alerta e ações mitigatórias. O monitoramento e previsões

tem como meta fornecer subsídios para que as análises dos riscos potenciais à

economia, meio ambiente e principalmente, à vida humana sejam realizadas. É

necessário que seja desenvolvido também sistema de comunicação, para que haja

19

disseminação dos alertas de maneira clara e eficiente. É válido especificar que os avisos

e alertas não devem chegar apenas às pessoas em área de risco, mas também devem

ser transmitidas, em primeiro lugar, às autoridades que as assistirão. Como última etapa

do ciclo, tem-se a capacidade de resposta. Os planos de ação devem ser eficientes e

estar claros a todos os envolvidos para que as perdas sejam as menores possíveis e

informações sobre o ocorrido possam fomentar de maneira ainda mais eficiente o ciclo.

Ponto crítico dos sistemas de alerta está relacionado a educação da população

a ser alertada, a precisão dos alertas emitidos pelos sistemas e a confiança da população

nos mesmos. Dado que houve um alerta, as pessoas precisam ter o entendimento de

que mesmo que nenhum deslizamento ocorra, a possibilidade de ocorrência era alta e

que alertas só serão emitidos em circunstâncias que existam riscos reais. A emissão de

“alertas falsos” prejudica a confiança no sistema e podem despertar futuramente a

sensação de segurança mesmo em ocasiões em que deslizamentos realmente ocorram.

2.3.1 SANF – Caso de sistema de alerta na Itália

O Sistema Nacional de Alerta para deslizamento de Terra Induzida por Efeito da

Chuva, SANF, foi criado em 2009 e tem por objetivo prever a possível ocorrência de

deslizamentos em todo o território italiano. O sistema conta com uma rede de 1950

pluviômetros distribuídos por todo o território e realizam medições pluviométricas de

forma horária. Os resultados dessas medições, atrelados as previsões quantitativas de

precipitação e a determinação de limiares de precipitação para possível ocorrência de

deslizamentos formam a base desse sistema (Figura 2.4). Atualmente o SANF usa uma

única equação limite para todo o território. Esse limite é calculado através da intensidade

média da chuva (I) e a duração (D) da mesma e é definido por:

log 𝐼(média) = 7,74𝑙𝑜𝑔𝐷−0,64

20

Figura 2.4 – Condições de intensidade-duração (pontos) dos deslizamentos de terra na

Itália.

Calculada a probabilidade de ocorrer um deslizamento, o sistema compara esse

valor a precipitação real, verificando se há perigo de um eventual desastre. Essa

comparação é feita duas vezes ao dia. Com essas informações se é possível a

elaboração de cartas sinóticas que demonstrem os locais de ocorrência de deslizamento

em um espaço de 24 horas.

É importante frisar que mesmo utilizando um único limite, os dados inseridos na

comparação são os obtidos pelos pluviômetros tidos como mais representativos, de

acordo com a localização geográfica, distância do talude e condições topográficas e

morfológicas locais.

2.3.2 Caso de sistema de alerta em Hong Kong

Em Hong Kong, a quantidade de chuva é continuamente aferida através de

postos pluviográficos. Tais equipamentos registram a evolução da intensidade das

chuvas com o tempo em forma de gráficos.

Há dois tipos de critérios de decisão para emitir o alerta. O Nível D, também

chamado de Decisão, onde o alerta é dado quando a intensidade de chuva atingir

21

100mm em 24 horas e a projeção da chuva preveja deslizamento em um período de até

quatro horas. O segundo, Nível L ou deslizamento ocorre quando a intensidade de chuva

atingir 175mm em 24 horas.

Como é possível notar, ambos os casos utilizam o valor acúmulo de chuva no

período de um dia, emitindo até 4 horas antes do evento significante (evento que de

acordo com registros históricos, pode originar mais de dez deslizamentos em 1 dia).

É possível também emitir o alerta se dez ou mais pluviógrafos em Hong Kong

medirem chuvas com intensidade iguais ou maiores a 100 mm em um dia (período de

24 horas) ou que ultrapasse 70 mm em uma hora.

2.3.3 Caso de sistema de alerta no Japão

O Ministério dos Transportes e Infraestrutura, a Agência de Meteorologia do

Japão e as províncias japonesas foram uma rede colaborativa de divulgação de

informações a respeito de deslizamentos.

A ideia é proporcionar totais condições para que a população e órgãos locais

consigam reagir de maneira controlada em caso de um eventual desastre, havendo

locais e tempo adequado para evacuação.

Em ação conjunta à Agência de Meteorologia do Japão e os departamentos de

controle de erosão e sedimentação das províncias fornecem dados detalhados sobre

informações pluviométricas, possibilitando um entendimento acurado sobre áreas de

perigo devido a chuvas localmente concentradas.

Cabe às províncias o repasse de informação para a administração local em caso

de alerta de chuva intensa, isso está previsto no Artigo 40 da Lei Básica de Medidas

contra Desastres do Japão, onde é esperado que as províncias também definam os

objetivos e itens para o programa regional de prevenção de desastres. Medidas para

minimizar ou eliminar eventos adversos constam no documento “Desastres de

deslizamento de terra previstos e medidas sugeridas” elaborado a partir do Artigo 55 da

mesma lei.

22

A Agência de Meteorologia do Japão é responsável por transmitir informações

sobre chuvas intensas ou outras intempéries aguardadas, essa transmissão de

informação é prevista no Artigo 13 ao 15, onde trata das previsões e alarmes, da Lei de

Serviços Meteorológicos. O artigo 11 tem finalidade de comunicar as entidades cabíveis

as informações de alerta de deslizamento. Após o Alarme, são informados os níveis de

periculosidade de ocorrência de deslizamento de terra.

2.3.4 Caso de sistema de alerta no Município de Petrópolis

O sistema de Alerta no Município de Petrópolis é baseado em históricos de

escorregamentos em postos pluviométricos de Petrópolis e Itamarati entre os anos de

1940 e 1980, onde ocorreram 1131 deslizamentos. Com esse histórico foi possível criar

um limite pluviométrico para emissão de sinal de alerta em três condições de estado de

risco, segundo Almeida (1993). Durante esse estudo só foram consideradas

pluviometrias acumuladas superiores a 30mm para o intervalo de 4 dias.

No Estado 1, caso a pluviometria acumulada em quatro dias seja maior ou igual

à 40 mm e 30 mm para Petrópolis e Itamarati, respectivamente, a previsão é de

ocorrência de escorregamentos isolados a esparsos em regiões mais susceptíveis a

escorregamentos, com número de escorregamentos esperados entre 1 e 5.


à 90 mm e 60 mm para Petrópolis e Itamarati, respectivamente, a previsão é de estado

preparatório para evento de maior porte, com número de escorregamentos esperados

entre 6 e 30.


à 150 mm e 130 mm para Petrópolis e Itamarati, respectivamente, há risco de evento de

maior porte, com possibilidade de eventos catastróficos, sendo o número de

escorregamentos esperados superior a 30.

23

2.3.5 Sistema de Sirenes do CEMADEN RJ – Caso de sistema de alerta no

Estado do Rio de Janeiro

O Centro Estadual de Monitoramento e Alerta de Desastres Naturais, CEMADEN-

RJ, pela Secretaria de Estado de Defesa Civil, após o mega desastre ocorrido na região

serrana do estado do Rio de Janeiro em 2011. Dadas tais circunstancias, ficou clara a

necessidade de que a Defesa Civil começasse a atuar nas etapas de prevenção e

preparação, deixando atuar apenas com ações de resposta, depois que os eventos

danosos já haviam ocorrido.

A principal proposta é integrar e desenvolver os dados recebidos pelo Governo

Federal através do CEMADEN nacional e CENAD, às informações obtidas em cada

município. Dados como mapeamento das áreas de risco de deslizamentos, de

alagamentos e enxurradas, de inundações, além da estimativa das perdas decorrentes

de um possível desastre são analisados e tratados afim de torna-los base para tomada

de decisão das autoridades. Para tal, o CEMADEN-RJ conta com equipe técnica de

especialistas, como meteorologistas, hidrólogos e geotécnicos, além de equipe de TI,

ambos fundamentais à gestão de desastres.

Atualmente, o sistema de sirenes é dado através do monitoramento automático

dos índices pluviométricos de oitenta e cinco estações pluviométricas distribuídas na

região serrana do Estado do Rio de Janeiro, sendo oito em Bom Jardim, dezoito em

Petrópolis, vinte e quatro em Teresópolis e trinta e cinco em Nova Friburgo. Os índices

pluviométricos são coletados e enviados através de sinais telemétricos a cada 15

minutos. Através dessas aferições, com base no histórico da região juntamente com os

estágios de alerta dos boletins estaduais de defesa civil e dos limites pluviométricos

críticos é possível avaliar o risco, verificando a necessidade ou não de emissão de sinal

de alerta.

24

2.3.6 Alerta-Rio - Caso de Sistema de Alerta na Cidade do Rio de Janeiro

O Alerta Rio é o sistema de alerta de chuvas intensas e de deslizamentos em

encostas da cidade do Rio de Janeiro. Foi criado em 1996 e é gerenciado pela Fundação

GEO-RIO, objetivando a emissão de boletins de alerta à população quando há previsão

de chuvas intensas que possam gerar eventos desastrosos como inundações e

deslizamentos. Os avisos são emitidos para os órgãos da Prefeitura envolvidos na

mitigação dos danos causados por chuva forte e a população é avisada através dos

canais do Alerta Rio na Internet e pela Imprensa.

Atualmente, existem 33 estações telemétricas distribuídas pelo município do Rio

de Janeiro, sendo 26 estações pluviométricas, 5 estações meteorológicas e 2 estações

meteorológicas completas. As estações pluviométricas indicam apenas dados coletados

a partir da leitura de chuva. As estações meteorológicas enviam leituras de chuva,

temperatura e umidade do ar se diferenciando das as meteorológicas completas que

transmitem também dados de vento e pressão atmosférica. Estas estações enviam

dados em tempo real, a cada 15 minutos, para a central do Alerta Rio.

Através dos dados obtidos nas estações meteorológicas foram estabelecidos

critérios de chuvas horárias para emissão dos Boletins de Alerta de Escorregamento,

esses critérios foram fundamentados a partir da envoltória de escorregamentos,

adaptada as condições do Município do Rio de Janeiro e Proposta de limiares

pluviométricos para a Serra de Cubatão-SP, apresentadas no trabalho de TATIZANA et

al. (1987).

Para melhor análise dos dados, o município foi dividido em quatro grandes bacias

hidrográficas (Figura 2.5) em função das características de drenagem de cada região. A

Bacia da Baía de Guanabara engloba as áreas do Centro, Zona Norte, Ilha do

Governador e Subúrbios da Central e Leopoldina. Já a Bacia de Jacarepaguá engloba

os bairros da Barra da Tijuca, Recreio dos Bandeirantes, Jacarepaguá e adjacências. A

Bacia da Baía de Sepetiba e a Bacia da Zona Sul são compostas respectivamente pela

Zona Oeste e Sul do município.

25

Figura 2.5 – Divisão das bacias hidrográficas no município do Rio de Janeiro – Alerta

Rio.

Até 2005, o boletim de alerta poderia ser emitido em dois casos. O primeiro

dependia da interpretação do risco, pela equipe do Alerta Rio, quando houvesse, em

pelo menos três estações pluviométricas de uma das quatro bacias hidrográficas, valores

de intensidade de chuva horária ou acumulada em um dia que se aproximassem de 75%

do valor da envoltória. No segundo caso, o boletim de alerta era imediatamente emitido

se uma das duas envoltórias fosse atingida em pelo menos três estações de uma mesma

bacia hidrográfica.

26

Figura 2.6 – Níveis de decisão e de alerta até maio de 2005 – Sistema Alerta Rio

(D’ORSI, 2011)

Depois de 2005, com a ampliação do banco de dados e de uma nova rede de

pluviômetros automáticos distribuídos pela cidade, foi possível determinar envoltórias

mais precisas e próximas da realidade, alterando assim limites nos níveis de alerta. A

Tabela 2.4 apresenta os critérios pluviométricos operacionais utilizados atualmente pelo

Alerta Rio para definição dos níveis de risco atrelados a probabilidade de ocorrência de

escorregamentos no município do Rio de Janeiro.

Tabela 2.4 - Critérios pluviométricos operacionais em 2015 (Alerta Rio, 2005)

Pluviometrias acumuladas

PROBABILIDADE DE OCORRÊNCIA DE ESCORREGAMENTOS

MÉDIA ALTA MUITO ALTA

mm/h 10 a 30 mm 30 a 50 mm > 50mm

mm/24h 50 a 100 mm 100 a 175 mm > 175 mm

mm/96h 100 a 175 mm (e 10 a

30mm/24h) 175 a 250 mm (e 30 a 50 mm/24h)

> 250 mm (e > 100 mm/24h)

27

Atualmente o Sistema Alerta Rio disponibiliza à comunidade acesso online a seu

banco de dados. No website do sistema (http://www.sistema-alerta-rio.com.br) é possível

encontrar dados pluviométrico desde o ano de 1997, relatórios anuais de chuva,

compreendendo o período de 2001 até 2014, informações em tempo real sobre chuva,

previsões e nível de alerta para escorregamentos para as micros ou macros bacias do

município.

Figura 2.7 – Situação sobre o nível de alerta para deslizamentos no município do Rio

de Janeiro – Retirado às 2:00 do dia 23/1/2017 do site do Alerta Rio.

http://www.sistema-alerta-rio.com.br/

28

3. Áreas de Estudo

3.1 Características Gerais

As áreas de estudo se localizam no município de Petrópolis, no estado do Rio de

Janeiro. O município possui área de 795.799 km² e altitude de média de 809,50 metros

acima do nível do mar. Localiza-se na Serra do Mar, limitando-se ao Norte com São José

do Vale do Rio Preto, ao leste com Magé e Teresópolis, a oeste com Duque de Caxias

e Miguel Pereira e ao sul com Areal, Paty do Alferes e Paraíba do Sul (IBGE, 2014).

Figura 3.1 – Localização do município de Petrópolis (Fonte: Wikipédia)

O município é constituído de cinco distritos: 1º Distrito – Petrópolis; 2º Distrito –

Cascatinha; 3º Distrito – Itaipava; 4º Distrito – Pedra do Rio; 5º Distrito – Posse (Figura

3.2). Foram consideradas duas áreas de estudo em função da disponibilidade de dados

de ocorrência deslizamentos e de pluviometria. Essas áreas estão localizadas no 1º

Distrito, onde se concentra a maior a parte da população do município. A primeira área

consiste na Bacia do rio Quitandinha e a segunda num conjunto de 13 bairros contíguos

29

deste distrito que supostamente poderiam ser representados pela estação pluviométrica

do Quitandinha.

Figura 3.2 – Representação de Petrópolis dividido por distritos (Fonte: Prefeitura

Municipal de Petrópolis).

Na Bacia do rio Quitandinha são frequentemente registradas ocorrências de

deslizamentos desde a década de 80, por ser uma área posicionada de forma a receber

frontalmente as frentes frias, onde são registrados os maiores índices pluviométricos do

município (Guerra e Gonçalves, 2001).

A figura 3.3 apresenta a área de estudo 1. A curva vermelha delimita a bacia do

Quitandinha. Na figura está apresentada também o Laboratório Nacional de Computação

Científica (LNCC). A instituição forneceu os dados pluviométricos para a presente

pesquisa.

30

Figura 3.3 – Representação da área de estudo 1 – Bacia do Quitandinhas (Fonte:

Google).

Os bairros considerados na área de estudo 2 são Alto da Serra, Castelânia,

Centro, Coronel Veiga, Independência, Morin, Ponte dos fones, Quitandinha, Saldanha

Marinho, São Sebastião, Siméria, Taquara e Val Paraíso. Nessa área também está

localizado o centro do município e maior parte do comércio, tornando a área procurada

por novos moradores, que na maioria das vezes se instalam nas encostas, aumentando

a intensidade dos danos devido a ocorrência de desastres.

3.2 Histórico de Urbanização

O município de Petrópolis foi criado de acordo com o Plano Koeler. Esse plano

urbanístico diz respeito ao pré-planejamento elaborado pelo Major Júlio Frederico Koeler

em 1846. Nele, Koeler determinou que a ocupação da cidade se daria de forma

tentacular, com lotes ao longo dos rios, sem avançar sobre as encostas, proibindo que

áreas de maior declividade fossem ocupadas (Figura 3.3). O plano visava o melhor

31

aproveitamento do solo para cultivo, adequando o crescimento da cidade às condições

hidrográficas e de relevo existentes.

Figura 3.3 – Planta de Petrópolis desenvolvida por Júlio Frederico Koeler em 1846

(Fonte: SESC – Petrópolis).

Apesar dos esforços para que a produtividade da atividade agrícola da cidade

fosse aumentada, a forte suscetibilidade a erosão, o relevo acentuado e o clima frio da

região serrana dificultaram o desenvolvimento desse setor. Com isso, colonos passaram

a extrair madeira das florestas para fomentar o mercado madeireiro da cidade do Rio de

Janeiro. Tal ação não foi bem vista pelo poder público, devido ao desmatamento das

matas, ocasionando na criação do primeiro código de posturas do município, que

objetivava a preservação ambiental e a organização do crescimento acelerado da

cidade.

3.3 Clima

O clima da região é caracterizado como tropical, com verões quentes e úmidos e

invernos secos e relativamente frios. O relevo atua como fator importante no aumento

da turbulência do ar, principalmente nas passagens de frentes frias e linhas de

32

instabilidade, onde o ar se eleva e perde temperatura, ocasionando fortes e prolongadas

chuvas, com destaque na vertente meridional da Serra dos Órgãos, onde está localizado

o município (Guerra, 2007).

Durante os meses de outubro a março, Petrópolis apresenta intensa pluviometria.

O índice pluviométrico anual é superior a 2200 mm segundo a Somar Meteorologia.

3.4 Geologia

A área do município de Petrópolis é constituída predominantemente por rochas

pertencentes ao complexo granítico-gnáissico-migmatítico de idade Pré-cambriana

segundo a seguinte distribuição (Guerra, 2007):

- Unidade de migmatitos heterogêneos: presente na porção noroeste e sudeste,

formando a Unidade Santo Aleixo;

- Unidade de granitos gnáissicos: ocorre na porção central e sudeste e formando

a Unidade Batólito Serra dos Órgãos;

- Unidade de migmatitos homogêneos: na porção central e sudoeste,

correspondendo a Unidade Bingen;

- Unidade de granitos intrusivos: em corpos menores na porção leste,

correspondente ao Granito Andorinha

Estas rochas encontram-se intensamente seccionadas por fraturas e falhas de

extensão regional, com forte reflexo na topografia, pois toda a região de abrangência

destas unidades foi submetida a eventos tectônicos durante o período Pré-cambriano

(Penha et al., 1981).

3.5 Geomorfologia

A área de estudo se insere na Região das Escarpas e Reversos da Serra do Mar,

inserida em uma das quatro unidades que compõem esta região, a Unidade

Geomorfológica da Serra dos Órgãos (RADAM, 1983). Esta região apresenta um quadro

morfológico relacionado aos efeitos de um tectonismo regional e de sucessivas fases

33

erosionais. Trata-se de uma área resultante de dobramentos, reativações de falhas e

remobilização de blocos. A topografia reflete esses condicionamentos geológicos

predominantes, e, em toda a sua extensão, são registrados vales alongados, segmentos

de drenagem retilíneos, maciços graníticos, linhas de cristas e cumeadas paralelas,

relevos com grandes desníveis altimétricos e escarpas íngremes (Guerra, 2007).

A porção sul do município, área de enfoque desse estudo, apresenta a maior

densidade de falhas e fraturas, formando relevo extremamente acidentado, com morros

escarpados, paredões de rocha e vales profundamente sulcados sobre zona de

falhamentos (Silva, 2006).

3.6 Relação do Município com Deslizamentos

Todos os anos diversos eventos de deslizamentos são registrados em Petrópolis.

A topografia, as taxas pluviométricas e ocupação desordenada das encostas podem ser

citadas como principais características contribuintes para tal.

A topografia da região reflete condições geológica que auxiliam no

desencadeamento de escorregamentos; características tais como vales alongados,

linhas de cristas e talvegues paralelos, escarpas íngremes, além de uma camada de solo

pouco espessa favorecem a ocorrência desse tipo de evento. Paralelamente a isso, a

região apresenta altos níveis de precipitação registrados principalmente durante os

meses do verão, fator que também contribui para deflagração de escorregamentos.

Apesar da preocupação com a preservação do meio ambiente demonstrada

desde o início da história da cidade, o crescimento da cidade de Petrópolis se deu de

maneira desordenada, como na maioria das grandes cidades brasileiras. A ocupação

dos terrenos em encostas foi a solução encontrada frente ao crescimento acelerado da

cidade. Tais condições fazem com que eventos significativos de escorregamentos de

terra e enchentes, tornem-se desastres, afetando diretamente a rotina dos habitantes da

cidade, causando intensos danos matérias e perda de vidas.

34

4. Metodologia e Dados

4.1 Obtenção dos dados

Dois tipos de dados foram analisados na presente pesquisa:

- Ocorrência de movimentos de massa: eventos ocorridos na região e registrados pela

Defesa Civil por meio de ligações recebidas pela mesma.

- Índices pluviométricos: quantidade de chuva (altura em mm) medida por pluviômetro

num determinado espaço de tempo, caracterizando assim a pluviosidade ocorrida

numa determinada região representada pelo equipamento de medição;

Os dados relacionados a movimentos de massa foram fornecidos pela Defesa

Civil do Município de Petrópolis. Apesar dos registros de acidentes provocados por

movimentos de massa serem realizados há muitos anos pela Defesa Civil do Município

de Petrópolis, o período de análise dos dados foi limitado pelo material obtido e pelo

tempo em que foram realizadas medições pluviométricas na estação do Quitandinha,

sendo assim o período de análise está compreendido entre 01/01/2005 e 16/05/2009.

Em 2003, foi instalada uma estação meteorológica, que continha um pluviômetro,

dentro do Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC), na Avenida Getúlio

Vargas, 333, bairro Quitandinha, Petrópolis. A mesma possibilitou a realização de

medições de 09/11/2003 a 26/5/2009 sendo desativada posteriormente. Entre 2003 e o

início de 2008, as medições foram realizadas de forma diária e, em seguida, passou-se

a medir de forma horária.

É importante que os dados pluviométricos obtidos na estação pluviométrica

sejam representativos da região estudada. Considerando que chuvas variam

espacialmente, as medidas obtidas em uma estação localizada de outra região não

representariam a realidade da área de estudo. Sendo assim, dentro do município de

Petrópolis, a presente pesquisa começou com a primeira área de estudo, a bacia do

Quitandinha, pois a mesma podia ser bem representada pelos dados fornecidos pela

estação no LNCC. Porém, como falado anteriormente, foi feito também um estudo para

35

um conjunto de bairros do 1º Distrito. Apesar dessa região ser maior do que a primeira

área, indicando, assim, que seria necessário maior número de pluviômetros para real

caracterização da mesma, optou-se por considerá-la de maneira a aumentar base de

dados com um número maior de eventos ocorridos. Ë importante frisar que a bacia do

Quitandinha está incluída na área delimitada por esses bairros.

4.2 Tratamento dos dados

4.2.1 Dados de deslizamentos (Defesa Civil)

Os dados de ocorrências de deslizamentos registrados nos arquivos da Defesa

Civil passaram por diversas seleções. A figura 4.1 apresenta os dados fornecidos

(colunas em azul) e as colunas inseridas por presente trabalho (colunas em vermelho)

depois da aplicação dos filtros. A seguir são apresentados os conteúdos de cada coluna:

- Coluna 1: Número do evento – Numeração dos eventos para organização.

- Coluna 2: Descrição – Descrição do motivo do registro de ocorrência.

- Coluna 3: Referência – Dados para referência do endereço.

- Coluna 4: Data sem hora – Data referente ao evento. Nessa coluna são

apresentadas as datas do evento, independentemente do horário de ocorrência

dos mesmos. Por exemplo, dois eventos ocorridos às 10h e às 19h,

respectivamente, do dia 10/01/2009, serão registrados como 10/01/2009 apenas.

Posto que as medições pluviométricas se referem a acumulados entre 0 e 24h,

arbitrou-se que cada evento ocorreu à 0h do dia registrado, sabendo-se que isso

representa uma deficiência dos dados disponíveis.

- Coluna 5: Data – Data e hora informadas nos registros.

- Coluna 6: Rua – Rua do endereço da ocorrência.

- Coluna 7: Número – Número da rua do endereço da ocorrência. As colunas 6 e

7 compõem o endereço.

- Coluna 8: Bairro – Bairro da ocorrência.

36

- Coluna 9: Obs – Informações sobre a ocorrência e/ou local da ocorrência.

- Coluna 10: CEP – Código de endereçamento postal.

Figura 4.1 – Planilha em Excel com registros de ocorrência feitos pela Defesa Civil.

37

A primeira seleção foi feita a partir do campo “Bairro”. Sendo assim, apenas

bairros pertencentes as regiões delimitadas acima foram analisados. Alguns registros

não possuíam a identificação do bairro. Nesses casos tentou-se identificar se a

ocorrência havia sido ou não na região de análise pelo “CEP” e “Logradouro”. Ainda

assim, alguns dados foram descartados por não haver informações suficientes que

comprovassem sua real localização.

No segundo filtro foram selecionados apenas os registros que caracterizavam

movimentos de massa. Para essa seleção alguns critérios foram considerados. A seguir,

é descrito o que não poderia ser caracterizado como ocorrência de um evento:

- Campo “Descrição” incoerente com o campo ”Obs”: apesar do campo “descrição”

conter informações que indicavam a ocorrência de movimentos de massa, em diversos

casos, o campo “Obs” apresentou informações que descaracterizavam a natureza do

evento. A tabela 4.1 exemplifica tal incoerência entre o campo “descrição” e “Obs”.

Tabela 4.1 – Exemplo de incoerência entre o campo “Descrição” e o campo “Obs”.

Descrição Obs

MOVIMENTAÇÃO

DE TERRAS

EM VISTORIA AO LOCAL CONSTATOU-SE QUE A ÁREA PRÓXIMA A

TESTADA DO TERRENO APRESENTA TRINCAS COM RISCO DE

DESLIZAMENTO SOBRE A SERVIDÃO DE PEDESTRES EXISTENTE.

FOI VERIFICADA AUSÊNCIA DE DRENAGEM O QUE AGRAVA A

SITUAÇÃO. O SOLICITANTE FOI ORIENTADO A EXECUTAR OBRAS

DE ESTABILIZAÇÃO DO TALUDE E DRENAGEM DO TERRENO,

INCLUINDO COLOCAÇÃO DE CALHAS NO IMÓVEL.

DESLIZAMENTO

ATINGINDO

RESIDÊNCIA

TRATA-SE DE UMA CONSTRUÇÃO PRECÁRIA LOCALIZADA EM

ÁREA DE RISCO QUE APRESENTA RACHADURAS

GENERALIZADAS NAS PAREDES E PISO, SENDO QUE PARTE DE

UMA DAS PAREDES JÁ CAIU. INTERDITAMOS O LOCAL.

FAZ-SE NECESSÁRIO OBRAS DE RECUPERAÇÃO DA CASA, DE

CONTENÇÃO E DRENAGEM.

38

- Duplicidade de registros: foram identificados dois tipos de duplicidade. O primeiro diz

respeito a duplicidades identificadas pela própria Defesa Civil no campo “Obs”. O

segundo representa os casos em que foram feitos registros em duplicidade, constatados

a partir de endereços e datas iguais. Nesses casos, um mesmo deslizamento foi

registrado duas vezes sendo que no primeiro tipo a própria Defesa Civil identificou tal

duplicidade e no segundo, a duplicidade foi constada ao tratar os dados.

- Deslizamentos que não ocorreram no dia do registro: determinados registros eram

relacionados a eventos que ocorreram em datas muito anteriores à data de registro

(semana ou até meses). Esses deslizamentos não foram considerados pois a correlação

foi feita entre o dia do registro e o índice de pluviometria desse mesmo dia, assim, o

deslizamento seria associado a dados de chuva que não teriam relação com sua

respectiva causa. A tabela 4.2 exemplifica deslizamento que não ocorreu no dia do

registro.

Tabela 4.2 – Exemplo de deslizamento não ocorrido no dia do registro.

Descrição Obs

DESLIZAMENTO

EM NOVA VISTORIA AO LOCAL E DIANTE DO TEMPO DECORRIDO,

APROXIMADAMENTE 2 MESES, BEM COMO DO PERÍODO DE

CHUVAS MAIS INTENSAS QUE JÁ SE INICIARAM, E AINDA FACE A

PERMANÊNCIA DOS USUÁRIOS COMERCIAIS DAS EDIFICAÇÕES

QUE FICAM LOGO ABAIXO DA ENCOSTA E DA FAMÍLIA, COM 3

CRIANÇAS PEQUENAS, QUE SE ENCONTRAM TAMBÉM

OCUPANDO CASA À MONTANTE, A QUAL TAMBÉM ESTÁ EM

RISCO, É IMPERATIVO QUE DIANTE DO EXPOSTO,

RECOMENDAMOS A URGENTE INTERDIÇÃO DOS IMÓVEIS ATÉ A

EXECUÇÃO DAS DEVIDAS OBRAS DE ESTABILIZAÇÃO E

DRENAGEM.

39

4.2.2 Dados de chuva

Os registros de pluviometria da estação meteorológica do LNCC foram feitos de

duas maneiras: primeiro, de forma diária, considerando a precipitação acumulada do dia

e depois de forma horária, realizando novas medições a cada hora. Já as ocorrências

de movimentos de massa feitos pela Defesa Civil foram associadas a um determinado

horário. Foi adotado o critério de que a hora de ocorrência de um deslizamento foi à 0h

do dia do seu registro. Sendo assim, se o registo foi realizado no dia 25/01/2004

independentemente do horário da ocorrência, o índice pluviométrico das 24h anteriores

foi o índice acumulado durante o dia 24/01/2004.

Esse critério teve que ser aplicado para que houvesse homogeneidade entre os

dados. Além disso, a confiabilidade entre os horários descritos nos registros da Defesa

Civil e o real horário de ocorrência do evento não era alta. Por essa limitação, alguns

eventos tiveram de ser desconsiderados, pois mesmo acontecendo em quantidade

significativa em um dia em que houve alta pluviosidade, as últimas 24h a que eles

estavam relacionados eram as do dia anterior, em que poderia não ter ocorrido chuva,

por exemplo.

Os dados fornecidos pela estação meteorológica do LNCC foram apenas tratados

e reunidos em uma única planilha de Excel (Mendonça et al, 2013 e Nunes, 2014). Na

figura 4.2 é apresentado exemplo de parte da planilha com a datas e suas respectivas

pluviometrias diárias e acumuladas para períodos de 24, 48, 72, 96, 120, 144, 168, 192,

216 e 240 horas. Nela estão presentes as seguintes colunas:

- Coluna 1: Data – Data de em que foi aferida a pluviometria.

- Coluna 2: Pluviometria do dia (mm) – Pluviometria medida durante

determinado dia, sendo assim, essa coluna apresenta a soma da pluviometria horária

nos períodos em que a mesma foi feita dessa forma.

- Coluna 3: Pluviometria do período de 72h (mm) – Pluviometria acumulada dos

três dias antecedentes a data referida.

40


dois dias anteriores a data referida.

- Coluna 5: Pluviometria do período de 24h (mm) – Pluviometria acumulada do

dia anterior à data referida.


6 dias anteriores a data referida.


quatro dias anteriores a data referida.


cinco dias anteriores a data referida.


sete dias anteriores a data referida.

- Coluna 10: Pluviometria do período de 192h (mm) – Pluviometria acumulada

dos dez dias anteriores a data referida.


dos nove dias anteriores a data referida.



41

Figura 4.2 – Planilha Excel com data e pluviometrias diárias e acumuladas para períodos

de 24, 48, 72, 96, 120, 144, 168, 192, 216 e 240 horas.

42

4.2.3 Correlação entre dados de deslizamentos e dados de chuva

Para correlação entre os dados de deslizamentos e dados de chuva, foi elaborada

inicialmente uma terceira planilha em Excel apresentada na Figura 4.3. Nela estão

presentes as seguintes colunas:

- Coluna 1: Data – data de em que foi aferida a pluviometria.

- Coluna 2: Ocorrência de deslizamentos – Indicação de “sim” ou “não” para a

ocorrência de deslizamentos na referida data, de acordo com os registros da Defesa

Civil.

- Coluna 3: Número de eventos no dia – Números de eventos ocorridos na

referida data.

- Coluna 4: Pluviometria do dia (mm) – Pluviometria medida durante determinado

dia, sendo assim, essa coluna apresenta a soma da pluviometria horária nos períodos

em que a mesma foi feita dessa forma.

- Coluna 5: Critério de exclusão – Aplicação de filtro para que apenas fossem

considerados eventos que ocorreram com índices pluviométricos maiores que 10 mm

para as 24 horas anteriores, 20 mm para as 48 horas e 40 mm para 72 horas, ou seja,

que as colunas 6, 7 e 8 apresentassem valores superiores a 40, 20 e 10 mm

respectivamente. Para as análises efetuadas, apenas foram aceitos eventos que

ocorreram sob datas que obedecessem a esse filtro, pois além da falta de confiança na

determinação do dia de ocorrência dos deslizamentos, é sabido que estes são valores

muito pequenos para provocar os eventos analisados.


três dias antecedentes a data referida.


dois dias anteriores a data referida.

- Coluna 8: Pluviometria do período de 24h (mm) – Pluviometria acumulada do

dia anterior à data referida.

43


6 dias anteriores a data referida.


quatro dias anteriores a data referida.


dos cinco dias anteriores a data referida.


dos sete dias anteriores a data referida.




dos nove dias anteriores a data referida;


dos dez dias anteriores a data referida;

44

Figura 4.3 – Planilha Excel com correlação entre os dados de deslizamentos e dados de chuvas.

45

Após o tratamento dos dados e aplicação de todos os filtros, define-se a partir de

agora como evento todo deslizamento registrado pela Defesa Civil de Petrópolis que

tenha ocorrido no período compreendido entre 01/01/2005 e 16/05/2009 e que as chuvas

ocorridas um, dois e três dias antes do dia do deslizamento, sejam de pelo menos 10,

20 e 40 mm respectivamente. A figura 4.4 apresenta as principais considerações feitas

no tratamento dos dados.

Figura 4.3 – Desenho esquemático das principais considerações relacionadas ao

tratamento dos dados.

Pretende-se analisar também a influência da pluviometria no número de

deslizamentos. Sendo assim, foram determinadas as seguintes situações: dias em que

houve pelo menos 1, 2, 3, 4 ou 5 deslizamentos.

Por fim, após dadas etapas, de um total de 8369 registros de ocorrência em

Petrópolis registrados pela Defesa Civil no período analisado, foram obtidos os números

46

de eventos descritos nas Tabelas 4.5 e 4.6, paras as áreas de estudo 1 e 2,

respectivamente.

Tabela 4.5 – Número de eventos ocorridos para as situações de análise escolhidas (pelo

menos 1, 2, 3, 4 ou 5 deslizamentos) na área de estudo 1.

Tabela 4.6 – Número de eventos ocorridos para as situações de análise escolhidas (pelo

menos 1, 2, 3, 4 ou 5 deslizamentos) na área de estudo 2.

Área de Estudo 2: Parte do 1º Distrito Número de dias Número de eventos

Pelo menos 1 deslizamento 62 293

Pelo menos 2 deslizamentos 35 266




De posse dos dados acima e sendo constatada a existência de forte dependência

da ocorrência ou não de deslizamentos com o intervalo pluviométrico para períodos de

N horas (Mendonça et al, 2012), procedeu-se a estimação da probabilidade condicional

de ocorrência de pelo menos 1, 2, 3, 4 ou 5 deslizamentos em um período de N1 horas

Área de Estudo 1: Bacia do Quitandinha Número de dias Número de eventos

Pelo menos 1 deslizamento 47 184





47

com índice pluviométricos em determinado intervalo pluviométrico, dado que em N2 >

N1 horas tenha ocorrido índice pluviométrico em determinado intervalo pluviométrico.

Esse cálculo de probabilidade leva em consideração o efeito da associação de

dois períodos de pluviosidade. Como exemplo, calculou-se a probabilidade de ocorrência

de deslizamentos dado que o índice acumulado em 24h está entre 40 e 80mm, sabendo-

se que o índice acumulado em 48h está entre 120 e 160mm.

O estimador natural para essas probabilidades é:

𝑞𝑁1,𝑁2 (𝑥, 𝑦, 𝑧) =

𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑟í𝑜𝑑𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑁1 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑐𝑜𝑚 í𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑝𝑙𝑢𝑣𝑖𝑜𝑚é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑜 𝑛𝑜 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑎𝑙𝑜 𝑥 𝑑𝑎𝑑𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑠𝑒 𝑡𝑒𝑛ℎ𝑎 𝑡𝑖𝑑𝑜 𝑒𝑚 𝑁2 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑢𝑚 í𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑛𝑜 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑎𝑙𝑜 𝑦 𝑒𝑚 𝑞𝑢𝑒 𝑜𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑟𝑎𝑚 𝑧 𝑑𝑒𝑠𝑙𝑖𝑧𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠

𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑟í𝑜𝑑𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑁1 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑐𝑜𝑚 í𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑝𝑙𝑢𝑣𝑖𝑜𝑚é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑜 𝑛𝑜 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑎𝑙𝑜 𝑥 𝑑𝑎𝑑𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑠𝑒 𝑡𝑒𝑛ℎ𝑎 𝑡𝑖𝑑𝑜 𝑒𝑚 𝑁2 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟𝑒𝑠

𝑢𝑚 í𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑛𝑜 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑎𝑙𝑜 𝑦

Onde:

N1: número de horas, foi fixado em 24 horas.

N2: número de horas, podendo ser 48, 72, 96, 120, 144, 168, 192, 216 e 240

horas.

x: intervalo pluviométrico ocorrido em N1 (por exemplo, pluviometria entre 40 e

80 mm em 24horas).

y: intervalo pluviométrico ocorrido em N2 (por exemplo, pluviometria entre 120 e

160mm para as 48 horas anteriores).

z: número de deslizamentos ocorridos em N1, podendo ser 1, 2, 3, 4 ou 5.

É esperado que se tenha aumento de 𝑞𝑁1,𝑁2 (𝑥, 𝑦, 𝑧) tanto quanto sejam maiores

os intervalos x e y. Entretanto, observam-se alguns desvios dessa tendência em alguns

intervalos, ou seja, foram observados valores menores de probabilidade para intervalos

pluviométricos mais altos. Para corrigir os efeitos desses desvios, foi proposto

𝑞𝑁1,𝑁2 (𝑥, 𝑦, 𝑧) corrigido, 𝑞𝑁1,𝑁2 (𝑥(𝑖), 𝑦 (𝑗), 𝑧), sendo este é o valor máximo de

𝑞𝑁1,𝑁2 (𝑥, 𝑦, 𝑧) para os intervalos de pluviometria anteriores. Portanto,

𝑞𝑁1,𝑁2 (𝑥, 𝑦, 𝑧) = max( 𝑞𝑁1,𝑁2 (𝑥(𝑚), 𝑦(𝑛), 𝑧): 𝑚 ≤ 𝑖 𝑒 𝑛 ≤ 𝑗

Os resultados das probabilidades são apresentados sob forma de gráficos

elaborados pelo software SURFER® (Golden Software, Inc.), cujos processos de

48

interpolação permite a construção de curvas de iguais probabilidades para os intervalos

pluviométricos determinados.

O método de estimação adotado foi o de triangulação com interpolação linear, onde

pares de dados são unidos por linhas retas para formação de uma rede triangular e

algoritmo de Delaunay é utilizado para ajustar uma superfície através dos pontos dados.

Esse método foi escolhido por ser o um dos mais adequados para análises em que se

quer valores estimados apenas dentro da área amostrada, além de oferecer rápido

processamento e superfícies fieis aos dados originais (Landim, 2000).

49

5. Resultados das estimativas de probabilidades e

Análises

5.1 Resultados para área de estudo 1

Os resultados das estimativas de probabilidades são apresentados nas figuras

5.2 a 5.10 para a área de estudo 1. As imagens mostram as probabilidades de ocorrência

de pelo menos 1, 3 e 5 deslizamentos para os intervalos de horas determinados. São

apresentados também gráficos comparativos entres as curvas de probabilidade de

ocorrência de pelo menos 1, 3 e 5 deslizamentos considerado intervalos de tempo N1 e

N2 fixos (Figuras 5.11 a 5.19). Nas figuras 5.20 a 5.28 são apresentados gráficos

comparativos entre as curvas de probabilidade de ocorrência de pelo menos 1 e 2

deslizamentos considerado intervalos de tempo N1 e N2 fixos.

Os valores indicados nos eixos dos gráficos apresentados indicam na verdade

intervalos de valores, conforme a Tabela 5.1. Os valores apresentados no primeiro

intervalo de valores variam de acordo com o critério de exclusão aplicado apresentado

no item 4.2.3.

Tabela 5.1 – Intervalo real de valores apresentado pelos valores indicados nos eixos N1

e N2.

Valor indicado no eixo:

Valor médio (mm)

Intervalo real de valores representado

(mm)

20 0 a 40

60 40 a 80

100 80 a 120

140 120 a 160

180 160 a 200

200 200 a 240

240 240 a 280

Na figura 5.1 é apresentado exemplo de gráfico de variação de probabilidade de

ocorrência de deslizamentos para intervalos N1=24 horas e N2=216 horas. Os eixos

50

horizontal e vertical apresentam os intervalos de índices pluviométricos em N1 e N2,

respectivamente. As curvas dos gráficos apresentam as probabilidades de ocorrência de

deslizamentos de acordo com os índices pluviométricos ocorridos 24 e 216 horas antes

do evento.

Figura 5.1 – Exemplo de gráfico de variação de probabilidades de ocorrência de

deslizamentos para intervalos N1=24 horas e N2=216 horas.

51

Figura 5.2 – Gráficos de variação de probabilidades de ocorrência de pelo menos 1(a),

2(b), 3(c), 4(d) e 5(e) deslizamentos para intervalos N1=24 horas e N2=48 horas.

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60

Figura 5.11 – Gráfico comparativo entre as curvas de probabilidades de ocorrência de

pelo menos 1, 3 e 5 deslizamentos para intervalos N1=24 horas e N2=48 horas.



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pelo menos 1 e 2 deslizamentos para intervalos N1=24 horas e N2=48 horas.

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5.2 Resultados para área de estudo 2

Os resultados das estimativas de probabilidades são apresentados nas figuras

5.29 a 5.37 para a área de estudo 2. As imagens mostram as probabilidades de

ocorrência de pelo menos 1, 2, 3, 4 ou 5 deslizamentos para os intervalos de horas

determinados. São apresentados também gráficos comparativos entres as curvas de

probabilidade de ocorrência de pelo menos 1, 2, 3, 4 ou 5 deslizamentos considerando

intervalos de tempo N1 e N2 fixos (Figuras 5.38 a 5.46). Nas figuras 5.47 a 5.56 são

apresentados gráficos comparativos entre as curvas de probabilidade de ocorrência de

pelo menos 1 e 2 deslizamentos considerado intervalos de tempo N1 e N2 fixos.

Os valores indicados nos eixos dos gráficos apresentados indicam na verdade

intervalos de valores, conforme a Tabela 5.1. Os valores apresentados no primeiro

intervalo de valores variam de acordo com o critério de exclusão aplicado apresentado

no item 4.2.3.

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79

Figuras 5.38 – Gráfico comparativo entre as curvas de probabilidades de ocorrência de




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5.3 Análises

Através da metodologia apresentada, foi possível estimar a probabilidade de

ocorrência de deslizamentos considerando dois períodos de tempo N1 (24h) e N2 (48,

72, 96, 120, 144, 168, 192, 216, 240h).

A partir desses resultados, foi possível definir curvas de variação de

probabilidade de ocorrências de deslizamentos com índices pluviométricos. Com isso,

observou-se a influência de mais um período de chuva na probabilidade de ocorrência

de deslizamentos, ou seja, observou-se a influência das chuvas ocorridas em dias

anteriores ao evento, além do dia imediatamente anterior. Foi possível, ainda, elaborar

curvas considerando diferentes quantidades mínimas de deslizamentos por dia

registrado.

De uma forma geral, constatou-se, como esperado, que curvas referentes a

valores de probabilidade maiores estão associadas a maiores índices pluviométricos.

Como exemplo da influência do segundo período de pluviometria antecedente ao

evento, na figura 5.29(a), que associa os períodos de 24h e 48h, observou-se que

quando se tem um índice pluviométrico no intervalo de 40 a 80mm, representado no

gráfico com valor médio de 60mm, em 24h a probabilidade de ocorrência de pelo menos

1 deslizamento varia de 35% a 80%, com o aumento da pluviometria acumulada em 48h

no intervalos de 40 a 120 mm, representados no gráfico com valores médios de 60mm

e 100mm respectivamente.

Comparando as curvas de probabilidade para pelo menos 1, 3 e 5 deslizamentos

para os mesmos N1 e N2 (Figuras 5.11 a 5.19 e 5.38 a 5.46), pode-se notar, de uma

forma geral, que fixando um determinado valor de probabilidade, quanto maiores os

índices pluviométricos maior é a quantidade de deslizamentos esperados. Na área de

estudo 1, Bacia do rio Quitandinha, nota-se que as curvas de probabilidade de ocorrência

de pelo menos 3 e 5 deslizamentos, na maioria dos casos, se sobrepunham para maiores

valores de probabilidade. Isso indica que a partir de um número de deslizamentos, as

89

probabilidades esperadas são as mesmas. Já na área de estudo 2, bairros do 1º Distrito,

essa sobreposição não foi observada, provavelmente devido a maior quantidade de

dados.

Comparando as curvas de probabilidade para pelo menos 1 e 2 deslizamentos

para os mesmos N1 e N2 (Figuras 5.20 a 5.28 e 5.47 a 5.56), também, pode-se notar,

de uma forma geral, que fixando um determinado valor de probabilidade, quanto maiores

os índices pluviométricos maior é a quantidade de deslizamentos esperados. Nas duas

áreas de estudo, Bacia do rio Quitandinha e bairros do 1º Distrito, nota-se que as curvas,

na maioria dos casos, só apresentam sobreposição para maiores valores de

probabilidade (maiores que 60%) a partir dos gráficos de 168h (7 dias) anteriores ao

evento.

A influência do número de eventos esperados também pode ser percebida nas

Figuras 5.10 a 5.18 e 5.29 a 5.37. É notável que há aumento do espaçamento entre as

curvas de menores probabilidades conforme é aumentado o número mínimo de eventos

esperados. Por exemplo, nas figuras que representam as probabilidades de ocorrências

de pelo menos 1 deslizamento (a), as curvas de probabilidade 0,1, 0,2 e 0,3, estão mais

próximas umas das outras do que nas figuras que representam as probabilidades de

ocorrências de pelo menos 5 deslizamentos (e).

90

6. Considerações finais

Diversos sistemas de alerta quanto a iminência da ocorrência de deslizamentos

tem como base para definição dos seus níveis de acionamento, limiares de precipitação.

Esses limiares são normalmente definidos através de curvas que associam ocorrências

desses eventos e índices pluviométricos pretéritos a partir de dados históricos. As

estimativas de probabilidades de ocorrências de deslizamentos realizadas nesse

trabalho foram baseadas no histórico de ocorrência ou não de deslizamentos e nos

índices pluviométricos medidos no período de 01/01/2005 a 16/5/2009 no município de

Petrópolis, RJ. Esse trabalho faz parte de um projeto de pesquisa que vem sendo

desenvolvido no Setor de Geotecnia da Escola Politécnica desde 2011 (Mendonça et al,

2012, Mendonça et al, 2013 e Nunes, 2014).

Com o presente trabalho foi possível verificar a influência das chuvas acumuladas

em dias anteriores ao evento nas variações de probabilidade de ocorrência de

deslizamentos. Foi possível também perceber a influência da pluviometria no número de

eventos esperados. Sendo assim, é recomendado que a probabilidade de ocorrência de

deslizamentos seja definida com base na associação dados pluviométricos de dois

períodos de tempo e com a quantidade de eventos de deslizamentos.

Durante a realização dessa pesquisa, que inclui o presente trabalho e os

anteriores supracitados, foram observadas diversas limitações oferecidas pelos dados

obtidos. Incertezas quanto a data e horário da ocorrência de eventos de deslizamentos,

tipo de movimento de massa ocorrido, bem como o mecanismo que o deflagrou são

dados importantes para estimativa das probabilidades de ocorrência de deslizamentos,

mas que foram negligenciados em diversos registros feitos pela Defesa Civil.

Recomenda-se, portanto, o melhor treinamento das equipes de Defesa Civil para que os

registros sejam mais claros e precisos, de maneira que o processo de análise dos

mesmos seja mais eficiente.

91

É importante frisar que tão importante quanto a metodologia empregada para

definição de limiares de chuvas e estimativas de probabilidades de ocorrência de

deslizamentos, é a qualidade e a representatividade dos dados utilizados.

Os resultados apresentados nesse trabalho devem então ser considerados com

cautela. Ele apresenta uma metodologia para correlação entre a probabilidades de

ocorrência de deslizamentos e a pluviometria ocorrida em diversos períodos de tempo.

Não é recomendada a utilização dos resultados apresentados para definição de limiares

de chuva em sistemas de alerta reais, devido as diversas limitações oferecidas pelos

dados.

Como ideia para trabalhos futuros, tem-se a aplicação da metodologia aqui

apresentada baseando num banco de dados maior e de melhor qualidade e que

considere a influência dos diferentes condicionantes da estabilidade das encostas.

92

Referências

ALERTA RIO. http://www.sistema-alerta-rio.com.br. Disponível em: . Acesso em:

23 de janeiro de 2017.

ALMEIDA, M.C.J, NAKAZAWA, A e TATIZANA, C. (1993) “Análise de correlação

entre chuvas e escorregamentos no Município de Petrópolis, RJ”. In: Anais do 7º

Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia, pp. 129-137, Poços de Caldas (MG),

ABGE.

AUGUSTO FILHO, O. (1992). “Caracterização geológico-geotécnica voltada à

estabilização de encostas: uma proposta metodológica”, In: 1º COBRAE, Rio de Janeiro,

vol.2, p. 721-733.

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