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GEOTECNOLOGIAS E
SUAS APLICACcedilOtildeES
Organizaccedilatildeo Fabricia Benda de Oliveira Rodson de Abreu Marques
Calvin da Silva Candotti Eduardo Baudson Duarte
Organizadores
Fabricia Benda de Oliveira
Rodson de Abreu Marques
Calvin da Silva Candotti
Eduardo Baudson Duarte
Geotecnologias e suas aplicaccedilotildees
Volume 1
ALEGRE - ES
CAUFES
2018
CCENS-UFES Centro de Exatas Naturais e da Sauacutede Universidade Federal do Espiacuterito
Santo Alto Universitaacuterio sn Caixa Postal 16 Guararema Alegre-ES
Telefax (28) 3552-8687
wwwalegreufesbr
Os textos apresentados nesse livro satildeo de inteira responsabilidade dos autores Os
organizadores natildeo se responsabilizam pela revisatildeo ortograacutefica e gramatical dos trabalhos
apresentados
REITOR ndash UFES
REINALDO CENTODUCATTE
DIRETOR DO CENTRO DE CIEcircNCIAS EXATAS NATURAIS E DA SAUacuteDE ndash UFES
NEUZA MARIA BRUNORO COSTA
ORGANIZADORES DESTA OBRA
FABRICIA BENDA DE OLIVEIRA
RODSON DE ABREU MARQUES
CALVIN DA SILVA CANDOTTI
EDUARDO BAUDSON DUARTE
APRESENTACcedilAtildeO
A produccedilatildeo deste trabalho eacute independente e surgiu da ideia e colaboraccedilatildeo de
professores alunos e ex-alunos do curso de Geologia do Centro de Ciecircncias Exatas Naturais
e da Sauacutede da Universidade Federal do Espiacuterito Santo
Estatildeo contidos neste livro 6 trabalhos apresentados na forma de capiacutetulos e que
abrangem temas relacionados agraves geotecnologias e suas aplicaccedilotildees no acircmbito das ciecircncias
ambientais geotecnia e planejamento urbano e anaacutelises utilizando softwares de cartografia e
modelagem espacial
O material contido nesta obra serviraacute de auxiacutelio para estudantes professores e
profissionais da aacuterea das geociecircncias em seus trabalhos e pesquisas aleacutem de ser um veiacuteculo
de divulgaccedilatildeo de conhecimento obtido pela UFES desde a criaccedilatildeo do curso de Geologia
LISTA DE ORGANIZADORES
Fabricia Benda de Oliveira Professora Adjunta do Departamento de Geologia
Universidade Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias Exatas Naturais e da Sauacutede
Alegre ES e-mail fabriciaoliveiraufesbr
Rodson de Abreu Marques Professor Adjunto do Departamento de Geologia Universidade
Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias Exatas Naturais e da Sauacutede Alegre ES e-
mailrodsonmarquesufesbr
Calvin da Silva Candotti Geoacutelogo Autocircnomo Manaus AM calvincandottigmailcom
Eduardo Baudson Duarte Geoacutelogo formado pela Universidade Federal do Espiacuterito Santo
Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias
Exatas Naturais e da Sauacutede Alegre ES e-mail eduardo_duarte_12hotmailcom
LISTA DE AUTORES
Allison Augusto Gonccedilalves de Freitas
Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira
Daniel Andrade Miranda
Edgar Batista de Medeiros Juacutenior
Eduardo Baudson Duarte
Faacutebio Cardoso de Souza Santos
Fabricia Benda de Oliveira
Felipe Guadagnin
Juacutelia Sesana Maciel
Julio Almeida Moreira
Laacutezaro Correcirca Marcellino
Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas
Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitas
Marx Engel Martins
Rafael de Oliveira Costa
Rayane Monteiro Ferreira
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
Sumaacuterio
Capiacutetulo 1 9
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
Daniel Andrade Miranda Fabricia Benda de Oliveira
Capiacutetulo 2 25
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a
prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
Faacutebio Cardoso de Souza Santos Eduardo Baudson Duarte Fabricia Benda de
Oliveira Juacutelia Sesana Maciel Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira
Capiacutetulo 3 39
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de
ruptura de taludes em atividades de mineraccedilatildeo
Laacutezaro Correcirca Marcellino Fabricia Benda de Oliveira Julio Almeida Moreira Carlos
Henrique Rodrigues de Oliveira
Capiacutetulo 4 53
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES
utilizando teacutecnicas de geoprocessamento
Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitas Fabricia Benda de Oliveira Allison Augusto
Gonccedilalves de Freitas Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas Rayane Monteiro
Ferreira Edgar Batista de Medeiros Juacutenior
Capiacutetulo 5 71
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite
Landsat 5
Marx Engel Martins Fabricia Benda de Oliveira Felipe Guadagnin Carlos Henrique
Rodrigues de Oliveira
Capiacutetulo 6 89
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim
(ES)
Rafael de Oliveira Costa Eduardo Baudson Duarte Fabricia Benda de Oliveira
Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
sup1 Doutorando em Geologia Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG
sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES
9
Capiacutetulo 1
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
Daniel Andrade Mirandasup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2
INTRODUCcedilAtildeO
Segundo Santos (2012) somente com o desenvolvimento de tecnologias espaciais
modernas incluindo os sateacutelites artificiais que se tornou possiacutevel visualizar a Terra a partir da
coleta de dados e da aquisiccedilatildeo de imagens da sua superfiacutecie os dados adquiridos de forma
remota por sateacutelites artificiais auxiliam no diagnoacutestico sobre as implicaccedilotildees ambientais
econocircmicas sociais poliacuteticas e culturais com relaccedilatildeo agrave ocupaccedilatildeo dos espaccedilos urbanos
ajudando no planejamento soacutecio econocircmico-ambiental sustentaacutevel e servindo de base para o
desenvolvimento e realizaccedilatildeo de projetos associados agraves atividades humanas como por
exemplo no planejamento urbano
Gottdiener (1993) define que a materializaccedilatildeo do desenvolvimento contiacutenuo do
capitalismo eacute o formato do espaccedilo urbano assim os traccedilos distintivos da morfologia espacial
urbana estatildeo diretamente relacionados com as mudanccedilas estruturais na organizaccedilatildeo social
Entatildeo para compreender o espaccedilo urbano ou a cidade precisamos estudar e analisar a forma
urbana e seu crescimento como subsiacutedios agraves poliacuteticas de planejamento Estudos mostram que
o crescimento das cidades eacute um processo dinacircmico muitas vezes ocorrendo em aacutereas natildeo
adequadas mostrando que o crescimento da mancha urbana eacute usualmente natildeo planejado
(NAGARATHINAM et al 1988)
Devido agrave forma na qual a expansatildeo urbana ocorre no tempo e no espaccedilo o
crescimento urbano pode gerar problemas ambientais ligados agrave contaminaccedilatildeo hiacutedrica
formaccedilatildeo de ilhas de calor ocupaccedilatildeo de aacutereas inadequadas para assentamentos humanos
degradaccedilatildeo da paisagem dentre outros (FUCKNER 2006)
Segundo Costa e Alves (2005) para monitoramentodas aacutereas urbanas eacute necessaacuterio
possuir conhecimento atualizado sobre a distribuiccedilatildeo espacial da populaccedilatildeo Este
conhecimento eacute adquirido atraveacutes dos censos demograacuteficos e de mapas de densidade
demograacutefica que produzem avaliaccedilotildees quantitativas sobre elas e informam tambeacutem as
necessidades de infraestrutura
Na maior parte das cidades o crescimento populacional tem sido muito raacutepido e as
estruturas urbanas natildeo acompanharam esse crescimento que aleacutem de natildeo ser planejado pode
causar problemas como inundaccedilotildees deslizamento de encostas e desabamentos de construccedilotildees
A ocupaccedilatildeo urbana eacute atualmente tema de emergecircncia nacional portanto o
desenvolvimento de tecnologias que apoiem a gestatildeo estrateacutegica da ocupaccedilatildeo urbana eacute
interessante no acircmbito municipal estadual e federal
Neste contexto as geotecnologias tecircm sido utilizadas como uma ferramenta
importante para ajudar no planejamento urbano e na compreensatildeo da dinacircmica espacial e da
forma urbana
No municiacutepio de Alegre este problema eacute intensificado com a implantaccedilatildeo do programa de
expansatildeo da rede de Educaccedilatildeo Superior pelo MEC (Ministeacuterio da Educaccedilatildeo) que teve iniacutecio
em 2003 e posteriormente com a implementaccedilatildeo do REUNI (Restauraccedilatildeo e Expansatildeo das
Universidades Federais) em 2011 Com esses programas o total de cursos oferecidos pelo
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
10
campus de Alegre subiu de quatro em 2002 para dezessete em 2011 aumentando
consideravelmente o fluxo de populaccedilatildeo moacutevel no municiacutepio Podemos citar ainda os
estudantes da FAFIA (Faculdade de Filosofia Ciecircncias e Letras de Alegre) e o IFES (Instituto
Federal do Espiacuterito Santo) que assim como na UFES (Universidade Federal do Espiacuterito
Santo) tem sua demanda de populaccedilatildeo moacutevel condicionando uma urbanizaccedilatildeo forccedilada em
funccedilatildeo da demanda crescente por habitaccedilatildeo
O presente trabalho propotildee a realizaccedilatildeo de um estudo sobre a ocupaccedilatildeo urbana na sede
do Municiacutepio de Alegre-ES utilizando teacutecnicas de sensoriamento remoto e imagens do
sateacutelite Landsat sensor TM 5 atraveacutes de anaacutelise multitemporal para verificaccedilatildeo do avanccedilo do
crescimento urbano ao longo de 26 anos
LOCALIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO
O municiacutepio de Alegre estaacute localizado na regiatildeo sudeste do Brasil no Sul do Estado
do Espiacuterito Santo englobando as comunidades de Santa Maria Varjatildeo da Cotia Alegre
Vargem Alegre Aacutegua Limpa Vinagre Capim Feliz Lembranccedila Bosque Rive Cafeacute
PlacaSatildeo Francisco Satildeo Joatildeo do Norte e Coacuterrego do Meio e tendo como municiacutepios
limiacutetrofes Muniz Freire a Norte Castelo Cachoeiro de Itapemirim e Jerocircnimo Monteiro a
Leste Mimoso do Sul e Satildeo Joseacute do Calccedilado a Sul e Guaccediluiacute e Ibitirama a Oeste
A aacuterea de estudo proposta para este trabalho consiste no periacutemetro urbano da sede do
Municiacutepio de Alegre como pode ser visto na Figura 1
O Acesso ateacute a capital Vitoacuteria pode ser feito pela ES-482 ateacute Cachoeiro de Itapemirim
depois segue pela BR-101 Sul ateacute Vitoacuteria Ou ainda pela ES-482 ateacute Duas Barras ES-166 de
Duas Barras ateacute Venda Nova do Imigrante e BR-262 ateacute Vitoacuteria
Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo sobreposta agrave ortofoto Fonte IEMA (2007)
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
11
Segundo Rosa (2003) podemos definir o sensoriamento remoto como sendo a forma
de obter informaccedilotildees de um objeto sem que haja contato fiacutesico com o mesmo utilizando-se a
radiaccedilatildeo eletromagneacutetica gerada por fontes naturais como o Sol e a Terra ou por fontes
artificiais como por exemplo o RadarO sensoriamento remoto teve destaque no Brasil a
partir da deacutecada de 1960 com a criaccedilatildeo do Projeto RADAMBRASIL cujo objetivo era a
realizaccedilatildeo de um levantamento integrado dos recursos naturais do paiacutes a partir de imagens
Landsat (SOUZA 2008)
O Landsat foi colocado em oacuterbita em 1972 com o nome de ERTS-1 (Earth Resources
Techonological Satellite-1) teve inicialmente um desempenho significativo sendo
transformado na seacuterie Landsat Hoje o projeto Landsat eacute dedicado agrave observaccedilatildeo dos recursos
naturais da TerraSua oacuterbita desloca-se do Norte para o Sul sendo geocecircntrica circular quase
polar heliocecircntrica isto eacute o acircngulo Sol ndash Terra ndash Sateacutelite permanece constante o que garante
condiccedilotildees de iluminaccedilatildeo semelhantes na aacuterea imageada ao longo do ano (ROSA 2003)O
sensor TM (Thematic Mapper) do sateacutelite Landsat possui sete bandas com numeraccedilatildeo de 1 a
7 sendo que cada banda representa uma faixa do espectro eletromagneacutetico (BATISTELLA et
al 2004) O sateacutelite Landsat apresenta a caracteriacutestica de repetitividadepois ele imageia a
mesma aacuterea a cada 16 dias Suas cenas cobrem uma aacuterea de 34225 kmsup2 sendo a faixa
imageada de 185 x 185 km (INPE 2006)
Para utilizaccedilatildeo de imagens de sateacutelite com fins de classificaccedilatildeo recomenda-se o
processamento das mesmas O processamento digital de imagens (PDI) de acordo com Lima e
Rocha (2009) tem como objetivo fornecer ferramentas que facilitem a identificaccedilatildeo e
aextraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas imagens para posterior interpretaccedilatildeo Consiste na
manipulaccedilatildeo numeacuterica dos dados visando aumentar opotencial de discriminaccedilatildeo dos alvos
Segundo Novo (1989) o PDI pode ser dividido basicamente em Preacute-processamento Realce e
Classificaccedilatildeo
O Preacute-processamento eacute o primeiro passo do PDI e eacute considerado fundamental para
confiabilidade e uso correto das imagens de sateacutelite Nesta fase segundo Rosatti (2006) o
objetivo eacute adequar as imagens para serem utilizadas pelos usuaacuterios sendo aplicadas algumas
teacutecnicas de manipulaccedilatildeo como correccedilatildeo geomeacutetrica e restauraccedilatildeo
A correccedilatildeo geomeacutetrica e o georreferenciamento das imagens satildeo necessaacuterios devido a
distorccedilotildees que segundo o INPE (2006) satildeo causadas no processo de formaccedilatildeo da imagem
pelo sistema sensor e por imprecisatildeo dos dados de posicionamento da plataforma (aeronave
ou sateacutelite) De modo geral o georreferenciamento de imagens de sateacutelite eacute realizado por meio
de pontos de controle (PC) de referecircncia identificados na imagem original e em um sistema de
dados de referecircncia que possibilitem o ajustamento atraveacutes de modelos matemaacuteticos Os satildeo
feiccedilotildees passiacuteveis de identificaccedilatildeo na imagem e no terreno ou seja satildeo feiccedilotildees homoacutelogas
cujas coordenadas satildeo conhecidas na imagem e no sistema de referecircncia (INPE 2006)
Podemos obter PC atraveacutes de trecircs fontes por meio de mapas e cartas topograacuteficas oficiais
pela aquisiccedilatildeo de pontos em campo por sistema de posicionamento global (GPS) ou por meio
de imagens georreferenciadas do mesmo local A precisatildeo do georreferenciamento eacute medida
atraveacutes do caacutelculo do Erro Meacutedio Quadraacutetico ou Root Mean Square Error (RMS) que
pondera as diferenccedilas entre as coordenadas dos pontos de controle da imagem a ser ajustada e
da fonte de dados de referecircncia O valor do RMS deveraacute ser menor que 1 ou seja quanto
mais proacuteximo de 0 maior eacute a precisatildeo e menor eacute o erro (LIMA 2010) O caacutelculo eacute feito
utilizando a Equaccedilatildeo 1
RMSerror = [(x1 ndash xorg)sup2 + (y1 ndash yorg)sup2]12 (1)
x1 = Coordenada de linha calculada na imagem a ser ajustada
y1 = Coordenada de coluna calculada na imagem a ser ajustada
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
12
xorg = Coordenada original de linha do PC da fonte de referecircncia
yorg = Coordenada original de coluna do PC da fonte de referecircncia
A teacutecnica de restauraccedilatildeo tem por objetivo corrigir as distorccedilotildees do sensor oacuteptico no
processo de geraccedilatildeo das imagens A resoluccedilatildeo espacial das bandas 3 4 e 5 que eacute de 30
metros pode ser restaurada para ateacute 5 metros (RIOS ALMEIDA RIBEIRO 2010)A ideia de
restaurar uma imagem eacute reduzir o efeito de embaccedilamento da cena e obter uma imagem
realccedilada dado que os detalhes vistos na cena satildeo suavizados devido agraves limitaccedilotildees do sensor
Esta correccedilatildeo eacute realizada por um filtro linear e os pesos do filtro de restauraccedilatildeo satildeo obtidos a
partir das caracteriacutesticas do sensor e natildeo de forma empiacuterica como eacute feito no caso dos filtros
de realce tradicionais Neste caso o filtro eacute especiacutefico para cada tipo de sensor e banda
espectral Este tipo de processamento eacute recomendado para ser realizado sobre a imagem
original sem qualquer tipo de processamento tais como realce e filtragem que alterem as
caracteriacutesticas radiomeacutetricas da imagem Deve-se observar tambeacutem que natildeo eacute possiacutevel
processar uma imagem reamostrada jaacute que as caracteriacutesticas radiomeacutetrica e espacial da
imagem foram alteradas (INPE 2006)
Aleacutem das etapas do preacute-processamento de imagens digitais de sateacutelite existem outras que
utilizam teacutecnicas de realce com o objetivo de melhorar a qualidade visual e permitir uma
melhor interpretaccedilatildeo dos alvos nas imagens (IBGE 2001) As teacutecnicas utilizadas neste
trabalho foram Constraste Filtragem espacial e Composiccedilatildeo colorida
Segundo o INPE (2006) o contraste entre dois objetos pode ser definido como sendo a
razatildeo entre os seus niacuteveis de cinza meacutedios onde a manipulaccedilatildeo do contraste consiste numa
transferecircncia radiomeacutetrica em cada pixel (Picture Element ndash menor elemento num dispositivo
de exibiccedilatildeo ao qual eacute possiacutevel atribuir-se uma cor menor ponto que forma uma imagem
digital) tendo o objetivo de aumentar a discriminaccedilatildeo visual entre os objetos presentes na
imagem Realiza-se a operaccedilatildeo ponto a ponto independentemente da vizinhanccedila Entretanto
um exame preacutevio do histograma da imagem pode ser uacutetil O histograma de uma imagem
descreve a distribuiccedilatildeo estatiacutestica dos niacuteveis de cinza em termos do nuacutemero de amostras
(pixels) com cada niacutevel A distribuiccedilatildeo pode tambeacutem ser dada em termos da percentagem do
nuacutemero total de pixels na imagem Pode ser estabelecida uma analogia entre o histograma de
uma imagem e a funccedilatildeo densidade de probabilidade que eacute um modelo matemaacutetico da
distribuiccedilatildeo de tons de cinza de uma classe de imagens A cada histograma estaacute associado o
contraste da imagem conforme mostra a Figura 2ADe acordo com Rios Almeida e Ribeiro
(2010) esta teacutecnica tem por objetivo modificar atraveacutes de funccedilotildees matemaacuteticas os niacuteveis de
cinza ou os valores digitais de uma imagem de modo a destacar certas informaccedilotildees espectrais
e melhorar a qualidade visual da imagem
De acordo com Albuquerque (2000) para fazer uma operaccedilatildeo de filtragem espacial eacute
necessaacuterio escolher uma matriz de dimensatildeo n x n denominada maacutescara (Figura 2B) com
valores que dependem do filtro que queremos usar seja ele passa baixa (filtrando as altas
frequecircncias) passa banda (filtrando uma regiatildeo especiacutefica de frequecircncias espaciais) ou passa
alta (filtrando as baixas frequecircncias) Em uma imagem as altas frequecircncias correspondem agraves
modificaccedilotildees abruptas dos niacuteveis de cinza e as bordas dos objetos As baixas frequecircncias
correspondem agraves variaccedilotildees suaves dos niacuteveis de cinza Logo quando queremos evidenciar os
contornos de um determinado objeto podemos usar filtros do tipo passa alta Pode-se querer
observar a forma da iluminaccedilatildeo de fundo entatildeo devemos usar filtros passa-baixa para
eliminarmos todas as altas frequecircncias correspondendo agrave borda dos objetos e chegar agrave
iluminaccedilatildeo de fundo
A composiccedilatildeo colorida consiste em associar as imagens monocromaacuteticas de cada
banda agraves cores primaacuterias RGB (Red ndash Vermelho Green ndash Verde Blue ndash Azul) com o
objetivo de apresentar simultaneamente as informaccedilotildees de trecircs bandas espectrais em
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
13
composiccedilotildees coloridas que facilitam e enriquecem a interpretaccedilatildeo visual dos alvos (IBGE
2001) Como exemplo de composiccedilatildeo colorida temos a Figura 2Cque associa a banda 3 agrave cor
vermelha (R) a banda 4 agrave cor verde (G) e a banda 5 agrave cor azul (B)
De acordo com Souza (2012) as aacutereas urbanas natildeo podem ser caracterizadas por um
comportamento espectral padratildeo A vegetaccedilatildeo os corpos aquaacuteticos e os solos satildeo superfiacutecies
relativamente homogecircneas em termos de cobertura poreacutem nas aacutereas urbanas prevalece a
heterogeneidade das coberturas As aacutereas urbanas satildeo fisicamente formadas por uma grande
diversidade de materiais (superfiacutecies de concreto asfalto telhados de vaacuterios materiais solo
vegetaccedilatildeo arboacuterea e grama aacutegua entre outros) com formas alturas e arranjos tambeacutem
variados assim em uma imagem orbital o pixel pode representar vaacuterias coberturas o que
torna as aacutereas urbanas complexas do ponto de vista espectral Na Figura 2D pode-se observar
a similaridade espectral entre uma aacuterea urbana e uma aacuterea de cultivo de cana
Figura 2 - (A) Exemplo de Histograma de baixo contraste (agrave esquerda) e de alto contraste (agrave
direita) Fonte Modificado de INPE (2006) (B) Exemplo de maacutescara de 3 x 3 Fonte
Modificado de INPE (2006) (C) Exemplo de geraccedilatildeo de composiccedilatildeo colorida Fonte Brust
(2010) (D) Imagem do sateacutelite Landsat TM 5 na composiccedilatildeo colorida (RGB-543) adquirida
em 20091995 Fonte Souza (2012)
De acordo com Lima (2010) eacute possiacutevel classificar e agrupar os alvos de uma imagem a
partir dos vaacuterios niacuteveis de informaccedilotildees espectrais detectadas atraveacutes da adequaccedilatildeo das
imagens digitais utilizando-se os procedimentos do preacute-processamento Assim pode-se criar
um uacutenico niacutevel de informaccedilatildeo temaacutetica (categorias ou classes) para cada elemento
identificado e dessa forma gerar mapas temaacuteticos Os meacutetodos utilizados na classificaccedilatildeo das
imagens de sateacutelite variam com o tipo e complexidade do ambiente analisado caracteriacutesticas
do sensor e sateacutelite utilizado aspectos sazonais que alteram as caracteriacutesticas dos alvos e da
incidecircncia de energia solar extensatildeo da aacuterea de estudo equipamentos e recursos humanos
disponiacuteveis grau de conhecimento do ambiente por parte do inteacuterprete entre outros A
classificaccedilatildeo eacute a principal etapa do processamento de imagens a partir do qual satildeo extraiacutedas
as informaccedilotildees necessaacuterias para diversas aplicaccedilotildees Pode ser realizada atraveacutes de trecircs
teacutecnicas baacutesicasInterpretaccedilatildeo VisualClassificaccedilatildeo Digital Natildeo SupervisionadaClassificaccedilatildeo
Digital Supervisionada
A interpretaccedilatildeo visual de imagens de sateacutelite consiste em identificar as feiccedilotildees
impressas nessas imagens e determinar seu significado atraveacutes de chaves de interpretaccedilatildeo
onde eacute fundamental por parte do analista o conhecimento da aacuterea a ser mapeada (LIMA
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
14
2010) De acordo com Soares-Filho (2000) as caracteriacutesticas das imagens tais como
Tonalidade Cor Textura Forma Estrutura Sombra e contexto satildeo as chaves de uma boa
interpretaccedilatildeo A partir dessas caracteriacutesticas pode ser estruturado um meacutetodo de identificaccedilatildeo
por ldquochavesrdquo que se apoia em um estudo comparativo atraveacutes de objetos e feiccedilotildees conhecidas
que satildeo utilizadas como guias
Maillard (2001) diz que na classificaccedilatildeo Supervisionada o inteacuterprete jaacute possui um
conhecimento da aacuterea de estudo que podem ser utilizados como amostras de treinamento para
o algoritmo de classificaccedilatildeo de forma que os dados de cada classe temaacutetica podem ser
generalizados para toda cena agrupando cada pixel da imagem de acordo com as classes
amostradas Existem diversos algoritmos de classificaccedilatildeo supervisionada implementados em
aplicativos computacionais sendo o algoritmo Maxver (Maacutexima Verossimilhanccedila) um dos
mais utilizados para classificaccedilatildeo digital de imagens pixel a pixelINPE (2006) define que o
algoritmo de classificaccedilatildeo Maxver utiliza agrave meacutedia e a covariacircncia das amostras de treinamento
para assinalar um pixel desconhecido de uma classe assim pode-se computar a probabilidade
estatiacutestica de um pixel desconhecido pertencer a uma ou outra classe atribuindo a este pixel a
classe agrave qual ele tem maior probabilidade de pertencer utilizando o criteacuterio de maacutexima
verossimilhanccedila
Em qualquer procedimento de classificaccedilatildeo de imagens de sateacutelite o objetivo eacute a
geraccedilatildeo de mapas temaacuteticos que devem transmitir a realidade do terreno da forma mais
precisa possiacutevel Para isso deve ser verificado o niacutevel de incerteza destes mapas atraveacutes de
iacutendices de exatidatildeo para que as informaccedilotildees obtidas possam ser utilizadas adequadamente
(LIMA 2010) Segundo Mangabeira Azevedo e Lamparelli (2003) um dos paracircmetros mais
utilizados e eficientes na determinaccedilatildeo da exatidatildeo de mapas temaacuteticos eacute o iacutendice Kappa que
eacute obtido mediante a adoccedilatildeo de uma referecircncia para a comparaccedilatildeo dos mapeamentos
produzidos A determinaccedilatildeo deste iacutendice eacute feita com base numa tabulaccedilatildeo cruzada entre as
quantidades de dados amostrais de referecircncia e da imagem classificada estruturada numa
matriz quadrada denominada matriz de erros ou de confusatildeoSegundo Campbell (1987) a
estimativa Kappa pode ser representada pela seguinte relaccedilatildeo exposta na Equaccedilatildeo 2
K = (observado ndash esperado) (1 ndash esperado) (2)
Observado = valor global para o percentual de pixels corretos
Esperado = valor calculado usando os totais de cada linha e cada coluna da matriz
denominados de valores marginais
Os resultados do Coeficiente Kappa variam de 0 a 1 indicando de forma crescente o
grau de concordacircncia ou exatidatildeo do mapa classificado com relaccedilatildeo aos dados de referecircncia e
podem ser agrupados em intervalos de acordo com aTabela 1
Tabela 1 - Intervalos de valor do coeficiente Kappa e respectivos graus de concordacircncia
Fonte Landis e Koch (1977)
Valor de Kappa Concordacircncia
0 Peacutessima
001 ndash 020 Ruim
021 ndash 040 Razoaacutevel
041 ndash 060 Boa
061 ndash 080 Muito boa
081 ndash 100 Excelente
Dependendo do valor do coeficiente Kappa encontrado e das necessidades e objetivos
do trabalho podem ser feitas correccedilotildees a fim de garantir um refinamento da qualidade
informativa do mapa Os dados obtidos podem ser utilizados em conjunto com outros planos
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
15
de informaccedilatildeo em ambiente SIG possibilitando sua integraccedilatildeo e manipulaccedilatildeo como base de
dados para sistemas de suporte a decisatildeo (LIMA 2010)
METODOLOGIA
A imagens de sateacutelite Landsat sensor TM-5 foram adquiridas do INPE nas bandas
12345 e 7 na oacuterbitaponto 21674 do municiacutepio de Alegre-ES nos anos de 1985 1997
2001 2006 e 2011 Foi utilizada tambeacutem a ortofoto do municiacutepio (IEMA 2007) para servir
como base para o registro das imagens de sateacutelite e tambeacutem para comparaccedilatildeo visual com a
classificaccedilatildeo
Para a elaboraccedilatildeo dos mapas foram utilizados os softwares SPRING 52 e ArcGISreg
10 sendo o que primeiro foi utilizado para o tratamento e processamento digital das imagens
de sateacutelite e o segundo para confecccedilatildeo final dos mapas de vegetaccedilatildeo hidrografia topografia
solos e das classificaccedilotildees
Durante o preacute-processamento foram aplicadas as teacutecnicas de Processamento Digital de
Imagens com o objetivo de georreferenciar e melhorar a qualidade das imagens para uma
melhor visualizaccedilatildeo facilitando a identificaccedilatildeo e extraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas
imagens digitais aumentando assim o potencial de diferenciaccedilatildeo dos alvos e
consequentemente obtendo melhores resultados na classificaccedilatildeo das imagens As bandas 3 4
e 5 foram restauradas para a resoluccedilatildeo de 15m
Foi aplicado contraste nas bandas 3 4 e 5 modificando o histograma original como
mostra o Quadro 1
Quadro 1 - Mudanccedila no histograma das bandas 3 4 e 5 apoacutes contraste aplicado na imagem
de 1985 do sateacutelite Landsat - TM 5 Fonte Autores
Bandas Histograma Original Histograma (Contraste)
Banda 3 ndash Vermelho
Banda 4 ndash Infravermelho Proacuteximo
Banda 5 ndash Infravermelho Meacutedio
Foi aplicada a filtragem linear utilizando uma matriz 2x2 (Quadro 2) apropriada para
imagens Landsat TM no software SPRING com o objetivo de suavizar as imagens realccedilando
assim a visualizaccedilatildeo das bandas e obtendo imagens com mais nitidez
Quadro 1 - Matriz utilizada na filtragem de imagens Landsat TM Fonte INPE (2006)
3 -7 -7 3
-7 -7 13 -7
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
16
-7 13 13 -7
3 -7 -7 3
Para identificaccedilatildeo das amostras de treinamento foi utilizada a combinaccedilatildeoRGB-543 o
que destacou melhor as aacutereas urbanas Para a classificaccedilatildeo foram definidas duas classes Aacuterea
urbana e Natildeo urbana Em seguida foram coletadas as amostras de treinamento para cada
classe como pode ser observado na Figura 3
Figura 3 - Amostras utilizadas para classificaccedilatildeo da imagem de 2011 em amarelo amostras
da classe urbana e em branco amostras da classe natildeo urbana Fonte Autores
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Usando a metodologia acima descrita seratildeo apresentados abaixo os resultados obtidos
a partir do processamento das imagens e da classificaccedilatildeo da aacuterea urbana do municiacutepio de
Alegre-ES para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011
O georreferenciamento foi executado utilizando-se feiccedilotildees semelhantes em duas
imagens para determinaccedilatildeo dos pontos de controle como cruzamento de estradas aacutereas de
vegetaccedilatildeo aacuterea urbana e rios A resoluccedilatildeo das imagens (30 metros) pode atrapalhar pois
devido ao baixo niacutevel de detalhe fica difiacutecil determinar o ponto semelhante nas duas imagens
de forma exata No entanto o RMS ficou em torno de 03 de acordo com a equaccedilatildeo (1)
mostrando que a diferenccedila entre as coordenadas dos pontos de controle das imagens a serem
ajustadas e os pontos de controle da fonte de dados de referecircncia ficou pequena significando
uma boa precisatildeo
O processo de restauraccedilatildeo para a resoluccedilatildeo de 15metros mostrou uma melhora na
nitidez da imagem restaurada (Figura 4B) em comparaccedilatildeo com a imagem original (Figura
4A)
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Figura 4 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 de 1985 da cidade de
Alegre-ES com resoluccedilatildeo de 30m (A) e restaurada para 15m (B)
Fonte Autores
A aplicaccedilatildeo do contraste nas bandas 34 e 5 permitiu um maior contraste entre as
feiccedilotildees da imagem com contraste (Figura 5B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem contraste
(Figura 5A)
Figura 5 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da
cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de contraste (A) e com aplicaccedilatildeo de contraste (B)
Fonte Autores
A filtragem espacial permitiu observar maior nitidez da imagem para distinccedilatildeo das
feiccedilotildees da imagem com filtro (Figura 6B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem filtro (Figura
6A)
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
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Figura 6 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da
cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de filtragem (A) e apoacutes filtragem (B)
Fonte Autores
Na Figura 7 temos as imagens em composiccedilatildeo RGB ndash 543 correspondentes agrave
evoluccedilatildeo urbana de Alegre nos anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 Ao comparaacute-las
podemos observar um aumento significativo da mancha urbana este aumento pode ser
observado principalmente nas regiotildees sul e oeste da cidade
Figura 7 - Composiccedilatildeo RGB ndash 543 da aacuterea de estudo para os anos analisados
Fonte Autores
Na Figura 8 podemos observar as classificaccedilotildees realizadas pelo classificador Maxver
utilizando duas classes Aacuterea urbana (Azul) Natildeo urbana (Branco)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
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Figura 8 - Classificaccedilotildees da Aacuterea Urbana de Alegre para os anos analisados
Fonte Autores
A Tabela 2 mostra a exatidatildeo das classificaccedilotildees realizadas e as aacutereas correspondentes
agrave classe urbana para cada ano o iacutendice Kappa (Equaccedilatildeo (2)) variou de 093 a 098 Este
resultado pode ser considerado excelente de acordo com a Tabela 1
Tabela 2 -Exatidatildeo das classificaccedilotildees e aacutereas urbanas calculadas Fonte Autores
1985 1997 2001 2006 2011
Iacutendice Kappa 095 097 095 093 098
Aacuterea Urbana (km2) 805 968 771 1079 758
Apesar do alto iacutendice de desempenho das classificaccedilotildees eacute possiacutevel observar regiotildees de
confusatildeo na classificaccedilatildeo das amostras das duas classes Observando as aacutereas calculadas
percebemos que natildeo haacute um aumento contiacutenuo da aacuterea urbana nas classificaccedilotildees pois a aacuterea do
ano de 1997 foi maior que a aacuterea de 2001 que por sua vez eacute menor que a de 1985 e ainda a
aacuterea de 2011 eacute menor que a de 2006 isso possivelmente estaacute associado agrave confusatildeo do
algoritmo ao identificar as classes
Ao compararmos a ortofoto da aacuterea de estudo com a classificaccedilatildeo de 2011 (Figura 9)
podemos perceber regiotildees de solo exposto sombras aacutereas de vegetaccedilatildeo e estradas
classificadas como aacutereas urbanas Eacute possiacutevel observar tambeacutem a ocupaccedilatildeo irregular da cidade
principalmente em aacutereas proacuteximas a rios e em topo de morros que contribuem para
problemas urbanos de inundaccedilotildees e deslizamento de encostas
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
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Figura 9 - Comparaccedilatildeo da ortofoto do ano de 2007 (a esquerda) com a classificaccedilatildeo de 2011
(a direita) com foco na aacuterea urbana da cidade de Alegre - ES
Fonte Autores
Eacute possiacutevel observar um aumento significativo da aacuterea urbana da sede se compararmos
visualmente as imagens de 1985 e 2011 este aumento se daacute principalmente nas regiotildees de
periferia mas tambeacutem podemos observar um adensamento dos pixels na regiatildeo central da
sede diminuindo a quantidade de aacutereas arborizadas no centro como eacute possiacutevel observar na
Figura 10
Figura 10 - Detalhamento das imagens de 1985 e 2011 mostrando a classificaccedilatildeo da aacuterea
urbana
Fonte Autores
Estes resultados jaacute eram esperados e podem ser explicados como mostra o trabalho de
Correia et al (2007) devido agrave dificuldade em estabelecer essas classes temaacuteticas na resoluccedilatildeo
das imagens de sateacutelite utilizadas que por natildeo possuir um niacutevel de detalhe elevado possuem
uma limitaccedilatildeo para discriminar alvos com uma mistura de vaacuterios elementos como eacute o caso da
aacuterea urbana gerando impactos na resposta espectral das imagens refletindo assim na
caracterizaccedilatildeo dessas classesO fato de terem sido admitidas somente duas classes tambeacutem
pode ter influenciando no resultado da classificaccedilatildeo pois algumas amostras apresentaram
distribuiccedilatildeo bimodal no entanto o erro foi muito baixo (em torno de 5) minimizando este
problema Outro fator que tambeacutem pode ter influenciado no resultado eacute o tamanho das
amostras de treinamento do algoritmo
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
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Costa e Alves (2005) ao monitorar a expansatildeo urbana do municiacutepio de Campos dos
Goytacazes tambeacutem tiveram problemas devido agrave confusatildeo entre duas classes onde a textura
dos cordotildees litoracircneos se confundia com a textura da urbanizaccedilatildeo e concluiacuteram que era
necessaacuterio possuir um conhecimento preacutevio da aacuterea para realizar o estudo Isso mostra que a
interpretaccedilatildeo visual admitindo que o interprete possua um conhecimento preacutevio da aacuterea eacute
fundamental pois o classificador mesmo com amostras apresentando um desempenho
elevado ainda assim pode apresentar erros nos resultados
CONCLUSAtildeO
A metodologia utilizada para a anaacutelise multitemporal do crescimento da mancha
urbana de Alegre para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 efetuada no presente
trabalho mostrou-se eficiente tornando possiacutevel visualizar as transformaccedilotildees ocorridas no
intervalo de tempo de 26 anos Assim outros resultados poderiam ser encontrados caso a
anaacutelise fosse feita em outros periacuteodos e com diferentes intervalos
O software SPRING se mostrou uma boa ferramenta para se analisar as questotildees de
urbanizaccedilatildeo e por ser disponiacutevel gratuitamente serve como opccedilatildeo para o planejamento urbano
municipal com um baixo custo
Um estudo mais detalhado utilizando-se imagens com uma melhor resoluccedilatildeo espacial
e espectral e em diferentes periacuteodos diminuindo o intervalo de tempo entre imagens pode
obter dados para um planejamento urbano mais detalhado diminuindo assim os riscos
causados pela ocupaccedilatildeo de aacutereas indevidas
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Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
24
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Rio de Janeiro RJ
sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES
sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
25
Capiacutetulo 2
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a
prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
Faacutebio Cardoso de Souza Santossup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3
Juacutelia Sesana Maciel3 Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira4
INTRODUCcedilAtildeO
Desde os primoacuterdios na civilizaccedilatildeo Egiacutepcia o manganecircs jaacute era usado como parte do
composto quiacutemico para a produccedilatildeo de vidro Com o avanccedilo das civilizaccedilotildees esse elemento
passou a possuir outras aplicaccedilotildees tanto no setor metaacutelico quanto no natildeo-metaacutelico Das
diversas utilizaccedilotildees do manganecircs a mais importante seria a produccedilatildeo das ligas de accedilo
constituiacutedas pela mistura de ferro e manganecircs Outras ligas tambeacutem satildeo produzidas com a
combinaccedilatildeo do manganecircs com diferentes metais como as ligas de cobre zinco alumiacutenio
estanho e chumbo O manganecircs tem a propriedade de dessulfurizaccedilatildeo (retirada do enxofre) e
deoxidante tornando melhor as caracteriacutesticas fiacutesicas e quiacutemicas das ligas de accedilo (SAMPAIO
et al 2005)
Sabe-se que a induacutestria do accedilo absorve cerca de 92 de toda produccedilatildeo mundial do
mineacuterio de manganecircs natildeo sendo diferente no Brasil onde o uso tambeacutem eacute liderado pela
metalurgia (85) seguido da fabricaccedilatildeo de pilha (10) e a induacutestria quiacutemica (5) (COSTA
2004) No Estado do Espiacuterito Santo as jazidas de manganecircs ateacute o momento estatildeo localizadas
unicamente no municiacutepio de Guaccediluiacute com cerca de um milhatildeo de toneladas poreacutem a
prospecccedilatildeo deste elemento ainda estaacute em fase de pesquisa (DNPM 2013)
Tendo em vista a importacircncia do elemento manganecircs para a induacutestria se faz
necessaacuterio o investimento em pesquisas para o reconhecimento mapeamento e amostragens
desse elemento Do reconhecimento em campo ateacute a explotaccedilatildeo existem vaacuterias etapas que
utilizam diversas metodologias (PEREIRA 2012) entretanto o presente trabalho estaacute focado
na fase de reconhecimento de aacutereas que possuam favorabilidade para a presenccedila do manganecircs
utilizando a anaacutelise multicriteacuterio como ferramenta base do estudo
A anaacutelise multicriteacuterio eacute baseada em uma modelagem matemaacutetica utilizando
paracircmetros ponderados relacionados agrave aacuterea de estudo e ao bem mineral de interesse
envolvendo ainda paracircmetros correlacionados atraveacutes das observaccedilotildees analiacuteticas e de campo
Atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio satildeo gerados os mapas de favorabilidade que tem se mostrado
de grande valia no auxiacutelio de identificaccedilatildeo de aacutereas alvo na exploraccedilatildeode bens minerais
reduzindo o tempo e o custo com pesquisas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004)
A anaacutelise multicriteacuterio consiste em um conjunto de teacutecnicas que visam auxiliar um
agente decisor a tomar decisotildees acerca de um problema complexo ponderando e propondo
alternativas para solucionaacute-lo utilizando diferentes criteacuterios e pontos de vista preacute-
estabelecidos As decisotildees satildeo sempre pautadas com base nos criteacuterios considerados
relevantes para a resoluccedilatildeo do problema em questatildeo podendo existir diversos criteacuterios onde
cada um possui seu grau de importacircncia (JANUZZI et al 2009)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
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As teacutecnicas de geoprocessamento utilizadas na confecccedilatildeo dos mapas de favorabilidade
para ocorrecircncia de mineralizaccedilotildees como ouro chumbo zinco e cobre vecircm obtendo
resultados satisfatoacuterios ao longo das uacuteltimas deacutecadas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004) Em
contra partida ainda existem poucos estudos onde se aplica as teacutecnicas de anaacutelise de
favorabilidade para estudo de mineralizaccedilotildees de manganecircs
Este trabalho teve por objetivo geral identificar aacutereas que possuam alta favorabilidade
para a prospecccedilatildeo de manganecircs na porccedilatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo utilizando teacutecnicas
de geoprocessamento atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio mapeamento e anaacutelises de campo para
comprovar ou natildeo a veracidade dos dados obtidos com o geoprocessamento
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
A aacuterea de trabalho estaacute localizada na macrorregiatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo na
regiatildeo da divisa entre os estados do Rio de Janeiro Minas Gerais e Espiacuterito Santo Situasse
entre os municiacutepios de Guaccediluiacute Divino de Satildeo Lourenccedilo Dores do Rio Preto e Satildeo Pedro de
Rates (distrito de Guaccediluiacute) sendo delimitada pelas coordenadas UTM S 7698000 m e
7712000 m e E 206000 m e 218000 m (Figura 1)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo no Brasil e no Estado do Espiacuterito Santo
representada com as principais vias de acesso Fonte Autores
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL
CONTEXTO GEOLOacuteGICO
O arcabouccedilo geoloacutegico (Figura 2) da aacuterea eacute composto pelo complexo Juiz de Fora
Grupo Andrelacircndia Lineamento Guaccediluiacute rochas intrusivas gnaissificadas e depoacutesitos mais
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
27
jovens como aluviotildees coluacutevios pilhas ricas em caulim e outros resiacuteduos provenientes da
extraccedilatildeo de pegmatitos O Complexo Juiz de Fora eacute formado por ortopiroxecircnio-gnaisse de
composiccedilatildeo feacutelsica a maacutefica ortopiroxecircnio-clinopiroxecircnio-anfiboacutelio-gnaisse gnaisse
migmatiacutetico bandado migmatitos e gnaisses migmatizados Jaacute o Grupo Andrelacircndia eacute
composto por granada-biotita-gnaisse anfiboacutelio-biotita-gnaisse e gnaisse de composiccedilatildeo
predominantemente granodioriacutetica O Lineamento Guaccediluiacute eacute formado por anfiboacutelio-biotita
gnaisse milonitizado com ultramilonitos e milonitos E as rochas intrusivas gnaissificadas
satildeo os gnaisses tonaliacuteticos de Manhuaccedilu compostos por ortognaisses tonaliacuteticos
granodioriacutetico a trondhjemiacutetico com intercalaccedilotildees de anfiboacutelio-biotita gnaisse (HORN
2007)
Figura 2 - Destaque da aacuterea de estudo na Folha Espera Feliz - SF 24-V-A-IV
Fonte Modificado de HORN et al (2007)
GEOPROCESSAMENTO
O geoprocessamento ou processamento de dados geograacuteficos eacute feito atraveacutes de
teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais e realiza o tratamento de informaccedilotildees geograacuteficas em
ambiente virtual Em conjunto existe o sistema de informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) que eacute capaz
de simular a realidade do espaccedilo geograacutefico integrando informaccedilotildees espaciais (BALDOTTO
2014)
Dentro do ambiente computacional as caracteriacutesticas de uma determinada aacuterea podem
ser analisadas e manipuladas com diversas teacutecnicas A digitalizaccedilatildeo de dados reais possibilita
a geraccedilatildeo de mapas observacionais e o conjunto desses mapas observacionais depois de
manipulados geram os mapas analiacuteticos Os mapas analiacuteticos podem ser processados
utilizando operaccedilotildees algeacutebricas cumulativas como adiccedilatildeo multiplicaccedilatildeo e subtraccedilatildeo ou
atraveacutes de modelos loacutegicos como simultaneidade booleana possibilidade fuzzy e
probabilidade bayesiana onde seus produtos satildeo chamados de mapas fundidos e mapas
integrados respectivamente (SILVA 2003)
Rodrigues (2012) utilizou teacutecnicas de geoprocessamento a fim de realizar um estudo
sobre a mineralizaccedilatildeo de ouro no cinturatildeo de Gurupi Folha Centro Nova do Maranhatildeo
MAPA com o auxiacutelio da loacutegica fuzzy A aplicaccedilatildeo do meacutetodo permitiu identificar aacutereas de
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
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favorabilidade para a presenccedila de mineralizaccedilotildees auriacuteferas Grande parte das aacutereas destacadas
coincidiram com os jazimentos conhecidos comprovando a eficaacutecia do meacutetodo e dando maior
confiabilidade para as novas aacutereas indicadas pela modelagem
Cunha et al (2001) utilizaram o geoprocessamento na avaliaccedilatildeo da favorabilidade para
a prospecccedilatildeo mineral de cromo na regiatildeo de Pinheiros Altos no municiacutepio de Piranga em
Minas Gerais com auxiacutelio da teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico e obtiveram resultados
satisfatoacuterios conseguindo aacutereas coerentes para o modelo prospectivo adotado
Baldotto (2014) utilizou geoprocessamento e teacutecnicas de anaacutelise multicriteacuterio
aplicando loacutegica fuzzy booleana e teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico (AHP) para
delimitaccedilatildeo de aacutereas favoraacuteveis agrave prospecccedilatildeo de aacutegua subterracircnea no Sul do Estado do
Espiacuterito Santo As teacutecnicas se mostraram eficazes para o tipo de anaacutelise realizada permitindo
a integraccedilatildeo de dados geoloacutegicos que influenciam diretamente na disponibilidade de aacutegua em
sistemas aquiacuteferos cristalinos
Benda et al (2014) fizeram uso do geoprocessamento em conjunto com a loacutegica
fuzzy para criaccedilatildeo de zoneamento no Parque Estadual da Cachoeira da Fumaccedila-ES para fins
de conservaccedilatildeo Utilizaram como fatores os mapas de declividade uso do solo e massa de
aacutegua e tiveram como produto final o mapa de final de adequabilidade para conservaccedilatildeo A
metodologia empregada possibilitou a identificaccedilatildeo de aacutereas especiacuteficas e com maior
vulnerabilidade ao uso puacuteblico e permitiu um melhor direcionamento no trabalho dos
gestores com um menor custo financeiro ao poder estadual
ANAacuteLISE DE FAVORABILIDADE
A anaacutelise de favorabilidade eacute de fundamental importacircncia em um processo decisoacuterio
Atraveacutes desta anaacutelise eacute possiacutevel dividir o espaccedilo geograacutefico em parcelas hierarquizadas
segundo um grau de favorabilidade A favorabilidade pode ser medida por meio de valores
relativos ou probabiliacutesticos avaliando-se respectivamente a possibilidade ou a probabilidade
de ocorrecircncia de algum fator ou variaacutevel na aacuterea de interesse Essa teacutecnica vem sendo
aprimorada agrave medida que a tecnologia de SIG vai evoluindo e cada vez mais estaacute sendo
utilizada pela induacutestria mineral e por agecircncias do governo como um dos meios de menor
custo para avaliaccedilatildeo de aacutereas de interesse na exploraccedilatildeo de recursos minerais (ROCHA et al
2000)
Vidal et al (2005) descreveu a anaacutelise de favorabilidade como um meacutetodo diferente
dos demais onde ao inveacutes de analisar isoladamente cada variaacutevel amostrada os atributos
georreferenciados satildeo particionados em ceacutelulas e correlacionados espacialmente dando
origem aos mapas de favorabilidade Levando em consideraccedilatildeo a distribuiccedilatildeo espacial e a
coexistecircncia entre variaacuteveis e depoacutesitos a anaacutelise de favorabilidade torna possiacutevel inferir
quanto e de que modo cada variaacutevel mapeada estaacute associada ao processo e
consequentemente em que grau ele indica a existecircncia de um bem mineral
Para Rostirolla (1996) a utilizaccedilatildeo da anaacutelise de favorabilidade na prospecccedilatildeo
geoloacutegica estaacute fundamentada em um estudo estatiacutestico de fatores que viabilizam ou natildeo a
existecircncia de depoacutesitos minerais A base do estudo estaacute fundamentada na ponderaccedilatildeo e
associaccedilatildeo espacial de dados geoloacutegicos e geofiacutesicos com fins exploratoacuterios O intuito
principal dessa avaliaccedilatildeo eacute diminuir custo e tempo de pesquisa identificando aacutereas com maior
potencial para descobertas
Os criteacuterios utilizados nessa anaacutelise podem ser de natureza restritiva ou relativa Os
criteacuterios restritivos atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo responsaacuteveis
por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas Representam
restriccedilotildees absolutas ao que se deseja estudar e descartam todas as aacutereas que natildeo atendem a
alguma restriccedilatildeo que elas representam Estes criteacuterios satildeo sempre de caraacuteter booleano
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
29
representando ldquosimrdquo ou ldquonatildeordquo na anaacutelise Os criteacuterios relativos (escalonados) satildeo utilizados
para realccedilar ou diminuir a adequabilidade de uma alternativa especiacutefica para uma atividade
ou objeto definindo um determinado grau de aptidatildeo para a aacuterea considerada Os criteacuterios
escalonados definem regiotildees ou alternativas em termos de uma medida contiacutenua de
adequabilidade variando de 0 ateacute 255 onde zero possui adequabilidade nula e 255 a
adequabilidade maacutexima para o empreendimento analisado Estes criteacuterios satildeo sempre de
caraacuteter fuzzy (EASTMAN 2003 KOHAGURA 2007)
Dentro da anaacutelise fuzzy existem as funccedilotildees de pertinecircncia e podem ser de nove tipos
linear curva Z pi beta triangular trapezoidal gaussiana cautchy e sigmoide sendo a uacuteltima
mais utilizada nesse tipo de estudo por se adaptar melhor aos dados de origem ambiental
Esse tipo de funccedilatildeo sigmoidal pode ser monotocircnica crescente decrescente e simeacutetrica
(KOHAGURA 2007)
No estaacutegio em que eacute realizada a combinaccedilatildeo de dados para geraccedilatildeo da regra de
decisatildeo pode ser utilizada a anaacutelise multicriteacuterio onde diversos fatores com seus
determinados pesos de importacircncia satildeo combinados Saaty (1977 citado por MORETTI et al
2008) propocircs a utilizaccedilatildeo da teacutecnica de Processo Analiacutetico Hieraacuterquico (Analytic Hierarchy
Process ndash AHP) no auxiacutelio da decisatildeo de quais fatores satildeo mais importantes dentro do
determinado empreendimento visto sua relativa simplicidade de aplicaccedilatildeo e entendimento
Considerando que o decisor deveraacute executar a anaacutelise paritaacuteria entre os criteacuterios e entre os
subcriteacuterios a ferramenta utiliza-se da Escala Fundamental de Saaty (1977 citado por
MORETTI et al 2008) apresentando as opccedilotildees para esta comparaccedilatildeo que correlacionam
valores de acordo com o entendimento do operador (MORETTI et al 2008)
METODOLOGIA
Para a realizaccedilatildeo desse trabalho foram utilizados dados digitais vetores de curvas de
niacutevel e redes de drenagem adquiridos do Geobases (2002) mapa geoloacutegico de aacuterea de estudo
que foi digitalizado e modificado da Carta Geoloacutegica Folha Espera Feliz SF24-V-A-IV
(HORN 2007) mapa geoloacutegico regional e mapa de pontos ambos feitos com base nos dados
obtidos durante a etapa de campo
A metodologia adotada neste trabalho inclui a coleta e tratamento dos dados por meio
de aquisiccedilatildeo armazenamento e descriccedilatildeo para posterior anaacutelise em ambiente digital tanto de
arquivos vetoriais quanto matriciais de toda a regiatildeo do estudo (BALDOTTO 2014)
Na etapa inicial do trabalho foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica onde foram
consultadas informaccedilotildees preacute-existentes da aacuterea de estudo principalmente informaccedilotildees
geoloacutegicas e metodologia anaacuteloga a que foi utilizada
Na segunda etapa do trabalho foi realizado o geoprocessamento dos dados a geraccedilatildeo e
padronizaccedilatildeo dos fatores e restriccedilotildees e aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio Sendo esses itens
descritos nos seus respectivos sub-toacutepicos abaixo
ETAPA DE CAMPO
A etapa de campo foi realizada em um total de 11 dias entre os meses de setembro a
novembro de 2014 Essa etapa consistiu no caminhamento pela aacuterea descriccedilatildeo dos diversos
litotipos e tentativa de identificaccedilatildeo do manganecircs fazendo uso da aacutegua oxigenada que reage
na presenccedila de manganecircs gerando na superfiacutecie da rocha um fluido branco espumoso
GEOPROCESSAMENTO
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
30
Nessa etapa foram organizados e confeccionados todos os mapas necessaacuterios para a
realizaccedilatildeo do trabalho em ambiente de SIG O banco de dados inicial foi organizado com o
intuito de possuir o maacuteximo de informaccedilotildees e recursos para facilitar e acelerar os processos de
anaacutelises empregados neste trabalho
O mapa geoloacutegico e o mapa de pontos foram gerados com dados de campo atraveacutes de
anaacutelise de afloramento e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rocha O mapa de modelo digital de
elevaccedilatildeo foi elaborado utilizando as curvas de niacutevel da regiatildeo de estudo
GERACcedilAtildeO DE MAPAS DE RESTRICcedilAtildeO E FATORES
Foram definidas duas restriccedilotildees e trecircs fatores tendo como meta a geraccedilatildeo do mapa de
favorabilidade As restriccedilotildees atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo
responsaacuteveis por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas
sendo consideradas as Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes conforme os artigos 2deg e 3deg da
Resoluccedilatildeo ndeg 303 do CONAMA (2002) e as localidades fora do limite da aacuterea de estudo
Os trecircs fatores escolhidos foram padronizados em uma escala de adequabilidade que
varia de menos apto (0) a mais apto (255) e foi utilizado a teacutecnica de processo analiacutetico
hieraacuterquico (AHP) para a comparaccedilatildeo entre os fatores seguindo uma ordem de prioridade
sendo considerados na ordem de maior para menor importacircncia a litologia a declividade e a
cota
O fator litoloacutegico foi levado em consideraccedilatildeo pois a presenccedila da rocha eacute essencial para
geraccedilatildeo de qualquer depoacutesito mineral e o fator possui a finalidade de identificar as litologias
que apresentam composiccedilatildeo mineraloacutegica mais favoraacutevel para a formaccedilatildeo de depoacutesitos
lateriacuteticos Este fator foi realizado baseando-se no mapa geoloacutegico gerado atraveacutes de anaacutelises
em campo e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rochas Das oito litologias identificadas e descritas em
campo apenas duas foram encontradas associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs que
satildeo o leucognaisse e o biotitito Devido a essa caracteriacutestica essas duas litologias foram
consideradas com maiores graus de importacircncia dentro do fator entretanto como foram
encontrados mais depoacutesitos lateriacuteticos associados ao leucognaisse do que ao biotitito o grau
de importacircncia do leucognaisse foi considerado maior do que o do biotitito As outras
litologias que natildeo apresentaram associaccedilatildeo a depoacutesitos de manganecircs tiveram seu grau de
importacircncia calculado a partir da composiccedilatildeo mineraloacutegica da rocha visto que cada mineral
que compotildee a rocha pode ter ou natildeo na sua estrutura quiacutemica a presenccedila do elemento
manganecircs Na Tabela 1 estatildeo todas as litologias encontradas em campo com seus respectivos
valores de favorabilidade que foram atribuiacutedos seguindo a metodologia descrita acima
Quadro 1 - Normatizaccedilatildeo das classes litoloacutegicas Fonte Autores
Litologia Valor atribuiacutedo
Leucognaisse 255
Biotitito 200
Granada-Biotita Gnaisse 100
Granada-Biotita-Feldspato Protomilonito 100
Granada-Biotita-Piroxecircnio Gnaisse 100
Biotita-Piroxecircnio Granulito 50
Biotita Gnaisse 50
Leucogranito 50
O fator declividade tem como principal finalidade a identificaccedilatildeo de aacutereas planas
Biondi (2003) descreveu que para a geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos seja residual ou
supergecircnico independentemente de qual mineacuterio estaacute sendo estudado necessita-se de um
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
31
terreno com menor declividade para facilitar sua acumulaccedilatildeo Com estas informaccedilotildees o fator
declividade passa a ter um grau alto de importacircncia dentro da anaacutelise multicriteacuterio ficando
abaixo apenas do fator litoloacutegico
A normatizaccedilatildeo do mapa de declividade foi feita utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia
fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente onde as aacutereas planas e com ateacute 10 graus de
inclinaccedilatildeo foram consideradas de maacutexima adequabilidade (255) no momento em que o valor
da inclinaccedilatildeo ultrapassa os 10 graus essa adequabilidade decresce ateacute chegar ao valor miacutenimo
(0) onde a inclinaccedilatildeo eacute de 30ordm e acima deste valor de inclinaccedilatildeo a adequabilidade torna-se
nula Estes valores foram adotados levando-se em consideraccedilatildeo tudo o que foi estudado na
pesquisa bibliograacutefica em trabalhos como o de Biondi (2003) Neto e Costa (2010) e
Leonardi e Ladeira (2012) e observaccedilotildees realizadas em campo
Neto e Costa (2010) realizaram o mapeamento de unidades geomorfoloacutegicas da Bacia
do Rio Cauameacute-RR no qual foi possiacutevel identificar deposiccedilatildeo lateriacutetica onde a declividade
variava de 01 a 3 graus terrenos relativamente planos Esse estudo confirma a preacute-disposiccedilatildeo
da formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas
Leonardi e Ladeira (2012) fizeram uma anaacutelise hipsomeacutetrica da Regiatildeo Nordeste do
Quadrilaacutetero Ferriacutefero-MG associado ao material de origem Nesse estudo foi possiacutevel
evidenciar na base do Complexo Alegria uma superfiacutecie plana que ultrapassou oito
quilocircmetros de extensatildeo com declividade inferior a 5ordm que estaacute associada agrave Crosta Lateriacutetica
de Ferricrete Contiacutenua Sendo estaacute mais uma evidecircncia da preacute-disposiccedilatildeo da formaccedilatildeo de
depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas
O fator cota teve como objetivo a identificaccedilatildeo de aacutereas cujas cotas estatildeo proacuteximas de
mil metros de altitude geralmente topo de morros pois para haver a formaccedilatildeo e
desenvolvimento de depoacutesitos lateriacuteticos eacute necessaacuterio que o ambiente gerador possua alguns
paracircmetros essenciais como alta taxa de pluviosidade atuando na lixiviaccedilatildeo relevo pouco
inclinado para minimizar a accedilatildeo erosiva resultante da alta pluviosidade alta taxa de
percolaccedilatildeo de aacutegua para mobilizar a mateacuteria lixiviada e por fim cotas topograacuteficas elevadas
em relaccedilatildeo ao niacutevel de base regional sendo essencial para promover uma taxa contiacutenua nos
processos citados acima (ALEVA 1994) Devido a esta caracteriacutestica de condicionar uma
taxa contiacutenua nos processos essenciais para geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos o fator cota estaacute
presente na anaacutelise multicriteacuterio deste trabalho possuindo um grau de importacircncia inferior ao
fator litoloacutegico e ao fator declividade poreacutem sendo fundamental para comprovar a eficaacutecia do
estudo
A normatizaccedilatildeo do fator cota foi realizada utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia fuzzy
sigmoidal monotocircnica crescente onde aacutereas inferiores a 600 metros foram consideradas de
adequabilidade miacutenima (0) agrave medida que o valor da cota sobe a adequabilidade cresce ateacute
atingir a cota de 800 metros onde a adequabilidade torna-se maacutexima (255) e com isso todas
cotas acima de 800 metros possui adequabilidade maacutexima Para definiccedilatildeo dos valores
adotados nesse fator levou-se em consideraccedilatildeo as observaccedilotildees realizadas em campo revisatildeo
bibliograacutefica sobre depoacutesitos lateriacuteticos e trabalhos como o de Morais et al (2002) e Oliveira
et al (2009)
Atraveacutes do Processo Analiacutetico Hieraacuterquico foram gerados os pesos onde seus valores
foram atribuiacutedos de acordo com o seu grau de importacircncia utilizando como base a escala
fundamental de Saaty (1977 citado por MORETTI et al 2008) Sendo assim ficou
estabelecido que o fator litoloacutegico eacute moderadamente mais importante que o fator declividade
o fator declividade eacute moderadamente mais importante que o fator cota e o fator litoloacutegico eacute
fortemente mais importante que o fator cota Com os fatores normatizados e os seus
respectivos pesos calculados os mapas foram agrupados utilizando a Combinaccedilatildeo Linerar
Ponderada onde os fatores foram multiplicados pelos seus pesos e em seguida somados para
geraccedilatildeo do mapa de adequabilidade Como no presente trabalho foi utilizada restriccedilatildeo o
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
32
procedimento foi alterado e a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo de fatores
foi multiplicada pela restriccedilatildeo gerando o mapa de adequabilidade final
Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo par-a-par entre fatores Fonte Autores
Fator Litologia Declividade Cota
Litologia 1
Declividade 13 1
Cota 15 13 1
Na Tabela 3 estatildeo os valores correspondentes aos pesos calculados atraveacutes do processo
analiacutetico hieraacuterquico utilizando a matriz de comparaccedilatildeo Os pesos demostram a influecircncia de
cada fator no mapa final de adequabilidade Onde o fator litoloacutegico representou cerca de 64
no valor final da anaacutelise o fator declividade contribuiu com aproximadamente 26 e o fator
cota representou 10 A proporccedilatildeo de consistecircncia eacute um valor que mostra o erro obtido no
caacutelculo da matriz de comparaccedilatildeo e neste caso o erro foi de 003 estando dentro do limite
aceitaacutevel de 01
Quadro 3 - Resultado dos pesos calculados para cada fator Fonte Autores
Fator Peso
Litoloacutegico 064
Declividade 026
Cota 010
Com o mapa final de adequabilidade gerado foi possiacutevel comparar os resultados
obtidos atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio com os dados coletados em campo E assim discutir
sobre a confiabilidade da ferramenta de anaacutelise multicriteacuterio na obtenccedilatildeo de aacutereas com alta
adequabilidade para prospecccedilatildeo de depoacutesitos de manganecircs
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Como resultados foram obtidos os mapas de fatores que indicam como cada fator
influenciou no mapa final e utilizando esses mapas separadamente eacute possiacutevel discutir sobre a
importacircncia de cada fator na anaacutelise Entretanto quando eacute realizada a integraccedilatildeo dos mapas
na anaacutelise multicriteacuterio em um uacutenico mapa torna-se mais faacutecil o julgamento das aacutereas de
acordo com a adequabilidade
A Figura 3 conteacutem os mapas de fatores e restriccedilotildees utilizados nesse trabalho O fator
litoloacutegico apresentou grande favorabilidade na regiatildeo centro norte devido essa aacuterea ser
composta principalmente por rochas do tipo leucognaisse e biotitito que geralmente estatildeo
associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs O restante da aacuterea apresentou favorabilidade
variando de meacutedia agrave baixa devido agrave composiccedilatildeo das rochas e os valores atribuiacutedos a cada
uma delas
O leucognaisse foi considerado de muito alta favorabilidade em relaccedilatildeo agrave formaccedilatildeo de
depoacutesitos lateriacuteticos visto que a maior parte dos depoacutesitos encontrados em campo estatildeo
associados a esse tipo rochoso A litologia biotitito foi classificada com alta favorabilidade agrave
formaccedilatildeo de depoacutesito lateriacutetico uma vez que alguns depoacutesitos lateriacuteticos foram encontrados
associados a esta rocha Os litotipos granada biotita gnaisse granada biotita feldspato
protomilonito e granada biotita piroxecircnio gnaisse foram considerados de meacutedia
favorabilidade pois apesar de natildeo ter sido observado em campo qualquer associaccedilatildeo destes
litotipos com depoacutesitos lateriacuteticos a composiccedilatildeo mineraloacutegica destas rochas podem permitir a
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
33
formaccedilatildeo de algum tipo de depoacutesito de manganecircs lembrando que natildeo eacute apenas a mineralogia
que determina a formaccedilatildeo de depoacutesitos
As rochas biotita piroxecircnio gnaisse biotita gnaisse e Leucogranito foram classificadas
com baixa favorabilidade uma vez que a composiccedilatildeo mineraloacutegica das mesmas dificilmente
permitiraacute a formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs
O fator cota ficou evidenciado uma grande adequabilidade indo desde a parte central
ateacute o topo norte do mapa Da porccedilatildeo central ateacute a base sul do mapa a adequabilidade ficou
bem dividida variando de alta a nula Resultados esses jaacute esperados para esse fator visto que
a regiatildeo de estudo e bastante montanhosa estando sempre bem acima do niacutevel meacutedio do mar
Jaacute porccedilotildees com baixa ou nula adequabilidade estatildeo associadas as aacutereas mais baixas
simplesmente pela geomorfologia ou em alguns casos a canais de drenagem que ao longo do
tempo vatildeo dissecando o relevo e tornando-o mais baixo
O fator declividade como esperado apresentou uma grande quantidade de aacutereas com
alta adequabilidade e boa distribuiccedilatildeo visto que apesar da regiatildeo de estudo estaacute contida em
cotas elevadas o relevo predominante eacute pouco acidentado e os topos de morros satildeo mais
aplainados
A restriccedilatildeo hidrograacutefica estaacute presente neste trabalho com o intuiacutedo de identificar e
restringir todas as regiotildees que fazem parte das Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes em aacutereas
de Mata Ciliar A restriccedilatildeo foi realizada isolando um raio de 50 metros no entorno de
qualquer corpo drsquoaacutegua visto que dentro destas regiotildees eacute proibida a realizaccedilatildeo de estudos
prospectivos (CONAMA 2002)
Figura 3 - Mapas de Fatores e Restriccedilotildees (A) Fator Litoloacutegico (B) Fator Cota (C) Fator
Declividade (D) Restriccedilatildeo Hidrograacutefica Fonte Autores
No mapa final de adequabilidade (Figura 4A) observa-se que a aacuterea mais favoraacutevel
(255) agrave prospecccedilatildeo de manganecircs proposta por este trabalho estaacute localizada na parte superior
do mapa distribuiacuteda de leste a oeste poreacutem eacute possiacutevel encontrar outras regiotildees como na parte
central do mapa e uma pequena porccedilatildeo na regiatildeo sudoeste que embora obtivessem
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
34
adequabilidade um pouco mais baixa (200-160) ainda possuem valores satisfatoacuterios O
restante do mapa apresentou uma adequabilidade variando de meacutedia (130) e baixa (50) A alta
adequabilidade encontrada na parte superior do mapa ocorre devido ao substrato rochoso ser
composta por leucognaisse rocha com maior peso de importacircncia dentro do fator litoloacutegico
que por sua vez eacute o fator de maior influecircncia dentro da anaacutelise e por essa regiatildeo apresentar as
maiores cotas da aacuterea de estudo Algumas regiotildees que possuem alta adequabilidade para os
fatores declividade e cota obtiveram uma adequabilidade variando de meacutedia (130) a baixa
(50) isto porque o fator litoloacutegico que teve o maior peso na anaacutelise alcanccedilou baixa
adequabilidade nessas aacutereas do mapa As porccedilotildees no mapa que apresentaram adequabilidade
nula satildeo aquelas onde as restriccedilotildees foram atuantes neste caso os corpos hiacutedricos
A etapa de campo obteve como produto um mapa de pontos (Figura 4B) onde foram
constatados pontos com a presenccedila de manganecircs pontos de depoacutesitos de manganecircs jaacute
descritos por outras literaturas e pontos que natildeo possuiacuteam a presenccedila do manganecircs Vale
salientar que a descriccedilatildeo de um ponto representa natildeo somente as caracteriacutesticas daquele exato
local mas tambeacutem do seu entorno A geraccedilatildeo deste mapa teve com intuiacutedo facilitar a
amostragem dos pontos que possuem a presenccedila de manganecircs e comparaacute-lo com o mapa de
adequabilidade final
Ao analisar o mapa de adequabilidade eacute possiacutevel perceber que todos os pontos
descritos em campo que possuiacuteam a presenccedila de manganecircs estatildeo associados a uma alta
adequabilidade Eacute importante explicar que ao fazer o caminhamento de campo procurasse
sempre utilizar rotas de mais faacutecil acesso para percorrer a aacuterea como por exemplo as redes de
drenagem No caso deste trabalho essa metodologia de caminhamento acabou acarretando
controveacutersia no momento de anaacutelise do mapa final pois pontos nos quais ficou comprovada a
presenccedila de manganecircs estatildeo situados tanto dentro de porccedilotildees de alta adequabilidade quanto de
adequabilidade nula isto devido aos pontos terem sido coletados proacuteximos agraves drenagens e o
sistema hidrograacutefico da regiatildeo ser considerado uma restriccedilatildeo de acordo com CONAMA
(2002) Essa controveacutersia natildeo diminui a comprovaccedilatildeo da eficaacutecia da ferramenta da anaacutelise
multicriteacuterio visto que os pontos representam uma aacuterea muito maior do que aquele exato
local onde o ponto foi descrito e a malha de restriccedilatildeo hidrograacutefica natildeo nega a presenccedila do
manganecircs apenas restringe a exploraccedilatildeo mineral por se tratar de uma aacuterea de preservaccedilatildeo
permanente
No mapa de adequabilidade foi utilizada uma simbologia com a forma de um ciacuterculo
vazado nos pontos que tiveram a presenccedila de manganecircs comprovada com o intuiacutedo de
representar melhor a aacuterea de influecircncia de cada ponto e tornar mais clara essa possiacutevel
controveacutersia ao se analisar o mapa Os pontos que possuem a presenccedila do manganecircs
identificados na Folha Espera Feliz ndash SF 24-V-A-IV (HORN 2007) foram associados a uma
adequabilidade variando de alta a meacutedia resultados que reforccedilam a eficaacutecia da anaacutelise
multicriteacuterio como uma ferramenta eficaz para prospecccedilatildeo de manganecircs na regiatildeo proposta
No mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel observar que 60 de todos os pontos que
possuem a presenccedila de manganecircs independente se satildeo pontos vistos em campo ou pontos
obtidos por meio de outras literaturas estatildeo localizados em regiotildees de alta adequabilidade
(255 ateacute 200) e os 40 restantes estatildeo localizados em porccedilotildees de meacutedia adequabilidade (130)
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
35
Figura 4 - A) Mapa de adequabilidade final com os pontos de amostragem e drenagens (azul)
com isolamento de 50 metros (branco) delimitando a restriccedilatildeo hidrograacutefica de acordo com
CONAMA (2002) B) Mapa com discriminaccedilatildeo de pontos onde natildeo foi constatada a presenccedila
de manganecircs (pontos pretos) pontos que possuiacuteam manganecircs (pontos vermelhos) e pontos
buscados na literatura que jaacute tinham identificaccedilatildeo de presenccedila de manganecircs (pontos verdes)
Fonte Autores
CONCLUSAtildeO
A utilizaccedilatildeo das teacutecnicas de geoprocessamento se mostrou eficaz para o tipo de estudo
realizado permitindo a integraccedilatildeo de diferentes tipos de dados que influenciam diretamente
na formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos
Analisando o mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel afirmar que o objetivo no qual
seria a avaliaccedilatildeo de aacutereas para a prospecccedilatildeo de manganecircs obteve resultados satisfatoacuterios visto
que na regiatildeo escolhida para o estudo cerca de 30 da aacuterea apresenta alta adequabilidade
(255 ateacute 200) 40 possui meacutedia adequabilidade (aproximadamente 130) e apenas 30 da
aacuterea ficou caracterizada por uma baixa adequabilidade (de 50 ateacute 0)
A anaacutelise multicriteacuterio pode ser considerada uma ferramenta que possui resultados
satisfatoacuterios quando utilizada com criteacuterios embasados aleacutem disso trata-se de uma
metodologia de baixo custo e faacutecil aplicabilidade cujos resultados podem minimizar o custo e
o tempo da fase de prospecccedilatildeo e pesquisa
O mapa de favorabilidade final apesar de ter resultados aceitaacuteveis poderaacute ser refinado
futuramente quando novos dados forem obtidos em campo acrescentando-se novos fatores
como por exemplo anaacutelises geoquiacutemicas e pedologia
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CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
38
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Engenharia Civil Universidade Federal de Viccedilosa Viccedilosa
MG
sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da
Sauacutede Alegre ES 3 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
39
Capiacutetulo 3
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura
de taludes em atividades de mineraccedilatildeo
Laacutezaro Correcirca Marcellinosup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Julio Almeida Moreira2 Carlos
Henrique Rodrigues de Oliveira3
INTRODUCcedilAtildeO
O planejamento geoteacutecnico na mineraccedilatildeo torna-se um fator de extrema importacircncia
pois as consequecircncias de um mau planejamento podem colocar em risco o empreendimento
mineiro Uma vez que se impotildee a exploraccedilatildeo do bem mineral em diferentes frentes de avanccedilo
tem-se notado um avanccedilo dos limites da cava cada vez mais extremos portanto criam-se
problemas geoteacutecnicos cada vez mais complexos
Com isso os desafios ao longo dos anos satildeo maiores pois aleacutem de se observar uma
tendecircncia no aprofundamento das cavas exige-se a adoccedilatildeo de meacutetodos geoteacutecnicos e
tecnoloacutegicos que possibilitem de forma segura e econocircmica a lavra da substacircncia de
interesse (REIS 2011)
Existem tambeacutem vaacuterios fatores que contribuem para a instabilidade de taludes uma
vez que iniciada a lavra os taludes possuem um caraacuteter temporaacuterio por isso adota-se fatores
de seguranccedila menores quando comparados a obras civis Apresentam tambeacutem instabilidade
derivada das vibraccedilotildees nos maciccedilos relacionadas as detonaccedilotildees e ao constante traacutefego de
veiacuteculos pesados sobre as bancadas por isso torna-se mais difiacutecil a previsatildeo desses eventos de
ruptura (PARDO 2009)
A deflagraccedilatildeo de um rompimento de talude pode estar condicionada a esses fatores
fiacutesicos predisponentes supracitados onde o grande desafio da comunidade cientiacutefica estaacute
relacionado a prever quantificar qualificar e temporizar o momento de ruptura do talude A
necessidade de melhorias no planejamento geoteacutecnico aliados a teacutecnicas geomorfoloacutegicas
hidroloacutegicas geoambientais e geoloacutegicas dentro da mineraccedilatildeo eacute um fator importante na
mitigaccedilatildeo de possiacuteveis desastres contra a vida ao meio ambiente perda de material e
prejuiacutezos econocircmicos incalculaacuteveis ao empreendimento aleacutem da necessidade de atender a
legislaccedilatildeo vigente que conteacutem diversas exigecircncias
Assim do ponto de vista geoteacutecnico a estabilidade de taludes associado ao sistema de
informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) constitui ferramenta essencial na definiccedilatildeo da geometria da
cava aleacutem de mitigar os riscos supracitados durante a atividade de lavra (GOMES et al
2005) Logo o presente trabalho possui como objetivo o desenvolvimento de mapa litoloacutegico
e de lineamentos utilizando loacutegica fuzzy para utilizaccedilatildeo na anaacutelise de susceptibilidade de
talude em uma atividade de mineraccedilatildeo de ferro no Quadrilaacutetero Ferriacutefero (QF)
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
A aacuterea de estudo insere-se na regiatildeo do QF o qual eacute uma Proviacutencia Mineral que
possui este nome em funccedilatildeo do arranjo geomeacutetrico de sua morfoestrutura que se assemelha a
um quadrado Localiza-se na porccedilatildeo centro-sudeste do Estado de Minas Gerais e perfaz uma
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
40
aacuterea de aproximadamente 7000 Kmsup2 abrangendo os municiacutepios de Sabaraacute Santa Baacuterbara
Mariana Congonhas Ouro Preto Joatildeo Monlevade Rio Piracicaba Itauacutena e Itabira entre
outros 21 municiacutepios (Figura 1)
As principais vias de acesso agraves cidades satildeo pelas rodovias federais BR-262 e BR-361
e rodovias estaduais MG-129 MG-030 MG-040 entre outras Outra forma de acesso ao QF
se daacute pela Estrada de Ferro Vitoacuteria Minas (EFVM) onde quase toda produccedilatildeo das minas de
mineacuterio de ferro eacute escoada ateacute o Porto de Tubaratildeo em Vitoacuteria (ES)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo das principais minas da VALE SA no QF Fonte Modificado de
Costa (2008)
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL
Segundo Caputo (1983) talude compreende quaisquer superfiacutecies inclinadas que
limitam um maciccedilo de terra de rocha ou ambos Podem ser naturais casos das encostas ou
artificiais como os taludes de cortes e aterros Satildeo limitados na parte superior por uma Crista
ou Topo e na parte inferior por um ldquoPeacuterdquo como mostrado na Figura 2
Figura 2 - Elementos geomeacutetricos que compotildee um talude e satildeo utilizados para o
dimensionamento do mesmo Fonte Dyminski (2007)
Contudo considerando a estabilidade de taludes em atividade de mineraccedilatildeo os
elementos geomeacutetricos de um talude tornam-se um pouco mais complexos pois a cava final
de mina dependeraacute da conformaccedilatildeo dos taludes das rampas de acesso ao mineacuterio dos acircngulos
entre as vaacuterias bancadas existentes e da altura dos taludes Para uma cava ser operacionalizada
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41
e garantir a seguranccedila geoteacutecnica da mina deve conter necessariamente os seguintes
elementos geomeacutetrico (Figura 3)
Figura 3 - Elementos geomeacutetricos para o dimensionamento dos taludes de uma cava Fonte
Relatoacuterio Interno da Empresa (2013)
MEacuteTODOS DE ANAacuteLISE DE ESTABILIDADE DE TALUDES
A anaacutelise de estabilidade de taludes nos permite verificar a possibilidade de
escorregamento de taludes analisando-se as influecircncias relativas aos paracircmetros como
exemplo paracircmetros de resistecircncia litologia dentre outros que visam obter um estudo para
um melhor entendimento dos mecanismos de ruptura citados anteriormente As teacutecnicas de
anaacutelise de estabilidade podem ser divididas em grandes grupos que satildeo as anaacutelises
probabiliacutesticas anaacutelises determiniacutesticas e anaacutelises heuriacutesticas Sendo que a anaacutelise
probabiliacutestica requer conhecimento das distribuiccedilotildees de probabilidade ou das funccedilotildees de
densidade das variaacuteveis aleatoacuterias do problema ou seja a definiccedilatildeo da probabilidade de
ruptura ver Figura 4 (DYMINSKI 2007)
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
42
Figura 4 - Representaccedilatildeo probabiliacutestica das tensotildees atuantes e resistentes Fonte Dyminski
(2007)
A anaacutelise probabiliacutestica distingue-se da determiniacutestica por considerar a variabilidade
dos paracircmetros de caacutelculo particularmente a dispersatildeo natural para isto tem que ser
conhecida uma distribuiccedilatildeo de valores para cada paracircmetro (variaacuteveis aleatoacuterias) obtendo ou
assumindo uma distribuiccedilatildeo de probabilidade para o fator de seguranccedila As anaacutelises
probabiliacutesticas satildeo essenciais para a confecccedilatildeo de Mapas de Potencial de Ruptura Mapas de
Risco de Ruptura Mapas de Ocupaccedilatildeo de solos dentre outros (MONTOYA 2013)
As anaacutelises determiniacutesticas por sua vez buscam a quantificaccedilatildeo da estabilidade por
meio de fator numeacuterico que nos permitiraacute avaliar a respectiva seguranccedila se eacute ou natildeo estaacutevel
Sendo assim as anaacutelises determiniacutesticas satildeo baseadas em modelos fiacutesicos e buscam calcular
um fator ou coeficiente de seguranccedila (FS) As anaacutelises determiniacutesticas possuem diversos
meacutetodos sendo eles os de anaacutelise limite anaacutelise de tensatildeodeformaccedilatildeo e anaacutelise de
equiliacutebrio limite (MESQUITA 2013)
O meacutetodo de equiliacutebrio limite eacute tradicionalmente o mais utilizado para a determinaccedilatildeo
do FS pois estuda o equiliacutebrio de uma massa potencialmente instaacutevel Entende-se entatildeo que
estes meacutetodos se resumem a uma comparaccedilatildeo entre forccedilas que tendem a provocar movimento
ao longo de uma superfiacutecie de ruptura e forccedilas que contrariamente se opotildeem a este
movimento
ANAacuteLISES DE RISCO
Com objetivo de normatizar a terminologia aplicada aos estudos de aacutereas geoloacutegicas e
geoteacutecnicas Varnes (1984) propocircs uma definiccedilatildeo formal para diferentes sentidos de riscos
como risco especiacutefico hazard e vulnerabilidade
No Brasil os pioneiros a propor uma normatizaccedilatildeo foram Augusto Filho et al (1990)
que debateram tanto no acircmbito nacional quanto internacional termos conceitos e
nomenclatura associados ao termo Risco Atualmente os conceitos mais usuais satildeo aqueles
recomendados pelas associaccedilotildees das categorias como Australian Geomechanics Society
(AGS) International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (ISSMGE)
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International Society for Rock Mechanics (ISRM) Associaccedilatildeo Brasileira de Geologia de
Engenharia e Ambiental (ABGE) e da ISO 31000 (CORTELETTI 2014)
Ainda assim existe pouca unicidade acerca do tratamento dos conceitos e problemas
sobre a avaliaccedilatildeo de risco muitas vezes enfrentando barreiras quanto agrave avaliaccedilatildeo de
incertezas em Geotecnia e avaliaccedilatildeo de risco
GEOPROCESSAMENTO
Teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais que leva em consideraccedilatildeo o processamento
de dados geograacuteficos satildeo conhecidas como geoprocessamento Segundo algumas definiccedilotildees
adotadas por Menezes (2012) as ferramentas computacionais utilizadas em geoprocessamento
permitem realizar anaacutelises complexas atraveacutes de Sistemas de informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG)
SIG por sua vez satildeo sistemas de informaccedilotildees construiacutedos especialmente para armazenar
analisar e manipular dados geograacuteficos
Os SIG tecircm se tornado cada vez mais usuais pois as teacutecnicas computacionais se
tornam cada vez mais complexas e com melhor desempenho possibilitando entatildeo confrontar
dados distintos para produzir o resultado desejado com mais facilidade Confrontar mapas
com diferentes informaccedilotildees permitindo gerar um novo mapa eacute uma ferramenta de grande
eficiecircncia pois o mesmo auxilia no planejamento nas tomadas de decisotildees e reduz a
ambiguidade de interpretaccedilotildees (MENEZES 2012)
Visando desenvolver um trabalho englobando teacutecnicas de geoprocessamentos junccedilatildeo
de mapas e teacutecnicas estatiacutesticas utilizou-se os SIG para aplicar teacutecnicas de anaacutelise
multicriteacuterio e loacutegica fuzzy
CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL
A aacuterea de estudo se insere em uma regiatildeo localizada a leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero
(QF) fazendo parte da Sinclinal de Alegria e situada regionalmente na porccedilatildeo sul do Craacuteton
Satildeo Francisco nas proximidades de Mariana e Ouro Preto (REIS et al 2000 ROESER e
ROESER 2010)
CONTEXTO GEOTECTOcircNICO
A parte leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero eacute constituiacuteda por rochas da regiatildeo cratocircnica
retrabalhadas tectonicamente durante o Evento Brasiliano (06-05 Ga) que resultou na
formaccedilatildeo da Faixa Araccediluaiacute e das demais faixas orogecircnicas que delimitam a borda deste
Cratoacuten (Figura 2) contendo resquiacutecios da orogenia Transamazocircnica (UHLEIN et al 1998)
ESTRATIGRAFIA DO QUADRILAacuteTERO FERRIacuteFERO
Alkmim e Marshak (1998) e Alkmim e Noce (2006) subdividiram o Quadrilaacutetero
Ferriacutefero segundo a coluna estratigraacutefica mostrada na Figura 5 Sendo este constituiacutedo por
quatro unidades litoestratigraacuteficas principais sendo elas O Embasamento Cristalino o
Supergrupo Rio das Velhas de idade arqueana o Supergrupo Minas e o Grupo Itacolomi de
idade paleo-proterozoacuteica
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
44
Figura 5 - Coluna estratigraacutefica da regiatildeo do Quadrilaacutetero Ferriacutefero Fonte Modificada de
Alkmim e Marshak (1998)
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45
METODOLOGIA
MATERIAIS
Foram utilizados os seguintes materiais
bull Software ArcGis 101 para confecccedilatildeo do mapa litoloacutegico
bull Relevo Sombreado para fotointerpretaccedilatildeo dos lineamentos
bull Software Idrisi Selva 170 para aplicaccedilatildeo da loacutegica fuzzy do mapa de lineamentos
bull Relatoacuterio interno disponibilizado pela empresa
MEacuteTODOS
De iniacutecio realizou-se um levantamento bibliograacutefico com aquisiccedilatildeo de informaccedilotildees
paracircmetros e mapas fornecidos pela literatura disponiacutevel e empresas privadas seguido da
confecccedilatildeo dos mapas
A pesquisa bibliograacutefica sobre o tema de estudo se deu por meio de consulta em livros
artigos e documentos fornecidos por empresas e levantamento de base de dados cartograacuteficos
disponiacuteveis na internet Tambeacutem foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica a respeito da
geologia local e regional da aacuterea tendo como base os artigos de Alkmim e Marshak (1998)
Essa fase tambeacutem se fez importante para o levantamento de informaccedilotildees conceituais
onde embasaram a definiccedilatildeo dos pesos para cada classe dos mapas gerados de acordo com a
literaturaObteve-se entatildeo informaccedilotildees estruturais e geoloacutegicas da regiatildeo do QF em minas
privadas de mineacuterio de ferro
Os trabalhos de Gomes (2009) Corteletti (2014) e Alves (2014) aplicam metodologias
semelhantes para a determinaccedilatildeo e anaacutelise de suscetibilidade vulnerabilidade de risco a
movimentos de massa para ferrovias e Montoya (2013) aplica uma metodologia semelhante
para rodovias Dos trabalhos destes autores pode-se tirar contribuiccedilatildeo na definiccedilatildeo de quais
mapas seriam gerados
Assim a partir dos paracircmetros e dados levantados geraram-se o mapa litoloacutegico e de
lineamentos e definiram-se pesos para sua utilizaccedilatildeo na anaacutelise de estabilidade de taludes em
aacuterea de mineraccedilatildeo
Mapa Litoloacutegico
O mapa litoloacutegico proposto teve como base o de Menezes (2012) e relatoacuterios teacutecnicos
A divisatildeo da litologia corresponde ao tipo de rocha que compotildee o maciccedilo rochoso Esta
classificaccedilatildeo foi feita a partir de paracircmetros como a composiccedilatildeo mineraloacutegica origem e
estrutura da rocha
Contudo nem sempre a classificaccedilatildeo litoloacutegica consegue mostrar a variedade que uma
rocha apresenta em mesmo local Portanto torna-se necessaacuterio a definiccedilatildeo da rocha de acordo
com caracteriacutesticas peculiares seja estrutura composiccedilatildeo mineraloacutegica ou fatores de coesatildeo
No Mapa Litoloacutegico foram definidas oito litologias Rochas Intrusivas (IN) Itabirito
Compacto (IC) Itabirito Friaacutevel (IF) Itabirito Manganesiacutefero (IM) Hematita Compacta (HE)
Filito (FL) Quartizito (QT) e Xisto (XI)
Os pesos atribuiacutedos atraveacutes da reclassificaccedilatildeo foram definidos de acordo com o tipo de
litologia e suas caracteriacutesticas ou seja rochas mais intemperizadas e que apresentam um
menor coeficiente de resistecircncia tiveram valores maiores Foi levado em consideraccedilatildeo ainda o
grau de coesatildeo e competecircncia da rocha Para a atribuiccedilatildeo dos pesos litoloacutegicos levou-se em
consideraccedilatildeo o conhecimento do autor aleacutem das caracteriacutesticas citadas anteriormente
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
46
Rochas como as Intrusivas (IN) Filito (FL) Xisto (XI) e Itabiro Friaacutevel (IF)
apresentam uma condiccedilatildeo mais propensa a baixa resistecircncia devido ao intemperismo do que
as rochas que possuem um melhor grau de coesatildeo (Tabela 1)
Tabela 1 - Valores atribuiacutedos para cada classe litoloacutegica Fonte Autores
Classes Litoloacutegicas Valor atribuiacutedo
Quartizito (QT) 20
Hematita Compacta (HE) 50
Itabirito Compacto (IC) 80
Itabirito Manganesiacutefero
(IM)
110
Itabirito Friaacutevel (IF) 140
Filito (FL) 170
Xisto (XI) 200
Intrusiva (IN) 255
Mapa de Lineamentos
A geraccedilatildeo do mapa de lineamentos consistiu na fotointerpretaccedilatildeo de padrotildees de
lineamentos presentes no entorno e dentro da aacuterea de estudo Esses padrotildees foram
interpretados em uma imagem de relevo sombreado gerado pelo Modelo Digital de Terreno
(MDT) Apoacutes essa fotointerpretaccedilatildeo pode-se gerar o mapa de lineamentos no formato
vetorial Sendo este mapa posteriormente utilizado para gerar o mapa fuzzy de lineamentos
O mapa de lineamentos foi gerado a partir da aplicaccedilatildeo da funccedilatildeo fuzzy sigmoidal
decrescente do software Idrisi pois estaacute funccedilatildeo eacute a mais utilizada em anaacutelises geoambientais
com pontos de controle em 20 e 100 o que indica que valores ateacute 20 metros de distacircncia dos
lineamentos tecircm adequabilidade maacutexima e agrave partir de 20 metros decaem sigmoidalmente ateacute
100 metros onde a adequabilidade eacute miacutenima
Segundo alguns de estudos feitos por Huallanca (2004) e Hoek e Bray (1981)
dependendo da densidade de lineamentos ou da distacircncia que apresentam entre si e do
comportamento dos mesmos esses padrotildees comportam-se como zonas de fraqueza presentes
no maciccedilo podendo influenciar na resistecircncia do mesmo Saacute (2010) realizou um estudo
semelhante em uma cava de mineraccedilatildeo de ferro e observou que ocorrem rupturas em grande
escala em regiotildees que apresentam alta densidade de padrotildees de lineamentos
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Os resultados obtidos ou seja o mapa litoloacutegico e de lineamentos seratildeo expostos de
forma separada de acordo com suas discussotildees
MAPA LITOLOacuteGICO
O mapa litoloacutegico apresentou oito classes (Figura 6) Este mapa foi confeccionado e
considerado para a anaacutelise da estabilidade de taludes pelo fato das litologias apresentarem
uma reologia muito complexa em se tratando de um ambiente de mineraccedilatildeo
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Figura 6 - Mapa litoloacutegico mostrando sua variedade de tipologia Fonte Autores
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
48
A litologia dentro de atividades de mineraccedilatildeo eacute um dos fatores mais afetados em se
tratando de aspectos geoteacutecnicos pois nesses locais apresentam-se uma grande mobilizaccedilatildeo
de massa rochosa ou solo para extraccedilatildeo do bem mineral causando certo grau de alteraccedilatildeo
devido a desconfinamento ou meteorizaratildeo do estado natural da rocha
Os pesos atribuiacutedos a cada classe litoloacutegica foram embasados em consultas a
bibliografias e analisando os paracircmetros de resistecircncia e caracterizaccedilatildeo Costa (2009)
caracterizou algumas litologias do QF de acordo com ensaios laboratoriais de compressatildeo
uniaxial utilizando esses dados pode-se relacionar que valores atribuiacutedos a cada classe
litoloacutegica variam de acordo com sua capacidade de compressatildeo feita nos ensaios
Com isso atribuiu-se agrave classe quartizito a menor adequabilidade pois essa rocha
apresenta uma maior competecircncia sendo que rochas que conteacutem grande quantidade de
quartzo satildeo dificilmente intemperizaacuteveis O contraacuterio foi considerado com as intrusivas que
receberam a maior valoraccedilatildeo pois se trata de uma rocha muito mais facilmente
intemperizada o que diminui o grau de coesatildeo diminuindo as forccedilas de resistecircncia Para as
rochas com resistecircncia intermediaacuteria levou-se em consideraccedilatildeo os paracircmetros geoteacutecnicos e as
caracteriacutesticas estruturais e anisotropias e conhecimento proacuteprio
MAPA FUZZY DE LINEAMENTOS
Para confecccedilatildeo do mapafuzzy de lineamentos (Figura 7) foi aplicada a funccedilatildeo fuzzy
sigmoidal decrescente sobre os lineamentos Este mapa apresentou uma zona de
suscetibilidade alta (255) nas regiotildees proacuteximas aos lineamentos e uma zona de baixa ou nula
suscetibilidade (0) em zonas mais distantes aos lineamentos
As regiotildees que apresentam alta adequabilidade satildeo zonas com distacircncia muito
proacuteximas dos lineamentos logo essas zonas apresentam uma forte influecircncia dos mesmos As
zonas em coloraccedilatildeo amarela que apresentam uma baixa adequabilidade satildeo regiotildees que se
situam mais distantes dos lineamentos apresentando assim uma baixa influecircncia dos
lineamentos nessas regiotildees
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Figura 7 - Mapa fuzzy de lineamentos mostrando as aacutereas onde apresentam baixa ou alta adequabilidade Fonte Autores
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
50
CONCLUSAtildeO
De acordo com o objetivo do trabalho a metodologia foi eficaz pois os mapas gerados
satildeo subsiacutedios eficazes para a anaacutelise da ruptura de taludes soacute podendo ser desenvolvidos
devido agrave teacutecnica de geoprocessamento aplicada Com o ressalve de que no uso de dados
lineamentos eles natildeo podem natildeo ter as dimensotildees precisas pois tanto podem se apresentar
em superfiacutecie quanto em profundidade alterando o maciccedilo
Sugere-se ainda o uso de outros mapas para tornar a anaacutelise mais completa como por
exemplo mapas da profundidade do niacutevel drsquoaacutegua e declividade
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Itapemirim ES 4 Escola de Arquitetura Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG 5 Departamento de Geologia Universidade Federal de Ouro Preto Ouro Preto MG
53
Capiacutetulo 4
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES
utilizando teacutecnicas de geoprocessamento
Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitassup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Allison Augusto
Gonccedilalves de Freitas1 Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas3 Rayane Monteiro
Ferreira4 Edgar Batista de Medeiros Juacutenior5
INTRODUCcedilAtildeO
Redes de transporte rodoviaacuterio tornaram-se a essecircncia da infraestrutura em todos os
paiacuteses As estradas satildeo importantes como a estrutura fiacutesica da sociedade e como a base para o
desenvolvimento social e econocircmico (EFFATI et al 2012)
No Brasil o principal meio de transporte urbano e de boa distribuiccedilatildeo eacute o sistema de
transporte rodoviaacuterio Neste contexto vias rurais e urbanas satildeo notaacuteveis para tornar o traacutefego
de pessoas e a distribuiccedilatildeo de produtos sendo incontestaacutevel a importacircncia de um sistema de
transporte seguro capaz de atender a demanda (SILVA et al 2006) Juntamente com um
intenso crescimento nas cidades de porte meacutedio na deacutecada de 60 ocorreu um periacuteodo de
grandes investimentos em infraestrutura rodoviaacuteria no paiacutes Jaacute nos anos 70 o Ministeacuterio de
Transportes por meio do Plano de Desenvolvimento Nacional estimulou uma expansatildeo das
rodovias no Brasil Com estes investimentos muitos municiacutepios proacuteximos e ao longo dos
eixos rodoviaacuterios sentiram-se atraiacutedos e motivados agraves atividades e investimentos que
favorecessem o comeacutercio de produtos e serviccedilos Assim as cidades de pequeno e meacutedio
porte demostraram um crescimento linear ao longo das rodovias natildeo apresentando
planejamento no uso do solo e na sua ocupaccedilatildeo (FREIRE 2003)
Com o tempo o aumento do transporte nestas rodovias trouxe implicaccedilotildees positivas e
negativas para as cidades (CORREcircA PINTO 2012) Alguns desses problemas como a
ocorrecircncia de congestionamentos e acidentes (EFFATI et al 2012) No sentido de diminuir
esses problemas existem metodologias que auxiliam no estudo de viabilidade sendo uma
delas a aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio que foi utilizada neste trabalho
Deste modo este trabalho teve por objetivo geral fazer um estudo de realocaccedilatildeo da
BR-101 na aacuterea urbana do municiacutepio de Iconha-ES utilizando anaacutelise multicriteacuterio De
forma mais especiacutefica
bull Analisar quais criteacuterios (fatores e restriccedilotildees) interferem na locaccedilatildeo da rodovia
bull Determinar as restriccedilotildees que interferem na escolha da aacuterea
bull Determinar os fatores que interferem na escolha da aacuterea
bull Determinar as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy que melhor se adequam aos diferentes fatores
usados
bull Ponderar os fatores
bull Gerar a anaacutelise multicriteacuterio para estudo de aptidatildeo de aacutereas para realocaccedilatildeo da BR-101
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
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bull Achar uma aacuterea com maior adequabilidade agrave realocaccedilatildeo da rodovia
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
Iconha localiza-se ao sul do Espiacuterito Santo (Figura 1) entre as coordenadas
N=7695610m E=300822m N=7702818m E=318390m na zona 24 sul Limitando-se ao
norte com Anchieta ao sul com Rio Novo do Sul a leste com Piuacutema e a oeste com Alfredo
Chaves Segundo IBGE (2014) o municiacutepio possui aacuterea territorial de 203528 kmsup2 O acesso
para a cidade de Iconha a partir de Vitoacuteria pode ser realizado pela BR-101 ateacute o municiacutepio
de Iconha sendo um trajeto de aproximadamente 97 Km
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
CONTORNOS VIAacuteRIOS
Em um contexto geral as ruas que satildeo estradas dentro das cidades marcavam os
caminhos de acesso onde se estabeleciam as relaccedilotildees com os territoacuterios circundantes na
configuraccedilatildeo original das cidades marcando os eixos da futura expansatildeo (VALLEJO 1995)
Anteriormente a intensificaccedilatildeo do uso de automoacuteveis as estradas (intermunicipais estaduais e
federais) passavam dentro das cidades e os fluxos de transporte tinham com elas uma relaccedilatildeo
intensa de contato cultural e intercacircmbio comercial aumentando o desenvolvimento local
(AUGEacute 1994) A malha rodoviaacuteria brasileira se deslocou criando corredores estrateacutegicos de
transportes trazendo consigo um crescimento socioeconocircmico e modificando as aacutereas e
cidades por onde passou (FREIRE 2003)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo do municiacutepio de Iconha em relaccedilatildeo ao Estado do Espiacuterito Santo O
quadrado em verde mostra a aacuterea de estudo Fonte Modificado de Wikipeacutedia (2006)
Devido ao crescimento maciccedilo do fluxo de veiacuteculos nas cidades novas medidas foram
tomadas dentre elas a construccedilatildeo de rodovias de contorno ou aneacuteis viaacuterios atualmente
usados como a soluccedilatildeo mais viaacutevel para resolver o problema das travessias urbanas (SILVA
JUacuteNIOR e FERREIRA 2008)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
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O surgimento destes contornos daacute-se com a necessidade de melhorar a fluidez dos
deslocamentos devido ao elevado grau de saturaccedilatildeo das vias nas aacutereas mais centrais
(CORREcircA PINTO 2012) O fluxo de passagem tende a ser redirecionado para fora das aacutereas
urbanas por meio de laccedilos de contorno ou aneacuteis viaacuterios (SANTOS 2006)
De acordo com Silva Juacutenior e Ferreira (2008) a construccedilatildeo de contornos viaacuterios pode
atrair a ocupaccedilatildeo urbana do mesmo modo que o traccedilado original o que poderia levar a
ineficiecircncia deste novo contorno viaacuterio O natildeo planejamento desta ocupaccedilatildeo pode vir com
uma nova segregaccedilatildeo urbana que terminaraacute por inviabilizar o segmento da rodovia O
tamanho destes impactos eacute dependente de vaacuterios fatos dentre os quais a estruturaccedilatildeo do
tecido urbano (malha viaacuteria e uso do solo) e seu grau de inter-relacionamento com a rodovia
(CORREcircA PINTO 2012)
Existem diversas teacutecnicas para estudo de locaccedilatildeo de contorno viaacuterio entre elas
podemos citar a avaliaccedilatildeo geomorfoloacutegica estrutural e pedoloacutegica seja com ou sem a
aplicaccedilatildeo de Sistema de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) O SIG eacuteutilizado principalmente pela
Engenharia de Transporte nos estudos de alternativas de traccedilados de contornos viaacuterios pode
considerar diversas categorias na anaacutelise (sociais econocircmicas ambientais geoteacutecnicas) com
pesos diferentes (SILVA 2004)
Em seu trabalho Silva et al (2006) utilizaram o apoio agrave decisatildeo atraveacutes de SIG e
apresentaram alternativas de projeto para o anel viaacuterio da cidade de Viccedilosa-MG com
utilizando agrave loacutegica fuzzy e a anaacutelise multicriteacuterio para o levantamento e anaacutelise de
condicionadores consideradas de acordo com os dados disponiacuteveis em mapas de altitude
hidrografia declividade sistema de transportes classe de solo e principalmente o uso e
cobertura do solo e selecionaram alternativas de contornos que fazem uso das rodovias
existentes como uma opccedilatildeo para diminuir os custos e os impactos ambientais
Correcirca Pinto (2012) tratou sobre os desdobramentos na forma urbana de pequenas
cidades causados por novos contornos viaacuterios tendo como estudo de caso as cidades de Satildeo
Francisco de Assis e Santiago (RS) A metodologia aplicada foi baseada nas medidas de
diferenciaccedilatildeo espacial atraveacutes das quais foi possiacutevel visualizar o dinamismo do traccedilado de
uma cidade e as possiacuteveis alteraccedilotildees de sua forma Como resultado identificou e avaliou
algumas consequecircncias que as implantaccedilotildees de contornos viaacuterios causam nas formas urbanas
das pequenas cidades
SILVA (2012) aplicou a metodologia de anaacutelise espacial por avaliaccedilatildeo multicriteacuterio
para otimizar o processo de planejamento da ocupaccedilatildeo territorial e da mobilidade urbana no
municiacutepio de Viccedilosa - MG e aacuterea de influecircncia Como metodologia utilizou recursos
disponiacuteveis em SIG com avaliaccedilatildeo multicriteacuterio sobre bases cartograacuteficas digitais Como
resultado elaborou mapas temaacuteticos que representam as propostas para a mobilidade urbana e
para a ocupaccedilatildeo territorial da aacuterea de estudo conforme as abrangecircncias consideradas
FOTOINTERPRETACcedilAtildeO
De acordo com Soares e Fiori (1978) a interpretaccedilatildeo visual eacute o estudo da imagem
fotograacutefica visando agrave descoberta e a avaliaccedilatildeo por meacutetodos indutivos dedutivos e
comparativos do significado funccedilatildeo e relaccedilatildeo dos objetos correspondentes agraves imagens ou
seja eacute a teacutecnica de examinar as imagens dos objetos na imagem e deduzir sua significaccedilatildeo
Ribeiro et al (2008) entendem que a fotointerpretaccedilatildeo baseia-se no processo de
anaacutelise de imagens por meio da detecccedilatildeo identificaccedilatildeo e classificaccedilatildeo dos objetos de
interesse contidos nelas Ao analisar imagens eacute importante a observaccedilatildeo de entes e feiccedilotildees
insinuadas atraveacutes de caracteriacutesticas das imagens como cor tonalidade textura tamanho
forma padratildeo sombras altura localizaccedilatildeo dos alvos e aspectos associados
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
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Santos (1988) aplicou o levantamento das tipologias vegetais pela teacutecnica de anaacutelise
visual e atraveacutes desta mapeou quatro tipologias distintas e concluiu que o produto e
metodologia usados nesta pesquisa satildeo plenamente viaacuteveis para levantamentos das tipologias
florestais nativas da Amazocircnia
Mercante et al (2005) realizaram um mapeamento de uso do solo usando como base
para a interpretaccedilatildeo visual o conhecimento preacutevio da aacuterea de estudo adquiridos apoacutes o
reconhecimento de campo observando as principais classes de coberturas de solo na aacuterea O
resultado desta anaacutelise visual constituiu um importante subsiacutedio para a decisatildeo sobre a melhor
alternativa da via de gasoduto permitindo uma escolha mais racional e menos subjetiva
Moreira et al (2008) fotointerpretaram as imagens de sateacutelite (LANDSAT 7 ETM+)
pela sua variaccedilatildeo textural devido ao registro dos alvos terem diferentes comportamentos
espectrais e diferentes arranjos espaciais e explicaram a compartimentaccedilatildeo e a relaccedilatildeo de
equivalecircncia entre zonas que constituem texturas semelhantes
Desta forma entende-se que a interpretaccedilatildeo visual pode ter seu uso em estudos de
localizaccedilatildeo de estradas exploraccedilatildeo mineral diferentes traccedilados propostos agricultura
planejamento urbano e dentre outros mapas temaacuteticos (NADALIN 2010)
SISTEMAS DE INFORMACcedilAtildeO GEOGRAacuteFICA (SIG)
A aplicaccedilatildeo de Sistemas de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) em problemas de tomada de
decisatildeo eacute uma ferramenta poderosa e eficiente nas diversas aacutereas do conhecimento pois
possibilita que o processo seja realizado de maneira mais fundamentada Dessa forma o
agente de decisatildeo tem agrave sua disposiccedilatildeo dados e informaccedilotildees mais acessiacuteveis mais facilmente
combinados e modificados aleacutem de utilizar argumentos mais claros para a decisatildeo (SILVA
1999) Segundo Star e Estes (1991) o uso do SIG para a estruturaccedilatildeo e organizaccedilatildeo de
variaacuteveis com a intenccedilatildeo de obter alternativas para a seleccedilatildeo de locais com adequabilidades
para determinado estudo tem sido amplamente utilizado O seu uso pode ser explicado por ser
uma ferramenta que trata grandes quantidades de dados armazenados em banco de dados
contendo informaccedilotildees representativas do mundo real atraveacutes de coordenadas geograacuteficas
possibilitando realizar anaacutelises espaciais
ANAacuteLISE DE MULTICRITEacuteRIO
De acordo com Moura (2007) a anaacutelise de multicriteacuterio pode ser entendida como um
procedimento metodoloacutegico que faz o cruzamento de variaacuteveis nas anaacutelises espaciais esta
anaacutelise tambeacutem eacute conhecida como Anaacutelise Hieraacuterquica de Pesos ou Aacutervore de Decisotildees Esta
anaacutelise se destina a desenvolver estudos caracterizadores da realidade vigente e preditivos de
situaccedilotildees que estatildeo por vir alcanccedilando o objetivo da anaacutelise espacial Francisco et al (2007)
considera que a anaacutelise multicriteacuterio eacute um meacutetodo de anaacutelise de alternativas para a resoluccedilatildeo
de problemaacuteticas que utilizam diversos criteacuterios relacionados ao objeto de estudo sendo
assim possiacutevel identificar alternativas prioritaacuterias para o objeto considerado
Os meacutetodos de anaacutelises multicriteacuterio vecircm sendo utilizados para a soluccedilatildeo de
problemas nas tomadas de decisatildeo nas mais diversas aacutereas do conhecimento entre elas
alternativas de poliacuteticas social (VILAS BOAS 2006) como indicador de condiccedilotildees de vida
(SILVA e JANNUZZI 2009) no planejamento e gestatildeo ambiental (FRANCO et al 2013)
no uso de terras (PORATH 2014) e anaacutelise de sensibilidade ambiental (RIBEIRO 2011) com
o intuito de esclarecer ao decisor possibilidades nas escolhas Apoiam o procedimento
decisoacuterio com base nos dados existentes agregando valores dos agentes na busca de uma
melhor soluccedilatildeo (CAMPOS 2011)
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O procedimento da anaacutelise multicriteacuterio baseia-se em mapeamentos de variaacuteveis pelo
seu plano de informaccedilatildeo e na definiccedilatildeo do grau de pertinecircncia de cada plano de informaccedilatildeo e
de cada um de seus componentes para a construccedilatildeo do resultado final e sempre que
necessaacuterio utilizando fatores de ponderaccedilatildeo (MOURA 2007)
Na praacutetica na anaacutelise multicriteacuterio a decisatildeo eacute tomada atraveacutes de um conjunto de teacutecnicas e
meacutetodos para dar apoio a pessoas e organizaccedilotildees nas tomadas de decisotildees sob a persuasatildeo de
uma multiplicidade de criteacuterios (GOMES et al 2002)
Santos (2010) diz que para a realizaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio o estudo deve ter
como base alguns passos sendo eles a seleccedilatildeo e representaccedilatildeo das variaacuteveis que caracterizam
o fenocircmeno organizaccedilatildeo dessas em planos de informaccedilatildeo discretizaccedilatildeo dos planos em
resoluccedilatildeo espacial adequada combinaccedilatildeo das variaacuteveis de forma que elas possam representar
a complexidade da realidade e por fim a possibilidade de calibraccedilatildeo e validaccedilatildeo do sistema
mediante identificaccedilatildeo e correccedilatildeo das relaccedilotildees construiacutedas entre as variaacuteveis mapeadas
Moreira et al (2001) objetivou a pesquisa mineral atraveacutes de anaacutelises multicriteacuterio de
dados geoloacutegicos e geofiacutesicos visando a seleccedilatildeo de aacutereas com maior potencial agrave ocorrecircncia de
minerais radioativos Como estudo de caso comparou o desempenho de 8 meacutetodos de anaacutelise
multicriteacuterio de dados geoloacutegicos e radiomeacutetricos na prediccedilatildeo de aacutereas potenciais agrave
ocorrecircncia de minerais radiativos no planalto de Poccedilos de Caldas Os cenaacuterios gerados
indicaram desempenhos diferentes nas avaliaccedilotildees encontrando desde resultados considerados
bons a medianos para identificaccedilatildeo mineral
Vilas Boas (2006) desenvolveu um modelo de anaacutelise de decisatildeo para facilitar o
processo de escolha de alternativas de poliacuteticas programas e projetos relacionados agrave gestatildeo de
recursos hiacutedricos e mais especificamente ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Como resultado
apresentou uma lista ordenada das alternativas de uso muacuteltiplo possiacuteveis de serem
implantadas no reservatoacuterio
Moura (2007) aplicou a anaacutelise multicriteacuterio como subsiacutedio para estudos ambientais
de forma a apresentar como resultado um roteiro metodoloacutegico para apoio as revisotildees
bibliograacuteficas destinado agrave construccedilatildeo de anaacutelises espaciais de caracterizaccedilatildeo e gerenciamento
ambiental e urbano Jannuzzi et al (2009) utilizaram a anaacutelise multicriteacuterio em uma aplicaccedilatildeo
em poliacuteticas puacuteblicas e obteve como resultado uma seacuterie de escolhas teacutecnicas e poliacuteticas
Com o objetivo de levantar situaccedilotildees ambientais associadas agrave necessidade de proteccedilatildeo
do parque estadual da Serra do Rola Moccedila a partir dos dados levantados no plano de manejo
Santos (2010) apresentou uma proposta metodoloacutegica com uso de anaacutelise multicriteacuterio para
identificaccedilatildeo de suas aacutereas de fragilidade ambiental Como resposta obteve aacutereas fragilidade
associadas ao meio fiacutesico ao turismo a accedilatildeo antroacutepica e agrave correlaccedilatildeo desses fatores
Ribeiro (2011) usou anaacutelise multicriteacuterio para encontrar aacutereas para implantaccedilatildeo das
culturas florestais de Hevea brasiliensis Pinus elliottiivarelliottii e Schizolobiumamazonicum
no Estado do Espiacuterito Santo e como resultado observou-se que o Estado apresenta aacutereas com
aptidatildeo edafoclimaacutetica para todas as espeacutecies
Considerando a anaacutelise multicriteacuterio como uma boa ferramenta na tomada de decisotildees
Franco et al (2013) a usou em seus estudos para identificaccedilatildeo da prioridade de aacutereas a
recuperaccedilatildeo florestal O mapa final produzido foi considerado uma ferramenta de gestatildeo da
aacuterea prioritaacuteria a restauraccedilatildeo
Em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas potenciais para construccedilatildeo de marinas no
municiacutepio de Florianoacutepolis-SC com o uso da anaacutelise multicriteacuterio Porath (2014) usou
variaacuteveis adotadas em mapas temaacuteticos identificando geograficamente aacutereas mais propensas agrave
implantaccedilatildeo de marinas considerando a interferecircncia antroacutepica e marinha tentando
minimizar as perturbaccedilotildees e o impacto ambiental
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
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METODOLOGIA
Para a realizaccedilatildeo deste trabalho foram utilizados como base vaacuterios materiais
cartograacuteficos sendo eles Curvas de niacutevel com equidistacircncia vertical de 20 m fornecido pelo
GEOBASES (2011) Mapa topograacutefico das cidades de Iconha Rio Novo do Sul Anchieta e
Piuacutema (160000) Ortofotos do IEMA (2007) das cidades de Iconha Rio Novo do Sul
Anchieta e Piuacutema (1 35000) Mapa de Declividade do terreno gerado a partir das curvas de
niacutevel Mapa de Rios e Mapa de Uso dos Solos gerados a partir da fotointerpretaccedilatildeo das
ortofotos
Para a montagem do banco de dados foram utilizadas as ortofotos com as quais foi
possiacutevel elaborar arquivos vetoriais (shapefile) atraveacutes de fotointerpretaccedilatildeo (na escala de
visualizaccedilatildeo de 12500) e vetorizaccedilatildeo em tela de pontos linhas e poliacutegonos gerando dois
mapas sendo eles Mapa de Uso dos Solos (Apecircndice A) onde foram observadas as
principais classes de coberturas de solo existentes (pastagem agricultura florestas casas
rurais zonas urbanas vilarejos depoacutesitosndashfaacutebricas-pedreiras lagoasndashlagos-represas) e o
Mapa de Rios Para a geraccedilatildeo do Mapa de Declividade do Terreno foram utilizadas as curvas
de niacutevel
ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO
De acordo com a proposta metodoloacutegica usada por Barros e Marques (2007) neste
trabalho levou-se em consideraccedilatildeo o levantamento e o geoprocessamento das condicionantes
que existem na legislaccedilatildeo Posteriormente ao levantamento e a anaacutelise dos condicionantes
foram determinados os criteacuterios que subsidiaram o processo de decisatildeo
Esta decisatildeo eacute suportada pela consideraccedilatildeo de criteacuterios que representam possiacuteveis
condiccedilotildees de quantificar ou avaliar determinada anaacutelise Os criteacuterios podem ser de dois tipos
Restriccedilatildeo ou Fatores A restriccedilatildeo eacute um criteacuterio capaz de limitar as alternativas em
consideraccedilatildeo no estudo e pode assumir um caraacuteter de exclusatildeo de espaccedilos da anaacutelise
definindo as alternativas natildeo elegiacuteveis que deveratildeo ser excluiacutedas do espaccedilo inicial de soluccedilotildees
possiacuteveis O Fator eacute um criteacuterio que aumenta ou diminui a adequabilidade de uma
determinada alternativa para o objetivo da anaacutelise Esta aptidatildeo eacute medida numa escala
contiacutenua e de forma a englobar todo o espaccedilo de soluccedilatildeo inicialmente previsto (RAMOS e
MENDES 2001)
Seguindo a metodologia apresentada por Benda et al (2012) neste trabalho utilizou-se
a loacutegica booleana para confecccedilatildeo dos mapas de restriccedilotildees a loacutegica fuzzy para padronizaccedilatildeo
dos fatores e a anaacutelise multicriteacuterio para combinaccedilatildeo entre as restriccedilotildees e fatores
Assim como Calijuri et al (2002) em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas para
implantaccedilatildeo de aterros sanitaacuterios neste trabalhou as restriccedilotildees diferenciam locais que possam
ser considerados aptos ou inaptos a realocaccedilatildeo da BR-101 Os fatores definem locais ou
alternativas em medidas contiacutenuas de aptidatildeo diminuindo ou aumentando o valor de uma
alternativa em questatildeo naqueles locais fora das restriccedilotildees absolutas
As restriccedilotildees atuam como um tipo de criteacuterio que limita a soluccedilatildeo do problema
restringindo as alternativas em consideraccedilatildeo excluindo aacutereas de acordo com determinadas
condiccedilotildees impostas (BENDA et al 2012) Utilizando um operador algeacutebrico de mapas tipo
booleano criam-se mapas binaacuterios natildeo aptos (0) ou aptos (1) que possibilitam a realizaccedilatildeo de
cruzamentos entre dois ou mais planos de informaccedilatildeo (SCARASSATTI e COSTA 2010)
As restriccedilotildees booleanas usadas com as justificativas das referidas escolhas satildeo listadas
abaixo
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a) Restriccedilatildeo Casa Rurais e Depoacutesitos
De acordo com o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949 do DNIT 1973 requer-se a
distacircncia miacutenima de 60 metros das residecircncias e depoacutesitos (presentes no Mapa de Uso dos
Solos este usado para confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo para a construccedilatildeo de rodovias
Quando o custo do terreno ou imoacuteveis for muito elevado a desapropriar o tamanho dessa
faixa poderaacute mudar ao exigido por exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo
ateacute os miacutenimos 30 metros
b) Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas
Como margem de seguranccedila ao que rege o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949
(DNIT 1973) foi aplicada uma distacircncia miacutenima de 60 metros as zonas urbanizadas por
exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo ateacute os miacutenimos 20 metros
Tendo como foco a retirada da BR-101 do centro de Iconha ou de qualquer outra aacuterea com
habitaccedilatildeo neste toacutepico foram consideradas como zonas urbanizadas todas as aacutereas com 5
(cinco) ou mais casas proacuteximas no Mapa de Uso dos Solos este usado na confecccedilatildeo desta
restriccedilatildeo Assim somente as aacutereas com ocupaccedilatildeo urbana e seu entorno de 60 metros estatildeo
inaptas agrave ocupaccedilatildeo com a BR-101 sendo as demais aptas para o contorno viaacuterio
c) Restriccedilatildeo Rios
Pinto (2010) Corseuil e Campos (2007) Barros e Marques (2007) em seus trabalhos
com a intenccedilatildeo de preservar os recursos hiacutedricos de contaminaccedilotildees e respeitando a resoluccedilatildeo
Nordm 303 do CONAMA (2002) e na Lei Federal Nordm 4771 (BRASIL 1965) delimitaram um
raio de 30 metros ao redor dos cursos drsquoaacutegua com menos de 10 metros de largura como eacute o
caso da aacuterea em estudo
Neste trabalho apesar dos cursos drsquoaacutegua usado para a confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo) da
aacuterea possuiacuterem menos de 10 metros de largura optou-se para uma maior margem de
seguranccedila limitar um raio de ateacute 60 metros ao redor dos corpos drsquoaacutegua impedindo que essas
aacutereas obtivem-se algum grau de aptidatildeo para a realocaccedilatildeo da BR-101
Em seu trabalho sobre apoio agrave decisatildeo aplicada ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Vilas
Boas (2006) considerou os fatores que atuam em uma problemaacutetica como criteacuterios Scarassatti
e Costa (2010) trataram os fatores como mapas que provem ponderaccedilotildees dos diferentes
fatores de influecircncia a um dado acontecimento sendo um dos meios usados para a criaccedilatildeo dos
mapas de fatores a loacutegica fuzzy ou nebulosa
Para normalizar os criteacuterios satildeo usados as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy estas funccedilotildees
que foram selecionadas para que de melhor forma adequem aos paracircmetros do estudo De
acordo com Ramos e Mendes (2001) umas das funccedilotildees mais usadas designadas por funccedilotildees
fuzzy satildeo Sigmoidal J-Shaped Linear e Complexa Poreacutem na aplicabilidade deste trabalho
fez se o uso somente da funccedilatildeo Sigmoidal crescente e Sigmoidal decrescente (Figura 2)
Figura 2 - Funccedilotildees de pertinecircncia dos conjuntos fuzzy Sigmoidal crescente (a)
Sigmoidal decrescente (b) Fonte Modificado de Eastman (1997)
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
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Haacute diversos meacutetodos de padronizaccedilatildeo grande parte dos meacutetodos utiliza valores
maacuteximos e miacutenimos (CAMPOS 2005) Neste trabalho os mapas dos fatores foram limitados
e ponderados a um intervalo ente 0 - 255 (intervalo do byte) permitindo exploraccedilatildeo da
variedade de dados contiacutenuos
a) Fator Declividade do terreno
A declividade pode ser representada como um acircngulo de inclinaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao
percentual entre o comprimento horizontal da encosta e o desniacutevel vertical (IPT 2007) Para
Barbosa et al (2012) a declividade consiste da maior ou menor inclinaccedilatildeo do relevo em
comparaccedilatildeo ao horizonte Pinto (2010) considera a declividade como um fator que pode tanto
potencializar como limitar a ocupaccedilatildeo de uma aacuterea considerando as declividades mais
acentuadas mais propiacutecias a riscos de deslizamentos escorregamentos e as menos acentuadas
mais apropriadas para a ocupaccedilatildeo Em seus estudos considerou a declividade maior que 45
inapta ao uso
A partir do Mapa de Declividade do Terreno as regiotildees planas e onduladas de acordo
com o Art 15 da portaria ndeg 19 de 10011949 (DNIT 1973) foram consideradas prioritaacuterias
a realocaccedilatildeo da BR-101 Neste trabalho as declividades ideais foram consideradas entre os
valores de 0 e 5 agrave medida que a declividade aumenta menor eacute a adequabilidade da aacuterea
para o objetivo proposto sendo considerado acima de 45 inapta sendo limitada pela proacutepria
legislaccedilatildeo ambiental A funccedilatildeo utilizada para normalizar os dados de declividade foi a funccedilatildeo
de pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente (Figura 2b) servindo como pontos de
controle abc = 5 e d = 45
b) Fator Distacircncia dos Rios
Para proporcionar uma maior garantia de preservaccedilatildeo dos rios os limites estabelecidos
pela legislaccedilatildeo ambiental e jaacute citados anteriormente foram levados em consideraccedilatildeo atraveacutes
do uso de restriccedilatildeo poreacutem foi utilizado o fator que considera que quanto maior a distacircncia
dos rios maior a adequabilidade ao empreendimento
Seguindo o meacutetodo proposto por Pinto (2010) considerou que quanto maior a distacircncia
em relaccedilatildeo aos rios melhor a aptidatildeo da aacuterea sendo assim foi utilizada a funccedilatildeo de
pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica crescente (Figura 2a) para descrever essa variaccedilatildeo
com pontos de controle em a=60m e bcd=15000 m (comprimento maacuteximo da aacuterea de
estudo)
c) Fator Uso dos Solos
Objetivando afetar o miacutenimo possiacutevel as aacutereas jaacute utilizadas pela ocupaccedilatildeo humana e
aacutereas florestais a aacuterea de pastagem eacute colocada como a aacuterea mais adequada ao
empreendimento em estudo
Aacutereas de valores mais altos indicam maior adequabilidade ao empreendimento
enquanto que as aacutereas com menores valores representam as menos adequadas conforme pode
ser visto na Tabela 1 Para a normalizaccedilatildeo das classes de uso do solo o Mapa Uso dos Solos
foi reclassificado atribuindo agraves classes valores de 0 a 255
bull Ponderaccedilatildeo dos fatores (avaliaccedilatildeo de pesos para os criteacuterios)
De acordo com Calijuri (2008) a ponderaccedilatildeo eacute um indicativo da importacircncia relativa
dos fatores e um regulador de compensaccedilatildeo entre eles O grau em que um fator pode
compensar outro eacute determinado por seu fator ou compensaccedilatildeo de peso
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Tabela 1 - Normalizaccedilatildeo das classes usos do solo Fonte Autores
Legenda Valores Atribuiacutedos
Lagoas-Lagos-Represas 0
Casas Rurais 0
Vilarejos 0
Depoacutesitos 0
Zona Urbana 0
Floresta 25
Agricultura 200
Pastagem 255
Dessa forma os valores de aptidatildeo foram atribuiacutedos baseados em conhecimento
empiacuterico e tambeacutem em trabalhos de outros autores como Calijuri et al (2002) Barros e
Marques (2007) Mercante e Antunes (2010) Pinto (2010) Silva et al (2010) Benda et al
(2012)
Assim como nos trabalhos de Calijuri et al (2002) Corseuil e Campos (2007) Calijuri
(2008) Mercante e Antunes (2010) e Benda et al (2012) posteriormente a padronizaccedilatildeo dos
fatores para a escala de 0 a 255 os pesos finais satildeo estimados por meio do Processo de
Hierarquizaccedilatildeo Analiacutetico (AHP) aplicado agrave matriz de comparaccedilatildeo par-a-par utilizando o
meacutetodo apresentado por Saaty (1980) e Clark Labs (2006) este meacutetodo permite estabelecer
pesos a cada fator segundo sua relevacircncia que foi priorizada conforme seu grau de
importacircncia para a anaacutelise ou seja os pesos dos fatores satildeo atribuiacutedos especificamente a cada
fator dando a importacircncia relativa de cada um em relaccedilatildeo aos outros (MERCANTE e
ANTUNES 2010) atribuindo pesos diferenciados no processo final de decisatildeo
Nesse julgamento fez-se o uso da escala de comparadores proposta por Saaty (1977)
que pode ser vista no Quadro 1
Quadro 1 - Escala de valores Fonte Modificado de Saaty (1977)
Intensidade relativa
de importacircncia
Definiccedilatildeo Explicaccedilatildeo
1 Igual importacircncia Importacircncia igual dos dois criteacuterios
para o objetivo
3 Menor importacircncia de
um sobre o outro
Um dos criteacuterios eacute levemente mais
favoraacutevel do que o outro
5 Essencial ou forte Um dos criteacuterios eacute consideravelmente
mais favoraacutevel do que outro
7 Importacircncia muito
grande
A importacircncia de um criteacuterio sobre o
outro eacute evidentemente muito maior
9 Importacircncia absoluta Quando um meio-termo eacute necessaacuterio
Considerando a escala de Saaty fez-se a comparaccedilatildeo entre os fatores utilizados
conforme podem ser vistos na Tabela 2 Onde o fator Declividade do terreno eacute levemente
mais favoraacutevel do que o fator Distacircncia dos Rios O fator Uso dos Solos eacute consideravelmente
mais favoraacutevel que o fator o Distacircncia dos Rios e levemente mais favoraacutevel do que o fator
Declividade do terreno
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
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Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo dos criteacuterios escalonados (fatores) Fonte Autores
Fatores Distacircncia dos
Rios
Declividade do
terreno
Uso dos
Solos
Distacircncia dos Rios 1
Declividade do terrreno 3 1
Uso dos Solos 5 3 1
Para criaccedilatildeo da matriz de ponderaccedilatildeo foram considerados como ordem de importacircncia
dos fatores Distacircncia dos Rios a Declividade do Terreno e o Uso dos Solos Dessa forma
obtiveram-se os pesos que consideram o quanto determinado fator interfere na anaacutelise (Tabela
3)
Tabela 2 - Resultado final dos pesos calculados para os fatores Fonte Autores
Fator Peso
Distacircncia dos Rios 010
Declividade do
terreno
026
Uso dos Solos 064
bull Combinaccedilatildeo linear ponderada
Depois de determinado os pesos dos criteacuterios que foram utilizados neste estudo foi
necessaacuterio agrave junccedilatildeo dos dados para obtenccedilatildeo do mapa final de adequabilidade
Com esta finalidade os mapas de cada fator foram combinados pelo meacutetodo da
combinaccedilatildeo linear ponderada onde multiplicou-se os mapas de adequabilidade de cada fator
por seu peso especiacutefico posteriormente fez-se o somatoacuterio de todos estes fatores obtendo-se
um valor final da aacuterea com sua adequabilidade (BENDA et al 2012)
Devido agrave utilizaccedilatildeo de mapas de restriccedilotildees neste estudo (booleanos) o procedimento
foi modificado e multiplicou-se a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo dos
fatores pelo produto das restriccedilotildees
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
As informaccedilotildees geradas nos mapas de restriccedilotildees e fatores subsidiam a discussatildeo que
leva a interpretaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos mapas finais verificando-se assim como cada restriccedilatildeo e
fator afetou a anaacutelise final
Os mapas temaacuteticos mostram agraves aacutereas apropriadas a implementaccedilatildeo ao contorno
viaacuterio sendo algumas aacutereas de exclusatildeo (restriccedilotildees) e outras com valores de adequabilidade
(fatores)
As exclusotildees consideradas satildeo criteacuterios associados ao ordenamento do territoacuterio em
termos de ocupaccedilatildeo humana os mapas de exclusatildeo de aacutereas Restriccedilatildeo Casa Rurais e
Depoacutesitos Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas e Restriccedilatildeo Rios exibindo aacutereas aptas (classe 1) e
inaptas (classe 0) ao empreendimento
Assim como no trabalho de Mercante et al (2005) a relevacircncia do uso dos solos e
declividade do terreno na anaacutelise tem uma influecircncia direta no trajeto da rodovia refletindo
na preservaccedilatildeo teacutecnica e econocircmica do empreendimento levando em consideraccedilatildeo as aacutereas
mais planas do terreno e as aacutereas de pastagem
As justificativas adotadas para as ponderaccedilotildees foram tratadas da seguinte maneira
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63
O Fator Declividade do terreno eacute moderadamente mais importante do que o fator Distacircncia
dos Rios pois o escoamento de um rio depende da declividade dos canais fluviais
O Fator Uso dos Solos eacute muito fortemente mais importante que o fator o Distacircncia dos
Rios uma vez que o manejo da rodovia nas proximidades do rio eacute mais faacutecil que a
desocupaccedilatildeo das aacutereas urbanizadas
O Fator Uso dos Solos eacute moderadamente mais importante do que o fator Declividade
do terreno uma vez que eacute mais econocircmico aplainar um terreno que locomover a populaccedilatildeo de
local
O valor da razatildeo de consistecircncia entre os pesos ponderados dos fatores foi de 003
neste caso a matriz de julgamento estaacute consistente o que torna os pesos calculados para este
modelo aceitaacuteveis visto que para os valores de razatildeo de consistecircncia inferiores a 010 natildeo
necessitam de reavaliaccedilatildeo (EASTMAN 1999)
Com o resultado dos fatores ponderados obtidos e as restriccedilotildees foi possiacutevel realizar a
avaliaccedilatildeo de muacuteltiplos criteacuterios e obter o mapa final de adequabilidade (Figura 4) com valores
variando de 0 a 255 estes valores representam o grau de aptidatildeo ou seja a adequabilidade
das aacutereas agrave realocaccedilatildeo da BR-101 e natildeo se agraves aacutereas satildeo aptas ou inaptas onde 0 identifica
aacutereas inaptas ao empreendimento e 255 as mais aptas possibilitando a escolha dos locais
dentro da aacuterea mais apto que merecem um estudo detalhado com o mapeamento geoloacutegico
Ao analisar o mapa final observa-se a influecircncia tanto das restriccedilotildees quanto dos fatores
no mapa final Os mapas de restriccedilotildees inibindo as aacutereas consideradas inaptas de quaisquer
graus de adequabilidade ou seja estabelecendo aptidatildeo 0 a estas aacutereas e os fatores atribuindo
graus de adequabilidade no mapa Entre os fatores foi observado que o fator Uso do Solo
apresenta uma maior importacircncia em relaccedilatildeo aos fatores declividade e rios o que se
caracteriza nos pesos obtidos durante o processo de comparaccedilatildeo Percebe-se ainda que neste
mapa final poucas aacutereas com baixa aptidatildeo satildeo encontradas
Nas regiotildees proacuteximas ao atual traccedilado da rodovia bem como na parte inferior desta
percebe-se aacutereas de maior adequabilidade isso se daacute principalmente pela influecircncia do Fator
Uso dos Solos e a Declividade do Terreno pois o estudo levou em consideraccedilatildeo valores de
menores custos como aacutereas de pastagens e menos declivosas e que atendessem normas da
legislaccedilatildeo brasileira Ainda foi possiacutevel constatar que a anaacutelise por muacuteltiplos criteacuterios foi
bastante influenciada pelo uso do solo poreacutem a declividade e os rios satildeo fatores
fundamentais no contorno viaacuterio pois refletem um menor ou maior custo do empreendimento
Em seu trabalho Mercante et al (2005) priorizaram os custos do empreendimento de
um gasoduto e obteve como resposta as aacutereas menos declivosas e aacutereas ocupadas por
pastagem que barateariam o custo de desapropriaccedilatildeo
Benda et al (2012) em seu estudo apresentaram uma imagem final de adequabilidade
utilizando anaacutelise multicriteacuterio - fatores e restriccedilotildees Posteriormente ela limitou as aacutereas que
poderiam ser usadas para ocupaccedilatildeo com aterros controlados considerando adequabilidade
maior que 220 e aacuterea miacutenima de 20 hectares desta forma ela obteve uma aacuterea mais apropriada
dentre suas restriccedilotildees e fatores apresentados
Francisco et al (2007) em seu trabalho sobre prioridades para recuperaccedilatildeo de Aacutereas de
Preservaccedilatildeo Permanente fizeram a aplicaccedilatildeo de dois meacutetodos de anaacutelise multicriteacuterio Os dois
meacutetodos apresentaram resultados diferentes Um dos meacutetodos apresentou uma maior extensatildeo
de aacuterea com alta prioridade de recuperaccedilatildeo enquanto o outro apresentou aacutereas maiores com
baixa prioridade de meios de recuperaccedilatildeo Os usos das terras com prioridades mais altas em
ambos os meacutetodos eram de solo nu e cultura anual
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
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MAPA FINAL DA ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO
O mapa final de adequabilidade (Figura 4) resultado da anaacutelise multicriteacuterio mostra
como aacuterea adequada agrave realocaccedilatildeo da BR-101 a sua porccedilatildeo de aacuterea inferior a localizaccedilatildeo atual
da rodovia Esta regiatildeo possui uma menor declividade pouca interferecircncia dos rios e uma
relaccedilatildeo de uso do solo mais adequada agrave implantaccedilatildeo do empreendimento
E considerando aspectos sociais e urbanos um novo traccedilado torna-se mais favoraacutevel
quando considera o fluxo ideal de veiacuteculos e pessoas aleacutem da seguranccedila do cidadatildeo que mora
no centro urbano do municiacutepio de Iconha
Figura 4 - Mapa final de adequabilidade com o uso da anaacutelise multicriteacuterio - fatores e
restriccedilotildees Fonte Autores
CONCLUSAtildeO
Com base na anaacutelise dos dados e interpretaccedilatildeo dos resultados obtidos a partir do que
foi proposto e das condiccedilotildees especiacuteficas deste trabalho conclui-se que
O uso da anaacutelise multicriteacuterio utilizando agrave loacutegica fuzzy retrata resultados mais
proacuteximos a realidade quando comparados com o zoneamento booleano por natildeo considerar
mudanccedilas abruptas
Os mapas de adequabilidades obtidos natildeo caracterizam aacutereas aptas ou inaptas mas
representam uma superfiacutecie de adequabilidade onde possuem valores de 0 (menos apto) a 255
(mais apto)
A anaacutelise multicriteacuterio por ser subjetiva pode definir diversos cenaacuterios dependente
da normalizaccedilatildeo e ponderaccedilatildeo usadas e deve ser utilizada de forma criteriosa a fim de natildeo
inserir erros na anaacutelise
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65
Com o mapa de aptidatildeo final pode-se selecionar algumas aacutereas adequadas agrave
implantaccedilatildeo do contorno viaacuterio o que varia de acordo com o valor das variaacuteveis encontradas
Utilizando-se do mapa de adequabilidade como guia a parte inferior do mapa (Figura
4) eacute uma ampla aacuterea de alternativas possiacuteveis para a instalaccedilatildeo da nova rota da BR-101
Os resultados obtidos neste trabalho revelam as potencialidades do SIG na tomada de
decisatildeo no processo de avaliaccedilatildeo e seleccedilatildeo de aacutereas
Com a intenccedilatildeo de um melhor entendimento da aacuterea para a realocaccedilatildeo da BR-101 estudos
mais especiacuteficos podem ser realizados
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Departamento deEconomia da Universidade de Brasiacutelia BrasiacuteliaDF 2006
WIKIPEacuteDIA (2006) Disponiacutevel em lthttpptwikipediaorgwikiIconha Acesso em 8
Maio 2014
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Linhares ES
sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES
sup3 Campus Caccedilapava do Sul da Universidade Federal do Pampa Caccedilapava do Sul RS 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
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Capiacutetulo 5
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite
Landsat 5
Marx Engel Martinssup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Felipe Guadagninsup3 Carlos Henrique
Rodrigues de Oliveira4
INTRODUCcedilAtildeO
Anaacutelises multitemporais satildeo importantes ferramentas para anaacutelise ambiental devido agrave
constacircncia no imageamento dos sateacutelites e sua relativa precisatildeo nas informaccedilotildees obtidas pelos
mesmos principalmente em objetos de estudos de grande porte como rios que percorrem
mais de um estado Ao longo do tempo eles passam por alteraccedilotildees em sua dinacircmica
naturalmente no entanto os seres humanos estatildeo cada dia a interferir mais nos cursos drsquoaacutegua
atividades como agricultura e pecuaacuteria satildeo grandes causadoras de impactos em tais ambientes
mas natildeo as uacutenicas
A necessidade por energia da sociedade contemporacircnea aumenta tanto quanto cresce a
populaccedilatildeo e seu acesso equipamentos eletrocircnicos que tornam a vida mais faacutecil
No Brasil a principal fonte de energia satildeo as hidreleacutetricas sendo 6488 de toda
capacidade brasileira em operaccedilatildeo e 223 e 2477 respectivamente em construccedilatildeo e
construccedilatildeo natildeo iniciados dos novos empreendimentos em energia no paiacutes seratildeo atraveacutes de
barragens em rios (ANEEL 2007) o rio Doce passou por uma intervenccedilatildeo em seu curso
iniciada no ano de 2001 em que se construiu uma dessas usinas com o nome da cidade em
que foi construiacuteda Aimoreacutes na divisa entre Espiacuterito Santo e Minas Gerais (CICCARONE et
al 2012)
Autores como COELHO 2007 analisaram o rio Doce em aspectos socioambientais
como crescimento e dinacircmica populacional industrial atividades econocircmicas entre outros
O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) disponibiliza uma vasta seacuterie de
imagens de alguns sateacutelites dentre eles o Landsat 5 lanccedilado em 1ordm de marccedilo de 1984 com
resoluccedilatildeo espacial de 30m captando diversos comprimentos de onda da luz que vatildeo desde o
visiacutevel ao infra-vermelho proacuteximo e orbita todo o globo a cada 16 dias (USGS 2017) Devido
essas caracteriacutesticas foi escolhido para analisar os impactos causados pela construccedilatildeo da
Hidreleacutetrica de Aimoreacutes
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
A aacuterea delimitada para o enfoque do trabalho se situa na
zona 24Sul da projeccedilatildeo transversa de Mercator no datum SIRGAS 2000 com as
coordenadas dos veacutertices sendo 276405 E (m) e 7889561 N (m) 276405 E (m) e 7823450
N(m) 425511 E (m) e 7823450 N (m) 425511 E (m) e 7889561 N (m) (Figura 1)
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
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Figura 1 - Rio Doce com enfoque para a parte espirito santense Fonte Adaptado de
GEOBASES 2002
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
O rio Doce eacute objeto de estudo por geoacutelogos desde 1825 quando se tentou por parte do
governo da entatildeo Capitania de Minas Gerais realizar um projeto de navegabilidade do Rio
onde geoacutelogos acompanhavam as expediccedilotildees de comeacutercio que incursavam o Rio em procura
de recursos minerais principalmente ouro e outros metais (ESPINDOLA 2007)
Segundo a EMBRAPA (2011) encontram-se na aacuterea de estudo os seguintes tipos de
solos Cambissolos Haacuteplicos Latossolos Amarelos Distroacuteficos Latossolos Vermelho-
Amarelos Distroacuteficos Argissolos Amarelos Distroacuteficos Argissolos Vermelhos Eutroacuteficos
Neossolos Quartzarenicos Hidromoacuterifcos aleacutem de serem encontrados afloramentos rochosos
com manto de alteraccedilatildeo
Tais solos estatildeo distribuiacutedos em um contexto geomorfoloacutegico que varia de maciccedilos
plutocircnicos na parte oeste seguidos por uma faixa de dobramentos remobilizadas que satildeo
rochas metamoacuterficas de alto grau e por fim os depoacutesitos sedimentares recentes que vatildeo ateacute a
costa (IJSN 2007)
O clima predominante na aacuterea eacute o Tropical Quente Uacutemido com um a trecircs meses secos
tambeacutem ocorrendo na porccedilatildeo oeste proacuteximo agrave divisa com Minas Gerais o semi-uacutemido com
quatro a cinco meses seco com meacutedia de temperatura anual maior que 18deg Celsius e
localizadamente na porccedilatildeo sul o Tropical Subquente Uacutemido com quatro a cinco meses secos
(IBGE 2002)
O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave
distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais
Pincipalmente estas uacuteltimas ao qual se englobam os sateacutelites dentre eles a seacuterie Landsat
Tais dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos
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de onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos Seus sensores
acoplados captam sete bandas espectrais (FIGUEIREDO 2005)
Tais bandas podem ser associadas aos canais RGB (vermelho verde e azul) para o
realce de alguma feiccedilatildeo especiacutefica que tenha seu comportamento conhecido em determinado
espectro da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica o que eacute chamado de composiccedilatildeo colorida O sensor TM
do sateacutelite Landsat e suas 7 bandas captam as radiaccedilotildees do visiacutevel ao infravermelho distante
(a banda 1 capta o comprimento de 0485 microm e a banda 7 capta o de 2215 microm) (Figura 2)
(PERROTTA 2005)
Figura 2 - Radiaccedilotildees do Espectro Eletromagneacutetico Fonte SBFISICA (2010)
Segundo o INPE (2011) para combinaccedilatildeo no sistema RGB das bandas do sensor TM e
obtenccedilatildeo de imagens coloridas as seguintes feiccedilotildees satildeo realccediladas por cada composiccedilatildeo
ldquoBandas 3 2 e 1 imagens em cor natural com boa penetraccedilatildeo na aacutegua realccedilando as
correntes a turbidez e os sedimentos A vegetaccedilatildeo aparece em tonalidades esverdeadas
Bandas 4 3 e 2 define melhor os limites entre o solo e a aacutegua ainda mantendo algum detalhe
em aacuteguas pouco profundas e mostrando as diferenccedilas na vegetaccedilatildeo que aparece em
tonalidades de vermelho Bandas 5 4 e 3 mostra mais claramente os limites entre o solo e a
aacutegua com a vegetaccedilatildeo mais discriminada aparecendo em tonalidades de verde e rosa
Bandas 7 4 e 2 mostra a vegetaccedilatildeo em tons verdes e permite discriminar a umidade tanto na
vegetaccedilatildeo como no solordquo
MORAIS (2008) realizou um estudo em que analisaram uma seacuterie temporal de
imagens Landsat 5 para verificar as alteraccedilotildees da dinacircmica fluvial do rio Araguaia no Centro-
Oeste brasileiro neste estudo foi utilizada a composiccedilatildeo RGB-543 do sensor TM para
verificar a evoluccedilatildeo do canal com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da evoluccedilatildeo
da vegetaccedilatildeo na aacuterea Neste estudo ele separou o rio em zonas de acordo com vaacuterios fatores
bioacuteticos e abioacuteticos no entanto a classificaccedilatildeo final se deu de acordo com os processos
sedimentares estudando a variaccedilatildeo da deposiccedilatildeo e erosatildeo de ilhas em um rio meandrante
MAIA et al (2006) formularam um guia para estudos de manguezais do Nordeste em
que definiram o uso da mesma composiccedilatildeo utilizada por Morais para zoneamento de uso e
ocupaccedilatildeo de solo em que tinham o propoacutesito de observar diferentes feiccedilotildees geograacuteficas
antropizadas que aparecem na coloraccedilatildeo rosa tais feiccedilotildees satildeo lotes e aacutereas urbanas e corpos
de aacutegua que aparecem em azul claro quando rasos e vatildeo ficando escuros de acordo com o
aumento da sua profundidade
Em uma cena um mesmo alvo mostra diferentes comportamentos espectrais para as
diferentes bandas captadas pelos sensores (ZAKI et al 1995) e para que se consiga
interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-processamento entre elas
podemos citar o georreferenciamento e o contraste
O georreferenciamento das imagens se daacute atraveacutes de comparaccedilatildeo por exemplo uma
base cartograacutefica pontos de controle obtidos com um equipamento GPS ou uma outra
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
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imagem previamente corrigida aplicando-se alguma teacutecnica de registro de imagem em que se
observa uma feiccedilatildeo e utilizam-se suas coordenadas para as mesmas feiccedilotildees na imagem que se
deseja georreferenciar por exemplo corpos drsquoaacutegua cruzamentos de ruas ou entatildeo qualquer
feiccedilatildeo que seja possiacutevel de se observar (CAMPBELL 2002)
O contraste que consiste em melhorar a visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons
de cinza utilizando-se de funccedilotildees lineares ou natildeo que modificam o histograma original
convertendo-o em outro que manteacutem a mesma variaccedilatildeo entre os tons de cinza no entanto com
um niacutevel de melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al 1984)
Apoacutes o preacute-processamento das imagens foi feita a composiccedilatildeo colorida pois a
distinccedilatildeo entre cores eacute mais faacutecil do que entre tons de cinza por isso atribui-se a cada banda
da imagem uma cor no sistema RGB para as feiccedilotildees captadas em cada banda sejam
evidenciadas por seus respectivos canais (MOHAMED 2012)
Os rios como exemplo de ambiente aquaacutetico satildeo reconhecidos pelos tipos de seus
canais que satildeo usualmente divididos em quatro principais tipos retiliacuteneos meandrantes
entrelaccedilado e anastomosado sendo divididos pela sua sinuosidade os retiliacuteneos satildeo os mais
retos os meandrantes os mais sinuosos e com barras de acumulaccedilatildeo de sedimentos em um
lado e deposiccedilatildeo em outro os entrelaccedilados possuem acumulaccedilotildees no meio e satildeo pouco
sinuosos jaacute os anastomosados conteacutem barras que os dividem e depois destas barras eles
voltam a se encontrar Essas formas satildeo padrotildees no entanto podem ser observadas
formas intermediaacuterias entre estes tipos (MENDES 1984)
Para DELLA FAacuteVERA (2001) os depoacutesitos de rios conteacutem variaccedilotildees de acordo com
o regime de fluxo sendo que ora podem ter gratildeos grossos ora gratildeos finos independente do
tipo de rio e satildeo na maioria das vezes transportados por meio de traccedilatildeo entre as partiacuteculas No
rio Doce a grande maioria dos depoacutesitos eacute da fraccedilatildeo areia a cascalho contendo
minoritariamente gratildeos na fraccedilatildeo silte
Nesse contexto MELLO et al (2005a e 2005b) e HATUSHIKA et al (2007)
realizaram estudos no rio Doce e perceberam que as mudanccedilas no curso do rio satildeo causadas
por uma neotectocircnica o que explica as mudanccedilas no curso do rio e a formaccedilatildeo do sistema de
lagos adjacente principalmente na cidade de Linhares-ES Realizaram inclusive um estudo
geofiacutesico de alta resoluccedilatildeo no maior dos lagos da regiatildeo a lagoa Juparanatilde e dataram que os
depoacutesitos desse lago satildeo iniciados a partir de 9000 anos indicando que este lago eacute um antigo
canal do rio Doce que foi alterado devido um sistema tectocircnico extensional com direccedilatildeo NW-
SE que gerou esta alteraccedilatildeo abrupta no curso do mesmo sendo assim possiacutevel encontrar
sedimentos arenosos neste rio com grande sinuosidade
O movimento das partiacuteculas de qualquer tamanho em um fluido se daacute por trecircs
mecanismos rolamento saltaccedilatildeo e suspensatildeo Em baixas velocidades de corrente apenas
partiacuteculas finas e de baixa densidade podem ser carregadas em suspensatildeo ainda nesse
regime as que estejam na fraccedilatildeo areia se movem por rolamento ou por saltaccedilatildeo minerais
placoacuteides como micas flutuam mais devido agrave sua alta superfiacutecie e demoram mais para
depositar Com um pequeno incremento da velocidade todas as variaccedilotildees de silte e algumas
de areia podem ser mantidas em suspensatildeo gracircnulos e seixos pequenos se movem por
saltaccedilatildeo e material mais grosso por rolamento Tais processos satildeo os mesmos na aacutegua e no
ar no entanto devido agrave massa e a viscosidade da aacutegua serem maiores nela satildeo mais efetivos
necessitando de menor velocidade nesta do que no ar A faixa em que ocorre erosatildeo e
deposiccedilatildeo de sedimentos relativos agrave velocidade do fluxo altura da coluna drsquoaacutegua e
o tamanho de gratildeo (NICHOLS 2007)
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METODOLOGIA
Para realizaccedilatildeo do trabalho foi necessaacuteria a obtenccedilatildeo das imagens do sensor TM do
sateacutelite Landsat 5 nas oacuterbitas 215 e 216 nos pontos 73 e 74 Tais imagens estatildeo disponiacuteveis
gratuitamente no endereccedilo eletrocircnico do INPE Para que se possa descarregar as imagens eacute
necessaacuterio efetuar um cadastro junto ao site (httpwwwdgiinpebrCDSR) e escolher as
oacuterbitas e os pontos que satildeo desejados apoacutes isso faz-se o pedido e as imagens satildeo
disponibilizadas no email cadastrado com as sete bandas disponiacuteveis
Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem de
distintas estaccedilotildees do ano para que houvesse alternacircncia entre o periacuteodo de seca e de chuva
pois assim seria possiacutevel observar as variaccedilotildees extremas da dinacircmica fluvial O Quadro 1
mostra as imagens que melhor se encaixaram nesse perfil durante o periacuteodo analisado que eacute
antes da construccedilatildeo da Hidreleacutetrica de Aimoreacutes e depois de sua construccedilatildeo no total foram
obtidas trinta e seis imagens que foram utilizadas para compor nove cenas destas foram
utilizadas trecircs bandas de cada (5 4 e 3)
Quadro 1 - Descriccedilatildeo das caracteriacutesticas das imagens de sateacutelite utilizadas Fonte
Autores
Cena 1
Cena 2
Cena 3
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
21673 15022001
21673 11092001
21673 13062003
21674 15022001
21674 11092001
21674 13062003
21573 08022001
21573 19082001
21573 22062003
21574 08022001
21574 19082001
21574 22062003
Cena 4
Cena 5
Cena 6
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
21673 19102003
21673 23072006
21673 20032007
21674 19102003
21674 23072006
21674 05042007
21573 10092003
21573 14062006
21573 13032007
21574 10092003
21574 14062006
21574 29032007
Cena 7
Cena 8
Cena 9
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
21673 27082007
21673 12052009
21673 21072011
21674 27082007
21674 12052009
21674 21072011
21573 20082007
21573 19042009
21573 30072011
21574 20082007
21574 19042009
21574 30072011
As imagens depois de descarregadas necessitaram que fosse realizado seu preacute-
processamento em ambiente de Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu
em georreferenciaacute-las utilizando como paracircmetro de comparaccedilatildeo as ortofotos do IEMA
(2007) aplicaccedilatildeo de contraste linear aumentando linearmente os tons de cinza no entanto
mantendo a proporccedilatildeo original Este procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5
4 e 3 para todas as nove cenas
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
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Foram utilizadas as imagens preacute-processadas com seus tons de cinza individualmente
realccedilados para entatildeo ser feita a composiccedilatildeo colorida RGB (543) Segundo Florenzano (2008)
essa composiccedilatildeo colorida realccedila corpos drsquoaacutegua com baixa e alta carga sedimentar suspensa
ficando estes com coloraccedilatildeo azul escuro e azul claro respectivamente
Cada banda realccedila uma feiccedilatildeo especiacutefica sendo que a para o sensor utilizado a banda
3 oferece boa resposta com corpos drsquoaacutegua e evidencia caracteriacutesticas como o teor de
sedimentos presentes neles ou suas profundidades sendo maior a reflectacircncia para alta carga
sedimentar e maiores profundidades
Foram observados nas imagens os locais em que haviam barras de acumulaccedilotildees de
sedimentos ao longo do curso do rio (Figura 3) A partir dessas imagens foi realizado o
trabalho de campo entre os dias 03 e 06 de julho de 2013 onde foram coletados 12
testemunhos com um metro de profundidade e diacircmetro de 60 mm cada com o intuito de
fazer a anaacutelise textural dos sedimentos para avaliar o potencial de transporte sedimentar do
rio apoacutes a construccedilatildeo da barragem da Usina Hidreleacutetrica de Aimoreacutes Foram marcados os
locais com equipamento GPS de navegaccedilatildeo da marca Garminreg o percurso foi feito em
veiacuteculo da UFES
O processo de amostragem em campo (Figura 4A B C D E e F) consistiu em inserir
os tubos nos sedimentos com auxiacutelio de uma marreta e posteriormente retiraacute-lo com auxiacutelio de
duas abraccediladeiras de metal contendo quatro parafusos que as prendiam e facilitava a retirada
Tal processo foi dificultado devido ao fato dos sedimentos em alguns pontos estarem com
alto teor de umidade Depois de retirados os tubos eram identificados e lacrados com tampas
tal teacutecnica eacute similar no entanto mais simples que a utilizada por MARTIN et al(1995)
Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de
sedimentologia da UFES onde foram preparadas para as seguintes anaacutelises textural
granulomeacutetrica e mineraloacutegica
O primeiro passo foi abrir os tubos sem danificar ou perder o material contido em seu
interior (Figura 5A e B)
Apoacutes abertos os tubos foram deixados um dia expostos ao sol para que fossem
previamente secos para posterior anaacutelise textural preliminar que implicou na observaccedilatildeo do
grau de arredondamento dos sedimentos feita utilizando uma lupa binocular Coleman em
toda a seccedilatildeo amostrada misturando-se parte dos sedimentos e colocando-os em uma placa
petri
Os sedimentos foram passados por um quarteador para homogeneizaccedilatildeo da amostra e
obtidos no miacutenimo cinquenta gramas de amostra pois segundo FOLK (1980) eacute o miacutenimo
necessaacuterio para anaacutelise de sedimentos na fraccedilatildeo areia ou superior E colocados em uma placa
petri utilizando-se uma placa para cada amostra pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo de
dois diacutegitos foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada
placa e colocados na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24
horas Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados
durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz em agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de
peneiras de malhas 4760 2000 1410 500 250 125 74 37 microm
Entatildeo as fraccedilotildees dos sedimentos retidos em cada peneira foram pesadas para posterior
processamento no software Gradistat (Blott e Pye 2001) Este software eacute uma macro feita no
Excelreg para suiacutete de aplicativos Officereg da Microsoftreg ou compatiacuteveis que ao se inserir os
pesos obtidos calcula alguns paracircmetros texturais como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo
assimetria e curtose usando os paracircmetros definidos por FOLK E WARD (1957)
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Figura 3 - Pontos onde houve visitaccedilatildeo em alguns natildeo foi possiacutevel realizar amostragem Fonte Modificado de GEOBASES 2002
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
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Figura 4 - Processo de amostragem em campo A ndash Equipamentos utilizados B ndash Inserccedilatildeo e
identificaccedilatildeo dos tubos C ndash Teacutermino da inserccedilatildeo D ndash Retirada da amostra E ndash Abertura das
abraccediladeiras F ndash Finalizaccedilatildeo do processo de abertura Fonte Autores
Figura 5 - Corte dos tubos utilizando uma serra eleacutetrica com disco diamantado A - Processo
de corte e B - Tubo cortado Fonte Autores
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RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Depois de processadas e analisadas as imagens orbitais delimitou-se oito segmentos
do rio (Figura 6) em que foram feitos recortes nas nove imagens e colocadas lado a lado para
melhor visualizaccedilatildeo das mudanccedilas no curso ao longo do periacuteodo analisado
Nas imagens eacute possiacutevel observar as variaccedilotildees sazonais ao qual o rio eacute submetido no
trecho estudado onde em determinadas eacutepocas do ano ele expotildee as barras de acumulaccedilatildeo e
em outras ele as afoga isso devido agrave sazonalidade natural das estaccedilotildees mais e menos
chuvosas em seu percurso
Para cada segmento foi realizado um mosaico com as nove imagens da seacuterie temporal
No mosaico as imagens estatildeo numeradas de um a nove como numa matriz de trecircs
linhas por trecircs colunas nesta a numeraccedilatildeo cresce da esquerda para direita sendo as imagens
de um a trecircs na primeira linha de quatro a seis na segunda e por fim de sete a nove na
terceira sendo as datas das imagens fevereiro de 2001 Agosto e Setembro de 2001 junho de
2003 setembro e outubro de 2003 junho de 2006 marccedilo de 2007 outubro de 2007 abril e
maio de 2009 e julho de 2011 respectivamente
Em algumas imagens a cobertura de nuvens eacute excessiva e impede uma boa
visualizaccedilatildeo das variaccedilotildees ocorridas
Figura 6 - Mapa de localizaccedilatildeo das imagens da seacuterie temporal sobrepondo relevo
sombreado recursos hiacutedricos e pontos coletados Fonte Modificado de GEOBASES (2002) e
USGS (2011)
Os segmentos em que satildeo observadas maiores mudanccedilas no curso do rio satildeo
respectivamente ldquoArdquo e ldquoHrdquo
No primeiro estaacute localizada a barragem da hidreleacutetrica e o desvio construiacutedo no curso
do rio um canal de grande porte que eacute possiacutevel ser visualizada sua construccedilatildeo desde o iniacutecio
em 2001 que em 2006 ele jaacute estava com fluxo sedimentar a usina jaacute operava nesta eacutepoca
Nas subimagens A1 A3 A6 e A8 eacute possiacutevel observar uma coloraccedilatildeo azul mais clara no curso
do rio fato devido agrave corresponderem ao periacuteodo de maior pluviosidade e consequente maior
carga sedimentar suspensa (Figura 7)
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
80
No segundo observa-se uma estrutura que segue o curso do rio e quando este faz a
curva para sul ele continua para leste (seta nas imagens H1 a H9 da figura 8) um pouco a
norte do ponto XII com exceccedilatildeo das imagens H4 e H5 o que parece ser um paleocanal que
desembocava no mar apresentando a mesma resposta espectral de aacutereas de margem que satildeo
tomadas pela vegetaccedilatildeo (cor verde clara)
A imagem H1 apresenta poucas acumulaccedilotildees de sedimentos no local em que foi
marcado o ponto XII aparentemente natildeo eacute possiacutevel de ser acessado pela margem Na imagem
H2 satildeo exibidos muitos bancos de areia o do local onde foi marcado o ponto XII tem pequena
extensatildeo Nota-se ainda que o mar exibe uma coloraccedilatildeo azul clara indicando carga
sedimentar suspensa
A imagem H3 conteacutem uma grande acumulaccedilatildeo no ponto XII e carga suspensa
intermediaacuteria pelo tom de azul natildeo ser tatildeo escuro nem tatildeo claro ficando mais escuro em
direccedilatildeo ao mar
Na parte visiacutevel da imagem H5 percebe-se pouca profundidade do canal indicada pela
cor azul escuro com barras de sedimentos no curso e baixa carga suspensa A imagem H6
exibe a barra lateral e com dimensatildeo reduzida no meio do rio natildeo eacute possiacutevel distinguir
acumulaccedilotildees sazonais apenas as ilhas vegetadas
A imagem H7 exibe acumulaccedilatildeo no ponto XII e pequenas barras ao longo do curso
aleacutem de baixa carga suspensa mostradas pela coloraccedilatildeo azul escuro A imagem H8 eacute de um
periacuteodo de cheia do rio no entanto eacute observado um pequeno banco de areia no local do ponto
XII
Nota-se que na imagem H9 a carga sedimentar no mar eacute maior que nas imagens
anteriores devido agrave pluma de sedimentos de cor azul clara e que aparentemente o rio estaacute
mais raso proacuteximo agrave desembocadura devido as barras no seu curso serem maiores que nos
anos anteriores Sendo a carga suspensa baixa e como o mar conteacutem uma pluma sedimentar
maior que nos anos anteriores o processo de transporte que pode estar ocorrendo
pode ser o de traccedilatildeo com posterior retrabalhamento
Todas as amostras foram obtidas a jusante da barragem da Usina Hidreleacutetrica de
Aimoreacutes Com a anaacutelise dos sedimentos de acordo com a metodologia citada anteriormente
foram obtidos os resultados que seratildeo expostos a seguir
O arredondamento observado nas amostras varia de anguloso a sub anguloso nas
amostras obtidas ateacute o ponto 8 os seguintes passam a apresentar o grau sub anguloso a
arredondado raramente bem arredondado A mineralogia apresentou predominacircncia de
quartzo variando entre 95 a 97 das amostras devido a este fato natildeo foram
caracterizados com detalhe os outros minerais que compunham as amostras sendo
observados micas muscovita biotita lepidolita granada epidoto e minerais ferrosos como
ilmenita e magnetita Tais minerais satildeo compatiacuteveis com as rochas da regiatildeo o que jaacute era
esperado
Os paracircmetros adotados para interpretaccedilatildeo dos dados foram os de FOLK E WARD
(1957) citados por BLOTT E PYE (2001) no software GRADISTAT pois satildeo formas
descritivas que se relacionam com as caracteriacutesticas dos sedimentos ao inveacutes de valores
numeacutericos obtidos puramente por caacutelculos matemaacuteticos O resultado das anaacutelises eacute o exibido
no Quadro 2
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
81
Figura 7 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a
hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)
Figura 8 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a
hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
82
Quadro 2 - Resultados obtidos a partir do software GRADISTAT Fonte Autores
Amostra Granulometria
Mediana Selecionamento Assimetria Curtose
I Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado Assimetria Negativa
Extremamente
Leptocuacutertica
II Areia Meacutedia
Moderadamente
Selecionado
Assimetria Muito
Negativa Leptocuacutertica
III Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado Assimetria Negativa Mesocuacutertica
IV Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado Assimetria Negativa
Extremamente
Leptocuacutertica
V Areia Grossa
Pouco
Selecionado
Assimetria Muito
Positiva Mesocuacutertica
VI Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Mesocuacutertica
VII Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado
Assimetria Muito
Positiva Paticuacutertica
VIII Areia Meacutedia
Moderadamente
Selecionado Simeacutetrico Platicuacutertica
IX Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica
X Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica
XI Areia Grossa
Pouco
Selecionado
Assimetria Muito
Positiva Leptocuacutertica
XII Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica
A assimetria eacute o grau de desvio de uma curva no sentido horizontal podendo esse
desvio ser positivo ou negativo medindo a distribuiccedilatildeo da frequecircncia e marca a posiccedilatildeo da
meacutedia em relaccedilatildeo agrave mediana descrevendo se a curva eacute ou natildeo simeacutetrica Sendo assimeacutetrica
pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado das fraccedilotildees grossas ou das finas
podendo ser negativa ou positiva respectivamente (TAVARES et al 2010)
Esse padratildeo de distribuiccedilatildeo das granulometrias areia meacutedia com assimetria negativa
ateacute a amostra IV indica que os depoacutesitos foram mais retrabalhados talvez porque se
encontram em porccedilotildees de acumulaccedilotildees de sedimentos com maior porte o que as torna
naturalmente mais retrabalhaacuteveis Jaacute os padrotildees das amostras pouco selecionadas satildeo
depoacutesitos de menores dimensotildees e podem estar em processo de formaccedilatildeo Ou entatildeo foram
erodidos no uacuteltimo pulso de cheia e estatildeo em processo de reformulaccedilatildeo Esse conceito eacute
explicado em NICHOLS (2007) sendo o padratildeo deposicional de um rio entrelaccedilado
A anaacutelise da curtose reforccedila tal argumento pois quanto mais platicuacuterticas as
distribuiccedilotildees os sedimentos tendem a ser misturas de populaccedilotildees diferentes e quando
leptocuacuterticas satildeo afetados por correntes de fundo ou algum evento deposicional que
removeu alguma fraccedilatildeo Os que estatildeo mesocuacuterticos natildeo fornecem consistecircncia para
afirmaccedilatildeo alguma assim como observado por Tavares et al(2010) em um contexto
semelhante
Proacuteximo a represa no ponto II observam-se gratildeos em fraccedilotildees denominadas por FOLK
E WARD (1957) como cascalho muito grosso sendo um ambiente de alta energia pois
quando as comportas satildeo abertas liberam toda energia potencial que estava acumulada
diminuindo gradativamente conforme vatildeo sendo fechadas causando a deposiccedilatildeo destes
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
83
sedimentos que tem o caraacuteter bem arredondado em sua maioria tal fato indica seu
retrabalhamento e transporte por rolamento
No ponto IV ao cavar poucos centiacutemetros a partir da superfiacutecie eacute possiacutevel observar
estratificaccedilatildeo cruzada de baixo acircngulo com um niacutevel de minerais pesados tornando-a mais
visiacutevel tal fato indica deposiccedilatildeo de material em suspensatildeo
Na cidade de Colatina observam-se largos bancos de areia que estreitam o rio no
ponto amostral VI
No bairro Bebedouro em Linhares Ponto IX foi observado na margem do rio um
padratildeo deengrossamento para o topo com seixos imbricados ou seja mostram-se aqui as
fraccedilotildeesmais finas na base e um evento que depositou estes sedimentos mais grosseiros por
traccedilatildeo devido ao seu imbricamento
Proacuteximo agrave foz do rio eacute encontrado um niacutevel de minerais pesados finos
Tais niacuteveis de finos satildeo encontrados junto com a amostra XII que predomina a
granulometria grossa o graacutefico da distribuiccedilatildeo nesta amostra tem assimetria positiva ou seja
a tendecircncia para fraccedilotildees menores Analisando o caraacuteter muito leptocuacutertico da amostra
evidencia-se que foram eventos deposicionais distintos que trouxeram tais sedimentos para
este local Fator indicativo das variaccedilotildees do gradiente energeacutetico do rio
CONCLUSAtildeO
As evidentes variaccedilotildees na dinacircmica fluvial do Doce satildeo visualizadas em diversas
escalas e conjunto de dados observados Seja nas imagens de sateacutelite seja nos bancos de areia
ora submersos ora emersos ainda quando se analisa as fraccedilotildees dos sedimentos presentes nos
mesmos
A maior presenccedila de sedimentos grosseiros na parte jusante do rio e sua tendecircncia a
afinar a fraccedilatildeo assimetria muito positiva eacute evidecircncia de uma perda de energia do rio que
devido sua alta energia tendia a carregar sedimentos mais grossos vem agora diminuindo seu
poder de transporte dessas fraccedilotildees e comeccedila a acumular material mais finoSeu caraacuteter de rio
entrelaccedilado anterior pode estar variando a um padratildeo anastomosado de menor energia
A construccedilatildeo de hidreleacutetricas em rios inegavelmente altera seus cursos A questatildeo a se
fazer nesse momento eacute a seguinte O dano causado ao rio gera benefiacutecios que compensa sua
degradaccedilatildeo A resposta eacute relativa gera benefiacutecios a quem Agraves empresas que lucram com a
venda da energia obviamente a resposta eacute sim Agrave populaccedilatildeo que depende e sempre dependeu
do rio para suas diversas atividades sejam quais forem a resposta evidentemente eacute natildeo
Esperamos que um dia a preservaccedilatildeo do meio ambiente seja a prioridade da sociedade ao
inveacutes dos lucros de alguns poucos indiviacuteduos
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sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES
sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da
Sauacutede Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
89
Capiacutetulo 6
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
Rafael de Oliveira Costasup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3 Carlos
Henrique Rodrigues de Oliveira4
INTRODUCcedilAtildeO
Podemos caracterizar as zonas costeiras com base na sua localizaccedilatildeo geograacutefica
continente oceano Estas satildeo regiotildees sujeitas a contiacutenuas alteraccedilotildees morfodinacircmicas e
apresentam grande variabilidade temporal e espacial em funccedilatildeo dos processos continentais e
marinhos Evidenciando a dinacircmica erosiva e deposicional caracterizada pela accedilatildeo das ondas
mareacutes correntes costeiras e tambeacutem a accedilatildeo fluvial (SILVA et al 2004)
Essas accedilotildees movimentam continuamente as linhas de costa muitas vezes na mesma
direccedilatildeo mas frequentemente em direccedilotildees opostas Como resultado a forma da linha de costa
sofre alteraccedilotildees (WILLIAMS et al 1992)
Ambientes costeiros associados agrave foz de rios estatildeo sujeitos a constantes alteraccedilotildees
morfodinacircmicas originados tanto por processos fluviais como marinhos Areias e outros
materiais satildeo movidos para a praia ou fora dela por correntes e ondas Com isso os
movimentos sazonais dos materiais costeiros criam usualmente amplas praias no veratildeo
substituiacutedas por estreitas praias no inverno em um verdadeiro ciclo anual Durante a accedilatildeo das
mareacutes de tempestades vaacuterias aacutereas podem ser inundadas em questatildeo de horas
Sendo assim conhecer os agentes que atuam na variaccedilatildeo morfodinacircmica levando em
consideraccedilatildeo o espaccedilo-tempo das diferentes regiotildees costeiras eacute de suma importacircncia
principalmente para esse estudo que eacute associado a desembocadura do rio pois dessa forma eacute
possiacutevel estabelecer cenaacuterios com base no comportamento desse ambiente que deve ser
utilizado como fator para o planejamento do uso e ocupaccedilatildeo do solo e tambeacutem para o
desenvolvimento de projetos de engenharia que venham a interferir na dinacircmica sedimentar
costeira (SILVA et al 2004)
Com base no exposto este trabalho tem como objeto de estudo principal a constituiccedilatildeo
e a variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo associado agrave foz do rio Itapemirim Este estudo
tem como base a anaacutelise histoacuterica das variaccedilotildees morfoloacutegicas ocorridas no local e sua relaccedilatildeo
com a descarga liacutequida do rio que seraacute feita por meio de anaacutelises de imagens em uma seacuterie
temporal Aleacutem de contar com a anaacutelise da atual contribuiccedilatildeo do aporte de sedimentos
fluviais na constituiccedilatildeo e variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo que seraacute feito por meio de
anaacutelise sedimentoloacutegicas
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
O Rio Itapemirim tem suas nascentes mais distantes localizadas na Serra do Caparaoacute
formadas pelos rios Braccedilo Norte Esquerdo e Braccedilo Norte Direito que se unem no municiacutepio
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
90
de Alegre Mais a jusante as aacuteguas do Itapemirim recebem contribuiccedilatildeo do rio Castelo no
distrito de Coutinho municiacutepio de Cachoeiro de Itapemirim O uacuteltimo grande afluente antes
da desembocadura no Oceano Atlacircntico eacute o Rio Muqui que junta-se ao Itapemirim no
municiacutepio de Itapemirim desaguando na altura de Marataiacutezes no Espiacuterito Santo
A aacuterea de trabalho localiza-se entre as coordenadas UTM E 308000 m e N 7682000
m E 320000 m e N 7682000 m E 320000 m e N 7672000 m E 308000 m e N 7672000
m (Figura 1)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo Fonte Autores
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL
SENSORIAMENTO REMOTO
O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave
distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais Tais
dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos de
onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos (FIGUEIREDO
2005) Um exemplo eacute o sateacutelite Landsat que utiliza os sensores instalados na oacuterbita e capta
sete bandas espectrais
Essas bandas podem estar associadas aos canais RGB (red - vermelho green - verde e
blue - azul) que satildeo utilizadas para obter um realce de uma determinada feiccedilatildeo formando a
composiccedilatildeo colorida De acordo com INPE (2011) no sistema RGB as bandas 5 4 e 3 do
sensor TM quando combinadas mostram mais claramente os limites entre o solo e a aacutegua
com a vegetaccedilatildeo natildeo tatildeo evidente aparecendo em tonalidades de verde e rosa
Em um estudo no rio Araguaia localizado na porccedilatildeo Centro-Oeste do Brasil Morais
(2008) analisou uma seacuterie temporal com imagens do Landsat 5 com o intuito de verificar a
alteraccedilatildeo da dinacircmica fluvial utilizando as bandas 5 4 e 3 do sensor TM e com isso pode
verificar a evoluccedilatildeo do canal do rio com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da
evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
91
PROCESSAMENTO E INTERPRETACcedilAtildeO DE IMAGENS
Para que se consiga interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-
processamento entre elas podemos citar o georreferenciamento e o contraste O contraste eacute
feito para que ocorra uma melhor visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons de cinza
atraveacutes da modificaccedilatildeo do histograma original formando outro que iraacute manter a mesma
variaccedilatildeo entre os tons de cinza poreacutem com uma melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al
1984)
O georreferenciamento eacute o processo de atribuir coordenadas geograacuteficas a pontos na
imagem ou vetor como por exemplo uma feiccedilatildeo de faacutecil observaccedilatildeo e identificaccedilatildeo nas duas
imagens e que tenha coordenada conhecida para se aplicar a teacutecnica de registro de imagem ou
ainda utilizando pontos de controle (CAMPBELL 2002)
MEacuteTODO GPR
O meacutetodo de radar de penetraccedilatildeo no solo (GPR) eacute um meacutetodo eletromagneacutetico que
consiste em obter uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie atraveacutes da transmissatildeo e
reflexatildeo de ondas eletromagneacuteticas de altas frequecircncias (10 ndash 1000 MHz) para localizar
feiccedilotildees geoloacutegicas rasas ou objetos enterrados pelo homem O princiacutepio fiacutesico e a
metodologia de aquisiccedilatildeo de dados GPR satildeo semelhantes agrave teacutecnica de reflexatildeo siacutesmica e a
teacutecnica de sonar poreacutem o GPR fundamenta-se na transmissatildeo e reflexatildeo de ondas
eletromagneacuteticas (EM) (PORSANI 1999)
O equipamento de GPR (Figura 2) eacute composto de um par de antenas um gerador de
ondas eletromagneacuteticos antena transmissora e um sistema para registro destas ondas a antena
receptora Uma das antenas eacute usada para transmitir um sinal eletromagneacutetico atraveacutes da
subsuperfiacutecie ao passo que a outra capta estes sinais apoacutes a sua reflexatildeo por diferentes alvos
no subsolo A propagaccedilatildeo do sinal EM depende da frequecircncia do sinal transmitido e das
propriedades eleacutetricas dos materiais as quais dependem principalmente do conteuacutedo de aacutegua
presente no solo Topp (1980 citado por BORGES 2002) sendo a atenuaccedilatildeo do sinal da
onda EM proporcional ao conteuacutedo de aacutegua Quando o pulso transmitido encontra mudanccedilas
abruptas nas propriedades dieleacutetricas parte da energia eacute refletida e difratada sendo captada
em superfiacutecie pela antena receptora A energia refletida eacute registrada em funccedilatildeo do tempo de
atraso amplificada e digitalizada atraveacutes de um computador posteriormente o resultado do
processamento dos dados disponibiliza uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie
(BORGES 2002)
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
92
Figura 2 - Constituintes baacutesicos do GPR Fonte Neal (2004)
CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL
Segundo Almeida (1977) a aacuterea estudada estaacute inserida regionalmente agrave leste da
Proviacutencia Mantiqueira que eacute paralela agrave costa atlacircntica do sudeste e sul do Brasil delineando
uma faixa de direccedilatildeo NE-SW com mais de 3000 km de comprimento que se estende do sul
da Bahia ateacute o Uruguai Localizada a leste do Craacuteton Satildeo Francisco aleacutem de fazer limite com
as proviacutencias Tocantins Satildeo Francisco e Paranaacute e eacute bordejada ao leste pela margem
continental e pelas bacias costeiras do Espiacuterito Santo Campos Santos e Pelotas
O embasamento da Formaccedilatildeo Barreiras estudada compreende rochas do Complexo
Paraiacuteba do Sul que de acordo com RADAMBRASIL (1983) constitui gnaisses de idade
Neoproterozoacuteica Estas rochas fazem contato com o Complexo Juiz de Fora que
constituemrochas de origem iacutegnea representadas por granitos gabros e charnockitos datadas
do Paleoproterozoacuteico
Sobre este embasamento depositam-se na regiatildeo os sedimentos Cenozoacuteicos
continentais classificado por Amador (1982) como Grupo Barreiras e devido a seus estudos
permitiu uma individualizaccedilatildeo de uma unidade lito-estratigraacutefica com idade Neoacutegena
Na Figura 3 estaacute evidenciando a aacuterea de estudo no mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo
podendo observar duas litologias diferentes na aacuterea demarcada que fica bem evidenciado na
Figura 4
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
93
Figura 3 - Mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo abrangendo a aacuterea investigada neste
estudoFonte Adaptado de Bizzi et al (2013)
Figura 4 - Coluna litoestratigraacutefica do Espiacuterito Santo com ecircnfase nas litologias presente na
aacuterea Fonte Adaptado de Bizzi et al (2013)
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
94
GRUPO BARREIRAS
O Grupo Barreiras foi agrave primeira unidade estratigraacutefica documentada no Brasil
ocorrendo ao longo do litoral brasileiro desde o Rio de Janeiro ateacute o estado do Amapaacute
recobrindo depoacutesitos sedimentares do mesozoacuteicos de diversas bacias costeiras (BEZERRA et
al 2005)
Os estudos sobre os depoacutesitos correspondentes ao Barreiras foram empregados pela
primeira vez quando Branner (1902 citado por AMADOR 1982) fez a primeira referecircncia a
esta unidade caracterizando-a como ldquouma sucessatildeo contiacutenua de sedimentos pouco ou natildeo
consolidados presentes na costa nordestinardquo
De acordo com Arai (2006) a regularidade no modo de ocorrecircncia e na caracteriacutestica
litoloacutegica eacute incompatiacutevel com a origem continental utilizada tradicionalmente para
caracterizar a origem do Barreiras o que constitui um misteacuterio sua procedecircncia pela
existecircncia de estudos com evidecircncias que revelam seu caraacuteter marinho da mesma forma que
a idade do Grupo Barreiras tem sido motivo de muita controveacutersia entre diversos autores em
funccedilatildeo de seu pobre conteuacutedo fossiliacutefero a sua vasta distribuiccedilatildeo e variaccedilatildeo espacial Na
literatura mais antiga a idade variava de Oligo-mioceno a Plioceno Segundo Bezerra et al
(2005) a idade da Formaccedilatildeo Barreiras tem sido atribuiacuteda ao intervalo de tempo que varia do
Mioceno ateacute o Plioceno-Pleistoceno
Recentemente Arai (2006) subdividiu o Grupo Barreiras em duas unidades distintas de acordo
com seus periacuteodos de deposiccedilatildeo Barreiras Inferior e Superior
A unidade Barreiras Inferior representa a eacutepoca em que a margem continental
brasileira recebia depoacutesitos duratte a transgressatildeo ocorrida no intervalo Aquitaniano ndash
Serravaliano (Eomioceno a Mesomioceno) acumulando uma grande quantidade de
sedimentos nas aacutereas hoje emersas do continente Esses depoacutesitos transgressivos e de mar alto
satildeo reconhecidos sob a forma de unidades litoestratigraacuteficas quase contiacutenuas ou em formas
mais isoladas tendo sido sedimentados principalmente na regiatildeo litoracircnea que atualmente se
estende da Foz do Amazonas ao estado do Rio de Janeiro onde o relevo plano teria
propiciado o avanccedilo do onlap para continente adentro (ARAI 2006)
Uma discordacircncia erosiva Tortoniana (Mioceno) delimita a interface entre as duas
Unidades distintas A discordacircncia representa uma queda eustaacutetica provocada por um periacuteodo
de glaciaccedilatildeo no Neoacutegeno sendo identificada em seccedilotildees siacutesmicas onde eacute reconhecida como
ldquoMarco Cinzardquo A idade Tortoniana foi atribuiacuteda atraveacutes da dataccedilatildeo de nanofoacutesseis Discoaster
hamatus (N-630) e D neorectus (N-635) Viana et al (1990 citado por ARAI 2006)
A unidade Barreiras Superior foi depositada durante o Plioceno que de acordo com as
curvas eustaacuteticas propostas por Haq Hardenbol e Vail (1987 citado por ARAI 2006) teria
ocorrido uma nova transgressatildeo e muitas das aacutereas erodidas receberam uma nova cobertura
sedimentar constituindo o ldquoBarreiras Superiorrdquo
CARACTERIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO
A aacuterea de estudo apresenta topografia variando de suavemente ondulada a plana
sendo que 84 de suas aacutereas possuem declividade abaixo de 30 O tipo de solo
predominantemente eacute o latossolo vermelho amarelo distroacutefico com fertilidade variando de
meacutedia a baixa textura areno-argilosa apresentando pH em torno de 50 com baixos teores de
mateacuteria orgacircnica exigentes em complementaccedilatildeo de fertilizantes e correccedilatildeo de solos A
temperatura meacutedia anual eacute de 22ordm C ficando as maacuteximas entre 28ordm C e 30ordm C enquanto que as
miacutenimas giram em torno de 15ordm C O litoral capixaba possui um regime micromareal (micro-
mareacute) cuja amplitude de mareacute segundo DHN (1994) varia de 140 m a 150 m atingido
durante a mareacute de siziacutegia a amplitude de cerca de 170 m O clima eacute quente poreacutem
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95
amenizado pelas fortes brisas marinhas A meacutedia anual de precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica situa-se
em torno de 900 mm (ALBINO 1999)
METODOLOGIA
Os materiais cartograacuteficos utilizados para processamento dos dados deste trabalho satildeo
provenientes do Geobases (2002) e compreendem curva de niacutevel drenagem limites e vias
de acesso
As imagens Landsat e RapidEye foram retiradas do endereccedilo eletrocircnico do INPE e do
MMA (Ministeacuterio do Meio Ambiente) respectivamente
O processamento dos dados foi realizado por meio do software Arcgis 103 e Spring
526 Os dados estatiacutesticos foram gerados pelo software Gradstat e os perfis do GPR foram
processados pelo programa Reflex
O GPS de navegaccedilatildeo foi utilizado como uma ferramenta para identificaccedilatildeo dos pontos
no campoUtilizou-se ainda um GPS topograacutefico para georreferenciamento das seccedilotildees de
GPR
OBTENCcedilAtildeO DAS IMAGENS DE SATEacuteLITE
O trabalho foi realizado a partir de imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 sensor TM e de
imagens do sateacutelite RapidEye no periacuteodo de 2001 agrave 2014 sendo analisadas anualmente
Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem das mesmas
estaccedilotildees do ano para natildeo influenciar na anaacutelise de deposiccedilatildeo dos sedimentos por conta da
diferenccedila de quantidade de partiacuteculas que podem ser carreadas nos momentos de chuva e de
seca
PROCESSAMENTO DAS IMAGENS
As imagens Landsat tiveram que passar por preacute-processamento em ambiente de
Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu em georreferenciaacute-las utilizando
como paracircmetro de comparaccedilatildeo as imagens RapidEye aplicaccedilatildeo de contraste linear
aumentando linearmente os tons de cinza no entanto mantendo a proporccedilatildeo original Este
procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5 4 e 3 Sendo muito semelhante a
metodologia aplicada por Mohamed (2012)
Foi feita uma composiccedilatildeo RGB-543 das imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 para
auxiliar na interpretaccedilatildeo
ETAPA DE CAMPO
Foram observados nas imagens os locais de mais faacutecil acesso para coleta dos
sedimentos (Figura 5) que foram coletados com auxiacutelio de uma paacute e foram armazenados em
sacos plaacutesticos para posterior anaacutelise granulomeacutetrica Os locais de coleta foram marcados com
o GPS (Global Positioning System) de navegaccedilatildeo (Tabela 1)
Com o auxiacutelio do GPR (Ground Penetrating Radar) foram levantados dados de sub-
superfiacutecie com dois tipos de antenas diferentes (200 e 400 MHz) e para uma melhor
amarraccedilatildeo dos dados estes foram coletamos atraveacutes de um DGPS (Differential Global
Positioning System) podendo assim observar como ocorreu o momento de sedimentaccedilatildeo do
local
Foram feitos dois perfis com o GPR em uma ilha que se conecta com a praia pelo
espigatildeo construiacutedo na desembocadura do rio esse equipamento foi utilizado nessa localidade
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
96
para que se tente observar a deposiccedilatildeo dos sedimentos na foz do rio Itapemirim e o DGPS foi
utilizado como uma ferramenta de auxiacutelio para uma maior confiabilidade das coordenadas
utilizadas
Figura 5 - Mapa de localizaccedilatildeo dos pontos visitados em campoFonte Autores
Tabela 1 - Coordenadas dos pontos de coleta de sedimentos Fonte Autores
Pontos Coordenadas E (m) Coordenadas N (m)
1A 1B 1C 312747 7676348
2 312030 7676004
3 308789 7675691
4 310453 7678553
ETAPA DE LABORATOacuteRIO
Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de
sedimentologia do Departamento de Geologia da UFES onde foram preparadas para as
seguintes anaacutelises textural e mineraloacutegica
A anaacutelise granulomeacutetrica foi feita atraveacutes do peneiramento das amostras com os dados
de peso de cada granulometria foi utilizado o software para observar estatisticamente o
resultado As anaacutelises texturais e mineraloacutegicas foram feitas a partir do peneiramento citado
acima e foram obtidas com o auxiacutelio da lupa
Os sedimentos foram colocados em um quarteador e obtidos no miacutenimo cinquenta
gramas de amostra pois segundo Folk (1980) eacute o miacutenimo necessaacuterio para anaacutelise de
sedimentos no grupo areia ou superior Foram colocados em uma placa de petri utilizando-se
uma placa para cada amostra Pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo com exatidatildeo de dois
diacutegitos Foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada placa e colocados
na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24 horas
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97
Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados
durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz no agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de
peneiras da marca Bertel 4800 2000 1200 500 250 125 74 37 microm que representam
respectivamente as classes cascalho fino cascalho muito fino areia muito grossa areia
grossa areia meacutedia areia fina areia muito fina segundo proposta de Wentworth (1922 citado
por BUI et al1990)
Os dados granulomeacutetricos obtidos foram processados em um programa de tratamento
estatiacutestico denominado ldquoGradstatrdquo desenvolvido por Blott e Pye (2001) que aproveita como
base de operaccedilatildeo o Microsoft Excel do Windows que calcula atraveacutes do peso alguns
paracircmetros como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo e curtose
Outro procedimento feito em laboratoacuterio foi o traccedilado das linhas de costa nos anos de
2001 a 2014 levando em consideraccedilatildeo a metodologia proposta por Aparecida et al (2011)
poreacutem com uma pequena diferenccedila pois no trabalho citado o ponto de referecircncia para
calcular a distacircncia ateacute a linha de costa era um maciccedilo rochoso que praticamente natildeo alterou
durante o tempo das imagens e jaacute nesse trabalho foi feito atraveacutes de um ponto com
coordenada coletada pelo DGPS (Ponto Base) com coordenadas E 311637 m N 7676929 m
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
DADOS OBTIDOS A PARTIR DAS IMAGENS
Na Figura 6 podemos ter uma visatildeo ampla de todas as linhas de costa marcadas na
seacuterie multitemporal proposta e no graacutefico apresentado na Figura 7 podemos analisar de forma
mais detalhada essa variaccedilatildeo
Observando a Figura 6 podemos observar uma diminuiccedilatildeo da linha de costa no ano de
2001 ateacute 2002 sendo provavelmente um periacuteodo de ressaca do mar pelo fato de ser um
intervalo de tempo muito pequeno poreacutem logo apoacutes foi observado uma progradaccedilatildeo nos anos
de 2002 agrave 2003 Posteriormente ocorreu um momento de estabilidade dessa linha de costa
tendo em vista que a taxa de deposiccedilatildeo e erosatildeo se mantiveram praticamente igualadas sendo
a variaccedilatildeo entre elas muito pequena podendo observar esse padratildeo ateacute o ano de 2007 e nos
anos seguintes obteve um padratildeo retrogradacional na linha de costa ateacute o ano de 2014
Os padrotildees de variaccedilatildeo da linha de costa observados nos graacuteficos da Figura 7 nos
indicam iacutendices de maior e menor sedimentaccedilatildeo do rio pois nos momentos de menor taxa de
fluxo sedimentar a corrente costeira era mais atuante e com isso causava erosatildeo fazendo com
que ocorresse uma retrogradaccedilatildeo da linha de costa e nos momentos em que o rio apresentava
maior descarga sedimentar no oceano a corrente costeira natildeo era tatildeo atuante pois a razatildeo
deposiccedilatildeo por erosatildeo era maior
Esse resultado de variaccedilatildeo da linha de costa foi diferente do encontrado por Deina et
al (2011) pois no trabalho em questatildeo soacute obteve o momento de retrogradaccedilatildeo do cordatildeo
litoracircneo
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
98
Figura 6 - Mapa de evoluccedilatildeo da linha de costa do Rio Itapemirim Fonte Autores
Figura 7 - Graacutefico de variaccedilatildeo da linha de costa para a seacuterie multitemporal no periacuteodo
de 2001 a 2014 Fonte Autores
DADOS OBTIDOS A PARTIR DOS SEDIMENTOS
O resultado das anaacutelises do Gradistat estaacute exibido no Quadro 1 Com base nele
podemos observar que o selecionamento de todas as amostras variou de moderadamente
selecionado a muito bem selecionado Foi observado na lupa que os gratildeos se apresentaram
subangulosos arredondados e bem arredondados Com relaccedilatildeo a granulometria das amostras
todas tiveram o predomiacutenio de areia poreacutem a amostra 1B apresentou maior proporccedilatildeo de
areia grossa e as demais amostras apresentaram um maior teor de areia meacutedia
A mineralogia em questatildeo eacute predominantemente quartzo contendo algumas micas
(moscovitas e biotitas) granada e magnetita As amostras natildeo apresentaram uma grande
diferenccedila mineraloacutegica o que mudou foi em relaccedilatildeo a proporccedilatildeo de minerais pesados pois
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99
quanto mais longe da desembocadura do rio mais esses minerais se apresentavam em maior
quantidade
Os histogramas das amostras satildeo a representaccedilatildeo graacutefica dos dados matemaacuteticos
gerados pelo software Gradstat (Figura 8)
A assimetria expressa o enriquecimento da distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica em partiacuteculas
grosseiras ou em partiacuteculas finas indicando o quanto a curva se afasta da distribuiccedilatildeo normal
(DIAS 2004) Sendo assimeacutetrica pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado
das fraccedilotildees grossas ou das finas podendo ser negativa ou positiva respectivamente
(TAVARES et al 2010)
Quadro 1 - Resultados obtidos a partir do software Gradistat Fonte Autores
Amostras Granulometria
mediana
Selecionamento Assimetria Curtose
1A Areia Meacutedia Moderadamente
selecionado
Assimetria
muito
positiva
Extremamente
Leptocuacutertica
1B Areia Grossa Muito bem
selecionado
Assimetria
positiva
Muito
Leptocuacutertica
1C Areia Meacutedia Moderadamente
selecionado
Assimetria
muito
positiva
Muito
Platicuacutertica
2 Areia Meacutedia Moderadamente
selecionado
Assimetria
positiva
Muito
Leptocuacutertica
3 Areia Meacutedia Moderadamente
bem selecionado
Assimetria
negativa
Leptocuacutertica
4 Areia Meacutedia Moderadamente
bem selecionado
Assimetria
muito
negativa
Platicuacutertica
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
100
Figura 8 - Histogramas gerados pelo software Gradstat a) Amostra 1A b) Amostra
1B c) Amostra 1C d) Amostra 2 e) Amostra 3 f) Amostra 4 Fonte Autores
DADOS OBTIDOS DO GPR
Foram feitas duas seccedilotildees quase perpendicular para a passagem do GPR (Figura 9) e
utilizadas dois tipos de antenas em cada seccedilatildeo sendo elas a de 200 e 400 MHz podendo uma
alcanccedilar maior profundidade com menor detalhe e a outra uma menor profundidade com
maior detalhe respectivamente As figuras 10 e 11 e 12 e 13 correspondem a mesma seccedilatildeo
Figura 9 - Mapa de localizaccedilatildeo dos perfis de GPR Fonte Autores
Primeira seccedilatildeo de NW-SE com 50 metros de comprimento
Coordenada inicial E 312699 m N 7676341 m
Coordenada final E 312749 m N 7676336 m
Sirgas - Zona 24S
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101
Figura 10 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 1 Fonte Autores
Figura 11 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 1 Fonte Autores
Segunda seccedilatildeo de NE-SW com 50 metros de comprimento
Coordenada inicial E 312774 m N 7676349 m
Coordenada final E 312810 m N 7676384 m
Sirgas - Zona 24S
Figura 12 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 2 Fonte Autores
Figura 13 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 2 Fonte Autores
No perfil 1 tanto nos resultados da antena de 400 MHz quanto da antena de 200
MHz eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees cruzadas acanaladas na porccedilatildeo mais agrave esquerda Na
parte central evidenciada por um ciacuterculo observa-se uma falha na imagem podendo ser uma
porccedilatildeo mais argilosa e na parte mais agrave direita conteacutem hipeacuterboles claras que podem ser tubos
enterrados e um leve basculamento das camadas podendo ser remobilizaccedilatildeo do material
No perfil 2 eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees plano-paralela e uma porccedilatildeo com
atenuaccedilatildeo do sinal podendo ser uma regiatildeo mais argilosa Sendo observado todas as feiccedilotildees
tanto na antena de 400 MHz quanto na antena de 200 MHz poreacutem melhor evidenciado as
estratificaccedilotildees plano-paralelas no perfil gerado pela antena de 200 MHz
Com os perfis de GPR foi possiacutevel reafirmar as anaacutelises feitas pelo gradistat que
juntamente com a areia granulometria encontrada em maior proporccedilatildeo ainda existem
granulometrias mais finas provavelmente sendo argilas pelo fato da atenuaccedilatildeo das ondas
eletromagneacuteticas emitidas pelo GPR
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
102
CONCLUSAtildeO
A partir das imagens Landsat e RapidEye utilizadas para fazer a variaccedilatildeo da linha de
costa foi possiacutevel observar que a retrogradaccedilatildeo ou progradaccedilatildeo depende muito do fluxo de
sedimentos do rio com isso eacute possiacutevel supor que nos anos que tiver muita chuva
provavelmente ocorreraacute um maior carreamento de sedimentos em direccedilatildeo ao mar e com isso
aumentaraacute a taxa de deposiccedilatildeo e nos anos de seca com poucas chuvas provavelmente a
erosatildeo costeira seraacute mais intensa
Nos anos de 2001 a 2014 foi observado uma variaccedilatildeo de 437 ateacute 554 metros da linha
de costa o que indica ser uma aacuterea muito dinacircmica e sensiacutevel a mudanccedilas naturais
De acordo com as anaacutelises sedimentoloacutegicas foi possiacutevel observar que quanto mais
proacuteximo da desembocadura do rio menor a energia do fluxo sendo evidenciado pelo aumento
de sedimentos finos e um melhor selecionamento
A seccedilatildeo de GPR mostrou que pode ter uma variaccedilatildeo dos sedimentos indicando
presenccedila de mais finos atenuando o sinal na porccedilatildeo mais argilosa e mostrando que de acordo
com a seccedilatildeo mostrada pode-se observar estratificaccedilotildees cruzadas ou plano-paralela indicando a
direccedilatildeo da sedimentaccedilatildeo
As metodologias aplicadas se mostraram eficientes pois foi possiacutevel obter os dados e
tirar interpretaccedilotildees sobre a aacuterea de estudo Este estudo poderia ter sido mais detalhado e talvez
ser melhor entendido com anaacutelise dos efeitos que a construccedilatildeo do espigatildeo na desembocadura
do rio pode causar para o meio em questatildeo pois com essa construccedilatildeo os sedimentos natildeo
conseguem ser depositados em forma de delta ficando todo detido na desembocadura
podendo vir a diminuir a lacircmina drsquoaacutegua e posteriormente causar ateacute efeitos mais severos
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Organizadores
Fabricia Benda de Oliveira
Rodson de Abreu Marques
Calvin da Silva Candotti
Eduardo Baudson Duarte
Geotecnologias e suas aplicaccedilotildees
Volume 1
ALEGRE - ES
CAUFES
2018
CCENS-UFES Centro de Exatas Naturais e da Sauacutede Universidade Federal do Espiacuterito
Santo Alto Universitaacuterio sn Caixa Postal 16 Guararema Alegre-ES
Telefax (28) 3552-8687
wwwalegreufesbr
Os textos apresentados nesse livro satildeo de inteira responsabilidade dos autores Os
organizadores natildeo se responsabilizam pela revisatildeo ortograacutefica e gramatical dos trabalhos
apresentados
REITOR ndash UFES
REINALDO CENTODUCATTE
DIRETOR DO CENTRO DE CIEcircNCIAS EXATAS NATURAIS E DA SAUacuteDE ndash UFES
NEUZA MARIA BRUNORO COSTA
ORGANIZADORES DESTA OBRA
FABRICIA BENDA DE OLIVEIRA
RODSON DE ABREU MARQUES
CALVIN DA SILVA CANDOTTI
EDUARDO BAUDSON DUARTE
APRESENTACcedilAtildeO
A produccedilatildeo deste trabalho eacute independente e surgiu da ideia e colaboraccedilatildeo de
professores alunos e ex-alunos do curso de Geologia do Centro de Ciecircncias Exatas Naturais
e da Sauacutede da Universidade Federal do Espiacuterito Santo
Estatildeo contidos neste livro 6 trabalhos apresentados na forma de capiacutetulos e que
abrangem temas relacionados agraves geotecnologias e suas aplicaccedilotildees no acircmbito das ciecircncias
ambientais geotecnia e planejamento urbano e anaacutelises utilizando softwares de cartografia e
modelagem espacial
O material contido nesta obra serviraacute de auxiacutelio para estudantes professores e
profissionais da aacuterea das geociecircncias em seus trabalhos e pesquisas aleacutem de ser um veiacuteculo
de divulgaccedilatildeo de conhecimento obtido pela UFES desde a criaccedilatildeo do curso de Geologia
LISTA DE ORGANIZADORES
Fabricia Benda de Oliveira Professora Adjunta do Departamento de Geologia
Universidade Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias Exatas Naturais e da Sauacutede
Alegre ES e-mail fabriciaoliveiraufesbr
Rodson de Abreu Marques Professor Adjunto do Departamento de Geologia Universidade
Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias Exatas Naturais e da Sauacutede Alegre ES e-
mailrodsonmarquesufesbr
Calvin da Silva Candotti Geoacutelogo Autocircnomo Manaus AM calvincandottigmailcom
Eduardo Baudson Duarte Geoacutelogo formado pela Universidade Federal do Espiacuterito Santo
Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias
Exatas Naturais e da Sauacutede Alegre ES e-mail eduardo_duarte_12hotmailcom
LISTA DE AUTORES
Allison Augusto Gonccedilalves de Freitas
Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira
Daniel Andrade Miranda
Edgar Batista de Medeiros Juacutenior
Eduardo Baudson Duarte
Faacutebio Cardoso de Souza Santos
Fabricia Benda de Oliveira
Felipe Guadagnin
Juacutelia Sesana Maciel
Julio Almeida Moreira
Laacutezaro Correcirca Marcellino
Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas
Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitas
Marx Engel Martins
Rafael de Oliveira Costa
Rayane Monteiro Ferreira
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
Sumaacuterio
Capiacutetulo 1 9
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
Daniel Andrade Miranda Fabricia Benda de Oliveira
Capiacutetulo 2 25
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a
prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
Faacutebio Cardoso de Souza Santos Eduardo Baudson Duarte Fabricia Benda de
Oliveira Juacutelia Sesana Maciel Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira
Capiacutetulo 3 39
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de
ruptura de taludes em atividades de mineraccedilatildeo
Laacutezaro Correcirca Marcellino Fabricia Benda de Oliveira Julio Almeida Moreira Carlos
Henrique Rodrigues de Oliveira
Capiacutetulo 4 53
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES
utilizando teacutecnicas de geoprocessamento
Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitas Fabricia Benda de Oliveira Allison Augusto
Gonccedilalves de Freitas Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas Rayane Monteiro
Ferreira Edgar Batista de Medeiros Juacutenior
Capiacutetulo 5 71
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite
Landsat 5
Marx Engel Martins Fabricia Benda de Oliveira Felipe Guadagnin Carlos Henrique
Rodrigues de Oliveira
Capiacutetulo 6 89
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim
(ES)
Rafael de Oliveira Costa Eduardo Baudson Duarte Fabricia Benda de Oliveira
Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
sup1 Doutorando em Geologia Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG
sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES
9
Capiacutetulo 1
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
Daniel Andrade Mirandasup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2
INTRODUCcedilAtildeO
Segundo Santos (2012) somente com o desenvolvimento de tecnologias espaciais
modernas incluindo os sateacutelites artificiais que se tornou possiacutevel visualizar a Terra a partir da
coleta de dados e da aquisiccedilatildeo de imagens da sua superfiacutecie os dados adquiridos de forma
remota por sateacutelites artificiais auxiliam no diagnoacutestico sobre as implicaccedilotildees ambientais
econocircmicas sociais poliacuteticas e culturais com relaccedilatildeo agrave ocupaccedilatildeo dos espaccedilos urbanos
ajudando no planejamento soacutecio econocircmico-ambiental sustentaacutevel e servindo de base para o
desenvolvimento e realizaccedilatildeo de projetos associados agraves atividades humanas como por
exemplo no planejamento urbano
Gottdiener (1993) define que a materializaccedilatildeo do desenvolvimento contiacutenuo do
capitalismo eacute o formato do espaccedilo urbano assim os traccedilos distintivos da morfologia espacial
urbana estatildeo diretamente relacionados com as mudanccedilas estruturais na organizaccedilatildeo social
Entatildeo para compreender o espaccedilo urbano ou a cidade precisamos estudar e analisar a forma
urbana e seu crescimento como subsiacutedios agraves poliacuteticas de planejamento Estudos mostram que
o crescimento das cidades eacute um processo dinacircmico muitas vezes ocorrendo em aacutereas natildeo
adequadas mostrando que o crescimento da mancha urbana eacute usualmente natildeo planejado
(NAGARATHINAM et al 1988)
Devido agrave forma na qual a expansatildeo urbana ocorre no tempo e no espaccedilo o
crescimento urbano pode gerar problemas ambientais ligados agrave contaminaccedilatildeo hiacutedrica
formaccedilatildeo de ilhas de calor ocupaccedilatildeo de aacutereas inadequadas para assentamentos humanos
degradaccedilatildeo da paisagem dentre outros (FUCKNER 2006)
Segundo Costa e Alves (2005) para monitoramentodas aacutereas urbanas eacute necessaacuterio
possuir conhecimento atualizado sobre a distribuiccedilatildeo espacial da populaccedilatildeo Este
conhecimento eacute adquirido atraveacutes dos censos demograacuteficos e de mapas de densidade
demograacutefica que produzem avaliaccedilotildees quantitativas sobre elas e informam tambeacutem as
necessidades de infraestrutura
Na maior parte das cidades o crescimento populacional tem sido muito raacutepido e as
estruturas urbanas natildeo acompanharam esse crescimento que aleacutem de natildeo ser planejado pode
causar problemas como inundaccedilotildees deslizamento de encostas e desabamentos de construccedilotildees
A ocupaccedilatildeo urbana eacute atualmente tema de emergecircncia nacional portanto o
desenvolvimento de tecnologias que apoiem a gestatildeo estrateacutegica da ocupaccedilatildeo urbana eacute
interessante no acircmbito municipal estadual e federal
Neste contexto as geotecnologias tecircm sido utilizadas como uma ferramenta
importante para ajudar no planejamento urbano e na compreensatildeo da dinacircmica espacial e da
forma urbana
No municiacutepio de Alegre este problema eacute intensificado com a implantaccedilatildeo do programa de
expansatildeo da rede de Educaccedilatildeo Superior pelo MEC (Ministeacuterio da Educaccedilatildeo) que teve iniacutecio
em 2003 e posteriormente com a implementaccedilatildeo do REUNI (Restauraccedilatildeo e Expansatildeo das
Universidades Federais) em 2011 Com esses programas o total de cursos oferecidos pelo
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
10
campus de Alegre subiu de quatro em 2002 para dezessete em 2011 aumentando
consideravelmente o fluxo de populaccedilatildeo moacutevel no municiacutepio Podemos citar ainda os
estudantes da FAFIA (Faculdade de Filosofia Ciecircncias e Letras de Alegre) e o IFES (Instituto
Federal do Espiacuterito Santo) que assim como na UFES (Universidade Federal do Espiacuterito
Santo) tem sua demanda de populaccedilatildeo moacutevel condicionando uma urbanizaccedilatildeo forccedilada em
funccedilatildeo da demanda crescente por habitaccedilatildeo
O presente trabalho propotildee a realizaccedilatildeo de um estudo sobre a ocupaccedilatildeo urbana na sede
do Municiacutepio de Alegre-ES utilizando teacutecnicas de sensoriamento remoto e imagens do
sateacutelite Landsat sensor TM 5 atraveacutes de anaacutelise multitemporal para verificaccedilatildeo do avanccedilo do
crescimento urbano ao longo de 26 anos
LOCALIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO
O municiacutepio de Alegre estaacute localizado na regiatildeo sudeste do Brasil no Sul do Estado
do Espiacuterito Santo englobando as comunidades de Santa Maria Varjatildeo da Cotia Alegre
Vargem Alegre Aacutegua Limpa Vinagre Capim Feliz Lembranccedila Bosque Rive Cafeacute
PlacaSatildeo Francisco Satildeo Joatildeo do Norte e Coacuterrego do Meio e tendo como municiacutepios
limiacutetrofes Muniz Freire a Norte Castelo Cachoeiro de Itapemirim e Jerocircnimo Monteiro a
Leste Mimoso do Sul e Satildeo Joseacute do Calccedilado a Sul e Guaccediluiacute e Ibitirama a Oeste
A aacuterea de estudo proposta para este trabalho consiste no periacutemetro urbano da sede do
Municiacutepio de Alegre como pode ser visto na Figura 1
O Acesso ateacute a capital Vitoacuteria pode ser feito pela ES-482 ateacute Cachoeiro de Itapemirim
depois segue pela BR-101 Sul ateacute Vitoacuteria Ou ainda pela ES-482 ateacute Duas Barras ES-166 de
Duas Barras ateacute Venda Nova do Imigrante e BR-262 ateacute Vitoacuteria
Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo sobreposta agrave ortofoto Fonte IEMA (2007)
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
11
Segundo Rosa (2003) podemos definir o sensoriamento remoto como sendo a forma
de obter informaccedilotildees de um objeto sem que haja contato fiacutesico com o mesmo utilizando-se a
radiaccedilatildeo eletromagneacutetica gerada por fontes naturais como o Sol e a Terra ou por fontes
artificiais como por exemplo o RadarO sensoriamento remoto teve destaque no Brasil a
partir da deacutecada de 1960 com a criaccedilatildeo do Projeto RADAMBRASIL cujo objetivo era a
realizaccedilatildeo de um levantamento integrado dos recursos naturais do paiacutes a partir de imagens
Landsat (SOUZA 2008)
O Landsat foi colocado em oacuterbita em 1972 com o nome de ERTS-1 (Earth Resources
Techonological Satellite-1) teve inicialmente um desempenho significativo sendo
transformado na seacuterie Landsat Hoje o projeto Landsat eacute dedicado agrave observaccedilatildeo dos recursos
naturais da TerraSua oacuterbita desloca-se do Norte para o Sul sendo geocecircntrica circular quase
polar heliocecircntrica isto eacute o acircngulo Sol ndash Terra ndash Sateacutelite permanece constante o que garante
condiccedilotildees de iluminaccedilatildeo semelhantes na aacuterea imageada ao longo do ano (ROSA 2003)O
sensor TM (Thematic Mapper) do sateacutelite Landsat possui sete bandas com numeraccedilatildeo de 1 a
7 sendo que cada banda representa uma faixa do espectro eletromagneacutetico (BATISTELLA et
al 2004) O sateacutelite Landsat apresenta a caracteriacutestica de repetitividadepois ele imageia a
mesma aacuterea a cada 16 dias Suas cenas cobrem uma aacuterea de 34225 kmsup2 sendo a faixa
imageada de 185 x 185 km (INPE 2006)
Para utilizaccedilatildeo de imagens de sateacutelite com fins de classificaccedilatildeo recomenda-se o
processamento das mesmas O processamento digital de imagens (PDI) de acordo com Lima e
Rocha (2009) tem como objetivo fornecer ferramentas que facilitem a identificaccedilatildeo e
aextraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas imagens para posterior interpretaccedilatildeo Consiste na
manipulaccedilatildeo numeacuterica dos dados visando aumentar opotencial de discriminaccedilatildeo dos alvos
Segundo Novo (1989) o PDI pode ser dividido basicamente em Preacute-processamento Realce e
Classificaccedilatildeo
O Preacute-processamento eacute o primeiro passo do PDI e eacute considerado fundamental para
confiabilidade e uso correto das imagens de sateacutelite Nesta fase segundo Rosatti (2006) o
objetivo eacute adequar as imagens para serem utilizadas pelos usuaacuterios sendo aplicadas algumas
teacutecnicas de manipulaccedilatildeo como correccedilatildeo geomeacutetrica e restauraccedilatildeo
A correccedilatildeo geomeacutetrica e o georreferenciamento das imagens satildeo necessaacuterios devido a
distorccedilotildees que segundo o INPE (2006) satildeo causadas no processo de formaccedilatildeo da imagem
pelo sistema sensor e por imprecisatildeo dos dados de posicionamento da plataforma (aeronave
ou sateacutelite) De modo geral o georreferenciamento de imagens de sateacutelite eacute realizado por meio
de pontos de controle (PC) de referecircncia identificados na imagem original e em um sistema de
dados de referecircncia que possibilitem o ajustamento atraveacutes de modelos matemaacuteticos Os satildeo
feiccedilotildees passiacuteveis de identificaccedilatildeo na imagem e no terreno ou seja satildeo feiccedilotildees homoacutelogas
cujas coordenadas satildeo conhecidas na imagem e no sistema de referecircncia (INPE 2006)
Podemos obter PC atraveacutes de trecircs fontes por meio de mapas e cartas topograacuteficas oficiais
pela aquisiccedilatildeo de pontos em campo por sistema de posicionamento global (GPS) ou por meio
de imagens georreferenciadas do mesmo local A precisatildeo do georreferenciamento eacute medida
atraveacutes do caacutelculo do Erro Meacutedio Quadraacutetico ou Root Mean Square Error (RMS) que
pondera as diferenccedilas entre as coordenadas dos pontos de controle da imagem a ser ajustada e
da fonte de dados de referecircncia O valor do RMS deveraacute ser menor que 1 ou seja quanto
mais proacuteximo de 0 maior eacute a precisatildeo e menor eacute o erro (LIMA 2010) O caacutelculo eacute feito
utilizando a Equaccedilatildeo 1
RMSerror = [(x1 ndash xorg)sup2 + (y1 ndash yorg)sup2]12 (1)
x1 = Coordenada de linha calculada na imagem a ser ajustada
y1 = Coordenada de coluna calculada na imagem a ser ajustada
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
12
xorg = Coordenada original de linha do PC da fonte de referecircncia
yorg = Coordenada original de coluna do PC da fonte de referecircncia
A teacutecnica de restauraccedilatildeo tem por objetivo corrigir as distorccedilotildees do sensor oacuteptico no
processo de geraccedilatildeo das imagens A resoluccedilatildeo espacial das bandas 3 4 e 5 que eacute de 30
metros pode ser restaurada para ateacute 5 metros (RIOS ALMEIDA RIBEIRO 2010)A ideia de
restaurar uma imagem eacute reduzir o efeito de embaccedilamento da cena e obter uma imagem
realccedilada dado que os detalhes vistos na cena satildeo suavizados devido agraves limitaccedilotildees do sensor
Esta correccedilatildeo eacute realizada por um filtro linear e os pesos do filtro de restauraccedilatildeo satildeo obtidos a
partir das caracteriacutesticas do sensor e natildeo de forma empiacuterica como eacute feito no caso dos filtros
de realce tradicionais Neste caso o filtro eacute especiacutefico para cada tipo de sensor e banda
espectral Este tipo de processamento eacute recomendado para ser realizado sobre a imagem
original sem qualquer tipo de processamento tais como realce e filtragem que alterem as
caracteriacutesticas radiomeacutetricas da imagem Deve-se observar tambeacutem que natildeo eacute possiacutevel
processar uma imagem reamostrada jaacute que as caracteriacutesticas radiomeacutetrica e espacial da
imagem foram alteradas (INPE 2006)
Aleacutem das etapas do preacute-processamento de imagens digitais de sateacutelite existem outras que
utilizam teacutecnicas de realce com o objetivo de melhorar a qualidade visual e permitir uma
melhor interpretaccedilatildeo dos alvos nas imagens (IBGE 2001) As teacutecnicas utilizadas neste
trabalho foram Constraste Filtragem espacial e Composiccedilatildeo colorida
Segundo o INPE (2006) o contraste entre dois objetos pode ser definido como sendo a
razatildeo entre os seus niacuteveis de cinza meacutedios onde a manipulaccedilatildeo do contraste consiste numa
transferecircncia radiomeacutetrica em cada pixel (Picture Element ndash menor elemento num dispositivo
de exibiccedilatildeo ao qual eacute possiacutevel atribuir-se uma cor menor ponto que forma uma imagem
digital) tendo o objetivo de aumentar a discriminaccedilatildeo visual entre os objetos presentes na
imagem Realiza-se a operaccedilatildeo ponto a ponto independentemente da vizinhanccedila Entretanto
um exame preacutevio do histograma da imagem pode ser uacutetil O histograma de uma imagem
descreve a distribuiccedilatildeo estatiacutestica dos niacuteveis de cinza em termos do nuacutemero de amostras
(pixels) com cada niacutevel A distribuiccedilatildeo pode tambeacutem ser dada em termos da percentagem do
nuacutemero total de pixels na imagem Pode ser estabelecida uma analogia entre o histograma de
uma imagem e a funccedilatildeo densidade de probabilidade que eacute um modelo matemaacutetico da
distribuiccedilatildeo de tons de cinza de uma classe de imagens A cada histograma estaacute associado o
contraste da imagem conforme mostra a Figura 2ADe acordo com Rios Almeida e Ribeiro
(2010) esta teacutecnica tem por objetivo modificar atraveacutes de funccedilotildees matemaacuteticas os niacuteveis de
cinza ou os valores digitais de uma imagem de modo a destacar certas informaccedilotildees espectrais
e melhorar a qualidade visual da imagem
De acordo com Albuquerque (2000) para fazer uma operaccedilatildeo de filtragem espacial eacute
necessaacuterio escolher uma matriz de dimensatildeo n x n denominada maacutescara (Figura 2B) com
valores que dependem do filtro que queremos usar seja ele passa baixa (filtrando as altas
frequecircncias) passa banda (filtrando uma regiatildeo especiacutefica de frequecircncias espaciais) ou passa
alta (filtrando as baixas frequecircncias) Em uma imagem as altas frequecircncias correspondem agraves
modificaccedilotildees abruptas dos niacuteveis de cinza e as bordas dos objetos As baixas frequecircncias
correspondem agraves variaccedilotildees suaves dos niacuteveis de cinza Logo quando queremos evidenciar os
contornos de um determinado objeto podemos usar filtros do tipo passa alta Pode-se querer
observar a forma da iluminaccedilatildeo de fundo entatildeo devemos usar filtros passa-baixa para
eliminarmos todas as altas frequecircncias correspondendo agrave borda dos objetos e chegar agrave
iluminaccedilatildeo de fundo
A composiccedilatildeo colorida consiste em associar as imagens monocromaacuteticas de cada
banda agraves cores primaacuterias RGB (Red ndash Vermelho Green ndash Verde Blue ndash Azul) com o
objetivo de apresentar simultaneamente as informaccedilotildees de trecircs bandas espectrais em
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composiccedilotildees coloridas que facilitam e enriquecem a interpretaccedilatildeo visual dos alvos (IBGE
2001) Como exemplo de composiccedilatildeo colorida temos a Figura 2Cque associa a banda 3 agrave cor
vermelha (R) a banda 4 agrave cor verde (G) e a banda 5 agrave cor azul (B)
De acordo com Souza (2012) as aacutereas urbanas natildeo podem ser caracterizadas por um
comportamento espectral padratildeo A vegetaccedilatildeo os corpos aquaacuteticos e os solos satildeo superfiacutecies
relativamente homogecircneas em termos de cobertura poreacutem nas aacutereas urbanas prevalece a
heterogeneidade das coberturas As aacutereas urbanas satildeo fisicamente formadas por uma grande
diversidade de materiais (superfiacutecies de concreto asfalto telhados de vaacuterios materiais solo
vegetaccedilatildeo arboacuterea e grama aacutegua entre outros) com formas alturas e arranjos tambeacutem
variados assim em uma imagem orbital o pixel pode representar vaacuterias coberturas o que
torna as aacutereas urbanas complexas do ponto de vista espectral Na Figura 2D pode-se observar
a similaridade espectral entre uma aacuterea urbana e uma aacuterea de cultivo de cana
Figura 2 - (A) Exemplo de Histograma de baixo contraste (agrave esquerda) e de alto contraste (agrave
direita) Fonte Modificado de INPE (2006) (B) Exemplo de maacutescara de 3 x 3 Fonte
Modificado de INPE (2006) (C) Exemplo de geraccedilatildeo de composiccedilatildeo colorida Fonte Brust
(2010) (D) Imagem do sateacutelite Landsat TM 5 na composiccedilatildeo colorida (RGB-543) adquirida
em 20091995 Fonte Souza (2012)
De acordo com Lima (2010) eacute possiacutevel classificar e agrupar os alvos de uma imagem a
partir dos vaacuterios niacuteveis de informaccedilotildees espectrais detectadas atraveacutes da adequaccedilatildeo das
imagens digitais utilizando-se os procedimentos do preacute-processamento Assim pode-se criar
um uacutenico niacutevel de informaccedilatildeo temaacutetica (categorias ou classes) para cada elemento
identificado e dessa forma gerar mapas temaacuteticos Os meacutetodos utilizados na classificaccedilatildeo das
imagens de sateacutelite variam com o tipo e complexidade do ambiente analisado caracteriacutesticas
do sensor e sateacutelite utilizado aspectos sazonais que alteram as caracteriacutesticas dos alvos e da
incidecircncia de energia solar extensatildeo da aacuterea de estudo equipamentos e recursos humanos
disponiacuteveis grau de conhecimento do ambiente por parte do inteacuterprete entre outros A
classificaccedilatildeo eacute a principal etapa do processamento de imagens a partir do qual satildeo extraiacutedas
as informaccedilotildees necessaacuterias para diversas aplicaccedilotildees Pode ser realizada atraveacutes de trecircs
teacutecnicas baacutesicasInterpretaccedilatildeo VisualClassificaccedilatildeo Digital Natildeo SupervisionadaClassificaccedilatildeo
Digital Supervisionada
A interpretaccedilatildeo visual de imagens de sateacutelite consiste em identificar as feiccedilotildees
impressas nessas imagens e determinar seu significado atraveacutes de chaves de interpretaccedilatildeo
onde eacute fundamental por parte do analista o conhecimento da aacuterea a ser mapeada (LIMA
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
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2010) De acordo com Soares-Filho (2000) as caracteriacutesticas das imagens tais como
Tonalidade Cor Textura Forma Estrutura Sombra e contexto satildeo as chaves de uma boa
interpretaccedilatildeo A partir dessas caracteriacutesticas pode ser estruturado um meacutetodo de identificaccedilatildeo
por ldquochavesrdquo que se apoia em um estudo comparativo atraveacutes de objetos e feiccedilotildees conhecidas
que satildeo utilizadas como guias
Maillard (2001) diz que na classificaccedilatildeo Supervisionada o inteacuterprete jaacute possui um
conhecimento da aacuterea de estudo que podem ser utilizados como amostras de treinamento para
o algoritmo de classificaccedilatildeo de forma que os dados de cada classe temaacutetica podem ser
generalizados para toda cena agrupando cada pixel da imagem de acordo com as classes
amostradas Existem diversos algoritmos de classificaccedilatildeo supervisionada implementados em
aplicativos computacionais sendo o algoritmo Maxver (Maacutexima Verossimilhanccedila) um dos
mais utilizados para classificaccedilatildeo digital de imagens pixel a pixelINPE (2006) define que o
algoritmo de classificaccedilatildeo Maxver utiliza agrave meacutedia e a covariacircncia das amostras de treinamento
para assinalar um pixel desconhecido de uma classe assim pode-se computar a probabilidade
estatiacutestica de um pixel desconhecido pertencer a uma ou outra classe atribuindo a este pixel a
classe agrave qual ele tem maior probabilidade de pertencer utilizando o criteacuterio de maacutexima
verossimilhanccedila
Em qualquer procedimento de classificaccedilatildeo de imagens de sateacutelite o objetivo eacute a
geraccedilatildeo de mapas temaacuteticos que devem transmitir a realidade do terreno da forma mais
precisa possiacutevel Para isso deve ser verificado o niacutevel de incerteza destes mapas atraveacutes de
iacutendices de exatidatildeo para que as informaccedilotildees obtidas possam ser utilizadas adequadamente
(LIMA 2010) Segundo Mangabeira Azevedo e Lamparelli (2003) um dos paracircmetros mais
utilizados e eficientes na determinaccedilatildeo da exatidatildeo de mapas temaacuteticos eacute o iacutendice Kappa que
eacute obtido mediante a adoccedilatildeo de uma referecircncia para a comparaccedilatildeo dos mapeamentos
produzidos A determinaccedilatildeo deste iacutendice eacute feita com base numa tabulaccedilatildeo cruzada entre as
quantidades de dados amostrais de referecircncia e da imagem classificada estruturada numa
matriz quadrada denominada matriz de erros ou de confusatildeoSegundo Campbell (1987) a
estimativa Kappa pode ser representada pela seguinte relaccedilatildeo exposta na Equaccedilatildeo 2
K = (observado ndash esperado) (1 ndash esperado) (2)
Observado = valor global para o percentual de pixels corretos
Esperado = valor calculado usando os totais de cada linha e cada coluna da matriz
denominados de valores marginais
Os resultados do Coeficiente Kappa variam de 0 a 1 indicando de forma crescente o
grau de concordacircncia ou exatidatildeo do mapa classificado com relaccedilatildeo aos dados de referecircncia e
podem ser agrupados em intervalos de acordo com aTabela 1
Tabela 1 - Intervalos de valor do coeficiente Kappa e respectivos graus de concordacircncia
Fonte Landis e Koch (1977)
Valor de Kappa Concordacircncia
0 Peacutessima
001 ndash 020 Ruim
021 ndash 040 Razoaacutevel
041 ndash 060 Boa
061 ndash 080 Muito boa
081 ndash 100 Excelente
Dependendo do valor do coeficiente Kappa encontrado e das necessidades e objetivos
do trabalho podem ser feitas correccedilotildees a fim de garantir um refinamento da qualidade
informativa do mapa Os dados obtidos podem ser utilizados em conjunto com outros planos
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de informaccedilatildeo em ambiente SIG possibilitando sua integraccedilatildeo e manipulaccedilatildeo como base de
dados para sistemas de suporte a decisatildeo (LIMA 2010)
METODOLOGIA
A imagens de sateacutelite Landsat sensor TM-5 foram adquiridas do INPE nas bandas
12345 e 7 na oacuterbitaponto 21674 do municiacutepio de Alegre-ES nos anos de 1985 1997
2001 2006 e 2011 Foi utilizada tambeacutem a ortofoto do municiacutepio (IEMA 2007) para servir
como base para o registro das imagens de sateacutelite e tambeacutem para comparaccedilatildeo visual com a
classificaccedilatildeo
Para a elaboraccedilatildeo dos mapas foram utilizados os softwares SPRING 52 e ArcGISreg
10 sendo o que primeiro foi utilizado para o tratamento e processamento digital das imagens
de sateacutelite e o segundo para confecccedilatildeo final dos mapas de vegetaccedilatildeo hidrografia topografia
solos e das classificaccedilotildees
Durante o preacute-processamento foram aplicadas as teacutecnicas de Processamento Digital de
Imagens com o objetivo de georreferenciar e melhorar a qualidade das imagens para uma
melhor visualizaccedilatildeo facilitando a identificaccedilatildeo e extraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas
imagens digitais aumentando assim o potencial de diferenciaccedilatildeo dos alvos e
consequentemente obtendo melhores resultados na classificaccedilatildeo das imagens As bandas 3 4
e 5 foram restauradas para a resoluccedilatildeo de 15m
Foi aplicado contraste nas bandas 3 4 e 5 modificando o histograma original como
mostra o Quadro 1
Quadro 1 - Mudanccedila no histograma das bandas 3 4 e 5 apoacutes contraste aplicado na imagem
de 1985 do sateacutelite Landsat - TM 5 Fonte Autores
Bandas Histograma Original Histograma (Contraste)
Banda 3 ndash Vermelho
Banda 4 ndash Infravermelho Proacuteximo
Banda 5 ndash Infravermelho Meacutedio
Foi aplicada a filtragem linear utilizando uma matriz 2x2 (Quadro 2) apropriada para
imagens Landsat TM no software SPRING com o objetivo de suavizar as imagens realccedilando
assim a visualizaccedilatildeo das bandas e obtendo imagens com mais nitidez
Quadro 1 - Matriz utilizada na filtragem de imagens Landsat TM Fonte INPE (2006)
3 -7 -7 3
-7 -7 13 -7
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
16
-7 13 13 -7
3 -7 -7 3
Para identificaccedilatildeo das amostras de treinamento foi utilizada a combinaccedilatildeoRGB-543 o
que destacou melhor as aacutereas urbanas Para a classificaccedilatildeo foram definidas duas classes Aacuterea
urbana e Natildeo urbana Em seguida foram coletadas as amostras de treinamento para cada
classe como pode ser observado na Figura 3
Figura 3 - Amostras utilizadas para classificaccedilatildeo da imagem de 2011 em amarelo amostras
da classe urbana e em branco amostras da classe natildeo urbana Fonte Autores
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Usando a metodologia acima descrita seratildeo apresentados abaixo os resultados obtidos
a partir do processamento das imagens e da classificaccedilatildeo da aacuterea urbana do municiacutepio de
Alegre-ES para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011
O georreferenciamento foi executado utilizando-se feiccedilotildees semelhantes em duas
imagens para determinaccedilatildeo dos pontos de controle como cruzamento de estradas aacutereas de
vegetaccedilatildeo aacuterea urbana e rios A resoluccedilatildeo das imagens (30 metros) pode atrapalhar pois
devido ao baixo niacutevel de detalhe fica difiacutecil determinar o ponto semelhante nas duas imagens
de forma exata No entanto o RMS ficou em torno de 03 de acordo com a equaccedilatildeo (1)
mostrando que a diferenccedila entre as coordenadas dos pontos de controle das imagens a serem
ajustadas e os pontos de controle da fonte de dados de referecircncia ficou pequena significando
uma boa precisatildeo
O processo de restauraccedilatildeo para a resoluccedilatildeo de 15metros mostrou uma melhora na
nitidez da imagem restaurada (Figura 4B) em comparaccedilatildeo com a imagem original (Figura
4A)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
17
Figura 4 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 de 1985 da cidade de
Alegre-ES com resoluccedilatildeo de 30m (A) e restaurada para 15m (B)
Fonte Autores
A aplicaccedilatildeo do contraste nas bandas 34 e 5 permitiu um maior contraste entre as
feiccedilotildees da imagem com contraste (Figura 5B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem contraste
(Figura 5A)
Figura 5 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da
cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de contraste (A) e com aplicaccedilatildeo de contraste (B)
Fonte Autores
A filtragem espacial permitiu observar maior nitidez da imagem para distinccedilatildeo das
feiccedilotildees da imagem com filtro (Figura 6B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem filtro (Figura
6A)
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
18
Figura 6 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da
cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de filtragem (A) e apoacutes filtragem (B)
Fonte Autores
Na Figura 7 temos as imagens em composiccedilatildeo RGB ndash 543 correspondentes agrave
evoluccedilatildeo urbana de Alegre nos anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 Ao comparaacute-las
podemos observar um aumento significativo da mancha urbana este aumento pode ser
observado principalmente nas regiotildees sul e oeste da cidade
Figura 7 - Composiccedilatildeo RGB ndash 543 da aacuterea de estudo para os anos analisados
Fonte Autores
Na Figura 8 podemos observar as classificaccedilotildees realizadas pelo classificador Maxver
utilizando duas classes Aacuterea urbana (Azul) Natildeo urbana (Branco)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
19
Figura 8 - Classificaccedilotildees da Aacuterea Urbana de Alegre para os anos analisados
Fonte Autores
A Tabela 2 mostra a exatidatildeo das classificaccedilotildees realizadas e as aacutereas correspondentes
agrave classe urbana para cada ano o iacutendice Kappa (Equaccedilatildeo (2)) variou de 093 a 098 Este
resultado pode ser considerado excelente de acordo com a Tabela 1
Tabela 2 -Exatidatildeo das classificaccedilotildees e aacutereas urbanas calculadas Fonte Autores
1985 1997 2001 2006 2011
Iacutendice Kappa 095 097 095 093 098
Aacuterea Urbana (km2) 805 968 771 1079 758
Apesar do alto iacutendice de desempenho das classificaccedilotildees eacute possiacutevel observar regiotildees de
confusatildeo na classificaccedilatildeo das amostras das duas classes Observando as aacutereas calculadas
percebemos que natildeo haacute um aumento contiacutenuo da aacuterea urbana nas classificaccedilotildees pois a aacuterea do
ano de 1997 foi maior que a aacuterea de 2001 que por sua vez eacute menor que a de 1985 e ainda a
aacuterea de 2011 eacute menor que a de 2006 isso possivelmente estaacute associado agrave confusatildeo do
algoritmo ao identificar as classes
Ao compararmos a ortofoto da aacuterea de estudo com a classificaccedilatildeo de 2011 (Figura 9)
podemos perceber regiotildees de solo exposto sombras aacutereas de vegetaccedilatildeo e estradas
classificadas como aacutereas urbanas Eacute possiacutevel observar tambeacutem a ocupaccedilatildeo irregular da cidade
principalmente em aacutereas proacuteximas a rios e em topo de morros que contribuem para
problemas urbanos de inundaccedilotildees e deslizamento de encostas
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
20
Figura 9 - Comparaccedilatildeo da ortofoto do ano de 2007 (a esquerda) com a classificaccedilatildeo de 2011
(a direita) com foco na aacuterea urbana da cidade de Alegre - ES
Fonte Autores
Eacute possiacutevel observar um aumento significativo da aacuterea urbana da sede se compararmos
visualmente as imagens de 1985 e 2011 este aumento se daacute principalmente nas regiotildees de
periferia mas tambeacutem podemos observar um adensamento dos pixels na regiatildeo central da
sede diminuindo a quantidade de aacutereas arborizadas no centro como eacute possiacutevel observar na
Figura 10
Figura 10 - Detalhamento das imagens de 1985 e 2011 mostrando a classificaccedilatildeo da aacuterea
urbana
Fonte Autores
Estes resultados jaacute eram esperados e podem ser explicados como mostra o trabalho de
Correia et al (2007) devido agrave dificuldade em estabelecer essas classes temaacuteticas na resoluccedilatildeo
das imagens de sateacutelite utilizadas que por natildeo possuir um niacutevel de detalhe elevado possuem
uma limitaccedilatildeo para discriminar alvos com uma mistura de vaacuterios elementos como eacute o caso da
aacuterea urbana gerando impactos na resposta espectral das imagens refletindo assim na
caracterizaccedilatildeo dessas classesO fato de terem sido admitidas somente duas classes tambeacutem
pode ter influenciando no resultado da classificaccedilatildeo pois algumas amostras apresentaram
distribuiccedilatildeo bimodal no entanto o erro foi muito baixo (em torno de 5) minimizando este
problema Outro fator que tambeacutem pode ter influenciado no resultado eacute o tamanho das
amostras de treinamento do algoritmo
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
21
Costa e Alves (2005) ao monitorar a expansatildeo urbana do municiacutepio de Campos dos
Goytacazes tambeacutem tiveram problemas devido agrave confusatildeo entre duas classes onde a textura
dos cordotildees litoracircneos se confundia com a textura da urbanizaccedilatildeo e concluiacuteram que era
necessaacuterio possuir um conhecimento preacutevio da aacuterea para realizar o estudo Isso mostra que a
interpretaccedilatildeo visual admitindo que o interprete possua um conhecimento preacutevio da aacuterea eacute
fundamental pois o classificador mesmo com amostras apresentando um desempenho
elevado ainda assim pode apresentar erros nos resultados
CONCLUSAtildeO
A metodologia utilizada para a anaacutelise multitemporal do crescimento da mancha
urbana de Alegre para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 efetuada no presente
trabalho mostrou-se eficiente tornando possiacutevel visualizar as transformaccedilotildees ocorridas no
intervalo de tempo de 26 anos Assim outros resultados poderiam ser encontrados caso a
anaacutelise fosse feita em outros periacuteodos e com diferentes intervalos
O software SPRING se mostrou uma boa ferramenta para se analisar as questotildees de
urbanizaccedilatildeo e por ser disponiacutevel gratuitamente serve como opccedilatildeo para o planejamento urbano
municipal com um baixo custo
Um estudo mais detalhado utilizando-se imagens com uma melhor resoluccedilatildeo espacial
e espectral e em diferentes periacuteodos diminuindo o intervalo de tempo entre imagens pode
obter dados para um planejamento urbano mais detalhado diminuindo assim os riscos
causados pela ocupaccedilatildeo de aacutereas indevidas
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Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
24
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Rio de Janeiro RJ
sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES
sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
25
Capiacutetulo 2
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a
prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
Faacutebio Cardoso de Souza Santossup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3
Juacutelia Sesana Maciel3 Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira4
INTRODUCcedilAtildeO
Desde os primoacuterdios na civilizaccedilatildeo Egiacutepcia o manganecircs jaacute era usado como parte do
composto quiacutemico para a produccedilatildeo de vidro Com o avanccedilo das civilizaccedilotildees esse elemento
passou a possuir outras aplicaccedilotildees tanto no setor metaacutelico quanto no natildeo-metaacutelico Das
diversas utilizaccedilotildees do manganecircs a mais importante seria a produccedilatildeo das ligas de accedilo
constituiacutedas pela mistura de ferro e manganecircs Outras ligas tambeacutem satildeo produzidas com a
combinaccedilatildeo do manganecircs com diferentes metais como as ligas de cobre zinco alumiacutenio
estanho e chumbo O manganecircs tem a propriedade de dessulfurizaccedilatildeo (retirada do enxofre) e
deoxidante tornando melhor as caracteriacutesticas fiacutesicas e quiacutemicas das ligas de accedilo (SAMPAIO
et al 2005)
Sabe-se que a induacutestria do accedilo absorve cerca de 92 de toda produccedilatildeo mundial do
mineacuterio de manganecircs natildeo sendo diferente no Brasil onde o uso tambeacutem eacute liderado pela
metalurgia (85) seguido da fabricaccedilatildeo de pilha (10) e a induacutestria quiacutemica (5) (COSTA
2004) No Estado do Espiacuterito Santo as jazidas de manganecircs ateacute o momento estatildeo localizadas
unicamente no municiacutepio de Guaccediluiacute com cerca de um milhatildeo de toneladas poreacutem a
prospecccedilatildeo deste elemento ainda estaacute em fase de pesquisa (DNPM 2013)
Tendo em vista a importacircncia do elemento manganecircs para a induacutestria se faz
necessaacuterio o investimento em pesquisas para o reconhecimento mapeamento e amostragens
desse elemento Do reconhecimento em campo ateacute a explotaccedilatildeo existem vaacuterias etapas que
utilizam diversas metodologias (PEREIRA 2012) entretanto o presente trabalho estaacute focado
na fase de reconhecimento de aacutereas que possuam favorabilidade para a presenccedila do manganecircs
utilizando a anaacutelise multicriteacuterio como ferramenta base do estudo
A anaacutelise multicriteacuterio eacute baseada em uma modelagem matemaacutetica utilizando
paracircmetros ponderados relacionados agrave aacuterea de estudo e ao bem mineral de interesse
envolvendo ainda paracircmetros correlacionados atraveacutes das observaccedilotildees analiacuteticas e de campo
Atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio satildeo gerados os mapas de favorabilidade que tem se mostrado
de grande valia no auxiacutelio de identificaccedilatildeo de aacutereas alvo na exploraccedilatildeode bens minerais
reduzindo o tempo e o custo com pesquisas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004)
A anaacutelise multicriteacuterio consiste em um conjunto de teacutecnicas que visam auxiliar um
agente decisor a tomar decisotildees acerca de um problema complexo ponderando e propondo
alternativas para solucionaacute-lo utilizando diferentes criteacuterios e pontos de vista preacute-
estabelecidos As decisotildees satildeo sempre pautadas com base nos criteacuterios considerados
relevantes para a resoluccedilatildeo do problema em questatildeo podendo existir diversos criteacuterios onde
cada um possui seu grau de importacircncia (JANUZZI et al 2009)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
26
As teacutecnicas de geoprocessamento utilizadas na confecccedilatildeo dos mapas de favorabilidade
para ocorrecircncia de mineralizaccedilotildees como ouro chumbo zinco e cobre vecircm obtendo
resultados satisfatoacuterios ao longo das uacuteltimas deacutecadas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004) Em
contra partida ainda existem poucos estudos onde se aplica as teacutecnicas de anaacutelise de
favorabilidade para estudo de mineralizaccedilotildees de manganecircs
Este trabalho teve por objetivo geral identificar aacutereas que possuam alta favorabilidade
para a prospecccedilatildeo de manganecircs na porccedilatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo utilizando teacutecnicas
de geoprocessamento atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio mapeamento e anaacutelises de campo para
comprovar ou natildeo a veracidade dos dados obtidos com o geoprocessamento
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
A aacuterea de trabalho estaacute localizada na macrorregiatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo na
regiatildeo da divisa entre os estados do Rio de Janeiro Minas Gerais e Espiacuterito Santo Situasse
entre os municiacutepios de Guaccediluiacute Divino de Satildeo Lourenccedilo Dores do Rio Preto e Satildeo Pedro de
Rates (distrito de Guaccediluiacute) sendo delimitada pelas coordenadas UTM S 7698000 m e
7712000 m e E 206000 m e 218000 m (Figura 1)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo no Brasil e no Estado do Espiacuterito Santo
representada com as principais vias de acesso Fonte Autores
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL
CONTEXTO GEOLOacuteGICO
O arcabouccedilo geoloacutegico (Figura 2) da aacuterea eacute composto pelo complexo Juiz de Fora
Grupo Andrelacircndia Lineamento Guaccediluiacute rochas intrusivas gnaissificadas e depoacutesitos mais
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
27
jovens como aluviotildees coluacutevios pilhas ricas em caulim e outros resiacuteduos provenientes da
extraccedilatildeo de pegmatitos O Complexo Juiz de Fora eacute formado por ortopiroxecircnio-gnaisse de
composiccedilatildeo feacutelsica a maacutefica ortopiroxecircnio-clinopiroxecircnio-anfiboacutelio-gnaisse gnaisse
migmatiacutetico bandado migmatitos e gnaisses migmatizados Jaacute o Grupo Andrelacircndia eacute
composto por granada-biotita-gnaisse anfiboacutelio-biotita-gnaisse e gnaisse de composiccedilatildeo
predominantemente granodioriacutetica O Lineamento Guaccediluiacute eacute formado por anfiboacutelio-biotita
gnaisse milonitizado com ultramilonitos e milonitos E as rochas intrusivas gnaissificadas
satildeo os gnaisses tonaliacuteticos de Manhuaccedilu compostos por ortognaisses tonaliacuteticos
granodioriacutetico a trondhjemiacutetico com intercalaccedilotildees de anfiboacutelio-biotita gnaisse (HORN
2007)
Figura 2 - Destaque da aacuterea de estudo na Folha Espera Feliz - SF 24-V-A-IV
Fonte Modificado de HORN et al (2007)
GEOPROCESSAMENTO
O geoprocessamento ou processamento de dados geograacuteficos eacute feito atraveacutes de
teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais e realiza o tratamento de informaccedilotildees geograacuteficas em
ambiente virtual Em conjunto existe o sistema de informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) que eacute capaz
de simular a realidade do espaccedilo geograacutefico integrando informaccedilotildees espaciais (BALDOTTO
2014)
Dentro do ambiente computacional as caracteriacutesticas de uma determinada aacuterea podem
ser analisadas e manipuladas com diversas teacutecnicas A digitalizaccedilatildeo de dados reais possibilita
a geraccedilatildeo de mapas observacionais e o conjunto desses mapas observacionais depois de
manipulados geram os mapas analiacuteticos Os mapas analiacuteticos podem ser processados
utilizando operaccedilotildees algeacutebricas cumulativas como adiccedilatildeo multiplicaccedilatildeo e subtraccedilatildeo ou
atraveacutes de modelos loacutegicos como simultaneidade booleana possibilidade fuzzy e
probabilidade bayesiana onde seus produtos satildeo chamados de mapas fundidos e mapas
integrados respectivamente (SILVA 2003)
Rodrigues (2012) utilizou teacutecnicas de geoprocessamento a fim de realizar um estudo
sobre a mineralizaccedilatildeo de ouro no cinturatildeo de Gurupi Folha Centro Nova do Maranhatildeo
MAPA com o auxiacutelio da loacutegica fuzzy A aplicaccedilatildeo do meacutetodo permitiu identificar aacutereas de
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
28
favorabilidade para a presenccedila de mineralizaccedilotildees auriacuteferas Grande parte das aacutereas destacadas
coincidiram com os jazimentos conhecidos comprovando a eficaacutecia do meacutetodo e dando maior
confiabilidade para as novas aacutereas indicadas pela modelagem
Cunha et al (2001) utilizaram o geoprocessamento na avaliaccedilatildeo da favorabilidade para
a prospecccedilatildeo mineral de cromo na regiatildeo de Pinheiros Altos no municiacutepio de Piranga em
Minas Gerais com auxiacutelio da teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico e obtiveram resultados
satisfatoacuterios conseguindo aacutereas coerentes para o modelo prospectivo adotado
Baldotto (2014) utilizou geoprocessamento e teacutecnicas de anaacutelise multicriteacuterio
aplicando loacutegica fuzzy booleana e teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico (AHP) para
delimitaccedilatildeo de aacutereas favoraacuteveis agrave prospecccedilatildeo de aacutegua subterracircnea no Sul do Estado do
Espiacuterito Santo As teacutecnicas se mostraram eficazes para o tipo de anaacutelise realizada permitindo
a integraccedilatildeo de dados geoloacutegicos que influenciam diretamente na disponibilidade de aacutegua em
sistemas aquiacuteferos cristalinos
Benda et al (2014) fizeram uso do geoprocessamento em conjunto com a loacutegica
fuzzy para criaccedilatildeo de zoneamento no Parque Estadual da Cachoeira da Fumaccedila-ES para fins
de conservaccedilatildeo Utilizaram como fatores os mapas de declividade uso do solo e massa de
aacutegua e tiveram como produto final o mapa de final de adequabilidade para conservaccedilatildeo A
metodologia empregada possibilitou a identificaccedilatildeo de aacutereas especiacuteficas e com maior
vulnerabilidade ao uso puacuteblico e permitiu um melhor direcionamento no trabalho dos
gestores com um menor custo financeiro ao poder estadual
ANAacuteLISE DE FAVORABILIDADE
A anaacutelise de favorabilidade eacute de fundamental importacircncia em um processo decisoacuterio
Atraveacutes desta anaacutelise eacute possiacutevel dividir o espaccedilo geograacutefico em parcelas hierarquizadas
segundo um grau de favorabilidade A favorabilidade pode ser medida por meio de valores
relativos ou probabiliacutesticos avaliando-se respectivamente a possibilidade ou a probabilidade
de ocorrecircncia de algum fator ou variaacutevel na aacuterea de interesse Essa teacutecnica vem sendo
aprimorada agrave medida que a tecnologia de SIG vai evoluindo e cada vez mais estaacute sendo
utilizada pela induacutestria mineral e por agecircncias do governo como um dos meios de menor
custo para avaliaccedilatildeo de aacutereas de interesse na exploraccedilatildeo de recursos minerais (ROCHA et al
2000)
Vidal et al (2005) descreveu a anaacutelise de favorabilidade como um meacutetodo diferente
dos demais onde ao inveacutes de analisar isoladamente cada variaacutevel amostrada os atributos
georreferenciados satildeo particionados em ceacutelulas e correlacionados espacialmente dando
origem aos mapas de favorabilidade Levando em consideraccedilatildeo a distribuiccedilatildeo espacial e a
coexistecircncia entre variaacuteveis e depoacutesitos a anaacutelise de favorabilidade torna possiacutevel inferir
quanto e de que modo cada variaacutevel mapeada estaacute associada ao processo e
consequentemente em que grau ele indica a existecircncia de um bem mineral
Para Rostirolla (1996) a utilizaccedilatildeo da anaacutelise de favorabilidade na prospecccedilatildeo
geoloacutegica estaacute fundamentada em um estudo estatiacutestico de fatores que viabilizam ou natildeo a
existecircncia de depoacutesitos minerais A base do estudo estaacute fundamentada na ponderaccedilatildeo e
associaccedilatildeo espacial de dados geoloacutegicos e geofiacutesicos com fins exploratoacuterios O intuito
principal dessa avaliaccedilatildeo eacute diminuir custo e tempo de pesquisa identificando aacutereas com maior
potencial para descobertas
Os criteacuterios utilizados nessa anaacutelise podem ser de natureza restritiva ou relativa Os
criteacuterios restritivos atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo responsaacuteveis
por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas Representam
restriccedilotildees absolutas ao que se deseja estudar e descartam todas as aacutereas que natildeo atendem a
alguma restriccedilatildeo que elas representam Estes criteacuterios satildeo sempre de caraacuteter booleano
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
29
representando ldquosimrdquo ou ldquonatildeordquo na anaacutelise Os criteacuterios relativos (escalonados) satildeo utilizados
para realccedilar ou diminuir a adequabilidade de uma alternativa especiacutefica para uma atividade
ou objeto definindo um determinado grau de aptidatildeo para a aacuterea considerada Os criteacuterios
escalonados definem regiotildees ou alternativas em termos de uma medida contiacutenua de
adequabilidade variando de 0 ateacute 255 onde zero possui adequabilidade nula e 255 a
adequabilidade maacutexima para o empreendimento analisado Estes criteacuterios satildeo sempre de
caraacuteter fuzzy (EASTMAN 2003 KOHAGURA 2007)
Dentro da anaacutelise fuzzy existem as funccedilotildees de pertinecircncia e podem ser de nove tipos
linear curva Z pi beta triangular trapezoidal gaussiana cautchy e sigmoide sendo a uacuteltima
mais utilizada nesse tipo de estudo por se adaptar melhor aos dados de origem ambiental
Esse tipo de funccedilatildeo sigmoidal pode ser monotocircnica crescente decrescente e simeacutetrica
(KOHAGURA 2007)
No estaacutegio em que eacute realizada a combinaccedilatildeo de dados para geraccedilatildeo da regra de
decisatildeo pode ser utilizada a anaacutelise multicriteacuterio onde diversos fatores com seus
determinados pesos de importacircncia satildeo combinados Saaty (1977 citado por MORETTI et al
2008) propocircs a utilizaccedilatildeo da teacutecnica de Processo Analiacutetico Hieraacuterquico (Analytic Hierarchy
Process ndash AHP) no auxiacutelio da decisatildeo de quais fatores satildeo mais importantes dentro do
determinado empreendimento visto sua relativa simplicidade de aplicaccedilatildeo e entendimento
Considerando que o decisor deveraacute executar a anaacutelise paritaacuteria entre os criteacuterios e entre os
subcriteacuterios a ferramenta utiliza-se da Escala Fundamental de Saaty (1977 citado por
MORETTI et al 2008) apresentando as opccedilotildees para esta comparaccedilatildeo que correlacionam
valores de acordo com o entendimento do operador (MORETTI et al 2008)
METODOLOGIA
Para a realizaccedilatildeo desse trabalho foram utilizados dados digitais vetores de curvas de
niacutevel e redes de drenagem adquiridos do Geobases (2002) mapa geoloacutegico de aacuterea de estudo
que foi digitalizado e modificado da Carta Geoloacutegica Folha Espera Feliz SF24-V-A-IV
(HORN 2007) mapa geoloacutegico regional e mapa de pontos ambos feitos com base nos dados
obtidos durante a etapa de campo
A metodologia adotada neste trabalho inclui a coleta e tratamento dos dados por meio
de aquisiccedilatildeo armazenamento e descriccedilatildeo para posterior anaacutelise em ambiente digital tanto de
arquivos vetoriais quanto matriciais de toda a regiatildeo do estudo (BALDOTTO 2014)
Na etapa inicial do trabalho foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica onde foram
consultadas informaccedilotildees preacute-existentes da aacuterea de estudo principalmente informaccedilotildees
geoloacutegicas e metodologia anaacuteloga a que foi utilizada
Na segunda etapa do trabalho foi realizado o geoprocessamento dos dados a geraccedilatildeo e
padronizaccedilatildeo dos fatores e restriccedilotildees e aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio Sendo esses itens
descritos nos seus respectivos sub-toacutepicos abaixo
ETAPA DE CAMPO
A etapa de campo foi realizada em um total de 11 dias entre os meses de setembro a
novembro de 2014 Essa etapa consistiu no caminhamento pela aacuterea descriccedilatildeo dos diversos
litotipos e tentativa de identificaccedilatildeo do manganecircs fazendo uso da aacutegua oxigenada que reage
na presenccedila de manganecircs gerando na superfiacutecie da rocha um fluido branco espumoso
GEOPROCESSAMENTO
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
30
Nessa etapa foram organizados e confeccionados todos os mapas necessaacuterios para a
realizaccedilatildeo do trabalho em ambiente de SIG O banco de dados inicial foi organizado com o
intuito de possuir o maacuteximo de informaccedilotildees e recursos para facilitar e acelerar os processos de
anaacutelises empregados neste trabalho
O mapa geoloacutegico e o mapa de pontos foram gerados com dados de campo atraveacutes de
anaacutelise de afloramento e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rocha O mapa de modelo digital de
elevaccedilatildeo foi elaborado utilizando as curvas de niacutevel da regiatildeo de estudo
GERACcedilAtildeO DE MAPAS DE RESTRICcedilAtildeO E FATORES
Foram definidas duas restriccedilotildees e trecircs fatores tendo como meta a geraccedilatildeo do mapa de
favorabilidade As restriccedilotildees atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo
responsaacuteveis por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas
sendo consideradas as Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes conforme os artigos 2deg e 3deg da
Resoluccedilatildeo ndeg 303 do CONAMA (2002) e as localidades fora do limite da aacuterea de estudo
Os trecircs fatores escolhidos foram padronizados em uma escala de adequabilidade que
varia de menos apto (0) a mais apto (255) e foi utilizado a teacutecnica de processo analiacutetico
hieraacuterquico (AHP) para a comparaccedilatildeo entre os fatores seguindo uma ordem de prioridade
sendo considerados na ordem de maior para menor importacircncia a litologia a declividade e a
cota
O fator litoloacutegico foi levado em consideraccedilatildeo pois a presenccedila da rocha eacute essencial para
geraccedilatildeo de qualquer depoacutesito mineral e o fator possui a finalidade de identificar as litologias
que apresentam composiccedilatildeo mineraloacutegica mais favoraacutevel para a formaccedilatildeo de depoacutesitos
lateriacuteticos Este fator foi realizado baseando-se no mapa geoloacutegico gerado atraveacutes de anaacutelises
em campo e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rochas Das oito litologias identificadas e descritas em
campo apenas duas foram encontradas associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs que
satildeo o leucognaisse e o biotitito Devido a essa caracteriacutestica essas duas litologias foram
consideradas com maiores graus de importacircncia dentro do fator entretanto como foram
encontrados mais depoacutesitos lateriacuteticos associados ao leucognaisse do que ao biotitito o grau
de importacircncia do leucognaisse foi considerado maior do que o do biotitito As outras
litologias que natildeo apresentaram associaccedilatildeo a depoacutesitos de manganecircs tiveram seu grau de
importacircncia calculado a partir da composiccedilatildeo mineraloacutegica da rocha visto que cada mineral
que compotildee a rocha pode ter ou natildeo na sua estrutura quiacutemica a presenccedila do elemento
manganecircs Na Tabela 1 estatildeo todas as litologias encontradas em campo com seus respectivos
valores de favorabilidade que foram atribuiacutedos seguindo a metodologia descrita acima
Quadro 1 - Normatizaccedilatildeo das classes litoloacutegicas Fonte Autores
Litologia Valor atribuiacutedo
Leucognaisse 255
Biotitito 200
Granada-Biotita Gnaisse 100
Granada-Biotita-Feldspato Protomilonito 100
Granada-Biotita-Piroxecircnio Gnaisse 100
Biotita-Piroxecircnio Granulito 50
Biotita Gnaisse 50
Leucogranito 50
O fator declividade tem como principal finalidade a identificaccedilatildeo de aacutereas planas
Biondi (2003) descreveu que para a geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos seja residual ou
supergecircnico independentemente de qual mineacuterio estaacute sendo estudado necessita-se de um
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
31
terreno com menor declividade para facilitar sua acumulaccedilatildeo Com estas informaccedilotildees o fator
declividade passa a ter um grau alto de importacircncia dentro da anaacutelise multicriteacuterio ficando
abaixo apenas do fator litoloacutegico
A normatizaccedilatildeo do mapa de declividade foi feita utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia
fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente onde as aacutereas planas e com ateacute 10 graus de
inclinaccedilatildeo foram consideradas de maacutexima adequabilidade (255) no momento em que o valor
da inclinaccedilatildeo ultrapassa os 10 graus essa adequabilidade decresce ateacute chegar ao valor miacutenimo
(0) onde a inclinaccedilatildeo eacute de 30ordm e acima deste valor de inclinaccedilatildeo a adequabilidade torna-se
nula Estes valores foram adotados levando-se em consideraccedilatildeo tudo o que foi estudado na
pesquisa bibliograacutefica em trabalhos como o de Biondi (2003) Neto e Costa (2010) e
Leonardi e Ladeira (2012) e observaccedilotildees realizadas em campo
Neto e Costa (2010) realizaram o mapeamento de unidades geomorfoloacutegicas da Bacia
do Rio Cauameacute-RR no qual foi possiacutevel identificar deposiccedilatildeo lateriacutetica onde a declividade
variava de 01 a 3 graus terrenos relativamente planos Esse estudo confirma a preacute-disposiccedilatildeo
da formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas
Leonardi e Ladeira (2012) fizeram uma anaacutelise hipsomeacutetrica da Regiatildeo Nordeste do
Quadrilaacutetero Ferriacutefero-MG associado ao material de origem Nesse estudo foi possiacutevel
evidenciar na base do Complexo Alegria uma superfiacutecie plana que ultrapassou oito
quilocircmetros de extensatildeo com declividade inferior a 5ordm que estaacute associada agrave Crosta Lateriacutetica
de Ferricrete Contiacutenua Sendo estaacute mais uma evidecircncia da preacute-disposiccedilatildeo da formaccedilatildeo de
depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas
O fator cota teve como objetivo a identificaccedilatildeo de aacutereas cujas cotas estatildeo proacuteximas de
mil metros de altitude geralmente topo de morros pois para haver a formaccedilatildeo e
desenvolvimento de depoacutesitos lateriacuteticos eacute necessaacuterio que o ambiente gerador possua alguns
paracircmetros essenciais como alta taxa de pluviosidade atuando na lixiviaccedilatildeo relevo pouco
inclinado para minimizar a accedilatildeo erosiva resultante da alta pluviosidade alta taxa de
percolaccedilatildeo de aacutegua para mobilizar a mateacuteria lixiviada e por fim cotas topograacuteficas elevadas
em relaccedilatildeo ao niacutevel de base regional sendo essencial para promover uma taxa contiacutenua nos
processos citados acima (ALEVA 1994) Devido a esta caracteriacutestica de condicionar uma
taxa contiacutenua nos processos essenciais para geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos o fator cota estaacute
presente na anaacutelise multicriteacuterio deste trabalho possuindo um grau de importacircncia inferior ao
fator litoloacutegico e ao fator declividade poreacutem sendo fundamental para comprovar a eficaacutecia do
estudo
A normatizaccedilatildeo do fator cota foi realizada utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia fuzzy
sigmoidal monotocircnica crescente onde aacutereas inferiores a 600 metros foram consideradas de
adequabilidade miacutenima (0) agrave medida que o valor da cota sobe a adequabilidade cresce ateacute
atingir a cota de 800 metros onde a adequabilidade torna-se maacutexima (255) e com isso todas
cotas acima de 800 metros possui adequabilidade maacutexima Para definiccedilatildeo dos valores
adotados nesse fator levou-se em consideraccedilatildeo as observaccedilotildees realizadas em campo revisatildeo
bibliograacutefica sobre depoacutesitos lateriacuteticos e trabalhos como o de Morais et al (2002) e Oliveira
et al (2009)
Atraveacutes do Processo Analiacutetico Hieraacuterquico foram gerados os pesos onde seus valores
foram atribuiacutedos de acordo com o seu grau de importacircncia utilizando como base a escala
fundamental de Saaty (1977 citado por MORETTI et al 2008) Sendo assim ficou
estabelecido que o fator litoloacutegico eacute moderadamente mais importante que o fator declividade
o fator declividade eacute moderadamente mais importante que o fator cota e o fator litoloacutegico eacute
fortemente mais importante que o fator cota Com os fatores normatizados e os seus
respectivos pesos calculados os mapas foram agrupados utilizando a Combinaccedilatildeo Linerar
Ponderada onde os fatores foram multiplicados pelos seus pesos e em seguida somados para
geraccedilatildeo do mapa de adequabilidade Como no presente trabalho foi utilizada restriccedilatildeo o
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32
procedimento foi alterado e a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo de fatores
foi multiplicada pela restriccedilatildeo gerando o mapa de adequabilidade final
Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo par-a-par entre fatores Fonte Autores
Fator Litologia Declividade Cota
Litologia 1
Declividade 13 1
Cota 15 13 1
Na Tabela 3 estatildeo os valores correspondentes aos pesos calculados atraveacutes do processo
analiacutetico hieraacuterquico utilizando a matriz de comparaccedilatildeo Os pesos demostram a influecircncia de
cada fator no mapa final de adequabilidade Onde o fator litoloacutegico representou cerca de 64
no valor final da anaacutelise o fator declividade contribuiu com aproximadamente 26 e o fator
cota representou 10 A proporccedilatildeo de consistecircncia eacute um valor que mostra o erro obtido no
caacutelculo da matriz de comparaccedilatildeo e neste caso o erro foi de 003 estando dentro do limite
aceitaacutevel de 01
Quadro 3 - Resultado dos pesos calculados para cada fator Fonte Autores
Fator Peso
Litoloacutegico 064
Declividade 026
Cota 010
Com o mapa final de adequabilidade gerado foi possiacutevel comparar os resultados
obtidos atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio com os dados coletados em campo E assim discutir
sobre a confiabilidade da ferramenta de anaacutelise multicriteacuterio na obtenccedilatildeo de aacutereas com alta
adequabilidade para prospecccedilatildeo de depoacutesitos de manganecircs
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Como resultados foram obtidos os mapas de fatores que indicam como cada fator
influenciou no mapa final e utilizando esses mapas separadamente eacute possiacutevel discutir sobre a
importacircncia de cada fator na anaacutelise Entretanto quando eacute realizada a integraccedilatildeo dos mapas
na anaacutelise multicriteacuterio em um uacutenico mapa torna-se mais faacutecil o julgamento das aacutereas de
acordo com a adequabilidade
A Figura 3 conteacutem os mapas de fatores e restriccedilotildees utilizados nesse trabalho O fator
litoloacutegico apresentou grande favorabilidade na regiatildeo centro norte devido essa aacuterea ser
composta principalmente por rochas do tipo leucognaisse e biotitito que geralmente estatildeo
associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs O restante da aacuterea apresentou favorabilidade
variando de meacutedia agrave baixa devido agrave composiccedilatildeo das rochas e os valores atribuiacutedos a cada
uma delas
O leucognaisse foi considerado de muito alta favorabilidade em relaccedilatildeo agrave formaccedilatildeo de
depoacutesitos lateriacuteticos visto que a maior parte dos depoacutesitos encontrados em campo estatildeo
associados a esse tipo rochoso A litologia biotitito foi classificada com alta favorabilidade agrave
formaccedilatildeo de depoacutesito lateriacutetico uma vez que alguns depoacutesitos lateriacuteticos foram encontrados
associados a esta rocha Os litotipos granada biotita gnaisse granada biotita feldspato
protomilonito e granada biotita piroxecircnio gnaisse foram considerados de meacutedia
favorabilidade pois apesar de natildeo ter sido observado em campo qualquer associaccedilatildeo destes
litotipos com depoacutesitos lateriacuteticos a composiccedilatildeo mineraloacutegica destas rochas podem permitir a
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
33
formaccedilatildeo de algum tipo de depoacutesito de manganecircs lembrando que natildeo eacute apenas a mineralogia
que determina a formaccedilatildeo de depoacutesitos
As rochas biotita piroxecircnio gnaisse biotita gnaisse e Leucogranito foram classificadas
com baixa favorabilidade uma vez que a composiccedilatildeo mineraloacutegica das mesmas dificilmente
permitiraacute a formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs
O fator cota ficou evidenciado uma grande adequabilidade indo desde a parte central
ateacute o topo norte do mapa Da porccedilatildeo central ateacute a base sul do mapa a adequabilidade ficou
bem dividida variando de alta a nula Resultados esses jaacute esperados para esse fator visto que
a regiatildeo de estudo e bastante montanhosa estando sempre bem acima do niacutevel meacutedio do mar
Jaacute porccedilotildees com baixa ou nula adequabilidade estatildeo associadas as aacutereas mais baixas
simplesmente pela geomorfologia ou em alguns casos a canais de drenagem que ao longo do
tempo vatildeo dissecando o relevo e tornando-o mais baixo
O fator declividade como esperado apresentou uma grande quantidade de aacutereas com
alta adequabilidade e boa distribuiccedilatildeo visto que apesar da regiatildeo de estudo estaacute contida em
cotas elevadas o relevo predominante eacute pouco acidentado e os topos de morros satildeo mais
aplainados
A restriccedilatildeo hidrograacutefica estaacute presente neste trabalho com o intuiacutedo de identificar e
restringir todas as regiotildees que fazem parte das Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes em aacutereas
de Mata Ciliar A restriccedilatildeo foi realizada isolando um raio de 50 metros no entorno de
qualquer corpo drsquoaacutegua visto que dentro destas regiotildees eacute proibida a realizaccedilatildeo de estudos
prospectivos (CONAMA 2002)
Figura 3 - Mapas de Fatores e Restriccedilotildees (A) Fator Litoloacutegico (B) Fator Cota (C) Fator
Declividade (D) Restriccedilatildeo Hidrograacutefica Fonte Autores
No mapa final de adequabilidade (Figura 4A) observa-se que a aacuterea mais favoraacutevel
(255) agrave prospecccedilatildeo de manganecircs proposta por este trabalho estaacute localizada na parte superior
do mapa distribuiacuteda de leste a oeste poreacutem eacute possiacutevel encontrar outras regiotildees como na parte
central do mapa e uma pequena porccedilatildeo na regiatildeo sudoeste que embora obtivessem
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34
adequabilidade um pouco mais baixa (200-160) ainda possuem valores satisfatoacuterios O
restante do mapa apresentou uma adequabilidade variando de meacutedia (130) e baixa (50) A alta
adequabilidade encontrada na parte superior do mapa ocorre devido ao substrato rochoso ser
composta por leucognaisse rocha com maior peso de importacircncia dentro do fator litoloacutegico
que por sua vez eacute o fator de maior influecircncia dentro da anaacutelise e por essa regiatildeo apresentar as
maiores cotas da aacuterea de estudo Algumas regiotildees que possuem alta adequabilidade para os
fatores declividade e cota obtiveram uma adequabilidade variando de meacutedia (130) a baixa
(50) isto porque o fator litoloacutegico que teve o maior peso na anaacutelise alcanccedilou baixa
adequabilidade nessas aacutereas do mapa As porccedilotildees no mapa que apresentaram adequabilidade
nula satildeo aquelas onde as restriccedilotildees foram atuantes neste caso os corpos hiacutedricos
A etapa de campo obteve como produto um mapa de pontos (Figura 4B) onde foram
constatados pontos com a presenccedila de manganecircs pontos de depoacutesitos de manganecircs jaacute
descritos por outras literaturas e pontos que natildeo possuiacuteam a presenccedila do manganecircs Vale
salientar que a descriccedilatildeo de um ponto representa natildeo somente as caracteriacutesticas daquele exato
local mas tambeacutem do seu entorno A geraccedilatildeo deste mapa teve com intuiacutedo facilitar a
amostragem dos pontos que possuem a presenccedila de manganecircs e comparaacute-lo com o mapa de
adequabilidade final
Ao analisar o mapa de adequabilidade eacute possiacutevel perceber que todos os pontos
descritos em campo que possuiacuteam a presenccedila de manganecircs estatildeo associados a uma alta
adequabilidade Eacute importante explicar que ao fazer o caminhamento de campo procurasse
sempre utilizar rotas de mais faacutecil acesso para percorrer a aacuterea como por exemplo as redes de
drenagem No caso deste trabalho essa metodologia de caminhamento acabou acarretando
controveacutersia no momento de anaacutelise do mapa final pois pontos nos quais ficou comprovada a
presenccedila de manganecircs estatildeo situados tanto dentro de porccedilotildees de alta adequabilidade quanto de
adequabilidade nula isto devido aos pontos terem sido coletados proacuteximos agraves drenagens e o
sistema hidrograacutefico da regiatildeo ser considerado uma restriccedilatildeo de acordo com CONAMA
(2002) Essa controveacutersia natildeo diminui a comprovaccedilatildeo da eficaacutecia da ferramenta da anaacutelise
multicriteacuterio visto que os pontos representam uma aacuterea muito maior do que aquele exato
local onde o ponto foi descrito e a malha de restriccedilatildeo hidrograacutefica natildeo nega a presenccedila do
manganecircs apenas restringe a exploraccedilatildeo mineral por se tratar de uma aacuterea de preservaccedilatildeo
permanente
No mapa de adequabilidade foi utilizada uma simbologia com a forma de um ciacuterculo
vazado nos pontos que tiveram a presenccedila de manganecircs comprovada com o intuiacutedo de
representar melhor a aacuterea de influecircncia de cada ponto e tornar mais clara essa possiacutevel
controveacutersia ao se analisar o mapa Os pontos que possuem a presenccedila do manganecircs
identificados na Folha Espera Feliz ndash SF 24-V-A-IV (HORN 2007) foram associados a uma
adequabilidade variando de alta a meacutedia resultados que reforccedilam a eficaacutecia da anaacutelise
multicriteacuterio como uma ferramenta eficaz para prospecccedilatildeo de manganecircs na regiatildeo proposta
No mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel observar que 60 de todos os pontos que
possuem a presenccedila de manganecircs independente se satildeo pontos vistos em campo ou pontos
obtidos por meio de outras literaturas estatildeo localizados em regiotildees de alta adequabilidade
(255 ateacute 200) e os 40 restantes estatildeo localizados em porccedilotildees de meacutedia adequabilidade (130)
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
35
Figura 4 - A) Mapa de adequabilidade final com os pontos de amostragem e drenagens (azul)
com isolamento de 50 metros (branco) delimitando a restriccedilatildeo hidrograacutefica de acordo com
CONAMA (2002) B) Mapa com discriminaccedilatildeo de pontos onde natildeo foi constatada a presenccedila
de manganecircs (pontos pretos) pontos que possuiacuteam manganecircs (pontos vermelhos) e pontos
buscados na literatura que jaacute tinham identificaccedilatildeo de presenccedila de manganecircs (pontos verdes)
Fonte Autores
CONCLUSAtildeO
A utilizaccedilatildeo das teacutecnicas de geoprocessamento se mostrou eficaz para o tipo de estudo
realizado permitindo a integraccedilatildeo de diferentes tipos de dados que influenciam diretamente
na formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos
Analisando o mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel afirmar que o objetivo no qual
seria a avaliaccedilatildeo de aacutereas para a prospecccedilatildeo de manganecircs obteve resultados satisfatoacuterios visto
que na regiatildeo escolhida para o estudo cerca de 30 da aacuterea apresenta alta adequabilidade
(255 ateacute 200) 40 possui meacutedia adequabilidade (aproximadamente 130) e apenas 30 da
aacuterea ficou caracterizada por uma baixa adequabilidade (de 50 ateacute 0)
A anaacutelise multicriteacuterio pode ser considerada uma ferramenta que possui resultados
satisfatoacuterios quando utilizada com criteacuterios embasados aleacutem disso trata-se de uma
metodologia de baixo custo e faacutecil aplicabilidade cujos resultados podem minimizar o custo e
o tempo da fase de prospecccedilatildeo e pesquisa
O mapa de favorabilidade final apesar de ter resultados aceitaacuteveis poderaacute ser refinado
futuramente quando novos dados forem obtidos em campo acrescentando-se novos fatores
como por exemplo anaacutelises geoquiacutemicas e pedologia
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MG
sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da
Sauacutede Alegre ES 3 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
39
Capiacutetulo 3
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura
de taludes em atividades de mineraccedilatildeo
Laacutezaro Correcirca Marcellinosup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Julio Almeida Moreira2 Carlos
Henrique Rodrigues de Oliveira3
INTRODUCcedilAtildeO
O planejamento geoteacutecnico na mineraccedilatildeo torna-se um fator de extrema importacircncia
pois as consequecircncias de um mau planejamento podem colocar em risco o empreendimento
mineiro Uma vez que se impotildee a exploraccedilatildeo do bem mineral em diferentes frentes de avanccedilo
tem-se notado um avanccedilo dos limites da cava cada vez mais extremos portanto criam-se
problemas geoteacutecnicos cada vez mais complexos
Com isso os desafios ao longo dos anos satildeo maiores pois aleacutem de se observar uma
tendecircncia no aprofundamento das cavas exige-se a adoccedilatildeo de meacutetodos geoteacutecnicos e
tecnoloacutegicos que possibilitem de forma segura e econocircmica a lavra da substacircncia de
interesse (REIS 2011)
Existem tambeacutem vaacuterios fatores que contribuem para a instabilidade de taludes uma
vez que iniciada a lavra os taludes possuem um caraacuteter temporaacuterio por isso adota-se fatores
de seguranccedila menores quando comparados a obras civis Apresentam tambeacutem instabilidade
derivada das vibraccedilotildees nos maciccedilos relacionadas as detonaccedilotildees e ao constante traacutefego de
veiacuteculos pesados sobre as bancadas por isso torna-se mais difiacutecil a previsatildeo desses eventos de
ruptura (PARDO 2009)
A deflagraccedilatildeo de um rompimento de talude pode estar condicionada a esses fatores
fiacutesicos predisponentes supracitados onde o grande desafio da comunidade cientiacutefica estaacute
relacionado a prever quantificar qualificar e temporizar o momento de ruptura do talude A
necessidade de melhorias no planejamento geoteacutecnico aliados a teacutecnicas geomorfoloacutegicas
hidroloacutegicas geoambientais e geoloacutegicas dentro da mineraccedilatildeo eacute um fator importante na
mitigaccedilatildeo de possiacuteveis desastres contra a vida ao meio ambiente perda de material e
prejuiacutezos econocircmicos incalculaacuteveis ao empreendimento aleacutem da necessidade de atender a
legislaccedilatildeo vigente que conteacutem diversas exigecircncias
Assim do ponto de vista geoteacutecnico a estabilidade de taludes associado ao sistema de
informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) constitui ferramenta essencial na definiccedilatildeo da geometria da
cava aleacutem de mitigar os riscos supracitados durante a atividade de lavra (GOMES et al
2005) Logo o presente trabalho possui como objetivo o desenvolvimento de mapa litoloacutegico
e de lineamentos utilizando loacutegica fuzzy para utilizaccedilatildeo na anaacutelise de susceptibilidade de
talude em uma atividade de mineraccedilatildeo de ferro no Quadrilaacutetero Ferriacutefero (QF)
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
A aacuterea de estudo insere-se na regiatildeo do QF o qual eacute uma Proviacutencia Mineral que
possui este nome em funccedilatildeo do arranjo geomeacutetrico de sua morfoestrutura que se assemelha a
um quadrado Localiza-se na porccedilatildeo centro-sudeste do Estado de Minas Gerais e perfaz uma
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
40
aacuterea de aproximadamente 7000 Kmsup2 abrangendo os municiacutepios de Sabaraacute Santa Baacuterbara
Mariana Congonhas Ouro Preto Joatildeo Monlevade Rio Piracicaba Itauacutena e Itabira entre
outros 21 municiacutepios (Figura 1)
As principais vias de acesso agraves cidades satildeo pelas rodovias federais BR-262 e BR-361
e rodovias estaduais MG-129 MG-030 MG-040 entre outras Outra forma de acesso ao QF
se daacute pela Estrada de Ferro Vitoacuteria Minas (EFVM) onde quase toda produccedilatildeo das minas de
mineacuterio de ferro eacute escoada ateacute o Porto de Tubaratildeo em Vitoacuteria (ES)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo das principais minas da VALE SA no QF Fonte Modificado de
Costa (2008)
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL
Segundo Caputo (1983) talude compreende quaisquer superfiacutecies inclinadas que
limitam um maciccedilo de terra de rocha ou ambos Podem ser naturais casos das encostas ou
artificiais como os taludes de cortes e aterros Satildeo limitados na parte superior por uma Crista
ou Topo e na parte inferior por um ldquoPeacuterdquo como mostrado na Figura 2
Figura 2 - Elementos geomeacutetricos que compotildee um talude e satildeo utilizados para o
dimensionamento do mesmo Fonte Dyminski (2007)
Contudo considerando a estabilidade de taludes em atividade de mineraccedilatildeo os
elementos geomeacutetricos de um talude tornam-se um pouco mais complexos pois a cava final
de mina dependeraacute da conformaccedilatildeo dos taludes das rampas de acesso ao mineacuterio dos acircngulos
entre as vaacuterias bancadas existentes e da altura dos taludes Para uma cava ser operacionalizada
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41
e garantir a seguranccedila geoteacutecnica da mina deve conter necessariamente os seguintes
elementos geomeacutetrico (Figura 3)
Figura 3 - Elementos geomeacutetricos para o dimensionamento dos taludes de uma cava Fonte
Relatoacuterio Interno da Empresa (2013)
MEacuteTODOS DE ANAacuteLISE DE ESTABILIDADE DE TALUDES
A anaacutelise de estabilidade de taludes nos permite verificar a possibilidade de
escorregamento de taludes analisando-se as influecircncias relativas aos paracircmetros como
exemplo paracircmetros de resistecircncia litologia dentre outros que visam obter um estudo para
um melhor entendimento dos mecanismos de ruptura citados anteriormente As teacutecnicas de
anaacutelise de estabilidade podem ser divididas em grandes grupos que satildeo as anaacutelises
probabiliacutesticas anaacutelises determiniacutesticas e anaacutelises heuriacutesticas Sendo que a anaacutelise
probabiliacutestica requer conhecimento das distribuiccedilotildees de probabilidade ou das funccedilotildees de
densidade das variaacuteveis aleatoacuterias do problema ou seja a definiccedilatildeo da probabilidade de
ruptura ver Figura 4 (DYMINSKI 2007)
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
42
Figura 4 - Representaccedilatildeo probabiliacutestica das tensotildees atuantes e resistentes Fonte Dyminski
(2007)
A anaacutelise probabiliacutestica distingue-se da determiniacutestica por considerar a variabilidade
dos paracircmetros de caacutelculo particularmente a dispersatildeo natural para isto tem que ser
conhecida uma distribuiccedilatildeo de valores para cada paracircmetro (variaacuteveis aleatoacuterias) obtendo ou
assumindo uma distribuiccedilatildeo de probabilidade para o fator de seguranccedila As anaacutelises
probabiliacutesticas satildeo essenciais para a confecccedilatildeo de Mapas de Potencial de Ruptura Mapas de
Risco de Ruptura Mapas de Ocupaccedilatildeo de solos dentre outros (MONTOYA 2013)
As anaacutelises determiniacutesticas por sua vez buscam a quantificaccedilatildeo da estabilidade por
meio de fator numeacuterico que nos permitiraacute avaliar a respectiva seguranccedila se eacute ou natildeo estaacutevel
Sendo assim as anaacutelises determiniacutesticas satildeo baseadas em modelos fiacutesicos e buscam calcular
um fator ou coeficiente de seguranccedila (FS) As anaacutelises determiniacutesticas possuem diversos
meacutetodos sendo eles os de anaacutelise limite anaacutelise de tensatildeodeformaccedilatildeo e anaacutelise de
equiliacutebrio limite (MESQUITA 2013)
O meacutetodo de equiliacutebrio limite eacute tradicionalmente o mais utilizado para a determinaccedilatildeo
do FS pois estuda o equiliacutebrio de uma massa potencialmente instaacutevel Entende-se entatildeo que
estes meacutetodos se resumem a uma comparaccedilatildeo entre forccedilas que tendem a provocar movimento
ao longo de uma superfiacutecie de ruptura e forccedilas que contrariamente se opotildeem a este
movimento
ANAacuteLISES DE RISCO
Com objetivo de normatizar a terminologia aplicada aos estudos de aacutereas geoloacutegicas e
geoteacutecnicas Varnes (1984) propocircs uma definiccedilatildeo formal para diferentes sentidos de riscos
como risco especiacutefico hazard e vulnerabilidade
No Brasil os pioneiros a propor uma normatizaccedilatildeo foram Augusto Filho et al (1990)
que debateram tanto no acircmbito nacional quanto internacional termos conceitos e
nomenclatura associados ao termo Risco Atualmente os conceitos mais usuais satildeo aqueles
recomendados pelas associaccedilotildees das categorias como Australian Geomechanics Society
(AGS) International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (ISSMGE)
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43
International Society for Rock Mechanics (ISRM) Associaccedilatildeo Brasileira de Geologia de
Engenharia e Ambiental (ABGE) e da ISO 31000 (CORTELETTI 2014)
Ainda assim existe pouca unicidade acerca do tratamento dos conceitos e problemas
sobre a avaliaccedilatildeo de risco muitas vezes enfrentando barreiras quanto agrave avaliaccedilatildeo de
incertezas em Geotecnia e avaliaccedilatildeo de risco
GEOPROCESSAMENTO
Teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais que leva em consideraccedilatildeo o processamento
de dados geograacuteficos satildeo conhecidas como geoprocessamento Segundo algumas definiccedilotildees
adotadas por Menezes (2012) as ferramentas computacionais utilizadas em geoprocessamento
permitem realizar anaacutelises complexas atraveacutes de Sistemas de informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG)
SIG por sua vez satildeo sistemas de informaccedilotildees construiacutedos especialmente para armazenar
analisar e manipular dados geograacuteficos
Os SIG tecircm se tornado cada vez mais usuais pois as teacutecnicas computacionais se
tornam cada vez mais complexas e com melhor desempenho possibilitando entatildeo confrontar
dados distintos para produzir o resultado desejado com mais facilidade Confrontar mapas
com diferentes informaccedilotildees permitindo gerar um novo mapa eacute uma ferramenta de grande
eficiecircncia pois o mesmo auxilia no planejamento nas tomadas de decisotildees e reduz a
ambiguidade de interpretaccedilotildees (MENEZES 2012)
Visando desenvolver um trabalho englobando teacutecnicas de geoprocessamentos junccedilatildeo
de mapas e teacutecnicas estatiacutesticas utilizou-se os SIG para aplicar teacutecnicas de anaacutelise
multicriteacuterio e loacutegica fuzzy
CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL
A aacuterea de estudo se insere em uma regiatildeo localizada a leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero
(QF) fazendo parte da Sinclinal de Alegria e situada regionalmente na porccedilatildeo sul do Craacuteton
Satildeo Francisco nas proximidades de Mariana e Ouro Preto (REIS et al 2000 ROESER e
ROESER 2010)
CONTEXTO GEOTECTOcircNICO
A parte leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero eacute constituiacuteda por rochas da regiatildeo cratocircnica
retrabalhadas tectonicamente durante o Evento Brasiliano (06-05 Ga) que resultou na
formaccedilatildeo da Faixa Araccediluaiacute e das demais faixas orogecircnicas que delimitam a borda deste
Cratoacuten (Figura 2) contendo resquiacutecios da orogenia Transamazocircnica (UHLEIN et al 1998)
ESTRATIGRAFIA DO QUADRILAacuteTERO FERRIacuteFERO
Alkmim e Marshak (1998) e Alkmim e Noce (2006) subdividiram o Quadrilaacutetero
Ferriacutefero segundo a coluna estratigraacutefica mostrada na Figura 5 Sendo este constituiacutedo por
quatro unidades litoestratigraacuteficas principais sendo elas O Embasamento Cristalino o
Supergrupo Rio das Velhas de idade arqueana o Supergrupo Minas e o Grupo Itacolomi de
idade paleo-proterozoacuteica
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
44
Figura 5 - Coluna estratigraacutefica da regiatildeo do Quadrilaacutetero Ferriacutefero Fonte Modificada de
Alkmim e Marshak (1998)
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45
METODOLOGIA
MATERIAIS
Foram utilizados os seguintes materiais
bull Software ArcGis 101 para confecccedilatildeo do mapa litoloacutegico
bull Relevo Sombreado para fotointerpretaccedilatildeo dos lineamentos
bull Software Idrisi Selva 170 para aplicaccedilatildeo da loacutegica fuzzy do mapa de lineamentos
bull Relatoacuterio interno disponibilizado pela empresa
MEacuteTODOS
De iniacutecio realizou-se um levantamento bibliograacutefico com aquisiccedilatildeo de informaccedilotildees
paracircmetros e mapas fornecidos pela literatura disponiacutevel e empresas privadas seguido da
confecccedilatildeo dos mapas
A pesquisa bibliograacutefica sobre o tema de estudo se deu por meio de consulta em livros
artigos e documentos fornecidos por empresas e levantamento de base de dados cartograacuteficos
disponiacuteveis na internet Tambeacutem foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica a respeito da
geologia local e regional da aacuterea tendo como base os artigos de Alkmim e Marshak (1998)
Essa fase tambeacutem se fez importante para o levantamento de informaccedilotildees conceituais
onde embasaram a definiccedilatildeo dos pesos para cada classe dos mapas gerados de acordo com a
literaturaObteve-se entatildeo informaccedilotildees estruturais e geoloacutegicas da regiatildeo do QF em minas
privadas de mineacuterio de ferro
Os trabalhos de Gomes (2009) Corteletti (2014) e Alves (2014) aplicam metodologias
semelhantes para a determinaccedilatildeo e anaacutelise de suscetibilidade vulnerabilidade de risco a
movimentos de massa para ferrovias e Montoya (2013) aplica uma metodologia semelhante
para rodovias Dos trabalhos destes autores pode-se tirar contribuiccedilatildeo na definiccedilatildeo de quais
mapas seriam gerados
Assim a partir dos paracircmetros e dados levantados geraram-se o mapa litoloacutegico e de
lineamentos e definiram-se pesos para sua utilizaccedilatildeo na anaacutelise de estabilidade de taludes em
aacuterea de mineraccedilatildeo
Mapa Litoloacutegico
O mapa litoloacutegico proposto teve como base o de Menezes (2012) e relatoacuterios teacutecnicos
A divisatildeo da litologia corresponde ao tipo de rocha que compotildee o maciccedilo rochoso Esta
classificaccedilatildeo foi feita a partir de paracircmetros como a composiccedilatildeo mineraloacutegica origem e
estrutura da rocha
Contudo nem sempre a classificaccedilatildeo litoloacutegica consegue mostrar a variedade que uma
rocha apresenta em mesmo local Portanto torna-se necessaacuterio a definiccedilatildeo da rocha de acordo
com caracteriacutesticas peculiares seja estrutura composiccedilatildeo mineraloacutegica ou fatores de coesatildeo
No Mapa Litoloacutegico foram definidas oito litologias Rochas Intrusivas (IN) Itabirito
Compacto (IC) Itabirito Friaacutevel (IF) Itabirito Manganesiacutefero (IM) Hematita Compacta (HE)
Filito (FL) Quartizito (QT) e Xisto (XI)
Os pesos atribuiacutedos atraveacutes da reclassificaccedilatildeo foram definidos de acordo com o tipo de
litologia e suas caracteriacutesticas ou seja rochas mais intemperizadas e que apresentam um
menor coeficiente de resistecircncia tiveram valores maiores Foi levado em consideraccedilatildeo ainda o
grau de coesatildeo e competecircncia da rocha Para a atribuiccedilatildeo dos pesos litoloacutegicos levou-se em
consideraccedilatildeo o conhecimento do autor aleacutem das caracteriacutesticas citadas anteriormente
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
46
Rochas como as Intrusivas (IN) Filito (FL) Xisto (XI) e Itabiro Friaacutevel (IF)
apresentam uma condiccedilatildeo mais propensa a baixa resistecircncia devido ao intemperismo do que
as rochas que possuem um melhor grau de coesatildeo (Tabela 1)
Tabela 1 - Valores atribuiacutedos para cada classe litoloacutegica Fonte Autores
Classes Litoloacutegicas Valor atribuiacutedo
Quartizito (QT) 20
Hematita Compacta (HE) 50
Itabirito Compacto (IC) 80
Itabirito Manganesiacutefero
(IM)
110
Itabirito Friaacutevel (IF) 140
Filito (FL) 170
Xisto (XI) 200
Intrusiva (IN) 255
Mapa de Lineamentos
A geraccedilatildeo do mapa de lineamentos consistiu na fotointerpretaccedilatildeo de padrotildees de
lineamentos presentes no entorno e dentro da aacuterea de estudo Esses padrotildees foram
interpretados em uma imagem de relevo sombreado gerado pelo Modelo Digital de Terreno
(MDT) Apoacutes essa fotointerpretaccedilatildeo pode-se gerar o mapa de lineamentos no formato
vetorial Sendo este mapa posteriormente utilizado para gerar o mapa fuzzy de lineamentos
O mapa de lineamentos foi gerado a partir da aplicaccedilatildeo da funccedilatildeo fuzzy sigmoidal
decrescente do software Idrisi pois estaacute funccedilatildeo eacute a mais utilizada em anaacutelises geoambientais
com pontos de controle em 20 e 100 o que indica que valores ateacute 20 metros de distacircncia dos
lineamentos tecircm adequabilidade maacutexima e agrave partir de 20 metros decaem sigmoidalmente ateacute
100 metros onde a adequabilidade eacute miacutenima
Segundo alguns de estudos feitos por Huallanca (2004) e Hoek e Bray (1981)
dependendo da densidade de lineamentos ou da distacircncia que apresentam entre si e do
comportamento dos mesmos esses padrotildees comportam-se como zonas de fraqueza presentes
no maciccedilo podendo influenciar na resistecircncia do mesmo Saacute (2010) realizou um estudo
semelhante em uma cava de mineraccedilatildeo de ferro e observou que ocorrem rupturas em grande
escala em regiotildees que apresentam alta densidade de padrotildees de lineamentos
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Os resultados obtidos ou seja o mapa litoloacutegico e de lineamentos seratildeo expostos de
forma separada de acordo com suas discussotildees
MAPA LITOLOacuteGICO
O mapa litoloacutegico apresentou oito classes (Figura 6) Este mapa foi confeccionado e
considerado para a anaacutelise da estabilidade de taludes pelo fato das litologias apresentarem
uma reologia muito complexa em se tratando de um ambiente de mineraccedilatildeo
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Figura 6 - Mapa litoloacutegico mostrando sua variedade de tipologia Fonte Autores
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
48
A litologia dentro de atividades de mineraccedilatildeo eacute um dos fatores mais afetados em se
tratando de aspectos geoteacutecnicos pois nesses locais apresentam-se uma grande mobilizaccedilatildeo
de massa rochosa ou solo para extraccedilatildeo do bem mineral causando certo grau de alteraccedilatildeo
devido a desconfinamento ou meteorizaratildeo do estado natural da rocha
Os pesos atribuiacutedos a cada classe litoloacutegica foram embasados em consultas a
bibliografias e analisando os paracircmetros de resistecircncia e caracterizaccedilatildeo Costa (2009)
caracterizou algumas litologias do QF de acordo com ensaios laboratoriais de compressatildeo
uniaxial utilizando esses dados pode-se relacionar que valores atribuiacutedos a cada classe
litoloacutegica variam de acordo com sua capacidade de compressatildeo feita nos ensaios
Com isso atribuiu-se agrave classe quartizito a menor adequabilidade pois essa rocha
apresenta uma maior competecircncia sendo que rochas que conteacutem grande quantidade de
quartzo satildeo dificilmente intemperizaacuteveis O contraacuterio foi considerado com as intrusivas que
receberam a maior valoraccedilatildeo pois se trata de uma rocha muito mais facilmente
intemperizada o que diminui o grau de coesatildeo diminuindo as forccedilas de resistecircncia Para as
rochas com resistecircncia intermediaacuteria levou-se em consideraccedilatildeo os paracircmetros geoteacutecnicos e as
caracteriacutesticas estruturais e anisotropias e conhecimento proacuteprio
MAPA FUZZY DE LINEAMENTOS
Para confecccedilatildeo do mapafuzzy de lineamentos (Figura 7) foi aplicada a funccedilatildeo fuzzy
sigmoidal decrescente sobre os lineamentos Este mapa apresentou uma zona de
suscetibilidade alta (255) nas regiotildees proacuteximas aos lineamentos e uma zona de baixa ou nula
suscetibilidade (0) em zonas mais distantes aos lineamentos
As regiotildees que apresentam alta adequabilidade satildeo zonas com distacircncia muito
proacuteximas dos lineamentos logo essas zonas apresentam uma forte influecircncia dos mesmos As
zonas em coloraccedilatildeo amarela que apresentam uma baixa adequabilidade satildeo regiotildees que se
situam mais distantes dos lineamentos apresentando assim uma baixa influecircncia dos
lineamentos nessas regiotildees
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Figura 7 - Mapa fuzzy de lineamentos mostrando as aacutereas onde apresentam baixa ou alta adequabilidade Fonte Autores
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
50
CONCLUSAtildeO
De acordo com o objetivo do trabalho a metodologia foi eficaz pois os mapas gerados
satildeo subsiacutedios eficazes para a anaacutelise da ruptura de taludes soacute podendo ser desenvolvidos
devido agrave teacutecnica de geoprocessamento aplicada Com o ressalve de que no uso de dados
lineamentos eles natildeo podem natildeo ter as dimensotildees precisas pois tanto podem se apresentar
em superfiacutecie quanto em profundidade alterando o maciccedilo
Sugere-se ainda o uso de outros mapas para tornar a anaacutelise mais completa como por
exemplo mapas da profundidade do niacutevel drsquoaacutegua e declividade
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
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sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Geologia Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha
e Mucuri Diamantina MG
sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 3 Departamento de Engenharia de Minas Instituto Federal do Espiacuterito Santo Cachoeiro de
Itapemirim ES 4 Escola de Arquitetura Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG 5 Departamento de Geologia Universidade Federal de Ouro Preto Ouro Preto MG
53
Capiacutetulo 4
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES
utilizando teacutecnicas de geoprocessamento
Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitassup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Allison Augusto
Gonccedilalves de Freitas1 Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas3 Rayane Monteiro
Ferreira4 Edgar Batista de Medeiros Juacutenior5
INTRODUCcedilAtildeO
Redes de transporte rodoviaacuterio tornaram-se a essecircncia da infraestrutura em todos os
paiacuteses As estradas satildeo importantes como a estrutura fiacutesica da sociedade e como a base para o
desenvolvimento social e econocircmico (EFFATI et al 2012)
No Brasil o principal meio de transporte urbano e de boa distribuiccedilatildeo eacute o sistema de
transporte rodoviaacuterio Neste contexto vias rurais e urbanas satildeo notaacuteveis para tornar o traacutefego
de pessoas e a distribuiccedilatildeo de produtos sendo incontestaacutevel a importacircncia de um sistema de
transporte seguro capaz de atender a demanda (SILVA et al 2006) Juntamente com um
intenso crescimento nas cidades de porte meacutedio na deacutecada de 60 ocorreu um periacuteodo de
grandes investimentos em infraestrutura rodoviaacuteria no paiacutes Jaacute nos anos 70 o Ministeacuterio de
Transportes por meio do Plano de Desenvolvimento Nacional estimulou uma expansatildeo das
rodovias no Brasil Com estes investimentos muitos municiacutepios proacuteximos e ao longo dos
eixos rodoviaacuterios sentiram-se atraiacutedos e motivados agraves atividades e investimentos que
favorecessem o comeacutercio de produtos e serviccedilos Assim as cidades de pequeno e meacutedio
porte demostraram um crescimento linear ao longo das rodovias natildeo apresentando
planejamento no uso do solo e na sua ocupaccedilatildeo (FREIRE 2003)
Com o tempo o aumento do transporte nestas rodovias trouxe implicaccedilotildees positivas e
negativas para as cidades (CORREcircA PINTO 2012) Alguns desses problemas como a
ocorrecircncia de congestionamentos e acidentes (EFFATI et al 2012) No sentido de diminuir
esses problemas existem metodologias que auxiliam no estudo de viabilidade sendo uma
delas a aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio que foi utilizada neste trabalho
Deste modo este trabalho teve por objetivo geral fazer um estudo de realocaccedilatildeo da
BR-101 na aacuterea urbana do municiacutepio de Iconha-ES utilizando anaacutelise multicriteacuterio De
forma mais especiacutefica
bull Analisar quais criteacuterios (fatores e restriccedilotildees) interferem na locaccedilatildeo da rodovia
bull Determinar as restriccedilotildees que interferem na escolha da aacuterea
bull Determinar os fatores que interferem na escolha da aacuterea
bull Determinar as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy que melhor se adequam aos diferentes fatores
usados
bull Ponderar os fatores
bull Gerar a anaacutelise multicriteacuterio para estudo de aptidatildeo de aacutereas para realocaccedilatildeo da BR-101
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
54
bull Achar uma aacuterea com maior adequabilidade agrave realocaccedilatildeo da rodovia
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
Iconha localiza-se ao sul do Espiacuterito Santo (Figura 1) entre as coordenadas
N=7695610m E=300822m N=7702818m E=318390m na zona 24 sul Limitando-se ao
norte com Anchieta ao sul com Rio Novo do Sul a leste com Piuacutema e a oeste com Alfredo
Chaves Segundo IBGE (2014) o municiacutepio possui aacuterea territorial de 203528 kmsup2 O acesso
para a cidade de Iconha a partir de Vitoacuteria pode ser realizado pela BR-101 ateacute o municiacutepio
de Iconha sendo um trajeto de aproximadamente 97 Km
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
CONTORNOS VIAacuteRIOS
Em um contexto geral as ruas que satildeo estradas dentro das cidades marcavam os
caminhos de acesso onde se estabeleciam as relaccedilotildees com os territoacuterios circundantes na
configuraccedilatildeo original das cidades marcando os eixos da futura expansatildeo (VALLEJO 1995)
Anteriormente a intensificaccedilatildeo do uso de automoacuteveis as estradas (intermunicipais estaduais e
federais) passavam dentro das cidades e os fluxos de transporte tinham com elas uma relaccedilatildeo
intensa de contato cultural e intercacircmbio comercial aumentando o desenvolvimento local
(AUGEacute 1994) A malha rodoviaacuteria brasileira se deslocou criando corredores estrateacutegicos de
transportes trazendo consigo um crescimento socioeconocircmico e modificando as aacutereas e
cidades por onde passou (FREIRE 2003)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo do municiacutepio de Iconha em relaccedilatildeo ao Estado do Espiacuterito Santo O
quadrado em verde mostra a aacuterea de estudo Fonte Modificado de Wikipeacutedia (2006)
Devido ao crescimento maciccedilo do fluxo de veiacuteculos nas cidades novas medidas foram
tomadas dentre elas a construccedilatildeo de rodovias de contorno ou aneacuteis viaacuterios atualmente
usados como a soluccedilatildeo mais viaacutevel para resolver o problema das travessias urbanas (SILVA
JUacuteNIOR e FERREIRA 2008)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
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O surgimento destes contornos daacute-se com a necessidade de melhorar a fluidez dos
deslocamentos devido ao elevado grau de saturaccedilatildeo das vias nas aacutereas mais centrais
(CORREcircA PINTO 2012) O fluxo de passagem tende a ser redirecionado para fora das aacutereas
urbanas por meio de laccedilos de contorno ou aneacuteis viaacuterios (SANTOS 2006)
De acordo com Silva Juacutenior e Ferreira (2008) a construccedilatildeo de contornos viaacuterios pode
atrair a ocupaccedilatildeo urbana do mesmo modo que o traccedilado original o que poderia levar a
ineficiecircncia deste novo contorno viaacuterio O natildeo planejamento desta ocupaccedilatildeo pode vir com
uma nova segregaccedilatildeo urbana que terminaraacute por inviabilizar o segmento da rodovia O
tamanho destes impactos eacute dependente de vaacuterios fatos dentre os quais a estruturaccedilatildeo do
tecido urbano (malha viaacuteria e uso do solo) e seu grau de inter-relacionamento com a rodovia
(CORREcircA PINTO 2012)
Existem diversas teacutecnicas para estudo de locaccedilatildeo de contorno viaacuterio entre elas
podemos citar a avaliaccedilatildeo geomorfoloacutegica estrutural e pedoloacutegica seja com ou sem a
aplicaccedilatildeo de Sistema de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) O SIG eacuteutilizado principalmente pela
Engenharia de Transporte nos estudos de alternativas de traccedilados de contornos viaacuterios pode
considerar diversas categorias na anaacutelise (sociais econocircmicas ambientais geoteacutecnicas) com
pesos diferentes (SILVA 2004)
Em seu trabalho Silva et al (2006) utilizaram o apoio agrave decisatildeo atraveacutes de SIG e
apresentaram alternativas de projeto para o anel viaacuterio da cidade de Viccedilosa-MG com
utilizando agrave loacutegica fuzzy e a anaacutelise multicriteacuterio para o levantamento e anaacutelise de
condicionadores consideradas de acordo com os dados disponiacuteveis em mapas de altitude
hidrografia declividade sistema de transportes classe de solo e principalmente o uso e
cobertura do solo e selecionaram alternativas de contornos que fazem uso das rodovias
existentes como uma opccedilatildeo para diminuir os custos e os impactos ambientais
Correcirca Pinto (2012) tratou sobre os desdobramentos na forma urbana de pequenas
cidades causados por novos contornos viaacuterios tendo como estudo de caso as cidades de Satildeo
Francisco de Assis e Santiago (RS) A metodologia aplicada foi baseada nas medidas de
diferenciaccedilatildeo espacial atraveacutes das quais foi possiacutevel visualizar o dinamismo do traccedilado de
uma cidade e as possiacuteveis alteraccedilotildees de sua forma Como resultado identificou e avaliou
algumas consequecircncias que as implantaccedilotildees de contornos viaacuterios causam nas formas urbanas
das pequenas cidades
SILVA (2012) aplicou a metodologia de anaacutelise espacial por avaliaccedilatildeo multicriteacuterio
para otimizar o processo de planejamento da ocupaccedilatildeo territorial e da mobilidade urbana no
municiacutepio de Viccedilosa - MG e aacuterea de influecircncia Como metodologia utilizou recursos
disponiacuteveis em SIG com avaliaccedilatildeo multicriteacuterio sobre bases cartograacuteficas digitais Como
resultado elaborou mapas temaacuteticos que representam as propostas para a mobilidade urbana e
para a ocupaccedilatildeo territorial da aacuterea de estudo conforme as abrangecircncias consideradas
FOTOINTERPRETACcedilAtildeO
De acordo com Soares e Fiori (1978) a interpretaccedilatildeo visual eacute o estudo da imagem
fotograacutefica visando agrave descoberta e a avaliaccedilatildeo por meacutetodos indutivos dedutivos e
comparativos do significado funccedilatildeo e relaccedilatildeo dos objetos correspondentes agraves imagens ou
seja eacute a teacutecnica de examinar as imagens dos objetos na imagem e deduzir sua significaccedilatildeo
Ribeiro et al (2008) entendem que a fotointerpretaccedilatildeo baseia-se no processo de
anaacutelise de imagens por meio da detecccedilatildeo identificaccedilatildeo e classificaccedilatildeo dos objetos de
interesse contidos nelas Ao analisar imagens eacute importante a observaccedilatildeo de entes e feiccedilotildees
insinuadas atraveacutes de caracteriacutesticas das imagens como cor tonalidade textura tamanho
forma padratildeo sombras altura localizaccedilatildeo dos alvos e aspectos associados
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
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Santos (1988) aplicou o levantamento das tipologias vegetais pela teacutecnica de anaacutelise
visual e atraveacutes desta mapeou quatro tipologias distintas e concluiu que o produto e
metodologia usados nesta pesquisa satildeo plenamente viaacuteveis para levantamentos das tipologias
florestais nativas da Amazocircnia
Mercante et al (2005) realizaram um mapeamento de uso do solo usando como base
para a interpretaccedilatildeo visual o conhecimento preacutevio da aacuterea de estudo adquiridos apoacutes o
reconhecimento de campo observando as principais classes de coberturas de solo na aacuterea O
resultado desta anaacutelise visual constituiu um importante subsiacutedio para a decisatildeo sobre a melhor
alternativa da via de gasoduto permitindo uma escolha mais racional e menos subjetiva
Moreira et al (2008) fotointerpretaram as imagens de sateacutelite (LANDSAT 7 ETM+)
pela sua variaccedilatildeo textural devido ao registro dos alvos terem diferentes comportamentos
espectrais e diferentes arranjos espaciais e explicaram a compartimentaccedilatildeo e a relaccedilatildeo de
equivalecircncia entre zonas que constituem texturas semelhantes
Desta forma entende-se que a interpretaccedilatildeo visual pode ter seu uso em estudos de
localizaccedilatildeo de estradas exploraccedilatildeo mineral diferentes traccedilados propostos agricultura
planejamento urbano e dentre outros mapas temaacuteticos (NADALIN 2010)
SISTEMAS DE INFORMACcedilAtildeO GEOGRAacuteFICA (SIG)
A aplicaccedilatildeo de Sistemas de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) em problemas de tomada de
decisatildeo eacute uma ferramenta poderosa e eficiente nas diversas aacutereas do conhecimento pois
possibilita que o processo seja realizado de maneira mais fundamentada Dessa forma o
agente de decisatildeo tem agrave sua disposiccedilatildeo dados e informaccedilotildees mais acessiacuteveis mais facilmente
combinados e modificados aleacutem de utilizar argumentos mais claros para a decisatildeo (SILVA
1999) Segundo Star e Estes (1991) o uso do SIG para a estruturaccedilatildeo e organizaccedilatildeo de
variaacuteveis com a intenccedilatildeo de obter alternativas para a seleccedilatildeo de locais com adequabilidades
para determinado estudo tem sido amplamente utilizado O seu uso pode ser explicado por ser
uma ferramenta que trata grandes quantidades de dados armazenados em banco de dados
contendo informaccedilotildees representativas do mundo real atraveacutes de coordenadas geograacuteficas
possibilitando realizar anaacutelises espaciais
ANAacuteLISE DE MULTICRITEacuteRIO
De acordo com Moura (2007) a anaacutelise de multicriteacuterio pode ser entendida como um
procedimento metodoloacutegico que faz o cruzamento de variaacuteveis nas anaacutelises espaciais esta
anaacutelise tambeacutem eacute conhecida como Anaacutelise Hieraacuterquica de Pesos ou Aacutervore de Decisotildees Esta
anaacutelise se destina a desenvolver estudos caracterizadores da realidade vigente e preditivos de
situaccedilotildees que estatildeo por vir alcanccedilando o objetivo da anaacutelise espacial Francisco et al (2007)
considera que a anaacutelise multicriteacuterio eacute um meacutetodo de anaacutelise de alternativas para a resoluccedilatildeo
de problemaacuteticas que utilizam diversos criteacuterios relacionados ao objeto de estudo sendo
assim possiacutevel identificar alternativas prioritaacuterias para o objeto considerado
Os meacutetodos de anaacutelises multicriteacuterio vecircm sendo utilizados para a soluccedilatildeo de
problemas nas tomadas de decisatildeo nas mais diversas aacutereas do conhecimento entre elas
alternativas de poliacuteticas social (VILAS BOAS 2006) como indicador de condiccedilotildees de vida
(SILVA e JANNUZZI 2009) no planejamento e gestatildeo ambiental (FRANCO et al 2013)
no uso de terras (PORATH 2014) e anaacutelise de sensibilidade ambiental (RIBEIRO 2011) com
o intuito de esclarecer ao decisor possibilidades nas escolhas Apoiam o procedimento
decisoacuterio com base nos dados existentes agregando valores dos agentes na busca de uma
melhor soluccedilatildeo (CAMPOS 2011)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
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O procedimento da anaacutelise multicriteacuterio baseia-se em mapeamentos de variaacuteveis pelo
seu plano de informaccedilatildeo e na definiccedilatildeo do grau de pertinecircncia de cada plano de informaccedilatildeo e
de cada um de seus componentes para a construccedilatildeo do resultado final e sempre que
necessaacuterio utilizando fatores de ponderaccedilatildeo (MOURA 2007)
Na praacutetica na anaacutelise multicriteacuterio a decisatildeo eacute tomada atraveacutes de um conjunto de teacutecnicas e
meacutetodos para dar apoio a pessoas e organizaccedilotildees nas tomadas de decisotildees sob a persuasatildeo de
uma multiplicidade de criteacuterios (GOMES et al 2002)
Santos (2010) diz que para a realizaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio o estudo deve ter
como base alguns passos sendo eles a seleccedilatildeo e representaccedilatildeo das variaacuteveis que caracterizam
o fenocircmeno organizaccedilatildeo dessas em planos de informaccedilatildeo discretizaccedilatildeo dos planos em
resoluccedilatildeo espacial adequada combinaccedilatildeo das variaacuteveis de forma que elas possam representar
a complexidade da realidade e por fim a possibilidade de calibraccedilatildeo e validaccedilatildeo do sistema
mediante identificaccedilatildeo e correccedilatildeo das relaccedilotildees construiacutedas entre as variaacuteveis mapeadas
Moreira et al (2001) objetivou a pesquisa mineral atraveacutes de anaacutelises multicriteacuterio de
dados geoloacutegicos e geofiacutesicos visando a seleccedilatildeo de aacutereas com maior potencial agrave ocorrecircncia de
minerais radioativos Como estudo de caso comparou o desempenho de 8 meacutetodos de anaacutelise
multicriteacuterio de dados geoloacutegicos e radiomeacutetricos na prediccedilatildeo de aacutereas potenciais agrave
ocorrecircncia de minerais radiativos no planalto de Poccedilos de Caldas Os cenaacuterios gerados
indicaram desempenhos diferentes nas avaliaccedilotildees encontrando desde resultados considerados
bons a medianos para identificaccedilatildeo mineral
Vilas Boas (2006) desenvolveu um modelo de anaacutelise de decisatildeo para facilitar o
processo de escolha de alternativas de poliacuteticas programas e projetos relacionados agrave gestatildeo de
recursos hiacutedricos e mais especificamente ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Como resultado
apresentou uma lista ordenada das alternativas de uso muacuteltiplo possiacuteveis de serem
implantadas no reservatoacuterio
Moura (2007) aplicou a anaacutelise multicriteacuterio como subsiacutedio para estudos ambientais
de forma a apresentar como resultado um roteiro metodoloacutegico para apoio as revisotildees
bibliograacuteficas destinado agrave construccedilatildeo de anaacutelises espaciais de caracterizaccedilatildeo e gerenciamento
ambiental e urbano Jannuzzi et al (2009) utilizaram a anaacutelise multicriteacuterio em uma aplicaccedilatildeo
em poliacuteticas puacuteblicas e obteve como resultado uma seacuterie de escolhas teacutecnicas e poliacuteticas
Com o objetivo de levantar situaccedilotildees ambientais associadas agrave necessidade de proteccedilatildeo
do parque estadual da Serra do Rola Moccedila a partir dos dados levantados no plano de manejo
Santos (2010) apresentou uma proposta metodoloacutegica com uso de anaacutelise multicriteacuterio para
identificaccedilatildeo de suas aacutereas de fragilidade ambiental Como resposta obteve aacutereas fragilidade
associadas ao meio fiacutesico ao turismo a accedilatildeo antroacutepica e agrave correlaccedilatildeo desses fatores
Ribeiro (2011) usou anaacutelise multicriteacuterio para encontrar aacutereas para implantaccedilatildeo das
culturas florestais de Hevea brasiliensis Pinus elliottiivarelliottii e Schizolobiumamazonicum
no Estado do Espiacuterito Santo e como resultado observou-se que o Estado apresenta aacutereas com
aptidatildeo edafoclimaacutetica para todas as espeacutecies
Considerando a anaacutelise multicriteacuterio como uma boa ferramenta na tomada de decisotildees
Franco et al (2013) a usou em seus estudos para identificaccedilatildeo da prioridade de aacutereas a
recuperaccedilatildeo florestal O mapa final produzido foi considerado uma ferramenta de gestatildeo da
aacuterea prioritaacuteria a restauraccedilatildeo
Em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas potenciais para construccedilatildeo de marinas no
municiacutepio de Florianoacutepolis-SC com o uso da anaacutelise multicriteacuterio Porath (2014) usou
variaacuteveis adotadas em mapas temaacuteticos identificando geograficamente aacutereas mais propensas agrave
implantaccedilatildeo de marinas considerando a interferecircncia antroacutepica e marinha tentando
minimizar as perturbaccedilotildees e o impacto ambiental
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
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METODOLOGIA
Para a realizaccedilatildeo deste trabalho foram utilizados como base vaacuterios materiais
cartograacuteficos sendo eles Curvas de niacutevel com equidistacircncia vertical de 20 m fornecido pelo
GEOBASES (2011) Mapa topograacutefico das cidades de Iconha Rio Novo do Sul Anchieta e
Piuacutema (160000) Ortofotos do IEMA (2007) das cidades de Iconha Rio Novo do Sul
Anchieta e Piuacutema (1 35000) Mapa de Declividade do terreno gerado a partir das curvas de
niacutevel Mapa de Rios e Mapa de Uso dos Solos gerados a partir da fotointerpretaccedilatildeo das
ortofotos
Para a montagem do banco de dados foram utilizadas as ortofotos com as quais foi
possiacutevel elaborar arquivos vetoriais (shapefile) atraveacutes de fotointerpretaccedilatildeo (na escala de
visualizaccedilatildeo de 12500) e vetorizaccedilatildeo em tela de pontos linhas e poliacutegonos gerando dois
mapas sendo eles Mapa de Uso dos Solos (Apecircndice A) onde foram observadas as
principais classes de coberturas de solo existentes (pastagem agricultura florestas casas
rurais zonas urbanas vilarejos depoacutesitosndashfaacutebricas-pedreiras lagoasndashlagos-represas) e o
Mapa de Rios Para a geraccedilatildeo do Mapa de Declividade do Terreno foram utilizadas as curvas
de niacutevel
ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO
De acordo com a proposta metodoloacutegica usada por Barros e Marques (2007) neste
trabalho levou-se em consideraccedilatildeo o levantamento e o geoprocessamento das condicionantes
que existem na legislaccedilatildeo Posteriormente ao levantamento e a anaacutelise dos condicionantes
foram determinados os criteacuterios que subsidiaram o processo de decisatildeo
Esta decisatildeo eacute suportada pela consideraccedilatildeo de criteacuterios que representam possiacuteveis
condiccedilotildees de quantificar ou avaliar determinada anaacutelise Os criteacuterios podem ser de dois tipos
Restriccedilatildeo ou Fatores A restriccedilatildeo eacute um criteacuterio capaz de limitar as alternativas em
consideraccedilatildeo no estudo e pode assumir um caraacuteter de exclusatildeo de espaccedilos da anaacutelise
definindo as alternativas natildeo elegiacuteveis que deveratildeo ser excluiacutedas do espaccedilo inicial de soluccedilotildees
possiacuteveis O Fator eacute um criteacuterio que aumenta ou diminui a adequabilidade de uma
determinada alternativa para o objetivo da anaacutelise Esta aptidatildeo eacute medida numa escala
contiacutenua e de forma a englobar todo o espaccedilo de soluccedilatildeo inicialmente previsto (RAMOS e
MENDES 2001)
Seguindo a metodologia apresentada por Benda et al (2012) neste trabalho utilizou-se
a loacutegica booleana para confecccedilatildeo dos mapas de restriccedilotildees a loacutegica fuzzy para padronizaccedilatildeo
dos fatores e a anaacutelise multicriteacuterio para combinaccedilatildeo entre as restriccedilotildees e fatores
Assim como Calijuri et al (2002) em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas para
implantaccedilatildeo de aterros sanitaacuterios neste trabalhou as restriccedilotildees diferenciam locais que possam
ser considerados aptos ou inaptos a realocaccedilatildeo da BR-101 Os fatores definem locais ou
alternativas em medidas contiacutenuas de aptidatildeo diminuindo ou aumentando o valor de uma
alternativa em questatildeo naqueles locais fora das restriccedilotildees absolutas
As restriccedilotildees atuam como um tipo de criteacuterio que limita a soluccedilatildeo do problema
restringindo as alternativas em consideraccedilatildeo excluindo aacutereas de acordo com determinadas
condiccedilotildees impostas (BENDA et al 2012) Utilizando um operador algeacutebrico de mapas tipo
booleano criam-se mapas binaacuterios natildeo aptos (0) ou aptos (1) que possibilitam a realizaccedilatildeo de
cruzamentos entre dois ou mais planos de informaccedilatildeo (SCARASSATTI e COSTA 2010)
As restriccedilotildees booleanas usadas com as justificativas das referidas escolhas satildeo listadas
abaixo
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a) Restriccedilatildeo Casa Rurais e Depoacutesitos
De acordo com o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949 do DNIT 1973 requer-se a
distacircncia miacutenima de 60 metros das residecircncias e depoacutesitos (presentes no Mapa de Uso dos
Solos este usado para confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo para a construccedilatildeo de rodovias
Quando o custo do terreno ou imoacuteveis for muito elevado a desapropriar o tamanho dessa
faixa poderaacute mudar ao exigido por exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo
ateacute os miacutenimos 30 metros
b) Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas
Como margem de seguranccedila ao que rege o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949
(DNIT 1973) foi aplicada uma distacircncia miacutenima de 60 metros as zonas urbanizadas por
exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo ateacute os miacutenimos 20 metros
Tendo como foco a retirada da BR-101 do centro de Iconha ou de qualquer outra aacuterea com
habitaccedilatildeo neste toacutepico foram consideradas como zonas urbanizadas todas as aacutereas com 5
(cinco) ou mais casas proacuteximas no Mapa de Uso dos Solos este usado na confecccedilatildeo desta
restriccedilatildeo Assim somente as aacutereas com ocupaccedilatildeo urbana e seu entorno de 60 metros estatildeo
inaptas agrave ocupaccedilatildeo com a BR-101 sendo as demais aptas para o contorno viaacuterio
c) Restriccedilatildeo Rios
Pinto (2010) Corseuil e Campos (2007) Barros e Marques (2007) em seus trabalhos
com a intenccedilatildeo de preservar os recursos hiacutedricos de contaminaccedilotildees e respeitando a resoluccedilatildeo
Nordm 303 do CONAMA (2002) e na Lei Federal Nordm 4771 (BRASIL 1965) delimitaram um
raio de 30 metros ao redor dos cursos drsquoaacutegua com menos de 10 metros de largura como eacute o
caso da aacuterea em estudo
Neste trabalho apesar dos cursos drsquoaacutegua usado para a confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo) da
aacuterea possuiacuterem menos de 10 metros de largura optou-se para uma maior margem de
seguranccedila limitar um raio de ateacute 60 metros ao redor dos corpos drsquoaacutegua impedindo que essas
aacutereas obtivem-se algum grau de aptidatildeo para a realocaccedilatildeo da BR-101
Em seu trabalho sobre apoio agrave decisatildeo aplicada ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Vilas
Boas (2006) considerou os fatores que atuam em uma problemaacutetica como criteacuterios Scarassatti
e Costa (2010) trataram os fatores como mapas que provem ponderaccedilotildees dos diferentes
fatores de influecircncia a um dado acontecimento sendo um dos meios usados para a criaccedilatildeo dos
mapas de fatores a loacutegica fuzzy ou nebulosa
Para normalizar os criteacuterios satildeo usados as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy estas funccedilotildees
que foram selecionadas para que de melhor forma adequem aos paracircmetros do estudo De
acordo com Ramos e Mendes (2001) umas das funccedilotildees mais usadas designadas por funccedilotildees
fuzzy satildeo Sigmoidal J-Shaped Linear e Complexa Poreacutem na aplicabilidade deste trabalho
fez se o uso somente da funccedilatildeo Sigmoidal crescente e Sigmoidal decrescente (Figura 2)
Figura 2 - Funccedilotildees de pertinecircncia dos conjuntos fuzzy Sigmoidal crescente (a)
Sigmoidal decrescente (b) Fonte Modificado de Eastman (1997)
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
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Haacute diversos meacutetodos de padronizaccedilatildeo grande parte dos meacutetodos utiliza valores
maacuteximos e miacutenimos (CAMPOS 2005) Neste trabalho os mapas dos fatores foram limitados
e ponderados a um intervalo ente 0 - 255 (intervalo do byte) permitindo exploraccedilatildeo da
variedade de dados contiacutenuos
a) Fator Declividade do terreno
A declividade pode ser representada como um acircngulo de inclinaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao
percentual entre o comprimento horizontal da encosta e o desniacutevel vertical (IPT 2007) Para
Barbosa et al (2012) a declividade consiste da maior ou menor inclinaccedilatildeo do relevo em
comparaccedilatildeo ao horizonte Pinto (2010) considera a declividade como um fator que pode tanto
potencializar como limitar a ocupaccedilatildeo de uma aacuterea considerando as declividades mais
acentuadas mais propiacutecias a riscos de deslizamentos escorregamentos e as menos acentuadas
mais apropriadas para a ocupaccedilatildeo Em seus estudos considerou a declividade maior que 45
inapta ao uso
A partir do Mapa de Declividade do Terreno as regiotildees planas e onduladas de acordo
com o Art 15 da portaria ndeg 19 de 10011949 (DNIT 1973) foram consideradas prioritaacuterias
a realocaccedilatildeo da BR-101 Neste trabalho as declividades ideais foram consideradas entre os
valores de 0 e 5 agrave medida que a declividade aumenta menor eacute a adequabilidade da aacuterea
para o objetivo proposto sendo considerado acima de 45 inapta sendo limitada pela proacutepria
legislaccedilatildeo ambiental A funccedilatildeo utilizada para normalizar os dados de declividade foi a funccedilatildeo
de pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente (Figura 2b) servindo como pontos de
controle abc = 5 e d = 45
b) Fator Distacircncia dos Rios
Para proporcionar uma maior garantia de preservaccedilatildeo dos rios os limites estabelecidos
pela legislaccedilatildeo ambiental e jaacute citados anteriormente foram levados em consideraccedilatildeo atraveacutes
do uso de restriccedilatildeo poreacutem foi utilizado o fator que considera que quanto maior a distacircncia
dos rios maior a adequabilidade ao empreendimento
Seguindo o meacutetodo proposto por Pinto (2010) considerou que quanto maior a distacircncia
em relaccedilatildeo aos rios melhor a aptidatildeo da aacuterea sendo assim foi utilizada a funccedilatildeo de
pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica crescente (Figura 2a) para descrever essa variaccedilatildeo
com pontos de controle em a=60m e bcd=15000 m (comprimento maacuteximo da aacuterea de
estudo)
c) Fator Uso dos Solos
Objetivando afetar o miacutenimo possiacutevel as aacutereas jaacute utilizadas pela ocupaccedilatildeo humana e
aacutereas florestais a aacuterea de pastagem eacute colocada como a aacuterea mais adequada ao
empreendimento em estudo
Aacutereas de valores mais altos indicam maior adequabilidade ao empreendimento
enquanto que as aacutereas com menores valores representam as menos adequadas conforme pode
ser visto na Tabela 1 Para a normalizaccedilatildeo das classes de uso do solo o Mapa Uso dos Solos
foi reclassificado atribuindo agraves classes valores de 0 a 255
bull Ponderaccedilatildeo dos fatores (avaliaccedilatildeo de pesos para os criteacuterios)
De acordo com Calijuri (2008) a ponderaccedilatildeo eacute um indicativo da importacircncia relativa
dos fatores e um regulador de compensaccedilatildeo entre eles O grau em que um fator pode
compensar outro eacute determinado por seu fator ou compensaccedilatildeo de peso
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Tabela 1 - Normalizaccedilatildeo das classes usos do solo Fonte Autores
Legenda Valores Atribuiacutedos
Lagoas-Lagos-Represas 0
Casas Rurais 0
Vilarejos 0
Depoacutesitos 0
Zona Urbana 0
Floresta 25
Agricultura 200
Pastagem 255
Dessa forma os valores de aptidatildeo foram atribuiacutedos baseados em conhecimento
empiacuterico e tambeacutem em trabalhos de outros autores como Calijuri et al (2002) Barros e
Marques (2007) Mercante e Antunes (2010) Pinto (2010) Silva et al (2010) Benda et al
(2012)
Assim como nos trabalhos de Calijuri et al (2002) Corseuil e Campos (2007) Calijuri
(2008) Mercante e Antunes (2010) e Benda et al (2012) posteriormente a padronizaccedilatildeo dos
fatores para a escala de 0 a 255 os pesos finais satildeo estimados por meio do Processo de
Hierarquizaccedilatildeo Analiacutetico (AHP) aplicado agrave matriz de comparaccedilatildeo par-a-par utilizando o
meacutetodo apresentado por Saaty (1980) e Clark Labs (2006) este meacutetodo permite estabelecer
pesos a cada fator segundo sua relevacircncia que foi priorizada conforme seu grau de
importacircncia para a anaacutelise ou seja os pesos dos fatores satildeo atribuiacutedos especificamente a cada
fator dando a importacircncia relativa de cada um em relaccedilatildeo aos outros (MERCANTE e
ANTUNES 2010) atribuindo pesos diferenciados no processo final de decisatildeo
Nesse julgamento fez-se o uso da escala de comparadores proposta por Saaty (1977)
que pode ser vista no Quadro 1
Quadro 1 - Escala de valores Fonte Modificado de Saaty (1977)
Intensidade relativa
de importacircncia
Definiccedilatildeo Explicaccedilatildeo
1 Igual importacircncia Importacircncia igual dos dois criteacuterios
para o objetivo
3 Menor importacircncia de
um sobre o outro
Um dos criteacuterios eacute levemente mais
favoraacutevel do que o outro
5 Essencial ou forte Um dos criteacuterios eacute consideravelmente
mais favoraacutevel do que outro
7 Importacircncia muito
grande
A importacircncia de um criteacuterio sobre o
outro eacute evidentemente muito maior
9 Importacircncia absoluta Quando um meio-termo eacute necessaacuterio
Considerando a escala de Saaty fez-se a comparaccedilatildeo entre os fatores utilizados
conforme podem ser vistos na Tabela 2 Onde o fator Declividade do terreno eacute levemente
mais favoraacutevel do que o fator Distacircncia dos Rios O fator Uso dos Solos eacute consideravelmente
mais favoraacutevel que o fator o Distacircncia dos Rios e levemente mais favoraacutevel do que o fator
Declividade do terreno
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
62
Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo dos criteacuterios escalonados (fatores) Fonte Autores
Fatores Distacircncia dos
Rios
Declividade do
terreno
Uso dos
Solos
Distacircncia dos Rios 1
Declividade do terrreno 3 1
Uso dos Solos 5 3 1
Para criaccedilatildeo da matriz de ponderaccedilatildeo foram considerados como ordem de importacircncia
dos fatores Distacircncia dos Rios a Declividade do Terreno e o Uso dos Solos Dessa forma
obtiveram-se os pesos que consideram o quanto determinado fator interfere na anaacutelise (Tabela
3)
Tabela 2 - Resultado final dos pesos calculados para os fatores Fonte Autores
Fator Peso
Distacircncia dos Rios 010
Declividade do
terreno
026
Uso dos Solos 064
bull Combinaccedilatildeo linear ponderada
Depois de determinado os pesos dos criteacuterios que foram utilizados neste estudo foi
necessaacuterio agrave junccedilatildeo dos dados para obtenccedilatildeo do mapa final de adequabilidade
Com esta finalidade os mapas de cada fator foram combinados pelo meacutetodo da
combinaccedilatildeo linear ponderada onde multiplicou-se os mapas de adequabilidade de cada fator
por seu peso especiacutefico posteriormente fez-se o somatoacuterio de todos estes fatores obtendo-se
um valor final da aacuterea com sua adequabilidade (BENDA et al 2012)
Devido agrave utilizaccedilatildeo de mapas de restriccedilotildees neste estudo (booleanos) o procedimento
foi modificado e multiplicou-se a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo dos
fatores pelo produto das restriccedilotildees
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
As informaccedilotildees geradas nos mapas de restriccedilotildees e fatores subsidiam a discussatildeo que
leva a interpretaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos mapas finais verificando-se assim como cada restriccedilatildeo e
fator afetou a anaacutelise final
Os mapas temaacuteticos mostram agraves aacutereas apropriadas a implementaccedilatildeo ao contorno
viaacuterio sendo algumas aacutereas de exclusatildeo (restriccedilotildees) e outras com valores de adequabilidade
(fatores)
As exclusotildees consideradas satildeo criteacuterios associados ao ordenamento do territoacuterio em
termos de ocupaccedilatildeo humana os mapas de exclusatildeo de aacutereas Restriccedilatildeo Casa Rurais e
Depoacutesitos Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas e Restriccedilatildeo Rios exibindo aacutereas aptas (classe 1) e
inaptas (classe 0) ao empreendimento
Assim como no trabalho de Mercante et al (2005) a relevacircncia do uso dos solos e
declividade do terreno na anaacutelise tem uma influecircncia direta no trajeto da rodovia refletindo
na preservaccedilatildeo teacutecnica e econocircmica do empreendimento levando em consideraccedilatildeo as aacutereas
mais planas do terreno e as aacutereas de pastagem
As justificativas adotadas para as ponderaccedilotildees foram tratadas da seguinte maneira
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
63
O Fator Declividade do terreno eacute moderadamente mais importante do que o fator Distacircncia
dos Rios pois o escoamento de um rio depende da declividade dos canais fluviais
O Fator Uso dos Solos eacute muito fortemente mais importante que o fator o Distacircncia dos
Rios uma vez que o manejo da rodovia nas proximidades do rio eacute mais faacutecil que a
desocupaccedilatildeo das aacutereas urbanizadas
O Fator Uso dos Solos eacute moderadamente mais importante do que o fator Declividade
do terreno uma vez que eacute mais econocircmico aplainar um terreno que locomover a populaccedilatildeo de
local
O valor da razatildeo de consistecircncia entre os pesos ponderados dos fatores foi de 003
neste caso a matriz de julgamento estaacute consistente o que torna os pesos calculados para este
modelo aceitaacuteveis visto que para os valores de razatildeo de consistecircncia inferiores a 010 natildeo
necessitam de reavaliaccedilatildeo (EASTMAN 1999)
Com o resultado dos fatores ponderados obtidos e as restriccedilotildees foi possiacutevel realizar a
avaliaccedilatildeo de muacuteltiplos criteacuterios e obter o mapa final de adequabilidade (Figura 4) com valores
variando de 0 a 255 estes valores representam o grau de aptidatildeo ou seja a adequabilidade
das aacutereas agrave realocaccedilatildeo da BR-101 e natildeo se agraves aacutereas satildeo aptas ou inaptas onde 0 identifica
aacutereas inaptas ao empreendimento e 255 as mais aptas possibilitando a escolha dos locais
dentro da aacuterea mais apto que merecem um estudo detalhado com o mapeamento geoloacutegico
Ao analisar o mapa final observa-se a influecircncia tanto das restriccedilotildees quanto dos fatores
no mapa final Os mapas de restriccedilotildees inibindo as aacutereas consideradas inaptas de quaisquer
graus de adequabilidade ou seja estabelecendo aptidatildeo 0 a estas aacutereas e os fatores atribuindo
graus de adequabilidade no mapa Entre os fatores foi observado que o fator Uso do Solo
apresenta uma maior importacircncia em relaccedilatildeo aos fatores declividade e rios o que se
caracteriza nos pesos obtidos durante o processo de comparaccedilatildeo Percebe-se ainda que neste
mapa final poucas aacutereas com baixa aptidatildeo satildeo encontradas
Nas regiotildees proacuteximas ao atual traccedilado da rodovia bem como na parte inferior desta
percebe-se aacutereas de maior adequabilidade isso se daacute principalmente pela influecircncia do Fator
Uso dos Solos e a Declividade do Terreno pois o estudo levou em consideraccedilatildeo valores de
menores custos como aacutereas de pastagens e menos declivosas e que atendessem normas da
legislaccedilatildeo brasileira Ainda foi possiacutevel constatar que a anaacutelise por muacuteltiplos criteacuterios foi
bastante influenciada pelo uso do solo poreacutem a declividade e os rios satildeo fatores
fundamentais no contorno viaacuterio pois refletem um menor ou maior custo do empreendimento
Em seu trabalho Mercante et al (2005) priorizaram os custos do empreendimento de
um gasoduto e obteve como resposta as aacutereas menos declivosas e aacutereas ocupadas por
pastagem que barateariam o custo de desapropriaccedilatildeo
Benda et al (2012) em seu estudo apresentaram uma imagem final de adequabilidade
utilizando anaacutelise multicriteacuterio - fatores e restriccedilotildees Posteriormente ela limitou as aacutereas que
poderiam ser usadas para ocupaccedilatildeo com aterros controlados considerando adequabilidade
maior que 220 e aacuterea miacutenima de 20 hectares desta forma ela obteve uma aacuterea mais apropriada
dentre suas restriccedilotildees e fatores apresentados
Francisco et al (2007) em seu trabalho sobre prioridades para recuperaccedilatildeo de Aacutereas de
Preservaccedilatildeo Permanente fizeram a aplicaccedilatildeo de dois meacutetodos de anaacutelise multicriteacuterio Os dois
meacutetodos apresentaram resultados diferentes Um dos meacutetodos apresentou uma maior extensatildeo
de aacuterea com alta prioridade de recuperaccedilatildeo enquanto o outro apresentou aacutereas maiores com
baixa prioridade de meios de recuperaccedilatildeo Os usos das terras com prioridades mais altas em
ambos os meacutetodos eram de solo nu e cultura anual
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
64
MAPA FINAL DA ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO
O mapa final de adequabilidade (Figura 4) resultado da anaacutelise multicriteacuterio mostra
como aacuterea adequada agrave realocaccedilatildeo da BR-101 a sua porccedilatildeo de aacuterea inferior a localizaccedilatildeo atual
da rodovia Esta regiatildeo possui uma menor declividade pouca interferecircncia dos rios e uma
relaccedilatildeo de uso do solo mais adequada agrave implantaccedilatildeo do empreendimento
E considerando aspectos sociais e urbanos um novo traccedilado torna-se mais favoraacutevel
quando considera o fluxo ideal de veiacuteculos e pessoas aleacutem da seguranccedila do cidadatildeo que mora
no centro urbano do municiacutepio de Iconha
Figura 4 - Mapa final de adequabilidade com o uso da anaacutelise multicriteacuterio - fatores e
restriccedilotildees Fonte Autores
CONCLUSAtildeO
Com base na anaacutelise dos dados e interpretaccedilatildeo dos resultados obtidos a partir do que
foi proposto e das condiccedilotildees especiacuteficas deste trabalho conclui-se que
O uso da anaacutelise multicriteacuterio utilizando agrave loacutegica fuzzy retrata resultados mais
proacuteximos a realidade quando comparados com o zoneamento booleano por natildeo considerar
mudanccedilas abruptas
Os mapas de adequabilidades obtidos natildeo caracterizam aacutereas aptas ou inaptas mas
representam uma superfiacutecie de adequabilidade onde possuem valores de 0 (menos apto) a 255
(mais apto)
A anaacutelise multicriteacuterio por ser subjetiva pode definir diversos cenaacuterios dependente
da normalizaccedilatildeo e ponderaccedilatildeo usadas e deve ser utilizada de forma criteriosa a fim de natildeo
inserir erros na anaacutelise
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
65
Com o mapa de aptidatildeo final pode-se selecionar algumas aacutereas adequadas agrave
implantaccedilatildeo do contorno viaacuterio o que varia de acordo com o valor das variaacuteveis encontradas
Utilizando-se do mapa de adequabilidade como guia a parte inferior do mapa (Figura
4) eacute uma ampla aacuterea de alternativas possiacuteveis para a instalaccedilatildeo da nova rota da BR-101
Os resultados obtidos neste trabalho revelam as potencialidades do SIG na tomada de
decisatildeo no processo de avaliaccedilatildeo e seleccedilatildeo de aacutereas
Com a intenccedilatildeo de um melhor entendimento da aacuterea para a realocaccedilatildeo da BR-101 estudos
mais especiacuteficos podem ser realizados
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sup3 Campus Caccedilapava do Sul da Universidade Federal do Pampa Caccedilapava do Sul RS 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
71
Capiacutetulo 5
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite
Landsat 5
Marx Engel Martinssup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Felipe Guadagninsup3 Carlos Henrique
Rodrigues de Oliveira4
INTRODUCcedilAtildeO
Anaacutelises multitemporais satildeo importantes ferramentas para anaacutelise ambiental devido agrave
constacircncia no imageamento dos sateacutelites e sua relativa precisatildeo nas informaccedilotildees obtidas pelos
mesmos principalmente em objetos de estudos de grande porte como rios que percorrem
mais de um estado Ao longo do tempo eles passam por alteraccedilotildees em sua dinacircmica
naturalmente no entanto os seres humanos estatildeo cada dia a interferir mais nos cursos drsquoaacutegua
atividades como agricultura e pecuaacuteria satildeo grandes causadoras de impactos em tais ambientes
mas natildeo as uacutenicas
A necessidade por energia da sociedade contemporacircnea aumenta tanto quanto cresce a
populaccedilatildeo e seu acesso equipamentos eletrocircnicos que tornam a vida mais faacutecil
No Brasil a principal fonte de energia satildeo as hidreleacutetricas sendo 6488 de toda
capacidade brasileira em operaccedilatildeo e 223 e 2477 respectivamente em construccedilatildeo e
construccedilatildeo natildeo iniciados dos novos empreendimentos em energia no paiacutes seratildeo atraveacutes de
barragens em rios (ANEEL 2007) o rio Doce passou por uma intervenccedilatildeo em seu curso
iniciada no ano de 2001 em que se construiu uma dessas usinas com o nome da cidade em
que foi construiacuteda Aimoreacutes na divisa entre Espiacuterito Santo e Minas Gerais (CICCARONE et
al 2012)
Autores como COELHO 2007 analisaram o rio Doce em aspectos socioambientais
como crescimento e dinacircmica populacional industrial atividades econocircmicas entre outros
O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) disponibiliza uma vasta seacuterie de
imagens de alguns sateacutelites dentre eles o Landsat 5 lanccedilado em 1ordm de marccedilo de 1984 com
resoluccedilatildeo espacial de 30m captando diversos comprimentos de onda da luz que vatildeo desde o
visiacutevel ao infra-vermelho proacuteximo e orbita todo o globo a cada 16 dias (USGS 2017) Devido
essas caracteriacutesticas foi escolhido para analisar os impactos causados pela construccedilatildeo da
Hidreleacutetrica de Aimoreacutes
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
A aacuterea delimitada para o enfoque do trabalho se situa na
zona 24Sul da projeccedilatildeo transversa de Mercator no datum SIRGAS 2000 com as
coordenadas dos veacutertices sendo 276405 E (m) e 7889561 N (m) 276405 E (m) e 7823450
N(m) 425511 E (m) e 7823450 N (m) 425511 E (m) e 7889561 N (m) (Figura 1)
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
72
Figura 1 - Rio Doce com enfoque para a parte espirito santense Fonte Adaptado de
GEOBASES 2002
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
O rio Doce eacute objeto de estudo por geoacutelogos desde 1825 quando se tentou por parte do
governo da entatildeo Capitania de Minas Gerais realizar um projeto de navegabilidade do Rio
onde geoacutelogos acompanhavam as expediccedilotildees de comeacutercio que incursavam o Rio em procura
de recursos minerais principalmente ouro e outros metais (ESPINDOLA 2007)
Segundo a EMBRAPA (2011) encontram-se na aacuterea de estudo os seguintes tipos de
solos Cambissolos Haacuteplicos Latossolos Amarelos Distroacuteficos Latossolos Vermelho-
Amarelos Distroacuteficos Argissolos Amarelos Distroacuteficos Argissolos Vermelhos Eutroacuteficos
Neossolos Quartzarenicos Hidromoacuterifcos aleacutem de serem encontrados afloramentos rochosos
com manto de alteraccedilatildeo
Tais solos estatildeo distribuiacutedos em um contexto geomorfoloacutegico que varia de maciccedilos
plutocircnicos na parte oeste seguidos por uma faixa de dobramentos remobilizadas que satildeo
rochas metamoacuterficas de alto grau e por fim os depoacutesitos sedimentares recentes que vatildeo ateacute a
costa (IJSN 2007)
O clima predominante na aacuterea eacute o Tropical Quente Uacutemido com um a trecircs meses secos
tambeacutem ocorrendo na porccedilatildeo oeste proacuteximo agrave divisa com Minas Gerais o semi-uacutemido com
quatro a cinco meses seco com meacutedia de temperatura anual maior que 18deg Celsius e
localizadamente na porccedilatildeo sul o Tropical Subquente Uacutemido com quatro a cinco meses secos
(IBGE 2002)
O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave
distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais
Pincipalmente estas uacuteltimas ao qual se englobam os sateacutelites dentre eles a seacuterie Landsat
Tais dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
73
de onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos Seus sensores
acoplados captam sete bandas espectrais (FIGUEIREDO 2005)
Tais bandas podem ser associadas aos canais RGB (vermelho verde e azul) para o
realce de alguma feiccedilatildeo especiacutefica que tenha seu comportamento conhecido em determinado
espectro da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica o que eacute chamado de composiccedilatildeo colorida O sensor TM
do sateacutelite Landsat e suas 7 bandas captam as radiaccedilotildees do visiacutevel ao infravermelho distante
(a banda 1 capta o comprimento de 0485 microm e a banda 7 capta o de 2215 microm) (Figura 2)
(PERROTTA 2005)
Figura 2 - Radiaccedilotildees do Espectro Eletromagneacutetico Fonte SBFISICA (2010)
Segundo o INPE (2011) para combinaccedilatildeo no sistema RGB das bandas do sensor TM e
obtenccedilatildeo de imagens coloridas as seguintes feiccedilotildees satildeo realccediladas por cada composiccedilatildeo
ldquoBandas 3 2 e 1 imagens em cor natural com boa penetraccedilatildeo na aacutegua realccedilando as
correntes a turbidez e os sedimentos A vegetaccedilatildeo aparece em tonalidades esverdeadas
Bandas 4 3 e 2 define melhor os limites entre o solo e a aacutegua ainda mantendo algum detalhe
em aacuteguas pouco profundas e mostrando as diferenccedilas na vegetaccedilatildeo que aparece em
tonalidades de vermelho Bandas 5 4 e 3 mostra mais claramente os limites entre o solo e a
aacutegua com a vegetaccedilatildeo mais discriminada aparecendo em tonalidades de verde e rosa
Bandas 7 4 e 2 mostra a vegetaccedilatildeo em tons verdes e permite discriminar a umidade tanto na
vegetaccedilatildeo como no solordquo
MORAIS (2008) realizou um estudo em que analisaram uma seacuterie temporal de
imagens Landsat 5 para verificar as alteraccedilotildees da dinacircmica fluvial do rio Araguaia no Centro-
Oeste brasileiro neste estudo foi utilizada a composiccedilatildeo RGB-543 do sensor TM para
verificar a evoluccedilatildeo do canal com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da evoluccedilatildeo
da vegetaccedilatildeo na aacuterea Neste estudo ele separou o rio em zonas de acordo com vaacuterios fatores
bioacuteticos e abioacuteticos no entanto a classificaccedilatildeo final se deu de acordo com os processos
sedimentares estudando a variaccedilatildeo da deposiccedilatildeo e erosatildeo de ilhas em um rio meandrante
MAIA et al (2006) formularam um guia para estudos de manguezais do Nordeste em
que definiram o uso da mesma composiccedilatildeo utilizada por Morais para zoneamento de uso e
ocupaccedilatildeo de solo em que tinham o propoacutesito de observar diferentes feiccedilotildees geograacuteficas
antropizadas que aparecem na coloraccedilatildeo rosa tais feiccedilotildees satildeo lotes e aacutereas urbanas e corpos
de aacutegua que aparecem em azul claro quando rasos e vatildeo ficando escuros de acordo com o
aumento da sua profundidade
Em uma cena um mesmo alvo mostra diferentes comportamentos espectrais para as
diferentes bandas captadas pelos sensores (ZAKI et al 1995) e para que se consiga
interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-processamento entre elas
podemos citar o georreferenciamento e o contraste
O georreferenciamento das imagens se daacute atraveacutes de comparaccedilatildeo por exemplo uma
base cartograacutefica pontos de controle obtidos com um equipamento GPS ou uma outra
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
74
imagem previamente corrigida aplicando-se alguma teacutecnica de registro de imagem em que se
observa uma feiccedilatildeo e utilizam-se suas coordenadas para as mesmas feiccedilotildees na imagem que se
deseja georreferenciar por exemplo corpos drsquoaacutegua cruzamentos de ruas ou entatildeo qualquer
feiccedilatildeo que seja possiacutevel de se observar (CAMPBELL 2002)
O contraste que consiste em melhorar a visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons
de cinza utilizando-se de funccedilotildees lineares ou natildeo que modificam o histograma original
convertendo-o em outro que manteacutem a mesma variaccedilatildeo entre os tons de cinza no entanto com
um niacutevel de melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al 1984)
Apoacutes o preacute-processamento das imagens foi feita a composiccedilatildeo colorida pois a
distinccedilatildeo entre cores eacute mais faacutecil do que entre tons de cinza por isso atribui-se a cada banda
da imagem uma cor no sistema RGB para as feiccedilotildees captadas em cada banda sejam
evidenciadas por seus respectivos canais (MOHAMED 2012)
Os rios como exemplo de ambiente aquaacutetico satildeo reconhecidos pelos tipos de seus
canais que satildeo usualmente divididos em quatro principais tipos retiliacuteneos meandrantes
entrelaccedilado e anastomosado sendo divididos pela sua sinuosidade os retiliacuteneos satildeo os mais
retos os meandrantes os mais sinuosos e com barras de acumulaccedilatildeo de sedimentos em um
lado e deposiccedilatildeo em outro os entrelaccedilados possuem acumulaccedilotildees no meio e satildeo pouco
sinuosos jaacute os anastomosados conteacutem barras que os dividem e depois destas barras eles
voltam a se encontrar Essas formas satildeo padrotildees no entanto podem ser observadas
formas intermediaacuterias entre estes tipos (MENDES 1984)
Para DELLA FAacuteVERA (2001) os depoacutesitos de rios conteacutem variaccedilotildees de acordo com
o regime de fluxo sendo que ora podem ter gratildeos grossos ora gratildeos finos independente do
tipo de rio e satildeo na maioria das vezes transportados por meio de traccedilatildeo entre as partiacuteculas No
rio Doce a grande maioria dos depoacutesitos eacute da fraccedilatildeo areia a cascalho contendo
minoritariamente gratildeos na fraccedilatildeo silte
Nesse contexto MELLO et al (2005a e 2005b) e HATUSHIKA et al (2007)
realizaram estudos no rio Doce e perceberam que as mudanccedilas no curso do rio satildeo causadas
por uma neotectocircnica o que explica as mudanccedilas no curso do rio e a formaccedilatildeo do sistema de
lagos adjacente principalmente na cidade de Linhares-ES Realizaram inclusive um estudo
geofiacutesico de alta resoluccedilatildeo no maior dos lagos da regiatildeo a lagoa Juparanatilde e dataram que os
depoacutesitos desse lago satildeo iniciados a partir de 9000 anos indicando que este lago eacute um antigo
canal do rio Doce que foi alterado devido um sistema tectocircnico extensional com direccedilatildeo NW-
SE que gerou esta alteraccedilatildeo abrupta no curso do mesmo sendo assim possiacutevel encontrar
sedimentos arenosos neste rio com grande sinuosidade
O movimento das partiacuteculas de qualquer tamanho em um fluido se daacute por trecircs
mecanismos rolamento saltaccedilatildeo e suspensatildeo Em baixas velocidades de corrente apenas
partiacuteculas finas e de baixa densidade podem ser carregadas em suspensatildeo ainda nesse
regime as que estejam na fraccedilatildeo areia se movem por rolamento ou por saltaccedilatildeo minerais
placoacuteides como micas flutuam mais devido agrave sua alta superfiacutecie e demoram mais para
depositar Com um pequeno incremento da velocidade todas as variaccedilotildees de silte e algumas
de areia podem ser mantidas em suspensatildeo gracircnulos e seixos pequenos se movem por
saltaccedilatildeo e material mais grosso por rolamento Tais processos satildeo os mesmos na aacutegua e no
ar no entanto devido agrave massa e a viscosidade da aacutegua serem maiores nela satildeo mais efetivos
necessitando de menor velocidade nesta do que no ar A faixa em que ocorre erosatildeo e
deposiccedilatildeo de sedimentos relativos agrave velocidade do fluxo altura da coluna drsquoaacutegua e
o tamanho de gratildeo (NICHOLS 2007)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
75
METODOLOGIA
Para realizaccedilatildeo do trabalho foi necessaacuteria a obtenccedilatildeo das imagens do sensor TM do
sateacutelite Landsat 5 nas oacuterbitas 215 e 216 nos pontos 73 e 74 Tais imagens estatildeo disponiacuteveis
gratuitamente no endereccedilo eletrocircnico do INPE Para que se possa descarregar as imagens eacute
necessaacuterio efetuar um cadastro junto ao site (httpwwwdgiinpebrCDSR) e escolher as
oacuterbitas e os pontos que satildeo desejados apoacutes isso faz-se o pedido e as imagens satildeo
disponibilizadas no email cadastrado com as sete bandas disponiacuteveis
Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem de
distintas estaccedilotildees do ano para que houvesse alternacircncia entre o periacuteodo de seca e de chuva
pois assim seria possiacutevel observar as variaccedilotildees extremas da dinacircmica fluvial O Quadro 1
mostra as imagens que melhor se encaixaram nesse perfil durante o periacuteodo analisado que eacute
antes da construccedilatildeo da Hidreleacutetrica de Aimoreacutes e depois de sua construccedilatildeo no total foram
obtidas trinta e seis imagens que foram utilizadas para compor nove cenas destas foram
utilizadas trecircs bandas de cada (5 4 e 3)
Quadro 1 - Descriccedilatildeo das caracteriacutesticas das imagens de sateacutelite utilizadas Fonte
Autores
Cena 1
Cena 2
Cena 3
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
21673 15022001
21673 11092001
21673 13062003
21674 15022001
21674 11092001
21674 13062003
21573 08022001
21573 19082001
21573 22062003
21574 08022001
21574 19082001
21574 22062003
Cena 4
Cena 5
Cena 6
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
21673 19102003
21673 23072006
21673 20032007
21674 19102003
21674 23072006
21674 05042007
21573 10092003
21573 14062006
21573 13032007
21574 10092003
21574 14062006
21574 29032007
Cena 7
Cena 8
Cena 9
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
21673 27082007
21673 12052009
21673 21072011
21674 27082007
21674 12052009
21674 21072011
21573 20082007
21573 19042009
21573 30072011
21574 20082007
21574 19042009
21574 30072011
As imagens depois de descarregadas necessitaram que fosse realizado seu preacute-
processamento em ambiente de Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu
em georreferenciaacute-las utilizando como paracircmetro de comparaccedilatildeo as ortofotos do IEMA
(2007) aplicaccedilatildeo de contraste linear aumentando linearmente os tons de cinza no entanto
mantendo a proporccedilatildeo original Este procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5
4 e 3 para todas as nove cenas
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
76
Foram utilizadas as imagens preacute-processadas com seus tons de cinza individualmente
realccedilados para entatildeo ser feita a composiccedilatildeo colorida RGB (543) Segundo Florenzano (2008)
essa composiccedilatildeo colorida realccedila corpos drsquoaacutegua com baixa e alta carga sedimentar suspensa
ficando estes com coloraccedilatildeo azul escuro e azul claro respectivamente
Cada banda realccedila uma feiccedilatildeo especiacutefica sendo que a para o sensor utilizado a banda
3 oferece boa resposta com corpos drsquoaacutegua e evidencia caracteriacutesticas como o teor de
sedimentos presentes neles ou suas profundidades sendo maior a reflectacircncia para alta carga
sedimentar e maiores profundidades
Foram observados nas imagens os locais em que haviam barras de acumulaccedilotildees de
sedimentos ao longo do curso do rio (Figura 3) A partir dessas imagens foi realizado o
trabalho de campo entre os dias 03 e 06 de julho de 2013 onde foram coletados 12
testemunhos com um metro de profundidade e diacircmetro de 60 mm cada com o intuito de
fazer a anaacutelise textural dos sedimentos para avaliar o potencial de transporte sedimentar do
rio apoacutes a construccedilatildeo da barragem da Usina Hidreleacutetrica de Aimoreacutes Foram marcados os
locais com equipamento GPS de navegaccedilatildeo da marca Garminreg o percurso foi feito em
veiacuteculo da UFES
O processo de amostragem em campo (Figura 4A B C D E e F) consistiu em inserir
os tubos nos sedimentos com auxiacutelio de uma marreta e posteriormente retiraacute-lo com auxiacutelio de
duas abraccediladeiras de metal contendo quatro parafusos que as prendiam e facilitava a retirada
Tal processo foi dificultado devido ao fato dos sedimentos em alguns pontos estarem com
alto teor de umidade Depois de retirados os tubos eram identificados e lacrados com tampas
tal teacutecnica eacute similar no entanto mais simples que a utilizada por MARTIN et al(1995)
Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de
sedimentologia da UFES onde foram preparadas para as seguintes anaacutelises textural
granulomeacutetrica e mineraloacutegica
O primeiro passo foi abrir os tubos sem danificar ou perder o material contido em seu
interior (Figura 5A e B)
Apoacutes abertos os tubos foram deixados um dia expostos ao sol para que fossem
previamente secos para posterior anaacutelise textural preliminar que implicou na observaccedilatildeo do
grau de arredondamento dos sedimentos feita utilizando uma lupa binocular Coleman em
toda a seccedilatildeo amostrada misturando-se parte dos sedimentos e colocando-os em uma placa
petri
Os sedimentos foram passados por um quarteador para homogeneizaccedilatildeo da amostra e
obtidos no miacutenimo cinquenta gramas de amostra pois segundo FOLK (1980) eacute o miacutenimo
necessaacuterio para anaacutelise de sedimentos na fraccedilatildeo areia ou superior E colocados em uma placa
petri utilizando-se uma placa para cada amostra pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo de
dois diacutegitos foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada
placa e colocados na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24
horas Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados
durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz em agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de
peneiras de malhas 4760 2000 1410 500 250 125 74 37 microm
Entatildeo as fraccedilotildees dos sedimentos retidos em cada peneira foram pesadas para posterior
processamento no software Gradistat (Blott e Pye 2001) Este software eacute uma macro feita no
Excelreg para suiacutete de aplicativos Officereg da Microsoftreg ou compatiacuteveis que ao se inserir os
pesos obtidos calcula alguns paracircmetros texturais como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo
assimetria e curtose usando os paracircmetros definidos por FOLK E WARD (1957)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
77
Figura 3 - Pontos onde houve visitaccedilatildeo em alguns natildeo foi possiacutevel realizar amostragem Fonte Modificado de GEOBASES 2002
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
78
Figura 4 - Processo de amostragem em campo A ndash Equipamentos utilizados B ndash Inserccedilatildeo e
identificaccedilatildeo dos tubos C ndash Teacutermino da inserccedilatildeo D ndash Retirada da amostra E ndash Abertura das
abraccediladeiras F ndash Finalizaccedilatildeo do processo de abertura Fonte Autores
Figura 5 - Corte dos tubos utilizando uma serra eleacutetrica com disco diamantado A - Processo
de corte e B - Tubo cortado Fonte Autores
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79
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Depois de processadas e analisadas as imagens orbitais delimitou-se oito segmentos
do rio (Figura 6) em que foram feitos recortes nas nove imagens e colocadas lado a lado para
melhor visualizaccedilatildeo das mudanccedilas no curso ao longo do periacuteodo analisado
Nas imagens eacute possiacutevel observar as variaccedilotildees sazonais ao qual o rio eacute submetido no
trecho estudado onde em determinadas eacutepocas do ano ele expotildee as barras de acumulaccedilatildeo e
em outras ele as afoga isso devido agrave sazonalidade natural das estaccedilotildees mais e menos
chuvosas em seu percurso
Para cada segmento foi realizado um mosaico com as nove imagens da seacuterie temporal
No mosaico as imagens estatildeo numeradas de um a nove como numa matriz de trecircs
linhas por trecircs colunas nesta a numeraccedilatildeo cresce da esquerda para direita sendo as imagens
de um a trecircs na primeira linha de quatro a seis na segunda e por fim de sete a nove na
terceira sendo as datas das imagens fevereiro de 2001 Agosto e Setembro de 2001 junho de
2003 setembro e outubro de 2003 junho de 2006 marccedilo de 2007 outubro de 2007 abril e
maio de 2009 e julho de 2011 respectivamente
Em algumas imagens a cobertura de nuvens eacute excessiva e impede uma boa
visualizaccedilatildeo das variaccedilotildees ocorridas
Figura 6 - Mapa de localizaccedilatildeo das imagens da seacuterie temporal sobrepondo relevo
sombreado recursos hiacutedricos e pontos coletados Fonte Modificado de GEOBASES (2002) e
USGS (2011)
Os segmentos em que satildeo observadas maiores mudanccedilas no curso do rio satildeo
respectivamente ldquoArdquo e ldquoHrdquo
No primeiro estaacute localizada a barragem da hidreleacutetrica e o desvio construiacutedo no curso
do rio um canal de grande porte que eacute possiacutevel ser visualizada sua construccedilatildeo desde o iniacutecio
em 2001 que em 2006 ele jaacute estava com fluxo sedimentar a usina jaacute operava nesta eacutepoca
Nas subimagens A1 A3 A6 e A8 eacute possiacutevel observar uma coloraccedilatildeo azul mais clara no curso
do rio fato devido agrave corresponderem ao periacuteodo de maior pluviosidade e consequente maior
carga sedimentar suspensa (Figura 7)
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
80
No segundo observa-se uma estrutura que segue o curso do rio e quando este faz a
curva para sul ele continua para leste (seta nas imagens H1 a H9 da figura 8) um pouco a
norte do ponto XII com exceccedilatildeo das imagens H4 e H5 o que parece ser um paleocanal que
desembocava no mar apresentando a mesma resposta espectral de aacutereas de margem que satildeo
tomadas pela vegetaccedilatildeo (cor verde clara)
A imagem H1 apresenta poucas acumulaccedilotildees de sedimentos no local em que foi
marcado o ponto XII aparentemente natildeo eacute possiacutevel de ser acessado pela margem Na imagem
H2 satildeo exibidos muitos bancos de areia o do local onde foi marcado o ponto XII tem pequena
extensatildeo Nota-se ainda que o mar exibe uma coloraccedilatildeo azul clara indicando carga
sedimentar suspensa
A imagem H3 conteacutem uma grande acumulaccedilatildeo no ponto XII e carga suspensa
intermediaacuteria pelo tom de azul natildeo ser tatildeo escuro nem tatildeo claro ficando mais escuro em
direccedilatildeo ao mar
Na parte visiacutevel da imagem H5 percebe-se pouca profundidade do canal indicada pela
cor azul escuro com barras de sedimentos no curso e baixa carga suspensa A imagem H6
exibe a barra lateral e com dimensatildeo reduzida no meio do rio natildeo eacute possiacutevel distinguir
acumulaccedilotildees sazonais apenas as ilhas vegetadas
A imagem H7 exibe acumulaccedilatildeo no ponto XII e pequenas barras ao longo do curso
aleacutem de baixa carga suspensa mostradas pela coloraccedilatildeo azul escuro A imagem H8 eacute de um
periacuteodo de cheia do rio no entanto eacute observado um pequeno banco de areia no local do ponto
XII
Nota-se que na imagem H9 a carga sedimentar no mar eacute maior que nas imagens
anteriores devido agrave pluma de sedimentos de cor azul clara e que aparentemente o rio estaacute
mais raso proacuteximo agrave desembocadura devido as barras no seu curso serem maiores que nos
anos anteriores Sendo a carga suspensa baixa e como o mar conteacutem uma pluma sedimentar
maior que nos anos anteriores o processo de transporte que pode estar ocorrendo
pode ser o de traccedilatildeo com posterior retrabalhamento
Todas as amostras foram obtidas a jusante da barragem da Usina Hidreleacutetrica de
Aimoreacutes Com a anaacutelise dos sedimentos de acordo com a metodologia citada anteriormente
foram obtidos os resultados que seratildeo expostos a seguir
O arredondamento observado nas amostras varia de anguloso a sub anguloso nas
amostras obtidas ateacute o ponto 8 os seguintes passam a apresentar o grau sub anguloso a
arredondado raramente bem arredondado A mineralogia apresentou predominacircncia de
quartzo variando entre 95 a 97 das amostras devido a este fato natildeo foram
caracterizados com detalhe os outros minerais que compunham as amostras sendo
observados micas muscovita biotita lepidolita granada epidoto e minerais ferrosos como
ilmenita e magnetita Tais minerais satildeo compatiacuteveis com as rochas da regiatildeo o que jaacute era
esperado
Os paracircmetros adotados para interpretaccedilatildeo dos dados foram os de FOLK E WARD
(1957) citados por BLOTT E PYE (2001) no software GRADISTAT pois satildeo formas
descritivas que se relacionam com as caracteriacutesticas dos sedimentos ao inveacutes de valores
numeacutericos obtidos puramente por caacutelculos matemaacuteticos O resultado das anaacutelises eacute o exibido
no Quadro 2
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
81
Figura 7 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a
hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)
Figura 8 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a
hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
82
Quadro 2 - Resultados obtidos a partir do software GRADISTAT Fonte Autores
Amostra Granulometria
Mediana Selecionamento Assimetria Curtose
I Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado Assimetria Negativa
Extremamente
Leptocuacutertica
II Areia Meacutedia
Moderadamente
Selecionado
Assimetria Muito
Negativa Leptocuacutertica
III Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado Assimetria Negativa Mesocuacutertica
IV Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado Assimetria Negativa
Extremamente
Leptocuacutertica
V Areia Grossa
Pouco
Selecionado
Assimetria Muito
Positiva Mesocuacutertica
VI Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Mesocuacutertica
VII Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado
Assimetria Muito
Positiva Paticuacutertica
VIII Areia Meacutedia
Moderadamente
Selecionado Simeacutetrico Platicuacutertica
IX Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica
X Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica
XI Areia Grossa
Pouco
Selecionado
Assimetria Muito
Positiva Leptocuacutertica
XII Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica
A assimetria eacute o grau de desvio de uma curva no sentido horizontal podendo esse
desvio ser positivo ou negativo medindo a distribuiccedilatildeo da frequecircncia e marca a posiccedilatildeo da
meacutedia em relaccedilatildeo agrave mediana descrevendo se a curva eacute ou natildeo simeacutetrica Sendo assimeacutetrica
pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado das fraccedilotildees grossas ou das finas
podendo ser negativa ou positiva respectivamente (TAVARES et al 2010)
Esse padratildeo de distribuiccedilatildeo das granulometrias areia meacutedia com assimetria negativa
ateacute a amostra IV indica que os depoacutesitos foram mais retrabalhados talvez porque se
encontram em porccedilotildees de acumulaccedilotildees de sedimentos com maior porte o que as torna
naturalmente mais retrabalhaacuteveis Jaacute os padrotildees das amostras pouco selecionadas satildeo
depoacutesitos de menores dimensotildees e podem estar em processo de formaccedilatildeo Ou entatildeo foram
erodidos no uacuteltimo pulso de cheia e estatildeo em processo de reformulaccedilatildeo Esse conceito eacute
explicado em NICHOLS (2007) sendo o padratildeo deposicional de um rio entrelaccedilado
A anaacutelise da curtose reforccedila tal argumento pois quanto mais platicuacuterticas as
distribuiccedilotildees os sedimentos tendem a ser misturas de populaccedilotildees diferentes e quando
leptocuacuterticas satildeo afetados por correntes de fundo ou algum evento deposicional que
removeu alguma fraccedilatildeo Os que estatildeo mesocuacuterticos natildeo fornecem consistecircncia para
afirmaccedilatildeo alguma assim como observado por Tavares et al(2010) em um contexto
semelhante
Proacuteximo a represa no ponto II observam-se gratildeos em fraccedilotildees denominadas por FOLK
E WARD (1957) como cascalho muito grosso sendo um ambiente de alta energia pois
quando as comportas satildeo abertas liberam toda energia potencial que estava acumulada
diminuindo gradativamente conforme vatildeo sendo fechadas causando a deposiccedilatildeo destes
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
83
sedimentos que tem o caraacuteter bem arredondado em sua maioria tal fato indica seu
retrabalhamento e transporte por rolamento
No ponto IV ao cavar poucos centiacutemetros a partir da superfiacutecie eacute possiacutevel observar
estratificaccedilatildeo cruzada de baixo acircngulo com um niacutevel de minerais pesados tornando-a mais
visiacutevel tal fato indica deposiccedilatildeo de material em suspensatildeo
Na cidade de Colatina observam-se largos bancos de areia que estreitam o rio no
ponto amostral VI
No bairro Bebedouro em Linhares Ponto IX foi observado na margem do rio um
padratildeo deengrossamento para o topo com seixos imbricados ou seja mostram-se aqui as
fraccedilotildeesmais finas na base e um evento que depositou estes sedimentos mais grosseiros por
traccedilatildeo devido ao seu imbricamento
Proacuteximo agrave foz do rio eacute encontrado um niacutevel de minerais pesados finos
Tais niacuteveis de finos satildeo encontrados junto com a amostra XII que predomina a
granulometria grossa o graacutefico da distribuiccedilatildeo nesta amostra tem assimetria positiva ou seja
a tendecircncia para fraccedilotildees menores Analisando o caraacuteter muito leptocuacutertico da amostra
evidencia-se que foram eventos deposicionais distintos que trouxeram tais sedimentos para
este local Fator indicativo das variaccedilotildees do gradiente energeacutetico do rio
CONCLUSAtildeO
As evidentes variaccedilotildees na dinacircmica fluvial do Doce satildeo visualizadas em diversas
escalas e conjunto de dados observados Seja nas imagens de sateacutelite seja nos bancos de areia
ora submersos ora emersos ainda quando se analisa as fraccedilotildees dos sedimentos presentes nos
mesmos
A maior presenccedila de sedimentos grosseiros na parte jusante do rio e sua tendecircncia a
afinar a fraccedilatildeo assimetria muito positiva eacute evidecircncia de uma perda de energia do rio que
devido sua alta energia tendia a carregar sedimentos mais grossos vem agora diminuindo seu
poder de transporte dessas fraccedilotildees e comeccedila a acumular material mais finoSeu caraacuteter de rio
entrelaccedilado anterior pode estar variando a um padratildeo anastomosado de menor energia
A construccedilatildeo de hidreleacutetricas em rios inegavelmente altera seus cursos A questatildeo a se
fazer nesse momento eacute a seguinte O dano causado ao rio gera benefiacutecios que compensa sua
degradaccedilatildeo A resposta eacute relativa gera benefiacutecios a quem Agraves empresas que lucram com a
venda da energia obviamente a resposta eacute sim Agrave populaccedilatildeo que depende e sempre dependeu
do rio para suas diversas atividades sejam quais forem a resposta evidentemente eacute natildeo
Esperamos que um dia a preservaccedilatildeo do meio ambiente seja a prioridade da sociedade ao
inveacutes dos lucros de alguns poucos indiviacuteduos
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sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES
sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da
Sauacutede Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
89
Capiacutetulo 6
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
Rafael de Oliveira Costasup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3 Carlos
Henrique Rodrigues de Oliveira4
INTRODUCcedilAtildeO
Podemos caracterizar as zonas costeiras com base na sua localizaccedilatildeo geograacutefica
continente oceano Estas satildeo regiotildees sujeitas a contiacutenuas alteraccedilotildees morfodinacircmicas e
apresentam grande variabilidade temporal e espacial em funccedilatildeo dos processos continentais e
marinhos Evidenciando a dinacircmica erosiva e deposicional caracterizada pela accedilatildeo das ondas
mareacutes correntes costeiras e tambeacutem a accedilatildeo fluvial (SILVA et al 2004)
Essas accedilotildees movimentam continuamente as linhas de costa muitas vezes na mesma
direccedilatildeo mas frequentemente em direccedilotildees opostas Como resultado a forma da linha de costa
sofre alteraccedilotildees (WILLIAMS et al 1992)
Ambientes costeiros associados agrave foz de rios estatildeo sujeitos a constantes alteraccedilotildees
morfodinacircmicas originados tanto por processos fluviais como marinhos Areias e outros
materiais satildeo movidos para a praia ou fora dela por correntes e ondas Com isso os
movimentos sazonais dos materiais costeiros criam usualmente amplas praias no veratildeo
substituiacutedas por estreitas praias no inverno em um verdadeiro ciclo anual Durante a accedilatildeo das
mareacutes de tempestades vaacuterias aacutereas podem ser inundadas em questatildeo de horas
Sendo assim conhecer os agentes que atuam na variaccedilatildeo morfodinacircmica levando em
consideraccedilatildeo o espaccedilo-tempo das diferentes regiotildees costeiras eacute de suma importacircncia
principalmente para esse estudo que eacute associado a desembocadura do rio pois dessa forma eacute
possiacutevel estabelecer cenaacuterios com base no comportamento desse ambiente que deve ser
utilizado como fator para o planejamento do uso e ocupaccedilatildeo do solo e tambeacutem para o
desenvolvimento de projetos de engenharia que venham a interferir na dinacircmica sedimentar
costeira (SILVA et al 2004)
Com base no exposto este trabalho tem como objeto de estudo principal a constituiccedilatildeo
e a variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo associado agrave foz do rio Itapemirim Este estudo
tem como base a anaacutelise histoacuterica das variaccedilotildees morfoloacutegicas ocorridas no local e sua relaccedilatildeo
com a descarga liacutequida do rio que seraacute feita por meio de anaacutelises de imagens em uma seacuterie
temporal Aleacutem de contar com a anaacutelise da atual contribuiccedilatildeo do aporte de sedimentos
fluviais na constituiccedilatildeo e variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo que seraacute feito por meio de
anaacutelise sedimentoloacutegicas
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
O Rio Itapemirim tem suas nascentes mais distantes localizadas na Serra do Caparaoacute
formadas pelos rios Braccedilo Norte Esquerdo e Braccedilo Norte Direito que se unem no municiacutepio
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
90
de Alegre Mais a jusante as aacuteguas do Itapemirim recebem contribuiccedilatildeo do rio Castelo no
distrito de Coutinho municiacutepio de Cachoeiro de Itapemirim O uacuteltimo grande afluente antes
da desembocadura no Oceano Atlacircntico eacute o Rio Muqui que junta-se ao Itapemirim no
municiacutepio de Itapemirim desaguando na altura de Marataiacutezes no Espiacuterito Santo
A aacuterea de trabalho localiza-se entre as coordenadas UTM E 308000 m e N 7682000
m E 320000 m e N 7682000 m E 320000 m e N 7672000 m E 308000 m e N 7672000
m (Figura 1)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo Fonte Autores
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL
SENSORIAMENTO REMOTO
O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave
distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais Tais
dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos de
onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos (FIGUEIREDO
2005) Um exemplo eacute o sateacutelite Landsat que utiliza os sensores instalados na oacuterbita e capta
sete bandas espectrais
Essas bandas podem estar associadas aos canais RGB (red - vermelho green - verde e
blue - azul) que satildeo utilizadas para obter um realce de uma determinada feiccedilatildeo formando a
composiccedilatildeo colorida De acordo com INPE (2011) no sistema RGB as bandas 5 4 e 3 do
sensor TM quando combinadas mostram mais claramente os limites entre o solo e a aacutegua
com a vegetaccedilatildeo natildeo tatildeo evidente aparecendo em tonalidades de verde e rosa
Em um estudo no rio Araguaia localizado na porccedilatildeo Centro-Oeste do Brasil Morais
(2008) analisou uma seacuterie temporal com imagens do Landsat 5 com o intuito de verificar a
alteraccedilatildeo da dinacircmica fluvial utilizando as bandas 5 4 e 3 do sensor TM e com isso pode
verificar a evoluccedilatildeo do canal do rio com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da
evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
91
PROCESSAMENTO E INTERPRETACcedilAtildeO DE IMAGENS
Para que se consiga interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-
processamento entre elas podemos citar o georreferenciamento e o contraste O contraste eacute
feito para que ocorra uma melhor visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons de cinza
atraveacutes da modificaccedilatildeo do histograma original formando outro que iraacute manter a mesma
variaccedilatildeo entre os tons de cinza poreacutem com uma melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al
1984)
O georreferenciamento eacute o processo de atribuir coordenadas geograacuteficas a pontos na
imagem ou vetor como por exemplo uma feiccedilatildeo de faacutecil observaccedilatildeo e identificaccedilatildeo nas duas
imagens e que tenha coordenada conhecida para se aplicar a teacutecnica de registro de imagem ou
ainda utilizando pontos de controle (CAMPBELL 2002)
MEacuteTODO GPR
O meacutetodo de radar de penetraccedilatildeo no solo (GPR) eacute um meacutetodo eletromagneacutetico que
consiste em obter uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie atraveacutes da transmissatildeo e
reflexatildeo de ondas eletromagneacuteticas de altas frequecircncias (10 ndash 1000 MHz) para localizar
feiccedilotildees geoloacutegicas rasas ou objetos enterrados pelo homem O princiacutepio fiacutesico e a
metodologia de aquisiccedilatildeo de dados GPR satildeo semelhantes agrave teacutecnica de reflexatildeo siacutesmica e a
teacutecnica de sonar poreacutem o GPR fundamenta-se na transmissatildeo e reflexatildeo de ondas
eletromagneacuteticas (EM) (PORSANI 1999)
O equipamento de GPR (Figura 2) eacute composto de um par de antenas um gerador de
ondas eletromagneacuteticos antena transmissora e um sistema para registro destas ondas a antena
receptora Uma das antenas eacute usada para transmitir um sinal eletromagneacutetico atraveacutes da
subsuperfiacutecie ao passo que a outra capta estes sinais apoacutes a sua reflexatildeo por diferentes alvos
no subsolo A propagaccedilatildeo do sinal EM depende da frequecircncia do sinal transmitido e das
propriedades eleacutetricas dos materiais as quais dependem principalmente do conteuacutedo de aacutegua
presente no solo Topp (1980 citado por BORGES 2002) sendo a atenuaccedilatildeo do sinal da
onda EM proporcional ao conteuacutedo de aacutegua Quando o pulso transmitido encontra mudanccedilas
abruptas nas propriedades dieleacutetricas parte da energia eacute refletida e difratada sendo captada
em superfiacutecie pela antena receptora A energia refletida eacute registrada em funccedilatildeo do tempo de
atraso amplificada e digitalizada atraveacutes de um computador posteriormente o resultado do
processamento dos dados disponibiliza uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie
(BORGES 2002)
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
92
Figura 2 - Constituintes baacutesicos do GPR Fonte Neal (2004)
CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL
Segundo Almeida (1977) a aacuterea estudada estaacute inserida regionalmente agrave leste da
Proviacutencia Mantiqueira que eacute paralela agrave costa atlacircntica do sudeste e sul do Brasil delineando
uma faixa de direccedilatildeo NE-SW com mais de 3000 km de comprimento que se estende do sul
da Bahia ateacute o Uruguai Localizada a leste do Craacuteton Satildeo Francisco aleacutem de fazer limite com
as proviacutencias Tocantins Satildeo Francisco e Paranaacute e eacute bordejada ao leste pela margem
continental e pelas bacias costeiras do Espiacuterito Santo Campos Santos e Pelotas
O embasamento da Formaccedilatildeo Barreiras estudada compreende rochas do Complexo
Paraiacuteba do Sul que de acordo com RADAMBRASIL (1983) constitui gnaisses de idade
Neoproterozoacuteica Estas rochas fazem contato com o Complexo Juiz de Fora que
constituemrochas de origem iacutegnea representadas por granitos gabros e charnockitos datadas
do Paleoproterozoacuteico
Sobre este embasamento depositam-se na regiatildeo os sedimentos Cenozoacuteicos
continentais classificado por Amador (1982) como Grupo Barreiras e devido a seus estudos
permitiu uma individualizaccedilatildeo de uma unidade lito-estratigraacutefica com idade Neoacutegena
Na Figura 3 estaacute evidenciando a aacuterea de estudo no mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo
podendo observar duas litologias diferentes na aacuterea demarcada que fica bem evidenciado na
Figura 4
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
93
Figura 3 - Mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo abrangendo a aacuterea investigada neste
estudoFonte Adaptado de Bizzi et al (2013)
Figura 4 - Coluna litoestratigraacutefica do Espiacuterito Santo com ecircnfase nas litologias presente na
aacuterea Fonte Adaptado de Bizzi et al (2013)
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
94
GRUPO BARREIRAS
O Grupo Barreiras foi agrave primeira unidade estratigraacutefica documentada no Brasil
ocorrendo ao longo do litoral brasileiro desde o Rio de Janeiro ateacute o estado do Amapaacute
recobrindo depoacutesitos sedimentares do mesozoacuteicos de diversas bacias costeiras (BEZERRA et
al 2005)
Os estudos sobre os depoacutesitos correspondentes ao Barreiras foram empregados pela
primeira vez quando Branner (1902 citado por AMADOR 1982) fez a primeira referecircncia a
esta unidade caracterizando-a como ldquouma sucessatildeo contiacutenua de sedimentos pouco ou natildeo
consolidados presentes na costa nordestinardquo
De acordo com Arai (2006) a regularidade no modo de ocorrecircncia e na caracteriacutestica
litoloacutegica eacute incompatiacutevel com a origem continental utilizada tradicionalmente para
caracterizar a origem do Barreiras o que constitui um misteacuterio sua procedecircncia pela
existecircncia de estudos com evidecircncias que revelam seu caraacuteter marinho da mesma forma que
a idade do Grupo Barreiras tem sido motivo de muita controveacutersia entre diversos autores em
funccedilatildeo de seu pobre conteuacutedo fossiliacutefero a sua vasta distribuiccedilatildeo e variaccedilatildeo espacial Na
literatura mais antiga a idade variava de Oligo-mioceno a Plioceno Segundo Bezerra et al
(2005) a idade da Formaccedilatildeo Barreiras tem sido atribuiacuteda ao intervalo de tempo que varia do
Mioceno ateacute o Plioceno-Pleistoceno
Recentemente Arai (2006) subdividiu o Grupo Barreiras em duas unidades distintas de acordo
com seus periacuteodos de deposiccedilatildeo Barreiras Inferior e Superior
A unidade Barreiras Inferior representa a eacutepoca em que a margem continental
brasileira recebia depoacutesitos duratte a transgressatildeo ocorrida no intervalo Aquitaniano ndash
Serravaliano (Eomioceno a Mesomioceno) acumulando uma grande quantidade de
sedimentos nas aacutereas hoje emersas do continente Esses depoacutesitos transgressivos e de mar alto
satildeo reconhecidos sob a forma de unidades litoestratigraacuteficas quase contiacutenuas ou em formas
mais isoladas tendo sido sedimentados principalmente na regiatildeo litoracircnea que atualmente se
estende da Foz do Amazonas ao estado do Rio de Janeiro onde o relevo plano teria
propiciado o avanccedilo do onlap para continente adentro (ARAI 2006)
Uma discordacircncia erosiva Tortoniana (Mioceno) delimita a interface entre as duas
Unidades distintas A discordacircncia representa uma queda eustaacutetica provocada por um periacuteodo
de glaciaccedilatildeo no Neoacutegeno sendo identificada em seccedilotildees siacutesmicas onde eacute reconhecida como
ldquoMarco Cinzardquo A idade Tortoniana foi atribuiacuteda atraveacutes da dataccedilatildeo de nanofoacutesseis Discoaster
hamatus (N-630) e D neorectus (N-635) Viana et al (1990 citado por ARAI 2006)
A unidade Barreiras Superior foi depositada durante o Plioceno que de acordo com as
curvas eustaacuteticas propostas por Haq Hardenbol e Vail (1987 citado por ARAI 2006) teria
ocorrido uma nova transgressatildeo e muitas das aacutereas erodidas receberam uma nova cobertura
sedimentar constituindo o ldquoBarreiras Superiorrdquo
CARACTERIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO
A aacuterea de estudo apresenta topografia variando de suavemente ondulada a plana
sendo que 84 de suas aacutereas possuem declividade abaixo de 30 O tipo de solo
predominantemente eacute o latossolo vermelho amarelo distroacutefico com fertilidade variando de
meacutedia a baixa textura areno-argilosa apresentando pH em torno de 50 com baixos teores de
mateacuteria orgacircnica exigentes em complementaccedilatildeo de fertilizantes e correccedilatildeo de solos A
temperatura meacutedia anual eacute de 22ordm C ficando as maacuteximas entre 28ordm C e 30ordm C enquanto que as
miacutenimas giram em torno de 15ordm C O litoral capixaba possui um regime micromareal (micro-
mareacute) cuja amplitude de mareacute segundo DHN (1994) varia de 140 m a 150 m atingido
durante a mareacute de siziacutegia a amplitude de cerca de 170 m O clima eacute quente poreacutem
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95
amenizado pelas fortes brisas marinhas A meacutedia anual de precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica situa-se
em torno de 900 mm (ALBINO 1999)
METODOLOGIA
Os materiais cartograacuteficos utilizados para processamento dos dados deste trabalho satildeo
provenientes do Geobases (2002) e compreendem curva de niacutevel drenagem limites e vias
de acesso
As imagens Landsat e RapidEye foram retiradas do endereccedilo eletrocircnico do INPE e do
MMA (Ministeacuterio do Meio Ambiente) respectivamente
O processamento dos dados foi realizado por meio do software Arcgis 103 e Spring
526 Os dados estatiacutesticos foram gerados pelo software Gradstat e os perfis do GPR foram
processados pelo programa Reflex
O GPS de navegaccedilatildeo foi utilizado como uma ferramenta para identificaccedilatildeo dos pontos
no campoUtilizou-se ainda um GPS topograacutefico para georreferenciamento das seccedilotildees de
GPR
OBTENCcedilAtildeO DAS IMAGENS DE SATEacuteLITE
O trabalho foi realizado a partir de imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 sensor TM e de
imagens do sateacutelite RapidEye no periacuteodo de 2001 agrave 2014 sendo analisadas anualmente
Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem das mesmas
estaccedilotildees do ano para natildeo influenciar na anaacutelise de deposiccedilatildeo dos sedimentos por conta da
diferenccedila de quantidade de partiacuteculas que podem ser carreadas nos momentos de chuva e de
seca
PROCESSAMENTO DAS IMAGENS
As imagens Landsat tiveram que passar por preacute-processamento em ambiente de
Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu em georreferenciaacute-las utilizando
como paracircmetro de comparaccedilatildeo as imagens RapidEye aplicaccedilatildeo de contraste linear
aumentando linearmente os tons de cinza no entanto mantendo a proporccedilatildeo original Este
procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5 4 e 3 Sendo muito semelhante a
metodologia aplicada por Mohamed (2012)
Foi feita uma composiccedilatildeo RGB-543 das imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 para
auxiliar na interpretaccedilatildeo
ETAPA DE CAMPO
Foram observados nas imagens os locais de mais faacutecil acesso para coleta dos
sedimentos (Figura 5) que foram coletados com auxiacutelio de uma paacute e foram armazenados em
sacos plaacutesticos para posterior anaacutelise granulomeacutetrica Os locais de coleta foram marcados com
o GPS (Global Positioning System) de navegaccedilatildeo (Tabela 1)
Com o auxiacutelio do GPR (Ground Penetrating Radar) foram levantados dados de sub-
superfiacutecie com dois tipos de antenas diferentes (200 e 400 MHz) e para uma melhor
amarraccedilatildeo dos dados estes foram coletamos atraveacutes de um DGPS (Differential Global
Positioning System) podendo assim observar como ocorreu o momento de sedimentaccedilatildeo do
local
Foram feitos dois perfis com o GPR em uma ilha que se conecta com a praia pelo
espigatildeo construiacutedo na desembocadura do rio esse equipamento foi utilizado nessa localidade
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
96
para que se tente observar a deposiccedilatildeo dos sedimentos na foz do rio Itapemirim e o DGPS foi
utilizado como uma ferramenta de auxiacutelio para uma maior confiabilidade das coordenadas
utilizadas
Figura 5 - Mapa de localizaccedilatildeo dos pontos visitados em campoFonte Autores
Tabela 1 - Coordenadas dos pontos de coleta de sedimentos Fonte Autores
Pontos Coordenadas E (m) Coordenadas N (m)
1A 1B 1C 312747 7676348
2 312030 7676004
3 308789 7675691
4 310453 7678553
ETAPA DE LABORATOacuteRIO
Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de
sedimentologia do Departamento de Geologia da UFES onde foram preparadas para as
seguintes anaacutelises textural e mineraloacutegica
A anaacutelise granulomeacutetrica foi feita atraveacutes do peneiramento das amostras com os dados
de peso de cada granulometria foi utilizado o software para observar estatisticamente o
resultado As anaacutelises texturais e mineraloacutegicas foram feitas a partir do peneiramento citado
acima e foram obtidas com o auxiacutelio da lupa
Os sedimentos foram colocados em um quarteador e obtidos no miacutenimo cinquenta
gramas de amostra pois segundo Folk (1980) eacute o miacutenimo necessaacuterio para anaacutelise de
sedimentos no grupo areia ou superior Foram colocados em uma placa de petri utilizando-se
uma placa para cada amostra Pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo com exatidatildeo de dois
diacutegitos Foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada placa e colocados
na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24 horas
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97
Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados
durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz no agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de
peneiras da marca Bertel 4800 2000 1200 500 250 125 74 37 microm que representam
respectivamente as classes cascalho fino cascalho muito fino areia muito grossa areia
grossa areia meacutedia areia fina areia muito fina segundo proposta de Wentworth (1922 citado
por BUI et al1990)
Os dados granulomeacutetricos obtidos foram processados em um programa de tratamento
estatiacutestico denominado ldquoGradstatrdquo desenvolvido por Blott e Pye (2001) que aproveita como
base de operaccedilatildeo o Microsoft Excel do Windows que calcula atraveacutes do peso alguns
paracircmetros como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo e curtose
Outro procedimento feito em laboratoacuterio foi o traccedilado das linhas de costa nos anos de
2001 a 2014 levando em consideraccedilatildeo a metodologia proposta por Aparecida et al (2011)
poreacutem com uma pequena diferenccedila pois no trabalho citado o ponto de referecircncia para
calcular a distacircncia ateacute a linha de costa era um maciccedilo rochoso que praticamente natildeo alterou
durante o tempo das imagens e jaacute nesse trabalho foi feito atraveacutes de um ponto com
coordenada coletada pelo DGPS (Ponto Base) com coordenadas E 311637 m N 7676929 m
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
DADOS OBTIDOS A PARTIR DAS IMAGENS
Na Figura 6 podemos ter uma visatildeo ampla de todas as linhas de costa marcadas na
seacuterie multitemporal proposta e no graacutefico apresentado na Figura 7 podemos analisar de forma
mais detalhada essa variaccedilatildeo
Observando a Figura 6 podemos observar uma diminuiccedilatildeo da linha de costa no ano de
2001 ateacute 2002 sendo provavelmente um periacuteodo de ressaca do mar pelo fato de ser um
intervalo de tempo muito pequeno poreacutem logo apoacutes foi observado uma progradaccedilatildeo nos anos
de 2002 agrave 2003 Posteriormente ocorreu um momento de estabilidade dessa linha de costa
tendo em vista que a taxa de deposiccedilatildeo e erosatildeo se mantiveram praticamente igualadas sendo
a variaccedilatildeo entre elas muito pequena podendo observar esse padratildeo ateacute o ano de 2007 e nos
anos seguintes obteve um padratildeo retrogradacional na linha de costa ateacute o ano de 2014
Os padrotildees de variaccedilatildeo da linha de costa observados nos graacuteficos da Figura 7 nos
indicam iacutendices de maior e menor sedimentaccedilatildeo do rio pois nos momentos de menor taxa de
fluxo sedimentar a corrente costeira era mais atuante e com isso causava erosatildeo fazendo com
que ocorresse uma retrogradaccedilatildeo da linha de costa e nos momentos em que o rio apresentava
maior descarga sedimentar no oceano a corrente costeira natildeo era tatildeo atuante pois a razatildeo
deposiccedilatildeo por erosatildeo era maior
Esse resultado de variaccedilatildeo da linha de costa foi diferente do encontrado por Deina et
al (2011) pois no trabalho em questatildeo soacute obteve o momento de retrogradaccedilatildeo do cordatildeo
litoracircneo
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
98
Figura 6 - Mapa de evoluccedilatildeo da linha de costa do Rio Itapemirim Fonte Autores
Figura 7 - Graacutefico de variaccedilatildeo da linha de costa para a seacuterie multitemporal no periacuteodo
de 2001 a 2014 Fonte Autores
DADOS OBTIDOS A PARTIR DOS SEDIMENTOS
O resultado das anaacutelises do Gradistat estaacute exibido no Quadro 1 Com base nele
podemos observar que o selecionamento de todas as amostras variou de moderadamente
selecionado a muito bem selecionado Foi observado na lupa que os gratildeos se apresentaram
subangulosos arredondados e bem arredondados Com relaccedilatildeo a granulometria das amostras
todas tiveram o predomiacutenio de areia poreacutem a amostra 1B apresentou maior proporccedilatildeo de
areia grossa e as demais amostras apresentaram um maior teor de areia meacutedia
A mineralogia em questatildeo eacute predominantemente quartzo contendo algumas micas
(moscovitas e biotitas) granada e magnetita As amostras natildeo apresentaram uma grande
diferenccedila mineraloacutegica o que mudou foi em relaccedilatildeo a proporccedilatildeo de minerais pesados pois
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99
quanto mais longe da desembocadura do rio mais esses minerais se apresentavam em maior
quantidade
Os histogramas das amostras satildeo a representaccedilatildeo graacutefica dos dados matemaacuteticos
gerados pelo software Gradstat (Figura 8)
A assimetria expressa o enriquecimento da distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica em partiacuteculas
grosseiras ou em partiacuteculas finas indicando o quanto a curva se afasta da distribuiccedilatildeo normal
(DIAS 2004) Sendo assimeacutetrica pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado
das fraccedilotildees grossas ou das finas podendo ser negativa ou positiva respectivamente
(TAVARES et al 2010)
Quadro 1 - Resultados obtidos a partir do software Gradistat Fonte Autores
Amostras Granulometria
mediana
Selecionamento Assimetria Curtose
1A Areia Meacutedia Moderadamente
selecionado
Assimetria
muito
positiva
Extremamente
Leptocuacutertica
1B Areia Grossa Muito bem
selecionado
Assimetria
positiva
Muito
Leptocuacutertica
1C Areia Meacutedia Moderadamente
selecionado
Assimetria
muito
positiva
Muito
Platicuacutertica
2 Areia Meacutedia Moderadamente
selecionado
Assimetria
positiva
Muito
Leptocuacutertica
3 Areia Meacutedia Moderadamente
bem selecionado
Assimetria
negativa
Leptocuacutertica
4 Areia Meacutedia Moderadamente
bem selecionado
Assimetria
muito
negativa
Platicuacutertica
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
100
Figura 8 - Histogramas gerados pelo software Gradstat a) Amostra 1A b) Amostra
1B c) Amostra 1C d) Amostra 2 e) Amostra 3 f) Amostra 4 Fonte Autores
DADOS OBTIDOS DO GPR
Foram feitas duas seccedilotildees quase perpendicular para a passagem do GPR (Figura 9) e
utilizadas dois tipos de antenas em cada seccedilatildeo sendo elas a de 200 e 400 MHz podendo uma
alcanccedilar maior profundidade com menor detalhe e a outra uma menor profundidade com
maior detalhe respectivamente As figuras 10 e 11 e 12 e 13 correspondem a mesma seccedilatildeo
Figura 9 - Mapa de localizaccedilatildeo dos perfis de GPR Fonte Autores
Primeira seccedilatildeo de NW-SE com 50 metros de comprimento
Coordenada inicial E 312699 m N 7676341 m
Coordenada final E 312749 m N 7676336 m
Sirgas - Zona 24S
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101
Figura 10 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 1 Fonte Autores
Figura 11 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 1 Fonte Autores
Segunda seccedilatildeo de NE-SW com 50 metros de comprimento
Coordenada inicial E 312774 m N 7676349 m
Coordenada final E 312810 m N 7676384 m
Sirgas - Zona 24S
Figura 12 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 2 Fonte Autores
Figura 13 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 2 Fonte Autores
No perfil 1 tanto nos resultados da antena de 400 MHz quanto da antena de 200
MHz eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees cruzadas acanaladas na porccedilatildeo mais agrave esquerda Na
parte central evidenciada por um ciacuterculo observa-se uma falha na imagem podendo ser uma
porccedilatildeo mais argilosa e na parte mais agrave direita conteacutem hipeacuterboles claras que podem ser tubos
enterrados e um leve basculamento das camadas podendo ser remobilizaccedilatildeo do material
No perfil 2 eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees plano-paralela e uma porccedilatildeo com
atenuaccedilatildeo do sinal podendo ser uma regiatildeo mais argilosa Sendo observado todas as feiccedilotildees
tanto na antena de 400 MHz quanto na antena de 200 MHz poreacutem melhor evidenciado as
estratificaccedilotildees plano-paralelas no perfil gerado pela antena de 200 MHz
Com os perfis de GPR foi possiacutevel reafirmar as anaacutelises feitas pelo gradistat que
juntamente com a areia granulometria encontrada em maior proporccedilatildeo ainda existem
granulometrias mais finas provavelmente sendo argilas pelo fato da atenuaccedilatildeo das ondas
eletromagneacuteticas emitidas pelo GPR
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
102
CONCLUSAtildeO
A partir das imagens Landsat e RapidEye utilizadas para fazer a variaccedilatildeo da linha de
costa foi possiacutevel observar que a retrogradaccedilatildeo ou progradaccedilatildeo depende muito do fluxo de
sedimentos do rio com isso eacute possiacutevel supor que nos anos que tiver muita chuva
provavelmente ocorreraacute um maior carreamento de sedimentos em direccedilatildeo ao mar e com isso
aumentaraacute a taxa de deposiccedilatildeo e nos anos de seca com poucas chuvas provavelmente a
erosatildeo costeira seraacute mais intensa
Nos anos de 2001 a 2014 foi observado uma variaccedilatildeo de 437 ateacute 554 metros da linha
de costa o que indica ser uma aacuterea muito dinacircmica e sensiacutevel a mudanccedilas naturais
De acordo com as anaacutelises sedimentoloacutegicas foi possiacutevel observar que quanto mais
proacuteximo da desembocadura do rio menor a energia do fluxo sendo evidenciado pelo aumento
de sedimentos finos e um melhor selecionamento
A seccedilatildeo de GPR mostrou que pode ter uma variaccedilatildeo dos sedimentos indicando
presenccedila de mais finos atenuando o sinal na porccedilatildeo mais argilosa e mostrando que de acordo
com a seccedilatildeo mostrada pode-se observar estratificaccedilotildees cruzadas ou plano-paralela indicando a
direccedilatildeo da sedimentaccedilatildeo
As metodologias aplicadas se mostraram eficientes pois foi possiacutevel obter os dados e
tirar interpretaccedilotildees sobre a aacuterea de estudo Este estudo poderia ter sido mais detalhado e talvez
ser melhor entendido com anaacutelise dos efeitos que a construccedilatildeo do espigatildeo na desembocadura
do rio pode causar para o meio em questatildeo pois com essa construccedilatildeo os sedimentos natildeo
conseguem ser depositados em forma de delta ficando todo detido na desembocadura
podendo vir a diminuir a lacircmina drsquoaacutegua e posteriormente causar ateacute efeitos mais severos
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CCENS-UFES Centro de Exatas Naturais e da Sauacutede Universidade Federal do Espiacuterito
Santo Alto Universitaacuterio sn Caixa Postal 16 Guararema Alegre-ES
Telefax (28) 3552-8687
wwwalegreufesbr
Os textos apresentados nesse livro satildeo de inteira responsabilidade dos autores Os
organizadores natildeo se responsabilizam pela revisatildeo ortograacutefica e gramatical dos trabalhos
apresentados
REITOR ndash UFES
REINALDO CENTODUCATTE
DIRETOR DO CENTRO DE CIEcircNCIAS EXATAS NATURAIS E DA SAUacuteDE ndash UFES
NEUZA MARIA BRUNORO COSTA
ORGANIZADORES DESTA OBRA
FABRICIA BENDA DE OLIVEIRA
RODSON DE ABREU MARQUES
CALVIN DA SILVA CANDOTTI
EDUARDO BAUDSON DUARTE
APRESENTACcedilAtildeO
A produccedilatildeo deste trabalho eacute independente e surgiu da ideia e colaboraccedilatildeo de
professores alunos e ex-alunos do curso de Geologia do Centro de Ciecircncias Exatas Naturais
e da Sauacutede da Universidade Federal do Espiacuterito Santo
Estatildeo contidos neste livro 6 trabalhos apresentados na forma de capiacutetulos e que
abrangem temas relacionados agraves geotecnologias e suas aplicaccedilotildees no acircmbito das ciecircncias
ambientais geotecnia e planejamento urbano e anaacutelises utilizando softwares de cartografia e
modelagem espacial
O material contido nesta obra serviraacute de auxiacutelio para estudantes professores e
profissionais da aacuterea das geociecircncias em seus trabalhos e pesquisas aleacutem de ser um veiacuteculo
de divulgaccedilatildeo de conhecimento obtido pela UFES desde a criaccedilatildeo do curso de Geologia
LISTA DE ORGANIZADORES
Fabricia Benda de Oliveira Professora Adjunta do Departamento de Geologia
Universidade Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias Exatas Naturais e da Sauacutede
Alegre ES e-mail fabriciaoliveiraufesbr
Rodson de Abreu Marques Professor Adjunto do Departamento de Geologia Universidade
Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias Exatas Naturais e da Sauacutede Alegre ES e-
mailrodsonmarquesufesbr
Calvin da Silva Candotti Geoacutelogo Autocircnomo Manaus AM calvincandottigmailcom
Eduardo Baudson Duarte Geoacutelogo formado pela Universidade Federal do Espiacuterito Santo
Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias
Exatas Naturais e da Sauacutede Alegre ES e-mail eduardo_duarte_12hotmailcom
LISTA DE AUTORES
Allison Augusto Gonccedilalves de Freitas
Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira
Daniel Andrade Miranda
Edgar Batista de Medeiros Juacutenior
Eduardo Baudson Duarte
Faacutebio Cardoso de Souza Santos
Fabricia Benda de Oliveira
Felipe Guadagnin
Juacutelia Sesana Maciel
Julio Almeida Moreira
Laacutezaro Correcirca Marcellino
Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas
Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitas
Marx Engel Martins
Rafael de Oliveira Costa
Rayane Monteiro Ferreira
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
Sumaacuterio
Capiacutetulo 1 9
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
Daniel Andrade Miranda Fabricia Benda de Oliveira
Capiacutetulo 2 25
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a
prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
Faacutebio Cardoso de Souza Santos Eduardo Baudson Duarte Fabricia Benda de
Oliveira Juacutelia Sesana Maciel Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira
Capiacutetulo 3 39
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de
ruptura de taludes em atividades de mineraccedilatildeo
Laacutezaro Correcirca Marcellino Fabricia Benda de Oliveira Julio Almeida Moreira Carlos
Henrique Rodrigues de Oliveira
Capiacutetulo 4 53
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES
utilizando teacutecnicas de geoprocessamento
Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitas Fabricia Benda de Oliveira Allison Augusto
Gonccedilalves de Freitas Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas Rayane Monteiro
Ferreira Edgar Batista de Medeiros Juacutenior
Capiacutetulo 5 71
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite
Landsat 5
Marx Engel Martins Fabricia Benda de Oliveira Felipe Guadagnin Carlos Henrique
Rodrigues de Oliveira
Capiacutetulo 6 89
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim
(ES)
Rafael de Oliveira Costa Eduardo Baudson Duarte Fabricia Benda de Oliveira
Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
sup1 Doutorando em Geologia Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG
sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES
9
Capiacutetulo 1
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
Daniel Andrade Mirandasup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2
INTRODUCcedilAtildeO
Segundo Santos (2012) somente com o desenvolvimento de tecnologias espaciais
modernas incluindo os sateacutelites artificiais que se tornou possiacutevel visualizar a Terra a partir da
coleta de dados e da aquisiccedilatildeo de imagens da sua superfiacutecie os dados adquiridos de forma
remota por sateacutelites artificiais auxiliam no diagnoacutestico sobre as implicaccedilotildees ambientais
econocircmicas sociais poliacuteticas e culturais com relaccedilatildeo agrave ocupaccedilatildeo dos espaccedilos urbanos
ajudando no planejamento soacutecio econocircmico-ambiental sustentaacutevel e servindo de base para o
desenvolvimento e realizaccedilatildeo de projetos associados agraves atividades humanas como por
exemplo no planejamento urbano
Gottdiener (1993) define que a materializaccedilatildeo do desenvolvimento contiacutenuo do
capitalismo eacute o formato do espaccedilo urbano assim os traccedilos distintivos da morfologia espacial
urbana estatildeo diretamente relacionados com as mudanccedilas estruturais na organizaccedilatildeo social
Entatildeo para compreender o espaccedilo urbano ou a cidade precisamos estudar e analisar a forma
urbana e seu crescimento como subsiacutedios agraves poliacuteticas de planejamento Estudos mostram que
o crescimento das cidades eacute um processo dinacircmico muitas vezes ocorrendo em aacutereas natildeo
adequadas mostrando que o crescimento da mancha urbana eacute usualmente natildeo planejado
(NAGARATHINAM et al 1988)
Devido agrave forma na qual a expansatildeo urbana ocorre no tempo e no espaccedilo o
crescimento urbano pode gerar problemas ambientais ligados agrave contaminaccedilatildeo hiacutedrica
formaccedilatildeo de ilhas de calor ocupaccedilatildeo de aacutereas inadequadas para assentamentos humanos
degradaccedilatildeo da paisagem dentre outros (FUCKNER 2006)
Segundo Costa e Alves (2005) para monitoramentodas aacutereas urbanas eacute necessaacuterio
possuir conhecimento atualizado sobre a distribuiccedilatildeo espacial da populaccedilatildeo Este
conhecimento eacute adquirido atraveacutes dos censos demograacuteficos e de mapas de densidade
demograacutefica que produzem avaliaccedilotildees quantitativas sobre elas e informam tambeacutem as
necessidades de infraestrutura
Na maior parte das cidades o crescimento populacional tem sido muito raacutepido e as
estruturas urbanas natildeo acompanharam esse crescimento que aleacutem de natildeo ser planejado pode
causar problemas como inundaccedilotildees deslizamento de encostas e desabamentos de construccedilotildees
A ocupaccedilatildeo urbana eacute atualmente tema de emergecircncia nacional portanto o
desenvolvimento de tecnologias que apoiem a gestatildeo estrateacutegica da ocupaccedilatildeo urbana eacute
interessante no acircmbito municipal estadual e federal
Neste contexto as geotecnologias tecircm sido utilizadas como uma ferramenta
importante para ajudar no planejamento urbano e na compreensatildeo da dinacircmica espacial e da
forma urbana
No municiacutepio de Alegre este problema eacute intensificado com a implantaccedilatildeo do programa de
expansatildeo da rede de Educaccedilatildeo Superior pelo MEC (Ministeacuterio da Educaccedilatildeo) que teve iniacutecio
em 2003 e posteriormente com a implementaccedilatildeo do REUNI (Restauraccedilatildeo e Expansatildeo das
Universidades Federais) em 2011 Com esses programas o total de cursos oferecidos pelo
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
10
campus de Alegre subiu de quatro em 2002 para dezessete em 2011 aumentando
consideravelmente o fluxo de populaccedilatildeo moacutevel no municiacutepio Podemos citar ainda os
estudantes da FAFIA (Faculdade de Filosofia Ciecircncias e Letras de Alegre) e o IFES (Instituto
Federal do Espiacuterito Santo) que assim como na UFES (Universidade Federal do Espiacuterito
Santo) tem sua demanda de populaccedilatildeo moacutevel condicionando uma urbanizaccedilatildeo forccedilada em
funccedilatildeo da demanda crescente por habitaccedilatildeo
O presente trabalho propotildee a realizaccedilatildeo de um estudo sobre a ocupaccedilatildeo urbana na sede
do Municiacutepio de Alegre-ES utilizando teacutecnicas de sensoriamento remoto e imagens do
sateacutelite Landsat sensor TM 5 atraveacutes de anaacutelise multitemporal para verificaccedilatildeo do avanccedilo do
crescimento urbano ao longo de 26 anos
LOCALIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO
O municiacutepio de Alegre estaacute localizado na regiatildeo sudeste do Brasil no Sul do Estado
do Espiacuterito Santo englobando as comunidades de Santa Maria Varjatildeo da Cotia Alegre
Vargem Alegre Aacutegua Limpa Vinagre Capim Feliz Lembranccedila Bosque Rive Cafeacute
PlacaSatildeo Francisco Satildeo Joatildeo do Norte e Coacuterrego do Meio e tendo como municiacutepios
limiacutetrofes Muniz Freire a Norte Castelo Cachoeiro de Itapemirim e Jerocircnimo Monteiro a
Leste Mimoso do Sul e Satildeo Joseacute do Calccedilado a Sul e Guaccediluiacute e Ibitirama a Oeste
A aacuterea de estudo proposta para este trabalho consiste no periacutemetro urbano da sede do
Municiacutepio de Alegre como pode ser visto na Figura 1
O Acesso ateacute a capital Vitoacuteria pode ser feito pela ES-482 ateacute Cachoeiro de Itapemirim
depois segue pela BR-101 Sul ateacute Vitoacuteria Ou ainda pela ES-482 ateacute Duas Barras ES-166 de
Duas Barras ateacute Venda Nova do Imigrante e BR-262 ateacute Vitoacuteria
Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo sobreposta agrave ortofoto Fonte IEMA (2007)
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
11
Segundo Rosa (2003) podemos definir o sensoriamento remoto como sendo a forma
de obter informaccedilotildees de um objeto sem que haja contato fiacutesico com o mesmo utilizando-se a
radiaccedilatildeo eletromagneacutetica gerada por fontes naturais como o Sol e a Terra ou por fontes
artificiais como por exemplo o RadarO sensoriamento remoto teve destaque no Brasil a
partir da deacutecada de 1960 com a criaccedilatildeo do Projeto RADAMBRASIL cujo objetivo era a
realizaccedilatildeo de um levantamento integrado dos recursos naturais do paiacutes a partir de imagens
Landsat (SOUZA 2008)
O Landsat foi colocado em oacuterbita em 1972 com o nome de ERTS-1 (Earth Resources
Techonological Satellite-1) teve inicialmente um desempenho significativo sendo
transformado na seacuterie Landsat Hoje o projeto Landsat eacute dedicado agrave observaccedilatildeo dos recursos
naturais da TerraSua oacuterbita desloca-se do Norte para o Sul sendo geocecircntrica circular quase
polar heliocecircntrica isto eacute o acircngulo Sol ndash Terra ndash Sateacutelite permanece constante o que garante
condiccedilotildees de iluminaccedilatildeo semelhantes na aacuterea imageada ao longo do ano (ROSA 2003)O
sensor TM (Thematic Mapper) do sateacutelite Landsat possui sete bandas com numeraccedilatildeo de 1 a
7 sendo que cada banda representa uma faixa do espectro eletromagneacutetico (BATISTELLA et
al 2004) O sateacutelite Landsat apresenta a caracteriacutestica de repetitividadepois ele imageia a
mesma aacuterea a cada 16 dias Suas cenas cobrem uma aacuterea de 34225 kmsup2 sendo a faixa
imageada de 185 x 185 km (INPE 2006)
Para utilizaccedilatildeo de imagens de sateacutelite com fins de classificaccedilatildeo recomenda-se o
processamento das mesmas O processamento digital de imagens (PDI) de acordo com Lima e
Rocha (2009) tem como objetivo fornecer ferramentas que facilitem a identificaccedilatildeo e
aextraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas imagens para posterior interpretaccedilatildeo Consiste na
manipulaccedilatildeo numeacuterica dos dados visando aumentar opotencial de discriminaccedilatildeo dos alvos
Segundo Novo (1989) o PDI pode ser dividido basicamente em Preacute-processamento Realce e
Classificaccedilatildeo
O Preacute-processamento eacute o primeiro passo do PDI e eacute considerado fundamental para
confiabilidade e uso correto das imagens de sateacutelite Nesta fase segundo Rosatti (2006) o
objetivo eacute adequar as imagens para serem utilizadas pelos usuaacuterios sendo aplicadas algumas
teacutecnicas de manipulaccedilatildeo como correccedilatildeo geomeacutetrica e restauraccedilatildeo
A correccedilatildeo geomeacutetrica e o georreferenciamento das imagens satildeo necessaacuterios devido a
distorccedilotildees que segundo o INPE (2006) satildeo causadas no processo de formaccedilatildeo da imagem
pelo sistema sensor e por imprecisatildeo dos dados de posicionamento da plataforma (aeronave
ou sateacutelite) De modo geral o georreferenciamento de imagens de sateacutelite eacute realizado por meio
de pontos de controle (PC) de referecircncia identificados na imagem original e em um sistema de
dados de referecircncia que possibilitem o ajustamento atraveacutes de modelos matemaacuteticos Os satildeo
feiccedilotildees passiacuteveis de identificaccedilatildeo na imagem e no terreno ou seja satildeo feiccedilotildees homoacutelogas
cujas coordenadas satildeo conhecidas na imagem e no sistema de referecircncia (INPE 2006)
Podemos obter PC atraveacutes de trecircs fontes por meio de mapas e cartas topograacuteficas oficiais
pela aquisiccedilatildeo de pontos em campo por sistema de posicionamento global (GPS) ou por meio
de imagens georreferenciadas do mesmo local A precisatildeo do georreferenciamento eacute medida
atraveacutes do caacutelculo do Erro Meacutedio Quadraacutetico ou Root Mean Square Error (RMS) que
pondera as diferenccedilas entre as coordenadas dos pontos de controle da imagem a ser ajustada e
da fonte de dados de referecircncia O valor do RMS deveraacute ser menor que 1 ou seja quanto
mais proacuteximo de 0 maior eacute a precisatildeo e menor eacute o erro (LIMA 2010) O caacutelculo eacute feito
utilizando a Equaccedilatildeo 1
RMSerror = [(x1 ndash xorg)sup2 + (y1 ndash yorg)sup2]12 (1)
x1 = Coordenada de linha calculada na imagem a ser ajustada
y1 = Coordenada de coluna calculada na imagem a ser ajustada
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
12
xorg = Coordenada original de linha do PC da fonte de referecircncia
yorg = Coordenada original de coluna do PC da fonte de referecircncia
A teacutecnica de restauraccedilatildeo tem por objetivo corrigir as distorccedilotildees do sensor oacuteptico no
processo de geraccedilatildeo das imagens A resoluccedilatildeo espacial das bandas 3 4 e 5 que eacute de 30
metros pode ser restaurada para ateacute 5 metros (RIOS ALMEIDA RIBEIRO 2010)A ideia de
restaurar uma imagem eacute reduzir o efeito de embaccedilamento da cena e obter uma imagem
realccedilada dado que os detalhes vistos na cena satildeo suavizados devido agraves limitaccedilotildees do sensor
Esta correccedilatildeo eacute realizada por um filtro linear e os pesos do filtro de restauraccedilatildeo satildeo obtidos a
partir das caracteriacutesticas do sensor e natildeo de forma empiacuterica como eacute feito no caso dos filtros
de realce tradicionais Neste caso o filtro eacute especiacutefico para cada tipo de sensor e banda
espectral Este tipo de processamento eacute recomendado para ser realizado sobre a imagem
original sem qualquer tipo de processamento tais como realce e filtragem que alterem as
caracteriacutesticas radiomeacutetricas da imagem Deve-se observar tambeacutem que natildeo eacute possiacutevel
processar uma imagem reamostrada jaacute que as caracteriacutesticas radiomeacutetrica e espacial da
imagem foram alteradas (INPE 2006)
Aleacutem das etapas do preacute-processamento de imagens digitais de sateacutelite existem outras que
utilizam teacutecnicas de realce com o objetivo de melhorar a qualidade visual e permitir uma
melhor interpretaccedilatildeo dos alvos nas imagens (IBGE 2001) As teacutecnicas utilizadas neste
trabalho foram Constraste Filtragem espacial e Composiccedilatildeo colorida
Segundo o INPE (2006) o contraste entre dois objetos pode ser definido como sendo a
razatildeo entre os seus niacuteveis de cinza meacutedios onde a manipulaccedilatildeo do contraste consiste numa
transferecircncia radiomeacutetrica em cada pixel (Picture Element ndash menor elemento num dispositivo
de exibiccedilatildeo ao qual eacute possiacutevel atribuir-se uma cor menor ponto que forma uma imagem
digital) tendo o objetivo de aumentar a discriminaccedilatildeo visual entre os objetos presentes na
imagem Realiza-se a operaccedilatildeo ponto a ponto independentemente da vizinhanccedila Entretanto
um exame preacutevio do histograma da imagem pode ser uacutetil O histograma de uma imagem
descreve a distribuiccedilatildeo estatiacutestica dos niacuteveis de cinza em termos do nuacutemero de amostras
(pixels) com cada niacutevel A distribuiccedilatildeo pode tambeacutem ser dada em termos da percentagem do
nuacutemero total de pixels na imagem Pode ser estabelecida uma analogia entre o histograma de
uma imagem e a funccedilatildeo densidade de probabilidade que eacute um modelo matemaacutetico da
distribuiccedilatildeo de tons de cinza de uma classe de imagens A cada histograma estaacute associado o
contraste da imagem conforme mostra a Figura 2ADe acordo com Rios Almeida e Ribeiro
(2010) esta teacutecnica tem por objetivo modificar atraveacutes de funccedilotildees matemaacuteticas os niacuteveis de
cinza ou os valores digitais de uma imagem de modo a destacar certas informaccedilotildees espectrais
e melhorar a qualidade visual da imagem
De acordo com Albuquerque (2000) para fazer uma operaccedilatildeo de filtragem espacial eacute
necessaacuterio escolher uma matriz de dimensatildeo n x n denominada maacutescara (Figura 2B) com
valores que dependem do filtro que queremos usar seja ele passa baixa (filtrando as altas
frequecircncias) passa banda (filtrando uma regiatildeo especiacutefica de frequecircncias espaciais) ou passa
alta (filtrando as baixas frequecircncias) Em uma imagem as altas frequecircncias correspondem agraves
modificaccedilotildees abruptas dos niacuteveis de cinza e as bordas dos objetos As baixas frequecircncias
correspondem agraves variaccedilotildees suaves dos niacuteveis de cinza Logo quando queremos evidenciar os
contornos de um determinado objeto podemos usar filtros do tipo passa alta Pode-se querer
observar a forma da iluminaccedilatildeo de fundo entatildeo devemos usar filtros passa-baixa para
eliminarmos todas as altas frequecircncias correspondendo agrave borda dos objetos e chegar agrave
iluminaccedilatildeo de fundo
A composiccedilatildeo colorida consiste em associar as imagens monocromaacuteticas de cada
banda agraves cores primaacuterias RGB (Red ndash Vermelho Green ndash Verde Blue ndash Azul) com o
objetivo de apresentar simultaneamente as informaccedilotildees de trecircs bandas espectrais em
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
13
composiccedilotildees coloridas que facilitam e enriquecem a interpretaccedilatildeo visual dos alvos (IBGE
2001) Como exemplo de composiccedilatildeo colorida temos a Figura 2Cque associa a banda 3 agrave cor
vermelha (R) a banda 4 agrave cor verde (G) e a banda 5 agrave cor azul (B)
De acordo com Souza (2012) as aacutereas urbanas natildeo podem ser caracterizadas por um
comportamento espectral padratildeo A vegetaccedilatildeo os corpos aquaacuteticos e os solos satildeo superfiacutecies
relativamente homogecircneas em termos de cobertura poreacutem nas aacutereas urbanas prevalece a
heterogeneidade das coberturas As aacutereas urbanas satildeo fisicamente formadas por uma grande
diversidade de materiais (superfiacutecies de concreto asfalto telhados de vaacuterios materiais solo
vegetaccedilatildeo arboacuterea e grama aacutegua entre outros) com formas alturas e arranjos tambeacutem
variados assim em uma imagem orbital o pixel pode representar vaacuterias coberturas o que
torna as aacutereas urbanas complexas do ponto de vista espectral Na Figura 2D pode-se observar
a similaridade espectral entre uma aacuterea urbana e uma aacuterea de cultivo de cana
Figura 2 - (A) Exemplo de Histograma de baixo contraste (agrave esquerda) e de alto contraste (agrave
direita) Fonte Modificado de INPE (2006) (B) Exemplo de maacutescara de 3 x 3 Fonte
Modificado de INPE (2006) (C) Exemplo de geraccedilatildeo de composiccedilatildeo colorida Fonte Brust
(2010) (D) Imagem do sateacutelite Landsat TM 5 na composiccedilatildeo colorida (RGB-543) adquirida
em 20091995 Fonte Souza (2012)
De acordo com Lima (2010) eacute possiacutevel classificar e agrupar os alvos de uma imagem a
partir dos vaacuterios niacuteveis de informaccedilotildees espectrais detectadas atraveacutes da adequaccedilatildeo das
imagens digitais utilizando-se os procedimentos do preacute-processamento Assim pode-se criar
um uacutenico niacutevel de informaccedilatildeo temaacutetica (categorias ou classes) para cada elemento
identificado e dessa forma gerar mapas temaacuteticos Os meacutetodos utilizados na classificaccedilatildeo das
imagens de sateacutelite variam com o tipo e complexidade do ambiente analisado caracteriacutesticas
do sensor e sateacutelite utilizado aspectos sazonais que alteram as caracteriacutesticas dos alvos e da
incidecircncia de energia solar extensatildeo da aacuterea de estudo equipamentos e recursos humanos
disponiacuteveis grau de conhecimento do ambiente por parte do inteacuterprete entre outros A
classificaccedilatildeo eacute a principal etapa do processamento de imagens a partir do qual satildeo extraiacutedas
as informaccedilotildees necessaacuterias para diversas aplicaccedilotildees Pode ser realizada atraveacutes de trecircs
teacutecnicas baacutesicasInterpretaccedilatildeo VisualClassificaccedilatildeo Digital Natildeo SupervisionadaClassificaccedilatildeo
Digital Supervisionada
A interpretaccedilatildeo visual de imagens de sateacutelite consiste em identificar as feiccedilotildees
impressas nessas imagens e determinar seu significado atraveacutes de chaves de interpretaccedilatildeo
onde eacute fundamental por parte do analista o conhecimento da aacuterea a ser mapeada (LIMA
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
14
2010) De acordo com Soares-Filho (2000) as caracteriacutesticas das imagens tais como
Tonalidade Cor Textura Forma Estrutura Sombra e contexto satildeo as chaves de uma boa
interpretaccedilatildeo A partir dessas caracteriacutesticas pode ser estruturado um meacutetodo de identificaccedilatildeo
por ldquochavesrdquo que se apoia em um estudo comparativo atraveacutes de objetos e feiccedilotildees conhecidas
que satildeo utilizadas como guias
Maillard (2001) diz que na classificaccedilatildeo Supervisionada o inteacuterprete jaacute possui um
conhecimento da aacuterea de estudo que podem ser utilizados como amostras de treinamento para
o algoritmo de classificaccedilatildeo de forma que os dados de cada classe temaacutetica podem ser
generalizados para toda cena agrupando cada pixel da imagem de acordo com as classes
amostradas Existem diversos algoritmos de classificaccedilatildeo supervisionada implementados em
aplicativos computacionais sendo o algoritmo Maxver (Maacutexima Verossimilhanccedila) um dos
mais utilizados para classificaccedilatildeo digital de imagens pixel a pixelINPE (2006) define que o
algoritmo de classificaccedilatildeo Maxver utiliza agrave meacutedia e a covariacircncia das amostras de treinamento
para assinalar um pixel desconhecido de uma classe assim pode-se computar a probabilidade
estatiacutestica de um pixel desconhecido pertencer a uma ou outra classe atribuindo a este pixel a
classe agrave qual ele tem maior probabilidade de pertencer utilizando o criteacuterio de maacutexima
verossimilhanccedila
Em qualquer procedimento de classificaccedilatildeo de imagens de sateacutelite o objetivo eacute a
geraccedilatildeo de mapas temaacuteticos que devem transmitir a realidade do terreno da forma mais
precisa possiacutevel Para isso deve ser verificado o niacutevel de incerteza destes mapas atraveacutes de
iacutendices de exatidatildeo para que as informaccedilotildees obtidas possam ser utilizadas adequadamente
(LIMA 2010) Segundo Mangabeira Azevedo e Lamparelli (2003) um dos paracircmetros mais
utilizados e eficientes na determinaccedilatildeo da exatidatildeo de mapas temaacuteticos eacute o iacutendice Kappa que
eacute obtido mediante a adoccedilatildeo de uma referecircncia para a comparaccedilatildeo dos mapeamentos
produzidos A determinaccedilatildeo deste iacutendice eacute feita com base numa tabulaccedilatildeo cruzada entre as
quantidades de dados amostrais de referecircncia e da imagem classificada estruturada numa
matriz quadrada denominada matriz de erros ou de confusatildeoSegundo Campbell (1987) a
estimativa Kappa pode ser representada pela seguinte relaccedilatildeo exposta na Equaccedilatildeo 2
K = (observado ndash esperado) (1 ndash esperado) (2)
Observado = valor global para o percentual de pixels corretos
Esperado = valor calculado usando os totais de cada linha e cada coluna da matriz
denominados de valores marginais
Os resultados do Coeficiente Kappa variam de 0 a 1 indicando de forma crescente o
grau de concordacircncia ou exatidatildeo do mapa classificado com relaccedilatildeo aos dados de referecircncia e
podem ser agrupados em intervalos de acordo com aTabela 1
Tabela 1 - Intervalos de valor do coeficiente Kappa e respectivos graus de concordacircncia
Fonte Landis e Koch (1977)
Valor de Kappa Concordacircncia
0 Peacutessima
001 ndash 020 Ruim
021 ndash 040 Razoaacutevel
041 ndash 060 Boa
061 ndash 080 Muito boa
081 ndash 100 Excelente
Dependendo do valor do coeficiente Kappa encontrado e das necessidades e objetivos
do trabalho podem ser feitas correccedilotildees a fim de garantir um refinamento da qualidade
informativa do mapa Os dados obtidos podem ser utilizados em conjunto com outros planos
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15
de informaccedilatildeo em ambiente SIG possibilitando sua integraccedilatildeo e manipulaccedilatildeo como base de
dados para sistemas de suporte a decisatildeo (LIMA 2010)
METODOLOGIA
A imagens de sateacutelite Landsat sensor TM-5 foram adquiridas do INPE nas bandas
12345 e 7 na oacuterbitaponto 21674 do municiacutepio de Alegre-ES nos anos de 1985 1997
2001 2006 e 2011 Foi utilizada tambeacutem a ortofoto do municiacutepio (IEMA 2007) para servir
como base para o registro das imagens de sateacutelite e tambeacutem para comparaccedilatildeo visual com a
classificaccedilatildeo
Para a elaboraccedilatildeo dos mapas foram utilizados os softwares SPRING 52 e ArcGISreg
10 sendo o que primeiro foi utilizado para o tratamento e processamento digital das imagens
de sateacutelite e o segundo para confecccedilatildeo final dos mapas de vegetaccedilatildeo hidrografia topografia
solos e das classificaccedilotildees
Durante o preacute-processamento foram aplicadas as teacutecnicas de Processamento Digital de
Imagens com o objetivo de georreferenciar e melhorar a qualidade das imagens para uma
melhor visualizaccedilatildeo facilitando a identificaccedilatildeo e extraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas
imagens digitais aumentando assim o potencial de diferenciaccedilatildeo dos alvos e
consequentemente obtendo melhores resultados na classificaccedilatildeo das imagens As bandas 3 4
e 5 foram restauradas para a resoluccedilatildeo de 15m
Foi aplicado contraste nas bandas 3 4 e 5 modificando o histograma original como
mostra o Quadro 1
Quadro 1 - Mudanccedila no histograma das bandas 3 4 e 5 apoacutes contraste aplicado na imagem
de 1985 do sateacutelite Landsat - TM 5 Fonte Autores
Bandas Histograma Original Histograma (Contraste)
Banda 3 ndash Vermelho
Banda 4 ndash Infravermelho Proacuteximo
Banda 5 ndash Infravermelho Meacutedio
Foi aplicada a filtragem linear utilizando uma matriz 2x2 (Quadro 2) apropriada para
imagens Landsat TM no software SPRING com o objetivo de suavizar as imagens realccedilando
assim a visualizaccedilatildeo das bandas e obtendo imagens com mais nitidez
Quadro 1 - Matriz utilizada na filtragem de imagens Landsat TM Fonte INPE (2006)
3 -7 -7 3
-7 -7 13 -7
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
16
-7 13 13 -7
3 -7 -7 3
Para identificaccedilatildeo das amostras de treinamento foi utilizada a combinaccedilatildeoRGB-543 o
que destacou melhor as aacutereas urbanas Para a classificaccedilatildeo foram definidas duas classes Aacuterea
urbana e Natildeo urbana Em seguida foram coletadas as amostras de treinamento para cada
classe como pode ser observado na Figura 3
Figura 3 - Amostras utilizadas para classificaccedilatildeo da imagem de 2011 em amarelo amostras
da classe urbana e em branco amostras da classe natildeo urbana Fonte Autores
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Usando a metodologia acima descrita seratildeo apresentados abaixo os resultados obtidos
a partir do processamento das imagens e da classificaccedilatildeo da aacuterea urbana do municiacutepio de
Alegre-ES para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011
O georreferenciamento foi executado utilizando-se feiccedilotildees semelhantes em duas
imagens para determinaccedilatildeo dos pontos de controle como cruzamento de estradas aacutereas de
vegetaccedilatildeo aacuterea urbana e rios A resoluccedilatildeo das imagens (30 metros) pode atrapalhar pois
devido ao baixo niacutevel de detalhe fica difiacutecil determinar o ponto semelhante nas duas imagens
de forma exata No entanto o RMS ficou em torno de 03 de acordo com a equaccedilatildeo (1)
mostrando que a diferenccedila entre as coordenadas dos pontos de controle das imagens a serem
ajustadas e os pontos de controle da fonte de dados de referecircncia ficou pequena significando
uma boa precisatildeo
O processo de restauraccedilatildeo para a resoluccedilatildeo de 15metros mostrou uma melhora na
nitidez da imagem restaurada (Figura 4B) em comparaccedilatildeo com a imagem original (Figura
4A)
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17
Figura 4 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 de 1985 da cidade de
Alegre-ES com resoluccedilatildeo de 30m (A) e restaurada para 15m (B)
Fonte Autores
A aplicaccedilatildeo do contraste nas bandas 34 e 5 permitiu um maior contraste entre as
feiccedilotildees da imagem com contraste (Figura 5B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem contraste
(Figura 5A)
Figura 5 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da
cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de contraste (A) e com aplicaccedilatildeo de contraste (B)
Fonte Autores
A filtragem espacial permitiu observar maior nitidez da imagem para distinccedilatildeo das
feiccedilotildees da imagem com filtro (Figura 6B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem filtro (Figura
6A)
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
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Figura 6 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da
cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de filtragem (A) e apoacutes filtragem (B)
Fonte Autores
Na Figura 7 temos as imagens em composiccedilatildeo RGB ndash 543 correspondentes agrave
evoluccedilatildeo urbana de Alegre nos anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 Ao comparaacute-las
podemos observar um aumento significativo da mancha urbana este aumento pode ser
observado principalmente nas regiotildees sul e oeste da cidade
Figura 7 - Composiccedilatildeo RGB ndash 543 da aacuterea de estudo para os anos analisados
Fonte Autores
Na Figura 8 podemos observar as classificaccedilotildees realizadas pelo classificador Maxver
utilizando duas classes Aacuterea urbana (Azul) Natildeo urbana (Branco)
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Figura 8 - Classificaccedilotildees da Aacuterea Urbana de Alegre para os anos analisados
Fonte Autores
A Tabela 2 mostra a exatidatildeo das classificaccedilotildees realizadas e as aacutereas correspondentes
agrave classe urbana para cada ano o iacutendice Kappa (Equaccedilatildeo (2)) variou de 093 a 098 Este
resultado pode ser considerado excelente de acordo com a Tabela 1
Tabela 2 -Exatidatildeo das classificaccedilotildees e aacutereas urbanas calculadas Fonte Autores
1985 1997 2001 2006 2011
Iacutendice Kappa 095 097 095 093 098
Aacuterea Urbana (km2) 805 968 771 1079 758
Apesar do alto iacutendice de desempenho das classificaccedilotildees eacute possiacutevel observar regiotildees de
confusatildeo na classificaccedilatildeo das amostras das duas classes Observando as aacutereas calculadas
percebemos que natildeo haacute um aumento contiacutenuo da aacuterea urbana nas classificaccedilotildees pois a aacuterea do
ano de 1997 foi maior que a aacuterea de 2001 que por sua vez eacute menor que a de 1985 e ainda a
aacuterea de 2011 eacute menor que a de 2006 isso possivelmente estaacute associado agrave confusatildeo do
algoritmo ao identificar as classes
Ao compararmos a ortofoto da aacuterea de estudo com a classificaccedilatildeo de 2011 (Figura 9)
podemos perceber regiotildees de solo exposto sombras aacutereas de vegetaccedilatildeo e estradas
classificadas como aacutereas urbanas Eacute possiacutevel observar tambeacutem a ocupaccedilatildeo irregular da cidade
principalmente em aacutereas proacuteximas a rios e em topo de morros que contribuem para
problemas urbanos de inundaccedilotildees e deslizamento de encostas
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
20
Figura 9 - Comparaccedilatildeo da ortofoto do ano de 2007 (a esquerda) com a classificaccedilatildeo de 2011
(a direita) com foco na aacuterea urbana da cidade de Alegre - ES
Fonte Autores
Eacute possiacutevel observar um aumento significativo da aacuterea urbana da sede se compararmos
visualmente as imagens de 1985 e 2011 este aumento se daacute principalmente nas regiotildees de
periferia mas tambeacutem podemos observar um adensamento dos pixels na regiatildeo central da
sede diminuindo a quantidade de aacutereas arborizadas no centro como eacute possiacutevel observar na
Figura 10
Figura 10 - Detalhamento das imagens de 1985 e 2011 mostrando a classificaccedilatildeo da aacuterea
urbana
Fonte Autores
Estes resultados jaacute eram esperados e podem ser explicados como mostra o trabalho de
Correia et al (2007) devido agrave dificuldade em estabelecer essas classes temaacuteticas na resoluccedilatildeo
das imagens de sateacutelite utilizadas que por natildeo possuir um niacutevel de detalhe elevado possuem
uma limitaccedilatildeo para discriminar alvos com uma mistura de vaacuterios elementos como eacute o caso da
aacuterea urbana gerando impactos na resposta espectral das imagens refletindo assim na
caracterizaccedilatildeo dessas classesO fato de terem sido admitidas somente duas classes tambeacutem
pode ter influenciando no resultado da classificaccedilatildeo pois algumas amostras apresentaram
distribuiccedilatildeo bimodal no entanto o erro foi muito baixo (em torno de 5) minimizando este
problema Outro fator que tambeacutem pode ter influenciado no resultado eacute o tamanho das
amostras de treinamento do algoritmo
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
21
Costa e Alves (2005) ao monitorar a expansatildeo urbana do municiacutepio de Campos dos
Goytacazes tambeacutem tiveram problemas devido agrave confusatildeo entre duas classes onde a textura
dos cordotildees litoracircneos se confundia com a textura da urbanizaccedilatildeo e concluiacuteram que era
necessaacuterio possuir um conhecimento preacutevio da aacuterea para realizar o estudo Isso mostra que a
interpretaccedilatildeo visual admitindo que o interprete possua um conhecimento preacutevio da aacuterea eacute
fundamental pois o classificador mesmo com amostras apresentando um desempenho
elevado ainda assim pode apresentar erros nos resultados
CONCLUSAtildeO
A metodologia utilizada para a anaacutelise multitemporal do crescimento da mancha
urbana de Alegre para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 efetuada no presente
trabalho mostrou-se eficiente tornando possiacutevel visualizar as transformaccedilotildees ocorridas no
intervalo de tempo de 26 anos Assim outros resultados poderiam ser encontrados caso a
anaacutelise fosse feita em outros periacuteodos e com diferentes intervalos
O software SPRING se mostrou uma boa ferramenta para se analisar as questotildees de
urbanizaccedilatildeo e por ser disponiacutevel gratuitamente serve como opccedilatildeo para o planejamento urbano
municipal com um baixo custo
Um estudo mais detalhado utilizando-se imagens com uma melhor resoluccedilatildeo espacial
e espectral e em diferentes periacuteodos diminuindo o intervalo de tempo entre imagens pode
obter dados para um planejamento urbano mais detalhado diminuindo assim os riscos
causados pela ocupaccedilatildeo de aacutereas indevidas
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
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Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
24
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Rio de Janeiro RJ
sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES
sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
25
Capiacutetulo 2
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a
prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
Faacutebio Cardoso de Souza Santossup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3
Juacutelia Sesana Maciel3 Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira4
INTRODUCcedilAtildeO
Desde os primoacuterdios na civilizaccedilatildeo Egiacutepcia o manganecircs jaacute era usado como parte do
composto quiacutemico para a produccedilatildeo de vidro Com o avanccedilo das civilizaccedilotildees esse elemento
passou a possuir outras aplicaccedilotildees tanto no setor metaacutelico quanto no natildeo-metaacutelico Das
diversas utilizaccedilotildees do manganecircs a mais importante seria a produccedilatildeo das ligas de accedilo
constituiacutedas pela mistura de ferro e manganecircs Outras ligas tambeacutem satildeo produzidas com a
combinaccedilatildeo do manganecircs com diferentes metais como as ligas de cobre zinco alumiacutenio
estanho e chumbo O manganecircs tem a propriedade de dessulfurizaccedilatildeo (retirada do enxofre) e
deoxidante tornando melhor as caracteriacutesticas fiacutesicas e quiacutemicas das ligas de accedilo (SAMPAIO
et al 2005)
Sabe-se que a induacutestria do accedilo absorve cerca de 92 de toda produccedilatildeo mundial do
mineacuterio de manganecircs natildeo sendo diferente no Brasil onde o uso tambeacutem eacute liderado pela
metalurgia (85) seguido da fabricaccedilatildeo de pilha (10) e a induacutestria quiacutemica (5) (COSTA
2004) No Estado do Espiacuterito Santo as jazidas de manganecircs ateacute o momento estatildeo localizadas
unicamente no municiacutepio de Guaccediluiacute com cerca de um milhatildeo de toneladas poreacutem a
prospecccedilatildeo deste elemento ainda estaacute em fase de pesquisa (DNPM 2013)
Tendo em vista a importacircncia do elemento manganecircs para a induacutestria se faz
necessaacuterio o investimento em pesquisas para o reconhecimento mapeamento e amostragens
desse elemento Do reconhecimento em campo ateacute a explotaccedilatildeo existem vaacuterias etapas que
utilizam diversas metodologias (PEREIRA 2012) entretanto o presente trabalho estaacute focado
na fase de reconhecimento de aacutereas que possuam favorabilidade para a presenccedila do manganecircs
utilizando a anaacutelise multicriteacuterio como ferramenta base do estudo
A anaacutelise multicriteacuterio eacute baseada em uma modelagem matemaacutetica utilizando
paracircmetros ponderados relacionados agrave aacuterea de estudo e ao bem mineral de interesse
envolvendo ainda paracircmetros correlacionados atraveacutes das observaccedilotildees analiacuteticas e de campo
Atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio satildeo gerados os mapas de favorabilidade que tem se mostrado
de grande valia no auxiacutelio de identificaccedilatildeo de aacutereas alvo na exploraccedilatildeode bens minerais
reduzindo o tempo e o custo com pesquisas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004)
A anaacutelise multicriteacuterio consiste em um conjunto de teacutecnicas que visam auxiliar um
agente decisor a tomar decisotildees acerca de um problema complexo ponderando e propondo
alternativas para solucionaacute-lo utilizando diferentes criteacuterios e pontos de vista preacute-
estabelecidos As decisotildees satildeo sempre pautadas com base nos criteacuterios considerados
relevantes para a resoluccedilatildeo do problema em questatildeo podendo existir diversos criteacuterios onde
cada um possui seu grau de importacircncia (JANUZZI et al 2009)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
26
As teacutecnicas de geoprocessamento utilizadas na confecccedilatildeo dos mapas de favorabilidade
para ocorrecircncia de mineralizaccedilotildees como ouro chumbo zinco e cobre vecircm obtendo
resultados satisfatoacuterios ao longo das uacuteltimas deacutecadas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004) Em
contra partida ainda existem poucos estudos onde se aplica as teacutecnicas de anaacutelise de
favorabilidade para estudo de mineralizaccedilotildees de manganecircs
Este trabalho teve por objetivo geral identificar aacutereas que possuam alta favorabilidade
para a prospecccedilatildeo de manganecircs na porccedilatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo utilizando teacutecnicas
de geoprocessamento atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio mapeamento e anaacutelises de campo para
comprovar ou natildeo a veracidade dos dados obtidos com o geoprocessamento
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
A aacuterea de trabalho estaacute localizada na macrorregiatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo na
regiatildeo da divisa entre os estados do Rio de Janeiro Minas Gerais e Espiacuterito Santo Situasse
entre os municiacutepios de Guaccediluiacute Divino de Satildeo Lourenccedilo Dores do Rio Preto e Satildeo Pedro de
Rates (distrito de Guaccediluiacute) sendo delimitada pelas coordenadas UTM S 7698000 m e
7712000 m e E 206000 m e 218000 m (Figura 1)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo no Brasil e no Estado do Espiacuterito Santo
representada com as principais vias de acesso Fonte Autores
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL
CONTEXTO GEOLOacuteGICO
O arcabouccedilo geoloacutegico (Figura 2) da aacuterea eacute composto pelo complexo Juiz de Fora
Grupo Andrelacircndia Lineamento Guaccediluiacute rochas intrusivas gnaissificadas e depoacutesitos mais
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
27
jovens como aluviotildees coluacutevios pilhas ricas em caulim e outros resiacuteduos provenientes da
extraccedilatildeo de pegmatitos O Complexo Juiz de Fora eacute formado por ortopiroxecircnio-gnaisse de
composiccedilatildeo feacutelsica a maacutefica ortopiroxecircnio-clinopiroxecircnio-anfiboacutelio-gnaisse gnaisse
migmatiacutetico bandado migmatitos e gnaisses migmatizados Jaacute o Grupo Andrelacircndia eacute
composto por granada-biotita-gnaisse anfiboacutelio-biotita-gnaisse e gnaisse de composiccedilatildeo
predominantemente granodioriacutetica O Lineamento Guaccediluiacute eacute formado por anfiboacutelio-biotita
gnaisse milonitizado com ultramilonitos e milonitos E as rochas intrusivas gnaissificadas
satildeo os gnaisses tonaliacuteticos de Manhuaccedilu compostos por ortognaisses tonaliacuteticos
granodioriacutetico a trondhjemiacutetico com intercalaccedilotildees de anfiboacutelio-biotita gnaisse (HORN
2007)
Figura 2 - Destaque da aacuterea de estudo na Folha Espera Feliz - SF 24-V-A-IV
Fonte Modificado de HORN et al (2007)
GEOPROCESSAMENTO
O geoprocessamento ou processamento de dados geograacuteficos eacute feito atraveacutes de
teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais e realiza o tratamento de informaccedilotildees geograacuteficas em
ambiente virtual Em conjunto existe o sistema de informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) que eacute capaz
de simular a realidade do espaccedilo geograacutefico integrando informaccedilotildees espaciais (BALDOTTO
2014)
Dentro do ambiente computacional as caracteriacutesticas de uma determinada aacuterea podem
ser analisadas e manipuladas com diversas teacutecnicas A digitalizaccedilatildeo de dados reais possibilita
a geraccedilatildeo de mapas observacionais e o conjunto desses mapas observacionais depois de
manipulados geram os mapas analiacuteticos Os mapas analiacuteticos podem ser processados
utilizando operaccedilotildees algeacutebricas cumulativas como adiccedilatildeo multiplicaccedilatildeo e subtraccedilatildeo ou
atraveacutes de modelos loacutegicos como simultaneidade booleana possibilidade fuzzy e
probabilidade bayesiana onde seus produtos satildeo chamados de mapas fundidos e mapas
integrados respectivamente (SILVA 2003)
Rodrigues (2012) utilizou teacutecnicas de geoprocessamento a fim de realizar um estudo
sobre a mineralizaccedilatildeo de ouro no cinturatildeo de Gurupi Folha Centro Nova do Maranhatildeo
MAPA com o auxiacutelio da loacutegica fuzzy A aplicaccedilatildeo do meacutetodo permitiu identificar aacutereas de
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
28
favorabilidade para a presenccedila de mineralizaccedilotildees auriacuteferas Grande parte das aacutereas destacadas
coincidiram com os jazimentos conhecidos comprovando a eficaacutecia do meacutetodo e dando maior
confiabilidade para as novas aacutereas indicadas pela modelagem
Cunha et al (2001) utilizaram o geoprocessamento na avaliaccedilatildeo da favorabilidade para
a prospecccedilatildeo mineral de cromo na regiatildeo de Pinheiros Altos no municiacutepio de Piranga em
Minas Gerais com auxiacutelio da teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico e obtiveram resultados
satisfatoacuterios conseguindo aacutereas coerentes para o modelo prospectivo adotado
Baldotto (2014) utilizou geoprocessamento e teacutecnicas de anaacutelise multicriteacuterio
aplicando loacutegica fuzzy booleana e teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico (AHP) para
delimitaccedilatildeo de aacutereas favoraacuteveis agrave prospecccedilatildeo de aacutegua subterracircnea no Sul do Estado do
Espiacuterito Santo As teacutecnicas se mostraram eficazes para o tipo de anaacutelise realizada permitindo
a integraccedilatildeo de dados geoloacutegicos que influenciam diretamente na disponibilidade de aacutegua em
sistemas aquiacuteferos cristalinos
Benda et al (2014) fizeram uso do geoprocessamento em conjunto com a loacutegica
fuzzy para criaccedilatildeo de zoneamento no Parque Estadual da Cachoeira da Fumaccedila-ES para fins
de conservaccedilatildeo Utilizaram como fatores os mapas de declividade uso do solo e massa de
aacutegua e tiveram como produto final o mapa de final de adequabilidade para conservaccedilatildeo A
metodologia empregada possibilitou a identificaccedilatildeo de aacutereas especiacuteficas e com maior
vulnerabilidade ao uso puacuteblico e permitiu um melhor direcionamento no trabalho dos
gestores com um menor custo financeiro ao poder estadual
ANAacuteLISE DE FAVORABILIDADE
A anaacutelise de favorabilidade eacute de fundamental importacircncia em um processo decisoacuterio
Atraveacutes desta anaacutelise eacute possiacutevel dividir o espaccedilo geograacutefico em parcelas hierarquizadas
segundo um grau de favorabilidade A favorabilidade pode ser medida por meio de valores
relativos ou probabiliacutesticos avaliando-se respectivamente a possibilidade ou a probabilidade
de ocorrecircncia de algum fator ou variaacutevel na aacuterea de interesse Essa teacutecnica vem sendo
aprimorada agrave medida que a tecnologia de SIG vai evoluindo e cada vez mais estaacute sendo
utilizada pela induacutestria mineral e por agecircncias do governo como um dos meios de menor
custo para avaliaccedilatildeo de aacutereas de interesse na exploraccedilatildeo de recursos minerais (ROCHA et al
2000)
Vidal et al (2005) descreveu a anaacutelise de favorabilidade como um meacutetodo diferente
dos demais onde ao inveacutes de analisar isoladamente cada variaacutevel amostrada os atributos
georreferenciados satildeo particionados em ceacutelulas e correlacionados espacialmente dando
origem aos mapas de favorabilidade Levando em consideraccedilatildeo a distribuiccedilatildeo espacial e a
coexistecircncia entre variaacuteveis e depoacutesitos a anaacutelise de favorabilidade torna possiacutevel inferir
quanto e de que modo cada variaacutevel mapeada estaacute associada ao processo e
consequentemente em que grau ele indica a existecircncia de um bem mineral
Para Rostirolla (1996) a utilizaccedilatildeo da anaacutelise de favorabilidade na prospecccedilatildeo
geoloacutegica estaacute fundamentada em um estudo estatiacutestico de fatores que viabilizam ou natildeo a
existecircncia de depoacutesitos minerais A base do estudo estaacute fundamentada na ponderaccedilatildeo e
associaccedilatildeo espacial de dados geoloacutegicos e geofiacutesicos com fins exploratoacuterios O intuito
principal dessa avaliaccedilatildeo eacute diminuir custo e tempo de pesquisa identificando aacutereas com maior
potencial para descobertas
Os criteacuterios utilizados nessa anaacutelise podem ser de natureza restritiva ou relativa Os
criteacuterios restritivos atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo responsaacuteveis
por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas Representam
restriccedilotildees absolutas ao que se deseja estudar e descartam todas as aacutereas que natildeo atendem a
alguma restriccedilatildeo que elas representam Estes criteacuterios satildeo sempre de caraacuteter booleano
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
29
representando ldquosimrdquo ou ldquonatildeordquo na anaacutelise Os criteacuterios relativos (escalonados) satildeo utilizados
para realccedilar ou diminuir a adequabilidade de uma alternativa especiacutefica para uma atividade
ou objeto definindo um determinado grau de aptidatildeo para a aacuterea considerada Os criteacuterios
escalonados definem regiotildees ou alternativas em termos de uma medida contiacutenua de
adequabilidade variando de 0 ateacute 255 onde zero possui adequabilidade nula e 255 a
adequabilidade maacutexima para o empreendimento analisado Estes criteacuterios satildeo sempre de
caraacuteter fuzzy (EASTMAN 2003 KOHAGURA 2007)
Dentro da anaacutelise fuzzy existem as funccedilotildees de pertinecircncia e podem ser de nove tipos
linear curva Z pi beta triangular trapezoidal gaussiana cautchy e sigmoide sendo a uacuteltima
mais utilizada nesse tipo de estudo por se adaptar melhor aos dados de origem ambiental
Esse tipo de funccedilatildeo sigmoidal pode ser monotocircnica crescente decrescente e simeacutetrica
(KOHAGURA 2007)
No estaacutegio em que eacute realizada a combinaccedilatildeo de dados para geraccedilatildeo da regra de
decisatildeo pode ser utilizada a anaacutelise multicriteacuterio onde diversos fatores com seus
determinados pesos de importacircncia satildeo combinados Saaty (1977 citado por MORETTI et al
2008) propocircs a utilizaccedilatildeo da teacutecnica de Processo Analiacutetico Hieraacuterquico (Analytic Hierarchy
Process ndash AHP) no auxiacutelio da decisatildeo de quais fatores satildeo mais importantes dentro do
determinado empreendimento visto sua relativa simplicidade de aplicaccedilatildeo e entendimento
Considerando que o decisor deveraacute executar a anaacutelise paritaacuteria entre os criteacuterios e entre os
subcriteacuterios a ferramenta utiliza-se da Escala Fundamental de Saaty (1977 citado por
MORETTI et al 2008) apresentando as opccedilotildees para esta comparaccedilatildeo que correlacionam
valores de acordo com o entendimento do operador (MORETTI et al 2008)
METODOLOGIA
Para a realizaccedilatildeo desse trabalho foram utilizados dados digitais vetores de curvas de
niacutevel e redes de drenagem adquiridos do Geobases (2002) mapa geoloacutegico de aacuterea de estudo
que foi digitalizado e modificado da Carta Geoloacutegica Folha Espera Feliz SF24-V-A-IV
(HORN 2007) mapa geoloacutegico regional e mapa de pontos ambos feitos com base nos dados
obtidos durante a etapa de campo
A metodologia adotada neste trabalho inclui a coleta e tratamento dos dados por meio
de aquisiccedilatildeo armazenamento e descriccedilatildeo para posterior anaacutelise em ambiente digital tanto de
arquivos vetoriais quanto matriciais de toda a regiatildeo do estudo (BALDOTTO 2014)
Na etapa inicial do trabalho foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica onde foram
consultadas informaccedilotildees preacute-existentes da aacuterea de estudo principalmente informaccedilotildees
geoloacutegicas e metodologia anaacuteloga a que foi utilizada
Na segunda etapa do trabalho foi realizado o geoprocessamento dos dados a geraccedilatildeo e
padronizaccedilatildeo dos fatores e restriccedilotildees e aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio Sendo esses itens
descritos nos seus respectivos sub-toacutepicos abaixo
ETAPA DE CAMPO
A etapa de campo foi realizada em um total de 11 dias entre os meses de setembro a
novembro de 2014 Essa etapa consistiu no caminhamento pela aacuterea descriccedilatildeo dos diversos
litotipos e tentativa de identificaccedilatildeo do manganecircs fazendo uso da aacutegua oxigenada que reage
na presenccedila de manganecircs gerando na superfiacutecie da rocha um fluido branco espumoso
GEOPROCESSAMENTO
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
30
Nessa etapa foram organizados e confeccionados todos os mapas necessaacuterios para a
realizaccedilatildeo do trabalho em ambiente de SIG O banco de dados inicial foi organizado com o
intuito de possuir o maacuteximo de informaccedilotildees e recursos para facilitar e acelerar os processos de
anaacutelises empregados neste trabalho
O mapa geoloacutegico e o mapa de pontos foram gerados com dados de campo atraveacutes de
anaacutelise de afloramento e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rocha O mapa de modelo digital de
elevaccedilatildeo foi elaborado utilizando as curvas de niacutevel da regiatildeo de estudo
GERACcedilAtildeO DE MAPAS DE RESTRICcedilAtildeO E FATORES
Foram definidas duas restriccedilotildees e trecircs fatores tendo como meta a geraccedilatildeo do mapa de
favorabilidade As restriccedilotildees atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo
responsaacuteveis por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas
sendo consideradas as Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes conforme os artigos 2deg e 3deg da
Resoluccedilatildeo ndeg 303 do CONAMA (2002) e as localidades fora do limite da aacuterea de estudo
Os trecircs fatores escolhidos foram padronizados em uma escala de adequabilidade que
varia de menos apto (0) a mais apto (255) e foi utilizado a teacutecnica de processo analiacutetico
hieraacuterquico (AHP) para a comparaccedilatildeo entre os fatores seguindo uma ordem de prioridade
sendo considerados na ordem de maior para menor importacircncia a litologia a declividade e a
cota
O fator litoloacutegico foi levado em consideraccedilatildeo pois a presenccedila da rocha eacute essencial para
geraccedilatildeo de qualquer depoacutesito mineral e o fator possui a finalidade de identificar as litologias
que apresentam composiccedilatildeo mineraloacutegica mais favoraacutevel para a formaccedilatildeo de depoacutesitos
lateriacuteticos Este fator foi realizado baseando-se no mapa geoloacutegico gerado atraveacutes de anaacutelises
em campo e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rochas Das oito litologias identificadas e descritas em
campo apenas duas foram encontradas associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs que
satildeo o leucognaisse e o biotitito Devido a essa caracteriacutestica essas duas litologias foram
consideradas com maiores graus de importacircncia dentro do fator entretanto como foram
encontrados mais depoacutesitos lateriacuteticos associados ao leucognaisse do que ao biotitito o grau
de importacircncia do leucognaisse foi considerado maior do que o do biotitito As outras
litologias que natildeo apresentaram associaccedilatildeo a depoacutesitos de manganecircs tiveram seu grau de
importacircncia calculado a partir da composiccedilatildeo mineraloacutegica da rocha visto que cada mineral
que compotildee a rocha pode ter ou natildeo na sua estrutura quiacutemica a presenccedila do elemento
manganecircs Na Tabela 1 estatildeo todas as litologias encontradas em campo com seus respectivos
valores de favorabilidade que foram atribuiacutedos seguindo a metodologia descrita acima
Quadro 1 - Normatizaccedilatildeo das classes litoloacutegicas Fonte Autores
Litologia Valor atribuiacutedo
Leucognaisse 255
Biotitito 200
Granada-Biotita Gnaisse 100
Granada-Biotita-Feldspato Protomilonito 100
Granada-Biotita-Piroxecircnio Gnaisse 100
Biotita-Piroxecircnio Granulito 50
Biotita Gnaisse 50
Leucogranito 50
O fator declividade tem como principal finalidade a identificaccedilatildeo de aacutereas planas
Biondi (2003) descreveu que para a geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos seja residual ou
supergecircnico independentemente de qual mineacuterio estaacute sendo estudado necessita-se de um
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
31
terreno com menor declividade para facilitar sua acumulaccedilatildeo Com estas informaccedilotildees o fator
declividade passa a ter um grau alto de importacircncia dentro da anaacutelise multicriteacuterio ficando
abaixo apenas do fator litoloacutegico
A normatizaccedilatildeo do mapa de declividade foi feita utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia
fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente onde as aacutereas planas e com ateacute 10 graus de
inclinaccedilatildeo foram consideradas de maacutexima adequabilidade (255) no momento em que o valor
da inclinaccedilatildeo ultrapassa os 10 graus essa adequabilidade decresce ateacute chegar ao valor miacutenimo
(0) onde a inclinaccedilatildeo eacute de 30ordm e acima deste valor de inclinaccedilatildeo a adequabilidade torna-se
nula Estes valores foram adotados levando-se em consideraccedilatildeo tudo o que foi estudado na
pesquisa bibliograacutefica em trabalhos como o de Biondi (2003) Neto e Costa (2010) e
Leonardi e Ladeira (2012) e observaccedilotildees realizadas em campo
Neto e Costa (2010) realizaram o mapeamento de unidades geomorfoloacutegicas da Bacia
do Rio Cauameacute-RR no qual foi possiacutevel identificar deposiccedilatildeo lateriacutetica onde a declividade
variava de 01 a 3 graus terrenos relativamente planos Esse estudo confirma a preacute-disposiccedilatildeo
da formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas
Leonardi e Ladeira (2012) fizeram uma anaacutelise hipsomeacutetrica da Regiatildeo Nordeste do
Quadrilaacutetero Ferriacutefero-MG associado ao material de origem Nesse estudo foi possiacutevel
evidenciar na base do Complexo Alegria uma superfiacutecie plana que ultrapassou oito
quilocircmetros de extensatildeo com declividade inferior a 5ordm que estaacute associada agrave Crosta Lateriacutetica
de Ferricrete Contiacutenua Sendo estaacute mais uma evidecircncia da preacute-disposiccedilatildeo da formaccedilatildeo de
depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas
O fator cota teve como objetivo a identificaccedilatildeo de aacutereas cujas cotas estatildeo proacuteximas de
mil metros de altitude geralmente topo de morros pois para haver a formaccedilatildeo e
desenvolvimento de depoacutesitos lateriacuteticos eacute necessaacuterio que o ambiente gerador possua alguns
paracircmetros essenciais como alta taxa de pluviosidade atuando na lixiviaccedilatildeo relevo pouco
inclinado para minimizar a accedilatildeo erosiva resultante da alta pluviosidade alta taxa de
percolaccedilatildeo de aacutegua para mobilizar a mateacuteria lixiviada e por fim cotas topograacuteficas elevadas
em relaccedilatildeo ao niacutevel de base regional sendo essencial para promover uma taxa contiacutenua nos
processos citados acima (ALEVA 1994) Devido a esta caracteriacutestica de condicionar uma
taxa contiacutenua nos processos essenciais para geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos o fator cota estaacute
presente na anaacutelise multicriteacuterio deste trabalho possuindo um grau de importacircncia inferior ao
fator litoloacutegico e ao fator declividade poreacutem sendo fundamental para comprovar a eficaacutecia do
estudo
A normatizaccedilatildeo do fator cota foi realizada utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia fuzzy
sigmoidal monotocircnica crescente onde aacutereas inferiores a 600 metros foram consideradas de
adequabilidade miacutenima (0) agrave medida que o valor da cota sobe a adequabilidade cresce ateacute
atingir a cota de 800 metros onde a adequabilidade torna-se maacutexima (255) e com isso todas
cotas acima de 800 metros possui adequabilidade maacutexima Para definiccedilatildeo dos valores
adotados nesse fator levou-se em consideraccedilatildeo as observaccedilotildees realizadas em campo revisatildeo
bibliograacutefica sobre depoacutesitos lateriacuteticos e trabalhos como o de Morais et al (2002) e Oliveira
et al (2009)
Atraveacutes do Processo Analiacutetico Hieraacuterquico foram gerados os pesos onde seus valores
foram atribuiacutedos de acordo com o seu grau de importacircncia utilizando como base a escala
fundamental de Saaty (1977 citado por MORETTI et al 2008) Sendo assim ficou
estabelecido que o fator litoloacutegico eacute moderadamente mais importante que o fator declividade
o fator declividade eacute moderadamente mais importante que o fator cota e o fator litoloacutegico eacute
fortemente mais importante que o fator cota Com os fatores normatizados e os seus
respectivos pesos calculados os mapas foram agrupados utilizando a Combinaccedilatildeo Linerar
Ponderada onde os fatores foram multiplicados pelos seus pesos e em seguida somados para
geraccedilatildeo do mapa de adequabilidade Como no presente trabalho foi utilizada restriccedilatildeo o
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
32
procedimento foi alterado e a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo de fatores
foi multiplicada pela restriccedilatildeo gerando o mapa de adequabilidade final
Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo par-a-par entre fatores Fonte Autores
Fator Litologia Declividade Cota
Litologia 1
Declividade 13 1
Cota 15 13 1
Na Tabela 3 estatildeo os valores correspondentes aos pesos calculados atraveacutes do processo
analiacutetico hieraacuterquico utilizando a matriz de comparaccedilatildeo Os pesos demostram a influecircncia de
cada fator no mapa final de adequabilidade Onde o fator litoloacutegico representou cerca de 64
no valor final da anaacutelise o fator declividade contribuiu com aproximadamente 26 e o fator
cota representou 10 A proporccedilatildeo de consistecircncia eacute um valor que mostra o erro obtido no
caacutelculo da matriz de comparaccedilatildeo e neste caso o erro foi de 003 estando dentro do limite
aceitaacutevel de 01
Quadro 3 - Resultado dos pesos calculados para cada fator Fonte Autores
Fator Peso
Litoloacutegico 064
Declividade 026
Cota 010
Com o mapa final de adequabilidade gerado foi possiacutevel comparar os resultados
obtidos atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio com os dados coletados em campo E assim discutir
sobre a confiabilidade da ferramenta de anaacutelise multicriteacuterio na obtenccedilatildeo de aacutereas com alta
adequabilidade para prospecccedilatildeo de depoacutesitos de manganecircs
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Como resultados foram obtidos os mapas de fatores que indicam como cada fator
influenciou no mapa final e utilizando esses mapas separadamente eacute possiacutevel discutir sobre a
importacircncia de cada fator na anaacutelise Entretanto quando eacute realizada a integraccedilatildeo dos mapas
na anaacutelise multicriteacuterio em um uacutenico mapa torna-se mais faacutecil o julgamento das aacutereas de
acordo com a adequabilidade
A Figura 3 conteacutem os mapas de fatores e restriccedilotildees utilizados nesse trabalho O fator
litoloacutegico apresentou grande favorabilidade na regiatildeo centro norte devido essa aacuterea ser
composta principalmente por rochas do tipo leucognaisse e biotitito que geralmente estatildeo
associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs O restante da aacuterea apresentou favorabilidade
variando de meacutedia agrave baixa devido agrave composiccedilatildeo das rochas e os valores atribuiacutedos a cada
uma delas
O leucognaisse foi considerado de muito alta favorabilidade em relaccedilatildeo agrave formaccedilatildeo de
depoacutesitos lateriacuteticos visto que a maior parte dos depoacutesitos encontrados em campo estatildeo
associados a esse tipo rochoso A litologia biotitito foi classificada com alta favorabilidade agrave
formaccedilatildeo de depoacutesito lateriacutetico uma vez que alguns depoacutesitos lateriacuteticos foram encontrados
associados a esta rocha Os litotipos granada biotita gnaisse granada biotita feldspato
protomilonito e granada biotita piroxecircnio gnaisse foram considerados de meacutedia
favorabilidade pois apesar de natildeo ter sido observado em campo qualquer associaccedilatildeo destes
litotipos com depoacutesitos lateriacuteticos a composiccedilatildeo mineraloacutegica destas rochas podem permitir a
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
33
formaccedilatildeo de algum tipo de depoacutesito de manganecircs lembrando que natildeo eacute apenas a mineralogia
que determina a formaccedilatildeo de depoacutesitos
As rochas biotita piroxecircnio gnaisse biotita gnaisse e Leucogranito foram classificadas
com baixa favorabilidade uma vez que a composiccedilatildeo mineraloacutegica das mesmas dificilmente
permitiraacute a formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs
O fator cota ficou evidenciado uma grande adequabilidade indo desde a parte central
ateacute o topo norte do mapa Da porccedilatildeo central ateacute a base sul do mapa a adequabilidade ficou
bem dividida variando de alta a nula Resultados esses jaacute esperados para esse fator visto que
a regiatildeo de estudo e bastante montanhosa estando sempre bem acima do niacutevel meacutedio do mar
Jaacute porccedilotildees com baixa ou nula adequabilidade estatildeo associadas as aacutereas mais baixas
simplesmente pela geomorfologia ou em alguns casos a canais de drenagem que ao longo do
tempo vatildeo dissecando o relevo e tornando-o mais baixo
O fator declividade como esperado apresentou uma grande quantidade de aacutereas com
alta adequabilidade e boa distribuiccedilatildeo visto que apesar da regiatildeo de estudo estaacute contida em
cotas elevadas o relevo predominante eacute pouco acidentado e os topos de morros satildeo mais
aplainados
A restriccedilatildeo hidrograacutefica estaacute presente neste trabalho com o intuiacutedo de identificar e
restringir todas as regiotildees que fazem parte das Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes em aacutereas
de Mata Ciliar A restriccedilatildeo foi realizada isolando um raio de 50 metros no entorno de
qualquer corpo drsquoaacutegua visto que dentro destas regiotildees eacute proibida a realizaccedilatildeo de estudos
prospectivos (CONAMA 2002)
Figura 3 - Mapas de Fatores e Restriccedilotildees (A) Fator Litoloacutegico (B) Fator Cota (C) Fator
Declividade (D) Restriccedilatildeo Hidrograacutefica Fonte Autores
No mapa final de adequabilidade (Figura 4A) observa-se que a aacuterea mais favoraacutevel
(255) agrave prospecccedilatildeo de manganecircs proposta por este trabalho estaacute localizada na parte superior
do mapa distribuiacuteda de leste a oeste poreacutem eacute possiacutevel encontrar outras regiotildees como na parte
central do mapa e uma pequena porccedilatildeo na regiatildeo sudoeste que embora obtivessem
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34
adequabilidade um pouco mais baixa (200-160) ainda possuem valores satisfatoacuterios O
restante do mapa apresentou uma adequabilidade variando de meacutedia (130) e baixa (50) A alta
adequabilidade encontrada na parte superior do mapa ocorre devido ao substrato rochoso ser
composta por leucognaisse rocha com maior peso de importacircncia dentro do fator litoloacutegico
que por sua vez eacute o fator de maior influecircncia dentro da anaacutelise e por essa regiatildeo apresentar as
maiores cotas da aacuterea de estudo Algumas regiotildees que possuem alta adequabilidade para os
fatores declividade e cota obtiveram uma adequabilidade variando de meacutedia (130) a baixa
(50) isto porque o fator litoloacutegico que teve o maior peso na anaacutelise alcanccedilou baixa
adequabilidade nessas aacutereas do mapa As porccedilotildees no mapa que apresentaram adequabilidade
nula satildeo aquelas onde as restriccedilotildees foram atuantes neste caso os corpos hiacutedricos
A etapa de campo obteve como produto um mapa de pontos (Figura 4B) onde foram
constatados pontos com a presenccedila de manganecircs pontos de depoacutesitos de manganecircs jaacute
descritos por outras literaturas e pontos que natildeo possuiacuteam a presenccedila do manganecircs Vale
salientar que a descriccedilatildeo de um ponto representa natildeo somente as caracteriacutesticas daquele exato
local mas tambeacutem do seu entorno A geraccedilatildeo deste mapa teve com intuiacutedo facilitar a
amostragem dos pontos que possuem a presenccedila de manganecircs e comparaacute-lo com o mapa de
adequabilidade final
Ao analisar o mapa de adequabilidade eacute possiacutevel perceber que todos os pontos
descritos em campo que possuiacuteam a presenccedila de manganecircs estatildeo associados a uma alta
adequabilidade Eacute importante explicar que ao fazer o caminhamento de campo procurasse
sempre utilizar rotas de mais faacutecil acesso para percorrer a aacuterea como por exemplo as redes de
drenagem No caso deste trabalho essa metodologia de caminhamento acabou acarretando
controveacutersia no momento de anaacutelise do mapa final pois pontos nos quais ficou comprovada a
presenccedila de manganecircs estatildeo situados tanto dentro de porccedilotildees de alta adequabilidade quanto de
adequabilidade nula isto devido aos pontos terem sido coletados proacuteximos agraves drenagens e o
sistema hidrograacutefico da regiatildeo ser considerado uma restriccedilatildeo de acordo com CONAMA
(2002) Essa controveacutersia natildeo diminui a comprovaccedilatildeo da eficaacutecia da ferramenta da anaacutelise
multicriteacuterio visto que os pontos representam uma aacuterea muito maior do que aquele exato
local onde o ponto foi descrito e a malha de restriccedilatildeo hidrograacutefica natildeo nega a presenccedila do
manganecircs apenas restringe a exploraccedilatildeo mineral por se tratar de uma aacuterea de preservaccedilatildeo
permanente
No mapa de adequabilidade foi utilizada uma simbologia com a forma de um ciacuterculo
vazado nos pontos que tiveram a presenccedila de manganecircs comprovada com o intuiacutedo de
representar melhor a aacuterea de influecircncia de cada ponto e tornar mais clara essa possiacutevel
controveacutersia ao se analisar o mapa Os pontos que possuem a presenccedila do manganecircs
identificados na Folha Espera Feliz ndash SF 24-V-A-IV (HORN 2007) foram associados a uma
adequabilidade variando de alta a meacutedia resultados que reforccedilam a eficaacutecia da anaacutelise
multicriteacuterio como uma ferramenta eficaz para prospecccedilatildeo de manganecircs na regiatildeo proposta
No mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel observar que 60 de todos os pontos que
possuem a presenccedila de manganecircs independente se satildeo pontos vistos em campo ou pontos
obtidos por meio de outras literaturas estatildeo localizados em regiotildees de alta adequabilidade
(255 ateacute 200) e os 40 restantes estatildeo localizados em porccedilotildees de meacutedia adequabilidade (130)
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
35
Figura 4 - A) Mapa de adequabilidade final com os pontos de amostragem e drenagens (azul)
com isolamento de 50 metros (branco) delimitando a restriccedilatildeo hidrograacutefica de acordo com
CONAMA (2002) B) Mapa com discriminaccedilatildeo de pontos onde natildeo foi constatada a presenccedila
de manganecircs (pontos pretos) pontos que possuiacuteam manganecircs (pontos vermelhos) e pontos
buscados na literatura que jaacute tinham identificaccedilatildeo de presenccedila de manganecircs (pontos verdes)
Fonte Autores
CONCLUSAtildeO
A utilizaccedilatildeo das teacutecnicas de geoprocessamento se mostrou eficaz para o tipo de estudo
realizado permitindo a integraccedilatildeo de diferentes tipos de dados que influenciam diretamente
na formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos
Analisando o mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel afirmar que o objetivo no qual
seria a avaliaccedilatildeo de aacutereas para a prospecccedilatildeo de manganecircs obteve resultados satisfatoacuterios visto
que na regiatildeo escolhida para o estudo cerca de 30 da aacuterea apresenta alta adequabilidade
(255 ateacute 200) 40 possui meacutedia adequabilidade (aproximadamente 130) e apenas 30 da
aacuterea ficou caracterizada por uma baixa adequabilidade (de 50 ateacute 0)
A anaacutelise multicriteacuterio pode ser considerada uma ferramenta que possui resultados
satisfatoacuterios quando utilizada com criteacuterios embasados aleacutem disso trata-se de uma
metodologia de baixo custo e faacutecil aplicabilidade cujos resultados podem minimizar o custo e
o tempo da fase de prospecccedilatildeo e pesquisa
O mapa de favorabilidade final apesar de ter resultados aceitaacuteveis poderaacute ser refinado
futuramente quando novos dados forem obtidos em campo acrescentando-se novos fatores
como por exemplo anaacutelises geoquiacutemicas e pedologia
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CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Engenharia Civil Universidade Federal de Viccedilosa Viccedilosa
MG
sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da
Sauacutede Alegre ES 3 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
39
Capiacutetulo 3
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura
de taludes em atividades de mineraccedilatildeo
Laacutezaro Correcirca Marcellinosup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Julio Almeida Moreira2 Carlos
Henrique Rodrigues de Oliveira3
INTRODUCcedilAtildeO
O planejamento geoteacutecnico na mineraccedilatildeo torna-se um fator de extrema importacircncia
pois as consequecircncias de um mau planejamento podem colocar em risco o empreendimento
mineiro Uma vez que se impotildee a exploraccedilatildeo do bem mineral em diferentes frentes de avanccedilo
tem-se notado um avanccedilo dos limites da cava cada vez mais extremos portanto criam-se
problemas geoteacutecnicos cada vez mais complexos
Com isso os desafios ao longo dos anos satildeo maiores pois aleacutem de se observar uma
tendecircncia no aprofundamento das cavas exige-se a adoccedilatildeo de meacutetodos geoteacutecnicos e
tecnoloacutegicos que possibilitem de forma segura e econocircmica a lavra da substacircncia de
interesse (REIS 2011)
Existem tambeacutem vaacuterios fatores que contribuem para a instabilidade de taludes uma
vez que iniciada a lavra os taludes possuem um caraacuteter temporaacuterio por isso adota-se fatores
de seguranccedila menores quando comparados a obras civis Apresentam tambeacutem instabilidade
derivada das vibraccedilotildees nos maciccedilos relacionadas as detonaccedilotildees e ao constante traacutefego de
veiacuteculos pesados sobre as bancadas por isso torna-se mais difiacutecil a previsatildeo desses eventos de
ruptura (PARDO 2009)
A deflagraccedilatildeo de um rompimento de talude pode estar condicionada a esses fatores
fiacutesicos predisponentes supracitados onde o grande desafio da comunidade cientiacutefica estaacute
relacionado a prever quantificar qualificar e temporizar o momento de ruptura do talude A
necessidade de melhorias no planejamento geoteacutecnico aliados a teacutecnicas geomorfoloacutegicas
hidroloacutegicas geoambientais e geoloacutegicas dentro da mineraccedilatildeo eacute um fator importante na
mitigaccedilatildeo de possiacuteveis desastres contra a vida ao meio ambiente perda de material e
prejuiacutezos econocircmicos incalculaacuteveis ao empreendimento aleacutem da necessidade de atender a
legislaccedilatildeo vigente que conteacutem diversas exigecircncias
Assim do ponto de vista geoteacutecnico a estabilidade de taludes associado ao sistema de
informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) constitui ferramenta essencial na definiccedilatildeo da geometria da
cava aleacutem de mitigar os riscos supracitados durante a atividade de lavra (GOMES et al
2005) Logo o presente trabalho possui como objetivo o desenvolvimento de mapa litoloacutegico
e de lineamentos utilizando loacutegica fuzzy para utilizaccedilatildeo na anaacutelise de susceptibilidade de
talude em uma atividade de mineraccedilatildeo de ferro no Quadrilaacutetero Ferriacutefero (QF)
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
A aacuterea de estudo insere-se na regiatildeo do QF o qual eacute uma Proviacutencia Mineral que
possui este nome em funccedilatildeo do arranjo geomeacutetrico de sua morfoestrutura que se assemelha a
um quadrado Localiza-se na porccedilatildeo centro-sudeste do Estado de Minas Gerais e perfaz uma
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
40
aacuterea de aproximadamente 7000 Kmsup2 abrangendo os municiacutepios de Sabaraacute Santa Baacuterbara
Mariana Congonhas Ouro Preto Joatildeo Monlevade Rio Piracicaba Itauacutena e Itabira entre
outros 21 municiacutepios (Figura 1)
As principais vias de acesso agraves cidades satildeo pelas rodovias federais BR-262 e BR-361
e rodovias estaduais MG-129 MG-030 MG-040 entre outras Outra forma de acesso ao QF
se daacute pela Estrada de Ferro Vitoacuteria Minas (EFVM) onde quase toda produccedilatildeo das minas de
mineacuterio de ferro eacute escoada ateacute o Porto de Tubaratildeo em Vitoacuteria (ES)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo das principais minas da VALE SA no QF Fonte Modificado de
Costa (2008)
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL
Segundo Caputo (1983) talude compreende quaisquer superfiacutecies inclinadas que
limitam um maciccedilo de terra de rocha ou ambos Podem ser naturais casos das encostas ou
artificiais como os taludes de cortes e aterros Satildeo limitados na parte superior por uma Crista
ou Topo e na parte inferior por um ldquoPeacuterdquo como mostrado na Figura 2
Figura 2 - Elementos geomeacutetricos que compotildee um talude e satildeo utilizados para o
dimensionamento do mesmo Fonte Dyminski (2007)
Contudo considerando a estabilidade de taludes em atividade de mineraccedilatildeo os
elementos geomeacutetricos de um talude tornam-se um pouco mais complexos pois a cava final
de mina dependeraacute da conformaccedilatildeo dos taludes das rampas de acesso ao mineacuterio dos acircngulos
entre as vaacuterias bancadas existentes e da altura dos taludes Para uma cava ser operacionalizada
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41
e garantir a seguranccedila geoteacutecnica da mina deve conter necessariamente os seguintes
elementos geomeacutetrico (Figura 3)
Figura 3 - Elementos geomeacutetricos para o dimensionamento dos taludes de uma cava Fonte
Relatoacuterio Interno da Empresa (2013)
MEacuteTODOS DE ANAacuteLISE DE ESTABILIDADE DE TALUDES
A anaacutelise de estabilidade de taludes nos permite verificar a possibilidade de
escorregamento de taludes analisando-se as influecircncias relativas aos paracircmetros como
exemplo paracircmetros de resistecircncia litologia dentre outros que visam obter um estudo para
um melhor entendimento dos mecanismos de ruptura citados anteriormente As teacutecnicas de
anaacutelise de estabilidade podem ser divididas em grandes grupos que satildeo as anaacutelises
probabiliacutesticas anaacutelises determiniacutesticas e anaacutelises heuriacutesticas Sendo que a anaacutelise
probabiliacutestica requer conhecimento das distribuiccedilotildees de probabilidade ou das funccedilotildees de
densidade das variaacuteveis aleatoacuterias do problema ou seja a definiccedilatildeo da probabilidade de
ruptura ver Figura 4 (DYMINSKI 2007)
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
42
Figura 4 - Representaccedilatildeo probabiliacutestica das tensotildees atuantes e resistentes Fonte Dyminski
(2007)
A anaacutelise probabiliacutestica distingue-se da determiniacutestica por considerar a variabilidade
dos paracircmetros de caacutelculo particularmente a dispersatildeo natural para isto tem que ser
conhecida uma distribuiccedilatildeo de valores para cada paracircmetro (variaacuteveis aleatoacuterias) obtendo ou
assumindo uma distribuiccedilatildeo de probabilidade para o fator de seguranccedila As anaacutelises
probabiliacutesticas satildeo essenciais para a confecccedilatildeo de Mapas de Potencial de Ruptura Mapas de
Risco de Ruptura Mapas de Ocupaccedilatildeo de solos dentre outros (MONTOYA 2013)
As anaacutelises determiniacutesticas por sua vez buscam a quantificaccedilatildeo da estabilidade por
meio de fator numeacuterico que nos permitiraacute avaliar a respectiva seguranccedila se eacute ou natildeo estaacutevel
Sendo assim as anaacutelises determiniacutesticas satildeo baseadas em modelos fiacutesicos e buscam calcular
um fator ou coeficiente de seguranccedila (FS) As anaacutelises determiniacutesticas possuem diversos
meacutetodos sendo eles os de anaacutelise limite anaacutelise de tensatildeodeformaccedilatildeo e anaacutelise de
equiliacutebrio limite (MESQUITA 2013)
O meacutetodo de equiliacutebrio limite eacute tradicionalmente o mais utilizado para a determinaccedilatildeo
do FS pois estuda o equiliacutebrio de uma massa potencialmente instaacutevel Entende-se entatildeo que
estes meacutetodos se resumem a uma comparaccedilatildeo entre forccedilas que tendem a provocar movimento
ao longo de uma superfiacutecie de ruptura e forccedilas que contrariamente se opotildeem a este
movimento
ANAacuteLISES DE RISCO
Com objetivo de normatizar a terminologia aplicada aos estudos de aacutereas geoloacutegicas e
geoteacutecnicas Varnes (1984) propocircs uma definiccedilatildeo formal para diferentes sentidos de riscos
como risco especiacutefico hazard e vulnerabilidade
No Brasil os pioneiros a propor uma normatizaccedilatildeo foram Augusto Filho et al (1990)
que debateram tanto no acircmbito nacional quanto internacional termos conceitos e
nomenclatura associados ao termo Risco Atualmente os conceitos mais usuais satildeo aqueles
recomendados pelas associaccedilotildees das categorias como Australian Geomechanics Society
(AGS) International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (ISSMGE)
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43
International Society for Rock Mechanics (ISRM) Associaccedilatildeo Brasileira de Geologia de
Engenharia e Ambiental (ABGE) e da ISO 31000 (CORTELETTI 2014)
Ainda assim existe pouca unicidade acerca do tratamento dos conceitos e problemas
sobre a avaliaccedilatildeo de risco muitas vezes enfrentando barreiras quanto agrave avaliaccedilatildeo de
incertezas em Geotecnia e avaliaccedilatildeo de risco
GEOPROCESSAMENTO
Teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais que leva em consideraccedilatildeo o processamento
de dados geograacuteficos satildeo conhecidas como geoprocessamento Segundo algumas definiccedilotildees
adotadas por Menezes (2012) as ferramentas computacionais utilizadas em geoprocessamento
permitem realizar anaacutelises complexas atraveacutes de Sistemas de informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG)
SIG por sua vez satildeo sistemas de informaccedilotildees construiacutedos especialmente para armazenar
analisar e manipular dados geograacuteficos
Os SIG tecircm se tornado cada vez mais usuais pois as teacutecnicas computacionais se
tornam cada vez mais complexas e com melhor desempenho possibilitando entatildeo confrontar
dados distintos para produzir o resultado desejado com mais facilidade Confrontar mapas
com diferentes informaccedilotildees permitindo gerar um novo mapa eacute uma ferramenta de grande
eficiecircncia pois o mesmo auxilia no planejamento nas tomadas de decisotildees e reduz a
ambiguidade de interpretaccedilotildees (MENEZES 2012)
Visando desenvolver um trabalho englobando teacutecnicas de geoprocessamentos junccedilatildeo
de mapas e teacutecnicas estatiacutesticas utilizou-se os SIG para aplicar teacutecnicas de anaacutelise
multicriteacuterio e loacutegica fuzzy
CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL
A aacuterea de estudo se insere em uma regiatildeo localizada a leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero
(QF) fazendo parte da Sinclinal de Alegria e situada regionalmente na porccedilatildeo sul do Craacuteton
Satildeo Francisco nas proximidades de Mariana e Ouro Preto (REIS et al 2000 ROESER e
ROESER 2010)
CONTEXTO GEOTECTOcircNICO
A parte leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero eacute constituiacuteda por rochas da regiatildeo cratocircnica
retrabalhadas tectonicamente durante o Evento Brasiliano (06-05 Ga) que resultou na
formaccedilatildeo da Faixa Araccediluaiacute e das demais faixas orogecircnicas que delimitam a borda deste
Cratoacuten (Figura 2) contendo resquiacutecios da orogenia Transamazocircnica (UHLEIN et al 1998)
ESTRATIGRAFIA DO QUADRILAacuteTERO FERRIacuteFERO
Alkmim e Marshak (1998) e Alkmim e Noce (2006) subdividiram o Quadrilaacutetero
Ferriacutefero segundo a coluna estratigraacutefica mostrada na Figura 5 Sendo este constituiacutedo por
quatro unidades litoestratigraacuteficas principais sendo elas O Embasamento Cristalino o
Supergrupo Rio das Velhas de idade arqueana o Supergrupo Minas e o Grupo Itacolomi de
idade paleo-proterozoacuteica
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
44
Figura 5 - Coluna estratigraacutefica da regiatildeo do Quadrilaacutetero Ferriacutefero Fonte Modificada de
Alkmim e Marshak (1998)
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45
METODOLOGIA
MATERIAIS
Foram utilizados os seguintes materiais
bull Software ArcGis 101 para confecccedilatildeo do mapa litoloacutegico
bull Relevo Sombreado para fotointerpretaccedilatildeo dos lineamentos
bull Software Idrisi Selva 170 para aplicaccedilatildeo da loacutegica fuzzy do mapa de lineamentos
bull Relatoacuterio interno disponibilizado pela empresa
MEacuteTODOS
De iniacutecio realizou-se um levantamento bibliograacutefico com aquisiccedilatildeo de informaccedilotildees
paracircmetros e mapas fornecidos pela literatura disponiacutevel e empresas privadas seguido da
confecccedilatildeo dos mapas
A pesquisa bibliograacutefica sobre o tema de estudo se deu por meio de consulta em livros
artigos e documentos fornecidos por empresas e levantamento de base de dados cartograacuteficos
disponiacuteveis na internet Tambeacutem foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica a respeito da
geologia local e regional da aacuterea tendo como base os artigos de Alkmim e Marshak (1998)
Essa fase tambeacutem se fez importante para o levantamento de informaccedilotildees conceituais
onde embasaram a definiccedilatildeo dos pesos para cada classe dos mapas gerados de acordo com a
literaturaObteve-se entatildeo informaccedilotildees estruturais e geoloacutegicas da regiatildeo do QF em minas
privadas de mineacuterio de ferro
Os trabalhos de Gomes (2009) Corteletti (2014) e Alves (2014) aplicam metodologias
semelhantes para a determinaccedilatildeo e anaacutelise de suscetibilidade vulnerabilidade de risco a
movimentos de massa para ferrovias e Montoya (2013) aplica uma metodologia semelhante
para rodovias Dos trabalhos destes autores pode-se tirar contribuiccedilatildeo na definiccedilatildeo de quais
mapas seriam gerados
Assim a partir dos paracircmetros e dados levantados geraram-se o mapa litoloacutegico e de
lineamentos e definiram-se pesos para sua utilizaccedilatildeo na anaacutelise de estabilidade de taludes em
aacuterea de mineraccedilatildeo
Mapa Litoloacutegico
O mapa litoloacutegico proposto teve como base o de Menezes (2012) e relatoacuterios teacutecnicos
A divisatildeo da litologia corresponde ao tipo de rocha que compotildee o maciccedilo rochoso Esta
classificaccedilatildeo foi feita a partir de paracircmetros como a composiccedilatildeo mineraloacutegica origem e
estrutura da rocha
Contudo nem sempre a classificaccedilatildeo litoloacutegica consegue mostrar a variedade que uma
rocha apresenta em mesmo local Portanto torna-se necessaacuterio a definiccedilatildeo da rocha de acordo
com caracteriacutesticas peculiares seja estrutura composiccedilatildeo mineraloacutegica ou fatores de coesatildeo
No Mapa Litoloacutegico foram definidas oito litologias Rochas Intrusivas (IN) Itabirito
Compacto (IC) Itabirito Friaacutevel (IF) Itabirito Manganesiacutefero (IM) Hematita Compacta (HE)
Filito (FL) Quartizito (QT) e Xisto (XI)
Os pesos atribuiacutedos atraveacutes da reclassificaccedilatildeo foram definidos de acordo com o tipo de
litologia e suas caracteriacutesticas ou seja rochas mais intemperizadas e que apresentam um
menor coeficiente de resistecircncia tiveram valores maiores Foi levado em consideraccedilatildeo ainda o
grau de coesatildeo e competecircncia da rocha Para a atribuiccedilatildeo dos pesos litoloacutegicos levou-se em
consideraccedilatildeo o conhecimento do autor aleacutem das caracteriacutesticas citadas anteriormente
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
46
Rochas como as Intrusivas (IN) Filito (FL) Xisto (XI) e Itabiro Friaacutevel (IF)
apresentam uma condiccedilatildeo mais propensa a baixa resistecircncia devido ao intemperismo do que
as rochas que possuem um melhor grau de coesatildeo (Tabela 1)
Tabela 1 - Valores atribuiacutedos para cada classe litoloacutegica Fonte Autores
Classes Litoloacutegicas Valor atribuiacutedo
Quartizito (QT) 20
Hematita Compacta (HE) 50
Itabirito Compacto (IC) 80
Itabirito Manganesiacutefero
(IM)
110
Itabirito Friaacutevel (IF) 140
Filito (FL) 170
Xisto (XI) 200
Intrusiva (IN) 255
Mapa de Lineamentos
A geraccedilatildeo do mapa de lineamentos consistiu na fotointerpretaccedilatildeo de padrotildees de
lineamentos presentes no entorno e dentro da aacuterea de estudo Esses padrotildees foram
interpretados em uma imagem de relevo sombreado gerado pelo Modelo Digital de Terreno
(MDT) Apoacutes essa fotointerpretaccedilatildeo pode-se gerar o mapa de lineamentos no formato
vetorial Sendo este mapa posteriormente utilizado para gerar o mapa fuzzy de lineamentos
O mapa de lineamentos foi gerado a partir da aplicaccedilatildeo da funccedilatildeo fuzzy sigmoidal
decrescente do software Idrisi pois estaacute funccedilatildeo eacute a mais utilizada em anaacutelises geoambientais
com pontos de controle em 20 e 100 o que indica que valores ateacute 20 metros de distacircncia dos
lineamentos tecircm adequabilidade maacutexima e agrave partir de 20 metros decaem sigmoidalmente ateacute
100 metros onde a adequabilidade eacute miacutenima
Segundo alguns de estudos feitos por Huallanca (2004) e Hoek e Bray (1981)
dependendo da densidade de lineamentos ou da distacircncia que apresentam entre si e do
comportamento dos mesmos esses padrotildees comportam-se como zonas de fraqueza presentes
no maciccedilo podendo influenciar na resistecircncia do mesmo Saacute (2010) realizou um estudo
semelhante em uma cava de mineraccedilatildeo de ferro e observou que ocorrem rupturas em grande
escala em regiotildees que apresentam alta densidade de padrotildees de lineamentos
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Os resultados obtidos ou seja o mapa litoloacutegico e de lineamentos seratildeo expostos de
forma separada de acordo com suas discussotildees
MAPA LITOLOacuteGICO
O mapa litoloacutegico apresentou oito classes (Figura 6) Este mapa foi confeccionado e
considerado para a anaacutelise da estabilidade de taludes pelo fato das litologias apresentarem
uma reologia muito complexa em se tratando de um ambiente de mineraccedilatildeo
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Figura 6 - Mapa litoloacutegico mostrando sua variedade de tipologia Fonte Autores
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
48
A litologia dentro de atividades de mineraccedilatildeo eacute um dos fatores mais afetados em se
tratando de aspectos geoteacutecnicos pois nesses locais apresentam-se uma grande mobilizaccedilatildeo
de massa rochosa ou solo para extraccedilatildeo do bem mineral causando certo grau de alteraccedilatildeo
devido a desconfinamento ou meteorizaratildeo do estado natural da rocha
Os pesos atribuiacutedos a cada classe litoloacutegica foram embasados em consultas a
bibliografias e analisando os paracircmetros de resistecircncia e caracterizaccedilatildeo Costa (2009)
caracterizou algumas litologias do QF de acordo com ensaios laboratoriais de compressatildeo
uniaxial utilizando esses dados pode-se relacionar que valores atribuiacutedos a cada classe
litoloacutegica variam de acordo com sua capacidade de compressatildeo feita nos ensaios
Com isso atribuiu-se agrave classe quartizito a menor adequabilidade pois essa rocha
apresenta uma maior competecircncia sendo que rochas que conteacutem grande quantidade de
quartzo satildeo dificilmente intemperizaacuteveis O contraacuterio foi considerado com as intrusivas que
receberam a maior valoraccedilatildeo pois se trata de uma rocha muito mais facilmente
intemperizada o que diminui o grau de coesatildeo diminuindo as forccedilas de resistecircncia Para as
rochas com resistecircncia intermediaacuteria levou-se em consideraccedilatildeo os paracircmetros geoteacutecnicos e as
caracteriacutesticas estruturais e anisotropias e conhecimento proacuteprio
MAPA FUZZY DE LINEAMENTOS
Para confecccedilatildeo do mapafuzzy de lineamentos (Figura 7) foi aplicada a funccedilatildeo fuzzy
sigmoidal decrescente sobre os lineamentos Este mapa apresentou uma zona de
suscetibilidade alta (255) nas regiotildees proacuteximas aos lineamentos e uma zona de baixa ou nula
suscetibilidade (0) em zonas mais distantes aos lineamentos
As regiotildees que apresentam alta adequabilidade satildeo zonas com distacircncia muito
proacuteximas dos lineamentos logo essas zonas apresentam uma forte influecircncia dos mesmos As
zonas em coloraccedilatildeo amarela que apresentam uma baixa adequabilidade satildeo regiotildees que se
situam mais distantes dos lineamentos apresentando assim uma baixa influecircncia dos
lineamentos nessas regiotildees
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Figura 7 - Mapa fuzzy de lineamentos mostrando as aacutereas onde apresentam baixa ou alta adequabilidade Fonte Autores
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
50
CONCLUSAtildeO
De acordo com o objetivo do trabalho a metodologia foi eficaz pois os mapas gerados
satildeo subsiacutedios eficazes para a anaacutelise da ruptura de taludes soacute podendo ser desenvolvidos
devido agrave teacutecnica de geoprocessamento aplicada Com o ressalve de que no uso de dados
lineamentos eles natildeo podem natildeo ter as dimensotildees precisas pois tanto podem se apresentar
em superfiacutecie quanto em profundidade alterando o maciccedilo
Sugere-se ainda o uso de outros mapas para tornar a anaacutelise mais completa como por
exemplo mapas da profundidade do niacutevel drsquoaacutegua e declividade
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
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sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Geologia Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha
e Mucuri Diamantina MG
sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 3 Departamento de Engenharia de Minas Instituto Federal do Espiacuterito Santo Cachoeiro de
Itapemirim ES 4 Escola de Arquitetura Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG 5 Departamento de Geologia Universidade Federal de Ouro Preto Ouro Preto MG
53
Capiacutetulo 4
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES
utilizando teacutecnicas de geoprocessamento
Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitassup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Allison Augusto
Gonccedilalves de Freitas1 Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas3 Rayane Monteiro
Ferreira4 Edgar Batista de Medeiros Juacutenior5
INTRODUCcedilAtildeO
Redes de transporte rodoviaacuterio tornaram-se a essecircncia da infraestrutura em todos os
paiacuteses As estradas satildeo importantes como a estrutura fiacutesica da sociedade e como a base para o
desenvolvimento social e econocircmico (EFFATI et al 2012)
No Brasil o principal meio de transporte urbano e de boa distribuiccedilatildeo eacute o sistema de
transporte rodoviaacuterio Neste contexto vias rurais e urbanas satildeo notaacuteveis para tornar o traacutefego
de pessoas e a distribuiccedilatildeo de produtos sendo incontestaacutevel a importacircncia de um sistema de
transporte seguro capaz de atender a demanda (SILVA et al 2006) Juntamente com um
intenso crescimento nas cidades de porte meacutedio na deacutecada de 60 ocorreu um periacuteodo de
grandes investimentos em infraestrutura rodoviaacuteria no paiacutes Jaacute nos anos 70 o Ministeacuterio de
Transportes por meio do Plano de Desenvolvimento Nacional estimulou uma expansatildeo das
rodovias no Brasil Com estes investimentos muitos municiacutepios proacuteximos e ao longo dos
eixos rodoviaacuterios sentiram-se atraiacutedos e motivados agraves atividades e investimentos que
favorecessem o comeacutercio de produtos e serviccedilos Assim as cidades de pequeno e meacutedio
porte demostraram um crescimento linear ao longo das rodovias natildeo apresentando
planejamento no uso do solo e na sua ocupaccedilatildeo (FREIRE 2003)
Com o tempo o aumento do transporte nestas rodovias trouxe implicaccedilotildees positivas e
negativas para as cidades (CORREcircA PINTO 2012) Alguns desses problemas como a
ocorrecircncia de congestionamentos e acidentes (EFFATI et al 2012) No sentido de diminuir
esses problemas existem metodologias que auxiliam no estudo de viabilidade sendo uma
delas a aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio que foi utilizada neste trabalho
Deste modo este trabalho teve por objetivo geral fazer um estudo de realocaccedilatildeo da
BR-101 na aacuterea urbana do municiacutepio de Iconha-ES utilizando anaacutelise multicriteacuterio De
forma mais especiacutefica
bull Analisar quais criteacuterios (fatores e restriccedilotildees) interferem na locaccedilatildeo da rodovia
bull Determinar as restriccedilotildees que interferem na escolha da aacuterea
bull Determinar os fatores que interferem na escolha da aacuterea
bull Determinar as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy que melhor se adequam aos diferentes fatores
usados
bull Ponderar os fatores
bull Gerar a anaacutelise multicriteacuterio para estudo de aptidatildeo de aacutereas para realocaccedilatildeo da BR-101
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
54
bull Achar uma aacuterea com maior adequabilidade agrave realocaccedilatildeo da rodovia
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
Iconha localiza-se ao sul do Espiacuterito Santo (Figura 1) entre as coordenadas
N=7695610m E=300822m N=7702818m E=318390m na zona 24 sul Limitando-se ao
norte com Anchieta ao sul com Rio Novo do Sul a leste com Piuacutema e a oeste com Alfredo
Chaves Segundo IBGE (2014) o municiacutepio possui aacuterea territorial de 203528 kmsup2 O acesso
para a cidade de Iconha a partir de Vitoacuteria pode ser realizado pela BR-101 ateacute o municiacutepio
de Iconha sendo um trajeto de aproximadamente 97 Km
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
CONTORNOS VIAacuteRIOS
Em um contexto geral as ruas que satildeo estradas dentro das cidades marcavam os
caminhos de acesso onde se estabeleciam as relaccedilotildees com os territoacuterios circundantes na
configuraccedilatildeo original das cidades marcando os eixos da futura expansatildeo (VALLEJO 1995)
Anteriormente a intensificaccedilatildeo do uso de automoacuteveis as estradas (intermunicipais estaduais e
federais) passavam dentro das cidades e os fluxos de transporte tinham com elas uma relaccedilatildeo
intensa de contato cultural e intercacircmbio comercial aumentando o desenvolvimento local
(AUGEacute 1994) A malha rodoviaacuteria brasileira se deslocou criando corredores estrateacutegicos de
transportes trazendo consigo um crescimento socioeconocircmico e modificando as aacutereas e
cidades por onde passou (FREIRE 2003)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo do municiacutepio de Iconha em relaccedilatildeo ao Estado do Espiacuterito Santo O
quadrado em verde mostra a aacuterea de estudo Fonte Modificado de Wikipeacutedia (2006)
Devido ao crescimento maciccedilo do fluxo de veiacuteculos nas cidades novas medidas foram
tomadas dentre elas a construccedilatildeo de rodovias de contorno ou aneacuteis viaacuterios atualmente
usados como a soluccedilatildeo mais viaacutevel para resolver o problema das travessias urbanas (SILVA
JUacuteNIOR e FERREIRA 2008)
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55
O surgimento destes contornos daacute-se com a necessidade de melhorar a fluidez dos
deslocamentos devido ao elevado grau de saturaccedilatildeo das vias nas aacutereas mais centrais
(CORREcircA PINTO 2012) O fluxo de passagem tende a ser redirecionado para fora das aacutereas
urbanas por meio de laccedilos de contorno ou aneacuteis viaacuterios (SANTOS 2006)
De acordo com Silva Juacutenior e Ferreira (2008) a construccedilatildeo de contornos viaacuterios pode
atrair a ocupaccedilatildeo urbana do mesmo modo que o traccedilado original o que poderia levar a
ineficiecircncia deste novo contorno viaacuterio O natildeo planejamento desta ocupaccedilatildeo pode vir com
uma nova segregaccedilatildeo urbana que terminaraacute por inviabilizar o segmento da rodovia O
tamanho destes impactos eacute dependente de vaacuterios fatos dentre os quais a estruturaccedilatildeo do
tecido urbano (malha viaacuteria e uso do solo) e seu grau de inter-relacionamento com a rodovia
(CORREcircA PINTO 2012)
Existem diversas teacutecnicas para estudo de locaccedilatildeo de contorno viaacuterio entre elas
podemos citar a avaliaccedilatildeo geomorfoloacutegica estrutural e pedoloacutegica seja com ou sem a
aplicaccedilatildeo de Sistema de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) O SIG eacuteutilizado principalmente pela
Engenharia de Transporte nos estudos de alternativas de traccedilados de contornos viaacuterios pode
considerar diversas categorias na anaacutelise (sociais econocircmicas ambientais geoteacutecnicas) com
pesos diferentes (SILVA 2004)
Em seu trabalho Silva et al (2006) utilizaram o apoio agrave decisatildeo atraveacutes de SIG e
apresentaram alternativas de projeto para o anel viaacuterio da cidade de Viccedilosa-MG com
utilizando agrave loacutegica fuzzy e a anaacutelise multicriteacuterio para o levantamento e anaacutelise de
condicionadores consideradas de acordo com os dados disponiacuteveis em mapas de altitude
hidrografia declividade sistema de transportes classe de solo e principalmente o uso e
cobertura do solo e selecionaram alternativas de contornos que fazem uso das rodovias
existentes como uma opccedilatildeo para diminuir os custos e os impactos ambientais
Correcirca Pinto (2012) tratou sobre os desdobramentos na forma urbana de pequenas
cidades causados por novos contornos viaacuterios tendo como estudo de caso as cidades de Satildeo
Francisco de Assis e Santiago (RS) A metodologia aplicada foi baseada nas medidas de
diferenciaccedilatildeo espacial atraveacutes das quais foi possiacutevel visualizar o dinamismo do traccedilado de
uma cidade e as possiacuteveis alteraccedilotildees de sua forma Como resultado identificou e avaliou
algumas consequecircncias que as implantaccedilotildees de contornos viaacuterios causam nas formas urbanas
das pequenas cidades
SILVA (2012) aplicou a metodologia de anaacutelise espacial por avaliaccedilatildeo multicriteacuterio
para otimizar o processo de planejamento da ocupaccedilatildeo territorial e da mobilidade urbana no
municiacutepio de Viccedilosa - MG e aacuterea de influecircncia Como metodologia utilizou recursos
disponiacuteveis em SIG com avaliaccedilatildeo multicriteacuterio sobre bases cartograacuteficas digitais Como
resultado elaborou mapas temaacuteticos que representam as propostas para a mobilidade urbana e
para a ocupaccedilatildeo territorial da aacuterea de estudo conforme as abrangecircncias consideradas
FOTOINTERPRETACcedilAtildeO
De acordo com Soares e Fiori (1978) a interpretaccedilatildeo visual eacute o estudo da imagem
fotograacutefica visando agrave descoberta e a avaliaccedilatildeo por meacutetodos indutivos dedutivos e
comparativos do significado funccedilatildeo e relaccedilatildeo dos objetos correspondentes agraves imagens ou
seja eacute a teacutecnica de examinar as imagens dos objetos na imagem e deduzir sua significaccedilatildeo
Ribeiro et al (2008) entendem que a fotointerpretaccedilatildeo baseia-se no processo de
anaacutelise de imagens por meio da detecccedilatildeo identificaccedilatildeo e classificaccedilatildeo dos objetos de
interesse contidos nelas Ao analisar imagens eacute importante a observaccedilatildeo de entes e feiccedilotildees
insinuadas atraveacutes de caracteriacutesticas das imagens como cor tonalidade textura tamanho
forma padratildeo sombras altura localizaccedilatildeo dos alvos e aspectos associados
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
56
Santos (1988) aplicou o levantamento das tipologias vegetais pela teacutecnica de anaacutelise
visual e atraveacutes desta mapeou quatro tipologias distintas e concluiu que o produto e
metodologia usados nesta pesquisa satildeo plenamente viaacuteveis para levantamentos das tipologias
florestais nativas da Amazocircnia
Mercante et al (2005) realizaram um mapeamento de uso do solo usando como base
para a interpretaccedilatildeo visual o conhecimento preacutevio da aacuterea de estudo adquiridos apoacutes o
reconhecimento de campo observando as principais classes de coberturas de solo na aacuterea O
resultado desta anaacutelise visual constituiu um importante subsiacutedio para a decisatildeo sobre a melhor
alternativa da via de gasoduto permitindo uma escolha mais racional e menos subjetiva
Moreira et al (2008) fotointerpretaram as imagens de sateacutelite (LANDSAT 7 ETM+)
pela sua variaccedilatildeo textural devido ao registro dos alvos terem diferentes comportamentos
espectrais e diferentes arranjos espaciais e explicaram a compartimentaccedilatildeo e a relaccedilatildeo de
equivalecircncia entre zonas que constituem texturas semelhantes
Desta forma entende-se que a interpretaccedilatildeo visual pode ter seu uso em estudos de
localizaccedilatildeo de estradas exploraccedilatildeo mineral diferentes traccedilados propostos agricultura
planejamento urbano e dentre outros mapas temaacuteticos (NADALIN 2010)
SISTEMAS DE INFORMACcedilAtildeO GEOGRAacuteFICA (SIG)
A aplicaccedilatildeo de Sistemas de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) em problemas de tomada de
decisatildeo eacute uma ferramenta poderosa e eficiente nas diversas aacutereas do conhecimento pois
possibilita que o processo seja realizado de maneira mais fundamentada Dessa forma o
agente de decisatildeo tem agrave sua disposiccedilatildeo dados e informaccedilotildees mais acessiacuteveis mais facilmente
combinados e modificados aleacutem de utilizar argumentos mais claros para a decisatildeo (SILVA
1999) Segundo Star e Estes (1991) o uso do SIG para a estruturaccedilatildeo e organizaccedilatildeo de
variaacuteveis com a intenccedilatildeo de obter alternativas para a seleccedilatildeo de locais com adequabilidades
para determinado estudo tem sido amplamente utilizado O seu uso pode ser explicado por ser
uma ferramenta que trata grandes quantidades de dados armazenados em banco de dados
contendo informaccedilotildees representativas do mundo real atraveacutes de coordenadas geograacuteficas
possibilitando realizar anaacutelises espaciais
ANAacuteLISE DE MULTICRITEacuteRIO
De acordo com Moura (2007) a anaacutelise de multicriteacuterio pode ser entendida como um
procedimento metodoloacutegico que faz o cruzamento de variaacuteveis nas anaacutelises espaciais esta
anaacutelise tambeacutem eacute conhecida como Anaacutelise Hieraacuterquica de Pesos ou Aacutervore de Decisotildees Esta
anaacutelise se destina a desenvolver estudos caracterizadores da realidade vigente e preditivos de
situaccedilotildees que estatildeo por vir alcanccedilando o objetivo da anaacutelise espacial Francisco et al (2007)
considera que a anaacutelise multicriteacuterio eacute um meacutetodo de anaacutelise de alternativas para a resoluccedilatildeo
de problemaacuteticas que utilizam diversos criteacuterios relacionados ao objeto de estudo sendo
assim possiacutevel identificar alternativas prioritaacuterias para o objeto considerado
Os meacutetodos de anaacutelises multicriteacuterio vecircm sendo utilizados para a soluccedilatildeo de
problemas nas tomadas de decisatildeo nas mais diversas aacutereas do conhecimento entre elas
alternativas de poliacuteticas social (VILAS BOAS 2006) como indicador de condiccedilotildees de vida
(SILVA e JANNUZZI 2009) no planejamento e gestatildeo ambiental (FRANCO et al 2013)
no uso de terras (PORATH 2014) e anaacutelise de sensibilidade ambiental (RIBEIRO 2011) com
o intuito de esclarecer ao decisor possibilidades nas escolhas Apoiam o procedimento
decisoacuterio com base nos dados existentes agregando valores dos agentes na busca de uma
melhor soluccedilatildeo (CAMPOS 2011)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
57
O procedimento da anaacutelise multicriteacuterio baseia-se em mapeamentos de variaacuteveis pelo
seu plano de informaccedilatildeo e na definiccedilatildeo do grau de pertinecircncia de cada plano de informaccedilatildeo e
de cada um de seus componentes para a construccedilatildeo do resultado final e sempre que
necessaacuterio utilizando fatores de ponderaccedilatildeo (MOURA 2007)
Na praacutetica na anaacutelise multicriteacuterio a decisatildeo eacute tomada atraveacutes de um conjunto de teacutecnicas e
meacutetodos para dar apoio a pessoas e organizaccedilotildees nas tomadas de decisotildees sob a persuasatildeo de
uma multiplicidade de criteacuterios (GOMES et al 2002)
Santos (2010) diz que para a realizaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio o estudo deve ter
como base alguns passos sendo eles a seleccedilatildeo e representaccedilatildeo das variaacuteveis que caracterizam
o fenocircmeno organizaccedilatildeo dessas em planos de informaccedilatildeo discretizaccedilatildeo dos planos em
resoluccedilatildeo espacial adequada combinaccedilatildeo das variaacuteveis de forma que elas possam representar
a complexidade da realidade e por fim a possibilidade de calibraccedilatildeo e validaccedilatildeo do sistema
mediante identificaccedilatildeo e correccedilatildeo das relaccedilotildees construiacutedas entre as variaacuteveis mapeadas
Moreira et al (2001) objetivou a pesquisa mineral atraveacutes de anaacutelises multicriteacuterio de
dados geoloacutegicos e geofiacutesicos visando a seleccedilatildeo de aacutereas com maior potencial agrave ocorrecircncia de
minerais radioativos Como estudo de caso comparou o desempenho de 8 meacutetodos de anaacutelise
multicriteacuterio de dados geoloacutegicos e radiomeacutetricos na prediccedilatildeo de aacutereas potenciais agrave
ocorrecircncia de minerais radiativos no planalto de Poccedilos de Caldas Os cenaacuterios gerados
indicaram desempenhos diferentes nas avaliaccedilotildees encontrando desde resultados considerados
bons a medianos para identificaccedilatildeo mineral
Vilas Boas (2006) desenvolveu um modelo de anaacutelise de decisatildeo para facilitar o
processo de escolha de alternativas de poliacuteticas programas e projetos relacionados agrave gestatildeo de
recursos hiacutedricos e mais especificamente ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Como resultado
apresentou uma lista ordenada das alternativas de uso muacuteltiplo possiacuteveis de serem
implantadas no reservatoacuterio
Moura (2007) aplicou a anaacutelise multicriteacuterio como subsiacutedio para estudos ambientais
de forma a apresentar como resultado um roteiro metodoloacutegico para apoio as revisotildees
bibliograacuteficas destinado agrave construccedilatildeo de anaacutelises espaciais de caracterizaccedilatildeo e gerenciamento
ambiental e urbano Jannuzzi et al (2009) utilizaram a anaacutelise multicriteacuterio em uma aplicaccedilatildeo
em poliacuteticas puacuteblicas e obteve como resultado uma seacuterie de escolhas teacutecnicas e poliacuteticas
Com o objetivo de levantar situaccedilotildees ambientais associadas agrave necessidade de proteccedilatildeo
do parque estadual da Serra do Rola Moccedila a partir dos dados levantados no plano de manejo
Santos (2010) apresentou uma proposta metodoloacutegica com uso de anaacutelise multicriteacuterio para
identificaccedilatildeo de suas aacutereas de fragilidade ambiental Como resposta obteve aacutereas fragilidade
associadas ao meio fiacutesico ao turismo a accedilatildeo antroacutepica e agrave correlaccedilatildeo desses fatores
Ribeiro (2011) usou anaacutelise multicriteacuterio para encontrar aacutereas para implantaccedilatildeo das
culturas florestais de Hevea brasiliensis Pinus elliottiivarelliottii e Schizolobiumamazonicum
no Estado do Espiacuterito Santo e como resultado observou-se que o Estado apresenta aacutereas com
aptidatildeo edafoclimaacutetica para todas as espeacutecies
Considerando a anaacutelise multicriteacuterio como uma boa ferramenta na tomada de decisotildees
Franco et al (2013) a usou em seus estudos para identificaccedilatildeo da prioridade de aacutereas a
recuperaccedilatildeo florestal O mapa final produzido foi considerado uma ferramenta de gestatildeo da
aacuterea prioritaacuteria a restauraccedilatildeo
Em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas potenciais para construccedilatildeo de marinas no
municiacutepio de Florianoacutepolis-SC com o uso da anaacutelise multicriteacuterio Porath (2014) usou
variaacuteveis adotadas em mapas temaacuteticos identificando geograficamente aacutereas mais propensas agrave
implantaccedilatildeo de marinas considerando a interferecircncia antroacutepica e marinha tentando
minimizar as perturbaccedilotildees e o impacto ambiental
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
58
METODOLOGIA
Para a realizaccedilatildeo deste trabalho foram utilizados como base vaacuterios materiais
cartograacuteficos sendo eles Curvas de niacutevel com equidistacircncia vertical de 20 m fornecido pelo
GEOBASES (2011) Mapa topograacutefico das cidades de Iconha Rio Novo do Sul Anchieta e
Piuacutema (160000) Ortofotos do IEMA (2007) das cidades de Iconha Rio Novo do Sul
Anchieta e Piuacutema (1 35000) Mapa de Declividade do terreno gerado a partir das curvas de
niacutevel Mapa de Rios e Mapa de Uso dos Solos gerados a partir da fotointerpretaccedilatildeo das
ortofotos
Para a montagem do banco de dados foram utilizadas as ortofotos com as quais foi
possiacutevel elaborar arquivos vetoriais (shapefile) atraveacutes de fotointerpretaccedilatildeo (na escala de
visualizaccedilatildeo de 12500) e vetorizaccedilatildeo em tela de pontos linhas e poliacutegonos gerando dois
mapas sendo eles Mapa de Uso dos Solos (Apecircndice A) onde foram observadas as
principais classes de coberturas de solo existentes (pastagem agricultura florestas casas
rurais zonas urbanas vilarejos depoacutesitosndashfaacutebricas-pedreiras lagoasndashlagos-represas) e o
Mapa de Rios Para a geraccedilatildeo do Mapa de Declividade do Terreno foram utilizadas as curvas
de niacutevel
ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO
De acordo com a proposta metodoloacutegica usada por Barros e Marques (2007) neste
trabalho levou-se em consideraccedilatildeo o levantamento e o geoprocessamento das condicionantes
que existem na legislaccedilatildeo Posteriormente ao levantamento e a anaacutelise dos condicionantes
foram determinados os criteacuterios que subsidiaram o processo de decisatildeo
Esta decisatildeo eacute suportada pela consideraccedilatildeo de criteacuterios que representam possiacuteveis
condiccedilotildees de quantificar ou avaliar determinada anaacutelise Os criteacuterios podem ser de dois tipos
Restriccedilatildeo ou Fatores A restriccedilatildeo eacute um criteacuterio capaz de limitar as alternativas em
consideraccedilatildeo no estudo e pode assumir um caraacuteter de exclusatildeo de espaccedilos da anaacutelise
definindo as alternativas natildeo elegiacuteveis que deveratildeo ser excluiacutedas do espaccedilo inicial de soluccedilotildees
possiacuteveis O Fator eacute um criteacuterio que aumenta ou diminui a adequabilidade de uma
determinada alternativa para o objetivo da anaacutelise Esta aptidatildeo eacute medida numa escala
contiacutenua e de forma a englobar todo o espaccedilo de soluccedilatildeo inicialmente previsto (RAMOS e
MENDES 2001)
Seguindo a metodologia apresentada por Benda et al (2012) neste trabalho utilizou-se
a loacutegica booleana para confecccedilatildeo dos mapas de restriccedilotildees a loacutegica fuzzy para padronizaccedilatildeo
dos fatores e a anaacutelise multicriteacuterio para combinaccedilatildeo entre as restriccedilotildees e fatores
Assim como Calijuri et al (2002) em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas para
implantaccedilatildeo de aterros sanitaacuterios neste trabalhou as restriccedilotildees diferenciam locais que possam
ser considerados aptos ou inaptos a realocaccedilatildeo da BR-101 Os fatores definem locais ou
alternativas em medidas contiacutenuas de aptidatildeo diminuindo ou aumentando o valor de uma
alternativa em questatildeo naqueles locais fora das restriccedilotildees absolutas
As restriccedilotildees atuam como um tipo de criteacuterio que limita a soluccedilatildeo do problema
restringindo as alternativas em consideraccedilatildeo excluindo aacutereas de acordo com determinadas
condiccedilotildees impostas (BENDA et al 2012) Utilizando um operador algeacutebrico de mapas tipo
booleano criam-se mapas binaacuterios natildeo aptos (0) ou aptos (1) que possibilitam a realizaccedilatildeo de
cruzamentos entre dois ou mais planos de informaccedilatildeo (SCARASSATTI e COSTA 2010)
As restriccedilotildees booleanas usadas com as justificativas das referidas escolhas satildeo listadas
abaixo
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
59
a) Restriccedilatildeo Casa Rurais e Depoacutesitos
De acordo com o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949 do DNIT 1973 requer-se a
distacircncia miacutenima de 60 metros das residecircncias e depoacutesitos (presentes no Mapa de Uso dos
Solos este usado para confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo para a construccedilatildeo de rodovias
Quando o custo do terreno ou imoacuteveis for muito elevado a desapropriar o tamanho dessa
faixa poderaacute mudar ao exigido por exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo
ateacute os miacutenimos 30 metros
b) Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas
Como margem de seguranccedila ao que rege o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949
(DNIT 1973) foi aplicada uma distacircncia miacutenima de 60 metros as zonas urbanizadas por
exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo ateacute os miacutenimos 20 metros
Tendo como foco a retirada da BR-101 do centro de Iconha ou de qualquer outra aacuterea com
habitaccedilatildeo neste toacutepico foram consideradas como zonas urbanizadas todas as aacutereas com 5
(cinco) ou mais casas proacuteximas no Mapa de Uso dos Solos este usado na confecccedilatildeo desta
restriccedilatildeo Assim somente as aacutereas com ocupaccedilatildeo urbana e seu entorno de 60 metros estatildeo
inaptas agrave ocupaccedilatildeo com a BR-101 sendo as demais aptas para o contorno viaacuterio
c) Restriccedilatildeo Rios
Pinto (2010) Corseuil e Campos (2007) Barros e Marques (2007) em seus trabalhos
com a intenccedilatildeo de preservar os recursos hiacutedricos de contaminaccedilotildees e respeitando a resoluccedilatildeo
Nordm 303 do CONAMA (2002) e na Lei Federal Nordm 4771 (BRASIL 1965) delimitaram um
raio de 30 metros ao redor dos cursos drsquoaacutegua com menos de 10 metros de largura como eacute o
caso da aacuterea em estudo
Neste trabalho apesar dos cursos drsquoaacutegua usado para a confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo) da
aacuterea possuiacuterem menos de 10 metros de largura optou-se para uma maior margem de
seguranccedila limitar um raio de ateacute 60 metros ao redor dos corpos drsquoaacutegua impedindo que essas
aacutereas obtivem-se algum grau de aptidatildeo para a realocaccedilatildeo da BR-101
Em seu trabalho sobre apoio agrave decisatildeo aplicada ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Vilas
Boas (2006) considerou os fatores que atuam em uma problemaacutetica como criteacuterios Scarassatti
e Costa (2010) trataram os fatores como mapas que provem ponderaccedilotildees dos diferentes
fatores de influecircncia a um dado acontecimento sendo um dos meios usados para a criaccedilatildeo dos
mapas de fatores a loacutegica fuzzy ou nebulosa
Para normalizar os criteacuterios satildeo usados as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy estas funccedilotildees
que foram selecionadas para que de melhor forma adequem aos paracircmetros do estudo De
acordo com Ramos e Mendes (2001) umas das funccedilotildees mais usadas designadas por funccedilotildees
fuzzy satildeo Sigmoidal J-Shaped Linear e Complexa Poreacutem na aplicabilidade deste trabalho
fez se o uso somente da funccedilatildeo Sigmoidal crescente e Sigmoidal decrescente (Figura 2)
Figura 2 - Funccedilotildees de pertinecircncia dos conjuntos fuzzy Sigmoidal crescente (a)
Sigmoidal decrescente (b) Fonte Modificado de Eastman (1997)
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
60
Haacute diversos meacutetodos de padronizaccedilatildeo grande parte dos meacutetodos utiliza valores
maacuteximos e miacutenimos (CAMPOS 2005) Neste trabalho os mapas dos fatores foram limitados
e ponderados a um intervalo ente 0 - 255 (intervalo do byte) permitindo exploraccedilatildeo da
variedade de dados contiacutenuos
a) Fator Declividade do terreno
A declividade pode ser representada como um acircngulo de inclinaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao
percentual entre o comprimento horizontal da encosta e o desniacutevel vertical (IPT 2007) Para
Barbosa et al (2012) a declividade consiste da maior ou menor inclinaccedilatildeo do relevo em
comparaccedilatildeo ao horizonte Pinto (2010) considera a declividade como um fator que pode tanto
potencializar como limitar a ocupaccedilatildeo de uma aacuterea considerando as declividades mais
acentuadas mais propiacutecias a riscos de deslizamentos escorregamentos e as menos acentuadas
mais apropriadas para a ocupaccedilatildeo Em seus estudos considerou a declividade maior que 45
inapta ao uso
A partir do Mapa de Declividade do Terreno as regiotildees planas e onduladas de acordo
com o Art 15 da portaria ndeg 19 de 10011949 (DNIT 1973) foram consideradas prioritaacuterias
a realocaccedilatildeo da BR-101 Neste trabalho as declividades ideais foram consideradas entre os
valores de 0 e 5 agrave medida que a declividade aumenta menor eacute a adequabilidade da aacuterea
para o objetivo proposto sendo considerado acima de 45 inapta sendo limitada pela proacutepria
legislaccedilatildeo ambiental A funccedilatildeo utilizada para normalizar os dados de declividade foi a funccedilatildeo
de pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente (Figura 2b) servindo como pontos de
controle abc = 5 e d = 45
b) Fator Distacircncia dos Rios
Para proporcionar uma maior garantia de preservaccedilatildeo dos rios os limites estabelecidos
pela legislaccedilatildeo ambiental e jaacute citados anteriormente foram levados em consideraccedilatildeo atraveacutes
do uso de restriccedilatildeo poreacutem foi utilizado o fator que considera que quanto maior a distacircncia
dos rios maior a adequabilidade ao empreendimento
Seguindo o meacutetodo proposto por Pinto (2010) considerou que quanto maior a distacircncia
em relaccedilatildeo aos rios melhor a aptidatildeo da aacuterea sendo assim foi utilizada a funccedilatildeo de
pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica crescente (Figura 2a) para descrever essa variaccedilatildeo
com pontos de controle em a=60m e bcd=15000 m (comprimento maacuteximo da aacuterea de
estudo)
c) Fator Uso dos Solos
Objetivando afetar o miacutenimo possiacutevel as aacutereas jaacute utilizadas pela ocupaccedilatildeo humana e
aacutereas florestais a aacuterea de pastagem eacute colocada como a aacuterea mais adequada ao
empreendimento em estudo
Aacutereas de valores mais altos indicam maior adequabilidade ao empreendimento
enquanto que as aacutereas com menores valores representam as menos adequadas conforme pode
ser visto na Tabela 1 Para a normalizaccedilatildeo das classes de uso do solo o Mapa Uso dos Solos
foi reclassificado atribuindo agraves classes valores de 0 a 255
bull Ponderaccedilatildeo dos fatores (avaliaccedilatildeo de pesos para os criteacuterios)
De acordo com Calijuri (2008) a ponderaccedilatildeo eacute um indicativo da importacircncia relativa
dos fatores e um regulador de compensaccedilatildeo entre eles O grau em que um fator pode
compensar outro eacute determinado por seu fator ou compensaccedilatildeo de peso
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
61
Tabela 1 - Normalizaccedilatildeo das classes usos do solo Fonte Autores
Legenda Valores Atribuiacutedos
Lagoas-Lagos-Represas 0
Casas Rurais 0
Vilarejos 0
Depoacutesitos 0
Zona Urbana 0
Floresta 25
Agricultura 200
Pastagem 255
Dessa forma os valores de aptidatildeo foram atribuiacutedos baseados em conhecimento
empiacuterico e tambeacutem em trabalhos de outros autores como Calijuri et al (2002) Barros e
Marques (2007) Mercante e Antunes (2010) Pinto (2010) Silva et al (2010) Benda et al
(2012)
Assim como nos trabalhos de Calijuri et al (2002) Corseuil e Campos (2007) Calijuri
(2008) Mercante e Antunes (2010) e Benda et al (2012) posteriormente a padronizaccedilatildeo dos
fatores para a escala de 0 a 255 os pesos finais satildeo estimados por meio do Processo de
Hierarquizaccedilatildeo Analiacutetico (AHP) aplicado agrave matriz de comparaccedilatildeo par-a-par utilizando o
meacutetodo apresentado por Saaty (1980) e Clark Labs (2006) este meacutetodo permite estabelecer
pesos a cada fator segundo sua relevacircncia que foi priorizada conforme seu grau de
importacircncia para a anaacutelise ou seja os pesos dos fatores satildeo atribuiacutedos especificamente a cada
fator dando a importacircncia relativa de cada um em relaccedilatildeo aos outros (MERCANTE e
ANTUNES 2010) atribuindo pesos diferenciados no processo final de decisatildeo
Nesse julgamento fez-se o uso da escala de comparadores proposta por Saaty (1977)
que pode ser vista no Quadro 1
Quadro 1 - Escala de valores Fonte Modificado de Saaty (1977)
Intensidade relativa
de importacircncia
Definiccedilatildeo Explicaccedilatildeo
1 Igual importacircncia Importacircncia igual dos dois criteacuterios
para o objetivo
3 Menor importacircncia de
um sobre o outro
Um dos criteacuterios eacute levemente mais
favoraacutevel do que o outro
5 Essencial ou forte Um dos criteacuterios eacute consideravelmente
mais favoraacutevel do que outro
7 Importacircncia muito
grande
A importacircncia de um criteacuterio sobre o
outro eacute evidentemente muito maior
9 Importacircncia absoluta Quando um meio-termo eacute necessaacuterio
Considerando a escala de Saaty fez-se a comparaccedilatildeo entre os fatores utilizados
conforme podem ser vistos na Tabela 2 Onde o fator Declividade do terreno eacute levemente
mais favoraacutevel do que o fator Distacircncia dos Rios O fator Uso dos Solos eacute consideravelmente
mais favoraacutevel que o fator o Distacircncia dos Rios e levemente mais favoraacutevel do que o fator
Declividade do terreno
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
62
Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo dos criteacuterios escalonados (fatores) Fonte Autores
Fatores Distacircncia dos
Rios
Declividade do
terreno
Uso dos
Solos
Distacircncia dos Rios 1
Declividade do terrreno 3 1
Uso dos Solos 5 3 1
Para criaccedilatildeo da matriz de ponderaccedilatildeo foram considerados como ordem de importacircncia
dos fatores Distacircncia dos Rios a Declividade do Terreno e o Uso dos Solos Dessa forma
obtiveram-se os pesos que consideram o quanto determinado fator interfere na anaacutelise (Tabela
3)
Tabela 2 - Resultado final dos pesos calculados para os fatores Fonte Autores
Fator Peso
Distacircncia dos Rios 010
Declividade do
terreno
026
Uso dos Solos 064
bull Combinaccedilatildeo linear ponderada
Depois de determinado os pesos dos criteacuterios que foram utilizados neste estudo foi
necessaacuterio agrave junccedilatildeo dos dados para obtenccedilatildeo do mapa final de adequabilidade
Com esta finalidade os mapas de cada fator foram combinados pelo meacutetodo da
combinaccedilatildeo linear ponderada onde multiplicou-se os mapas de adequabilidade de cada fator
por seu peso especiacutefico posteriormente fez-se o somatoacuterio de todos estes fatores obtendo-se
um valor final da aacuterea com sua adequabilidade (BENDA et al 2012)
Devido agrave utilizaccedilatildeo de mapas de restriccedilotildees neste estudo (booleanos) o procedimento
foi modificado e multiplicou-se a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo dos
fatores pelo produto das restriccedilotildees
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
As informaccedilotildees geradas nos mapas de restriccedilotildees e fatores subsidiam a discussatildeo que
leva a interpretaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos mapas finais verificando-se assim como cada restriccedilatildeo e
fator afetou a anaacutelise final
Os mapas temaacuteticos mostram agraves aacutereas apropriadas a implementaccedilatildeo ao contorno
viaacuterio sendo algumas aacutereas de exclusatildeo (restriccedilotildees) e outras com valores de adequabilidade
(fatores)
As exclusotildees consideradas satildeo criteacuterios associados ao ordenamento do territoacuterio em
termos de ocupaccedilatildeo humana os mapas de exclusatildeo de aacutereas Restriccedilatildeo Casa Rurais e
Depoacutesitos Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas e Restriccedilatildeo Rios exibindo aacutereas aptas (classe 1) e
inaptas (classe 0) ao empreendimento
Assim como no trabalho de Mercante et al (2005) a relevacircncia do uso dos solos e
declividade do terreno na anaacutelise tem uma influecircncia direta no trajeto da rodovia refletindo
na preservaccedilatildeo teacutecnica e econocircmica do empreendimento levando em consideraccedilatildeo as aacutereas
mais planas do terreno e as aacutereas de pastagem
As justificativas adotadas para as ponderaccedilotildees foram tratadas da seguinte maneira
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
63
O Fator Declividade do terreno eacute moderadamente mais importante do que o fator Distacircncia
dos Rios pois o escoamento de um rio depende da declividade dos canais fluviais
O Fator Uso dos Solos eacute muito fortemente mais importante que o fator o Distacircncia dos
Rios uma vez que o manejo da rodovia nas proximidades do rio eacute mais faacutecil que a
desocupaccedilatildeo das aacutereas urbanizadas
O Fator Uso dos Solos eacute moderadamente mais importante do que o fator Declividade
do terreno uma vez que eacute mais econocircmico aplainar um terreno que locomover a populaccedilatildeo de
local
O valor da razatildeo de consistecircncia entre os pesos ponderados dos fatores foi de 003
neste caso a matriz de julgamento estaacute consistente o que torna os pesos calculados para este
modelo aceitaacuteveis visto que para os valores de razatildeo de consistecircncia inferiores a 010 natildeo
necessitam de reavaliaccedilatildeo (EASTMAN 1999)
Com o resultado dos fatores ponderados obtidos e as restriccedilotildees foi possiacutevel realizar a
avaliaccedilatildeo de muacuteltiplos criteacuterios e obter o mapa final de adequabilidade (Figura 4) com valores
variando de 0 a 255 estes valores representam o grau de aptidatildeo ou seja a adequabilidade
das aacutereas agrave realocaccedilatildeo da BR-101 e natildeo se agraves aacutereas satildeo aptas ou inaptas onde 0 identifica
aacutereas inaptas ao empreendimento e 255 as mais aptas possibilitando a escolha dos locais
dentro da aacuterea mais apto que merecem um estudo detalhado com o mapeamento geoloacutegico
Ao analisar o mapa final observa-se a influecircncia tanto das restriccedilotildees quanto dos fatores
no mapa final Os mapas de restriccedilotildees inibindo as aacutereas consideradas inaptas de quaisquer
graus de adequabilidade ou seja estabelecendo aptidatildeo 0 a estas aacutereas e os fatores atribuindo
graus de adequabilidade no mapa Entre os fatores foi observado que o fator Uso do Solo
apresenta uma maior importacircncia em relaccedilatildeo aos fatores declividade e rios o que se
caracteriza nos pesos obtidos durante o processo de comparaccedilatildeo Percebe-se ainda que neste
mapa final poucas aacutereas com baixa aptidatildeo satildeo encontradas
Nas regiotildees proacuteximas ao atual traccedilado da rodovia bem como na parte inferior desta
percebe-se aacutereas de maior adequabilidade isso se daacute principalmente pela influecircncia do Fator
Uso dos Solos e a Declividade do Terreno pois o estudo levou em consideraccedilatildeo valores de
menores custos como aacutereas de pastagens e menos declivosas e que atendessem normas da
legislaccedilatildeo brasileira Ainda foi possiacutevel constatar que a anaacutelise por muacuteltiplos criteacuterios foi
bastante influenciada pelo uso do solo poreacutem a declividade e os rios satildeo fatores
fundamentais no contorno viaacuterio pois refletem um menor ou maior custo do empreendimento
Em seu trabalho Mercante et al (2005) priorizaram os custos do empreendimento de
um gasoduto e obteve como resposta as aacutereas menos declivosas e aacutereas ocupadas por
pastagem que barateariam o custo de desapropriaccedilatildeo
Benda et al (2012) em seu estudo apresentaram uma imagem final de adequabilidade
utilizando anaacutelise multicriteacuterio - fatores e restriccedilotildees Posteriormente ela limitou as aacutereas que
poderiam ser usadas para ocupaccedilatildeo com aterros controlados considerando adequabilidade
maior que 220 e aacuterea miacutenima de 20 hectares desta forma ela obteve uma aacuterea mais apropriada
dentre suas restriccedilotildees e fatores apresentados
Francisco et al (2007) em seu trabalho sobre prioridades para recuperaccedilatildeo de Aacutereas de
Preservaccedilatildeo Permanente fizeram a aplicaccedilatildeo de dois meacutetodos de anaacutelise multicriteacuterio Os dois
meacutetodos apresentaram resultados diferentes Um dos meacutetodos apresentou uma maior extensatildeo
de aacuterea com alta prioridade de recuperaccedilatildeo enquanto o outro apresentou aacutereas maiores com
baixa prioridade de meios de recuperaccedilatildeo Os usos das terras com prioridades mais altas em
ambos os meacutetodos eram de solo nu e cultura anual
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
64
MAPA FINAL DA ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO
O mapa final de adequabilidade (Figura 4) resultado da anaacutelise multicriteacuterio mostra
como aacuterea adequada agrave realocaccedilatildeo da BR-101 a sua porccedilatildeo de aacuterea inferior a localizaccedilatildeo atual
da rodovia Esta regiatildeo possui uma menor declividade pouca interferecircncia dos rios e uma
relaccedilatildeo de uso do solo mais adequada agrave implantaccedilatildeo do empreendimento
E considerando aspectos sociais e urbanos um novo traccedilado torna-se mais favoraacutevel
quando considera o fluxo ideal de veiacuteculos e pessoas aleacutem da seguranccedila do cidadatildeo que mora
no centro urbano do municiacutepio de Iconha
Figura 4 - Mapa final de adequabilidade com o uso da anaacutelise multicriteacuterio - fatores e
restriccedilotildees Fonte Autores
CONCLUSAtildeO
Com base na anaacutelise dos dados e interpretaccedilatildeo dos resultados obtidos a partir do que
foi proposto e das condiccedilotildees especiacuteficas deste trabalho conclui-se que
O uso da anaacutelise multicriteacuterio utilizando agrave loacutegica fuzzy retrata resultados mais
proacuteximos a realidade quando comparados com o zoneamento booleano por natildeo considerar
mudanccedilas abruptas
Os mapas de adequabilidades obtidos natildeo caracterizam aacutereas aptas ou inaptas mas
representam uma superfiacutecie de adequabilidade onde possuem valores de 0 (menos apto) a 255
(mais apto)
A anaacutelise multicriteacuterio por ser subjetiva pode definir diversos cenaacuterios dependente
da normalizaccedilatildeo e ponderaccedilatildeo usadas e deve ser utilizada de forma criteriosa a fim de natildeo
inserir erros na anaacutelise
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
65
Com o mapa de aptidatildeo final pode-se selecionar algumas aacutereas adequadas agrave
implantaccedilatildeo do contorno viaacuterio o que varia de acordo com o valor das variaacuteveis encontradas
Utilizando-se do mapa de adequabilidade como guia a parte inferior do mapa (Figura
4) eacute uma ampla aacuterea de alternativas possiacuteveis para a instalaccedilatildeo da nova rota da BR-101
Os resultados obtidos neste trabalho revelam as potencialidades do SIG na tomada de
decisatildeo no processo de avaliaccedilatildeo e seleccedilatildeo de aacutereas
Com a intenccedilatildeo de um melhor entendimento da aacuterea para a realocaccedilatildeo da BR-101 estudos
mais especiacuteficos podem ser realizados
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sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES
sup3 Campus Caccedilapava do Sul da Universidade Federal do Pampa Caccedilapava do Sul RS 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
71
Capiacutetulo 5
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite
Landsat 5
Marx Engel Martinssup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Felipe Guadagninsup3 Carlos Henrique
Rodrigues de Oliveira4
INTRODUCcedilAtildeO
Anaacutelises multitemporais satildeo importantes ferramentas para anaacutelise ambiental devido agrave
constacircncia no imageamento dos sateacutelites e sua relativa precisatildeo nas informaccedilotildees obtidas pelos
mesmos principalmente em objetos de estudos de grande porte como rios que percorrem
mais de um estado Ao longo do tempo eles passam por alteraccedilotildees em sua dinacircmica
naturalmente no entanto os seres humanos estatildeo cada dia a interferir mais nos cursos drsquoaacutegua
atividades como agricultura e pecuaacuteria satildeo grandes causadoras de impactos em tais ambientes
mas natildeo as uacutenicas
A necessidade por energia da sociedade contemporacircnea aumenta tanto quanto cresce a
populaccedilatildeo e seu acesso equipamentos eletrocircnicos que tornam a vida mais faacutecil
No Brasil a principal fonte de energia satildeo as hidreleacutetricas sendo 6488 de toda
capacidade brasileira em operaccedilatildeo e 223 e 2477 respectivamente em construccedilatildeo e
construccedilatildeo natildeo iniciados dos novos empreendimentos em energia no paiacutes seratildeo atraveacutes de
barragens em rios (ANEEL 2007) o rio Doce passou por uma intervenccedilatildeo em seu curso
iniciada no ano de 2001 em que se construiu uma dessas usinas com o nome da cidade em
que foi construiacuteda Aimoreacutes na divisa entre Espiacuterito Santo e Minas Gerais (CICCARONE et
al 2012)
Autores como COELHO 2007 analisaram o rio Doce em aspectos socioambientais
como crescimento e dinacircmica populacional industrial atividades econocircmicas entre outros
O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) disponibiliza uma vasta seacuterie de
imagens de alguns sateacutelites dentre eles o Landsat 5 lanccedilado em 1ordm de marccedilo de 1984 com
resoluccedilatildeo espacial de 30m captando diversos comprimentos de onda da luz que vatildeo desde o
visiacutevel ao infra-vermelho proacuteximo e orbita todo o globo a cada 16 dias (USGS 2017) Devido
essas caracteriacutesticas foi escolhido para analisar os impactos causados pela construccedilatildeo da
Hidreleacutetrica de Aimoreacutes
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
A aacuterea delimitada para o enfoque do trabalho se situa na
zona 24Sul da projeccedilatildeo transversa de Mercator no datum SIRGAS 2000 com as
coordenadas dos veacutertices sendo 276405 E (m) e 7889561 N (m) 276405 E (m) e 7823450
N(m) 425511 E (m) e 7823450 N (m) 425511 E (m) e 7889561 N (m) (Figura 1)
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
72
Figura 1 - Rio Doce com enfoque para a parte espirito santense Fonte Adaptado de
GEOBASES 2002
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
O rio Doce eacute objeto de estudo por geoacutelogos desde 1825 quando se tentou por parte do
governo da entatildeo Capitania de Minas Gerais realizar um projeto de navegabilidade do Rio
onde geoacutelogos acompanhavam as expediccedilotildees de comeacutercio que incursavam o Rio em procura
de recursos minerais principalmente ouro e outros metais (ESPINDOLA 2007)
Segundo a EMBRAPA (2011) encontram-se na aacuterea de estudo os seguintes tipos de
solos Cambissolos Haacuteplicos Latossolos Amarelos Distroacuteficos Latossolos Vermelho-
Amarelos Distroacuteficos Argissolos Amarelos Distroacuteficos Argissolos Vermelhos Eutroacuteficos
Neossolos Quartzarenicos Hidromoacuterifcos aleacutem de serem encontrados afloramentos rochosos
com manto de alteraccedilatildeo
Tais solos estatildeo distribuiacutedos em um contexto geomorfoloacutegico que varia de maciccedilos
plutocircnicos na parte oeste seguidos por uma faixa de dobramentos remobilizadas que satildeo
rochas metamoacuterficas de alto grau e por fim os depoacutesitos sedimentares recentes que vatildeo ateacute a
costa (IJSN 2007)
O clima predominante na aacuterea eacute o Tropical Quente Uacutemido com um a trecircs meses secos
tambeacutem ocorrendo na porccedilatildeo oeste proacuteximo agrave divisa com Minas Gerais o semi-uacutemido com
quatro a cinco meses seco com meacutedia de temperatura anual maior que 18deg Celsius e
localizadamente na porccedilatildeo sul o Tropical Subquente Uacutemido com quatro a cinco meses secos
(IBGE 2002)
O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave
distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais
Pincipalmente estas uacuteltimas ao qual se englobam os sateacutelites dentre eles a seacuterie Landsat
Tais dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
73
de onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos Seus sensores
acoplados captam sete bandas espectrais (FIGUEIREDO 2005)
Tais bandas podem ser associadas aos canais RGB (vermelho verde e azul) para o
realce de alguma feiccedilatildeo especiacutefica que tenha seu comportamento conhecido em determinado
espectro da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica o que eacute chamado de composiccedilatildeo colorida O sensor TM
do sateacutelite Landsat e suas 7 bandas captam as radiaccedilotildees do visiacutevel ao infravermelho distante
(a banda 1 capta o comprimento de 0485 microm e a banda 7 capta o de 2215 microm) (Figura 2)
(PERROTTA 2005)
Figura 2 - Radiaccedilotildees do Espectro Eletromagneacutetico Fonte SBFISICA (2010)
Segundo o INPE (2011) para combinaccedilatildeo no sistema RGB das bandas do sensor TM e
obtenccedilatildeo de imagens coloridas as seguintes feiccedilotildees satildeo realccediladas por cada composiccedilatildeo
ldquoBandas 3 2 e 1 imagens em cor natural com boa penetraccedilatildeo na aacutegua realccedilando as
correntes a turbidez e os sedimentos A vegetaccedilatildeo aparece em tonalidades esverdeadas
Bandas 4 3 e 2 define melhor os limites entre o solo e a aacutegua ainda mantendo algum detalhe
em aacuteguas pouco profundas e mostrando as diferenccedilas na vegetaccedilatildeo que aparece em
tonalidades de vermelho Bandas 5 4 e 3 mostra mais claramente os limites entre o solo e a
aacutegua com a vegetaccedilatildeo mais discriminada aparecendo em tonalidades de verde e rosa
Bandas 7 4 e 2 mostra a vegetaccedilatildeo em tons verdes e permite discriminar a umidade tanto na
vegetaccedilatildeo como no solordquo
MORAIS (2008) realizou um estudo em que analisaram uma seacuterie temporal de
imagens Landsat 5 para verificar as alteraccedilotildees da dinacircmica fluvial do rio Araguaia no Centro-
Oeste brasileiro neste estudo foi utilizada a composiccedilatildeo RGB-543 do sensor TM para
verificar a evoluccedilatildeo do canal com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da evoluccedilatildeo
da vegetaccedilatildeo na aacuterea Neste estudo ele separou o rio em zonas de acordo com vaacuterios fatores
bioacuteticos e abioacuteticos no entanto a classificaccedilatildeo final se deu de acordo com os processos
sedimentares estudando a variaccedilatildeo da deposiccedilatildeo e erosatildeo de ilhas em um rio meandrante
MAIA et al (2006) formularam um guia para estudos de manguezais do Nordeste em
que definiram o uso da mesma composiccedilatildeo utilizada por Morais para zoneamento de uso e
ocupaccedilatildeo de solo em que tinham o propoacutesito de observar diferentes feiccedilotildees geograacuteficas
antropizadas que aparecem na coloraccedilatildeo rosa tais feiccedilotildees satildeo lotes e aacutereas urbanas e corpos
de aacutegua que aparecem em azul claro quando rasos e vatildeo ficando escuros de acordo com o
aumento da sua profundidade
Em uma cena um mesmo alvo mostra diferentes comportamentos espectrais para as
diferentes bandas captadas pelos sensores (ZAKI et al 1995) e para que se consiga
interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-processamento entre elas
podemos citar o georreferenciamento e o contraste
O georreferenciamento das imagens se daacute atraveacutes de comparaccedilatildeo por exemplo uma
base cartograacutefica pontos de controle obtidos com um equipamento GPS ou uma outra
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
74
imagem previamente corrigida aplicando-se alguma teacutecnica de registro de imagem em que se
observa uma feiccedilatildeo e utilizam-se suas coordenadas para as mesmas feiccedilotildees na imagem que se
deseja georreferenciar por exemplo corpos drsquoaacutegua cruzamentos de ruas ou entatildeo qualquer
feiccedilatildeo que seja possiacutevel de se observar (CAMPBELL 2002)
O contraste que consiste em melhorar a visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons
de cinza utilizando-se de funccedilotildees lineares ou natildeo que modificam o histograma original
convertendo-o em outro que manteacutem a mesma variaccedilatildeo entre os tons de cinza no entanto com
um niacutevel de melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al 1984)
Apoacutes o preacute-processamento das imagens foi feita a composiccedilatildeo colorida pois a
distinccedilatildeo entre cores eacute mais faacutecil do que entre tons de cinza por isso atribui-se a cada banda
da imagem uma cor no sistema RGB para as feiccedilotildees captadas em cada banda sejam
evidenciadas por seus respectivos canais (MOHAMED 2012)
Os rios como exemplo de ambiente aquaacutetico satildeo reconhecidos pelos tipos de seus
canais que satildeo usualmente divididos em quatro principais tipos retiliacuteneos meandrantes
entrelaccedilado e anastomosado sendo divididos pela sua sinuosidade os retiliacuteneos satildeo os mais
retos os meandrantes os mais sinuosos e com barras de acumulaccedilatildeo de sedimentos em um
lado e deposiccedilatildeo em outro os entrelaccedilados possuem acumulaccedilotildees no meio e satildeo pouco
sinuosos jaacute os anastomosados conteacutem barras que os dividem e depois destas barras eles
voltam a se encontrar Essas formas satildeo padrotildees no entanto podem ser observadas
formas intermediaacuterias entre estes tipos (MENDES 1984)
Para DELLA FAacuteVERA (2001) os depoacutesitos de rios conteacutem variaccedilotildees de acordo com
o regime de fluxo sendo que ora podem ter gratildeos grossos ora gratildeos finos independente do
tipo de rio e satildeo na maioria das vezes transportados por meio de traccedilatildeo entre as partiacuteculas No
rio Doce a grande maioria dos depoacutesitos eacute da fraccedilatildeo areia a cascalho contendo
minoritariamente gratildeos na fraccedilatildeo silte
Nesse contexto MELLO et al (2005a e 2005b) e HATUSHIKA et al (2007)
realizaram estudos no rio Doce e perceberam que as mudanccedilas no curso do rio satildeo causadas
por uma neotectocircnica o que explica as mudanccedilas no curso do rio e a formaccedilatildeo do sistema de
lagos adjacente principalmente na cidade de Linhares-ES Realizaram inclusive um estudo
geofiacutesico de alta resoluccedilatildeo no maior dos lagos da regiatildeo a lagoa Juparanatilde e dataram que os
depoacutesitos desse lago satildeo iniciados a partir de 9000 anos indicando que este lago eacute um antigo
canal do rio Doce que foi alterado devido um sistema tectocircnico extensional com direccedilatildeo NW-
SE que gerou esta alteraccedilatildeo abrupta no curso do mesmo sendo assim possiacutevel encontrar
sedimentos arenosos neste rio com grande sinuosidade
O movimento das partiacuteculas de qualquer tamanho em um fluido se daacute por trecircs
mecanismos rolamento saltaccedilatildeo e suspensatildeo Em baixas velocidades de corrente apenas
partiacuteculas finas e de baixa densidade podem ser carregadas em suspensatildeo ainda nesse
regime as que estejam na fraccedilatildeo areia se movem por rolamento ou por saltaccedilatildeo minerais
placoacuteides como micas flutuam mais devido agrave sua alta superfiacutecie e demoram mais para
depositar Com um pequeno incremento da velocidade todas as variaccedilotildees de silte e algumas
de areia podem ser mantidas em suspensatildeo gracircnulos e seixos pequenos se movem por
saltaccedilatildeo e material mais grosso por rolamento Tais processos satildeo os mesmos na aacutegua e no
ar no entanto devido agrave massa e a viscosidade da aacutegua serem maiores nela satildeo mais efetivos
necessitando de menor velocidade nesta do que no ar A faixa em que ocorre erosatildeo e
deposiccedilatildeo de sedimentos relativos agrave velocidade do fluxo altura da coluna drsquoaacutegua e
o tamanho de gratildeo (NICHOLS 2007)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
75
METODOLOGIA
Para realizaccedilatildeo do trabalho foi necessaacuteria a obtenccedilatildeo das imagens do sensor TM do
sateacutelite Landsat 5 nas oacuterbitas 215 e 216 nos pontos 73 e 74 Tais imagens estatildeo disponiacuteveis
gratuitamente no endereccedilo eletrocircnico do INPE Para que se possa descarregar as imagens eacute
necessaacuterio efetuar um cadastro junto ao site (httpwwwdgiinpebrCDSR) e escolher as
oacuterbitas e os pontos que satildeo desejados apoacutes isso faz-se o pedido e as imagens satildeo
disponibilizadas no email cadastrado com as sete bandas disponiacuteveis
Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem de
distintas estaccedilotildees do ano para que houvesse alternacircncia entre o periacuteodo de seca e de chuva
pois assim seria possiacutevel observar as variaccedilotildees extremas da dinacircmica fluvial O Quadro 1
mostra as imagens que melhor se encaixaram nesse perfil durante o periacuteodo analisado que eacute
antes da construccedilatildeo da Hidreleacutetrica de Aimoreacutes e depois de sua construccedilatildeo no total foram
obtidas trinta e seis imagens que foram utilizadas para compor nove cenas destas foram
utilizadas trecircs bandas de cada (5 4 e 3)
Quadro 1 - Descriccedilatildeo das caracteriacutesticas das imagens de sateacutelite utilizadas Fonte
Autores
Cena 1
Cena 2
Cena 3
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
21673 15022001
21673 11092001
21673 13062003
21674 15022001
21674 11092001
21674 13062003
21573 08022001
21573 19082001
21573 22062003
21574 08022001
21574 19082001
21574 22062003
Cena 4
Cena 5
Cena 6
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
21673 19102003
21673 23072006
21673 20032007
21674 19102003
21674 23072006
21674 05042007
21573 10092003
21573 14062006
21573 13032007
21574 10092003
21574 14062006
21574 29032007
Cena 7
Cena 8
Cena 9
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
21673 27082007
21673 12052009
21673 21072011
21674 27082007
21674 12052009
21674 21072011
21573 20082007
21573 19042009
21573 30072011
21574 20082007
21574 19042009
21574 30072011
As imagens depois de descarregadas necessitaram que fosse realizado seu preacute-
processamento em ambiente de Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu
em georreferenciaacute-las utilizando como paracircmetro de comparaccedilatildeo as ortofotos do IEMA
(2007) aplicaccedilatildeo de contraste linear aumentando linearmente os tons de cinza no entanto
mantendo a proporccedilatildeo original Este procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5
4 e 3 para todas as nove cenas
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
76
Foram utilizadas as imagens preacute-processadas com seus tons de cinza individualmente
realccedilados para entatildeo ser feita a composiccedilatildeo colorida RGB (543) Segundo Florenzano (2008)
essa composiccedilatildeo colorida realccedila corpos drsquoaacutegua com baixa e alta carga sedimentar suspensa
ficando estes com coloraccedilatildeo azul escuro e azul claro respectivamente
Cada banda realccedila uma feiccedilatildeo especiacutefica sendo que a para o sensor utilizado a banda
3 oferece boa resposta com corpos drsquoaacutegua e evidencia caracteriacutesticas como o teor de
sedimentos presentes neles ou suas profundidades sendo maior a reflectacircncia para alta carga
sedimentar e maiores profundidades
Foram observados nas imagens os locais em que haviam barras de acumulaccedilotildees de
sedimentos ao longo do curso do rio (Figura 3) A partir dessas imagens foi realizado o
trabalho de campo entre os dias 03 e 06 de julho de 2013 onde foram coletados 12
testemunhos com um metro de profundidade e diacircmetro de 60 mm cada com o intuito de
fazer a anaacutelise textural dos sedimentos para avaliar o potencial de transporte sedimentar do
rio apoacutes a construccedilatildeo da barragem da Usina Hidreleacutetrica de Aimoreacutes Foram marcados os
locais com equipamento GPS de navegaccedilatildeo da marca Garminreg o percurso foi feito em
veiacuteculo da UFES
O processo de amostragem em campo (Figura 4A B C D E e F) consistiu em inserir
os tubos nos sedimentos com auxiacutelio de uma marreta e posteriormente retiraacute-lo com auxiacutelio de
duas abraccediladeiras de metal contendo quatro parafusos que as prendiam e facilitava a retirada
Tal processo foi dificultado devido ao fato dos sedimentos em alguns pontos estarem com
alto teor de umidade Depois de retirados os tubos eram identificados e lacrados com tampas
tal teacutecnica eacute similar no entanto mais simples que a utilizada por MARTIN et al(1995)
Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de
sedimentologia da UFES onde foram preparadas para as seguintes anaacutelises textural
granulomeacutetrica e mineraloacutegica
O primeiro passo foi abrir os tubos sem danificar ou perder o material contido em seu
interior (Figura 5A e B)
Apoacutes abertos os tubos foram deixados um dia expostos ao sol para que fossem
previamente secos para posterior anaacutelise textural preliminar que implicou na observaccedilatildeo do
grau de arredondamento dos sedimentos feita utilizando uma lupa binocular Coleman em
toda a seccedilatildeo amostrada misturando-se parte dos sedimentos e colocando-os em uma placa
petri
Os sedimentos foram passados por um quarteador para homogeneizaccedilatildeo da amostra e
obtidos no miacutenimo cinquenta gramas de amostra pois segundo FOLK (1980) eacute o miacutenimo
necessaacuterio para anaacutelise de sedimentos na fraccedilatildeo areia ou superior E colocados em uma placa
petri utilizando-se uma placa para cada amostra pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo de
dois diacutegitos foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada
placa e colocados na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24
horas Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados
durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz em agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de
peneiras de malhas 4760 2000 1410 500 250 125 74 37 microm
Entatildeo as fraccedilotildees dos sedimentos retidos em cada peneira foram pesadas para posterior
processamento no software Gradistat (Blott e Pye 2001) Este software eacute uma macro feita no
Excelreg para suiacutete de aplicativos Officereg da Microsoftreg ou compatiacuteveis que ao se inserir os
pesos obtidos calcula alguns paracircmetros texturais como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo
assimetria e curtose usando os paracircmetros definidos por FOLK E WARD (1957)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
77
Figura 3 - Pontos onde houve visitaccedilatildeo em alguns natildeo foi possiacutevel realizar amostragem Fonte Modificado de GEOBASES 2002
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
78
Figura 4 - Processo de amostragem em campo A ndash Equipamentos utilizados B ndash Inserccedilatildeo e
identificaccedilatildeo dos tubos C ndash Teacutermino da inserccedilatildeo D ndash Retirada da amostra E ndash Abertura das
abraccediladeiras F ndash Finalizaccedilatildeo do processo de abertura Fonte Autores
Figura 5 - Corte dos tubos utilizando uma serra eleacutetrica com disco diamantado A - Processo
de corte e B - Tubo cortado Fonte Autores
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
79
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Depois de processadas e analisadas as imagens orbitais delimitou-se oito segmentos
do rio (Figura 6) em que foram feitos recortes nas nove imagens e colocadas lado a lado para
melhor visualizaccedilatildeo das mudanccedilas no curso ao longo do periacuteodo analisado
Nas imagens eacute possiacutevel observar as variaccedilotildees sazonais ao qual o rio eacute submetido no
trecho estudado onde em determinadas eacutepocas do ano ele expotildee as barras de acumulaccedilatildeo e
em outras ele as afoga isso devido agrave sazonalidade natural das estaccedilotildees mais e menos
chuvosas em seu percurso
Para cada segmento foi realizado um mosaico com as nove imagens da seacuterie temporal
No mosaico as imagens estatildeo numeradas de um a nove como numa matriz de trecircs
linhas por trecircs colunas nesta a numeraccedilatildeo cresce da esquerda para direita sendo as imagens
de um a trecircs na primeira linha de quatro a seis na segunda e por fim de sete a nove na
terceira sendo as datas das imagens fevereiro de 2001 Agosto e Setembro de 2001 junho de
2003 setembro e outubro de 2003 junho de 2006 marccedilo de 2007 outubro de 2007 abril e
maio de 2009 e julho de 2011 respectivamente
Em algumas imagens a cobertura de nuvens eacute excessiva e impede uma boa
visualizaccedilatildeo das variaccedilotildees ocorridas
Figura 6 - Mapa de localizaccedilatildeo das imagens da seacuterie temporal sobrepondo relevo
sombreado recursos hiacutedricos e pontos coletados Fonte Modificado de GEOBASES (2002) e
USGS (2011)
Os segmentos em que satildeo observadas maiores mudanccedilas no curso do rio satildeo
respectivamente ldquoArdquo e ldquoHrdquo
No primeiro estaacute localizada a barragem da hidreleacutetrica e o desvio construiacutedo no curso
do rio um canal de grande porte que eacute possiacutevel ser visualizada sua construccedilatildeo desde o iniacutecio
em 2001 que em 2006 ele jaacute estava com fluxo sedimentar a usina jaacute operava nesta eacutepoca
Nas subimagens A1 A3 A6 e A8 eacute possiacutevel observar uma coloraccedilatildeo azul mais clara no curso
do rio fato devido agrave corresponderem ao periacuteodo de maior pluviosidade e consequente maior
carga sedimentar suspensa (Figura 7)
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
80
No segundo observa-se uma estrutura que segue o curso do rio e quando este faz a
curva para sul ele continua para leste (seta nas imagens H1 a H9 da figura 8) um pouco a
norte do ponto XII com exceccedilatildeo das imagens H4 e H5 o que parece ser um paleocanal que
desembocava no mar apresentando a mesma resposta espectral de aacutereas de margem que satildeo
tomadas pela vegetaccedilatildeo (cor verde clara)
A imagem H1 apresenta poucas acumulaccedilotildees de sedimentos no local em que foi
marcado o ponto XII aparentemente natildeo eacute possiacutevel de ser acessado pela margem Na imagem
H2 satildeo exibidos muitos bancos de areia o do local onde foi marcado o ponto XII tem pequena
extensatildeo Nota-se ainda que o mar exibe uma coloraccedilatildeo azul clara indicando carga
sedimentar suspensa
A imagem H3 conteacutem uma grande acumulaccedilatildeo no ponto XII e carga suspensa
intermediaacuteria pelo tom de azul natildeo ser tatildeo escuro nem tatildeo claro ficando mais escuro em
direccedilatildeo ao mar
Na parte visiacutevel da imagem H5 percebe-se pouca profundidade do canal indicada pela
cor azul escuro com barras de sedimentos no curso e baixa carga suspensa A imagem H6
exibe a barra lateral e com dimensatildeo reduzida no meio do rio natildeo eacute possiacutevel distinguir
acumulaccedilotildees sazonais apenas as ilhas vegetadas
A imagem H7 exibe acumulaccedilatildeo no ponto XII e pequenas barras ao longo do curso
aleacutem de baixa carga suspensa mostradas pela coloraccedilatildeo azul escuro A imagem H8 eacute de um
periacuteodo de cheia do rio no entanto eacute observado um pequeno banco de areia no local do ponto
XII
Nota-se que na imagem H9 a carga sedimentar no mar eacute maior que nas imagens
anteriores devido agrave pluma de sedimentos de cor azul clara e que aparentemente o rio estaacute
mais raso proacuteximo agrave desembocadura devido as barras no seu curso serem maiores que nos
anos anteriores Sendo a carga suspensa baixa e como o mar conteacutem uma pluma sedimentar
maior que nos anos anteriores o processo de transporte que pode estar ocorrendo
pode ser o de traccedilatildeo com posterior retrabalhamento
Todas as amostras foram obtidas a jusante da barragem da Usina Hidreleacutetrica de
Aimoreacutes Com a anaacutelise dos sedimentos de acordo com a metodologia citada anteriormente
foram obtidos os resultados que seratildeo expostos a seguir
O arredondamento observado nas amostras varia de anguloso a sub anguloso nas
amostras obtidas ateacute o ponto 8 os seguintes passam a apresentar o grau sub anguloso a
arredondado raramente bem arredondado A mineralogia apresentou predominacircncia de
quartzo variando entre 95 a 97 das amostras devido a este fato natildeo foram
caracterizados com detalhe os outros minerais que compunham as amostras sendo
observados micas muscovita biotita lepidolita granada epidoto e minerais ferrosos como
ilmenita e magnetita Tais minerais satildeo compatiacuteveis com as rochas da regiatildeo o que jaacute era
esperado
Os paracircmetros adotados para interpretaccedilatildeo dos dados foram os de FOLK E WARD
(1957) citados por BLOTT E PYE (2001) no software GRADISTAT pois satildeo formas
descritivas que se relacionam com as caracteriacutesticas dos sedimentos ao inveacutes de valores
numeacutericos obtidos puramente por caacutelculos matemaacuteticos O resultado das anaacutelises eacute o exibido
no Quadro 2
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
81
Figura 7 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a
hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)
Figura 8 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a
hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
82
Quadro 2 - Resultados obtidos a partir do software GRADISTAT Fonte Autores
Amostra Granulometria
Mediana Selecionamento Assimetria Curtose
I Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado Assimetria Negativa
Extremamente
Leptocuacutertica
II Areia Meacutedia
Moderadamente
Selecionado
Assimetria Muito
Negativa Leptocuacutertica
III Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado Assimetria Negativa Mesocuacutertica
IV Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado Assimetria Negativa
Extremamente
Leptocuacutertica
V Areia Grossa
Pouco
Selecionado
Assimetria Muito
Positiva Mesocuacutertica
VI Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Mesocuacutertica
VII Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado
Assimetria Muito
Positiva Paticuacutertica
VIII Areia Meacutedia
Moderadamente
Selecionado Simeacutetrico Platicuacutertica
IX Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica
X Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica
XI Areia Grossa
Pouco
Selecionado
Assimetria Muito
Positiva Leptocuacutertica
XII Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica
A assimetria eacute o grau de desvio de uma curva no sentido horizontal podendo esse
desvio ser positivo ou negativo medindo a distribuiccedilatildeo da frequecircncia e marca a posiccedilatildeo da
meacutedia em relaccedilatildeo agrave mediana descrevendo se a curva eacute ou natildeo simeacutetrica Sendo assimeacutetrica
pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado das fraccedilotildees grossas ou das finas
podendo ser negativa ou positiva respectivamente (TAVARES et al 2010)
Esse padratildeo de distribuiccedilatildeo das granulometrias areia meacutedia com assimetria negativa
ateacute a amostra IV indica que os depoacutesitos foram mais retrabalhados talvez porque se
encontram em porccedilotildees de acumulaccedilotildees de sedimentos com maior porte o que as torna
naturalmente mais retrabalhaacuteveis Jaacute os padrotildees das amostras pouco selecionadas satildeo
depoacutesitos de menores dimensotildees e podem estar em processo de formaccedilatildeo Ou entatildeo foram
erodidos no uacuteltimo pulso de cheia e estatildeo em processo de reformulaccedilatildeo Esse conceito eacute
explicado em NICHOLS (2007) sendo o padratildeo deposicional de um rio entrelaccedilado
A anaacutelise da curtose reforccedila tal argumento pois quanto mais platicuacuterticas as
distribuiccedilotildees os sedimentos tendem a ser misturas de populaccedilotildees diferentes e quando
leptocuacuterticas satildeo afetados por correntes de fundo ou algum evento deposicional que
removeu alguma fraccedilatildeo Os que estatildeo mesocuacuterticos natildeo fornecem consistecircncia para
afirmaccedilatildeo alguma assim como observado por Tavares et al(2010) em um contexto
semelhante
Proacuteximo a represa no ponto II observam-se gratildeos em fraccedilotildees denominadas por FOLK
E WARD (1957) como cascalho muito grosso sendo um ambiente de alta energia pois
quando as comportas satildeo abertas liberam toda energia potencial que estava acumulada
diminuindo gradativamente conforme vatildeo sendo fechadas causando a deposiccedilatildeo destes
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
83
sedimentos que tem o caraacuteter bem arredondado em sua maioria tal fato indica seu
retrabalhamento e transporte por rolamento
No ponto IV ao cavar poucos centiacutemetros a partir da superfiacutecie eacute possiacutevel observar
estratificaccedilatildeo cruzada de baixo acircngulo com um niacutevel de minerais pesados tornando-a mais
visiacutevel tal fato indica deposiccedilatildeo de material em suspensatildeo
Na cidade de Colatina observam-se largos bancos de areia que estreitam o rio no
ponto amostral VI
No bairro Bebedouro em Linhares Ponto IX foi observado na margem do rio um
padratildeo deengrossamento para o topo com seixos imbricados ou seja mostram-se aqui as
fraccedilotildeesmais finas na base e um evento que depositou estes sedimentos mais grosseiros por
traccedilatildeo devido ao seu imbricamento
Proacuteximo agrave foz do rio eacute encontrado um niacutevel de minerais pesados finos
Tais niacuteveis de finos satildeo encontrados junto com a amostra XII que predomina a
granulometria grossa o graacutefico da distribuiccedilatildeo nesta amostra tem assimetria positiva ou seja
a tendecircncia para fraccedilotildees menores Analisando o caraacuteter muito leptocuacutertico da amostra
evidencia-se que foram eventos deposicionais distintos que trouxeram tais sedimentos para
este local Fator indicativo das variaccedilotildees do gradiente energeacutetico do rio
CONCLUSAtildeO
As evidentes variaccedilotildees na dinacircmica fluvial do Doce satildeo visualizadas em diversas
escalas e conjunto de dados observados Seja nas imagens de sateacutelite seja nos bancos de areia
ora submersos ora emersos ainda quando se analisa as fraccedilotildees dos sedimentos presentes nos
mesmos
A maior presenccedila de sedimentos grosseiros na parte jusante do rio e sua tendecircncia a
afinar a fraccedilatildeo assimetria muito positiva eacute evidecircncia de uma perda de energia do rio que
devido sua alta energia tendia a carregar sedimentos mais grossos vem agora diminuindo seu
poder de transporte dessas fraccedilotildees e comeccedila a acumular material mais finoSeu caraacuteter de rio
entrelaccedilado anterior pode estar variando a um padratildeo anastomosado de menor energia
A construccedilatildeo de hidreleacutetricas em rios inegavelmente altera seus cursos A questatildeo a se
fazer nesse momento eacute a seguinte O dano causado ao rio gera benefiacutecios que compensa sua
degradaccedilatildeo A resposta eacute relativa gera benefiacutecios a quem Agraves empresas que lucram com a
venda da energia obviamente a resposta eacute sim Agrave populaccedilatildeo que depende e sempre dependeu
do rio para suas diversas atividades sejam quais forem a resposta evidentemente eacute natildeo
Esperamos que um dia a preservaccedilatildeo do meio ambiente seja a prioridade da sociedade ao
inveacutes dos lucros de alguns poucos indiviacuteduos
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
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sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da
Sauacutede Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
89
Capiacutetulo 6
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
Rafael de Oliveira Costasup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3 Carlos
Henrique Rodrigues de Oliveira4
INTRODUCcedilAtildeO
Podemos caracterizar as zonas costeiras com base na sua localizaccedilatildeo geograacutefica
continente oceano Estas satildeo regiotildees sujeitas a contiacutenuas alteraccedilotildees morfodinacircmicas e
apresentam grande variabilidade temporal e espacial em funccedilatildeo dos processos continentais e
marinhos Evidenciando a dinacircmica erosiva e deposicional caracterizada pela accedilatildeo das ondas
mareacutes correntes costeiras e tambeacutem a accedilatildeo fluvial (SILVA et al 2004)
Essas accedilotildees movimentam continuamente as linhas de costa muitas vezes na mesma
direccedilatildeo mas frequentemente em direccedilotildees opostas Como resultado a forma da linha de costa
sofre alteraccedilotildees (WILLIAMS et al 1992)
Ambientes costeiros associados agrave foz de rios estatildeo sujeitos a constantes alteraccedilotildees
morfodinacircmicas originados tanto por processos fluviais como marinhos Areias e outros
materiais satildeo movidos para a praia ou fora dela por correntes e ondas Com isso os
movimentos sazonais dos materiais costeiros criam usualmente amplas praias no veratildeo
substituiacutedas por estreitas praias no inverno em um verdadeiro ciclo anual Durante a accedilatildeo das
mareacutes de tempestades vaacuterias aacutereas podem ser inundadas em questatildeo de horas
Sendo assim conhecer os agentes que atuam na variaccedilatildeo morfodinacircmica levando em
consideraccedilatildeo o espaccedilo-tempo das diferentes regiotildees costeiras eacute de suma importacircncia
principalmente para esse estudo que eacute associado a desembocadura do rio pois dessa forma eacute
possiacutevel estabelecer cenaacuterios com base no comportamento desse ambiente que deve ser
utilizado como fator para o planejamento do uso e ocupaccedilatildeo do solo e tambeacutem para o
desenvolvimento de projetos de engenharia que venham a interferir na dinacircmica sedimentar
costeira (SILVA et al 2004)
Com base no exposto este trabalho tem como objeto de estudo principal a constituiccedilatildeo
e a variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo associado agrave foz do rio Itapemirim Este estudo
tem como base a anaacutelise histoacuterica das variaccedilotildees morfoloacutegicas ocorridas no local e sua relaccedilatildeo
com a descarga liacutequida do rio que seraacute feita por meio de anaacutelises de imagens em uma seacuterie
temporal Aleacutem de contar com a anaacutelise da atual contribuiccedilatildeo do aporte de sedimentos
fluviais na constituiccedilatildeo e variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo que seraacute feito por meio de
anaacutelise sedimentoloacutegicas
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
O Rio Itapemirim tem suas nascentes mais distantes localizadas na Serra do Caparaoacute
formadas pelos rios Braccedilo Norte Esquerdo e Braccedilo Norte Direito que se unem no municiacutepio
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
90
de Alegre Mais a jusante as aacuteguas do Itapemirim recebem contribuiccedilatildeo do rio Castelo no
distrito de Coutinho municiacutepio de Cachoeiro de Itapemirim O uacuteltimo grande afluente antes
da desembocadura no Oceano Atlacircntico eacute o Rio Muqui que junta-se ao Itapemirim no
municiacutepio de Itapemirim desaguando na altura de Marataiacutezes no Espiacuterito Santo
A aacuterea de trabalho localiza-se entre as coordenadas UTM E 308000 m e N 7682000
m E 320000 m e N 7682000 m E 320000 m e N 7672000 m E 308000 m e N 7672000
m (Figura 1)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo Fonte Autores
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL
SENSORIAMENTO REMOTO
O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave
distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais Tais
dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos de
onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos (FIGUEIREDO
2005) Um exemplo eacute o sateacutelite Landsat que utiliza os sensores instalados na oacuterbita e capta
sete bandas espectrais
Essas bandas podem estar associadas aos canais RGB (red - vermelho green - verde e
blue - azul) que satildeo utilizadas para obter um realce de uma determinada feiccedilatildeo formando a
composiccedilatildeo colorida De acordo com INPE (2011) no sistema RGB as bandas 5 4 e 3 do
sensor TM quando combinadas mostram mais claramente os limites entre o solo e a aacutegua
com a vegetaccedilatildeo natildeo tatildeo evidente aparecendo em tonalidades de verde e rosa
Em um estudo no rio Araguaia localizado na porccedilatildeo Centro-Oeste do Brasil Morais
(2008) analisou uma seacuterie temporal com imagens do Landsat 5 com o intuito de verificar a
alteraccedilatildeo da dinacircmica fluvial utilizando as bandas 5 4 e 3 do sensor TM e com isso pode
verificar a evoluccedilatildeo do canal do rio com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da
evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
91
PROCESSAMENTO E INTERPRETACcedilAtildeO DE IMAGENS
Para que se consiga interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-
processamento entre elas podemos citar o georreferenciamento e o contraste O contraste eacute
feito para que ocorra uma melhor visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons de cinza
atraveacutes da modificaccedilatildeo do histograma original formando outro que iraacute manter a mesma
variaccedilatildeo entre os tons de cinza poreacutem com uma melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al
1984)
O georreferenciamento eacute o processo de atribuir coordenadas geograacuteficas a pontos na
imagem ou vetor como por exemplo uma feiccedilatildeo de faacutecil observaccedilatildeo e identificaccedilatildeo nas duas
imagens e que tenha coordenada conhecida para se aplicar a teacutecnica de registro de imagem ou
ainda utilizando pontos de controle (CAMPBELL 2002)
MEacuteTODO GPR
O meacutetodo de radar de penetraccedilatildeo no solo (GPR) eacute um meacutetodo eletromagneacutetico que
consiste em obter uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie atraveacutes da transmissatildeo e
reflexatildeo de ondas eletromagneacuteticas de altas frequecircncias (10 ndash 1000 MHz) para localizar
feiccedilotildees geoloacutegicas rasas ou objetos enterrados pelo homem O princiacutepio fiacutesico e a
metodologia de aquisiccedilatildeo de dados GPR satildeo semelhantes agrave teacutecnica de reflexatildeo siacutesmica e a
teacutecnica de sonar poreacutem o GPR fundamenta-se na transmissatildeo e reflexatildeo de ondas
eletromagneacuteticas (EM) (PORSANI 1999)
O equipamento de GPR (Figura 2) eacute composto de um par de antenas um gerador de
ondas eletromagneacuteticos antena transmissora e um sistema para registro destas ondas a antena
receptora Uma das antenas eacute usada para transmitir um sinal eletromagneacutetico atraveacutes da
subsuperfiacutecie ao passo que a outra capta estes sinais apoacutes a sua reflexatildeo por diferentes alvos
no subsolo A propagaccedilatildeo do sinal EM depende da frequecircncia do sinal transmitido e das
propriedades eleacutetricas dos materiais as quais dependem principalmente do conteuacutedo de aacutegua
presente no solo Topp (1980 citado por BORGES 2002) sendo a atenuaccedilatildeo do sinal da
onda EM proporcional ao conteuacutedo de aacutegua Quando o pulso transmitido encontra mudanccedilas
abruptas nas propriedades dieleacutetricas parte da energia eacute refletida e difratada sendo captada
em superfiacutecie pela antena receptora A energia refletida eacute registrada em funccedilatildeo do tempo de
atraso amplificada e digitalizada atraveacutes de um computador posteriormente o resultado do
processamento dos dados disponibiliza uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie
(BORGES 2002)
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
92
Figura 2 - Constituintes baacutesicos do GPR Fonte Neal (2004)
CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL
Segundo Almeida (1977) a aacuterea estudada estaacute inserida regionalmente agrave leste da
Proviacutencia Mantiqueira que eacute paralela agrave costa atlacircntica do sudeste e sul do Brasil delineando
uma faixa de direccedilatildeo NE-SW com mais de 3000 km de comprimento que se estende do sul
da Bahia ateacute o Uruguai Localizada a leste do Craacuteton Satildeo Francisco aleacutem de fazer limite com
as proviacutencias Tocantins Satildeo Francisco e Paranaacute e eacute bordejada ao leste pela margem
continental e pelas bacias costeiras do Espiacuterito Santo Campos Santos e Pelotas
O embasamento da Formaccedilatildeo Barreiras estudada compreende rochas do Complexo
Paraiacuteba do Sul que de acordo com RADAMBRASIL (1983) constitui gnaisses de idade
Neoproterozoacuteica Estas rochas fazem contato com o Complexo Juiz de Fora que
constituemrochas de origem iacutegnea representadas por granitos gabros e charnockitos datadas
do Paleoproterozoacuteico
Sobre este embasamento depositam-se na regiatildeo os sedimentos Cenozoacuteicos
continentais classificado por Amador (1982) como Grupo Barreiras e devido a seus estudos
permitiu uma individualizaccedilatildeo de uma unidade lito-estratigraacutefica com idade Neoacutegena
Na Figura 3 estaacute evidenciando a aacuterea de estudo no mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo
podendo observar duas litologias diferentes na aacuterea demarcada que fica bem evidenciado na
Figura 4
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
93
Figura 3 - Mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo abrangendo a aacuterea investigada neste
estudoFonte Adaptado de Bizzi et al (2013)
Figura 4 - Coluna litoestratigraacutefica do Espiacuterito Santo com ecircnfase nas litologias presente na
aacuterea Fonte Adaptado de Bizzi et al (2013)
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
94
GRUPO BARREIRAS
O Grupo Barreiras foi agrave primeira unidade estratigraacutefica documentada no Brasil
ocorrendo ao longo do litoral brasileiro desde o Rio de Janeiro ateacute o estado do Amapaacute
recobrindo depoacutesitos sedimentares do mesozoacuteicos de diversas bacias costeiras (BEZERRA et
al 2005)
Os estudos sobre os depoacutesitos correspondentes ao Barreiras foram empregados pela
primeira vez quando Branner (1902 citado por AMADOR 1982) fez a primeira referecircncia a
esta unidade caracterizando-a como ldquouma sucessatildeo contiacutenua de sedimentos pouco ou natildeo
consolidados presentes na costa nordestinardquo
De acordo com Arai (2006) a regularidade no modo de ocorrecircncia e na caracteriacutestica
litoloacutegica eacute incompatiacutevel com a origem continental utilizada tradicionalmente para
caracterizar a origem do Barreiras o que constitui um misteacuterio sua procedecircncia pela
existecircncia de estudos com evidecircncias que revelam seu caraacuteter marinho da mesma forma que
a idade do Grupo Barreiras tem sido motivo de muita controveacutersia entre diversos autores em
funccedilatildeo de seu pobre conteuacutedo fossiliacutefero a sua vasta distribuiccedilatildeo e variaccedilatildeo espacial Na
literatura mais antiga a idade variava de Oligo-mioceno a Plioceno Segundo Bezerra et al
(2005) a idade da Formaccedilatildeo Barreiras tem sido atribuiacuteda ao intervalo de tempo que varia do
Mioceno ateacute o Plioceno-Pleistoceno
Recentemente Arai (2006) subdividiu o Grupo Barreiras em duas unidades distintas de acordo
com seus periacuteodos de deposiccedilatildeo Barreiras Inferior e Superior
A unidade Barreiras Inferior representa a eacutepoca em que a margem continental
brasileira recebia depoacutesitos duratte a transgressatildeo ocorrida no intervalo Aquitaniano ndash
Serravaliano (Eomioceno a Mesomioceno) acumulando uma grande quantidade de
sedimentos nas aacutereas hoje emersas do continente Esses depoacutesitos transgressivos e de mar alto
satildeo reconhecidos sob a forma de unidades litoestratigraacuteficas quase contiacutenuas ou em formas
mais isoladas tendo sido sedimentados principalmente na regiatildeo litoracircnea que atualmente se
estende da Foz do Amazonas ao estado do Rio de Janeiro onde o relevo plano teria
propiciado o avanccedilo do onlap para continente adentro (ARAI 2006)
Uma discordacircncia erosiva Tortoniana (Mioceno) delimita a interface entre as duas
Unidades distintas A discordacircncia representa uma queda eustaacutetica provocada por um periacuteodo
de glaciaccedilatildeo no Neoacutegeno sendo identificada em seccedilotildees siacutesmicas onde eacute reconhecida como
ldquoMarco Cinzardquo A idade Tortoniana foi atribuiacuteda atraveacutes da dataccedilatildeo de nanofoacutesseis Discoaster
hamatus (N-630) e D neorectus (N-635) Viana et al (1990 citado por ARAI 2006)
A unidade Barreiras Superior foi depositada durante o Plioceno que de acordo com as
curvas eustaacuteticas propostas por Haq Hardenbol e Vail (1987 citado por ARAI 2006) teria
ocorrido uma nova transgressatildeo e muitas das aacutereas erodidas receberam uma nova cobertura
sedimentar constituindo o ldquoBarreiras Superiorrdquo
CARACTERIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO
A aacuterea de estudo apresenta topografia variando de suavemente ondulada a plana
sendo que 84 de suas aacutereas possuem declividade abaixo de 30 O tipo de solo
predominantemente eacute o latossolo vermelho amarelo distroacutefico com fertilidade variando de
meacutedia a baixa textura areno-argilosa apresentando pH em torno de 50 com baixos teores de
mateacuteria orgacircnica exigentes em complementaccedilatildeo de fertilizantes e correccedilatildeo de solos A
temperatura meacutedia anual eacute de 22ordm C ficando as maacuteximas entre 28ordm C e 30ordm C enquanto que as
miacutenimas giram em torno de 15ordm C O litoral capixaba possui um regime micromareal (micro-
mareacute) cuja amplitude de mareacute segundo DHN (1994) varia de 140 m a 150 m atingido
durante a mareacute de siziacutegia a amplitude de cerca de 170 m O clima eacute quente poreacutem
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
95
amenizado pelas fortes brisas marinhas A meacutedia anual de precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica situa-se
em torno de 900 mm (ALBINO 1999)
METODOLOGIA
Os materiais cartograacuteficos utilizados para processamento dos dados deste trabalho satildeo
provenientes do Geobases (2002) e compreendem curva de niacutevel drenagem limites e vias
de acesso
As imagens Landsat e RapidEye foram retiradas do endereccedilo eletrocircnico do INPE e do
MMA (Ministeacuterio do Meio Ambiente) respectivamente
O processamento dos dados foi realizado por meio do software Arcgis 103 e Spring
526 Os dados estatiacutesticos foram gerados pelo software Gradstat e os perfis do GPR foram
processados pelo programa Reflex
O GPS de navegaccedilatildeo foi utilizado como uma ferramenta para identificaccedilatildeo dos pontos
no campoUtilizou-se ainda um GPS topograacutefico para georreferenciamento das seccedilotildees de
GPR
OBTENCcedilAtildeO DAS IMAGENS DE SATEacuteLITE
O trabalho foi realizado a partir de imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 sensor TM e de
imagens do sateacutelite RapidEye no periacuteodo de 2001 agrave 2014 sendo analisadas anualmente
Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem das mesmas
estaccedilotildees do ano para natildeo influenciar na anaacutelise de deposiccedilatildeo dos sedimentos por conta da
diferenccedila de quantidade de partiacuteculas que podem ser carreadas nos momentos de chuva e de
seca
PROCESSAMENTO DAS IMAGENS
As imagens Landsat tiveram que passar por preacute-processamento em ambiente de
Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu em georreferenciaacute-las utilizando
como paracircmetro de comparaccedilatildeo as imagens RapidEye aplicaccedilatildeo de contraste linear
aumentando linearmente os tons de cinza no entanto mantendo a proporccedilatildeo original Este
procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5 4 e 3 Sendo muito semelhante a
metodologia aplicada por Mohamed (2012)
Foi feita uma composiccedilatildeo RGB-543 das imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 para
auxiliar na interpretaccedilatildeo
ETAPA DE CAMPO
Foram observados nas imagens os locais de mais faacutecil acesso para coleta dos
sedimentos (Figura 5) que foram coletados com auxiacutelio de uma paacute e foram armazenados em
sacos plaacutesticos para posterior anaacutelise granulomeacutetrica Os locais de coleta foram marcados com
o GPS (Global Positioning System) de navegaccedilatildeo (Tabela 1)
Com o auxiacutelio do GPR (Ground Penetrating Radar) foram levantados dados de sub-
superfiacutecie com dois tipos de antenas diferentes (200 e 400 MHz) e para uma melhor
amarraccedilatildeo dos dados estes foram coletamos atraveacutes de um DGPS (Differential Global
Positioning System) podendo assim observar como ocorreu o momento de sedimentaccedilatildeo do
local
Foram feitos dois perfis com o GPR em uma ilha que se conecta com a praia pelo
espigatildeo construiacutedo na desembocadura do rio esse equipamento foi utilizado nessa localidade
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
96
para que se tente observar a deposiccedilatildeo dos sedimentos na foz do rio Itapemirim e o DGPS foi
utilizado como uma ferramenta de auxiacutelio para uma maior confiabilidade das coordenadas
utilizadas
Figura 5 - Mapa de localizaccedilatildeo dos pontos visitados em campoFonte Autores
Tabela 1 - Coordenadas dos pontos de coleta de sedimentos Fonte Autores
Pontos Coordenadas E (m) Coordenadas N (m)
1A 1B 1C 312747 7676348
2 312030 7676004
3 308789 7675691
4 310453 7678553
ETAPA DE LABORATOacuteRIO
Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de
sedimentologia do Departamento de Geologia da UFES onde foram preparadas para as
seguintes anaacutelises textural e mineraloacutegica
A anaacutelise granulomeacutetrica foi feita atraveacutes do peneiramento das amostras com os dados
de peso de cada granulometria foi utilizado o software para observar estatisticamente o
resultado As anaacutelises texturais e mineraloacutegicas foram feitas a partir do peneiramento citado
acima e foram obtidas com o auxiacutelio da lupa
Os sedimentos foram colocados em um quarteador e obtidos no miacutenimo cinquenta
gramas de amostra pois segundo Folk (1980) eacute o miacutenimo necessaacuterio para anaacutelise de
sedimentos no grupo areia ou superior Foram colocados em uma placa de petri utilizando-se
uma placa para cada amostra Pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo com exatidatildeo de dois
diacutegitos Foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada placa e colocados
na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24 horas
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
97
Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados
durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz no agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de
peneiras da marca Bertel 4800 2000 1200 500 250 125 74 37 microm que representam
respectivamente as classes cascalho fino cascalho muito fino areia muito grossa areia
grossa areia meacutedia areia fina areia muito fina segundo proposta de Wentworth (1922 citado
por BUI et al1990)
Os dados granulomeacutetricos obtidos foram processados em um programa de tratamento
estatiacutestico denominado ldquoGradstatrdquo desenvolvido por Blott e Pye (2001) que aproveita como
base de operaccedilatildeo o Microsoft Excel do Windows que calcula atraveacutes do peso alguns
paracircmetros como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo e curtose
Outro procedimento feito em laboratoacuterio foi o traccedilado das linhas de costa nos anos de
2001 a 2014 levando em consideraccedilatildeo a metodologia proposta por Aparecida et al (2011)
poreacutem com uma pequena diferenccedila pois no trabalho citado o ponto de referecircncia para
calcular a distacircncia ateacute a linha de costa era um maciccedilo rochoso que praticamente natildeo alterou
durante o tempo das imagens e jaacute nesse trabalho foi feito atraveacutes de um ponto com
coordenada coletada pelo DGPS (Ponto Base) com coordenadas E 311637 m N 7676929 m
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
DADOS OBTIDOS A PARTIR DAS IMAGENS
Na Figura 6 podemos ter uma visatildeo ampla de todas as linhas de costa marcadas na
seacuterie multitemporal proposta e no graacutefico apresentado na Figura 7 podemos analisar de forma
mais detalhada essa variaccedilatildeo
Observando a Figura 6 podemos observar uma diminuiccedilatildeo da linha de costa no ano de
2001 ateacute 2002 sendo provavelmente um periacuteodo de ressaca do mar pelo fato de ser um
intervalo de tempo muito pequeno poreacutem logo apoacutes foi observado uma progradaccedilatildeo nos anos
de 2002 agrave 2003 Posteriormente ocorreu um momento de estabilidade dessa linha de costa
tendo em vista que a taxa de deposiccedilatildeo e erosatildeo se mantiveram praticamente igualadas sendo
a variaccedilatildeo entre elas muito pequena podendo observar esse padratildeo ateacute o ano de 2007 e nos
anos seguintes obteve um padratildeo retrogradacional na linha de costa ateacute o ano de 2014
Os padrotildees de variaccedilatildeo da linha de costa observados nos graacuteficos da Figura 7 nos
indicam iacutendices de maior e menor sedimentaccedilatildeo do rio pois nos momentos de menor taxa de
fluxo sedimentar a corrente costeira era mais atuante e com isso causava erosatildeo fazendo com
que ocorresse uma retrogradaccedilatildeo da linha de costa e nos momentos em que o rio apresentava
maior descarga sedimentar no oceano a corrente costeira natildeo era tatildeo atuante pois a razatildeo
deposiccedilatildeo por erosatildeo era maior
Esse resultado de variaccedilatildeo da linha de costa foi diferente do encontrado por Deina et
al (2011) pois no trabalho em questatildeo soacute obteve o momento de retrogradaccedilatildeo do cordatildeo
litoracircneo
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
98
Figura 6 - Mapa de evoluccedilatildeo da linha de costa do Rio Itapemirim Fonte Autores
Figura 7 - Graacutefico de variaccedilatildeo da linha de costa para a seacuterie multitemporal no periacuteodo
de 2001 a 2014 Fonte Autores
DADOS OBTIDOS A PARTIR DOS SEDIMENTOS
O resultado das anaacutelises do Gradistat estaacute exibido no Quadro 1 Com base nele
podemos observar que o selecionamento de todas as amostras variou de moderadamente
selecionado a muito bem selecionado Foi observado na lupa que os gratildeos se apresentaram
subangulosos arredondados e bem arredondados Com relaccedilatildeo a granulometria das amostras
todas tiveram o predomiacutenio de areia poreacutem a amostra 1B apresentou maior proporccedilatildeo de
areia grossa e as demais amostras apresentaram um maior teor de areia meacutedia
A mineralogia em questatildeo eacute predominantemente quartzo contendo algumas micas
(moscovitas e biotitas) granada e magnetita As amostras natildeo apresentaram uma grande
diferenccedila mineraloacutegica o que mudou foi em relaccedilatildeo a proporccedilatildeo de minerais pesados pois
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
99
quanto mais longe da desembocadura do rio mais esses minerais se apresentavam em maior
quantidade
Os histogramas das amostras satildeo a representaccedilatildeo graacutefica dos dados matemaacuteticos
gerados pelo software Gradstat (Figura 8)
A assimetria expressa o enriquecimento da distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica em partiacuteculas
grosseiras ou em partiacuteculas finas indicando o quanto a curva se afasta da distribuiccedilatildeo normal
(DIAS 2004) Sendo assimeacutetrica pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado
das fraccedilotildees grossas ou das finas podendo ser negativa ou positiva respectivamente
(TAVARES et al 2010)
Quadro 1 - Resultados obtidos a partir do software Gradistat Fonte Autores
Amostras Granulometria
mediana
Selecionamento Assimetria Curtose
1A Areia Meacutedia Moderadamente
selecionado
Assimetria
muito
positiva
Extremamente
Leptocuacutertica
1B Areia Grossa Muito bem
selecionado
Assimetria
positiva
Muito
Leptocuacutertica
1C Areia Meacutedia Moderadamente
selecionado
Assimetria
muito
positiva
Muito
Platicuacutertica
2 Areia Meacutedia Moderadamente
selecionado
Assimetria
positiva
Muito
Leptocuacutertica
3 Areia Meacutedia Moderadamente
bem selecionado
Assimetria
negativa
Leptocuacutertica
4 Areia Meacutedia Moderadamente
bem selecionado
Assimetria
muito
negativa
Platicuacutertica
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
100
Figura 8 - Histogramas gerados pelo software Gradstat a) Amostra 1A b) Amostra
1B c) Amostra 1C d) Amostra 2 e) Amostra 3 f) Amostra 4 Fonte Autores
DADOS OBTIDOS DO GPR
Foram feitas duas seccedilotildees quase perpendicular para a passagem do GPR (Figura 9) e
utilizadas dois tipos de antenas em cada seccedilatildeo sendo elas a de 200 e 400 MHz podendo uma
alcanccedilar maior profundidade com menor detalhe e a outra uma menor profundidade com
maior detalhe respectivamente As figuras 10 e 11 e 12 e 13 correspondem a mesma seccedilatildeo
Figura 9 - Mapa de localizaccedilatildeo dos perfis de GPR Fonte Autores
Primeira seccedilatildeo de NW-SE com 50 metros de comprimento
Coordenada inicial E 312699 m N 7676341 m
Coordenada final E 312749 m N 7676336 m
Sirgas - Zona 24S
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
101
Figura 10 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 1 Fonte Autores
Figura 11 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 1 Fonte Autores
Segunda seccedilatildeo de NE-SW com 50 metros de comprimento
Coordenada inicial E 312774 m N 7676349 m
Coordenada final E 312810 m N 7676384 m
Sirgas - Zona 24S
Figura 12 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 2 Fonte Autores
Figura 13 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 2 Fonte Autores
No perfil 1 tanto nos resultados da antena de 400 MHz quanto da antena de 200
MHz eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees cruzadas acanaladas na porccedilatildeo mais agrave esquerda Na
parte central evidenciada por um ciacuterculo observa-se uma falha na imagem podendo ser uma
porccedilatildeo mais argilosa e na parte mais agrave direita conteacutem hipeacuterboles claras que podem ser tubos
enterrados e um leve basculamento das camadas podendo ser remobilizaccedilatildeo do material
No perfil 2 eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees plano-paralela e uma porccedilatildeo com
atenuaccedilatildeo do sinal podendo ser uma regiatildeo mais argilosa Sendo observado todas as feiccedilotildees
tanto na antena de 400 MHz quanto na antena de 200 MHz poreacutem melhor evidenciado as
estratificaccedilotildees plano-paralelas no perfil gerado pela antena de 200 MHz
Com os perfis de GPR foi possiacutevel reafirmar as anaacutelises feitas pelo gradistat que
juntamente com a areia granulometria encontrada em maior proporccedilatildeo ainda existem
granulometrias mais finas provavelmente sendo argilas pelo fato da atenuaccedilatildeo das ondas
eletromagneacuteticas emitidas pelo GPR
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
102
CONCLUSAtildeO
A partir das imagens Landsat e RapidEye utilizadas para fazer a variaccedilatildeo da linha de
costa foi possiacutevel observar que a retrogradaccedilatildeo ou progradaccedilatildeo depende muito do fluxo de
sedimentos do rio com isso eacute possiacutevel supor que nos anos que tiver muita chuva
provavelmente ocorreraacute um maior carreamento de sedimentos em direccedilatildeo ao mar e com isso
aumentaraacute a taxa de deposiccedilatildeo e nos anos de seca com poucas chuvas provavelmente a
erosatildeo costeira seraacute mais intensa
Nos anos de 2001 a 2014 foi observado uma variaccedilatildeo de 437 ateacute 554 metros da linha
de costa o que indica ser uma aacuterea muito dinacircmica e sensiacutevel a mudanccedilas naturais
De acordo com as anaacutelises sedimentoloacutegicas foi possiacutevel observar que quanto mais
proacuteximo da desembocadura do rio menor a energia do fluxo sendo evidenciado pelo aumento
de sedimentos finos e um melhor selecionamento
A seccedilatildeo de GPR mostrou que pode ter uma variaccedilatildeo dos sedimentos indicando
presenccedila de mais finos atenuando o sinal na porccedilatildeo mais argilosa e mostrando que de acordo
com a seccedilatildeo mostrada pode-se observar estratificaccedilotildees cruzadas ou plano-paralela indicando a
direccedilatildeo da sedimentaccedilatildeo
As metodologias aplicadas se mostraram eficientes pois foi possiacutevel obter os dados e
tirar interpretaccedilotildees sobre a aacuterea de estudo Este estudo poderia ter sido mais detalhado e talvez
ser melhor entendido com anaacutelise dos efeitos que a construccedilatildeo do espigatildeo na desembocadura
do rio pode causar para o meio em questatildeo pois com essa construccedilatildeo os sedimentos natildeo
conseguem ser depositados em forma de delta ficando todo detido na desembocadura
podendo vir a diminuir a lacircmina drsquoaacutegua e posteriormente causar ateacute efeitos mais severos
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REITOR ndash UFES
REINALDO CENTODUCATTE
DIRETOR DO CENTRO DE CIEcircNCIAS EXATAS NATURAIS E DA SAUacuteDE ndash UFES
NEUZA MARIA BRUNORO COSTA
ORGANIZADORES DESTA OBRA
FABRICIA BENDA DE OLIVEIRA
RODSON DE ABREU MARQUES
CALVIN DA SILVA CANDOTTI
EDUARDO BAUDSON DUARTE
APRESENTACcedilAtildeO
A produccedilatildeo deste trabalho eacute independente e surgiu da ideia e colaboraccedilatildeo de
professores alunos e ex-alunos do curso de Geologia do Centro de Ciecircncias Exatas Naturais
e da Sauacutede da Universidade Federal do Espiacuterito Santo
Estatildeo contidos neste livro 6 trabalhos apresentados na forma de capiacutetulos e que
abrangem temas relacionados agraves geotecnologias e suas aplicaccedilotildees no acircmbito das ciecircncias
ambientais geotecnia e planejamento urbano e anaacutelises utilizando softwares de cartografia e
modelagem espacial
O material contido nesta obra serviraacute de auxiacutelio para estudantes professores e
profissionais da aacuterea das geociecircncias em seus trabalhos e pesquisas aleacutem de ser um veiacuteculo
de divulgaccedilatildeo de conhecimento obtido pela UFES desde a criaccedilatildeo do curso de Geologia
LISTA DE ORGANIZADORES
Fabricia Benda de Oliveira Professora Adjunta do Departamento de Geologia
Universidade Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias Exatas Naturais e da Sauacutede
Alegre ES e-mail fabriciaoliveiraufesbr
Rodson de Abreu Marques Professor Adjunto do Departamento de Geologia Universidade
Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias Exatas Naturais e da Sauacutede Alegre ES e-
mailrodsonmarquesufesbr
Calvin da Silva Candotti Geoacutelogo Autocircnomo Manaus AM calvincandottigmailcom
Eduardo Baudson Duarte Geoacutelogo formado pela Universidade Federal do Espiacuterito Santo
Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias
Exatas Naturais e da Sauacutede Alegre ES e-mail eduardo_duarte_12hotmailcom
LISTA DE AUTORES
Allison Augusto Gonccedilalves de Freitas
Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira
Daniel Andrade Miranda
Edgar Batista de Medeiros Juacutenior
Eduardo Baudson Duarte
Faacutebio Cardoso de Souza Santos
Fabricia Benda de Oliveira
Felipe Guadagnin
Juacutelia Sesana Maciel
Julio Almeida Moreira
Laacutezaro Correcirca Marcellino
Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas
Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitas
Marx Engel Martins
Rafael de Oliveira Costa
Rayane Monteiro Ferreira
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
Sumaacuterio
Capiacutetulo 1 9
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
Daniel Andrade Miranda Fabricia Benda de Oliveira
Capiacutetulo 2 25
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a
prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
Faacutebio Cardoso de Souza Santos Eduardo Baudson Duarte Fabricia Benda de
Oliveira Juacutelia Sesana Maciel Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira
Capiacutetulo 3 39
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de
ruptura de taludes em atividades de mineraccedilatildeo
Laacutezaro Correcirca Marcellino Fabricia Benda de Oliveira Julio Almeida Moreira Carlos
Henrique Rodrigues de Oliveira
Capiacutetulo 4 53
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES
utilizando teacutecnicas de geoprocessamento
Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitas Fabricia Benda de Oliveira Allison Augusto
Gonccedilalves de Freitas Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas Rayane Monteiro
Ferreira Edgar Batista de Medeiros Juacutenior
Capiacutetulo 5 71
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite
Landsat 5
Marx Engel Martins Fabricia Benda de Oliveira Felipe Guadagnin Carlos Henrique
Rodrigues de Oliveira
Capiacutetulo 6 89
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim
(ES)
Rafael de Oliveira Costa Eduardo Baudson Duarte Fabricia Benda de Oliveira
Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
sup1 Doutorando em Geologia Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG
sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES
9
Capiacutetulo 1
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
Daniel Andrade Mirandasup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2
INTRODUCcedilAtildeO
Segundo Santos (2012) somente com o desenvolvimento de tecnologias espaciais
modernas incluindo os sateacutelites artificiais que se tornou possiacutevel visualizar a Terra a partir da
coleta de dados e da aquisiccedilatildeo de imagens da sua superfiacutecie os dados adquiridos de forma
remota por sateacutelites artificiais auxiliam no diagnoacutestico sobre as implicaccedilotildees ambientais
econocircmicas sociais poliacuteticas e culturais com relaccedilatildeo agrave ocupaccedilatildeo dos espaccedilos urbanos
ajudando no planejamento soacutecio econocircmico-ambiental sustentaacutevel e servindo de base para o
desenvolvimento e realizaccedilatildeo de projetos associados agraves atividades humanas como por
exemplo no planejamento urbano
Gottdiener (1993) define que a materializaccedilatildeo do desenvolvimento contiacutenuo do
capitalismo eacute o formato do espaccedilo urbano assim os traccedilos distintivos da morfologia espacial
urbana estatildeo diretamente relacionados com as mudanccedilas estruturais na organizaccedilatildeo social
Entatildeo para compreender o espaccedilo urbano ou a cidade precisamos estudar e analisar a forma
urbana e seu crescimento como subsiacutedios agraves poliacuteticas de planejamento Estudos mostram que
o crescimento das cidades eacute um processo dinacircmico muitas vezes ocorrendo em aacutereas natildeo
adequadas mostrando que o crescimento da mancha urbana eacute usualmente natildeo planejado
(NAGARATHINAM et al 1988)
Devido agrave forma na qual a expansatildeo urbana ocorre no tempo e no espaccedilo o
crescimento urbano pode gerar problemas ambientais ligados agrave contaminaccedilatildeo hiacutedrica
formaccedilatildeo de ilhas de calor ocupaccedilatildeo de aacutereas inadequadas para assentamentos humanos
degradaccedilatildeo da paisagem dentre outros (FUCKNER 2006)
Segundo Costa e Alves (2005) para monitoramentodas aacutereas urbanas eacute necessaacuterio
possuir conhecimento atualizado sobre a distribuiccedilatildeo espacial da populaccedilatildeo Este
conhecimento eacute adquirido atraveacutes dos censos demograacuteficos e de mapas de densidade
demograacutefica que produzem avaliaccedilotildees quantitativas sobre elas e informam tambeacutem as
necessidades de infraestrutura
Na maior parte das cidades o crescimento populacional tem sido muito raacutepido e as
estruturas urbanas natildeo acompanharam esse crescimento que aleacutem de natildeo ser planejado pode
causar problemas como inundaccedilotildees deslizamento de encostas e desabamentos de construccedilotildees
A ocupaccedilatildeo urbana eacute atualmente tema de emergecircncia nacional portanto o
desenvolvimento de tecnologias que apoiem a gestatildeo estrateacutegica da ocupaccedilatildeo urbana eacute
interessante no acircmbito municipal estadual e federal
Neste contexto as geotecnologias tecircm sido utilizadas como uma ferramenta
importante para ajudar no planejamento urbano e na compreensatildeo da dinacircmica espacial e da
forma urbana
No municiacutepio de Alegre este problema eacute intensificado com a implantaccedilatildeo do programa de
expansatildeo da rede de Educaccedilatildeo Superior pelo MEC (Ministeacuterio da Educaccedilatildeo) que teve iniacutecio
em 2003 e posteriormente com a implementaccedilatildeo do REUNI (Restauraccedilatildeo e Expansatildeo das
Universidades Federais) em 2011 Com esses programas o total de cursos oferecidos pelo
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
10
campus de Alegre subiu de quatro em 2002 para dezessete em 2011 aumentando
consideravelmente o fluxo de populaccedilatildeo moacutevel no municiacutepio Podemos citar ainda os
estudantes da FAFIA (Faculdade de Filosofia Ciecircncias e Letras de Alegre) e o IFES (Instituto
Federal do Espiacuterito Santo) que assim como na UFES (Universidade Federal do Espiacuterito
Santo) tem sua demanda de populaccedilatildeo moacutevel condicionando uma urbanizaccedilatildeo forccedilada em
funccedilatildeo da demanda crescente por habitaccedilatildeo
O presente trabalho propotildee a realizaccedilatildeo de um estudo sobre a ocupaccedilatildeo urbana na sede
do Municiacutepio de Alegre-ES utilizando teacutecnicas de sensoriamento remoto e imagens do
sateacutelite Landsat sensor TM 5 atraveacutes de anaacutelise multitemporal para verificaccedilatildeo do avanccedilo do
crescimento urbano ao longo de 26 anos
LOCALIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO
O municiacutepio de Alegre estaacute localizado na regiatildeo sudeste do Brasil no Sul do Estado
do Espiacuterito Santo englobando as comunidades de Santa Maria Varjatildeo da Cotia Alegre
Vargem Alegre Aacutegua Limpa Vinagre Capim Feliz Lembranccedila Bosque Rive Cafeacute
PlacaSatildeo Francisco Satildeo Joatildeo do Norte e Coacuterrego do Meio e tendo como municiacutepios
limiacutetrofes Muniz Freire a Norte Castelo Cachoeiro de Itapemirim e Jerocircnimo Monteiro a
Leste Mimoso do Sul e Satildeo Joseacute do Calccedilado a Sul e Guaccediluiacute e Ibitirama a Oeste
A aacuterea de estudo proposta para este trabalho consiste no periacutemetro urbano da sede do
Municiacutepio de Alegre como pode ser visto na Figura 1
O Acesso ateacute a capital Vitoacuteria pode ser feito pela ES-482 ateacute Cachoeiro de Itapemirim
depois segue pela BR-101 Sul ateacute Vitoacuteria Ou ainda pela ES-482 ateacute Duas Barras ES-166 de
Duas Barras ateacute Venda Nova do Imigrante e BR-262 ateacute Vitoacuteria
Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo sobreposta agrave ortofoto Fonte IEMA (2007)
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
11
Segundo Rosa (2003) podemos definir o sensoriamento remoto como sendo a forma
de obter informaccedilotildees de um objeto sem que haja contato fiacutesico com o mesmo utilizando-se a
radiaccedilatildeo eletromagneacutetica gerada por fontes naturais como o Sol e a Terra ou por fontes
artificiais como por exemplo o RadarO sensoriamento remoto teve destaque no Brasil a
partir da deacutecada de 1960 com a criaccedilatildeo do Projeto RADAMBRASIL cujo objetivo era a
realizaccedilatildeo de um levantamento integrado dos recursos naturais do paiacutes a partir de imagens
Landsat (SOUZA 2008)
O Landsat foi colocado em oacuterbita em 1972 com o nome de ERTS-1 (Earth Resources
Techonological Satellite-1) teve inicialmente um desempenho significativo sendo
transformado na seacuterie Landsat Hoje o projeto Landsat eacute dedicado agrave observaccedilatildeo dos recursos
naturais da TerraSua oacuterbita desloca-se do Norte para o Sul sendo geocecircntrica circular quase
polar heliocecircntrica isto eacute o acircngulo Sol ndash Terra ndash Sateacutelite permanece constante o que garante
condiccedilotildees de iluminaccedilatildeo semelhantes na aacuterea imageada ao longo do ano (ROSA 2003)O
sensor TM (Thematic Mapper) do sateacutelite Landsat possui sete bandas com numeraccedilatildeo de 1 a
7 sendo que cada banda representa uma faixa do espectro eletromagneacutetico (BATISTELLA et
al 2004) O sateacutelite Landsat apresenta a caracteriacutestica de repetitividadepois ele imageia a
mesma aacuterea a cada 16 dias Suas cenas cobrem uma aacuterea de 34225 kmsup2 sendo a faixa
imageada de 185 x 185 km (INPE 2006)
Para utilizaccedilatildeo de imagens de sateacutelite com fins de classificaccedilatildeo recomenda-se o
processamento das mesmas O processamento digital de imagens (PDI) de acordo com Lima e
Rocha (2009) tem como objetivo fornecer ferramentas que facilitem a identificaccedilatildeo e
aextraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas imagens para posterior interpretaccedilatildeo Consiste na
manipulaccedilatildeo numeacuterica dos dados visando aumentar opotencial de discriminaccedilatildeo dos alvos
Segundo Novo (1989) o PDI pode ser dividido basicamente em Preacute-processamento Realce e
Classificaccedilatildeo
O Preacute-processamento eacute o primeiro passo do PDI e eacute considerado fundamental para
confiabilidade e uso correto das imagens de sateacutelite Nesta fase segundo Rosatti (2006) o
objetivo eacute adequar as imagens para serem utilizadas pelos usuaacuterios sendo aplicadas algumas
teacutecnicas de manipulaccedilatildeo como correccedilatildeo geomeacutetrica e restauraccedilatildeo
A correccedilatildeo geomeacutetrica e o georreferenciamento das imagens satildeo necessaacuterios devido a
distorccedilotildees que segundo o INPE (2006) satildeo causadas no processo de formaccedilatildeo da imagem
pelo sistema sensor e por imprecisatildeo dos dados de posicionamento da plataforma (aeronave
ou sateacutelite) De modo geral o georreferenciamento de imagens de sateacutelite eacute realizado por meio
de pontos de controle (PC) de referecircncia identificados na imagem original e em um sistema de
dados de referecircncia que possibilitem o ajustamento atraveacutes de modelos matemaacuteticos Os satildeo
feiccedilotildees passiacuteveis de identificaccedilatildeo na imagem e no terreno ou seja satildeo feiccedilotildees homoacutelogas
cujas coordenadas satildeo conhecidas na imagem e no sistema de referecircncia (INPE 2006)
Podemos obter PC atraveacutes de trecircs fontes por meio de mapas e cartas topograacuteficas oficiais
pela aquisiccedilatildeo de pontos em campo por sistema de posicionamento global (GPS) ou por meio
de imagens georreferenciadas do mesmo local A precisatildeo do georreferenciamento eacute medida
atraveacutes do caacutelculo do Erro Meacutedio Quadraacutetico ou Root Mean Square Error (RMS) que
pondera as diferenccedilas entre as coordenadas dos pontos de controle da imagem a ser ajustada e
da fonte de dados de referecircncia O valor do RMS deveraacute ser menor que 1 ou seja quanto
mais proacuteximo de 0 maior eacute a precisatildeo e menor eacute o erro (LIMA 2010) O caacutelculo eacute feito
utilizando a Equaccedilatildeo 1
RMSerror = [(x1 ndash xorg)sup2 + (y1 ndash yorg)sup2]12 (1)
x1 = Coordenada de linha calculada na imagem a ser ajustada
y1 = Coordenada de coluna calculada na imagem a ser ajustada
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
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xorg = Coordenada original de linha do PC da fonte de referecircncia
yorg = Coordenada original de coluna do PC da fonte de referecircncia
A teacutecnica de restauraccedilatildeo tem por objetivo corrigir as distorccedilotildees do sensor oacuteptico no
processo de geraccedilatildeo das imagens A resoluccedilatildeo espacial das bandas 3 4 e 5 que eacute de 30
metros pode ser restaurada para ateacute 5 metros (RIOS ALMEIDA RIBEIRO 2010)A ideia de
restaurar uma imagem eacute reduzir o efeito de embaccedilamento da cena e obter uma imagem
realccedilada dado que os detalhes vistos na cena satildeo suavizados devido agraves limitaccedilotildees do sensor
Esta correccedilatildeo eacute realizada por um filtro linear e os pesos do filtro de restauraccedilatildeo satildeo obtidos a
partir das caracteriacutesticas do sensor e natildeo de forma empiacuterica como eacute feito no caso dos filtros
de realce tradicionais Neste caso o filtro eacute especiacutefico para cada tipo de sensor e banda
espectral Este tipo de processamento eacute recomendado para ser realizado sobre a imagem
original sem qualquer tipo de processamento tais como realce e filtragem que alterem as
caracteriacutesticas radiomeacutetricas da imagem Deve-se observar tambeacutem que natildeo eacute possiacutevel
processar uma imagem reamostrada jaacute que as caracteriacutesticas radiomeacutetrica e espacial da
imagem foram alteradas (INPE 2006)
Aleacutem das etapas do preacute-processamento de imagens digitais de sateacutelite existem outras que
utilizam teacutecnicas de realce com o objetivo de melhorar a qualidade visual e permitir uma
melhor interpretaccedilatildeo dos alvos nas imagens (IBGE 2001) As teacutecnicas utilizadas neste
trabalho foram Constraste Filtragem espacial e Composiccedilatildeo colorida
Segundo o INPE (2006) o contraste entre dois objetos pode ser definido como sendo a
razatildeo entre os seus niacuteveis de cinza meacutedios onde a manipulaccedilatildeo do contraste consiste numa
transferecircncia radiomeacutetrica em cada pixel (Picture Element ndash menor elemento num dispositivo
de exibiccedilatildeo ao qual eacute possiacutevel atribuir-se uma cor menor ponto que forma uma imagem
digital) tendo o objetivo de aumentar a discriminaccedilatildeo visual entre os objetos presentes na
imagem Realiza-se a operaccedilatildeo ponto a ponto independentemente da vizinhanccedila Entretanto
um exame preacutevio do histograma da imagem pode ser uacutetil O histograma de uma imagem
descreve a distribuiccedilatildeo estatiacutestica dos niacuteveis de cinza em termos do nuacutemero de amostras
(pixels) com cada niacutevel A distribuiccedilatildeo pode tambeacutem ser dada em termos da percentagem do
nuacutemero total de pixels na imagem Pode ser estabelecida uma analogia entre o histograma de
uma imagem e a funccedilatildeo densidade de probabilidade que eacute um modelo matemaacutetico da
distribuiccedilatildeo de tons de cinza de uma classe de imagens A cada histograma estaacute associado o
contraste da imagem conforme mostra a Figura 2ADe acordo com Rios Almeida e Ribeiro
(2010) esta teacutecnica tem por objetivo modificar atraveacutes de funccedilotildees matemaacuteticas os niacuteveis de
cinza ou os valores digitais de uma imagem de modo a destacar certas informaccedilotildees espectrais
e melhorar a qualidade visual da imagem
De acordo com Albuquerque (2000) para fazer uma operaccedilatildeo de filtragem espacial eacute
necessaacuterio escolher uma matriz de dimensatildeo n x n denominada maacutescara (Figura 2B) com
valores que dependem do filtro que queremos usar seja ele passa baixa (filtrando as altas
frequecircncias) passa banda (filtrando uma regiatildeo especiacutefica de frequecircncias espaciais) ou passa
alta (filtrando as baixas frequecircncias) Em uma imagem as altas frequecircncias correspondem agraves
modificaccedilotildees abruptas dos niacuteveis de cinza e as bordas dos objetos As baixas frequecircncias
correspondem agraves variaccedilotildees suaves dos niacuteveis de cinza Logo quando queremos evidenciar os
contornos de um determinado objeto podemos usar filtros do tipo passa alta Pode-se querer
observar a forma da iluminaccedilatildeo de fundo entatildeo devemos usar filtros passa-baixa para
eliminarmos todas as altas frequecircncias correspondendo agrave borda dos objetos e chegar agrave
iluminaccedilatildeo de fundo
A composiccedilatildeo colorida consiste em associar as imagens monocromaacuteticas de cada
banda agraves cores primaacuterias RGB (Red ndash Vermelho Green ndash Verde Blue ndash Azul) com o
objetivo de apresentar simultaneamente as informaccedilotildees de trecircs bandas espectrais em
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composiccedilotildees coloridas que facilitam e enriquecem a interpretaccedilatildeo visual dos alvos (IBGE
2001) Como exemplo de composiccedilatildeo colorida temos a Figura 2Cque associa a banda 3 agrave cor
vermelha (R) a banda 4 agrave cor verde (G) e a banda 5 agrave cor azul (B)
De acordo com Souza (2012) as aacutereas urbanas natildeo podem ser caracterizadas por um
comportamento espectral padratildeo A vegetaccedilatildeo os corpos aquaacuteticos e os solos satildeo superfiacutecies
relativamente homogecircneas em termos de cobertura poreacutem nas aacutereas urbanas prevalece a
heterogeneidade das coberturas As aacutereas urbanas satildeo fisicamente formadas por uma grande
diversidade de materiais (superfiacutecies de concreto asfalto telhados de vaacuterios materiais solo
vegetaccedilatildeo arboacuterea e grama aacutegua entre outros) com formas alturas e arranjos tambeacutem
variados assim em uma imagem orbital o pixel pode representar vaacuterias coberturas o que
torna as aacutereas urbanas complexas do ponto de vista espectral Na Figura 2D pode-se observar
a similaridade espectral entre uma aacuterea urbana e uma aacuterea de cultivo de cana
Figura 2 - (A) Exemplo de Histograma de baixo contraste (agrave esquerda) e de alto contraste (agrave
direita) Fonte Modificado de INPE (2006) (B) Exemplo de maacutescara de 3 x 3 Fonte
Modificado de INPE (2006) (C) Exemplo de geraccedilatildeo de composiccedilatildeo colorida Fonte Brust
(2010) (D) Imagem do sateacutelite Landsat TM 5 na composiccedilatildeo colorida (RGB-543) adquirida
em 20091995 Fonte Souza (2012)
De acordo com Lima (2010) eacute possiacutevel classificar e agrupar os alvos de uma imagem a
partir dos vaacuterios niacuteveis de informaccedilotildees espectrais detectadas atraveacutes da adequaccedilatildeo das
imagens digitais utilizando-se os procedimentos do preacute-processamento Assim pode-se criar
um uacutenico niacutevel de informaccedilatildeo temaacutetica (categorias ou classes) para cada elemento
identificado e dessa forma gerar mapas temaacuteticos Os meacutetodos utilizados na classificaccedilatildeo das
imagens de sateacutelite variam com o tipo e complexidade do ambiente analisado caracteriacutesticas
do sensor e sateacutelite utilizado aspectos sazonais que alteram as caracteriacutesticas dos alvos e da
incidecircncia de energia solar extensatildeo da aacuterea de estudo equipamentos e recursos humanos
disponiacuteveis grau de conhecimento do ambiente por parte do inteacuterprete entre outros A
classificaccedilatildeo eacute a principal etapa do processamento de imagens a partir do qual satildeo extraiacutedas
as informaccedilotildees necessaacuterias para diversas aplicaccedilotildees Pode ser realizada atraveacutes de trecircs
teacutecnicas baacutesicasInterpretaccedilatildeo VisualClassificaccedilatildeo Digital Natildeo SupervisionadaClassificaccedilatildeo
Digital Supervisionada
A interpretaccedilatildeo visual de imagens de sateacutelite consiste em identificar as feiccedilotildees
impressas nessas imagens e determinar seu significado atraveacutes de chaves de interpretaccedilatildeo
onde eacute fundamental por parte do analista o conhecimento da aacuterea a ser mapeada (LIMA
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
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2010) De acordo com Soares-Filho (2000) as caracteriacutesticas das imagens tais como
Tonalidade Cor Textura Forma Estrutura Sombra e contexto satildeo as chaves de uma boa
interpretaccedilatildeo A partir dessas caracteriacutesticas pode ser estruturado um meacutetodo de identificaccedilatildeo
por ldquochavesrdquo que se apoia em um estudo comparativo atraveacutes de objetos e feiccedilotildees conhecidas
que satildeo utilizadas como guias
Maillard (2001) diz que na classificaccedilatildeo Supervisionada o inteacuterprete jaacute possui um
conhecimento da aacuterea de estudo que podem ser utilizados como amostras de treinamento para
o algoritmo de classificaccedilatildeo de forma que os dados de cada classe temaacutetica podem ser
generalizados para toda cena agrupando cada pixel da imagem de acordo com as classes
amostradas Existem diversos algoritmos de classificaccedilatildeo supervisionada implementados em
aplicativos computacionais sendo o algoritmo Maxver (Maacutexima Verossimilhanccedila) um dos
mais utilizados para classificaccedilatildeo digital de imagens pixel a pixelINPE (2006) define que o
algoritmo de classificaccedilatildeo Maxver utiliza agrave meacutedia e a covariacircncia das amostras de treinamento
para assinalar um pixel desconhecido de uma classe assim pode-se computar a probabilidade
estatiacutestica de um pixel desconhecido pertencer a uma ou outra classe atribuindo a este pixel a
classe agrave qual ele tem maior probabilidade de pertencer utilizando o criteacuterio de maacutexima
verossimilhanccedila
Em qualquer procedimento de classificaccedilatildeo de imagens de sateacutelite o objetivo eacute a
geraccedilatildeo de mapas temaacuteticos que devem transmitir a realidade do terreno da forma mais
precisa possiacutevel Para isso deve ser verificado o niacutevel de incerteza destes mapas atraveacutes de
iacutendices de exatidatildeo para que as informaccedilotildees obtidas possam ser utilizadas adequadamente
(LIMA 2010) Segundo Mangabeira Azevedo e Lamparelli (2003) um dos paracircmetros mais
utilizados e eficientes na determinaccedilatildeo da exatidatildeo de mapas temaacuteticos eacute o iacutendice Kappa que
eacute obtido mediante a adoccedilatildeo de uma referecircncia para a comparaccedilatildeo dos mapeamentos
produzidos A determinaccedilatildeo deste iacutendice eacute feita com base numa tabulaccedilatildeo cruzada entre as
quantidades de dados amostrais de referecircncia e da imagem classificada estruturada numa
matriz quadrada denominada matriz de erros ou de confusatildeoSegundo Campbell (1987) a
estimativa Kappa pode ser representada pela seguinte relaccedilatildeo exposta na Equaccedilatildeo 2
K = (observado ndash esperado) (1 ndash esperado) (2)
Observado = valor global para o percentual de pixels corretos
Esperado = valor calculado usando os totais de cada linha e cada coluna da matriz
denominados de valores marginais
Os resultados do Coeficiente Kappa variam de 0 a 1 indicando de forma crescente o
grau de concordacircncia ou exatidatildeo do mapa classificado com relaccedilatildeo aos dados de referecircncia e
podem ser agrupados em intervalos de acordo com aTabela 1
Tabela 1 - Intervalos de valor do coeficiente Kappa e respectivos graus de concordacircncia
Fonte Landis e Koch (1977)
Valor de Kappa Concordacircncia
0 Peacutessima
001 ndash 020 Ruim
021 ndash 040 Razoaacutevel
041 ndash 060 Boa
061 ndash 080 Muito boa
081 ndash 100 Excelente
Dependendo do valor do coeficiente Kappa encontrado e das necessidades e objetivos
do trabalho podem ser feitas correccedilotildees a fim de garantir um refinamento da qualidade
informativa do mapa Os dados obtidos podem ser utilizados em conjunto com outros planos
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de informaccedilatildeo em ambiente SIG possibilitando sua integraccedilatildeo e manipulaccedilatildeo como base de
dados para sistemas de suporte a decisatildeo (LIMA 2010)
METODOLOGIA
A imagens de sateacutelite Landsat sensor TM-5 foram adquiridas do INPE nas bandas
12345 e 7 na oacuterbitaponto 21674 do municiacutepio de Alegre-ES nos anos de 1985 1997
2001 2006 e 2011 Foi utilizada tambeacutem a ortofoto do municiacutepio (IEMA 2007) para servir
como base para o registro das imagens de sateacutelite e tambeacutem para comparaccedilatildeo visual com a
classificaccedilatildeo
Para a elaboraccedilatildeo dos mapas foram utilizados os softwares SPRING 52 e ArcGISreg
10 sendo o que primeiro foi utilizado para o tratamento e processamento digital das imagens
de sateacutelite e o segundo para confecccedilatildeo final dos mapas de vegetaccedilatildeo hidrografia topografia
solos e das classificaccedilotildees
Durante o preacute-processamento foram aplicadas as teacutecnicas de Processamento Digital de
Imagens com o objetivo de georreferenciar e melhorar a qualidade das imagens para uma
melhor visualizaccedilatildeo facilitando a identificaccedilatildeo e extraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas
imagens digitais aumentando assim o potencial de diferenciaccedilatildeo dos alvos e
consequentemente obtendo melhores resultados na classificaccedilatildeo das imagens As bandas 3 4
e 5 foram restauradas para a resoluccedilatildeo de 15m
Foi aplicado contraste nas bandas 3 4 e 5 modificando o histograma original como
mostra o Quadro 1
Quadro 1 - Mudanccedila no histograma das bandas 3 4 e 5 apoacutes contraste aplicado na imagem
de 1985 do sateacutelite Landsat - TM 5 Fonte Autores
Bandas Histograma Original Histograma (Contraste)
Banda 3 ndash Vermelho
Banda 4 ndash Infravermelho Proacuteximo
Banda 5 ndash Infravermelho Meacutedio
Foi aplicada a filtragem linear utilizando uma matriz 2x2 (Quadro 2) apropriada para
imagens Landsat TM no software SPRING com o objetivo de suavizar as imagens realccedilando
assim a visualizaccedilatildeo das bandas e obtendo imagens com mais nitidez
Quadro 1 - Matriz utilizada na filtragem de imagens Landsat TM Fonte INPE (2006)
3 -7 -7 3
-7 -7 13 -7
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
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-7 13 13 -7
3 -7 -7 3
Para identificaccedilatildeo das amostras de treinamento foi utilizada a combinaccedilatildeoRGB-543 o
que destacou melhor as aacutereas urbanas Para a classificaccedilatildeo foram definidas duas classes Aacuterea
urbana e Natildeo urbana Em seguida foram coletadas as amostras de treinamento para cada
classe como pode ser observado na Figura 3
Figura 3 - Amostras utilizadas para classificaccedilatildeo da imagem de 2011 em amarelo amostras
da classe urbana e em branco amostras da classe natildeo urbana Fonte Autores
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Usando a metodologia acima descrita seratildeo apresentados abaixo os resultados obtidos
a partir do processamento das imagens e da classificaccedilatildeo da aacuterea urbana do municiacutepio de
Alegre-ES para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011
O georreferenciamento foi executado utilizando-se feiccedilotildees semelhantes em duas
imagens para determinaccedilatildeo dos pontos de controle como cruzamento de estradas aacutereas de
vegetaccedilatildeo aacuterea urbana e rios A resoluccedilatildeo das imagens (30 metros) pode atrapalhar pois
devido ao baixo niacutevel de detalhe fica difiacutecil determinar o ponto semelhante nas duas imagens
de forma exata No entanto o RMS ficou em torno de 03 de acordo com a equaccedilatildeo (1)
mostrando que a diferenccedila entre as coordenadas dos pontos de controle das imagens a serem
ajustadas e os pontos de controle da fonte de dados de referecircncia ficou pequena significando
uma boa precisatildeo
O processo de restauraccedilatildeo para a resoluccedilatildeo de 15metros mostrou uma melhora na
nitidez da imagem restaurada (Figura 4B) em comparaccedilatildeo com a imagem original (Figura
4A)
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Figura 4 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 de 1985 da cidade de
Alegre-ES com resoluccedilatildeo de 30m (A) e restaurada para 15m (B)
Fonte Autores
A aplicaccedilatildeo do contraste nas bandas 34 e 5 permitiu um maior contraste entre as
feiccedilotildees da imagem com contraste (Figura 5B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem contraste
(Figura 5A)
Figura 5 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da
cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de contraste (A) e com aplicaccedilatildeo de contraste (B)
Fonte Autores
A filtragem espacial permitiu observar maior nitidez da imagem para distinccedilatildeo das
feiccedilotildees da imagem com filtro (Figura 6B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem filtro (Figura
6A)
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
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Figura 6 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da
cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de filtragem (A) e apoacutes filtragem (B)
Fonte Autores
Na Figura 7 temos as imagens em composiccedilatildeo RGB ndash 543 correspondentes agrave
evoluccedilatildeo urbana de Alegre nos anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 Ao comparaacute-las
podemos observar um aumento significativo da mancha urbana este aumento pode ser
observado principalmente nas regiotildees sul e oeste da cidade
Figura 7 - Composiccedilatildeo RGB ndash 543 da aacuterea de estudo para os anos analisados
Fonte Autores
Na Figura 8 podemos observar as classificaccedilotildees realizadas pelo classificador Maxver
utilizando duas classes Aacuterea urbana (Azul) Natildeo urbana (Branco)
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Figura 8 - Classificaccedilotildees da Aacuterea Urbana de Alegre para os anos analisados
Fonte Autores
A Tabela 2 mostra a exatidatildeo das classificaccedilotildees realizadas e as aacutereas correspondentes
agrave classe urbana para cada ano o iacutendice Kappa (Equaccedilatildeo (2)) variou de 093 a 098 Este
resultado pode ser considerado excelente de acordo com a Tabela 1
Tabela 2 -Exatidatildeo das classificaccedilotildees e aacutereas urbanas calculadas Fonte Autores
1985 1997 2001 2006 2011
Iacutendice Kappa 095 097 095 093 098
Aacuterea Urbana (km2) 805 968 771 1079 758
Apesar do alto iacutendice de desempenho das classificaccedilotildees eacute possiacutevel observar regiotildees de
confusatildeo na classificaccedilatildeo das amostras das duas classes Observando as aacutereas calculadas
percebemos que natildeo haacute um aumento contiacutenuo da aacuterea urbana nas classificaccedilotildees pois a aacuterea do
ano de 1997 foi maior que a aacuterea de 2001 que por sua vez eacute menor que a de 1985 e ainda a
aacuterea de 2011 eacute menor que a de 2006 isso possivelmente estaacute associado agrave confusatildeo do
algoritmo ao identificar as classes
Ao compararmos a ortofoto da aacuterea de estudo com a classificaccedilatildeo de 2011 (Figura 9)
podemos perceber regiotildees de solo exposto sombras aacutereas de vegetaccedilatildeo e estradas
classificadas como aacutereas urbanas Eacute possiacutevel observar tambeacutem a ocupaccedilatildeo irregular da cidade
principalmente em aacutereas proacuteximas a rios e em topo de morros que contribuem para
problemas urbanos de inundaccedilotildees e deslizamento de encostas
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
20
Figura 9 - Comparaccedilatildeo da ortofoto do ano de 2007 (a esquerda) com a classificaccedilatildeo de 2011
(a direita) com foco na aacuterea urbana da cidade de Alegre - ES
Fonte Autores
Eacute possiacutevel observar um aumento significativo da aacuterea urbana da sede se compararmos
visualmente as imagens de 1985 e 2011 este aumento se daacute principalmente nas regiotildees de
periferia mas tambeacutem podemos observar um adensamento dos pixels na regiatildeo central da
sede diminuindo a quantidade de aacutereas arborizadas no centro como eacute possiacutevel observar na
Figura 10
Figura 10 - Detalhamento das imagens de 1985 e 2011 mostrando a classificaccedilatildeo da aacuterea
urbana
Fonte Autores
Estes resultados jaacute eram esperados e podem ser explicados como mostra o trabalho de
Correia et al (2007) devido agrave dificuldade em estabelecer essas classes temaacuteticas na resoluccedilatildeo
das imagens de sateacutelite utilizadas que por natildeo possuir um niacutevel de detalhe elevado possuem
uma limitaccedilatildeo para discriminar alvos com uma mistura de vaacuterios elementos como eacute o caso da
aacuterea urbana gerando impactos na resposta espectral das imagens refletindo assim na
caracterizaccedilatildeo dessas classesO fato de terem sido admitidas somente duas classes tambeacutem
pode ter influenciando no resultado da classificaccedilatildeo pois algumas amostras apresentaram
distribuiccedilatildeo bimodal no entanto o erro foi muito baixo (em torno de 5) minimizando este
problema Outro fator que tambeacutem pode ter influenciado no resultado eacute o tamanho das
amostras de treinamento do algoritmo
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Costa e Alves (2005) ao monitorar a expansatildeo urbana do municiacutepio de Campos dos
Goytacazes tambeacutem tiveram problemas devido agrave confusatildeo entre duas classes onde a textura
dos cordotildees litoracircneos se confundia com a textura da urbanizaccedilatildeo e concluiacuteram que era
necessaacuterio possuir um conhecimento preacutevio da aacuterea para realizar o estudo Isso mostra que a
interpretaccedilatildeo visual admitindo que o interprete possua um conhecimento preacutevio da aacuterea eacute
fundamental pois o classificador mesmo com amostras apresentando um desempenho
elevado ainda assim pode apresentar erros nos resultados
CONCLUSAtildeO
A metodologia utilizada para a anaacutelise multitemporal do crescimento da mancha
urbana de Alegre para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 efetuada no presente
trabalho mostrou-se eficiente tornando possiacutevel visualizar as transformaccedilotildees ocorridas no
intervalo de tempo de 26 anos Assim outros resultados poderiam ser encontrados caso a
anaacutelise fosse feita em outros periacuteodos e com diferentes intervalos
O software SPRING se mostrou uma boa ferramenta para se analisar as questotildees de
urbanizaccedilatildeo e por ser disponiacutevel gratuitamente serve como opccedilatildeo para o planejamento urbano
municipal com um baixo custo
Um estudo mais detalhado utilizando-se imagens com uma melhor resoluccedilatildeo espacial
e espectral e em diferentes periacuteodos diminuindo o intervalo de tempo entre imagens pode
obter dados para um planejamento urbano mais detalhado diminuindo assim os riscos
causados pela ocupaccedilatildeo de aacutereas indevidas
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
ALBUQUERQUE M P Processamento de Imagens Meacutetodos e Anaacutelises Centro
Brasileiro de Pesquisas Fiacutesicas ndash CBPFMCT Coordenaccedilatildeo de Atividades Teacutecnicas ndash CAT
Rio de Janeiro RJ 2000
BATISTELLA M CRISCUOLO C MIRANDA E E FILARDI A L Sateacutelites de
Monitoramento Campinas Embrapa Monitoramento por Sateacutelite 2004
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Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
24
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Rio de Janeiro RJ
sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES
sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
25
Capiacutetulo 2
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a
prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
Faacutebio Cardoso de Souza Santossup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3
Juacutelia Sesana Maciel3 Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira4
INTRODUCcedilAtildeO
Desde os primoacuterdios na civilizaccedilatildeo Egiacutepcia o manganecircs jaacute era usado como parte do
composto quiacutemico para a produccedilatildeo de vidro Com o avanccedilo das civilizaccedilotildees esse elemento
passou a possuir outras aplicaccedilotildees tanto no setor metaacutelico quanto no natildeo-metaacutelico Das
diversas utilizaccedilotildees do manganecircs a mais importante seria a produccedilatildeo das ligas de accedilo
constituiacutedas pela mistura de ferro e manganecircs Outras ligas tambeacutem satildeo produzidas com a
combinaccedilatildeo do manganecircs com diferentes metais como as ligas de cobre zinco alumiacutenio
estanho e chumbo O manganecircs tem a propriedade de dessulfurizaccedilatildeo (retirada do enxofre) e
deoxidante tornando melhor as caracteriacutesticas fiacutesicas e quiacutemicas das ligas de accedilo (SAMPAIO
et al 2005)
Sabe-se que a induacutestria do accedilo absorve cerca de 92 de toda produccedilatildeo mundial do
mineacuterio de manganecircs natildeo sendo diferente no Brasil onde o uso tambeacutem eacute liderado pela
metalurgia (85) seguido da fabricaccedilatildeo de pilha (10) e a induacutestria quiacutemica (5) (COSTA
2004) No Estado do Espiacuterito Santo as jazidas de manganecircs ateacute o momento estatildeo localizadas
unicamente no municiacutepio de Guaccediluiacute com cerca de um milhatildeo de toneladas poreacutem a
prospecccedilatildeo deste elemento ainda estaacute em fase de pesquisa (DNPM 2013)
Tendo em vista a importacircncia do elemento manganecircs para a induacutestria se faz
necessaacuterio o investimento em pesquisas para o reconhecimento mapeamento e amostragens
desse elemento Do reconhecimento em campo ateacute a explotaccedilatildeo existem vaacuterias etapas que
utilizam diversas metodologias (PEREIRA 2012) entretanto o presente trabalho estaacute focado
na fase de reconhecimento de aacutereas que possuam favorabilidade para a presenccedila do manganecircs
utilizando a anaacutelise multicriteacuterio como ferramenta base do estudo
A anaacutelise multicriteacuterio eacute baseada em uma modelagem matemaacutetica utilizando
paracircmetros ponderados relacionados agrave aacuterea de estudo e ao bem mineral de interesse
envolvendo ainda paracircmetros correlacionados atraveacutes das observaccedilotildees analiacuteticas e de campo
Atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio satildeo gerados os mapas de favorabilidade que tem se mostrado
de grande valia no auxiacutelio de identificaccedilatildeo de aacutereas alvo na exploraccedilatildeode bens minerais
reduzindo o tempo e o custo com pesquisas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004)
A anaacutelise multicriteacuterio consiste em um conjunto de teacutecnicas que visam auxiliar um
agente decisor a tomar decisotildees acerca de um problema complexo ponderando e propondo
alternativas para solucionaacute-lo utilizando diferentes criteacuterios e pontos de vista preacute-
estabelecidos As decisotildees satildeo sempre pautadas com base nos criteacuterios considerados
relevantes para a resoluccedilatildeo do problema em questatildeo podendo existir diversos criteacuterios onde
cada um possui seu grau de importacircncia (JANUZZI et al 2009)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
26
As teacutecnicas de geoprocessamento utilizadas na confecccedilatildeo dos mapas de favorabilidade
para ocorrecircncia de mineralizaccedilotildees como ouro chumbo zinco e cobre vecircm obtendo
resultados satisfatoacuterios ao longo das uacuteltimas deacutecadas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004) Em
contra partida ainda existem poucos estudos onde se aplica as teacutecnicas de anaacutelise de
favorabilidade para estudo de mineralizaccedilotildees de manganecircs
Este trabalho teve por objetivo geral identificar aacutereas que possuam alta favorabilidade
para a prospecccedilatildeo de manganecircs na porccedilatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo utilizando teacutecnicas
de geoprocessamento atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio mapeamento e anaacutelises de campo para
comprovar ou natildeo a veracidade dos dados obtidos com o geoprocessamento
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
A aacuterea de trabalho estaacute localizada na macrorregiatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo na
regiatildeo da divisa entre os estados do Rio de Janeiro Minas Gerais e Espiacuterito Santo Situasse
entre os municiacutepios de Guaccediluiacute Divino de Satildeo Lourenccedilo Dores do Rio Preto e Satildeo Pedro de
Rates (distrito de Guaccediluiacute) sendo delimitada pelas coordenadas UTM S 7698000 m e
7712000 m e E 206000 m e 218000 m (Figura 1)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo no Brasil e no Estado do Espiacuterito Santo
representada com as principais vias de acesso Fonte Autores
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL
CONTEXTO GEOLOacuteGICO
O arcabouccedilo geoloacutegico (Figura 2) da aacuterea eacute composto pelo complexo Juiz de Fora
Grupo Andrelacircndia Lineamento Guaccediluiacute rochas intrusivas gnaissificadas e depoacutesitos mais
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
27
jovens como aluviotildees coluacutevios pilhas ricas em caulim e outros resiacuteduos provenientes da
extraccedilatildeo de pegmatitos O Complexo Juiz de Fora eacute formado por ortopiroxecircnio-gnaisse de
composiccedilatildeo feacutelsica a maacutefica ortopiroxecircnio-clinopiroxecircnio-anfiboacutelio-gnaisse gnaisse
migmatiacutetico bandado migmatitos e gnaisses migmatizados Jaacute o Grupo Andrelacircndia eacute
composto por granada-biotita-gnaisse anfiboacutelio-biotita-gnaisse e gnaisse de composiccedilatildeo
predominantemente granodioriacutetica O Lineamento Guaccediluiacute eacute formado por anfiboacutelio-biotita
gnaisse milonitizado com ultramilonitos e milonitos E as rochas intrusivas gnaissificadas
satildeo os gnaisses tonaliacuteticos de Manhuaccedilu compostos por ortognaisses tonaliacuteticos
granodioriacutetico a trondhjemiacutetico com intercalaccedilotildees de anfiboacutelio-biotita gnaisse (HORN
2007)
Figura 2 - Destaque da aacuterea de estudo na Folha Espera Feliz - SF 24-V-A-IV
Fonte Modificado de HORN et al (2007)
GEOPROCESSAMENTO
O geoprocessamento ou processamento de dados geograacuteficos eacute feito atraveacutes de
teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais e realiza o tratamento de informaccedilotildees geograacuteficas em
ambiente virtual Em conjunto existe o sistema de informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) que eacute capaz
de simular a realidade do espaccedilo geograacutefico integrando informaccedilotildees espaciais (BALDOTTO
2014)
Dentro do ambiente computacional as caracteriacutesticas de uma determinada aacuterea podem
ser analisadas e manipuladas com diversas teacutecnicas A digitalizaccedilatildeo de dados reais possibilita
a geraccedilatildeo de mapas observacionais e o conjunto desses mapas observacionais depois de
manipulados geram os mapas analiacuteticos Os mapas analiacuteticos podem ser processados
utilizando operaccedilotildees algeacutebricas cumulativas como adiccedilatildeo multiplicaccedilatildeo e subtraccedilatildeo ou
atraveacutes de modelos loacutegicos como simultaneidade booleana possibilidade fuzzy e
probabilidade bayesiana onde seus produtos satildeo chamados de mapas fundidos e mapas
integrados respectivamente (SILVA 2003)
Rodrigues (2012) utilizou teacutecnicas de geoprocessamento a fim de realizar um estudo
sobre a mineralizaccedilatildeo de ouro no cinturatildeo de Gurupi Folha Centro Nova do Maranhatildeo
MAPA com o auxiacutelio da loacutegica fuzzy A aplicaccedilatildeo do meacutetodo permitiu identificar aacutereas de
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
28
favorabilidade para a presenccedila de mineralizaccedilotildees auriacuteferas Grande parte das aacutereas destacadas
coincidiram com os jazimentos conhecidos comprovando a eficaacutecia do meacutetodo e dando maior
confiabilidade para as novas aacutereas indicadas pela modelagem
Cunha et al (2001) utilizaram o geoprocessamento na avaliaccedilatildeo da favorabilidade para
a prospecccedilatildeo mineral de cromo na regiatildeo de Pinheiros Altos no municiacutepio de Piranga em
Minas Gerais com auxiacutelio da teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico e obtiveram resultados
satisfatoacuterios conseguindo aacutereas coerentes para o modelo prospectivo adotado
Baldotto (2014) utilizou geoprocessamento e teacutecnicas de anaacutelise multicriteacuterio
aplicando loacutegica fuzzy booleana e teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico (AHP) para
delimitaccedilatildeo de aacutereas favoraacuteveis agrave prospecccedilatildeo de aacutegua subterracircnea no Sul do Estado do
Espiacuterito Santo As teacutecnicas se mostraram eficazes para o tipo de anaacutelise realizada permitindo
a integraccedilatildeo de dados geoloacutegicos que influenciam diretamente na disponibilidade de aacutegua em
sistemas aquiacuteferos cristalinos
Benda et al (2014) fizeram uso do geoprocessamento em conjunto com a loacutegica
fuzzy para criaccedilatildeo de zoneamento no Parque Estadual da Cachoeira da Fumaccedila-ES para fins
de conservaccedilatildeo Utilizaram como fatores os mapas de declividade uso do solo e massa de
aacutegua e tiveram como produto final o mapa de final de adequabilidade para conservaccedilatildeo A
metodologia empregada possibilitou a identificaccedilatildeo de aacutereas especiacuteficas e com maior
vulnerabilidade ao uso puacuteblico e permitiu um melhor direcionamento no trabalho dos
gestores com um menor custo financeiro ao poder estadual
ANAacuteLISE DE FAVORABILIDADE
A anaacutelise de favorabilidade eacute de fundamental importacircncia em um processo decisoacuterio
Atraveacutes desta anaacutelise eacute possiacutevel dividir o espaccedilo geograacutefico em parcelas hierarquizadas
segundo um grau de favorabilidade A favorabilidade pode ser medida por meio de valores
relativos ou probabiliacutesticos avaliando-se respectivamente a possibilidade ou a probabilidade
de ocorrecircncia de algum fator ou variaacutevel na aacuterea de interesse Essa teacutecnica vem sendo
aprimorada agrave medida que a tecnologia de SIG vai evoluindo e cada vez mais estaacute sendo
utilizada pela induacutestria mineral e por agecircncias do governo como um dos meios de menor
custo para avaliaccedilatildeo de aacutereas de interesse na exploraccedilatildeo de recursos minerais (ROCHA et al
2000)
Vidal et al (2005) descreveu a anaacutelise de favorabilidade como um meacutetodo diferente
dos demais onde ao inveacutes de analisar isoladamente cada variaacutevel amostrada os atributos
georreferenciados satildeo particionados em ceacutelulas e correlacionados espacialmente dando
origem aos mapas de favorabilidade Levando em consideraccedilatildeo a distribuiccedilatildeo espacial e a
coexistecircncia entre variaacuteveis e depoacutesitos a anaacutelise de favorabilidade torna possiacutevel inferir
quanto e de que modo cada variaacutevel mapeada estaacute associada ao processo e
consequentemente em que grau ele indica a existecircncia de um bem mineral
Para Rostirolla (1996) a utilizaccedilatildeo da anaacutelise de favorabilidade na prospecccedilatildeo
geoloacutegica estaacute fundamentada em um estudo estatiacutestico de fatores que viabilizam ou natildeo a
existecircncia de depoacutesitos minerais A base do estudo estaacute fundamentada na ponderaccedilatildeo e
associaccedilatildeo espacial de dados geoloacutegicos e geofiacutesicos com fins exploratoacuterios O intuito
principal dessa avaliaccedilatildeo eacute diminuir custo e tempo de pesquisa identificando aacutereas com maior
potencial para descobertas
Os criteacuterios utilizados nessa anaacutelise podem ser de natureza restritiva ou relativa Os
criteacuterios restritivos atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo responsaacuteveis
por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas Representam
restriccedilotildees absolutas ao que se deseja estudar e descartam todas as aacutereas que natildeo atendem a
alguma restriccedilatildeo que elas representam Estes criteacuterios satildeo sempre de caraacuteter booleano
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
29
representando ldquosimrdquo ou ldquonatildeordquo na anaacutelise Os criteacuterios relativos (escalonados) satildeo utilizados
para realccedilar ou diminuir a adequabilidade de uma alternativa especiacutefica para uma atividade
ou objeto definindo um determinado grau de aptidatildeo para a aacuterea considerada Os criteacuterios
escalonados definem regiotildees ou alternativas em termos de uma medida contiacutenua de
adequabilidade variando de 0 ateacute 255 onde zero possui adequabilidade nula e 255 a
adequabilidade maacutexima para o empreendimento analisado Estes criteacuterios satildeo sempre de
caraacuteter fuzzy (EASTMAN 2003 KOHAGURA 2007)
Dentro da anaacutelise fuzzy existem as funccedilotildees de pertinecircncia e podem ser de nove tipos
linear curva Z pi beta triangular trapezoidal gaussiana cautchy e sigmoide sendo a uacuteltima
mais utilizada nesse tipo de estudo por se adaptar melhor aos dados de origem ambiental
Esse tipo de funccedilatildeo sigmoidal pode ser monotocircnica crescente decrescente e simeacutetrica
(KOHAGURA 2007)
No estaacutegio em que eacute realizada a combinaccedilatildeo de dados para geraccedilatildeo da regra de
decisatildeo pode ser utilizada a anaacutelise multicriteacuterio onde diversos fatores com seus
determinados pesos de importacircncia satildeo combinados Saaty (1977 citado por MORETTI et al
2008) propocircs a utilizaccedilatildeo da teacutecnica de Processo Analiacutetico Hieraacuterquico (Analytic Hierarchy
Process ndash AHP) no auxiacutelio da decisatildeo de quais fatores satildeo mais importantes dentro do
determinado empreendimento visto sua relativa simplicidade de aplicaccedilatildeo e entendimento
Considerando que o decisor deveraacute executar a anaacutelise paritaacuteria entre os criteacuterios e entre os
subcriteacuterios a ferramenta utiliza-se da Escala Fundamental de Saaty (1977 citado por
MORETTI et al 2008) apresentando as opccedilotildees para esta comparaccedilatildeo que correlacionam
valores de acordo com o entendimento do operador (MORETTI et al 2008)
METODOLOGIA
Para a realizaccedilatildeo desse trabalho foram utilizados dados digitais vetores de curvas de
niacutevel e redes de drenagem adquiridos do Geobases (2002) mapa geoloacutegico de aacuterea de estudo
que foi digitalizado e modificado da Carta Geoloacutegica Folha Espera Feliz SF24-V-A-IV
(HORN 2007) mapa geoloacutegico regional e mapa de pontos ambos feitos com base nos dados
obtidos durante a etapa de campo
A metodologia adotada neste trabalho inclui a coleta e tratamento dos dados por meio
de aquisiccedilatildeo armazenamento e descriccedilatildeo para posterior anaacutelise em ambiente digital tanto de
arquivos vetoriais quanto matriciais de toda a regiatildeo do estudo (BALDOTTO 2014)
Na etapa inicial do trabalho foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica onde foram
consultadas informaccedilotildees preacute-existentes da aacuterea de estudo principalmente informaccedilotildees
geoloacutegicas e metodologia anaacuteloga a que foi utilizada
Na segunda etapa do trabalho foi realizado o geoprocessamento dos dados a geraccedilatildeo e
padronizaccedilatildeo dos fatores e restriccedilotildees e aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio Sendo esses itens
descritos nos seus respectivos sub-toacutepicos abaixo
ETAPA DE CAMPO
A etapa de campo foi realizada em um total de 11 dias entre os meses de setembro a
novembro de 2014 Essa etapa consistiu no caminhamento pela aacuterea descriccedilatildeo dos diversos
litotipos e tentativa de identificaccedilatildeo do manganecircs fazendo uso da aacutegua oxigenada que reage
na presenccedila de manganecircs gerando na superfiacutecie da rocha um fluido branco espumoso
GEOPROCESSAMENTO
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
30
Nessa etapa foram organizados e confeccionados todos os mapas necessaacuterios para a
realizaccedilatildeo do trabalho em ambiente de SIG O banco de dados inicial foi organizado com o
intuito de possuir o maacuteximo de informaccedilotildees e recursos para facilitar e acelerar os processos de
anaacutelises empregados neste trabalho
O mapa geoloacutegico e o mapa de pontos foram gerados com dados de campo atraveacutes de
anaacutelise de afloramento e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rocha O mapa de modelo digital de
elevaccedilatildeo foi elaborado utilizando as curvas de niacutevel da regiatildeo de estudo
GERACcedilAtildeO DE MAPAS DE RESTRICcedilAtildeO E FATORES
Foram definidas duas restriccedilotildees e trecircs fatores tendo como meta a geraccedilatildeo do mapa de
favorabilidade As restriccedilotildees atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo
responsaacuteveis por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas
sendo consideradas as Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes conforme os artigos 2deg e 3deg da
Resoluccedilatildeo ndeg 303 do CONAMA (2002) e as localidades fora do limite da aacuterea de estudo
Os trecircs fatores escolhidos foram padronizados em uma escala de adequabilidade que
varia de menos apto (0) a mais apto (255) e foi utilizado a teacutecnica de processo analiacutetico
hieraacuterquico (AHP) para a comparaccedilatildeo entre os fatores seguindo uma ordem de prioridade
sendo considerados na ordem de maior para menor importacircncia a litologia a declividade e a
cota
O fator litoloacutegico foi levado em consideraccedilatildeo pois a presenccedila da rocha eacute essencial para
geraccedilatildeo de qualquer depoacutesito mineral e o fator possui a finalidade de identificar as litologias
que apresentam composiccedilatildeo mineraloacutegica mais favoraacutevel para a formaccedilatildeo de depoacutesitos
lateriacuteticos Este fator foi realizado baseando-se no mapa geoloacutegico gerado atraveacutes de anaacutelises
em campo e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rochas Das oito litologias identificadas e descritas em
campo apenas duas foram encontradas associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs que
satildeo o leucognaisse e o biotitito Devido a essa caracteriacutestica essas duas litologias foram
consideradas com maiores graus de importacircncia dentro do fator entretanto como foram
encontrados mais depoacutesitos lateriacuteticos associados ao leucognaisse do que ao biotitito o grau
de importacircncia do leucognaisse foi considerado maior do que o do biotitito As outras
litologias que natildeo apresentaram associaccedilatildeo a depoacutesitos de manganecircs tiveram seu grau de
importacircncia calculado a partir da composiccedilatildeo mineraloacutegica da rocha visto que cada mineral
que compotildee a rocha pode ter ou natildeo na sua estrutura quiacutemica a presenccedila do elemento
manganecircs Na Tabela 1 estatildeo todas as litologias encontradas em campo com seus respectivos
valores de favorabilidade que foram atribuiacutedos seguindo a metodologia descrita acima
Quadro 1 - Normatizaccedilatildeo das classes litoloacutegicas Fonte Autores
Litologia Valor atribuiacutedo
Leucognaisse 255
Biotitito 200
Granada-Biotita Gnaisse 100
Granada-Biotita-Feldspato Protomilonito 100
Granada-Biotita-Piroxecircnio Gnaisse 100
Biotita-Piroxecircnio Granulito 50
Biotita Gnaisse 50
Leucogranito 50
O fator declividade tem como principal finalidade a identificaccedilatildeo de aacutereas planas
Biondi (2003) descreveu que para a geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos seja residual ou
supergecircnico independentemente de qual mineacuterio estaacute sendo estudado necessita-se de um
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
31
terreno com menor declividade para facilitar sua acumulaccedilatildeo Com estas informaccedilotildees o fator
declividade passa a ter um grau alto de importacircncia dentro da anaacutelise multicriteacuterio ficando
abaixo apenas do fator litoloacutegico
A normatizaccedilatildeo do mapa de declividade foi feita utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia
fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente onde as aacutereas planas e com ateacute 10 graus de
inclinaccedilatildeo foram consideradas de maacutexima adequabilidade (255) no momento em que o valor
da inclinaccedilatildeo ultrapassa os 10 graus essa adequabilidade decresce ateacute chegar ao valor miacutenimo
(0) onde a inclinaccedilatildeo eacute de 30ordm e acima deste valor de inclinaccedilatildeo a adequabilidade torna-se
nula Estes valores foram adotados levando-se em consideraccedilatildeo tudo o que foi estudado na
pesquisa bibliograacutefica em trabalhos como o de Biondi (2003) Neto e Costa (2010) e
Leonardi e Ladeira (2012) e observaccedilotildees realizadas em campo
Neto e Costa (2010) realizaram o mapeamento de unidades geomorfoloacutegicas da Bacia
do Rio Cauameacute-RR no qual foi possiacutevel identificar deposiccedilatildeo lateriacutetica onde a declividade
variava de 01 a 3 graus terrenos relativamente planos Esse estudo confirma a preacute-disposiccedilatildeo
da formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas
Leonardi e Ladeira (2012) fizeram uma anaacutelise hipsomeacutetrica da Regiatildeo Nordeste do
Quadrilaacutetero Ferriacutefero-MG associado ao material de origem Nesse estudo foi possiacutevel
evidenciar na base do Complexo Alegria uma superfiacutecie plana que ultrapassou oito
quilocircmetros de extensatildeo com declividade inferior a 5ordm que estaacute associada agrave Crosta Lateriacutetica
de Ferricrete Contiacutenua Sendo estaacute mais uma evidecircncia da preacute-disposiccedilatildeo da formaccedilatildeo de
depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas
O fator cota teve como objetivo a identificaccedilatildeo de aacutereas cujas cotas estatildeo proacuteximas de
mil metros de altitude geralmente topo de morros pois para haver a formaccedilatildeo e
desenvolvimento de depoacutesitos lateriacuteticos eacute necessaacuterio que o ambiente gerador possua alguns
paracircmetros essenciais como alta taxa de pluviosidade atuando na lixiviaccedilatildeo relevo pouco
inclinado para minimizar a accedilatildeo erosiva resultante da alta pluviosidade alta taxa de
percolaccedilatildeo de aacutegua para mobilizar a mateacuteria lixiviada e por fim cotas topograacuteficas elevadas
em relaccedilatildeo ao niacutevel de base regional sendo essencial para promover uma taxa contiacutenua nos
processos citados acima (ALEVA 1994) Devido a esta caracteriacutestica de condicionar uma
taxa contiacutenua nos processos essenciais para geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos o fator cota estaacute
presente na anaacutelise multicriteacuterio deste trabalho possuindo um grau de importacircncia inferior ao
fator litoloacutegico e ao fator declividade poreacutem sendo fundamental para comprovar a eficaacutecia do
estudo
A normatizaccedilatildeo do fator cota foi realizada utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia fuzzy
sigmoidal monotocircnica crescente onde aacutereas inferiores a 600 metros foram consideradas de
adequabilidade miacutenima (0) agrave medida que o valor da cota sobe a adequabilidade cresce ateacute
atingir a cota de 800 metros onde a adequabilidade torna-se maacutexima (255) e com isso todas
cotas acima de 800 metros possui adequabilidade maacutexima Para definiccedilatildeo dos valores
adotados nesse fator levou-se em consideraccedilatildeo as observaccedilotildees realizadas em campo revisatildeo
bibliograacutefica sobre depoacutesitos lateriacuteticos e trabalhos como o de Morais et al (2002) e Oliveira
et al (2009)
Atraveacutes do Processo Analiacutetico Hieraacuterquico foram gerados os pesos onde seus valores
foram atribuiacutedos de acordo com o seu grau de importacircncia utilizando como base a escala
fundamental de Saaty (1977 citado por MORETTI et al 2008) Sendo assim ficou
estabelecido que o fator litoloacutegico eacute moderadamente mais importante que o fator declividade
o fator declividade eacute moderadamente mais importante que o fator cota e o fator litoloacutegico eacute
fortemente mais importante que o fator cota Com os fatores normatizados e os seus
respectivos pesos calculados os mapas foram agrupados utilizando a Combinaccedilatildeo Linerar
Ponderada onde os fatores foram multiplicados pelos seus pesos e em seguida somados para
geraccedilatildeo do mapa de adequabilidade Como no presente trabalho foi utilizada restriccedilatildeo o
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
32
procedimento foi alterado e a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo de fatores
foi multiplicada pela restriccedilatildeo gerando o mapa de adequabilidade final
Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo par-a-par entre fatores Fonte Autores
Fator Litologia Declividade Cota
Litologia 1
Declividade 13 1
Cota 15 13 1
Na Tabela 3 estatildeo os valores correspondentes aos pesos calculados atraveacutes do processo
analiacutetico hieraacuterquico utilizando a matriz de comparaccedilatildeo Os pesos demostram a influecircncia de
cada fator no mapa final de adequabilidade Onde o fator litoloacutegico representou cerca de 64
no valor final da anaacutelise o fator declividade contribuiu com aproximadamente 26 e o fator
cota representou 10 A proporccedilatildeo de consistecircncia eacute um valor que mostra o erro obtido no
caacutelculo da matriz de comparaccedilatildeo e neste caso o erro foi de 003 estando dentro do limite
aceitaacutevel de 01
Quadro 3 - Resultado dos pesos calculados para cada fator Fonte Autores
Fator Peso
Litoloacutegico 064
Declividade 026
Cota 010
Com o mapa final de adequabilidade gerado foi possiacutevel comparar os resultados
obtidos atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio com os dados coletados em campo E assim discutir
sobre a confiabilidade da ferramenta de anaacutelise multicriteacuterio na obtenccedilatildeo de aacutereas com alta
adequabilidade para prospecccedilatildeo de depoacutesitos de manganecircs
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Como resultados foram obtidos os mapas de fatores que indicam como cada fator
influenciou no mapa final e utilizando esses mapas separadamente eacute possiacutevel discutir sobre a
importacircncia de cada fator na anaacutelise Entretanto quando eacute realizada a integraccedilatildeo dos mapas
na anaacutelise multicriteacuterio em um uacutenico mapa torna-se mais faacutecil o julgamento das aacutereas de
acordo com a adequabilidade
A Figura 3 conteacutem os mapas de fatores e restriccedilotildees utilizados nesse trabalho O fator
litoloacutegico apresentou grande favorabilidade na regiatildeo centro norte devido essa aacuterea ser
composta principalmente por rochas do tipo leucognaisse e biotitito que geralmente estatildeo
associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs O restante da aacuterea apresentou favorabilidade
variando de meacutedia agrave baixa devido agrave composiccedilatildeo das rochas e os valores atribuiacutedos a cada
uma delas
O leucognaisse foi considerado de muito alta favorabilidade em relaccedilatildeo agrave formaccedilatildeo de
depoacutesitos lateriacuteticos visto que a maior parte dos depoacutesitos encontrados em campo estatildeo
associados a esse tipo rochoso A litologia biotitito foi classificada com alta favorabilidade agrave
formaccedilatildeo de depoacutesito lateriacutetico uma vez que alguns depoacutesitos lateriacuteticos foram encontrados
associados a esta rocha Os litotipos granada biotita gnaisse granada biotita feldspato
protomilonito e granada biotita piroxecircnio gnaisse foram considerados de meacutedia
favorabilidade pois apesar de natildeo ter sido observado em campo qualquer associaccedilatildeo destes
litotipos com depoacutesitos lateriacuteticos a composiccedilatildeo mineraloacutegica destas rochas podem permitir a
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
33
formaccedilatildeo de algum tipo de depoacutesito de manganecircs lembrando que natildeo eacute apenas a mineralogia
que determina a formaccedilatildeo de depoacutesitos
As rochas biotita piroxecircnio gnaisse biotita gnaisse e Leucogranito foram classificadas
com baixa favorabilidade uma vez que a composiccedilatildeo mineraloacutegica das mesmas dificilmente
permitiraacute a formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs
O fator cota ficou evidenciado uma grande adequabilidade indo desde a parte central
ateacute o topo norte do mapa Da porccedilatildeo central ateacute a base sul do mapa a adequabilidade ficou
bem dividida variando de alta a nula Resultados esses jaacute esperados para esse fator visto que
a regiatildeo de estudo e bastante montanhosa estando sempre bem acima do niacutevel meacutedio do mar
Jaacute porccedilotildees com baixa ou nula adequabilidade estatildeo associadas as aacutereas mais baixas
simplesmente pela geomorfologia ou em alguns casos a canais de drenagem que ao longo do
tempo vatildeo dissecando o relevo e tornando-o mais baixo
O fator declividade como esperado apresentou uma grande quantidade de aacutereas com
alta adequabilidade e boa distribuiccedilatildeo visto que apesar da regiatildeo de estudo estaacute contida em
cotas elevadas o relevo predominante eacute pouco acidentado e os topos de morros satildeo mais
aplainados
A restriccedilatildeo hidrograacutefica estaacute presente neste trabalho com o intuiacutedo de identificar e
restringir todas as regiotildees que fazem parte das Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes em aacutereas
de Mata Ciliar A restriccedilatildeo foi realizada isolando um raio de 50 metros no entorno de
qualquer corpo drsquoaacutegua visto que dentro destas regiotildees eacute proibida a realizaccedilatildeo de estudos
prospectivos (CONAMA 2002)
Figura 3 - Mapas de Fatores e Restriccedilotildees (A) Fator Litoloacutegico (B) Fator Cota (C) Fator
Declividade (D) Restriccedilatildeo Hidrograacutefica Fonte Autores
No mapa final de adequabilidade (Figura 4A) observa-se que a aacuterea mais favoraacutevel
(255) agrave prospecccedilatildeo de manganecircs proposta por este trabalho estaacute localizada na parte superior
do mapa distribuiacuteda de leste a oeste poreacutem eacute possiacutevel encontrar outras regiotildees como na parte
central do mapa e uma pequena porccedilatildeo na regiatildeo sudoeste que embora obtivessem
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
34
adequabilidade um pouco mais baixa (200-160) ainda possuem valores satisfatoacuterios O
restante do mapa apresentou uma adequabilidade variando de meacutedia (130) e baixa (50) A alta
adequabilidade encontrada na parte superior do mapa ocorre devido ao substrato rochoso ser
composta por leucognaisse rocha com maior peso de importacircncia dentro do fator litoloacutegico
que por sua vez eacute o fator de maior influecircncia dentro da anaacutelise e por essa regiatildeo apresentar as
maiores cotas da aacuterea de estudo Algumas regiotildees que possuem alta adequabilidade para os
fatores declividade e cota obtiveram uma adequabilidade variando de meacutedia (130) a baixa
(50) isto porque o fator litoloacutegico que teve o maior peso na anaacutelise alcanccedilou baixa
adequabilidade nessas aacutereas do mapa As porccedilotildees no mapa que apresentaram adequabilidade
nula satildeo aquelas onde as restriccedilotildees foram atuantes neste caso os corpos hiacutedricos
A etapa de campo obteve como produto um mapa de pontos (Figura 4B) onde foram
constatados pontos com a presenccedila de manganecircs pontos de depoacutesitos de manganecircs jaacute
descritos por outras literaturas e pontos que natildeo possuiacuteam a presenccedila do manganecircs Vale
salientar que a descriccedilatildeo de um ponto representa natildeo somente as caracteriacutesticas daquele exato
local mas tambeacutem do seu entorno A geraccedilatildeo deste mapa teve com intuiacutedo facilitar a
amostragem dos pontos que possuem a presenccedila de manganecircs e comparaacute-lo com o mapa de
adequabilidade final
Ao analisar o mapa de adequabilidade eacute possiacutevel perceber que todos os pontos
descritos em campo que possuiacuteam a presenccedila de manganecircs estatildeo associados a uma alta
adequabilidade Eacute importante explicar que ao fazer o caminhamento de campo procurasse
sempre utilizar rotas de mais faacutecil acesso para percorrer a aacuterea como por exemplo as redes de
drenagem No caso deste trabalho essa metodologia de caminhamento acabou acarretando
controveacutersia no momento de anaacutelise do mapa final pois pontos nos quais ficou comprovada a
presenccedila de manganecircs estatildeo situados tanto dentro de porccedilotildees de alta adequabilidade quanto de
adequabilidade nula isto devido aos pontos terem sido coletados proacuteximos agraves drenagens e o
sistema hidrograacutefico da regiatildeo ser considerado uma restriccedilatildeo de acordo com CONAMA
(2002) Essa controveacutersia natildeo diminui a comprovaccedilatildeo da eficaacutecia da ferramenta da anaacutelise
multicriteacuterio visto que os pontos representam uma aacuterea muito maior do que aquele exato
local onde o ponto foi descrito e a malha de restriccedilatildeo hidrograacutefica natildeo nega a presenccedila do
manganecircs apenas restringe a exploraccedilatildeo mineral por se tratar de uma aacuterea de preservaccedilatildeo
permanente
No mapa de adequabilidade foi utilizada uma simbologia com a forma de um ciacuterculo
vazado nos pontos que tiveram a presenccedila de manganecircs comprovada com o intuiacutedo de
representar melhor a aacuterea de influecircncia de cada ponto e tornar mais clara essa possiacutevel
controveacutersia ao se analisar o mapa Os pontos que possuem a presenccedila do manganecircs
identificados na Folha Espera Feliz ndash SF 24-V-A-IV (HORN 2007) foram associados a uma
adequabilidade variando de alta a meacutedia resultados que reforccedilam a eficaacutecia da anaacutelise
multicriteacuterio como uma ferramenta eficaz para prospecccedilatildeo de manganecircs na regiatildeo proposta
No mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel observar que 60 de todos os pontos que
possuem a presenccedila de manganecircs independente se satildeo pontos vistos em campo ou pontos
obtidos por meio de outras literaturas estatildeo localizados em regiotildees de alta adequabilidade
(255 ateacute 200) e os 40 restantes estatildeo localizados em porccedilotildees de meacutedia adequabilidade (130)
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
35
Figura 4 - A) Mapa de adequabilidade final com os pontos de amostragem e drenagens (azul)
com isolamento de 50 metros (branco) delimitando a restriccedilatildeo hidrograacutefica de acordo com
CONAMA (2002) B) Mapa com discriminaccedilatildeo de pontos onde natildeo foi constatada a presenccedila
de manganecircs (pontos pretos) pontos que possuiacuteam manganecircs (pontos vermelhos) e pontos
buscados na literatura que jaacute tinham identificaccedilatildeo de presenccedila de manganecircs (pontos verdes)
Fonte Autores
CONCLUSAtildeO
A utilizaccedilatildeo das teacutecnicas de geoprocessamento se mostrou eficaz para o tipo de estudo
realizado permitindo a integraccedilatildeo de diferentes tipos de dados que influenciam diretamente
na formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos
Analisando o mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel afirmar que o objetivo no qual
seria a avaliaccedilatildeo de aacutereas para a prospecccedilatildeo de manganecircs obteve resultados satisfatoacuterios visto
que na regiatildeo escolhida para o estudo cerca de 30 da aacuterea apresenta alta adequabilidade
(255 ateacute 200) 40 possui meacutedia adequabilidade (aproximadamente 130) e apenas 30 da
aacuterea ficou caracterizada por uma baixa adequabilidade (de 50 ateacute 0)
A anaacutelise multicriteacuterio pode ser considerada uma ferramenta que possui resultados
satisfatoacuterios quando utilizada com criteacuterios embasados aleacutem disso trata-se de uma
metodologia de baixo custo e faacutecil aplicabilidade cujos resultados podem minimizar o custo e
o tempo da fase de prospecccedilatildeo e pesquisa
O mapa de favorabilidade final apesar de ter resultados aceitaacuteveis poderaacute ser refinado
futuramente quando novos dados forem obtidos em campo acrescentando-se novos fatores
como por exemplo anaacutelises geoquiacutemicas e pedologia
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CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Engenharia Civil Universidade Federal de Viccedilosa Viccedilosa
MG
sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da
Sauacutede Alegre ES 3 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
39
Capiacutetulo 3
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura
de taludes em atividades de mineraccedilatildeo
Laacutezaro Correcirca Marcellinosup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Julio Almeida Moreira2 Carlos
Henrique Rodrigues de Oliveira3
INTRODUCcedilAtildeO
O planejamento geoteacutecnico na mineraccedilatildeo torna-se um fator de extrema importacircncia
pois as consequecircncias de um mau planejamento podem colocar em risco o empreendimento
mineiro Uma vez que se impotildee a exploraccedilatildeo do bem mineral em diferentes frentes de avanccedilo
tem-se notado um avanccedilo dos limites da cava cada vez mais extremos portanto criam-se
problemas geoteacutecnicos cada vez mais complexos
Com isso os desafios ao longo dos anos satildeo maiores pois aleacutem de se observar uma
tendecircncia no aprofundamento das cavas exige-se a adoccedilatildeo de meacutetodos geoteacutecnicos e
tecnoloacutegicos que possibilitem de forma segura e econocircmica a lavra da substacircncia de
interesse (REIS 2011)
Existem tambeacutem vaacuterios fatores que contribuem para a instabilidade de taludes uma
vez que iniciada a lavra os taludes possuem um caraacuteter temporaacuterio por isso adota-se fatores
de seguranccedila menores quando comparados a obras civis Apresentam tambeacutem instabilidade
derivada das vibraccedilotildees nos maciccedilos relacionadas as detonaccedilotildees e ao constante traacutefego de
veiacuteculos pesados sobre as bancadas por isso torna-se mais difiacutecil a previsatildeo desses eventos de
ruptura (PARDO 2009)
A deflagraccedilatildeo de um rompimento de talude pode estar condicionada a esses fatores
fiacutesicos predisponentes supracitados onde o grande desafio da comunidade cientiacutefica estaacute
relacionado a prever quantificar qualificar e temporizar o momento de ruptura do talude A
necessidade de melhorias no planejamento geoteacutecnico aliados a teacutecnicas geomorfoloacutegicas
hidroloacutegicas geoambientais e geoloacutegicas dentro da mineraccedilatildeo eacute um fator importante na
mitigaccedilatildeo de possiacuteveis desastres contra a vida ao meio ambiente perda de material e
prejuiacutezos econocircmicos incalculaacuteveis ao empreendimento aleacutem da necessidade de atender a
legislaccedilatildeo vigente que conteacutem diversas exigecircncias
Assim do ponto de vista geoteacutecnico a estabilidade de taludes associado ao sistema de
informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) constitui ferramenta essencial na definiccedilatildeo da geometria da
cava aleacutem de mitigar os riscos supracitados durante a atividade de lavra (GOMES et al
2005) Logo o presente trabalho possui como objetivo o desenvolvimento de mapa litoloacutegico
e de lineamentos utilizando loacutegica fuzzy para utilizaccedilatildeo na anaacutelise de susceptibilidade de
talude em uma atividade de mineraccedilatildeo de ferro no Quadrilaacutetero Ferriacutefero (QF)
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
A aacuterea de estudo insere-se na regiatildeo do QF o qual eacute uma Proviacutencia Mineral que
possui este nome em funccedilatildeo do arranjo geomeacutetrico de sua morfoestrutura que se assemelha a
um quadrado Localiza-se na porccedilatildeo centro-sudeste do Estado de Minas Gerais e perfaz uma
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
40
aacuterea de aproximadamente 7000 Kmsup2 abrangendo os municiacutepios de Sabaraacute Santa Baacuterbara
Mariana Congonhas Ouro Preto Joatildeo Monlevade Rio Piracicaba Itauacutena e Itabira entre
outros 21 municiacutepios (Figura 1)
As principais vias de acesso agraves cidades satildeo pelas rodovias federais BR-262 e BR-361
e rodovias estaduais MG-129 MG-030 MG-040 entre outras Outra forma de acesso ao QF
se daacute pela Estrada de Ferro Vitoacuteria Minas (EFVM) onde quase toda produccedilatildeo das minas de
mineacuterio de ferro eacute escoada ateacute o Porto de Tubaratildeo em Vitoacuteria (ES)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo das principais minas da VALE SA no QF Fonte Modificado de
Costa (2008)
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL
Segundo Caputo (1983) talude compreende quaisquer superfiacutecies inclinadas que
limitam um maciccedilo de terra de rocha ou ambos Podem ser naturais casos das encostas ou
artificiais como os taludes de cortes e aterros Satildeo limitados na parte superior por uma Crista
ou Topo e na parte inferior por um ldquoPeacuterdquo como mostrado na Figura 2
Figura 2 - Elementos geomeacutetricos que compotildee um talude e satildeo utilizados para o
dimensionamento do mesmo Fonte Dyminski (2007)
Contudo considerando a estabilidade de taludes em atividade de mineraccedilatildeo os
elementos geomeacutetricos de um talude tornam-se um pouco mais complexos pois a cava final
de mina dependeraacute da conformaccedilatildeo dos taludes das rampas de acesso ao mineacuterio dos acircngulos
entre as vaacuterias bancadas existentes e da altura dos taludes Para uma cava ser operacionalizada
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
41
e garantir a seguranccedila geoteacutecnica da mina deve conter necessariamente os seguintes
elementos geomeacutetrico (Figura 3)
Figura 3 - Elementos geomeacutetricos para o dimensionamento dos taludes de uma cava Fonte
Relatoacuterio Interno da Empresa (2013)
MEacuteTODOS DE ANAacuteLISE DE ESTABILIDADE DE TALUDES
A anaacutelise de estabilidade de taludes nos permite verificar a possibilidade de
escorregamento de taludes analisando-se as influecircncias relativas aos paracircmetros como
exemplo paracircmetros de resistecircncia litologia dentre outros que visam obter um estudo para
um melhor entendimento dos mecanismos de ruptura citados anteriormente As teacutecnicas de
anaacutelise de estabilidade podem ser divididas em grandes grupos que satildeo as anaacutelises
probabiliacutesticas anaacutelises determiniacutesticas e anaacutelises heuriacutesticas Sendo que a anaacutelise
probabiliacutestica requer conhecimento das distribuiccedilotildees de probabilidade ou das funccedilotildees de
densidade das variaacuteveis aleatoacuterias do problema ou seja a definiccedilatildeo da probabilidade de
ruptura ver Figura 4 (DYMINSKI 2007)
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
42
Figura 4 - Representaccedilatildeo probabiliacutestica das tensotildees atuantes e resistentes Fonte Dyminski
(2007)
A anaacutelise probabiliacutestica distingue-se da determiniacutestica por considerar a variabilidade
dos paracircmetros de caacutelculo particularmente a dispersatildeo natural para isto tem que ser
conhecida uma distribuiccedilatildeo de valores para cada paracircmetro (variaacuteveis aleatoacuterias) obtendo ou
assumindo uma distribuiccedilatildeo de probabilidade para o fator de seguranccedila As anaacutelises
probabiliacutesticas satildeo essenciais para a confecccedilatildeo de Mapas de Potencial de Ruptura Mapas de
Risco de Ruptura Mapas de Ocupaccedilatildeo de solos dentre outros (MONTOYA 2013)
As anaacutelises determiniacutesticas por sua vez buscam a quantificaccedilatildeo da estabilidade por
meio de fator numeacuterico que nos permitiraacute avaliar a respectiva seguranccedila se eacute ou natildeo estaacutevel
Sendo assim as anaacutelises determiniacutesticas satildeo baseadas em modelos fiacutesicos e buscam calcular
um fator ou coeficiente de seguranccedila (FS) As anaacutelises determiniacutesticas possuem diversos
meacutetodos sendo eles os de anaacutelise limite anaacutelise de tensatildeodeformaccedilatildeo e anaacutelise de
equiliacutebrio limite (MESQUITA 2013)
O meacutetodo de equiliacutebrio limite eacute tradicionalmente o mais utilizado para a determinaccedilatildeo
do FS pois estuda o equiliacutebrio de uma massa potencialmente instaacutevel Entende-se entatildeo que
estes meacutetodos se resumem a uma comparaccedilatildeo entre forccedilas que tendem a provocar movimento
ao longo de uma superfiacutecie de ruptura e forccedilas que contrariamente se opotildeem a este
movimento
ANAacuteLISES DE RISCO
Com objetivo de normatizar a terminologia aplicada aos estudos de aacutereas geoloacutegicas e
geoteacutecnicas Varnes (1984) propocircs uma definiccedilatildeo formal para diferentes sentidos de riscos
como risco especiacutefico hazard e vulnerabilidade
No Brasil os pioneiros a propor uma normatizaccedilatildeo foram Augusto Filho et al (1990)
que debateram tanto no acircmbito nacional quanto internacional termos conceitos e
nomenclatura associados ao termo Risco Atualmente os conceitos mais usuais satildeo aqueles
recomendados pelas associaccedilotildees das categorias como Australian Geomechanics Society
(AGS) International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (ISSMGE)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
43
International Society for Rock Mechanics (ISRM) Associaccedilatildeo Brasileira de Geologia de
Engenharia e Ambiental (ABGE) e da ISO 31000 (CORTELETTI 2014)
Ainda assim existe pouca unicidade acerca do tratamento dos conceitos e problemas
sobre a avaliaccedilatildeo de risco muitas vezes enfrentando barreiras quanto agrave avaliaccedilatildeo de
incertezas em Geotecnia e avaliaccedilatildeo de risco
GEOPROCESSAMENTO
Teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais que leva em consideraccedilatildeo o processamento
de dados geograacuteficos satildeo conhecidas como geoprocessamento Segundo algumas definiccedilotildees
adotadas por Menezes (2012) as ferramentas computacionais utilizadas em geoprocessamento
permitem realizar anaacutelises complexas atraveacutes de Sistemas de informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG)
SIG por sua vez satildeo sistemas de informaccedilotildees construiacutedos especialmente para armazenar
analisar e manipular dados geograacuteficos
Os SIG tecircm se tornado cada vez mais usuais pois as teacutecnicas computacionais se
tornam cada vez mais complexas e com melhor desempenho possibilitando entatildeo confrontar
dados distintos para produzir o resultado desejado com mais facilidade Confrontar mapas
com diferentes informaccedilotildees permitindo gerar um novo mapa eacute uma ferramenta de grande
eficiecircncia pois o mesmo auxilia no planejamento nas tomadas de decisotildees e reduz a
ambiguidade de interpretaccedilotildees (MENEZES 2012)
Visando desenvolver um trabalho englobando teacutecnicas de geoprocessamentos junccedilatildeo
de mapas e teacutecnicas estatiacutesticas utilizou-se os SIG para aplicar teacutecnicas de anaacutelise
multicriteacuterio e loacutegica fuzzy
CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL
A aacuterea de estudo se insere em uma regiatildeo localizada a leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero
(QF) fazendo parte da Sinclinal de Alegria e situada regionalmente na porccedilatildeo sul do Craacuteton
Satildeo Francisco nas proximidades de Mariana e Ouro Preto (REIS et al 2000 ROESER e
ROESER 2010)
CONTEXTO GEOTECTOcircNICO
A parte leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero eacute constituiacuteda por rochas da regiatildeo cratocircnica
retrabalhadas tectonicamente durante o Evento Brasiliano (06-05 Ga) que resultou na
formaccedilatildeo da Faixa Araccediluaiacute e das demais faixas orogecircnicas que delimitam a borda deste
Cratoacuten (Figura 2) contendo resquiacutecios da orogenia Transamazocircnica (UHLEIN et al 1998)
ESTRATIGRAFIA DO QUADRILAacuteTERO FERRIacuteFERO
Alkmim e Marshak (1998) e Alkmim e Noce (2006) subdividiram o Quadrilaacutetero
Ferriacutefero segundo a coluna estratigraacutefica mostrada na Figura 5 Sendo este constituiacutedo por
quatro unidades litoestratigraacuteficas principais sendo elas O Embasamento Cristalino o
Supergrupo Rio das Velhas de idade arqueana o Supergrupo Minas e o Grupo Itacolomi de
idade paleo-proterozoacuteica
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
44
Figura 5 - Coluna estratigraacutefica da regiatildeo do Quadrilaacutetero Ferriacutefero Fonte Modificada de
Alkmim e Marshak (1998)
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45
METODOLOGIA
MATERIAIS
Foram utilizados os seguintes materiais
bull Software ArcGis 101 para confecccedilatildeo do mapa litoloacutegico
bull Relevo Sombreado para fotointerpretaccedilatildeo dos lineamentos
bull Software Idrisi Selva 170 para aplicaccedilatildeo da loacutegica fuzzy do mapa de lineamentos
bull Relatoacuterio interno disponibilizado pela empresa
MEacuteTODOS
De iniacutecio realizou-se um levantamento bibliograacutefico com aquisiccedilatildeo de informaccedilotildees
paracircmetros e mapas fornecidos pela literatura disponiacutevel e empresas privadas seguido da
confecccedilatildeo dos mapas
A pesquisa bibliograacutefica sobre o tema de estudo se deu por meio de consulta em livros
artigos e documentos fornecidos por empresas e levantamento de base de dados cartograacuteficos
disponiacuteveis na internet Tambeacutem foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica a respeito da
geologia local e regional da aacuterea tendo como base os artigos de Alkmim e Marshak (1998)
Essa fase tambeacutem se fez importante para o levantamento de informaccedilotildees conceituais
onde embasaram a definiccedilatildeo dos pesos para cada classe dos mapas gerados de acordo com a
literaturaObteve-se entatildeo informaccedilotildees estruturais e geoloacutegicas da regiatildeo do QF em minas
privadas de mineacuterio de ferro
Os trabalhos de Gomes (2009) Corteletti (2014) e Alves (2014) aplicam metodologias
semelhantes para a determinaccedilatildeo e anaacutelise de suscetibilidade vulnerabilidade de risco a
movimentos de massa para ferrovias e Montoya (2013) aplica uma metodologia semelhante
para rodovias Dos trabalhos destes autores pode-se tirar contribuiccedilatildeo na definiccedilatildeo de quais
mapas seriam gerados
Assim a partir dos paracircmetros e dados levantados geraram-se o mapa litoloacutegico e de
lineamentos e definiram-se pesos para sua utilizaccedilatildeo na anaacutelise de estabilidade de taludes em
aacuterea de mineraccedilatildeo
Mapa Litoloacutegico
O mapa litoloacutegico proposto teve como base o de Menezes (2012) e relatoacuterios teacutecnicos
A divisatildeo da litologia corresponde ao tipo de rocha que compotildee o maciccedilo rochoso Esta
classificaccedilatildeo foi feita a partir de paracircmetros como a composiccedilatildeo mineraloacutegica origem e
estrutura da rocha
Contudo nem sempre a classificaccedilatildeo litoloacutegica consegue mostrar a variedade que uma
rocha apresenta em mesmo local Portanto torna-se necessaacuterio a definiccedilatildeo da rocha de acordo
com caracteriacutesticas peculiares seja estrutura composiccedilatildeo mineraloacutegica ou fatores de coesatildeo
No Mapa Litoloacutegico foram definidas oito litologias Rochas Intrusivas (IN) Itabirito
Compacto (IC) Itabirito Friaacutevel (IF) Itabirito Manganesiacutefero (IM) Hematita Compacta (HE)
Filito (FL) Quartizito (QT) e Xisto (XI)
Os pesos atribuiacutedos atraveacutes da reclassificaccedilatildeo foram definidos de acordo com o tipo de
litologia e suas caracteriacutesticas ou seja rochas mais intemperizadas e que apresentam um
menor coeficiente de resistecircncia tiveram valores maiores Foi levado em consideraccedilatildeo ainda o
grau de coesatildeo e competecircncia da rocha Para a atribuiccedilatildeo dos pesos litoloacutegicos levou-se em
consideraccedilatildeo o conhecimento do autor aleacutem das caracteriacutesticas citadas anteriormente
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
46
Rochas como as Intrusivas (IN) Filito (FL) Xisto (XI) e Itabiro Friaacutevel (IF)
apresentam uma condiccedilatildeo mais propensa a baixa resistecircncia devido ao intemperismo do que
as rochas que possuem um melhor grau de coesatildeo (Tabela 1)
Tabela 1 - Valores atribuiacutedos para cada classe litoloacutegica Fonte Autores
Classes Litoloacutegicas Valor atribuiacutedo
Quartizito (QT) 20
Hematita Compacta (HE) 50
Itabirito Compacto (IC) 80
Itabirito Manganesiacutefero
(IM)
110
Itabirito Friaacutevel (IF) 140
Filito (FL) 170
Xisto (XI) 200
Intrusiva (IN) 255
Mapa de Lineamentos
A geraccedilatildeo do mapa de lineamentos consistiu na fotointerpretaccedilatildeo de padrotildees de
lineamentos presentes no entorno e dentro da aacuterea de estudo Esses padrotildees foram
interpretados em uma imagem de relevo sombreado gerado pelo Modelo Digital de Terreno
(MDT) Apoacutes essa fotointerpretaccedilatildeo pode-se gerar o mapa de lineamentos no formato
vetorial Sendo este mapa posteriormente utilizado para gerar o mapa fuzzy de lineamentos
O mapa de lineamentos foi gerado a partir da aplicaccedilatildeo da funccedilatildeo fuzzy sigmoidal
decrescente do software Idrisi pois estaacute funccedilatildeo eacute a mais utilizada em anaacutelises geoambientais
com pontos de controle em 20 e 100 o que indica que valores ateacute 20 metros de distacircncia dos
lineamentos tecircm adequabilidade maacutexima e agrave partir de 20 metros decaem sigmoidalmente ateacute
100 metros onde a adequabilidade eacute miacutenima
Segundo alguns de estudos feitos por Huallanca (2004) e Hoek e Bray (1981)
dependendo da densidade de lineamentos ou da distacircncia que apresentam entre si e do
comportamento dos mesmos esses padrotildees comportam-se como zonas de fraqueza presentes
no maciccedilo podendo influenciar na resistecircncia do mesmo Saacute (2010) realizou um estudo
semelhante em uma cava de mineraccedilatildeo de ferro e observou que ocorrem rupturas em grande
escala em regiotildees que apresentam alta densidade de padrotildees de lineamentos
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Os resultados obtidos ou seja o mapa litoloacutegico e de lineamentos seratildeo expostos de
forma separada de acordo com suas discussotildees
MAPA LITOLOacuteGICO
O mapa litoloacutegico apresentou oito classes (Figura 6) Este mapa foi confeccionado e
considerado para a anaacutelise da estabilidade de taludes pelo fato das litologias apresentarem
uma reologia muito complexa em se tratando de um ambiente de mineraccedilatildeo
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Figura 6 - Mapa litoloacutegico mostrando sua variedade de tipologia Fonte Autores
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
48
A litologia dentro de atividades de mineraccedilatildeo eacute um dos fatores mais afetados em se
tratando de aspectos geoteacutecnicos pois nesses locais apresentam-se uma grande mobilizaccedilatildeo
de massa rochosa ou solo para extraccedilatildeo do bem mineral causando certo grau de alteraccedilatildeo
devido a desconfinamento ou meteorizaratildeo do estado natural da rocha
Os pesos atribuiacutedos a cada classe litoloacutegica foram embasados em consultas a
bibliografias e analisando os paracircmetros de resistecircncia e caracterizaccedilatildeo Costa (2009)
caracterizou algumas litologias do QF de acordo com ensaios laboratoriais de compressatildeo
uniaxial utilizando esses dados pode-se relacionar que valores atribuiacutedos a cada classe
litoloacutegica variam de acordo com sua capacidade de compressatildeo feita nos ensaios
Com isso atribuiu-se agrave classe quartizito a menor adequabilidade pois essa rocha
apresenta uma maior competecircncia sendo que rochas que conteacutem grande quantidade de
quartzo satildeo dificilmente intemperizaacuteveis O contraacuterio foi considerado com as intrusivas que
receberam a maior valoraccedilatildeo pois se trata de uma rocha muito mais facilmente
intemperizada o que diminui o grau de coesatildeo diminuindo as forccedilas de resistecircncia Para as
rochas com resistecircncia intermediaacuteria levou-se em consideraccedilatildeo os paracircmetros geoteacutecnicos e as
caracteriacutesticas estruturais e anisotropias e conhecimento proacuteprio
MAPA FUZZY DE LINEAMENTOS
Para confecccedilatildeo do mapafuzzy de lineamentos (Figura 7) foi aplicada a funccedilatildeo fuzzy
sigmoidal decrescente sobre os lineamentos Este mapa apresentou uma zona de
suscetibilidade alta (255) nas regiotildees proacuteximas aos lineamentos e uma zona de baixa ou nula
suscetibilidade (0) em zonas mais distantes aos lineamentos
As regiotildees que apresentam alta adequabilidade satildeo zonas com distacircncia muito
proacuteximas dos lineamentos logo essas zonas apresentam uma forte influecircncia dos mesmos As
zonas em coloraccedilatildeo amarela que apresentam uma baixa adequabilidade satildeo regiotildees que se
situam mais distantes dos lineamentos apresentando assim uma baixa influecircncia dos
lineamentos nessas regiotildees
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Figura 7 - Mapa fuzzy de lineamentos mostrando as aacutereas onde apresentam baixa ou alta adequabilidade Fonte Autores
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
50
CONCLUSAtildeO
De acordo com o objetivo do trabalho a metodologia foi eficaz pois os mapas gerados
satildeo subsiacutedios eficazes para a anaacutelise da ruptura de taludes soacute podendo ser desenvolvidos
devido agrave teacutecnica de geoprocessamento aplicada Com o ressalve de que no uso de dados
lineamentos eles natildeo podem natildeo ter as dimensotildees precisas pois tanto podem se apresentar
em superfiacutecie quanto em profundidade alterando o maciccedilo
Sugere-se ainda o uso de outros mapas para tornar a anaacutelise mais completa como por
exemplo mapas da profundidade do niacutevel drsquoaacutegua e declividade
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sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Geologia Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha
e Mucuri Diamantina MG
sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 3 Departamento de Engenharia de Minas Instituto Federal do Espiacuterito Santo Cachoeiro de
Itapemirim ES 4 Escola de Arquitetura Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG 5 Departamento de Geologia Universidade Federal de Ouro Preto Ouro Preto MG
53
Capiacutetulo 4
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES
utilizando teacutecnicas de geoprocessamento
Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitassup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Allison Augusto
Gonccedilalves de Freitas1 Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas3 Rayane Monteiro
Ferreira4 Edgar Batista de Medeiros Juacutenior5
INTRODUCcedilAtildeO
Redes de transporte rodoviaacuterio tornaram-se a essecircncia da infraestrutura em todos os
paiacuteses As estradas satildeo importantes como a estrutura fiacutesica da sociedade e como a base para o
desenvolvimento social e econocircmico (EFFATI et al 2012)
No Brasil o principal meio de transporte urbano e de boa distribuiccedilatildeo eacute o sistema de
transporte rodoviaacuterio Neste contexto vias rurais e urbanas satildeo notaacuteveis para tornar o traacutefego
de pessoas e a distribuiccedilatildeo de produtos sendo incontestaacutevel a importacircncia de um sistema de
transporte seguro capaz de atender a demanda (SILVA et al 2006) Juntamente com um
intenso crescimento nas cidades de porte meacutedio na deacutecada de 60 ocorreu um periacuteodo de
grandes investimentos em infraestrutura rodoviaacuteria no paiacutes Jaacute nos anos 70 o Ministeacuterio de
Transportes por meio do Plano de Desenvolvimento Nacional estimulou uma expansatildeo das
rodovias no Brasil Com estes investimentos muitos municiacutepios proacuteximos e ao longo dos
eixos rodoviaacuterios sentiram-se atraiacutedos e motivados agraves atividades e investimentos que
favorecessem o comeacutercio de produtos e serviccedilos Assim as cidades de pequeno e meacutedio
porte demostraram um crescimento linear ao longo das rodovias natildeo apresentando
planejamento no uso do solo e na sua ocupaccedilatildeo (FREIRE 2003)
Com o tempo o aumento do transporte nestas rodovias trouxe implicaccedilotildees positivas e
negativas para as cidades (CORREcircA PINTO 2012) Alguns desses problemas como a
ocorrecircncia de congestionamentos e acidentes (EFFATI et al 2012) No sentido de diminuir
esses problemas existem metodologias que auxiliam no estudo de viabilidade sendo uma
delas a aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio que foi utilizada neste trabalho
Deste modo este trabalho teve por objetivo geral fazer um estudo de realocaccedilatildeo da
BR-101 na aacuterea urbana do municiacutepio de Iconha-ES utilizando anaacutelise multicriteacuterio De
forma mais especiacutefica
bull Analisar quais criteacuterios (fatores e restriccedilotildees) interferem na locaccedilatildeo da rodovia
bull Determinar as restriccedilotildees que interferem na escolha da aacuterea
bull Determinar os fatores que interferem na escolha da aacuterea
bull Determinar as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy que melhor se adequam aos diferentes fatores
usados
bull Ponderar os fatores
bull Gerar a anaacutelise multicriteacuterio para estudo de aptidatildeo de aacutereas para realocaccedilatildeo da BR-101
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
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bull Achar uma aacuterea com maior adequabilidade agrave realocaccedilatildeo da rodovia
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
Iconha localiza-se ao sul do Espiacuterito Santo (Figura 1) entre as coordenadas
N=7695610m E=300822m N=7702818m E=318390m na zona 24 sul Limitando-se ao
norte com Anchieta ao sul com Rio Novo do Sul a leste com Piuacutema e a oeste com Alfredo
Chaves Segundo IBGE (2014) o municiacutepio possui aacuterea territorial de 203528 kmsup2 O acesso
para a cidade de Iconha a partir de Vitoacuteria pode ser realizado pela BR-101 ateacute o municiacutepio
de Iconha sendo um trajeto de aproximadamente 97 Km
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
CONTORNOS VIAacuteRIOS
Em um contexto geral as ruas que satildeo estradas dentro das cidades marcavam os
caminhos de acesso onde se estabeleciam as relaccedilotildees com os territoacuterios circundantes na
configuraccedilatildeo original das cidades marcando os eixos da futura expansatildeo (VALLEJO 1995)
Anteriormente a intensificaccedilatildeo do uso de automoacuteveis as estradas (intermunicipais estaduais e
federais) passavam dentro das cidades e os fluxos de transporte tinham com elas uma relaccedilatildeo
intensa de contato cultural e intercacircmbio comercial aumentando o desenvolvimento local
(AUGEacute 1994) A malha rodoviaacuteria brasileira se deslocou criando corredores estrateacutegicos de
transportes trazendo consigo um crescimento socioeconocircmico e modificando as aacutereas e
cidades por onde passou (FREIRE 2003)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo do municiacutepio de Iconha em relaccedilatildeo ao Estado do Espiacuterito Santo O
quadrado em verde mostra a aacuterea de estudo Fonte Modificado de Wikipeacutedia (2006)
Devido ao crescimento maciccedilo do fluxo de veiacuteculos nas cidades novas medidas foram
tomadas dentre elas a construccedilatildeo de rodovias de contorno ou aneacuteis viaacuterios atualmente
usados como a soluccedilatildeo mais viaacutevel para resolver o problema das travessias urbanas (SILVA
JUacuteNIOR e FERREIRA 2008)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
55
O surgimento destes contornos daacute-se com a necessidade de melhorar a fluidez dos
deslocamentos devido ao elevado grau de saturaccedilatildeo das vias nas aacutereas mais centrais
(CORREcircA PINTO 2012) O fluxo de passagem tende a ser redirecionado para fora das aacutereas
urbanas por meio de laccedilos de contorno ou aneacuteis viaacuterios (SANTOS 2006)
De acordo com Silva Juacutenior e Ferreira (2008) a construccedilatildeo de contornos viaacuterios pode
atrair a ocupaccedilatildeo urbana do mesmo modo que o traccedilado original o que poderia levar a
ineficiecircncia deste novo contorno viaacuterio O natildeo planejamento desta ocupaccedilatildeo pode vir com
uma nova segregaccedilatildeo urbana que terminaraacute por inviabilizar o segmento da rodovia O
tamanho destes impactos eacute dependente de vaacuterios fatos dentre os quais a estruturaccedilatildeo do
tecido urbano (malha viaacuteria e uso do solo) e seu grau de inter-relacionamento com a rodovia
(CORREcircA PINTO 2012)
Existem diversas teacutecnicas para estudo de locaccedilatildeo de contorno viaacuterio entre elas
podemos citar a avaliaccedilatildeo geomorfoloacutegica estrutural e pedoloacutegica seja com ou sem a
aplicaccedilatildeo de Sistema de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) O SIG eacuteutilizado principalmente pela
Engenharia de Transporte nos estudos de alternativas de traccedilados de contornos viaacuterios pode
considerar diversas categorias na anaacutelise (sociais econocircmicas ambientais geoteacutecnicas) com
pesos diferentes (SILVA 2004)
Em seu trabalho Silva et al (2006) utilizaram o apoio agrave decisatildeo atraveacutes de SIG e
apresentaram alternativas de projeto para o anel viaacuterio da cidade de Viccedilosa-MG com
utilizando agrave loacutegica fuzzy e a anaacutelise multicriteacuterio para o levantamento e anaacutelise de
condicionadores consideradas de acordo com os dados disponiacuteveis em mapas de altitude
hidrografia declividade sistema de transportes classe de solo e principalmente o uso e
cobertura do solo e selecionaram alternativas de contornos que fazem uso das rodovias
existentes como uma opccedilatildeo para diminuir os custos e os impactos ambientais
Correcirca Pinto (2012) tratou sobre os desdobramentos na forma urbana de pequenas
cidades causados por novos contornos viaacuterios tendo como estudo de caso as cidades de Satildeo
Francisco de Assis e Santiago (RS) A metodologia aplicada foi baseada nas medidas de
diferenciaccedilatildeo espacial atraveacutes das quais foi possiacutevel visualizar o dinamismo do traccedilado de
uma cidade e as possiacuteveis alteraccedilotildees de sua forma Como resultado identificou e avaliou
algumas consequecircncias que as implantaccedilotildees de contornos viaacuterios causam nas formas urbanas
das pequenas cidades
SILVA (2012) aplicou a metodologia de anaacutelise espacial por avaliaccedilatildeo multicriteacuterio
para otimizar o processo de planejamento da ocupaccedilatildeo territorial e da mobilidade urbana no
municiacutepio de Viccedilosa - MG e aacuterea de influecircncia Como metodologia utilizou recursos
disponiacuteveis em SIG com avaliaccedilatildeo multicriteacuterio sobre bases cartograacuteficas digitais Como
resultado elaborou mapas temaacuteticos que representam as propostas para a mobilidade urbana e
para a ocupaccedilatildeo territorial da aacuterea de estudo conforme as abrangecircncias consideradas
FOTOINTERPRETACcedilAtildeO
De acordo com Soares e Fiori (1978) a interpretaccedilatildeo visual eacute o estudo da imagem
fotograacutefica visando agrave descoberta e a avaliaccedilatildeo por meacutetodos indutivos dedutivos e
comparativos do significado funccedilatildeo e relaccedilatildeo dos objetos correspondentes agraves imagens ou
seja eacute a teacutecnica de examinar as imagens dos objetos na imagem e deduzir sua significaccedilatildeo
Ribeiro et al (2008) entendem que a fotointerpretaccedilatildeo baseia-se no processo de
anaacutelise de imagens por meio da detecccedilatildeo identificaccedilatildeo e classificaccedilatildeo dos objetos de
interesse contidos nelas Ao analisar imagens eacute importante a observaccedilatildeo de entes e feiccedilotildees
insinuadas atraveacutes de caracteriacutesticas das imagens como cor tonalidade textura tamanho
forma padratildeo sombras altura localizaccedilatildeo dos alvos e aspectos associados
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
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Santos (1988) aplicou o levantamento das tipologias vegetais pela teacutecnica de anaacutelise
visual e atraveacutes desta mapeou quatro tipologias distintas e concluiu que o produto e
metodologia usados nesta pesquisa satildeo plenamente viaacuteveis para levantamentos das tipologias
florestais nativas da Amazocircnia
Mercante et al (2005) realizaram um mapeamento de uso do solo usando como base
para a interpretaccedilatildeo visual o conhecimento preacutevio da aacuterea de estudo adquiridos apoacutes o
reconhecimento de campo observando as principais classes de coberturas de solo na aacuterea O
resultado desta anaacutelise visual constituiu um importante subsiacutedio para a decisatildeo sobre a melhor
alternativa da via de gasoduto permitindo uma escolha mais racional e menos subjetiva
Moreira et al (2008) fotointerpretaram as imagens de sateacutelite (LANDSAT 7 ETM+)
pela sua variaccedilatildeo textural devido ao registro dos alvos terem diferentes comportamentos
espectrais e diferentes arranjos espaciais e explicaram a compartimentaccedilatildeo e a relaccedilatildeo de
equivalecircncia entre zonas que constituem texturas semelhantes
Desta forma entende-se que a interpretaccedilatildeo visual pode ter seu uso em estudos de
localizaccedilatildeo de estradas exploraccedilatildeo mineral diferentes traccedilados propostos agricultura
planejamento urbano e dentre outros mapas temaacuteticos (NADALIN 2010)
SISTEMAS DE INFORMACcedilAtildeO GEOGRAacuteFICA (SIG)
A aplicaccedilatildeo de Sistemas de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) em problemas de tomada de
decisatildeo eacute uma ferramenta poderosa e eficiente nas diversas aacutereas do conhecimento pois
possibilita que o processo seja realizado de maneira mais fundamentada Dessa forma o
agente de decisatildeo tem agrave sua disposiccedilatildeo dados e informaccedilotildees mais acessiacuteveis mais facilmente
combinados e modificados aleacutem de utilizar argumentos mais claros para a decisatildeo (SILVA
1999) Segundo Star e Estes (1991) o uso do SIG para a estruturaccedilatildeo e organizaccedilatildeo de
variaacuteveis com a intenccedilatildeo de obter alternativas para a seleccedilatildeo de locais com adequabilidades
para determinado estudo tem sido amplamente utilizado O seu uso pode ser explicado por ser
uma ferramenta que trata grandes quantidades de dados armazenados em banco de dados
contendo informaccedilotildees representativas do mundo real atraveacutes de coordenadas geograacuteficas
possibilitando realizar anaacutelises espaciais
ANAacuteLISE DE MULTICRITEacuteRIO
De acordo com Moura (2007) a anaacutelise de multicriteacuterio pode ser entendida como um
procedimento metodoloacutegico que faz o cruzamento de variaacuteveis nas anaacutelises espaciais esta
anaacutelise tambeacutem eacute conhecida como Anaacutelise Hieraacuterquica de Pesos ou Aacutervore de Decisotildees Esta
anaacutelise se destina a desenvolver estudos caracterizadores da realidade vigente e preditivos de
situaccedilotildees que estatildeo por vir alcanccedilando o objetivo da anaacutelise espacial Francisco et al (2007)
considera que a anaacutelise multicriteacuterio eacute um meacutetodo de anaacutelise de alternativas para a resoluccedilatildeo
de problemaacuteticas que utilizam diversos criteacuterios relacionados ao objeto de estudo sendo
assim possiacutevel identificar alternativas prioritaacuterias para o objeto considerado
Os meacutetodos de anaacutelises multicriteacuterio vecircm sendo utilizados para a soluccedilatildeo de
problemas nas tomadas de decisatildeo nas mais diversas aacutereas do conhecimento entre elas
alternativas de poliacuteticas social (VILAS BOAS 2006) como indicador de condiccedilotildees de vida
(SILVA e JANNUZZI 2009) no planejamento e gestatildeo ambiental (FRANCO et al 2013)
no uso de terras (PORATH 2014) e anaacutelise de sensibilidade ambiental (RIBEIRO 2011) com
o intuito de esclarecer ao decisor possibilidades nas escolhas Apoiam o procedimento
decisoacuterio com base nos dados existentes agregando valores dos agentes na busca de uma
melhor soluccedilatildeo (CAMPOS 2011)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
57
O procedimento da anaacutelise multicriteacuterio baseia-se em mapeamentos de variaacuteveis pelo
seu plano de informaccedilatildeo e na definiccedilatildeo do grau de pertinecircncia de cada plano de informaccedilatildeo e
de cada um de seus componentes para a construccedilatildeo do resultado final e sempre que
necessaacuterio utilizando fatores de ponderaccedilatildeo (MOURA 2007)
Na praacutetica na anaacutelise multicriteacuterio a decisatildeo eacute tomada atraveacutes de um conjunto de teacutecnicas e
meacutetodos para dar apoio a pessoas e organizaccedilotildees nas tomadas de decisotildees sob a persuasatildeo de
uma multiplicidade de criteacuterios (GOMES et al 2002)
Santos (2010) diz que para a realizaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio o estudo deve ter
como base alguns passos sendo eles a seleccedilatildeo e representaccedilatildeo das variaacuteveis que caracterizam
o fenocircmeno organizaccedilatildeo dessas em planos de informaccedilatildeo discretizaccedilatildeo dos planos em
resoluccedilatildeo espacial adequada combinaccedilatildeo das variaacuteveis de forma que elas possam representar
a complexidade da realidade e por fim a possibilidade de calibraccedilatildeo e validaccedilatildeo do sistema
mediante identificaccedilatildeo e correccedilatildeo das relaccedilotildees construiacutedas entre as variaacuteveis mapeadas
Moreira et al (2001) objetivou a pesquisa mineral atraveacutes de anaacutelises multicriteacuterio de
dados geoloacutegicos e geofiacutesicos visando a seleccedilatildeo de aacutereas com maior potencial agrave ocorrecircncia de
minerais radioativos Como estudo de caso comparou o desempenho de 8 meacutetodos de anaacutelise
multicriteacuterio de dados geoloacutegicos e radiomeacutetricos na prediccedilatildeo de aacutereas potenciais agrave
ocorrecircncia de minerais radiativos no planalto de Poccedilos de Caldas Os cenaacuterios gerados
indicaram desempenhos diferentes nas avaliaccedilotildees encontrando desde resultados considerados
bons a medianos para identificaccedilatildeo mineral
Vilas Boas (2006) desenvolveu um modelo de anaacutelise de decisatildeo para facilitar o
processo de escolha de alternativas de poliacuteticas programas e projetos relacionados agrave gestatildeo de
recursos hiacutedricos e mais especificamente ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Como resultado
apresentou uma lista ordenada das alternativas de uso muacuteltiplo possiacuteveis de serem
implantadas no reservatoacuterio
Moura (2007) aplicou a anaacutelise multicriteacuterio como subsiacutedio para estudos ambientais
de forma a apresentar como resultado um roteiro metodoloacutegico para apoio as revisotildees
bibliograacuteficas destinado agrave construccedilatildeo de anaacutelises espaciais de caracterizaccedilatildeo e gerenciamento
ambiental e urbano Jannuzzi et al (2009) utilizaram a anaacutelise multicriteacuterio em uma aplicaccedilatildeo
em poliacuteticas puacuteblicas e obteve como resultado uma seacuterie de escolhas teacutecnicas e poliacuteticas
Com o objetivo de levantar situaccedilotildees ambientais associadas agrave necessidade de proteccedilatildeo
do parque estadual da Serra do Rola Moccedila a partir dos dados levantados no plano de manejo
Santos (2010) apresentou uma proposta metodoloacutegica com uso de anaacutelise multicriteacuterio para
identificaccedilatildeo de suas aacutereas de fragilidade ambiental Como resposta obteve aacutereas fragilidade
associadas ao meio fiacutesico ao turismo a accedilatildeo antroacutepica e agrave correlaccedilatildeo desses fatores
Ribeiro (2011) usou anaacutelise multicriteacuterio para encontrar aacutereas para implantaccedilatildeo das
culturas florestais de Hevea brasiliensis Pinus elliottiivarelliottii e Schizolobiumamazonicum
no Estado do Espiacuterito Santo e como resultado observou-se que o Estado apresenta aacutereas com
aptidatildeo edafoclimaacutetica para todas as espeacutecies
Considerando a anaacutelise multicriteacuterio como uma boa ferramenta na tomada de decisotildees
Franco et al (2013) a usou em seus estudos para identificaccedilatildeo da prioridade de aacutereas a
recuperaccedilatildeo florestal O mapa final produzido foi considerado uma ferramenta de gestatildeo da
aacuterea prioritaacuteria a restauraccedilatildeo
Em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas potenciais para construccedilatildeo de marinas no
municiacutepio de Florianoacutepolis-SC com o uso da anaacutelise multicriteacuterio Porath (2014) usou
variaacuteveis adotadas em mapas temaacuteticos identificando geograficamente aacutereas mais propensas agrave
implantaccedilatildeo de marinas considerando a interferecircncia antroacutepica e marinha tentando
minimizar as perturbaccedilotildees e o impacto ambiental
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
58
METODOLOGIA
Para a realizaccedilatildeo deste trabalho foram utilizados como base vaacuterios materiais
cartograacuteficos sendo eles Curvas de niacutevel com equidistacircncia vertical de 20 m fornecido pelo
GEOBASES (2011) Mapa topograacutefico das cidades de Iconha Rio Novo do Sul Anchieta e
Piuacutema (160000) Ortofotos do IEMA (2007) das cidades de Iconha Rio Novo do Sul
Anchieta e Piuacutema (1 35000) Mapa de Declividade do terreno gerado a partir das curvas de
niacutevel Mapa de Rios e Mapa de Uso dos Solos gerados a partir da fotointerpretaccedilatildeo das
ortofotos
Para a montagem do banco de dados foram utilizadas as ortofotos com as quais foi
possiacutevel elaborar arquivos vetoriais (shapefile) atraveacutes de fotointerpretaccedilatildeo (na escala de
visualizaccedilatildeo de 12500) e vetorizaccedilatildeo em tela de pontos linhas e poliacutegonos gerando dois
mapas sendo eles Mapa de Uso dos Solos (Apecircndice A) onde foram observadas as
principais classes de coberturas de solo existentes (pastagem agricultura florestas casas
rurais zonas urbanas vilarejos depoacutesitosndashfaacutebricas-pedreiras lagoasndashlagos-represas) e o
Mapa de Rios Para a geraccedilatildeo do Mapa de Declividade do Terreno foram utilizadas as curvas
de niacutevel
ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO
De acordo com a proposta metodoloacutegica usada por Barros e Marques (2007) neste
trabalho levou-se em consideraccedilatildeo o levantamento e o geoprocessamento das condicionantes
que existem na legislaccedilatildeo Posteriormente ao levantamento e a anaacutelise dos condicionantes
foram determinados os criteacuterios que subsidiaram o processo de decisatildeo
Esta decisatildeo eacute suportada pela consideraccedilatildeo de criteacuterios que representam possiacuteveis
condiccedilotildees de quantificar ou avaliar determinada anaacutelise Os criteacuterios podem ser de dois tipos
Restriccedilatildeo ou Fatores A restriccedilatildeo eacute um criteacuterio capaz de limitar as alternativas em
consideraccedilatildeo no estudo e pode assumir um caraacuteter de exclusatildeo de espaccedilos da anaacutelise
definindo as alternativas natildeo elegiacuteveis que deveratildeo ser excluiacutedas do espaccedilo inicial de soluccedilotildees
possiacuteveis O Fator eacute um criteacuterio que aumenta ou diminui a adequabilidade de uma
determinada alternativa para o objetivo da anaacutelise Esta aptidatildeo eacute medida numa escala
contiacutenua e de forma a englobar todo o espaccedilo de soluccedilatildeo inicialmente previsto (RAMOS e
MENDES 2001)
Seguindo a metodologia apresentada por Benda et al (2012) neste trabalho utilizou-se
a loacutegica booleana para confecccedilatildeo dos mapas de restriccedilotildees a loacutegica fuzzy para padronizaccedilatildeo
dos fatores e a anaacutelise multicriteacuterio para combinaccedilatildeo entre as restriccedilotildees e fatores
Assim como Calijuri et al (2002) em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas para
implantaccedilatildeo de aterros sanitaacuterios neste trabalhou as restriccedilotildees diferenciam locais que possam
ser considerados aptos ou inaptos a realocaccedilatildeo da BR-101 Os fatores definem locais ou
alternativas em medidas contiacutenuas de aptidatildeo diminuindo ou aumentando o valor de uma
alternativa em questatildeo naqueles locais fora das restriccedilotildees absolutas
As restriccedilotildees atuam como um tipo de criteacuterio que limita a soluccedilatildeo do problema
restringindo as alternativas em consideraccedilatildeo excluindo aacutereas de acordo com determinadas
condiccedilotildees impostas (BENDA et al 2012) Utilizando um operador algeacutebrico de mapas tipo
booleano criam-se mapas binaacuterios natildeo aptos (0) ou aptos (1) que possibilitam a realizaccedilatildeo de
cruzamentos entre dois ou mais planos de informaccedilatildeo (SCARASSATTI e COSTA 2010)
As restriccedilotildees booleanas usadas com as justificativas das referidas escolhas satildeo listadas
abaixo
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a) Restriccedilatildeo Casa Rurais e Depoacutesitos
De acordo com o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949 do DNIT 1973 requer-se a
distacircncia miacutenima de 60 metros das residecircncias e depoacutesitos (presentes no Mapa de Uso dos
Solos este usado para confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo para a construccedilatildeo de rodovias
Quando o custo do terreno ou imoacuteveis for muito elevado a desapropriar o tamanho dessa
faixa poderaacute mudar ao exigido por exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo
ateacute os miacutenimos 30 metros
b) Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas
Como margem de seguranccedila ao que rege o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949
(DNIT 1973) foi aplicada uma distacircncia miacutenima de 60 metros as zonas urbanizadas por
exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo ateacute os miacutenimos 20 metros
Tendo como foco a retirada da BR-101 do centro de Iconha ou de qualquer outra aacuterea com
habitaccedilatildeo neste toacutepico foram consideradas como zonas urbanizadas todas as aacutereas com 5
(cinco) ou mais casas proacuteximas no Mapa de Uso dos Solos este usado na confecccedilatildeo desta
restriccedilatildeo Assim somente as aacutereas com ocupaccedilatildeo urbana e seu entorno de 60 metros estatildeo
inaptas agrave ocupaccedilatildeo com a BR-101 sendo as demais aptas para o contorno viaacuterio
c) Restriccedilatildeo Rios
Pinto (2010) Corseuil e Campos (2007) Barros e Marques (2007) em seus trabalhos
com a intenccedilatildeo de preservar os recursos hiacutedricos de contaminaccedilotildees e respeitando a resoluccedilatildeo
Nordm 303 do CONAMA (2002) e na Lei Federal Nordm 4771 (BRASIL 1965) delimitaram um
raio de 30 metros ao redor dos cursos drsquoaacutegua com menos de 10 metros de largura como eacute o
caso da aacuterea em estudo
Neste trabalho apesar dos cursos drsquoaacutegua usado para a confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo) da
aacuterea possuiacuterem menos de 10 metros de largura optou-se para uma maior margem de
seguranccedila limitar um raio de ateacute 60 metros ao redor dos corpos drsquoaacutegua impedindo que essas
aacutereas obtivem-se algum grau de aptidatildeo para a realocaccedilatildeo da BR-101
Em seu trabalho sobre apoio agrave decisatildeo aplicada ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Vilas
Boas (2006) considerou os fatores que atuam em uma problemaacutetica como criteacuterios Scarassatti
e Costa (2010) trataram os fatores como mapas que provem ponderaccedilotildees dos diferentes
fatores de influecircncia a um dado acontecimento sendo um dos meios usados para a criaccedilatildeo dos
mapas de fatores a loacutegica fuzzy ou nebulosa
Para normalizar os criteacuterios satildeo usados as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy estas funccedilotildees
que foram selecionadas para que de melhor forma adequem aos paracircmetros do estudo De
acordo com Ramos e Mendes (2001) umas das funccedilotildees mais usadas designadas por funccedilotildees
fuzzy satildeo Sigmoidal J-Shaped Linear e Complexa Poreacutem na aplicabilidade deste trabalho
fez se o uso somente da funccedilatildeo Sigmoidal crescente e Sigmoidal decrescente (Figura 2)
Figura 2 - Funccedilotildees de pertinecircncia dos conjuntos fuzzy Sigmoidal crescente (a)
Sigmoidal decrescente (b) Fonte Modificado de Eastman (1997)
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
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Haacute diversos meacutetodos de padronizaccedilatildeo grande parte dos meacutetodos utiliza valores
maacuteximos e miacutenimos (CAMPOS 2005) Neste trabalho os mapas dos fatores foram limitados
e ponderados a um intervalo ente 0 - 255 (intervalo do byte) permitindo exploraccedilatildeo da
variedade de dados contiacutenuos
a) Fator Declividade do terreno
A declividade pode ser representada como um acircngulo de inclinaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao
percentual entre o comprimento horizontal da encosta e o desniacutevel vertical (IPT 2007) Para
Barbosa et al (2012) a declividade consiste da maior ou menor inclinaccedilatildeo do relevo em
comparaccedilatildeo ao horizonte Pinto (2010) considera a declividade como um fator que pode tanto
potencializar como limitar a ocupaccedilatildeo de uma aacuterea considerando as declividades mais
acentuadas mais propiacutecias a riscos de deslizamentos escorregamentos e as menos acentuadas
mais apropriadas para a ocupaccedilatildeo Em seus estudos considerou a declividade maior que 45
inapta ao uso
A partir do Mapa de Declividade do Terreno as regiotildees planas e onduladas de acordo
com o Art 15 da portaria ndeg 19 de 10011949 (DNIT 1973) foram consideradas prioritaacuterias
a realocaccedilatildeo da BR-101 Neste trabalho as declividades ideais foram consideradas entre os
valores de 0 e 5 agrave medida que a declividade aumenta menor eacute a adequabilidade da aacuterea
para o objetivo proposto sendo considerado acima de 45 inapta sendo limitada pela proacutepria
legislaccedilatildeo ambiental A funccedilatildeo utilizada para normalizar os dados de declividade foi a funccedilatildeo
de pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente (Figura 2b) servindo como pontos de
controle abc = 5 e d = 45
b) Fator Distacircncia dos Rios
Para proporcionar uma maior garantia de preservaccedilatildeo dos rios os limites estabelecidos
pela legislaccedilatildeo ambiental e jaacute citados anteriormente foram levados em consideraccedilatildeo atraveacutes
do uso de restriccedilatildeo poreacutem foi utilizado o fator que considera que quanto maior a distacircncia
dos rios maior a adequabilidade ao empreendimento
Seguindo o meacutetodo proposto por Pinto (2010) considerou que quanto maior a distacircncia
em relaccedilatildeo aos rios melhor a aptidatildeo da aacuterea sendo assim foi utilizada a funccedilatildeo de
pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica crescente (Figura 2a) para descrever essa variaccedilatildeo
com pontos de controle em a=60m e bcd=15000 m (comprimento maacuteximo da aacuterea de
estudo)
c) Fator Uso dos Solos
Objetivando afetar o miacutenimo possiacutevel as aacutereas jaacute utilizadas pela ocupaccedilatildeo humana e
aacutereas florestais a aacuterea de pastagem eacute colocada como a aacuterea mais adequada ao
empreendimento em estudo
Aacutereas de valores mais altos indicam maior adequabilidade ao empreendimento
enquanto que as aacutereas com menores valores representam as menos adequadas conforme pode
ser visto na Tabela 1 Para a normalizaccedilatildeo das classes de uso do solo o Mapa Uso dos Solos
foi reclassificado atribuindo agraves classes valores de 0 a 255
bull Ponderaccedilatildeo dos fatores (avaliaccedilatildeo de pesos para os criteacuterios)
De acordo com Calijuri (2008) a ponderaccedilatildeo eacute um indicativo da importacircncia relativa
dos fatores e um regulador de compensaccedilatildeo entre eles O grau em que um fator pode
compensar outro eacute determinado por seu fator ou compensaccedilatildeo de peso
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61
Tabela 1 - Normalizaccedilatildeo das classes usos do solo Fonte Autores
Legenda Valores Atribuiacutedos
Lagoas-Lagos-Represas 0
Casas Rurais 0
Vilarejos 0
Depoacutesitos 0
Zona Urbana 0
Floresta 25
Agricultura 200
Pastagem 255
Dessa forma os valores de aptidatildeo foram atribuiacutedos baseados em conhecimento
empiacuterico e tambeacutem em trabalhos de outros autores como Calijuri et al (2002) Barros e
Marques (2007) Mercante e Antunes (2010) Pinto (2010) Silva et al (2010) Benda et al
(2012)
Assim como nos trabalhos de Calijuri et al (2002) Corseuil e Campos (2007) Calijuri
(2008) Mercante e Antunes (2010) e Benda et al (2012) posteriormente a padronizaccedilatildeo dos
fatores para a escala de 0 a 255 os pesos finais satildeo estimados por meio do Processo de
Hierarquizaccedilatildeo Analiacutetico (AHP) aplicado agrave matriz de comparaccedilatildeo par-a-par utilizando o
meacutetodo apresentado por Saaty (1980) e Clark Labs (2006) este meacutetodo permite estabelecer
pesos a cada fator segundo sua relevacircncia que foi priorizada conforme seu grau de
importacircncia para a anaacutelise ou seja os pesos dos fatores satildeo atribuiacutedos especificamente a cada
fator dando a importacircncia relativa de cada um em relaccedilatildeo aos outros (MERCANTE e
ANTUNES 2010) atribuindo pesos diferenciados no processo final de decisatildeo
Nesse julgamento fez-se o uso da escala de comparadores proposta por Saaty (1977)
que pode ser vista no Quadro 1
Quadro 1 - Escala de valores Fonte Modificado de Saaty (1977)
Intensidade relativa
de importacircncia
Definiccedilatildeo Explicaccedilatildeo
1 Igual importacircncia Importacircncia igual dos dois criteacuterios
para o objetivo
3 Menor importacircncia de
um sobre o outro
Um dos criteacuterios eacute levemente mais
favoraacutevel do que o outro
5 Essencial ou forte Um dos criteacuterios eacute consideravelmente
mais favoraacutevel do que outro
7 Importacircncia muito
grande
A importacircncia de um criteacuterio sobre o
outro eacute evidentemente muito maior
9 Importacircncia absoluta Quando um meio-termo eacute necessaacuterio
Considerando a escala de Saaty fez-se a comparaccedilatildeo entre os fatores utilizados
conforme podem ser vistos na Tabela 2 Onde o fator Declividade do terreno eacute levemente
mais favoraacutevel do que o fator Distacircncia dos Rios O fator Uso dos Solos eacute consideravelmente
mais favoraacutevel que o fator o Distacircncia dos Rios e levemente mais favoraacutevel do que o fator
Declividade do terreno
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
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Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo dos criteacuterios escalonados (fatores) Fonte Autores
Fatores Distacircncia dos
Rios
Declividade do
terreno
Uso dos
Solos
Distacircncia dos Rios 1
Declividade do terrreno 3 1
Uso dos Solos 5 3 1
Para criaccedilatildeo da matriz de ponderaccedilatildeo foram considerados como ordem de importacircncia
dos fatores Distacircncia dos Rios a Declividade do Terreno e o Uso dos Solos Dessa forma
obtiveram-se os pesos que consideram o quanto determinado fator interfere na anaacutelise (Tabela
3)
Tabela 2 - Resultado final dos pesos calculados para os fatores Fonte Autores
Fator Peso
Distacircncia dos Rios 010
Declividade do
terreno
026
Uso dos Solos 064
bull Combinaccedilatildeo linear ponderada
Depois de determinado os pesos dos criteacuterios que foram utilizados neste estudo foi
necessaacuterio agrave junccedilatildeo dos dados para obtenccedilatildeo do mapa final de adequabilidade
Com esta finalidade os mapas de cada fator foram combinados pelo meacutetodo da
combinaccedilatildeo linear ponderada onde multiplicou-se os mapas de adequabilidade de cada fator
por seu peso especiacutefico posteriormente fez-se o somatoacuterio de todos estes fatores obtendo-se
um valor final da aacuterea com sua adequabilidade (BENDA et al 2012)
Devido agrave utilizaccedilatildeo de mapas de restriccedilotildees neste estudo (booleanos) o procedimento
foi modificado e multiplicou-se a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo dos
fatores pelo produto das restriccedilotildees
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
As informaccedilotildees geradas nos mapas de restriccedilotildees e fatores subsidiam a discussatildeo que
leva a interpretaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos mapas finais verificando-se assim como cada restriccedilatildeo e
fator afetou a anaacutelise final
Os mapas temaacuteticos mostram agraves aacutereas apropriadas a implementaccedilatildeo ao contorno
viaacuterio sendo algumas aacutereas de exclusatildeo (restriccedilotildees) e outras com valores de adequabilidade
(fatores)
As exclusotildees consideradas satildeo criteacuterios associados ao ordenamento do territoacuterio em
termos de ocupaccedilatildeo humana os mapas de exclusatildeo de aacutereas Restriccedilatildeo Casa Rurais e
Depoacutesitos Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas e Restriccedilatildeo Rios exibindo aacutereas aptas (classe 1) e
inaptas (classe 0) ao empreendimento
Assim como no trabalho de Mercante et al (2005) a relevacircncia do uso dos solos e
declividade do terreno na anaacutelise tem uma influecircncia direta no trajeto da rodovia refletindo
na preservaccedilatildeo teacutecnica e econocircmica do empreendimento levando em consideraccedilatildeo as aacutereas
mais planas do terreno e as aacutereas de pastagem
As justificativas adotadas para as ponderaccedilotildees foram tratadas da seguinte maneira
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
63
O Fator Declividade do terreno eacute moderadamente mais importante do que o fator Distacircncia
dos Rios pois o escoamento de um rio depende da declividade dos canais fluviais
O Fator Uso dos Solos eacute muito fortemente mais importante que o fator o Distacircncia dos
Rios uma vez que o manejo da rodovia nas proximidades do rio eacute mais faacutecil que a
desocupaccedilatildeo das aacutereas urbanizadas
O Fator Uso dos Solos eacute moderadamente mais importante do que o fator Declividade
do terreno uma vez que eacute mais econocircmico aplainar um terreno que locomover a populaccedilatildeo de
local
O valor da razatildeo de consistecircncia entre os pesos ponderados dos fatores foi de 003
neste caso a matriz de julgamento estaacute consistente o que torna os pesos calculados para este
modelo aceitaacuteveis visto que para os valores de razatildeo de consistecircncia inferiores a 010 natildeo
necessitam de reavaliaccedilatildeo (EASTMAN 1999)
Com o resultado dos fatores ponderados obtidos e as restriccedilotildees foi possiacutevel realizar a
avaliaccedilatildeo de muacuteltiplos criteacuterios e obter o mapa final de adequabilidade (Figura 4) com valores
variando de 0 a 255 estes valores representam o grau de aptidatildeo ou seja a adequabilidade
das aacutereas agrave realocaccedilatildeo da BR-101 e natildeo se agraves aacutereas satildeo aptas ou inaptas onde 0 identifica
aacutereas inaptas ao empreendimento e 255 as mais aptas possibilitando a escolha dos locais
dentro da aacuterea mais apto que merecem um estudo detalhado com o mapeamento geoloacutegico
Ao analisar o mapa final observa-se a influecircncia tanto das restriccedilotildees quanto dos fatores
no mapa final Os mapas de restriccedilotildees inibindo as aacutereas consideradas inaptas de quaisquer
graus de adequabilidade ou seja estabelecendo aptidatildeo 0 a estas aacutereas e os fatores atribuindo
graus de adequabilidade no mapa Entre os fatores foi observado que o fator Uso do Solo
apresenta uma maior importacircncia em relaccedilatildeo aos fatores declividade e rios o que se
caracteriza nos pesos obtidos durante o processo de comparaccedilatildeo Percebe-se ainda que neste
mapa final poucas aacutereas com baixa aptidatildeo satildeo encontradas
Nas regiotildees proacuteximas ao atual traccedilado da rodovia bem como na parte inferior desta
percebe-se aacutereas de maior adequabilidade isso se daacute principalmente pela influecircncia do Fator
Uso dos Solos e a Declividade do Terreno pois o estudo levou em consideraccedilatildeo valores de
menores custos como aacutereas de pastagens e menos declivosas e que atendessem normas da
legislaccedilatildeo brasileira Ainda foi possiacutevel constatar que a anaacutelise por muacuteltiplos criteacuterios foi
bastante influenciada pelo uso do solo poreacutem a declividade e os rios satildeo fatores
fundamentais no contorno viaacuterio pois refletem um menor ou maior custo do empreendimento
Em seu trabalho Mercante et al (2005) priorizaram os custos do empreendimento de
um gasoduto e obteve como resposta as aacutereas menos declivosas e aacutereas ocupadas por
pastagem que barateariam o custo de desapropriaccedilatildeo
Benda et al (2012) em seu estudo apresentaram uma imagem final de adequabilidade
utilizando anaacutelise multicriteacuterio - fatores e restriccedilotildees Posteriormente ela limitou as aacutereas que
poderiam ser usadas para ocupaccedilatildeo com aterros controlados considerando adequabilidade
maior que 220 e aacuterea miacutenima de 20 hectares desta forma ela obteve uma aacuterea mais apropriada
dentre suas restriccedilotildees e fatores apresentados
Francisco et al (2007) em seu trabalho sobre prioridades para recuperaccedilatildeo de Aacutereas de
Preservaccedilatildeo Permanente fizeram a aplicaccedilatildeo de dois meacutetodos de anaacutelise multicriteacuterio Os dois
meacutetodos apresentaram resultados diferentes Um dos meacutetodos apresentou uma maior extensatildeo
de aacuterea com alta prioridade de recuperaccedilatildeo enquanto o outro apresentou aacutereas maiores com
baixa prioridade de meios de recuperaccedilatildeo Os usos das terras com prioridades mais altas em
ambos os meacutetodos eram de solo nu e cultura anual
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
64
MAPA FINAL DA ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO
O mapa final de adequabilidade (Figura 4) resultado da anaacutelise multicriteacuterio mostra
como aacuterea adequada agrave realocaccedilatildeo da BR-101 a sua porccedilatildeo de aacuterea inferior a localizaccedilatildeo atual
da rodovia Esta regiatildeo possui uma menor declividade pouca interferecircncia dos rios e uma
relaccedilatildeo de uso do solo mais adequada agrave implantaccedilatildeo do empreendimento
E considerando aspectos sociais e urbanos um novo traccedilado torna-se mais favoraacutevel
quando considera o fluxo ideal de veiacuteculos e pessoas aleacutem da seguranccedila do cidadatildeo que mora
no centro urbano do municiacutepio de Iconha
Figura 4 - Mapa final de adequabilidade com o uso da anaacutelise multicriteacuterio - fatores e
restriccedilotildees Fonte Autores
CONCLUSAtildeO
Com base na anaacutelise dos dados e interpretaccedilatildeo dos resultados obtidos a partir do que
foi proposto e das condiccedilotildees especiacuteficas deste trabalho conclui-se que
O uso da anaacutelise multicriteacuterio utilizando agrave loacutegica fuzzy retrata resultados mais
proacuteximos a realidade quando comparados com o zoneamento booleano por natildeo considerar
mudanccedilas abruptas
Os mapas de adequabilidades obtidos natildeo caracterizam aacutereas aptas ou inaptas mas
representam uma superfiacutecie de adequabilidade onde possuem valores de 0 (menos apto) a 255
(mais apto)
A anaacutelise multicriteacuterio por ser subjetiva pode definir diversos cenaacuterios dependente
da normalizaccedilatildeo e ponderaccedilatildeo usadas e deve ser utilizada de forma criteriosa a fim de natildeo
inserir erros na anaacutelise
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
65
Com o mapa de aptidatildeo final pode-se selecionar algumas aacutereas adequadas agrave
implantaccedilatildeo do contorno viaacuterio o que varia de acordo com o valor das variaacuteveis encontradas
Utilizando-se do mapa de adequabilidade como guia a parte inferior do mapa (Figura
4) eacute uma ampla aacuterea de alternativas possiacuteveis para a instalaccedilatildeo da nova rota da BR-101
Os resultados obtidos neste trabalho revelam as potencialidades do SIG na tomada de
decisatildeo no processo de avaliaccedilatildeo e seleccedilatildeo de aacutereas
Com a intenccedilatildeo de um melhor entendimento da aacuterea para a realocaccedilatildeo da BR-101 estudos
mais especiacuteficos podem ser realizados
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sup3 Campus Caccedilapava do Sul da Universidade Federal do Pampa Caccedilapava do Sul RS 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
71
Capiacutetulo 5
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite
Landsat 5
Marx Engel Martinssup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Felipe Guadagninsup3 Carlos Henrique
Rodrigues de Oliveira4
INTRODUCcedilAtildeO
Anaacutelises multitemporais satildeo importantes ferramentas para anaacutelise ambiental devido agrave
constacircncia no imageamento dos sateacutelites e sua relativa precisatildeo nas informaccedilotildees obtidas pelos
mesmos principalmente em objetos de estudos de grande porte como rios que percorrem
mais de um estado Ao longo do tempo eles passam por alteraccedilotildees em sua dinacircmica
naturalmente no entanto os seres humanos estatildeo cada dia a interferir mais nos cursos drsquoaacutegua
atividades como agricultura e pecuaacuteria satildeo grandes causadoras de impactos em tais ambientes
mas natildeo as uacutenicas
A necessidade por energia da sociedade contemporacircnea aumenta tanto quanto cresce a
populaccedilatildeo e seu acesso equipamentos eletrocircnicos que tornam a vida mais faacutecil
No Brasil a principal fonte de energia satildeo as hidreleacutetricas sendo 6488 de toda
capacidade brasileira em operaccedilatildeo e 223 e 2477 respectivamente em construccedilatildeo e
construccedilatildeo natildeo iniciados dos novos empreendimentos em energia no paiacutes seratildeo atraveacutes de
barragens em rios (ANEEL 2007) o rio Doce passou por uma intervenccedilatildeo em seu curso
iniciada no ano de 2001 em que se construiu uma dessas usinas com o nome da cidade em
que foi construiacuteda Aimoreacutes na divisa entre Espiacuterito Santo e Minas Gerais (CICCARONE et
al 2012)
Autores como COELHO 2007 analisaram o rio Doce em aspectos socioambientais
como crescimento e dinacircmica populacional industrial atividades econocircmicas entre outros
O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) disponibiliza uma vasta seacuterie de
imagens de alguns sateacutelites dentre eles o Landsat 5 lanccedilado em 1ordm de marccedilo de 1984 com
resoluccedilatildeo espacial de 30m captando diversos comprimentos de onda da luz que vatildeo desde o
visiacutevel ao infra-vermelho proacuteximo e orbita todo o globo a cada 16 dias (USGS 2017) Devido
essas caracteriacutesticas foi escolhido para analisar os impactos causados pela construccedilatildeo da
Hidreleacutetrica de Aimoreacutes
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
A aacuterea delimitada para o enfoque do trabalho se situa na
zona 24Sul da projeccedilatildeo transversa de Mercator no datum SIRGAS 2000 com as
coordenadas dos veacutertices sendo 276405 E (m) e 7889561 N (m) 276405 E (m) e 7823450
N(m) 425511 E (m) e 7823450 N (m) 425511 E (m) e 7889561 N (m) (Figura 1)
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
72
Figura 1 - Rio Doce com enfoque para a parte espirito santense Fonte Adaptado de
GEOBASES 2002
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
O rio Doce eacute objeto de estudo por geoacutelogos desde 1825 quando se tentou por parte do
governo da entatildeo Capitania de Minas Gerais realizar um projeto de navegabilidade do Rio
onde geoacutelogos acompanhavam as expediccedilotildees de comeacutercio que incursavam o Rio em procura
de recursos minerais principalmente ouro e outros metais (ESPINDOLA 2007)
Segundo a EMBRAPA (2011) encontram-se na aacuterea de estudo os seguintes tipos de
solos Cambissolos Haacuteplicos Latossolos Amarelos Distroacuteficos Latossolos Vermelho-
Amarelos Distroacuteficos Argissolos Amarelos Distroacuteficos Argissolos Vermelhos Eutroacuteficos
Neossolos Quartzarenicos Hidromoacuterifcos aleacutem de serem encontrados afloramentos rochosos
com manto de alteraccedilatildeo
Tais solos estatildeo distribuiacutedos em um contexto geomorfoloacutegico que varia de maciccedilos
plutocircnicos na parte oeste seguidos por uma faixa de dobramentos remobilizadas que satildeo
rochas metamoacuterficas de alto grau e por fim os depoacutesitos sedimentares recentes que vatildeo ateacute a
costa (IJSN 2007)
O clima predominante na aacuterea eacute o Tropical Quente Uacutemido com um a trecircs meses secos
tambeacutem ocorrendo na porccedilatildeo oeste proacuteximo agrave divisa com Minas Gerais o semi-uacutemido com
quatro a cinco meses seco com meacutedia de temperatura anual maior que 18deg Celsius e
localizadamente na porccedilatildeo sul o Tropical Subquente Uacutemido com quatro a cinco meses secos
(IBGE 2002)
O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave
distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais
Pincipalmente estas uacuteltimas ao qual se englobam os sateacutelites dentre eles a seacuterie Landsat
Tais dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
73
de onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos Seus sensores
acoplados captam sete bandas espectrais (FIGUEIREDO 2005)
Tais bandas podem ser associadas aos canais RGB (vermelho verde e azul) para o
realce de alguma feiccedilatildeo especiacutefica que tenha seu comportamento conhecido em determinado
espectro da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica o que eacute chamado de composiccedilatildeo colorida O sensor TM
do sateacutelite Landsat e suas 7 bandas captam as radiaccedilotildees do visiacutevel ao infravermelho distante
(a banda 1 capta o comprimento de 0485 microm e a banda 7 capta o de 2215 microm) (Figura 2)
(PERROTTA 2005)
Figura 2 - Radiaccedilotildees do Espectro Eletromagneacutetico Fonte SBFISICA (2010)
Segundo o INPE (2011) para combinaccedilatildeo no sistema RGB das bandas do sensor TM e
obtenccedilatildeo de imagens coloridas as seguintes feiccedilotildees satildeo realccediladas por cada composiccedilatildeo
ldquoBandas 3 2 e 1 imagens em cor natural com boa penetraccedilatildeo na aacutegua realccedilando as
correntes a turbidez e os sedimentos A vegetaccedilatildeo aparece em tonalidades esverdeadas
Bandas 4 3 e 2 define melhor os limites entre o solo e a aacutegua ainda mantendo algum detalhe
em aacuteguas pouco profundas e mostrando as diferenccedilas na vegetaccedilatildeo que aparece em
tonalidades de vermelho Bandas 5 4 e 3 mostra mais claramente os limites entre o solo e a
aacutegua com a vegetaccedilatildeo mais discriminada aparecendo em tonalidades de verde e rosa
Bandas 7 4 e 2 mostra a vegetaccedilatildeo em tons verdes e permite discriminar a umidade tanto na
vegetaccedilatildeo como no solordquo
MORAIS (2008) realizou um estudo em que analisaram uma seacuterie temporal de
imagens Landsat 5 para verificar as alteraccedilotildees da dinacircmica fluvial do rio Araguaia no Centro-
Oeste brasileiro neste estudo foi utilizada a composiccedilatildeo RGB-543 do sensor TM para
verificar a evoluccedilatildeo do canal com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da evoluccedilatildeo
da vegetaccedilatildeo na aacuterea Neste estudo ele separou o rio em zonas de acordo com vaacuterios fatores
bioacuteticos e abioacuteticos no entanto a classificaccedilatildeo final se deu de acordo com os processos
sedimentares estudando a variaccedilatildeo da deposiccedilatildeo e erosatildeo de ilhas em um rio meandrante
MAIA et al (2006) formularam um guia para estudos de manguezais do Nordeste em
que definiram o uso da mesma composiccedilatildeo utilizada por Morais para zoneamento de uso e
ocupaccedilatildeo de solo em que tinham o propoacutesito de observar diferentes feiccedilotildees geograacuteficas
antropizadas que aparecem na coloraccedilatildeo rosa tais feiccedilotildees satildeo lotes e aacutereas urbanas e corpos
de aacutegua que aparecem em azul claro quando rasos e vatildeo ficando escuros de acordo com o
aumento da sua profundidade
Em uma cena um mesmo alvo mostra diferentes comportamentos espectrais para as
diferentes bandas captadas pelos sensores (ZAKI et al 1995) e para que se consiga
interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-processamento entre elas
podemos citar o georreferenciamento e o contraste
O georreferenciamento das imagens se daacute atraveacutes de comparaccedilatildeo por exemplo uma
base cartograacutefica pontos de controle obtidos com um equipamento GPS ou uma outra
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
74
imagem previamente corrigida aplicando-se alguma teacutecnica de registro de imagem em que se
observa uma feiccedilatildeo e utilizam-se suas coordenadas para as mesmas feiccedilotildees na imagem que se
deseja georreferenciar por exemplo corpos drsquoaacutegua cruzamentos de ruas ou entatildeo qualquer
feiccedilatildeo que seja possiacutevel de se observar (CAMPBELL 2002)
O contraste que consiste em melhorar a visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons
de cinza utilizando-se de funccedilotildees lineares ou natildeo que modificam o histograma original
convertendo-o em outro que manteacutem a mesma variaccedilatildeo entre os tons de cinza no entanto com
um niacutevel de melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al 1984)
Apoacutes o preacute-processamento das imagens foi feita a composiccedilatildeo colorida pois a
distinccedilatildeo entre cores eacute mais faacutecil do que entre tons de cinza por isso atribui-se a cada banda
da imagem uma cor no sistema RGB para as feiccedilotildees captadas em cada banda sejam
evidenciadas por seus respectivos canais (MOHAMED 2012)
Os rios como exemplo de ambiente aquaacutetico satildeo reconhecidos pelos tipos de seus
canais que satildeo usualmente divididos em quatro principais tipos retiliacuteneos meandrantes
entrelaccedilado e anastomosado sendo divididos pela sua sinuosidade os retiliacuteneos satildeo os mais
retos os meandrantes os mais sinuosos e com barras de acumulaccedilatildeo de sedimentos em um
lado e deposiccedilatildeo em outro os entrelaccedilados possuem acumulaccedilotildees no meio e satildeo pouco
sinuosos jaacute os anastomosados conteacutem barras que os dividem e depois destas barras eles
voltam a se encontrar Essas formas satildeo padrotildees no entanto podem ser observadas
formas intermediaacuterias entre estes tipos (MENDES 1984)
Para DELLA FAacuteVERA (2001) os depoacutesitos de rios conteacutem variaccedilotildees de acordo com
o regime de fluxo sendo que ora podem ter gratildeos grossos ora gratildeos finos independente do
tipo de rio e satildeo na maioria das vezes transportados por meio de traccedilatildeo entre as partiacuteculas No
rio Doce a grande maioria dos depoacutesitos eacute da fraccedilatildeo areia a cascalho contendo
minoritariamente gratildeos na fraccedilatildeo silte
Nesse contexto MELLO et al (2005a e 2005b) e HATUSHIKA et al (2007)
realizaram estudos no rio Doce e perceberam que as mudanccedilas no curso do rio satildeo causadas
por uma neotectocircnica o que explica as mudanccedilas no curso do rio e a formaccedilatildeo do sistema de
lagos adjacente principalmente na cidade de Linhares-ES Realizaram inclusive um estudo
geofiacutesico de alta resoluccedilatildeo no maior dos lagos da regiatildeo a lagoa Juparanatilde e dataram que os
depoacutesitos desse lago satildeo iniciados a partir de 9000 anos indicando que este lago eacute um antigo
canal do rio Doce que foi alterado devido um sistema tectocircnico extensional com direccedilatildeo NW-
SE que gerou esta alteraccedilatildeo abrupta no curso do mesmo sendo assim possiacutevel encontrar
sedimentos arenosos neste rio com grande sinuosidade
O movimento das partiacuteculas de qualquer tamanho em um fluido se daacute por trecircs
mecanismos rolamento saltaccedilatildeo e suspensatildeo Em baixas velocidades de corrente apenas
partiacuteculas finas e de baixa densidade podem ser carregadas em suspensatildeo ainda nesse
regime as que estejam na fraccedilatildeo areia se movem por rolamento ou por saltaccedilatildeo minerais
placoacuteides como micas flutuam mais devido agrave sua alta superfiacutecie e demoram mais para
depositar Com um pequeno incremento da velocidade todas as variaccedilotildees de silte e algumas
de areia podem ser mantidas em suspensatildeo gracircnulos e seixos pequenos se movem por
saltaccedilatildeo e material mais grosso por rolamento Tais processos satildeo os mesmos na aacutegua e no
ar no entanto devido agrave massa e a viscosidade da aacutegua serem maiores nela satildeo mais efetivos
necessitando de menor velocidade nesta do que no ar A faixa em que ocorre erosatildeo e
deposiccedilatildeo de sedimentos relativos agrave velocidade do fluxo altura da coluna drsquoaacutegua e
o tamanho de gratildeo (NICHOLS 2007)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
75
METODOLOGIA
Para realizaccedilatildeo do trabalho foi necessaacuteria a obtenccedilatildeo das imagens do sensor TM do
sateacutelite Landsat 5 nas oacuterbitas 215 e 216 nos pontos 73 e 74 Tais imagens estatildeo disponiacuteveis
gratuitamente no endereccedilo eletrocircnico do INPE Para que se possa descarregar as imagens eacute
necessaacuterio efetuar um cadastro junto ao site (httpwwwdgiinpebrCDSR) e escolher as
oacuterbitas e os pontos que satildeo desejados apoacutes isso faz-se o pedido e as imagens satildeo
disponibilizadas no email cadastrado com as sete bandas disponiacuteveis
Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem de
distintas estaccedilotildees do ano para que houvesse alternacircncia entre o periacuteodo de seca e de chuva
pois assim seria possiacutevel observar as variaccedilotildees extremas da dinacircmica fluvial O Quadro 1
mostra as imagens que melhor se encaixaram nesse perfil durante o periacuteodo analisado que eacute
antes da construccedilatildeo da Hidreleacutetrica de Aimoreacutes e depois de sua construccedilatildeo no total foram
obtidas trinta e seis imagens que foram utilizadas para compor nove cenas destas foram
utilizadas trecircs bandas de cada (5 4 e 3)
Quadro 1 - Descriccedilatildeo das caracteriacutesticas das imagens de sateacutelite utilizadas Fonte
Autores
Cena 1
Cena 2
Cena 3
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
21673 15022001
21673 11092001
21673 13062003
21674 15022001
21674 11092001
21674 13062003
21573 08022001
21573 19082001
21573 22062003
21574 08022001
21574 19082001
21574 22062003
Cena 4
Cena 5
Cena 6
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
21673 19102003
21673 23072006
21673 20032007
21674 19102003
21674 23072006
21674 05042007
21573 10092003
21573 14062006
21573 13032007
21574 10092003
21574 14062006
21574 29032007
Cena 7
Cena 8
Cena 9
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
21673 27082007
21673 12052009
21673 21072011
21674 27082007
21674 12052009
21674 21072011
21573 20082007
21573 19042009
21573 30072011
21574 20082007
21574 19042009
21574 30072011
As imagens depois de descarregadas necessitaram que fosse realizado seu preacute-
processamento em ambiente de Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu
em georreferenciaacute-las utilizando como paracircmetro de comparaccedilatildeo as ortofotos do IEMA
(2007) aplicaccedilatildeo de contraste linear aumentando linearmente os tons de cinza no entanto
mantendo a proporccedilatildeo original Este procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5
4 e 3 para todas as nove cenas
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
76
Foram utilizadas as imagens preacute-processadas com seus tons de cinza individualmente
realccedilados para entatildeo ser feita a composiccedilatildeo colorida RGB (543) Segundo Florenzano (2008)
essa composiccedilatildeo colorida realccedila corpos drsquoaacutegua com baixa e alta carga sedimentar suspensa
ficando estes com coloraccedilatildeo azul escuro e azul claro respectivamente
Cada banda realccedila uma feiccedilatildeo especiacutefica sendo que a para o sensor utilizado a banda
3 oferece boa resposta com corpos drsquoaacutegua e evidencia caracteriacutesticas como o teor de
sedimentos presentes neles ou suas profundidades sendo maior a reflectacircncia para alta carga
sedimentar e maiores profundidades
Foram observados nas imagens os locais em que haviam barras de acumulaccedilotildees de
sedimentos ao longo do curso do rio (Figura 3) A partir dessas imagens foi realizado o
trabalho de campo entre os dias 03 e 06 de julho de 2013 onde foram coletados 12
testemunhos com um metro de profundidade e diacircmetro de 60 mm cada com o intuito de
fazer a anaacutelise textural dos sedimentos para avaliar o potencial de transporte sedimentar do
rio apoacutes a construccedilatildeo da barragem da Usina Hidreleacutetrica de Aimoreacutes Foram marcados os
locais com equipamento GPS de navegaccedilatildeo da marca Garminreg o percurso foi feito em
veiacuteculo da UFES
O processo de amostragem em campo (Figura 4A B C D E e F) consistiu em inserir
os tubos nos sedimentos com auxiacutelio de uma marreta e posteriormente retiraacute-lo com auxiacutelio de
duas abraccediladeiras de metal contendo quatro parafusos que as prendiam e facilitava a retirada
Tal processo foi dificultado devido ao fato dos sedimentos em alguns pontos estarem com
alto teor de umidade Depois de retirados os tubos eram identificados e lacrados com tampas
tal teacutecnica eacute similar no entanto mais simples que a utilizada por MARTIN et al(1995)
Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de
sedimentologia da UFES onde foram preparadas para as seguintes anaacutelises textural
granulomeacutetrica e mineraloacutegica
O primeiro passo foi abrir os tubos sem danificar ou perder o material contido em seu
interior (Figura 5A e B)
Apoacutes abertos os tubos foram deixados um dia expostos ao sol para que fossem
previamente secos para posterior anaacutelise textural preliminar que implicou na observaccedilatildeo do
grau de arredondamento dos sedimentos feita utilizando uma lupa binocular Coleman em
toda a seccedilatildeo amostrada misturando-se parte dos sedimentos e colocando-os em uma placa
petri
Os sedimentos foram passados por um quarteador para homogeneizaccedilatildeo da amostra e
obtidos no miacutenimo cinquenta gramas de amostra pois segundo FOLK (1980) eacute o miacutenimo
necessaacuterio para anaacutelise de sedimentos na fraccedilatildeo areia ou superior E colocados em uma placa
petri utilizando-se uma placa para cada amostra pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo de
dois diacutegitos foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada
placa e colocados na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24
horas Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados
durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz em agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de
peneiras de malhas 4760 2000 1410 500 250 125 74 37 microm
Entatildeo as fraccedilotildees dos sedimentos retidos em cada peneira foram pesadas para posterior
processamento no software Gradistat (Blott e Pye 2001) Este software eacute uma macro feita no
Excelreg para suiacutete de aplicativos Officereg da Microsoftreg ou compatiacuteveis que ao se inserir os
pesos obtidos calcula alguns paracircmetros texturais como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo
assimetria e curtose usando os paracircmetros definidos por FOLK E WARD (1957)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
77
Figura 3 - Pontos onde houve visitaccedilatildeo em alguns natildeo foi possiacutevel realizar amostragem Fonte Modificado de GEOBASES 2002
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
78
Figura 4 - Processo de amostragem em campo A ndash Equipamentos utilizados B ndash Inserccedilatildeo e
identificaccedilatildeo dos tubos C ndash Teacutermino da inserccedilatildeo D ndash Retirada da amostra E ndash Abertura das
abraccediladeiras F ndash Finalizaccedilatildeo do processo de abertura Fonte Autores
Figura 5 - Corte dos tubos utilizando uma serra eleacutetrica com disco diamantado A - Processo
de corte e B - Tubo cortado Fonte Autores
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
79
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Depois de processadas e analisadas as imagens orbitais delimitou-se oito segmentos
do rio (Figura 6) em que foram feitos recortes nas nove imagens e colocadas lado a lado para
melhor visualizaccedilatildeo das mudanccedilas no curso ao longo do periacuteodo analisado
Nas imagens eacute possiacutevel observar as variaccedilotildees sazonais ao qual o rio eacute submetido no
trecho estudado onde em determinadas eacutepocas do ano ele expotildee as barras de acumulaccedilatildeo e
em outras ele as afoga isso devido agrave sazonalidade natural das estaccedilotildees mais e menos
chuvosas em seu percurso
Para cada segmento foi realizado um mosaico com as nove imagens da seacuterie temporal
No mosaico as imagens estatildeo numeradas de um a nove como numa matriz de trecircs
linhas por trecircs colunas nesta a numeraccedilatildeo cresce da esquerda para direita sendo as imagens
de um a trecircs na primeira linha de quatro a seis na segunda e por fim de sete a nove na
terceira sendo as datas das imagens fevereiro de 2001 Agosto e Setembro de 2001 junho de
2003 setembro e outubro de 2003 junho de 2006 marccedilo de 2007 outubro de 2007 abril e
maio de 2009 e julho de 2011 respectivamente
Em algumas imagens a cobertura de nuvens eacute excessiva e impede uma boa
visualizaccedilatildeo das variaccedilotildees ocorridas
Figura 6 - Mapa de localizaccedilatildeo das imagens da seacuterie temporal sobrepondo relevo
sombreado recursos hiacutedricos e pontos coletados Fonte Modificado de GEOBASES (2002) e
USGS (2011)
Os segmentos em que satildeo observadas maiores mudanccedilas no curso do rio satildeo
respectivamente ldquoArdquo e ldquoHrdquo
No primeiro estaacute localizada a barragem da hidreleacutetrica e o desvio construiacutedo no curso
do rio um canal de grande porte que eacute possiacutevel ser visualizada sua construccedilatildeo desde o iniacutecio
em 2001 que em 2006 ele jaacute estava com fluxo sedimentar a usina jaacute operava nesta eacutepoca
Nas subimagens A1 A3 A6 e A8 eacute possiacutevel observar uma coloraccedilatildeo azul mais clara no curso
do rio fato devido agrave corresponderem ao periacuteodo de maior pluviosidade e consequente maior
carga sedimentar suspensa (Figura 7)
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
80
No segundo observa-se uma estrutura que segue o curso do rio e quando este faz a
curva para sul ele continua para leste (seta nas imagens H1 a H9 da figura 8) um pouco a
norte do ponto XII com exceccedilatildeo das imagens H4 e H5 o que parece ser um paleocanal que
desembocava no mar apresentando a mesma resposta espectral de aacutereas de margem que satildeo
tomadas pela vegetaccedilatildeo (cor verde clara)
A imagem H1 apresenta poucas acumulaccedilotildees de sedimentos no local em que foi
marcado o ponto XII aparentemente natildeo eacute possiacutevel de ser acessado pela margem Na imagem
H2 satildeo exibidos muitos bancos de areia o do local onde foi marcado o ponto XII tem pequena
extensatildeo Nota-se ainda que o mar exibe uma coloraccedilatildeo azul clara indicando carga
sedimentar suspensa
A imagem H3 conteacutem uma grande acumulaccedilatildeo no ponto XII e carga suspensa
intermediaacuteria pelo tom de azul natildeo ser tatildeo escuro nem tatildeo claro ficando mais escuro em
direccedilatildeo ao mar
Na parte visiacutevel da imagem H5 percebe-se pouca profundidade do canal indicada pela
cor azul escuro com barras de sedimentos no curso e baixa carga suspensa A imagem H6
exibe a barra lateral e com dimensatildeo reduzida no meio do rio natildeo eacute possiacutevel distinguir
acumulaccedilotildees sazonais apenas as ilhas vegetadas
A imagem H7 exibe acumulaccedilatildeo no ponto XII e pequenas barras ao longo do curso
aleacutem de baixa carga suspensa mostradas pela coloraccedilatildeo azul escuro A imagem H8 eacute de um
periacuteodo de cheia do rio no entanto eacute observado um pequeno banco de areia no local do ponto
XII
Nota-se que na imagem H9 a carga sedimentar no mar eacute maior que nas imagens
anteriores devido agrave pluma de sedimentos de cor azul clara e que aparentemente o rio estaacute
mais raso proacuteximo agrave desembocadura devido as barras no seu curso serem maiores que nos
anos anteriores Sendo a carga suspensa baixa e como o mar conteacutem uma pluma sedimentar
maior que nos anos anteriores o processo de transporte que pode estar ocorrendo
pode ser o de traccedilatildeo com posterior retrabalhamento
Todas as amostras foram obtidas a jusante da barragem da Usina Hidreleacutetrica de
Aimoreacutes Com a anaacutelise dos sedimentos de acordo com a metodologia citada anteriormente
foram obtidos os resultados que seratildeo expostos a seguir
O arredondamento observado nas amostras varia de anguloso a sub anguloso nas
amostras obtidas ateacute o ponto 8 os seguintes passam a apresentar o grau sub anguloso a
arredondado raramente bem arredondado A mineralogia apresentou predominacircncia de
quartzo variando entre 95 a 97 das amostras devido a este fato natildeo foram
caracterizados com detalhe os outros minerais que compunham as amostras sendo
observados micas muscovita biotita lepidolita granada epidoto e minerais ferrosos como
ilmenita e magnetita Tais minerais satildeo compatiacuteveis com as rochas da regiatildeo o que jaacute era
esperado
Os paracircmetros adotados para interpretaccedilatildeo dos dados foram os de FOLK E WARD
(1957) citados por BLOTT E PYE (2001) no software GRADISTAT pois satildeo formas
descritivas que se relacionam com as caracteriacutesticas dos sedimentos ao inveacutes de valores
numeacutericos obtidos puramente por caacutelculos matemaacuteticos O resultado das anaacutelises eacute o exibido
no Quadro 2
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
81
Figura 7 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a
hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)
Figura 8 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a
hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
82
Quadro 2 - Resultados obtidos a partir do software GRADISTAT Fonte Autores
Amostra Granulometria
Mediana Selecionamento Assimetria Curtose
I Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado Assimetria Negativa
Extremamente
Leptocuacutertica
II Areia Meacutedia
Moderadamente
Selecionado
Assimetria Muito
Negativa Leptocuacutertica
III Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado Assimetria Negativa Mesocuacutertica
IV Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado Assimetria Negativa
Extremamente
Leptocuacutertica
V Areia Grossa
Pouco
Selecionado
Assimetria Muito
Positiva Mesocuacutertica
VI Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Mesocuacutertica
VII Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado
Assimetria Muito
Positiva Paticuacutertica
VIII Areia Meacutedia
Moderadamente
Selecionado Simeacutetrico Platicuacutertica
IX Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica
X Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica
XI Areia Grossa
Pouco
Selecionado
Assimetria Muito
Positiva Leptocuacutertica
XII Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica
A assimetria eacute o grau de desvio de uma curva no sentido horizontal podendo esse
desvio ser positivo ou negativo medindo a distribuiccedilatildeo da frequecircncia e marca a posiccedilatildeo da
meacutedia em relaccedilatildeo agrave mediana descrevendo se a curva eacute ou natildeo simeacutetrica Sendo assimeacutetrica
pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado das fraccedilotildees grossas ou das finas
podendo ser negativa ou positiva respectivamente (TAVARES et al 2010)
Esse padratildeo de distribuiccedilatildeo das granulometrias areia meacutedia com assimetria negativa
ateacute a amostra IV indica que os depoacutesitos foram mais retrabalhados talvez porque se
encontram em porccedilotildees de acumulaccedilotildees de sedimentos com maior porte o que as torna
naturalmente mais retrabalhaacuteveis Jaacute os padrotildees das amostras pouco selecionadas satildeo
depoacutesitos de menores dimensotildees e podem estar em processo de formaccedilatildeo Ou entatildeo foram
erodidos no uacuteltimo pulso de cheia e estatildeo em processo de reformulaccedilatildeo Esse conceito eacute
explicado em NICHOLS (2007) sendo o padratildeo deposicional de um rio entrelaccedilado
A anaacutelise da curtose reforccedila tal argumento pois quanto mais platicuacuterticas as
distribuiccedilotildees os sedimentos tendem a ser misturas de populaccedilotildees diferentes e quando
leptocuacuterticas satildeo afetados por correntes de fundo ou algum evento deposicional que
removeu alguma fraccedilatildeo Os que estatildeo mesocuacuterticos natildeo fornecem consistecircncia para
afirmaccedilatildeo alguma assim como observado por Tavares et al(2010) em um contexto
semelhante
Proacuteximo a represa no ponto II observam-se gratildeos em fraccedilotildees denominadas por FOLK
E WARD (1957) como cascalho muito grosso sendo um ambiente de alta energia pois
quando as comportas satildeo abertas liberam toda energia potencial que estava acumulada
diminuindo gradativamente conforme vatildeo sendo fechadas causando a deposiccedilatildeo destes
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
83
sedimentos que tem o caraacuteter bem arredondado em sua maioria tal fato indica seu
retrabalhamento e transporte por rolamento
No ponto IV ao cavar poucos centiacutemetros a partir da superfiacutecie eacute possiacutevel observar
estratificaccedilatildeo cruzada de baixo acircngulo com um niacutevel de minerais pesados tornando-a mais
visiacutevel tal fato indica deposiccedilatildeo de material em suspensatildeo
Na cidade de Colatina observam-se largos bancos de areia que estreitam o rio no
ponto amostral VI
No bairro Bebedouro em Linhares Ponto IX foi observado na margem do rio um
padratildeo deengrossamento para o topo com seixos imbricados ou seja mostram-se aqui as
fraccedilotildeesmais finas na base e um evento que depositou estes sedimentos mais grosseiros por
traccedilatildeo devido ao seu imbricamento
Proacuteximo agrave foz do rio eacute encontrado um niacutevel de minerais pesados finos
Tais niacuteveis de finos satildeo encontrados junto com a amostra XII que predomina a
granulometria grossa o graacutefico da distribuiccedilatildeo nesta amostra tem assimetria positiva ou seja
a tendecircncia para fraccedilotildees menores Analisando o caraacuteter muito leptocuacutertico da amostra
evidencia-se que foram eventos deposicionais distintos que trouxeram tais sedimentos para
este local Fator indicativo das variaccedilotildees do gradiente energeacutetico do rio
CONCLUSAtildeO
As evidentes variaccedilotildees na dinacircmica fluvial do Doce satildeo visualizadas em diversas
escalas e conjunto de dados observados Seja nas imagens de sateacutelite seja nos bancos de areia
ora submersos ora emersos ainda quando se analisa as fraccedilotildees dos sedimentos presentes nos
mesmos
A maior presenccedila de sedimentos grosseiros na parte jusante do rio e sua tendecircncia a
afinar a fraccedilatildeo assimetria muito positiva eacute evidecircncia de uma perda de energia do rio que
devido sua alta energia tendia a carregar sedimentos mais grossos vem agora diminuindo seu
poder de transporte dessas fraccedilotildees e comeccedila a acumular material mais finoSeu caraacuteter de rio
entrelaccedilado anterior pode estar variando a um padratildeo anastomosado de menor energia
A construccedilatildeo de hidreleacutetricas em rios inegavelmente altera seus cursos A questatildeo a se
fazer nesse momento eacute a seguinte O dano causado ao rio gera benefiacutecios que compensa sua
degradaccedilatildeo A resposta eacute relativa gera benefiacutecios a quem Agraves empresas que lucram com a
venda da energia obviamente a resposta eacute sim Agrave populaccedilatildeo que depende e sempre dependeu
do rio para suas diversas atividades sejam quais forem a resposta evidentemente eacute natildeo
Esperamos que um dia a preservaccedilatildeo do meio ambiente seja a prioridade da sociedade ao
inveacutes dos lucros de alguns poucos indiviacuteduos
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sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES
sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da
Sauacutede Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
89
Capiacutetulo 6
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
Rafael de Oliveira Costasup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3 Carlos
Henrique Rodrigues de Oliveira4
INTRODUCcedilAtildeO
Podemos caracterizar as zonas costeiras com base na sua localizaccedilatildeo geograacutefica
continente oceano Estas satildeo regiotildees sujeitas a contiacutenuas alteraccedilotildees morfodinacircmicas e
apresentam grande variabilidade temporal e espacial em funccedilatildeo dos processos continentais e
marinhos Evidenciando a dinacircmica erosiva e deposicional caracterizada pela accedilatildeo das ondas
mareacutes correntes costeiras e tambeacutem a accedilatildeo fluvial (SILVA et al 2004)
Essas accedilotildees movimentam continuamente as linhas de costa muitas vezes na mesma
direccedilatildeo mas frequentemente em direccedilotildees opostas Como resultado a forma da linha de costa
sofre alteraccedilotildees (WILLIAMS et al 1992)
Ambientes costeiros associados agrave foz de rios estatildeo sujeitos a constantes alteraccedilotildees
morfodinacircmicas originados tanto por processos fluviais como marinhos Areias e outros
materiais satildeo movidos para a praia ou fora dela por correntes e ondas Com isso os
movimentos sazonais dos materiais costeiros criam usualmente amplas praias no veratildeo
substituiacutedas por estreitas praias no inverno em um verdadeiro ciclo anual Durante a accedilatildeo das
mareacutes de tempestades vaacuterias aacutereas podem ser inundadas em questatildeo de horas
Sendo assim conhecer os agentes que atuam na variaccedilatildeo morfodinacircmica levando em
consideraccedilatildeo o espaccedilo-tempo das diferentes regiotildees costeiras eacute de suma importacircncia
principalmente para esse estudo que eacute associado a desembocadura do rio pois dessa forma eacute
possiacutevel estabelecer cenaacuterios com base no comportamento desse ambiente que deve ser
utilizado como fator para o planejamento do uso e ocupaccedilatildeo do solo e tambeacutem para o
desenvolvimento de projetos de engenharia que venham a interferir na dinacircmica sedimentar
costeira (SILVA et al 2004)
Com base no exposto este trabalho tem como objeto de estudo principal a constituiccedilatildeo
e a variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo associado agrave foz do rio Itapemirim Este estudo
tem como base a anaacutelise histoacuterica das variaccedilotildees morfoloacutegicas ocorridas no local e sua relaccedilatildeo
com a descarga liacutequida do rio que seraacute feita por meio de anaacutelises de imagens em uma seacuterie
temporal Aleacutem de contar com a anaacutelise da atual contribuiccedilatildeo do aporte de sedimentos
fluviais na constituiccedilatildeo e variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo que seraacute feito por meio de
anaacutelise sedimentoloacutegicas
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
O Rio Itapemirim tem suas nascentes mais distantes localizadas na Serra do Caparaoacute
formadas pelos rios Braccedilo Norte Esquerdo e Braccedilo Norte Direito que se unem no municiacutepio
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
90
de Alegre Mais a jusante as aacuteguas do Itapemirim recebem contribuiccedilatildeo do rio Castelo no
distrito de Coutinho municiacutepio de Cachoeiro de Itapemirim O uacuteltimo grande afluente antes
da desembocadura no Oceano Atlacircntico eacute o Rio Muqui que junta-se ao Itapemirim no
municiacutepio de Itapemirim desaguando na altura de Marataiacutezes no Espiacuterito Santo
A aacuterea de trabalho localiza-se entre as coordenadas UTM E 308000 m e N 7682000
m E 320000 m e N 7682000 m E 320000 m e N 7672000 m E 308000 m e N 7672000
m (Figura 1)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo Fonte Autores
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL
SENSORIAMENTO REMOTO
O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave
distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais Tais
dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos de
onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos (FIGUEIREDO
2005) Um exemplo eacute o sateacutelite Landsat que utiliza os sensores instalados na oacuterbita e capta
sete bandas espectrais
Essas bandas podem estar associadas aos canais RGB (red - vermelho green - verde e
blue - azul) que satildeo utilizadas para obter um realce de uma determinada feiccedilatildeo formando a
composiccedilatildeo colorida De acordo com INPE (2011) no sistema RGB as bandas 5 4 e 3 do
sensor TM quando combinadas mostram mais claramente os limites entre o solo e a aacutegua
com a vegetaccedilatildeo natildeo tatildeo evidente aparecendo em tonalidades de verde e rosa
Em um estudo no rio Araguaia localizado na porccedilatildeo Centro-Oeste do Brasil Morais
(2008) analisou uma seacuterie temporal com imagens do Landsat 5 com o intuito de verificar a
alteraccedilatildeo da dinacircmica fluvial utilizando as bandas 5 4 e 3 do sensor TM e com isso pode
verificar a evoluccedilatildeo do canal do rio com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da
evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
91
PROCESSAMENTO E INTERPRETACcedilAtildeO DE IMAGENS
Para que se consiga interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-
processamento entre elas podemos citar o georreferenciamento e o contraste O contraste eacute
feito para que ocorra uma melhor visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons de cinza
atraveacutes da modificaccedilatildeo do histograma original formando outro que iraacute manter a mesma
variaccedilatildeo entre os tons de cinza poreacutem com uma melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al
1984)
O georreferenciamento eacute o processo de atribuir coordenadas geograacuteficas a pontos na
imagem ou vetor como por exemplo uma feiccedilatildeo de faacutecil observaccedilatildeo e identificaccedilatildeo nas duas
imagens e que tenha coordenada conhecida para se aplicar a teacutecnica de registro de imagem ou
ainda utilizando pontos de controle (CAMPBELL 2002)
MEacuteTODO GPR
O meacutetodo de radar de penetraccedilatildeo no solo (GPR) eacute um meacutetodo eletromagneacutetico que
consiste em obter uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie atraveacutes da transmissatildeo e
reflexatildeo de ondas eletromagneacuteticas de altas frequecircncias (10 ndash 1000 MHz) para localizar
feiccedilotildees geoloacutegicas rasas ou objetos enterrados pelo homem O princiacutepio fiacutesico e a
metodologia de aquisiccedilatildeo de dados GPR satildeo semelhantes agrave teacutecnica de reflexatildeo siacutesmica e a
teacutecnica de sonar poreacutem o GPR fundamenta-se na transmissatildeo e reflexatildeo de ondas
eletromagneacuteticas (EM) (PORSANI 1999)
O equipamento de GPR (Figura 2) eacute composto de um par de antenas um gerador de
ondas eletromagneacuteticos antena transmissora e um sistema para registro destas ondas a antena
receptora Uma das antenas eacute usada para transmitir um sinal eletromagneacutetico atraveacutes da
subsuperfiacutecie ao passo que a outra capta estes sinais apoacutes a sua reflexatildeo por diferentes alvos
no subsolo A propagaccedilatildeo do sinal EM depende da frequecircncia do sinal transmitido e das
propriedades eleacutetricas dos materiais as quais dependem principalmente do conteuacutedo de aacutegua
presente no solo Topp (1980 citado por BORGES 2002) sendo a atenuaccedilatildeo do sinal da
onda EM proporcional ao conteuacutedo de aacutegua Quando o pulso transmitido encontra mudanccedilas
abruptas nas propriedades dieleacutetricas parte da energia eacute refletida e difratada sendo captada
em superfiacutecie pela antena receptora A energia refletida eacute registrada em funccedilatildeo do tempo de
atraso amplificada e digitalizada atraveacutes de um computador posteriormente o resultado do
processamento dos dados disponibiliza uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie
(BORGES 2002)
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
92
Figura 2 - Constituintes baacutesicos do GPR Fonte Neal (2004)
CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL
Segundo Almeida (1977) a aacuterea estudada estaacute inserida regionalmente agrave leste da
Proviacutencia Mantiqueira que eacute paralela agrave costa atlacircntica do sudeste e sul do Brasil delineando
uma faixa de direccedilatildeo NE-SW com mais de 3000 km de comprimento que se estende do sul
da Bahia ateacute o Uruguai Localizada a leste do Craacuteton Satildeo Francisco aleacutem de fazer limite com
as proviacutencias Tocantins Satildeo Francisco e Paranaacute e eacute bordejada ao leste pela margem
continental e pelas bacias costeiras do Espiacuterito Santo Campos Santos e Pelotas
O embasamento da Formaccedilatildeo Barreiras estudada compreende rochas do Complexo
Paraiacuteba do Sul que de acordo com RADAMBRASIL (1983) constitui gnaisses de idade
Neoproterozoacuteica Estas rochas fazem contato com o Complexo Juiz de Fora que
constituemrochas de origem iacutegnea representadas por granitos gabros e charnockitos datadas
do Paleoproterozoacuteico
Sobre este embasamento depositam-se na regiatildeo os sedimentos Cenozoacuteicos
continentais classificado por Amador (1982) como Grupo Barreiras e devido a seus estudos
permitiu uma individualizaccedilatildeo de uma unidade lito-estratigraacutefica com idade Neoacutegena
Na Figura 3 estaacute evidenciando a aacuterea de estudo no mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo
podendo observar duas litologias diferentes na aacuterea demarcada que fica bem evidenciado na
Figura 4
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
93
Figura 3 - Mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo abrangendo a aacuterea investigada neste
estudoFonte Adaptado de Bizzi et al (2013)
Figura 4 - Coluna litoestratigraacutefica do Espiacuterito Santo com ecircnfase nas litologias presente na
aacuterea Fonte Adaptado de Bizzi et al (2013)
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
94
GRUPO BARREIRAS
O Grupo Barreiras foi agrave primeira unidade estratigraacutefica documentada no Brasil
ocorrendo ao longo do litoral brasileiro desde o Rio de Janeiro ateacute o estado do Amapaacute
recobrindo depoacutesitos sedimentares do mesozoacuteicos de diversas bacias costeiras (BEZERRA et
al 2005)
Os estudos sobre os depoacutesitos correspondentes ao Barreiras foram empregados pela
primeira vez quando Branner (1902 citado por AMADOR 1982) fez a primeira referecircncia a
esta unidade caracterizando-a como ldquouma sucessatildeo contiacutenua de sedimentos pouco ou natildeo
consolidados presentes na costa nordestinardquo
De acordo com Arai (2006) a regularidade no modo de ocorrecircncia e na caracteriacutestica
litoloacutegica eacute incompatiacutevel com a origem continental utilizada tradicionalmente para
caracterizar a origem do Barreiras o que constitui um misteacuterio sua procedecircncia pela
existecircncia de estudos com evidecircncias que revelam seu caraacuteter marinho da mesma forma que
a idade do Grupo Barreiras tem sido motivo de muita controveacutersia entre diversos autores em
funccedilatildeo de seu pobre conteuacutedo fossiliacutefero a sua vasta distribuiccedilatildeo e variaccedilatildeo espacial Na
literatura mais antiga a idade variava de Oligo-mioceno a Plioceno Segundo Bezerra et al
(2005) a idade da Formaccedilatildeo Barreiras tem sido atribuiacuteda ao intervalo de tempo que varia do
Mioceno ateacute o Plioceno-Pleistoceno
Recentemente Arai (2006) subdividiu o Grupo Barreiras em duas unidades distintas de acordo
com seus periacuteodos de deposiccedilatildeo Barreiras Inferior e Superior
A unidade Barreiras Inferior representa a eacutepoca em que a margem continental
brasileira recebia depoacutesitos duratte a transgressatildeo ocorrida no intervalo Aquitaniano ndash
Serravaliano (Eomioceno a Mesomioceno) acumulando uma grande quantidade de
sedimentos nas aacutereas hoje emersas do continente Esses depoacutesitos transgressivos e de mar alto
satildeo reconhecidos sob a forma de unidades litoestratigraacuteficas quase contiacutenuas ou em formas
mais isoladas tendo sido sedimentados principalmente na regiatildeo litoracircnea que atualmente se
estende da Foz do Amazonas ao estado do Rio de Janeiro onde o relevo plano teria
propiciado o avanccedilo do onlap para continente adentro (ARAI 2006)
Uma discordacircncia erosiva Tortoniana (Mioceno) delimita a interface entre as duas
Unidades distintas A discordacircncia representa uma queda eustaacutetica provocada por um periacuteodo
de glaciaccedilatildeo no Neoacutegeno sendo identificada em seccedilotildees siacutesmicas onde eacute reconhecida como
ldquoMarco Cinzardquo A idade Tortoniana foi atribuiacuteda atraveacutes da dataccedilatildeo de nanofoacutesseis Discoaster
hamatus (N-630) e D neorectus (N-635) Viana et al (1990 citado por ARAI 2006)
A unidade Barreiras Superior foi depositada durante o Plioceno que de acordo com as
curvas eustaacuteticas propostas por Haq Hardenbol e Vail (1987 citado por ARAI 2006) teria
ocorrido uma nova transgressatildeo e muitas das aacutereas erodidas receberam uma nova cobertura
sedimentar constituindo o ldquoBarreiras Superiorrdquo
CARACTERIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO
A aacuterea de estudo apresenta topografia variando de suavemente ondulada a plana
sendo que 84 de suas aacutereas possuem declividade abaixo de 30 O tipo de solo
predominantemente eacute o latossolo vermelho amarelo distroacutefico com fertilidade variando de
meacutedia a baixa textura areno-argilosa apresentando pH em torno de 50 com baixos teores de
mateacuteria orgacircnica exigentes em complementaccedilatildeo de fertilizantes e correccedilatildeo de solos A
temperatura meacutedia anual eacute de 22ordm C ficando as maacuteximas entre 28ordm C e 30ordm C enquanto que as
miacutenimas giram em torno de 15ordm C O litoral capixaba possui um regime micromareal (micro-
mareacute) cuja amplitude de mareacute segundo DHN (1994) varia de 140 m a 150 m atingido
durante a mareacute de siziacutegia a amplitude de cerca de 170 m O clima eacute quente poreacutem
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
95
amenizado pelas fortes brisas marinhas A meacutedia anual de precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica situa-se
em torno de 900 mm (ALBINO 1999)
METODOLOGIA
Os materiais cartograacuteficos utilizados para processamento dos dados deste trabalho satildeo
provenientes do Geobases (2002) e compreendem curva de niacutevel drenagem limites e vias
de acesso
As imagens Landsat e RapidEye foram retiradas do endereccedilo eletrocircnico do INPE e do
MMA (Ministeacuterio do Meio Ambiente) respectivamente
O processamento dos dados foi realizado por meio do software Arcgis 103 e Spring
526 Os dados estatiacutesticos foram gerados pelo software Gradstat e os perfis do GPR foram
processados pelo programa Reflex
O GPS de navegaccedilatildeo foi utilizado como uma ferramenta para identificaccedilatildeo dos pontos
no campoUtilizou-se ainda um GPS topograacutefico para georreferenciamento das seccedilotildees de
GPR
OBTENCcedilAtildeO DAS IMAGENS DE SATEacuteLITE
O trabalho foi realizado a partir de imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 sensor TM e de
imagens do sateacutelite RapidEye no periacuteodo de 2001 agrave 2014 sendo analisadas anualmente
Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem das mesmas
estaccedilotildees do ano para natildeo influenciar na anaacutelise de deposiccedilatildeo dos sedimentos por conta da
diferenccedila de quantidade de partiacuteculas que podem ser carreadas nos momentos de chuva e de
seca
PROCESSAMENTO DAS IMAGENS
As imagens Landsat tiveram que passar por preacute-processamento em ambiente de
Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu em georreferenciaacute-las utilizando
como paracircmetro de comparaccedilatildeo as imagens RapidEye aplicaccedilatildeo de contraste linear
aumentando linearmente os tons de cinza no entanto mantendo a proporccedilatildeo original Este
procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5 4 e 3 Sendo muito semelhante a
metodologia aplicada por Mohamed (2012)
Foi feita uma composiccedilatildeo RGB-543 das imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 para
auxiliar na interpretaccedilatildeo
ETAPA DE CAMPO
Foram observados nas imagens os locais de mais faacutecil acesso para coleta dos
sedimentos (Figura 5) que foram coletados com auxiacutelio de uma paacute e foram armazenados em
sacos plaacutesticos para posterior anaacutelise granulomeacutetrica Os locais de coleta foram marcados com
o GPS (Global Positioning System) de navegaccedilatildeo (Tabela 1)
Com o auxiacutelio do GPR (Ground Penetrating Radar) foram levantados dados de sub-
superfiacutecie com dois tipos de antenas diferentes (200 e 400 MHz) e para uma melhor
amarraccedilatildeo dos dados estes foram coletamos atraveacutes de um DGPS (Differential Global
Positioning System) podendo assim observar como ocorreu o momento de sedimentaccedilatildeo do
local
Foram feitos dois perfis com o GPR em uma ilha que se conecta com a praia pelo
espigatildeo construiacutedo na desembocadura do rio esse equipamento foi utilizado nessa localidade
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
96
para que se tente observar a deposiccedilatildeo dos sedimentos na foz do rio Itapemirim e o DGPS foi
utilizado como uma ferramenta de auxiacutelio para uma maior confiabilidade das coordenadas
utilizadas
Figura 5 - Mapa de localizaccedilatildeo dos pontos visitados em campoFonte Autores
Tabela 1 - Coordenadas dos pontos de coleta de sedimentos Fonte Autores
Pontos Coordenadas E (m) Coordenadas N (m)
1A 1B 1C 312747 7676348
2 312030 7676004
3 308789 7675691
4 310453 7678553
ETAPA DE LABORATOacuteRIO
Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de
sedimentologia do Departamento de Geologia da UFES onde foram preparadas para as
seguintes anaacutelises textural e mineraloacutegica
A anaacutelise granulomeacutetrica foi feita atraveacutes do peneiramento das amostras com os dados
de peso de cada granulometria foi utilizado o software para observar estatisticamente o
resultado As anaacutelises texturais e mineraloacutegicas foram feitas a partir do peneiramento citado
acima e foram obtidas com o auxiacutelio da lupa
Os sedimentos foram colocados em um quarteador e obtidos no miacutenimo cinquenta
gramas de amostra pois segundo Folk (1980) eacute o miacutenimo necessaacuterio para anaacutelise de
sedimentos no grupo areia ou superior Foram colocados em uma placa de petri utilizando-se
uma placa para cada amostra Pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo com exatidatildeo de dois
diacutegitos Foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada placa e colocados
na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24 horas
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
97
Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados
durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz no agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de
peneiras da marca Bertel 4800 2000 1200 500 250 125 74 37 microm que representam
respectivamente as classes cascalho fino cascalho muito fino areia muito grossa areia
grossa areia meacutedia areia fina areia muito fina segundo proposta de Wentworth (1922 citado
por BUI et al1990)
Os dados granulomeacutetricos obtidos foram processados em um programa de tratamento
estatiacutestico denominado ldquoGradstatrdquo desenvolvido por Blott e Pye (2001) que aproveita como
base de operaccedilatildeo o Microsoft Excel do Windows que calcula atraveacutes do peso alguns
paracircmetros como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo e curtose
Outro procedimento feito em laboratoacuterio foi o traccedilado das linhas de costa nos anos de
2001 a 2014 levando em consideraccedilatildeo a metodologia proposta por Aparecida et al (2011)
poreacutem com uma pequena diferenccedila pois no trabalho citado o ponto de referecircncia para
calcular a distacircncia ateacute a linha de costa era um maciccedilo rochoso que praticamente natildeo alterou
durante o tempo das imagens e jaacute nesse trabalho foi feito atraveacutes de um ponto com
coordenada coletada pelo DGPS (Ponto Base) com coordenadas E 311637 m N 7676929 m
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
DADOS OBTIDOS A PARTIR DAS IMAGENS
Na Figura 6 podemos ter uma visatildeo ampla de todas as linhas de costa marcadas na
seacuterie multitemporal proposta e no graacutefico apresentado na Figura 7 podemos analisar de forma
mais detalhada essa variaccedilatildeo
Observando a Figura 6 podemos observar uma diminuiccedilatildeo da linha de costa no ano de
2001 ateacute 2002 sendo provavelmente um periacuteodo de ressaca do mar pelo fato de ser um
intervalo de tempo muito pequeno poreacutem logo apoacutes foi observado uma progradaccedilatildeo nos anos
de 2002 agrave 2003 Posteriormente ocorreu um momento de estabilidade dessa linha de costa
tendo em vista que a taxa de deposiccedilatildeo e erosatildeo se mantiveram praticamente igualadas sendo
a variaccedilatildeo entre elas muito pequena podendo observar esse padratildeo ateacute o ano de 2007 e nos
anos seguintes obteve um padratildeo retrogradacional na linha de costa ateacute o ano de 2014
Os padrotildees de variaccedilatildeo da linha de costa observados nos graacuteficos da Figura 7 nos
indicam iacutendices de maior e menor sedimentaccedilatildeo do rio pois nos momentos de menor taxa de
fluxo sedimentar a corrente costeira era mais atuante e com isso causava erosatildeo fazendo com
que ocorresse uma retrogradaccedilatildeo da linha de costa e nos momentos em que o rio apresentava
maior descarga sedimentar no oceano a corrente costeira natildeo era tatildeo atuante pois a razatildeo
deposiccedilatildeo por erosatildeo era maior
Esse resultado de variaccedilatildeo da linha de costa foi diferente do encontrado por Deina et
al (2011) pois no trabalho em questatildeo soacute obteve o momento de retrogradaccedilatildeo do cordatildeo
litoracircneo
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
98
Figura 6 - Mapa de evoluccedilatildeo da linha de costa do Rio Itapemirim Fonte Autores
Figura 7 - Graacutefico de variaccedilatildeo da linha de costa para a seacuterie multitemporal no periacuteodo
de 2001 a 2014 Fonte Autores
DADOS OBTIDOS A PARTIR DOS SEDIMENTOS
O resultado das anaacutelises do Gradistat estaacute exibido no Quadro 1 Com base nele
podemos observar que o selecionamento de todas as amostras variou de moderadamente
selecionado a muito bem selecionado Foi observado na lupa que os gratildeos se apresentaram
subangulosos arredondados e bem arredondados Com relaccedilatildeo a granulometria das amostras
todas tiveram o predomiacutenio de areia poreacutem a amostra 1B apresentou maior proporccedilatildeo de
areia grossa e as demais amostras apresentaram um maior teor de areia meacutedia
A mineralogia em questatildeo eacute predominantemente quartzo contendo algumas micas
(moscovitas e biotitas) granada e magnetita As amostras natildeo apresentaram uma grande
diferenccedila mineraloacutegica o que mudou foi em relaccedilatildeo a proporccedilatildeo de minerais pesados pois
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
99
quanto mais longe da desembocadura do rio mais esses minerais se apresentavam em maior
quantidade
Os histogramas das amostras satildeo a representaccedilatildeo graacutefica dos dados matemaacuteticos
gerados pelo software Gradstat (Figura 8)
A assimetria expressa o enriquecimento da distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica em partiacuteculas
grosseiras ou em partiacuteculas finas indicando o quanto a curva se afasta da distribuiccedilatildeo normal
(DIAS 2004) Sendo assimeacutetrica pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado
das fraccedilotildees grossas ou das finas podendo ser negativa ou positiva respectivamente
(TAVARES et al 2010)
Quadro 1 - Resultados obtidos a partir do software Gradistat Fonte Autores
Amostras Granulometria
mediana
Selecionamento Assimetria Curtose
1A Areia Meacutedia Moderadamente
selecionado
Assimetria
muito
positiva
Extremamente
Leptocuacutertica
1B Areia Grossa Muito bem
selecionado
Assimetria
positiva
Muito
Leptocuacutertica
1C Areia Meacutedia Moderadamente
selecionado
Assimetria
muito
positiva
Muito
Platicuacutertica
2 Areia Meacutedia Moderadamente
selecionado
Assimetria
positiva
Muito
Leptocuacutertica
3 Areia Meacutedia Moderadamente
bem selecionado
Assimetria
negativa
Leptocuacutertica
4 Areia Meacutedia Moderadamente
bem selecionado
Assimetria
muito
negativa
Platicuacutertica
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
100
Figura 8 - Histogramas gerados pelo software Gradstat a) Amostra 1A b) Amostra
1B c) Amostra 1C d) Amostra 2 e) Amostra 3 f) Amostra 4 Fonte Autores
DADOS OBTIDOS DO GPR
Foram feitas duas seccedilotildees quase perpendicular para a passagem do GPR (Figura 9) e
utilizadas dois tipos de antenas em cada seccedilatildeo sendo elas a de 200 e 400 MHz podendo uma
alcanccedilar maior profundidade com menor detalhe e a outra uma menor profundidade com
maior detalhe respectivamente As figuras 10 e 11 e 12 e 13 correspondem a mesma seccedilatildeo
Figura 9 - Mapa de localizaccedilatildeo dos perfis de GPR Fonte Autores
Primeira seccedilatildeo de NW-SE com 50 metros de comprimento
Coordenada inicial E 312699 m N 7676341 m
Coordenada final E 312749 m N 7676336 m
Sirgas - Zona 24S
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
101
Figura 10 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 1 Fonte Autores
Figura 11 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 1 Fonte Autores
Segunda seccedilatildeo de NE-SW com 50 metros de comprimento
Coordenada inicial E 312774 m N 7676349 m
Coordenada final E 312810 m N 7676384 m
Sirgas - Zona 24S
Figura 12 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 2 Fonte Autores
Figura 13 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 2 Fonte Autores
No perfil 1 tanto nos resultados da antena de 400 MHz quanto da antena de 200
MHz eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees cruzadas acanaladas na porccedilatildeo mais agrave esquerda Na
parte central evidenciada por um ciacuterculo observa-se uma falha na imagem podendo ser uma
porccedilatildeo mais argilosa e na parte mais agrave direita conteacutem hipeacuterboles claras que podem ser tubos
enterrados e um leve basculamento das camadas podendo ser remobilizaccedilatildeo do material
No perfil 2 eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees plano-paralela e uma porccedilatildeo com
atenuaccedilatildeo do sinal podendo ser uma regiatildeo mais argilosa Sendo observado todas as feiccedilotildees
tanto na antena de 400 MHz quanto na antena de 200 MHz poreacutem melhor evidenciado as
estratificaccedilotildees plano-paralelas no perfil gerado pela antena de 200 MHz
Com os perfis de GPR foi possiacutevel reafirmar as anaacutelises feitas pelo gradistat que
juntamente com a areia granulometria encontrada em maior proporccedilatildeo ainda existem
granulometrias mais finas provavelmente sendo argilas pelo fato da atenuaccedilatildeo das ondas
eletromagneacuteticas emitidas pelo GPR
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
102
CONCLUSAtildeO
A partir das imagens Landsat e RapidEye utilizadas para fazer a variaccedilatildeo da linha de
costa foi possiacutevel observar que a retrogradaccedilatildeo ou progradaccedilatildeo depende muito do fluxo de
sedimentos do rio com isso eacute possiacutevel supor que nos anos que tiver muita chuva
provavelmente ocorreraacute um maior carreamento de sedimentos em direccedilatildeo ao mar e com isso
aumentaraacute a taxa de deposiccedilatildeo e nos anos de seca com poucas chuvas provavelmente a
erosatildeo costeira seraacute mais intensa
Nos anos de 2001 a 2014 foi observado uma variaccedilatildeo de 437 ateacute 554 metros da linha
de costa o que indica ser uma aacuterea muito dinacircmica e sensiacutevel a mudanccedilas naturais
De acordo com as anaacutelises sedimentoloacutegicas foi possiacutevel observar que quanto mais
proacuteximo da desembocadura do rio menor a energia do fluxo sendo evidenciado pelo aumento
de sedimentos finos e um melhor selecionamento
A seccedilatildeo de GPR mostrou que pode ter uma variaccedilatildeo dos sedimentos indicando
presenccedila de mais finos atenuando o sinal na porccedilatildeo mais argilosa e mostrando que de acordo
com a seccedilatildeo mostrada pode-se observar estratificaccedilotildees cruzadas ou plano-paralela indicando a
direccedilatildeo da sedimentaccedilatildeo
As metodologias aplicadas se mostraram eficientes pois foi possiacutevel obter os dados e
tirar interpretaccedilotildees sobre a aacuterea de estudo Este estudo poderia ter sido mais detalhado e talvez
ser melhor entendido com anaacutelise dos efeitos que a construccedilatildeo do espigatildeo na desembocadura
do rio pode causar para o meio em questatildeo pois com essa construccedilatildeo os sedimentos natildeo
conseguem ser depositados em forma de delta ficando todo detido na desembocadura
podendo vir a diminuir a lacircmina drsquoaacutegua e posteriormente causar ateacute efeitos mais severos
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APRESENTACcedilAtildeO
A produccedilatildeo deste trabalho eacute independente e surgiu da ideia e colaboraccedilatildeo de
professores alunos e ex-alunos do curso de Geologia do Centro de Ciecircncias Exatas Naturais
e da Sauacutede da Universidade Federal do Espiacuterito Santo
Estatildeo contidos neste livro 6 trabalhos apresentados na forma de capiacutetulos e que
abrangem temas relacionados agraves geotecnologias e suas aplicaccedilotildees no acircmbito das ciecircncias
ambientais geotecnia e planejamento urbano e anaacutelises utilizando softwares de cartografia e
modelagem espacial
O material contido nesta obra serviraacute de auxiacutelio para estudantes professores e
profissionais da aacuterea das geociecircncias em seus trabalhos e pesquisas aleacutem de ser um veiacuteculo
de divulgaccedilatildeo de conhecimento obtido pela UFES desde a criaccedilatildeo do curso de Geologia
LISTA DE ORGANIZADORES
Fabricia Benda de Oliveira Professora Adjunta do Departamento de Geologia
Universidade Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias Exatas Naturais e da Sauacutede
Alegre ES e-mail fabriciaoliveiraufesbr
Rodson de Abreu Marques Professor Adjunto do Departamento de Geologia Universidade
Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias Exatas Naturais e da Sauacutede Alegre ES e-
mailrodsonmarquesufesbr
Calvin da Silva Candotti Geoacutelogo Autocircnomo Manaus AM calvincandottigmailcom
Eduardo Baudson Duarte Geoacutelogo formado pela Universidade Federal do Espiacuterito Santo
Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias
Exatas Naturais e da Sauacutede Alegre ES e-mail eduardo_duarte_12hotmailcom
LISTA DE AUTORES
Allison Augusto Gonccedilalves de Freitas
Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira
Daniel Andrade Miranda
Edgar Batista de Medeiros Juacutenior
Eduardo Baudson Duarte
Faacutebio Cardoso de Souza Santos
Fabricia Benda de Oliveira
Felipe Guadagnin
Juacutelia Sesana Maciel
Julio Almeida Moreira
Laacutezaro Correcirca Marcellino
Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas
Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitas
Marx Engel Martins
Rafael de Oliveira Costa
Rayane Monteiro Ferreira
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
Sumaacuterio
Capiacutetulo 1 9
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
Daniel Andrade Miranda Fabricia Benda de Oliveira
Capiacutetulo 2 25
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a
prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
Faacutebio Cardoso de Souza Santos Eduardo Baudson Duarte Fabricia Benda de
Oliveira Juacutelia Sesana Maciel Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira
Capiacutetulo 3 39
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de
ruptura de taludes em atividades de mineraccedilatildeo
Laacutezaro Correcirca Marcellino Fabricia Benda de Oliveira Julio Almeida Moreira Carlos
Henrique Rodrigues de Oliveira
Capiacutetulo 4 53
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES
utilizando teacutecnicas de geoprocessamento
Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitas Fabricia Benda de Oliveira Allison Augusto
Gonccedilalves de Freitas Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas Rayane Monteiro
Ferreira Edgar Batista de Medeiros Juacutenior
Capiacutetulo 5 71
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite
Landsat 5
Marx Engel Martins Fabricia Benda de Oliveira Felipe Guadagnin Carlos Henrique
Rodrigues de Oliveira
Capiacutetulo 6 89
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim
(ES)
Rafael de Oliveira Costa Eduardo Baudson Duarte Fabricia Benda de Oliveira
Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
sup1 Doutorando em Geologia Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG
sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES
9
Capiacutetulo 1
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
Daniel Andrade Mirandasup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2
INTRODUCcedilAtildeO
Segundo Santos (2012) somente com o desenvolvimento de tecnologias espaciais
modernas incluindo os sateacutelites artificiais que se tornou possiacutevel visualizar a Terra a partir da
coleta de dados e da aquisiccedilatildeo de imagens da sua superfiacutecie os dados adquiridos de forma
remota por sateacutelites artificiais auxiliam no diagnoacutestico sobre as implicaccedilotildees ambientais
econocircmicas sociais poliacuteticas e culturais com relaccedilatildeo agrave ocupaccedilatildeo dos espaccedilos urbanos
ajudando no planejamento soacutecio econocircmico-ambiental sustentaacutevel e servindo de base para o
desenvolvimento e realizaccedilatildeo de projetos associados agraves atividades humanas como por
exemplo no planejamento urbano
Gottdiener (1993) define que a materializaccedilatildeo do desenvolvimento contiacutenuo do
capitalismo eacute o formato do espaccedilo urbano assim os traccedilos distintivos da morfologia espacial
urbana estatildeo diretamente relacionados com as mudanccedilas estruturais na organizaccedilatildeo social
Entatildeo para compreender o espaccedilo urbano ou a cidade precisamos estudar e analisar a forma
urbana e seu crescimento como subsiacutedios agraves poliacuteticas de planejamento Estudos mostram que
o crescimento das cidades eacute um processo dinacircmico muitas vezes ocorrendo em aacutereas natildeo
adequadas mostrando que o crescimento da mancha urbana eacute usualmente natildeo planejado
(NAGARATHINAM et al 1988)
Devido agrave forma na qual a expansatildeo urbana ocorre no tempo e no espaccedilo o
crescimento urbano pode gerar problemas ambientais ligados agrave contaminaccedilatildeo hiacutedrica
formaccedilatildeo de ilhas de calor ocupaccedilatildeo de aacutereas inadequadas para assentamentos humanos
degradaccedilatildeo da paisagem dentre outros (FUCKNER 2006)
Segundo Costa e Alves (2005) para monitoramentodas aacutereas urbanas eacute necessaacuterio
possuir conhecimento atualizado sobre a distribuiccedilatildeo espacial da populaccedilatildeo Este
conhecimento eacute adquirido atraveacutes dos censos demograacuteficos e de mapas de densidade
demograacutefica que produzem avaliaccedilotildees quantitativas sobre elas e informam tambeacutem as
necessidades de infraestrutura
Na maior parte das cidades o crescimento populacional tem sido muito raacutepido e as
estruturas urbanas natildeo acompanharam esse crescimento que aleacutem de natildeo ser planejado pode
causar problemas como inundaccedilotildees deslizamento de encostas e desabamentos de construccedilotildees
A ocupaccedilatildeo urbana eacute atualmente tema de emergecircncia nacional portanto o
desenvolvimento de tecnologias que apoiem a gestatildeo estrateacutegica da ocupaccedilatildeo urbana eacute
interessante no acircmbito municipal estadual e federal
Neste contexto as geotecnologias tecircm sido utilizadas como uma ferramenta
importante para ajudar no planejamento urbano e na compreensatildeo da dinacircmica espacial e da
forma urbana
No municiacutepio de Alegre este problema eacute intensificado com a implantaccedilatildeo do programa de
expansatildeo da rede de Educaccedilatildeo Superior pelo MEC (Ministeacuterio da Educaccedilatildeo) que teve iniacutecio
em 2003 e posteriormente com a implementaccedilatildeo do REUNI (Restauraccedilatildeo e Expansatildeo das
Universidades Federais) em 2011 Com esses programas o total de cursos oferecidos pelo
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
10
campus de Alegre subiu de quatro em 2002 para dezessete em 2011 aumentando
consideravelmente o fluxo de populaccedilatildeo moacutevel no municiacutepio Podemos citar ainda os
estudantes da FAFIA (Faculdade de Filosofia Ciecircncias e Letras de Alegre) e o IFES (Instituto
Federal do Espiacuterito Santo) que assim como na UFES (Universidade Federal do Espiacuterito
Santo) tem sua demanda de populaccedilatildeo moacutevel condicionando uma urbanizaccedilatildeo forccedilada em
funccedilatildeo da demanda crescente por habitaccedilatildeo
O presente trabalho propotildee a realizaccedilatildeo de um estudo sobre a ocupaccedilatildeo urbana na sede
do Municiacutepio de Alegre-ES utilizando teacutecnicas de sensoriamento remoto e imagens do
sateacutelite Landsat sensor TM 5 atraveacutes de anaacutelise multitemporal para verificaccedilatildeo do avanccedilo do
crescimento urbano ao longo de 26 anos
LOCALIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO
O municiacutepio de Alegre estaacute localizado na regiatildeo sudeste do Brasil no Sul do Estado
do Espiacuterito Santo englobando as comunidades de Santa Maria Varjatildeo da Cotia Alegre
Vargem Alegre Aacutegua Limpa Vinagre Capim Feliz Lembranccedila Bosque Rive Cafeacute
PlacaSatildeo Francisco Satildeo Joatildeo do Norte e Coacuterrego do Meio e tendo como municiacutepios
limiacutetrofes Muniz Freire a Norte Castelo Cachoeiro de Itapemirim e Jerocircnimo Monteiro a
Leste Mimoso do Sul e Satildeo Joseacute do Calccedilado a Sul e Guaccediluiacute e Ibitirama a Oeste
A aacuterea de estudo proposta para este trabalho consiste no periacutemetro urbano da sede do
Municiacutepio de Alegre como pode ser visto na Figura 1
O Acesso ateacute a capital Vitoacuteria pode ser feito pela ES-482 ateacute Cachoeiro de Itapemirim
depois segue pela BR-101 Sul ateacute Vitoacuteria Ou ainda pela ES-482 ateacute Duas Barras ES-166 de
Duas Barras ateacute Venda Nova do Imigrante e BR-262 ateacute Vitoacuteria
Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo sobreposta agrave ortofoto Fonte IEMA (2007)
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
11
Segundo Rosa (2003) podemos definir o sensoriamento remoto como sendo a forma
de obter informaccedilotildees de um objeto sem que haja contato fiacutesico com o mesmo utilizando-se a
radiaccedilatildeo eletromagneacutetica gerada por fontes naturais como o Sol e a Terra ou por fontes
artificiais como por exemplo o RadarO sensoriamento remoto teve destaque no Brasil a
partir da deacutecada de 1960 com a criaccedilatildeo do Projeto RADAMBRASIL cujo objetivo era a
realizaccedilatildeo de um levantamento integrado dos recursos naturais do paiacutes a partir de imagens
Landsat (SOUZA 2008)
O Landsat foi colocado em oacuterbita em 1972 com o nome de ERTS-1 (Earth Resources
Techonological Satellite-1) teve inicialmente um desempenho significativo sendo
transformado na seacuterie Landsat Hoje o projeto Landsat eacute dedicado agrave observaccedilatildeo dos recursos
naturais da TerraSua oacuterbita desloca-se do Norte para o Sul sendo geocecircntrica circular quase
polar heliocecircntrica isto eacute o acircngulo Sol ndash Terra ndash Sateacutelite permanece constante o que garante
condiccedilotildees de iluminaccedilatildeo semelhantes na aacuterea imageada ao longo do ano (ROSA 2003)O
sensor TM (Thematic Mapper) do sateacutelite Landsat possui sete bandas com numeraccedilatildeo de 1 a
7 sendo que cada banda representa uma faixa do espectro eletromagneacutetico (BATISTELLA et
al 2004) O sateacutelite Landsat apresenta a caracteriacutestica de repetitividadepois ele imageia a
mesma aacuterea a cada 16 dias Suas cenas cobrem uma aacuterea de 34225 kmsup2 sendo a faixa
imageada de 185 x 185 km (INPE 2006)
Para utilizaccedilatildeo de imagens de sateacutelite com fins de classificaccedilatildeo recomenda-se o
processamento das mesmas O processamento digital de imagens (PDI) de acordo com Lima e
Rocha (2009) tem como objetivo fornecer ferramentas que facilitem a identificaccedilatildeo e
aextraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas imagens para posterior interpretaccedilatildeo Consiste na
manipulaccedilatildeo numeacuterica dos dados visando aumentar opotencial de discriminaccedilatildeo dos alvos
Segundo Novo (1989) o PDI pode ser dividido basicamente em Preacute-processamento Realce e
Classificaccedilatildeo
O Preacute-processamento eacute o primeiro passo do PDI e eacute considerado fundamental para
confiabilidade e uso correto das imagens de sateacutelite Nesta fase segundo Rosatti (2006) o
objetivo eacute adequar as imagens para serem utilizadas pelos usuaacuterios sendo aplicadas algumas
teacutecnicas de manipulaccedilatildeo como correccedilatildeo geomeacutetrica e restauraccedilatildeo
A correccedilatildeo geomeacutetrica e o georreferenciamento das imagens satildeo necessaacuterios devido a
distorccedilotildees que segundo o INPE (2006) satildeo causadas no processo de formaccedilatildeo da imagem
pelo sistema sensor e por imprecisatildeo dos dados de posicionamento da plataforma (aeronave
ou sateacutelite) De modo geral o georreferenciamento de imagens de sateacutelite eacute realizado por meio
de pontos de controle (PC) de referecircncia identificados na imagem original e em um sistema de
dados de referecircncia que possibilitem o ajustamento atraveacutes de modelos matemaacuteticos Os satildeo
feiccedilotildees passiacuteveis de identificaccedilatildeo na imagem e no terreno ou seja satildeo feiccedilotildees homoacutelogas
cujas coordenadas satildeo conhecidas na imagem e no sistema de referecircncia (INPE 2006)
Podemos obter PC atraveacutes de trecircs fontes por meio de mapas e cartas topograacuteficas oficiais
pela aquisiccedilatildeo de pontos em campo por sistema de posicionamento global (GPS) ou por meio
de imagens georreferenciadas do mesmo local A precisatildeo do georreferenciamento eacute medida
atraveacutes do caacutelculo do Erro Meacutedio Quadraacutetico ou Root Mean Square Error (RMS) que
pondera as diferenccedilas entre as coordenadas dos pontos de controle da imagem a ser ajustada e
da fonte de dados de referecircncia O valor do RMS deveraacute ser menor que 1 ou seja quanto
mais proacuteximo de 0 maior eacute a precisatildeo e menor eacute o erro (LIMA 2010) O caacutelculo eacute feito
utilizando a Equaccedilatildeo 1
RMSerror = [(x1 ndash xorg)sup2 + (y1 ndash yorg)sup2]12 (1)
x1 = Coordenada de linha calculada na imagem a ser ajustada
y1 = Coordenada de coluna calculada na imagem a ser ajustada
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
12
xorg = Coordenada original de linha do PC da fonte de referecircncia
yorg = Coordenada original de coluna do PC da fonte de referecircncia
A teacutecnica de restauraccedilatildeo tem por objetivo corrigir as distorccedilotildees do sensor oacuteptico no
processo de geraccedilatildeo das imagens A resoluccedilatildeo espacial das bandas 3 4 e 5 que eacute de 30
metros pode ser restaurada para ateacute 5 metros (RIOS ALMEIDA RIBEIRO 2010)A ideia de
restaurar uma imagem eacute reduzir o efeito de embaccedilamento da cena e obter uma imagem
realccedilada dado que os detalhes vistos na cena satildeo suavizados devido agraves limitaccedilotildees do sensor
Esta correccedilatildeo eacute realizada por um filtro linear e os pesos do filtro de restauraccedilatildeo satildeo obtidos a
partir das caracteriacutesticas do sensor e natildeo de forma empiacuterica como eacute feito no caso dos filtros
de realce tradicionais Neste caso o filtro eacute especiacutefico para cada tipo de sensor e banda
espectral Este tipo de processamento eacute recomendado para ser realizado sobre a imagem
original sem qualquer tipo de processamento tais como realce e filtragem que alterem as
caracteriacutesticas radiomeacutetricas da imagem Deve-se observar tambeacutem que natildeo eacute possiacutevel
processar uma imagem reamostrada jaacute que as caracteriacutesticas radiomeacutetrica e espacial da
imagem foram alteradas (INPE 2006)
Aleacutem das etapas do preacute-processamento de imagens digitais de sateacutelite existem outras que
utilizam teacutecnicas de realce com o objetivo de melhorar a qualidade visual e permitir uma
melhor interpretaccedilatildeo dos alvos nas imagens (IBGE 2001) As teacutecnicas utilizadas neste
trabalho foram Constraste Filtragem espacial e Composiccedilatildeo colorida
Segundo o INPE (2006) o contraste entre dois objetos pode ser definido como sendo a
razatildeo entre os seus niacuteveis de cinza meacutedios onde a manipulaccedilatildeo do contraste consiste numa
transferecircncia radiomeacutetrica em cada pixel (Picture Element ndash menor elemento num dispositivo
de exibiccedilatildeo ao qual eacute possiacutevel atribuir-se uma cor menor ponto que forma uma imagem
digital) tendo o objetivo de aumentar a discriminaccedilatildeo visual entre os objetos presentes na
imagem Realiza-se a operaccedilatildeo ponto a ponto independentemente da vizinhanccedila Entretanto
um exame preacutevio do histograma da imagem pode ser uacutetil O histograma de uma imagem
descreve a distribuiccedilatildeo estatiacutestica dos niacuteveis de cinza em termos do nuacutemero de amostras
(pixels) com cada niacutevel A distribuiccedilatildeo pode tambeacutem ser dada em termos da percentagem do
nuacutemero total de pixels na imagem Pode ser estabelecida uma analogia entre o histograma de
uma imagem e a funccedilatildeo densidade de probabilidade que eacute um modelo matemaacutetico da
distribuiccedilatildeo de tons de cinza de uma classe de imagens A cada histograma estaacute associado o
contraste da imagem conforme mostra a Figura 2ADe acordo com Rios Almeida e Ribeiro
(2010) esta teacutecnica tem por objetivo modificar atraveacutes de funccedilotildees matemaacuteticas os niacuteveis de
cinza ou os valores digitais de uma imagem de modo a destacar certas informaccedilotildees espectrais
e melhorar a qualidade visual da imagem
De acordo com Albuquerque (2000) para fazer uma operaccedilatildeo de filtragem espacial eacute
necessaacuterio escolher uma matriz de dimensatildeo n x n denominada maacutescara (Figura 2B) com
valores que dependem do filtro que queremos usar seja ele passa baixa (filtrando as altas
frequecircncias) passa banda (filtrando uma regiatildeo especiacutefica de frequecircncias espaciais) ou passa
alta (filtrando as baixas frequecircncias) Em uma imagem as altas frequecircncias correspondem agraves
modificaccedilotildees abruptas dos niacuteveis de cinza e as bordas dos objetos As baixas frequecircncias
correspondem agraves variaccedilotildees suaves dos niacuteveis de cinza Logo quando queremos evidenciar os
contornos de um determinado objeto podemos usar filtros do tipo passa alta Pode-se querer
observar a forma da iluminaccedilatildeo de fundo entatildeo devemos usar filtros passa-baixa para
eliminarmos todas as altas frequecircncias correspondendo agrave borda dos objetos e chegar agrave
iluminaccedilatildeo de fundo
A composiccedilatildeo colorida consiste em associar as imagens monocromaacuteticas de cada
banda agraves cores primaacuterias RGB (Red ndash Vermelho Green ndash Verde Blue ndash Azul) com o
objetivo de apresentar simultaneamente as informaccedilotildees de trecircs bandas espectrais em
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
13
composiccedilotildees coloridas que facilitam e enriquecem a interpretaccedilatildeo visual dos alvos (IBGE
2001) Como exemplo de composiccedilatildeo colorida temos a Figura 2Cque associa a banda 3 agrave cor
vermelha (R) a banda 4 agrave cor verde (G) e a banda 5 agrave cor azul (B)
De acordo com Souza (2012) as aacutereas urbanas natildeo podem ser caracterizadas por um
comportamento espectral padratildeo A vegetaccedilatildeo os corpos aquaacuteticos e os solos satildeo superfiacutecies
relativamente homogecircneas em termos de cobertura poreacutem nas aacutereas urbanas prevalece a
heterogeneidade das coberturas As aacutereas urbanas satildeo fisicamente formadas por uma grande
diversidade de materiais (superfiacutecies de concreto asfalto telhados de vaacuterios materiais solo
vegetaccedilatildeo arboacuterea e grama aacutegua entre outros) com formas alturas e arranjos tambeacutem
variados assim em uma imagem orbital o pixel pode representar vaacuterias coberturas o que
torna as aacutereas urbanas complexas do ponto de vista espectral Na Figura 2D pode-se observar
a similaridade espectral entre uma aacuterea urbana e uma aacuterea de cultivo de cana
Figura 2 - (A) Exemplo de Histograma de baixo contraste (agrave esquerda) e de alto contraste (agrave
direita) Fonte Modificado de INPE (2006) (B) Exemplo de maacutescara de 3 x 3 Fonte
Modificado de INPE (2006) (C) Exemplo de geraccedilatildeo de composiccedilatildeo colorida Fonte Brust
(2010) (D) Imagem do sateacutelite Landsat TM 5 na composiccedilatildeo colorida (RGB-543) adquirida
em 20091995 Fonte Souza (2012)
De acordo com Lima (2010) eacute possiacutevel classificar e agrupar os alvos de uma imagem a
partir dos vaacuterios niacuteveis de informaccedilotildees espectrais detectadas atraveacutes da adequaccedilatildeo das
imagens digitais utilizando-se os procedimentos do preacute-processamento Assim pode-se criar
um uacutenico niacutevel de informaccedilatildeo temaacutetica (categorias ou classes) para cada elemento
identificado e dessa forma gerar mapas temaacuteticos Os meacutetodos utilizados na classificaccedilatildeo das
imagens de sateacutelite variam com o tipo e complexidade do ambiente analisado caracteriacutesticas
do sensor e sateacutelite utilizado aspectos sazonais que alteram as caracteriacutesticas dos alvos e da
incidecircncia de energia solar extensatildeo da aacuterea de estudo equipamentos e recursos humanos
disponiacuteveis grau de conhecimento do ambiente por parte do inteacuterprete entre outros A
classificaccedilatildeo eacute a principal etapa do processamento de imagens a partir do qual satildeo extraiacutedas
as informaccedilotildees necessaacuterias para diversas aplicaccedilotildees Pode ser realizada atraveacutes de trecircs
teacutecnicas baacutesicasInterpretaccedilatildeo VisualClassificaccedilatildeo Digital Natildeo SupervisionadaClassificaccedilatildeo
Digital Supervisionada
A interpretaccedilatildeo visual de imagens de sateacutelite consiste em identificar as feiccedilotildees
impressas nessas imagens e determinar seu significado atraveacutes de chaves de interpretaccedilatildeo
onde eacute fundamental por parte do analista o conhecimento da aacuterea a ser mapeada (LIMA
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
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2010) De acordo com Soares-Filho (2000) as caracteriacutesticas das imagens tais como
Tonalidade Cor Textura Forma Estrutura Sombra e contexto satildeo as chaves de uma boa
interpretaccedilatildeo A partir dessas caracteriacutesticas pode ser estruturado um meacutetodo de identificaccedilatildeo
por ldquochavesrdquo que se apoia em um estudo comparativo atraveacutes de objetos e feiccedilotildees conhecidas
que satildeo utilizadas como guias
Maillard (2001) diz que na classificaccedilatildeo Supervisionada o inteacuterprete jaacute possui um
conhecimento da aacuterea de estudo que podem ser utilizados como amostras de treinamento para
o algoritmo de classificaccedilatildeo de forma que os dados de cada classe temaacutetica podem ser
generalizados para toda cena agrupando cada pixel da imagem de acordo com as classes
amostradas Existem diversos algoritmos de classificaccedilatildeo supervisionada implementados em
aplicativos computacionais sendo o algoritmo Maxver (Maacutexima Verossimilhanccedila) um dos
mais utilizados para classificaccedilatildeo digital de imagens pixel a pixelINPE (2006) define que o
algoritmo de classificaccedilatildeo Maxver utiliza agrave meacutedia e a covariacircncia das amostras de treinamento
para assinalar um pixel desconhecido de uma classe assim pode-se computar a probabilidade
estatiacutestica de um pixel desconhecido pertencer a uma ou outra classe atribuindo a este pixel a
classe agrave qual ele tem maior probabilidade de pertencer utilizando o criteacuterio de maacutexima
verossimilhanccedila
Em qualquer procedimento de classificaccedilatildeo de imagens de sateacutelite o objetivo eacute a
geraccedilatildeo de mapas temaacuteticos que devem transmitir a realidade do terreno da forma mais
precisa possiacutevel Para isso deve ser verificado o niacutevel de incerteza destes mapas atraveacutes de
iacutendices de exatidatildeo para que as informaccedilotildees obtidas possam ser utilizadas adequadamente
(LIMA 2010) Segundo Mangabeira Azevedo e Lamparelli (2003) um dos paracircmetros mais
utilizados e eficientes na determinaccedilatildeo da exatidatildeo de mapas temaacuteticos eacute o iacutendice Kappa que
eacute obtido mediante a adoccedilatildeo de uma referecircncia para a comparaccedilatildeo dos mapeamentos
produzidos A determinaccedilatildeo deste iacutendice eacute feita com base numa tabulaccedilatildeo cruzada entre as
quantidades de dados amostrais de referecircncia e da imagem classificada estruturada numa
matriz quadrada denominada matriz de erros ou de confusatildeoSegundo Campbell (1987) a
estimativa Kappa pode ser representada pela seguinte relaccedilatildeo exposta na Equaccedilatildeo 2
K = (observado ndash esperado) (1 ndash esperado) (2)
Observado = valor global para o percentual de pixels corretos
Esperado = valor calculado usando os totais de cada linha e cada coluna da matriz
denominados de valores marginais
Os resultados do Coeficiente Kappa variam de 0 a 1 indicando de forma crescente o
grau de concordacircncia ou exatidatildeo do mapa classificado com relaccedilatildeo aos dados de referecircncia e
podem ser agrupados em intervalos de acordo com aTabela 1
Tabela 1 - Intervalos de valor do coeficiente Kappa e respectivos graus de concordacircncia
Fonte Landis e Koch (1977)
Valor de Kappa Concordacircncia
0 Peacutessima
001 ndash 020 Ruim
021 ndash 040 Razoaacutevel
041 ndash 060 Boa
061 ndash 080 Muito boa
081 ndash 100 Excelente
Dependendo do valor do coeficiente Kappa encontrado e das necessidades e objetivos
do trabalho podem ser feitas correccedilotildees a fim de garantir um refinamento da qualidade
informativa do mapa Os dados obtidos podem ser utilizados em conjunto com outros planos
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15
de informaccedilatildeo em ambiente SIG possibilitando sua integraccedilatildeo e manipulaccedilatildeo como base de
dados para sistemas de suporte a decisatildeo (LIMA 2010)
METODOLOGIA
A imagens de sateacutelite Landsat sensor TM-5 foram adquiridas do INPE nas bandas
12345 e 7 na oacuterbitaponto 21674 do municiacutepio de Alegre-ES nos anos de 1985 1997
2001 2006 e 2011 Foi utilizada tambeacutem a ortofoto do municiacutepio (IEMA 2007) para servir
como base para o registro das imagens de sateacutelite e tambeacutem para comparaccedilatildeo visual com a
classificaccedilatildeo
Para a elaboraccedilatildeo dos mapas foram utilizados os softwares SPRING 52 e ArcGISreg
10 sendo o que primeiro foi utilizado para o tratamento e processamento digital das imagens
de sateacutelite e o segundo para confecccedilatildeo final dos mapas de vegetaccedilatildeo hidrografia topografia
solos e das classificaccedilotildees
Durante o preacute-processamento foram aplicadas as teacutecnicas de Processamento Digital de
Imagens com o objetivo de georreferenciar e melhorar a qualidade das imagens para uma
melhor visualizaccedilatildeo facilitando a identificaccedilatildeo e extraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas
imagens digitais aumentando assim o potencial de diferenciaccedilatildeo dos alvos e
consequentemente obtendo melhores resultados na classificaccedilatildeo das imagens As bandas 3 4
e 5 foram restauradas para a resoluccedilatildeo de 15m
Foi aplicado contraste nas bandas 3 4 e 5 modificando o histograma original como
mostra o Quadro 1
Quadro 1 - Mudanccedila no histograma das bandas 3 4 e 5 apoacutes contraste aplicado na imagem
de 1985 do sateacutelite Landsat - TM 5 Fonte Autores
Bandas Histograma Original Histograma (Contraste)
Banda 3 ndash Vermelho
Banda 4 ndash Infravermelho Proacuteximo
Banda 5 ndash Infravermelho Meacutedio
Foi aplicada a filtragem linear utilizando uma matriz 2x2 (Quadro 2) apropriada para
imagens Landsat TM no software SPRING com o objetivo de suavizar as imagens realccedilando
assim a visualizaccedilatildeo das bandas e obtendo imagens com mais nitidez
Quadro 1 - Matriz utilizada na filtragem de imagens Landsat TM Fonte INPE (2006)
3 -7 -7 3
-7 -7 13 -7
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
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-7 13 13 -7
3 -7 -7 3
Para identificaccedilatildeo das amostras de treinamento foi utilizada a combinaccedilatildeoRGB-543 o
que destacou melhor as aacutereas urbanas Para a classificaccedilatildeo foram definidas duas classes Aacuterea
urbana e Natildeo urbana Em seguida foram coletadas as amostras de treinamento para cada
classe como pode ser observado na Figura 3
Figura 3 - Amostras utilizadas para classificaccedilatildeo da imagem de 2011 em amarelo amostras
da classe urbana e em branco amostras da classe natildeo urbana Fonte Autores
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Usando a metodologia acima descrita seratildeo apresentados abaixo os resultados obtidos
a partir do processamento das imagens e da classificaccedilatildeo da aacuterea urbana do municiacutepio de
Alegre-ES para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011
O georreferenciamento foi executado utilizando-se feiccedilotildees semelhantes em duas
imagens para determinaccedilatildeo dos pontos de controle como cruzamento de estradas aacutereas de
vegetaccedilatildeo aacuterea urbana e rios A resoluccedilatildeo das imagens (30 metros) pode atrapalhar pois
devido ao baixo niacutevel de detalhe fica difiacutecil determinar o ponto semelhante nas duas imagens
de forma exata No entanto o RMS ficou em torno de 03 de acordo com a equaccedilatildeo (1)
mostrando que a diferenccedila entre as coordenadas dos pontos de controle das imagens a serem
ajustadas e os pontos de controle da fonte de dados de referecircncia ficou pequena significando
uma boa precisatildeo
O processo de restauraccedilatildeo para a resoluccedilatildeo de 15metros mostrou uma melhora na
nitidez da imagem restaurada (Figura 4B) em comparaccedilatildeo com a imagem original (Figura
4A)
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Figura 4 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 de 1985 da cidade de
Alegre-ES com resoluccedilatildeo de 30m (A) e restaurada para 15m (B)
Fonte Autores
A aplicaccedilatildeo do contraste nas bandas 34 e 5 permitiu um maior contraste entre as
feiccedilotildees da imagem com contraste (Figura 5B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem contraste
(Figura 5A)
Figura 5 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da
cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de contraste (A) e com aplicaccedilatildeo de contraste (B)
Fonte Autores
A filtragem espacial permitiu observar maior nitidez da imagem para distinccedilatildeo das
feiccedilotildees da imagem com filtro (Figura 6B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem filtro (Figura
6A)
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
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Figura 6 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da
cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de filtragem (A) e apoacutes filtragem (B)
Fonte Autores
Na Figura 7 temos as imagens em composiccedilatildeo RGB ndash 543 correspondentes agrave
evoluccedilatildeo urbana de Alegre nos anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 Ao comparaacute-las
podemos observar um aumento significativo da mancha urbana este aumento pode ser
observado principalmente nas regiotildees sul e oeste da cidade
Figura 7 - Composiccedilatildeo RGB ndash 543 da aacuterea de estudo para os anos analisados
Fonte Autores
Na Figura 8 podemos observar as classificaccedilotildees realizadas pelo classificador Maxver
utilizando duas classes Aacuterea urbana (Azul) Natildeo urbana (Branco)
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Figura 8 - Classificaccedilotildees da Aacuterea Urbana de Alegre para os anos analisados
Fonte Autores
A Tabela 2 mostra a exatidatildeo das classificaccedilotildees realizadas e as aacutereas correspondentes
agrave classe urbana para cada ano o iacutendice Kappa (Equaccedilatildeo (2)) variou de 093 a 098 Este
resultado pode ser considerado excelente de acordo com a Tabela 1
Tabela 2 -Exatidatildeo das classificaccedilotildees e aacutereas urbanas calculadas Fonte Autores
1985 1997 2001 2006 2011
Iacutendice Kappa 095 097 095 093 098
Aacuterea Urbana (km2) 805 968 771 1079 758
Apesar do alto iacutendice de desempenho das classificaccedilotildees eacute possiacutevel observar regiotildees de
confusatildeo na classificaccedilatildeo das amostras das duas classes Observando as aacutereas calculadas
percebemos que natildeo haacute um aumento contiacutenuo da aacuterea urbana nas classificaccedilotildees pois a aacuterea do
ano de 1997 foi maior que a aacuterea de 2001 que por sua vez eacute menor que a de 1985 e ainda a
aacuterea de 2011 eacute menor que a de 2006 isso possivelmente estaacute associado agrave confusatildeo do
algoritmo ao identificar as classes
Ao compararmos a ortofoto da aacuterea de estudo com a classificaccedilatildeo de 2011 (Figura 9)
podemos perceber regiotildees de solo exposto sombras aacutereas de vegetaccedilatildeo e estradas
classificadas como aacutereas urbanas Eacute possiacutevel observar tambeacutem a ocupaccedilatildeo irregular da cidade
principalmente em aacutereas proacuteximas a rios e em topo de morros que contribuem para
problemas urbanos de inundaccedilotildees e deslizamento de encostas
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
20
Figura 9 - Comparaccedilatildeo da ortofoto do ano de 2007 (a esquerda) com a classificaccedilatildeo de 2011
(a direita) com foco na aacuterea urbana da cidade de Alegre - ES
Fonte Autores
Eacute possiacutevel observar um aumento significativo da aacuterea urbana da sede se compararmos
visualmente as imagens de 1985 e 2011 este aumento se daacute principalmente nas regiotildees de
periferia mas tambeacutem podemos observar um adensamento dos pixels na regiatildeo central da
sede diminuindo a quantidade de aacutereas arborizadas no centro como eacute possiacutevel observar na
Figura 10
Figura 10 - Detalhamento das imagens de 1985 e 2011 mostrando a classificaccedilatildeo da aacuterea
urbana
Fonte Autores
Estes resultados jaacute eram esperados e podem ser explicados como mostra o trabalho de
Correia et al (2007) devido agrave dificuldade em estabelecer essas classes temaacuteticas na resoluccedilatildeo
das imagens de sateacutelite utilizadas que por natildeo possuir um niacutevel de detalhe elevado possuem
uma limitaccedilatildeo para discriminar alvos com uma mistura de vaacuterios elementos como eacute o caso da
aacuterea urbana gerando impactos na resposta espectral das imagens refletindo assim na
caracterizaccedilatildeo dessas classesO fato de terem sido admitidas somente duas classes tambeacutem
pode ter influenciando no resultado da classificaccedilatildeo pois algumas amostras apresentaram
distribuiccedilatildeo bimodal no entanto o erro foi muito baixo (em torno de 5) minimizando este
problema Outro fator que tambeacutem pode ter influenciado no resultado eacute o tamanho das
amostras de treinamento do algoritmo
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
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Costa e Alves (2005) ao monitorar a expansatildeo urbana do municiacutepio de Campos dos
Goytacazes tambeacutem tiveram problemas devido agrave confusatildeo entre duas classes onde a textura
dos cordotildees litoracircneos se confundia com a textura da urbanizaccedilatildeo e concluiacuteram que era
necessaacuterio possuir um conhecimento preacutevio da aacuterea para realizar o estudo Isso mostra que a
interpretaccedilatildeo visual admitindo que o interprete possua um conhecimento preacutevio da aacuterea eacute
fundamental pois o classificador mesmo com amostras apresentando um desempenho
elevado ainda assim pode apresentar erros nos resultados
CONCLUSAtildeO
A metodologia utilizada para a anaacutelise multitemporal do crescimento da mancha
urbana de Alegre para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 efetuada no presente
trabalho mostrou-se eficiente tornando possiacutevel visualizar as transformaccedilotildees ocorridas no
intervalo de tempo de 26 anos Assim outros resultados poderiam ser encontrados caso a
anaacutelise fosse feita em outros periacuteodos e com diferentes intervalos
O software SPRING se mostrou uma boa ferramenta para se analisar as questotildees de
urbanizaccedilatildeo e por ser disponiacutevel gratuitamente serve como opccedilatildeo para o planejamento urbano
municipal com um baixo custo
Um estudo mais detalhado utilizando-se imagens com uma melhor resoluccedilatildeo espacial
e espectral e em diferentes periacuteodos diminuindo o intervalo de tempo entre imagens pode
obter dados para um planejamento urbano mais detalhado diminuindo assim os riscos
causados pela ocupaccedilatildeo de aacutereas indevidas
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de Uberlacircndia 2003
ROSATTI J C Detecccedilatildeo da doenccedila ldquomela-das-sementes da braquiaacuteriardquo em gramiacuteneas
forrageiras atraveacutes de teacutecnicas de Sensoriamento Remoto 162 p Dissertaccedilatildeo (Mestrado
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
23
em Ciecircncias Cartograacuteficas) ndash Faculdade de Ciecircncias e Tecnologia Universidade Estadual
Paulista Presidente Prudente 2006
SANTOS V M N Uso Escolar do Sensoriamento como recurso didaacutetico pedagoacutegico no
estudo do meio ambienteINPE Divisatildeo de Sensoriamento Remoto ndash DGI Cap 12 2012
SOARES-FILHO B S Interpretaccedilatildeo de Imagens da Terra Curso de Especializaccedilatildeo em
Geoprocessamento Belo Horizonte Universidade Federal de Minas Gerais 2000
SOUZA P G F Teacutecnicas de Geoprocessamento Aplicadas agrave Anaacutelise Temporal do
Periacutemetro Urbano do Municiacutepio de Tapaciguara ndash MG Uberlacircndia Monografia Instituto
de Geografia Universidade Federal de Uberlacircndia 2008
SOUZA I M Sensoriamento Remoto Orbital Aplicado a Estudos Urbanos INPE Satildeo
Joseacute dos Campos SP 2012
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
24
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Rio de Janeiro RJ
sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES
sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
25
Capiacutetulo 2
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a
prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
Faacutebio Cardoso de Souza Santossup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3
Juacutelia Sesana Maciel3 Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira4
INTRODUCcedilAtildeO
Desde os primoacuterdios na civilizaccedilatildeo Egiacutepcia o manganecircs jaacute era usado como parte do
composto quiacutemico para a produccedilatildeo de vidro Com o avanccedilo das civilizaccedilotildees esse elemento
passou a possuir outras aplicaccedilotildees tanto no setor metaacutelico quanto no natildeo-metaacutelico Das
diversas utilizaccedilotildees do manganecircs a mais importante seria a produccedilatildeo das ligas de accedilo
constituiacutedas pela mistura de ferro e manganecircs Outras ligas tambeacutem satildeo produzidas com a
combinaccedilatildeo do manganecircs com diferentes metais como as ligas de cobre zinco alumiacutenio
estanho e chumbo O manganecircs tem a propriedade de dessulfurizaccedilatildeo (retirada do enxofre) e
deoxidante tornando melhor as caracteriacutesticas fiacutesicas e quiacutemicas das ligas de accedilo (SAMPAIO
et al 2005)
Sabe-se que a induacutestria do accedilo absorve cerca de 92 de toda produccedilatildeo mundial do
mineacuterio de manganecircs natildeo sendo diferente no Brasil onde o uso tambeacutem eacute liderado pela
metalurgia (85) seguido da fabricaccedilatildeo de pilha (10) e a induacutestria quiacutemica (5) (COSTA
2004) No Estado do Espiacuterito Santo as jazidas de manganecircs ateacute o momento estatildeo localizadas
unicamente no municiacutepio de Guaccediluiacute com cerca de um milhatildeo de toneladas poreacutem a
prospecccedilatildeo deste elemento ainda estaacute em fase de pesquisa (DNPM 2013)
Tendo em vista a importacircncia do elemento manganecircs para a induacutestria se faz
necessaacuterio o investimento em pesquisas para o reconhecimento mapeamento e amostragens
desse elemento Do reconhecimento em campo ateacute a explotaccedilatildeo existem vaacuterias etapas que
utilizam diversas metodologias (PEREIRA 2012) entretanto o presente trabalho estaacute focado
na fase de reconhecimento de aacutereas que possuam favorabilidade para a presenccedila do manganecircs
utilizando a anaacutelise multicriteacuterio como ferramenta base do estudo
A anaacutelise multicriteacuterio eacute baseada em uma modelagem matemaacutetica utilizando
paracircmetros ponderados relacionados agrave aacuterea de estudo e ao bem mineral de interesse
envolvendo ainda paracircmetros correlacionados atraveacutes das observaccedilotildees analiacuteticas e de campo
Atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio satildeo gerados os mapas de favorabilidade que tem se mostrado
de grande valia no auxiacutelio de identificaccedilatildeo de aacutereas alvo na exploraccedilatildeode bens minerais
reduzindo o tempo e o custo com pesquisas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004)
A anaacutelise multicriteacuterio consiste em um conjunto de teacutecnicas que visam auxiliar um
agente decisor a tomar decisotildees acerca de um problema complexo ponderando e propondo
alternativas para solucionaacute-lo utilizando diferentes criteacuterios e pontos de vista preacute-
estabelecidos As decisotildees satildeo sempre pautadas com base nos criteacuterios considerados
relevantes para a resoluccedilatildeo do problema em questatildeo podendo existir diversos criteacuterios onde
cada um possui seu grau de importacircncia (JANUZZI et al 2009)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
26
As teacutecnicas de geoprocessamento utilizadas na confecccedilatildeo dos mapas de favorabilidade
para ocorrecircncia de mineralizaccedilotildees como ouro chumbo zinco e cobre vecircm obtendo
resultados satisfatoacuterios ao longo das uacuteltimas deacutecadas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004) Em
contra partida ainda existem poucos estudos onde se aplica as teacutecnicas de anaacutelise de
favorabilidade para estudo de mineralizaccedilotildees de manganecircs
Este trabalho teve por objetivo geral identificar aacutereas que possuam alta favorabilidade
para a prospecccedilatildeo de manganecircs na porccedilatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo utilizando teacutecnicas
de geoprocessamento atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio mapeamento e anaacutelises de campo para
comprovar ou natildeo a veracidade dos dados obtidos com o geoprocessamento
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
A aacuterea de trabalho estaacute localizada na macrorregiatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo na
regiatildeo da divisa entre os estados do Rio de Janeiro Minas Gerais e Espiacuterito Santo Situasse
entre os municiacutepios de Guaccediluiacute Divino de Satildeo Lourenccedilo Dores do Rio Preto e Satildeo Pedro de
Rates (distrito de Guaccediluiacute) sendo delimitada pelas coordenadas UTM S 7698000 m e
7712000 m e E 206000 m e 218000 m (Figura 1)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo no Brasil e no Estado do Espiacuterito Santo
representada com as principais vias de acesso Fonte Autores
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL
CONTEXTO GEOLOacuteGICO
O arcabouccedilo geoloacutegico (Figura 2) da aacuterea eacute composto pelo complexo Juiz de Fora
Grupo Andrelacircndia Lineamento Guaccediluiacute rochas intrusivas gnaissificadas e depoacutesitos mais
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
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jovens como aluviotildees coluacutevios pilhas ricas em caulim e outros resiacuteduos provenientes da
extraccedilatildeo de pegmatitos O Complexo Juiz de Fora eacute formado por ortopiroxecircnio-gnaisse de
composiccedilatildeo feacutelsica a maacutefica ortopiroxecircnio-clinopiroxecircnio-anfiboacutelio-gnaisse gnaisse
migmatiacutetico bandado migmatitos e gnaisses migmatizados Jaacute o Grupo Andrelacircndia eacute
composto por granada-biotita-gnaisse anfiboacutelio-biotita-gnaisse e gnaisse de composiccedilatildeo
predominantemente granodioriacutetica O Lineamento Guaccediluiacute eacute formado por anfiboacutelio-biotita
gnaisse milonitizado com ultramilonitos e milonitos E as rochas intrusivas gnaissificadas
satildeo os gnaisses tonaliacuteticos de Manhuaccedilu compostos por ortognaisses tonaliacuteticos
granodioriacutetico a trondhjemiacutetico com intercalaccedilotildees de anfiboacutelio-biotita gnaisse (HORN
2007)
Figura 2 - Destaque da aacuterea de estudo na Folha Espera Feliz - SF 24-V-A-IV
Fonte Modificado de HORN et al (2007)
GEOPROCESSAMENTO
O geoprocessamento ou processamento de dados geograacuteficos eacute feito atraveacutes de
teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais e realiza o tratamento de informaccedilotildees geograacuteficas em
ambiente virtual Em conjunto existe o sistema de informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) que eacute capaz
de simular a realidade do espaccedilo geograacutefico integrando informaccedilotildees espaciais (BALDOTTO
2014)
Dentro do ambiente computacional as caracteriacutesticas de uma determinada aacuterea podem
ser analisadas e manipuladas com diversas teacutecnicas A digitalizaccedilatildeo de dados reais possibilita
a geraccedilatildeo de mapas observacionais e o conjunto desses mapas observacionais depois de
manipulados geram os mapas analiacuteticos Os mapas analiacuteticos podem ser processados
utilizando operaccedilotildees algeacutebricas cumulativas como adiccedilatildeo multiplicaccedilatildeo e subtraccedilatildeo ou
atraveacutes de modelos loacutegicos como simultaneidade booleana possibilidade fuzzy e
probabilidade bayesiana onde seus produtos satildeo chamados de mapas fundidos e mapas
integrados respectivamente (SILVA 2003)
Rodrigues (2012) utilizou teacutecnicas de geoprocessamento a fim de realizar um estudo
sobre a mineralizaccedilatildeo de ouro no cinturatildeo de Gurupi Folha Centro Nova do Maranhatildeo
MAPA com o auxiacutelio da loacutegica fuzzy A aplicaccedilatildeo do meacutetodo permitiu identificar aacutereas de
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
28
favorabilidade para a presenccedila de mineralizaccedilotildees auriacuteferas Grande parte das aacutereas destacadas
coincidiram com os jazimentos conhecidos comprovando a eficaacutecia do meacutetodo e dando maior
confiabilidade para as novas aacutereas indicadas pela modelagem
Cunha et al (2001) utilizaram o geoprocessamento na avaliaccedilatildeo da favorabilidade para
a prospecccedilatildeo mineral de cromo na regiatildeo de Pinheiros Altos no municiacutepio de Piranga em
Minas Gerais com auxiacutelio da teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico e obtiveram resultados
satisfatoacuterios conseguindo aacutereas coerentes para o modelo prospectivo adotado
Baldotto (2014) utilizou geoprocessamento e teacutecnicas de anaacutelise multicriteacuterio
aplicando loacutegica fuzzy booleana e teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico (AHP) para
delimitaccedilatildeo de aacutereas favoraacuteveis agrave prospecccedilatildeo de aacutegua subterracircnea no Sul do Estado do
Espiacuterito Santo As teacutecnicas se mostraram eficazes para o tipo de anaacutelise realizada permitindo
a integraccedilatildeo de dados geoloacutegicos que influenciam diretamente na disponibilidade de aacutegua em
sistemas aquiacuteferos cristalinos
Benda et al (2014) fizeram uso do geoprocessamento em conjunto com a loacutegica
fuzzy para criaccedilatildeo de zoneamento no Parque Estadual da Cachoeira da Fumaccedila-ES para fins
de conservaccedilatildeo Utilizaram como fatores os mapas de declividade uso do solo e massa de
aacutegua e tiveram como produto final o mapa de final de adequabilidade para conservaccedilatildeo A
metodologia empregada possibilitou a identificaccedilatildeo de aacutereas especiacuteficas e com maior
vulnerabilidade ao uso puacuteblico e permitiu um melhor direcionamento no trabalho dos
gestores com um menor custo financeiro ao poder estadual
ANAacuteLISE DE FAVORABILIDADE
A anaacutelise de favorabilidade eacute de fundamental importacircncia em um processo decisoacuterio
Atraveacutes desta anaacutelise eacute possiacutevel dividir o espaccedilo geograacutefico em parcelas hierarquizadas
segundo um grau de favorabilidade A favorabilidade pode ser medida por meio de valores
relativos ou probabiliacutesticos avaliando-se respectivamente a possibilidade ou a probabilidade
de ocorrecircncia de algum fator ou variaacutevel na aacuterea de interesse Essa teacutecnica vem sendo
aprimorada agrave medida que a tecnologia de SIG vai evoluindo e cada vez mais estaacute sendo
utilizada pela induacutestria mineral e por agecircncias do governo como um dos meios de menor
custo para avaliaccedilatildeo de aacutereas de interesse na exploraccedilatildeo de recursos minerais (ROCHA et al
2000)
Vidal et al (2005) descreveu a anaacutelise de favorabilidade como um meacutetodo diferente
dos demais onde ao inveacutes de analisar isoladamente cada variaacutevel amostrada os atributos
georreferenciados satildeo particionados em ceacutelulas e correlacionados espacialmente dando
origem aos mapas de favorabilidade Levando em consideraccedilatildeo a distribuiccedilatildeo espacial e a
coexistecircncia entre variaacuteveis e depoacutesitos a anaacutelise de favorabilidade torna possiacutevel inferir
quanto e de que modo cada variaacutevel mapeada estaacute associada ao processo e
consequentemente em que grau ele indica a existecircncia de um bem mineral
Para Rostirolla (1996) a utilizaccedilatildeo da anaacutelise de favorabilidade na prospecccedilatildeo
geoloacutegica estaacute fundamentada em um estudo estatiacutestico de fatores que viabilizam ou natildeo a
existecircncia de depoacutesitos minerais A base do estudo estaacute fundamentada na ponderaccedilatildeo e
associaccedilatildeo espacial de dados geoloacutegicos e geofiacutesicos com fins exploratoacuterios O intuito
principal dessa avaliaccedilatildeo eacute diminuir custo e tempo de pesquisa identificando aacutereas com maior
potencial para descobertas
Os criteacuterios utilizados nessa anaacutelise podem ser de natureza restritiva ou relativa Os
criteacuterios restritivos atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo responsaacuteveis
por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas Representam
restriccedilotildees absolutas ao que se deseja estudar e descartam todas as aacutereas que natildeo atendem a
alguma restriccedilatildeo que elas representam Estes criteacuterios satildeo sempre de caraacuteter booleano
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
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representando ldquosimrdquo ou ldquonatildeordquo na anaacutelise Os criteacuterios relativos (escalonados) satildeo utilizados
para realccedilar ou diminuir a adequabilidade de uma alternativa especiacutefica para uma atividade
ou objeto definindo um determinado grau de aptidatildeo para a aacuterea considerada Os criteacuterios
escalonados definem regiotildees ou alternativas em termos de uma medida contiacutenua de
adequabilidade variando de 0 ateacute 255 onde zero possui adequabilidade nula e 255 a
adequabilidade maacutexima para o empreendimento analisado Estes criteacuterios satildeo sempre de
caraacuteter fuzzy (EASTMAN 2003 KOHAGURA 2007)
Dentro da anaacutelise fuzzy existem as funccedilotildees de pertinecircncia e podem ser de nove tipos
linear curva Z pi beta triangular trapezoidal gaussiana cautchy e sigmoide sendo a uacuteltima
mais utilizada nesse tipo de estudo por se adaptar melhor aos dados de origem ambiental
Esse tipo de funccedilatildeo sigmoidal pode ser monotocircnica crescente decrescente e simeacutetrica
(KOHAGURA 2007)
No estaacutegio em que eacute realizada a combinaccedilatildeo de dados para geraccedilatildeo da regra de
decisatildeo pode ser utilizada a anaacutelise multicriteacuterio onde diversos fatores com seus
determinados pesos de importacircncia satildeo combinados Saaty (1977 citado por MORETTI et al
2008) propocircs a utilizaccedilatildeo da teacutecnica de Processo Analiacutetico Hieraacuterquico (Analytic Hierarchy
Process ndash AHP) no auxiacutelio da decisatildeo de quais fatores satildeo mais importantes dentro do
determinado empreendimento visto sua relativa simplicidade de aplicaccedilatildeo e entendimento
Considerando que o decisor deveraacute executar a anaacutelise paritaacuteria entre os criteacuterios e entre os
subcriteacuterios a ferramenta utiliza-se da Escala Fundamental de Saaty (1977 citado por
MORETTI et al 2008) apresentando as opccedilotildees para esta comparaccedilatildeo que correlacionam
valores de acordo com o entendimento do operador (MORETTI et al 2008)
METODOLOGIA
Para a realizaccedilatildeo desse trabalho foram utilizados dados digitais vetores de curvas de
niacutevel e redes de drenagem adquiridos do Geobases (2002) mapa geoloacutegico de aacuterea de estudo
que foi digitalizado e modificado da Carta Geoloacutegica Folha Espera Feliz SF24-V-A-IV
(HORN 2007) mapa geoloacutegico regional e mapa de pontos ambos feitos com base nos dados
obtidos durante a etapa de campo
A metodologia adotada neste trabalho inclui a coleta e tratamento dos dados por meio
de aquisiccedilatildeo armazenamento e descriccedilatildeo para posterior anaacutelise em ambiente digital tanto de
arquivos vetoriais quanto matriciais de toda a regiatildeo do estudo (BALDOTTO 2014)
Na etapa inicial do trabalho foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica onde foram
consultadas informaccedilotildees preacute-existentes da aacuterea de estudo principalmente informaccedilotildees
geoloacutegicas e metodologia anaacuteloga a que foi utilizada
Na segunda etapa do trabalho foi realizado o geoprocessamento dos dados a geraccedilatildeo e
padronizaccedilatildeo dos fatores e restriccedilotildees e aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio Sendo esses itens
descritos nos seus respectivos sub-toacutepicos abaixo
ETAPA DE CAMPO
A etapa de campo foi realizada em um total de 11 dias entre os meses de setembro a
novembro de 2014 Essa etapa consistiu no caminhamento pela aacuterea descriccedilatildeo dos diversos
litotipos e tentativa de identificaccedilatildeo do manganecircs fazendo uso da aacutegua oxigenada que reage
na presenccedila de manganecircs gerando na superfiacutecie da rocha um fluido branco espumoso
GEOPROCESSAMENTO
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
30
Nessa etapa foram organizados e confeccionados todos os mapas necessaacuterios para a
realizaccedilatildeo do trabalho em ambiente de SIG O banco de dados inicial foi organizado com o
intuito de possuir o maacuteximo de informaccedilotildees e recursos para facilitar e acelerar os processos de
anaacutelises empregados neste trabalho
O mapa geoloacutegico e o mapa de pontos foram gerados com dados de campo atraveacutes de
anaacutelise de afloramento e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rocha O mapa de modelo digital de
elevaccedilatildeo foi elaborado utilizando as curvas de niacutevel da regiatildeo de estudo
GERACcedilAtildeO DE MAPAS DE RESTRICcedilAtildeO E FATORES
Foram definidas duas restriccedilotildees e trecircs fatores tendo como meta a geraccedilatildeo do mapa de
favorabilidade As restriccedilotildees atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo
responsaacuteveis por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas
sendo consideradas as Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes conforme os artigos 2deg e 3deg da
Resoluccedilatildeo ndeg 303 do CONAMA (2002) e as localidades fora do limite da aacuterea de estudo
Os trecircs fatores escolhidos foram padronizados em uma escala de adequabilidade que
varia de menos apto (0) a mais apto (255) e foi utilizado a teacutecnica de processo analiacutetico
hieraacuterquico (AHP) para a comparaccedilatildeo entre os fatores seguindo uma ordem de prioridade
sendo considerados na ordem de maior para menor importacircncia a litologia a declividade e a
cota
O fator litoloacutegico foi levado em consideraccedilatildeo pois a presenccedila da rocha eacute essencial para
geraccedilatildeo de qualquer depoacutesito mineral e o fator possui a finalidade de identificar as litologias
que apresentam composiccedilatildeo mineraloacutegica mais favoraacutevel para a formaccedilatildeo de depoacutesitos
lateriacuteticos Este fator foi realizado baseando-se no mapa geoloacutegico gerado atraveacutes de anaacutelises
em campo e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rochas Das oito litologias identificadas e descritas em
campo apenas duas foram encontradas associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs que
satildeo o leucognaisse e o biotitito Devido a essa caracteriacutestica essas duas litologias foram
consideradas com maiores graus de importacircncia dentro do fator entretanto como foram
encontrados mais depoacutesitos lateriacuteticos associados ao leucognaisse do que ao biotitito o grau
de importacircncia do leucognaisse foi considerado maior do que o do biotitito As outras
litologias que natildeo apresentaram associaccedilatildeo a depoacutesitos de manganecircs tiveram seu grau de
importacircncia calculado a partir da composiccedilatildeo mineraloacutegica da rocha visto que cada mineral
que compotildee a rocha pode ter ou natildeo na sua estrutura quiacutemica a presenccedila do elemento
manganecircs Na Tabela 1 estatildeo todas as litologias encontradas em campo com seus respectivos
valores de favorabilidade que foram atribuiacutedos seguindo a metodologia descrita acima
Quadro 1 - Normatizaccedilatildeo das classes litoloacutegicas Fonte Autores
Litologia Valor atribuiacutedo
Leucognaisse 255
Biotitito 200
Granada-Biotita Gnaisse 100
Granada-Biotita-Feldspato Protomilonito 100
Granada-Biotita-Piroxecircnio Gnaisse 100
Biotita-Piroxecircnio Granulito 50
Biotita Gnaisse 50
Leucogranito 50
O fator declividade tem como principal finalidade a identificaccedilatildeo de aacutereas planas
Biondi (2003) descreveu que para a geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos seja residual ou
supergecircnico independentemente de qual mineacuterio estaacute sendo estudado necessita-se de um
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
31
terreno com menor declividade para facilitar sua acumulaccedilatildeo Com estas informaccedilotildees o fator
declividade passa a ter um grau alto de importacircncia dentro da anaacutelise multicriteacuterio ficando
abaixo apenas do fator litoloacutegico
A normatizaccedilatildeo do mapa de declividade foi feita utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia
fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente onde as aacutereas planas e com ateacute 10 graus de
inclinaccedilatildeo foram consideradas de maacutexima adequabilidade (255) no momento em que o valor
da inclinaccedilatildeo ultrapassa os 10 graus essa adequabilidade decresce ateacute chegar ao valor miacutenimo
(0) onde a inclinaccedilatildeo eacute de 30ordm e acima deste valor de inclinaccedilatildeo a adequabilidade torna-se
nula Estes valores foram adotados levando-se em consideraccedilatildeo tudo o que foi estudado na
pesquisa bibliograacutefica em trabalhos como o de Biondi (2003) Neto e Costa (2010) e
Leonardi e Ladeira (2012) e observaccedilotildees realizadas em campo
Neto e Costa (2010) realizaram o mapeamento de unidades geomorfoloacutegicas da Bacia
do Rio Cauameacute-RR no qual foi possiacutevel identificar deposiccedilatildeo lateriacutetica onde a declividade
variava de 01 a 3 graus terrenos relativamente planos Esse estudo confirma a preacute-disposiccedilatildeo
da formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas
Leonardi e Ladeira (2012) fizeram uma anaacutelise hipsomeacutetrica da Regiatildeo Nordeste do
Quadrilaacutetero Ferriacutefero-MG associado ao material de origem Nesse estudo foi possiacutevel
evidenciar na base do Complexo Alegria uma superfiacutecie plana que ultrapassou oito
quilocircmetros de extensatildeo com declividade inferior a 5ordm que estaacute associada agrave Crosta Lateriacutetica
de Ferricrete Contiacutenua Sendo estaacute mais uma evidecircncia da preacute-disposiccedilatildeo da formaccedilatildeo de
depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas
O fator cota teve como objetivo a identificaccedilatildeo de aacutereas cujas cotas estatildeo proacuteximas de
mil metros de altitude geralmente topo de morros pois para haver a formaccedilatildeo e
desenvolvimento de depoacutesitos lateriacuteticos eacute necessaacuterio que o ambiente gerador possua alguns
paracircmetros essenciais como alta taxa de pluviosidade atuando na lixiviaccedilatildeo relevo pouco
inclinado para minimizar a accedilatildeo erosiva resultante da alta pluviosidade alta taxa de
percolaccedilatildeo de aacutegua para mobilizar a mateacuteria lixiviada e por fim cotas topograacuteficas elevadas
em relaccedilatildeo ao niacutevel de base regional sendo essencial para promover uma taxa contiacutenua nos
processos citados acima (ALEVA 1994) Devido a esta caracteriacutestica de condicionar uma
taxa contiacutenua nos processos essenciais para geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos o fator cota estaacute
presente na anaacutelise multicriteacuterio deste trabalho possuindo um grau de importacircncia inferior ao
fator litoloacutegico e ao fator declividade poreacutem sendo fundamental para comprovar a eficaacutecia do
estudo
A normatizaccedilatildeo do fator cota foi realizada utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia fuzzy
sigmoidal monotocircnica crescente onde aacutereas inferiores a 600 metros foram consideradas de
adequabilidade miacutenima (0) agrave medida que o valor da cota sobe a adequabilidade cresce ateacute
atingir a cota de 800 metros onde a adequabilidade torna-se maacutexima (255) e com isso todas
cotas acima de 800 metros possui adequabilidade maacutexima Para definiccedilatildeo dos valores
adotados nesse fator levou-se em consideraccedilatildeo as observaccedilotildees realizadas em campo revisatildeo
bibliograacutefica sobre depoacutesitos lateriacuteticos e trabalhos como o de Morais et al (2002) e Oliveira
et al (2009)
Atraveacutes do Processo Analiacutetico Hieraacuterquico foram gerados os pesos onde seus valores
foram atribuiacutedos de acordo com o seu grau de importacircncia utilizando como base a escala
fundamental de Saaty (1977 citado por MORETTI et al 2008) Sendo assim ficou
estabelecido que o fator litoloacutegico eacute moderadamente mais importante que o fator declividade
o fator declividade eacute moderadamente mais importante que o fator cota e o fator litoloacutegico eacute
fortemente mais importante que o fator cota Com os fatores normatizados e os seus
respectivos pesos calculados os mapas foram agrupados utilizando a Combinaccedilatildeo Linerar
Ponderada onde os fatores foram multiplicados pelos seus pesos e em seguida somados para
geraccedilatildeo do mapa de adequabilidade Como no presente trabalho foi utilizada restriccedilatildeo o
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
32
procedimento foi alterado e a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo de fatores
foi multiplicada pela restriccedilatildeo gerando o mapa de adequabilidade final
Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo par-a-par entre fatores Fonte Autores
Fator Litologia Declividade Cota
Litologia 1
Declividade 13 1
Cota 15 13 1
Na Tabela 3 estatildeo os valores correspondentes aos pesos calculados atraveacutes do processo
analiacutetico hieraacuterquico utilizando a matriz de comparaccedilatildeo Os pesos demostram a influecircncia de
cada fator no mapa final de adequabilidade Onde o fator litoloacutegico representou cerca de 64
no valor final da anaacutelise o fator declividade contribuiu com aproximadamente 26 e o fator
cota representou 10 A proporccedilatildeo de consistecircncia eacute um valor que mostra o erro obtido no
caacutelculo da matriz de comparaccedilatildeo e neste caso o erro foi de 003 estando dentro do limite
aceitaacutevel de 01
Quadro 3 - Resultado dos pesos calculados para cada fator Fonte Autores
Fator Peso
Litoloacutegico 064
Declividade 026
Cota 010
Com o mapa final de adequabilidade gerado foi possiacutevel comparar os resultados
obtidos atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio com os dados coletados em campo E assim discutir
sobre a confiabilidade da ferramenta de anaacutelise multicriteacuterio na obtenccedilatildeo de aacutereas com alta
adequabilidade para prospecccedilatildeo de depoacutesitos de manganecircs
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Como resultados foram obtidos os mapas de fatores que indicam como cada fator
influenciou no mapa final e utilizando esses mapas separadamente eacute possiacutevel discutir sobre a
importacircncia de cada fator na anaacutelise Entretanto quando eacute realizada a integraccedilatildeo dos mapas
na anaacutelise multicriteacuterio em um uacutenico mapa torna-se mais faacutecil o julgamento das aacutereas de
acordo com a adequabilidade
A Figura 3 conteacutem os mapas de fatores e restriccedilotildees utilizados nesse trabalho O fator
litoloacutegico apresentou grande favorabilidade na regiatildeo centro norte devido essa aacuterea ser
composta principalmente por rochas do tipo leucognaisse e biotitito que geralmente estatildeo
associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs O restante da aacuterea apresentou favorabilidade
variando de meacutedia agrave baixa devido agrave composiccedilatildeo das rochas e os valores atribuiacutedos a cada
uma delas
O leucognaisse foi considerado de muito alta favorabilidade em relaccedilatildeo agrave formaccedilatildeo de
depoacutesitos lateriacuteticos visto que a maior parte dos depoacutesitos encontrados em campo estatildeo
associados a esse tipo rochoso A litologia biotitito foi classificada com alta favorabilidade agrave
formaccedilatildeo de depoacutesito lateriacutetico uma vez que alguns depoacutesitos lateriacuteticos foram encontrados
associados a esta rocha Os litotipos granada biotita gnaisse granada biotita feldspato
protomilonito e granada biotita piroxecircnio gnaisse foram considerados de meacutedia
favorabilidade pois apesar de natildeo ter sido observado em campo qualquer associaccedilatildeo destes
litotipos com depoacutesitos lateriacuteticos a composiccedilatildeo mineraloacutegica destas rochas podem permitir a
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
33
formaccedilatildeo de algum tipo de depoacutesito de manganecircs lembrando que natildeo eacute apenas a mineralogia
que determina a formaccedilatildeo de depoacutesitos
As rochas biotita piroxecircnio gnaisse biotita gnaisse e Leucogranito foram classificadas
com baixa favorabilidade uma vez que a composiccedilatildeo mineraloacutegica das mesmas dificilmente
permitiraacute a formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs
O fator cota ficou evidenciado uma grande adequabilidade indo desde a parte central
ateacute o topo norte do mapa Da porccedilatildeo central ateacute a base sul do mapa a adequabilidade ficou
bem dividida variando de alta a nula Resultados esses jaacute esperados para esse fator visto que
a regiatildeo de estudo e bastante montanhosa estando sempre bem acima do niacutevel meacutedio do mar
Jaacute porccedilotildees com baixa ou nula adequabilidade estatildeo associadas as aacutereas mais baixas
simplesmente pela geomorfologia ou em alguns casos a canais de drenagem que ao longo do
tempo vatildeo dissecando o relevo e tornando-o mais baixo
O fator declividade como esperado apresentou uma grande quantidade de aacutereas com
alta adequabilidade e boa distribuiccedilatildeo visto que apesar da regiatildeo de estudo estaacute contida em
cotas elevadas o relevo predominante eacute pouco acidentado e os topos de morros satildeo mais
aplainados
A restriccedilatildeo hidrograacutefica estaacute presente neste trabalho com o intuiacutedo de identificar e
restringir todas as regiotildees que fazem parte das Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes em aacutereas
de Mata Ciliar A restriccedilatildeo foi realizada isolando um raio de 50 metros no entorno de
qualquer corpo drsquoaacutegua visto que dentro destas regiotildees eacute proibida a realizaccedilatildeo de estudos
prospectivos (CONAMA 2002)
Figura 3 - Mapas de Fatores e Restriccedilotildees (A) Fator Litoloacutegico (B) Fator Cota (C) Fator
Declividade (D) Restriccedilatildeo Hidrograacutefica Fonte Autores
No mapa final de adequabilidade (Figura 4A) observa-se que a aacuterea mais favoraacutevel
(255) agrave prospecccedilatildeo de manganecircs proposta por este trabalho estaacute localizada na parte superior
do mapa distribuiacuteda de leste a oeste poreacutem eacute possiacutevel encontrar outras regiotildees como na parte
central do mapa e uma pequena porccedilatildeo na regiatildeo sudoeste que embora obtivessem
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
34
adequabilidade um pouco mais baixa (200-160) ainda possuem valores satisfatoacuterios O
restante do mapa apresentou uma adequabilidade variando de meacutedia (130) e baixa (50) A alta
adequabilidade encontrada na parte superior do mapa ocorre devido ao substrato rochoso ser
composta por leucognaisse rocha com maior peso de importacircncia dentro do fator litoloacutegico
que por sua vez eacute o fator de maior influecircncia dentro da anaacutelise e por essa regiatildeo apresentar as
maiores cotas da aacuterea de estudo Algumas regiotildees que possuem alta adequabilidade para os
fatores declividade e cota obtiveram uma adequabilidade variando de meacutedia (130) a baixa
(50) isto porque o fator litoloacutegico que teve o maior peso na anaacutelise alcanccedilou baixa
adequabilidade nessas aacutereas do mapa As porccedilotildees no mapa que apresentaram adequabilidade
nula satildeo aquelas onde as restriccedilotildees foram atuantes neste caso os corpos hiacutedricos
A etapa de campo obteve como produto um mapa de pontos (Figura 4B) onde foram
constatados pontos com a presenccedila de manganecircs pontos de depoacutesitos de manganecircs jaacute
descritos por outras literaturas e pontos que natildeo possuiacuteam a presenccedila do manganecircs Vale
salientar que a descriccedilatildeo de um ponto representa natildeo somente as caracteriacutesticas daquele exato
local mas tambeacutem do seu entorno A geraccedilatildeo deste mapa teve com intuiacutedo facilitar a
amostragem dos pontos que possuem a presenccedila de manganecircs e comparaacute-lo com o mapa de
adequabilidade final
Ao analisar o mapa de adequabilidade eacute possiacutevel perceber que todos os pontos
descritos em campo que possuiacuteam a presenccedila de manganecircs estatildeo associados a uma alta
adequabilidade Eacute importante explicar que ao fazer o caminhamento de campo procurasse
sempre utilizar rotas de mais faacutecil acesso para percorrer a aacuterea como por exemplo as redes de
drenagem No caso deste trabalho essa metodologia de caminhamento acabou acarretando
controveacutersia no momento de anaacutelise do mapa final pois pontos nos quais ficou comprovada a
presenccedila de manganecircs estatildeo situados tanto dentro de porccedilotildees de alta adequabilidade quanto de
adequabilidade nula isto devido aos pontos terem sido coletados proacuteximos agraves drenagens e o
sistema hidrograacutefico da regiatildeo ser considerado uma restriccedilatildeo de acordo com CONAMA
(2002) Essa controveacutersia natildeo diminui a comprovaccedilatildeo da eficaacutecia da ferramenta da anaacutelise
multicriteacuterio visto que os pontos representam uma aacuterea muito maior do que aquele exato
local onde o ponto foi descrito e a malha de restriccedilatildeo hidrograacutefica natildeo nega a presenccedila do
manganecircs apenas restringe a exploraccedilatildeo mineral por se tratar de uma aacuterea de preservaccedilatildeo
permanente
No mapa de adequabilidade foi utilizada uma simbologia com a forma de um ciacuterculo
vazado nos pontos que tiveram a presenccedila de manganecircs comprovada com o intuiacutedo de
representar melhor a aacuterea de influecircncia de cada ponto e tornar mais clara essa possiacutevel
controveacutersia ao se analisar o mapa Os pontos que possuem a presenccedila do manganecircs
identificados na Folha Espera Feliz ndash SF 24-V-A-IV (HORN 2007) foram associados a uma
adequabilidade variando de alta a meacutedia resultados que reforccedilam a eficaacutecia da anaacutelise
multicriteacuterio como uma ferramenta eficaz para prospecccedilatildeo de manganecircs na regiatildeo proposta
No mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel observar que 60 de todos os pontos que
possuem a presenccedila de manganecircs independente se satildeo pontos vistos em campo ou pontos
obtidos por meio de outras literaturas estatildeo localizados em regiotildees de alta adequabilidade
(255 ateacute 200) e os 40 restantes estatildeo localizados em porccedilotildees de meacutedia adequabilidade (130)
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
35
Figura 4 - A) Mapa de adequabilidade final com os pontos de amostragem e drenagens (azul)
com isolamento de 50 metros (branco) delimitando a restriccedilatildeo hidrograacutefica de acordo com
CONAMA (2002) B) Mapa com discriminaccedilatildeo de pontos onde natildeo foi constatada a presenccedila
de manganecircs (pontos pretos) pontos que possuiacuteam manganecircs (pontos vermelhos) e pontos
buscados na literatura que jaacute tinham identificaccedilatildeo de presenccedila de manganecircs (pontos verdes)
Fonte Autores
CONCLUSAtildeO
A utilizaccedilatildeo das teacutecnicas de geoprocessamento se mostrou eficaz para o tipo de estudo
realizado permitindo a integraccedilatildeo de diferentes tipos de dados que influenciam diretamente
na formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos
Analisando o mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel afirmar que o objetivo no qual
seria a avaliaccedilatildeo de aacutereas para a prospecccedilatildeo de manganecircs obteve resultados satisfatoacuterios visto
que na regiatildeo escolhida para o estudo cerca de 30 da aacuterea apresenta alta adequabilidade
(255 ateacute 200) 40 possui meacutedia adequabilidade (aproximadamente 130) e apenas 30 da
aacuterea ficou caracterizada por uma baixa adequabilidade (de 50 ateacute 0)
A anaacutelise multicriteacuterio pode ser considerada uma ferramenta que possui resultados
satisfatoacuterios quando utilizada com criteacuterios embasados aleacutem disso trata-se de uma
metodologia de baixo custo e faacutecil aplicabilidade cujos resultados podem minimizar o custo e
o tempo da fase de prospecccedilatildeo e pesquisa
O mapa de favorabilidade final apesar de ter resultados aceitaacuteveis poderaacute ser refinado
futuramente quando novos dados forem obtidos em campo acrescentando-se novos fatores
como por exemplo anaacutelises geoquiacutemicas e pedologia
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sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Engenharia Civil Universidade Federal de Viccedilosa Viccedilosa
MG
sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da
Sauacutede Alegre ES 3 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
39
Capiacutetulo 3
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura
de taludes em atividades de mineraccedilatildeo
Laacutezaro Correcirca Marcellinosup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Julio Almeida Moreira2 Carlos
Henrique Rodrigues de Oliveira3
INTRODUCcedilAtildeO
O planejamento geoteacutecnico na mineraccedilatildeo torna-se um fator de extrema importacircncia
pois as consequecircncias de um mau planejamento podem colocar em risco o empreendimento
mineiro Uma vez que se impotildee a exploraccedilatildeo do bem mineral em diferentes frentes de avanccedilo
tem-se notado um avanccedilo dos limites da cava cada vez mais extremos portanto criam-se
problemas geoteacutecnicos cada vez mais complexos
Com isso os desafios ao longo dos anos satildeo maiores pois aleacutem de se observar uma
tendecircncia no aprofundamento das cavas exige-se a adoccedilatildeo de meacutetodos geoteacutecnicos e
tecnoloacutegicos que possibilitem de forma segura e econocircmica a lavra da substacircncia de
interesse (REIS 2011)
Existem tambeacutem vaacuterios fatores que contribuem para a instabilidade de taludes uma
vez que iniciada a lavra os taludes possuem um caraacuteter temporaacuterio por isso adota-se fatores
de seguranccedila menores quando comparados a obras civis Apresentam tambeacutem instabilidade
derivada das vibraccedilotildees nos maciccedilos relacionadas as detonaccedilotildees e ao constante traacutefego de
veiacuteculos pesados sobre as bancadas por isso torna-se mais difiacutecil a previsatildeo desses eventos de
ruptura (PARDO 2009)
A deflagraccedilatildeo de um rompimento de talude pode estar condicionada a esses fatores
fiacutesicos predisponentes supracitados onde o grande desafio da comunidade cientiacutefica estaacute
relacionado a prever quantificar qualificar e temporizar o momento de ruptura do talude A
necessidade de melhorias no planejamento geoteacutecnico aliados a teacutecnicas geomorfoloacutegicas
hidroloacutegicas geoambientais e geoloacutegicas dentro da mineraccedilatildeo eacute um fator importante na
mitigaccedilatildeo de possiacuteveis desastres contra a vida ao meio ambiente perda de material e
prejuiacutezos econocircmicos incalculaacuteveis ao empreendimento aleacutem da necessidade de atender a
legislaccedilatildeo vigente que conteacutem diversas exigecircncias
Assim do ponto de vista geoteacutecnico a estabilidade de taludes associado ao sistema de
informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) constitui ferramenta essencial na definiccedilatildeo da geometria da
cava aleacutem de mitigar os riscos supracitados durante a atividade de lavra (GOMES et al
2005) Logo o presente trabalho possui como objetivo o desenvolvimento de mapa litoloacutegico
e de lineamentos utilizando loacutegica fuzzy para utilizaccedilatildeo na anaacutelise de susceptibilidade de
talude em uma atividade de mineraccedilatildeo de ferro no Quadrilaacutetero Ferriacutefero (QF)
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
A aacuterea de estudo insere-se na regiatildeo do QF o qual eacute uma Proviacutencia Mineral que
possui este nome em funccedilatildeo do arranjo geomeacutetrico de sua morfoestrutura que se assemelha a
um quadrado Localiza-se na porccedilatildeo centro-sudeste do Estado de Minas Gerais e perfaz uma
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
40
aacuterea de aproximadamente 7000 Kmsup2 abrangendo os municiacutepios de Sabaraacute Santa Baacuterbara
Mariana Congonhas Ouro Preto Joatildeo Monlevade Rio Piracicaba Itauacutena e Itabira entre
outros 21 municiacutepios (Figura 1)
As principais vias de acesso agraves cidades satildeo pelas rodovias federais BR-262 e BR-361
e rodovias estaduais MG-129 MG-030 MG-040 entre outras Outra forma de acesso ao QF
se daacute pela Estrada de Ferro Vitoacuteria Minas (EFVM) onde quase toda produccedilatildeo das minas de
mineacuterio de ferro eacute escoada ateacute o Porto de Tubaratildeo em Vitoacuteria (ES)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo das principais minas da VALE SA no QF Fonte Modificado de
Costa (2008)
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL
Segundo Caputo (1983) talude compreende quaisquer superfiacutecies inclinadas que
limitam um maciccedilo de terra de rocha ou ambos Podem ser naturais casos das encostas ou
artificiais como os taludes de cortes e aterros Satildeo limitados na parte superior por uma Crista
ou Topo e na parte inferior por um ldquoPeacuterdquo como mostrado na Figura 2
Figura 2 - Elementos geomeacutetricos que compotildee um talude e satildeo utilizados para o
dimensionamento do mesmo Fonte Dyminski (2007)
Contudo considerando a estabilidade de taludes em atividade de mineraccedilatildeo os
elementos geomeacutetricos de um talude tornam-se um pouco mais complexos pois a cava final
de mina dependeraacute da conformaccedilatildeo dos taludes das rampas de acesso ao mineacuterio dos acircngulos
entre as vaacuterias bancadas existentes e da altura dos taludes Para uma cava ser operacionalizada
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
41
e garantir a seguranccedila geoteacutecnica da mina deve conter necessariamente os seguintes
elementos geomeacutetrico (Figura 3)
Figura 3 - Elementos geomeacutetricos para o dimensionamento dos taludes de uma cava Fonte
Relatoacuterio Interno da Empresa (2013)
MEacuteTODOS DE ANAacuteLISE DE ESTABILIDADE DE TALUDES
A anaacutelise de estabilidade de taludes nos permite verificar a possibilidade de
escorregamento de taludes analisando-se as influecircncias relativas aos paracircmetros como
exemplo paracircmetros de resistecircncia litologia dentre outros que visam obter um estudo para
um melhor entendimento dos mecanismos de ruptura citados anteriormente As teacutecnicas de
anaacutelise de estabilidade podem ser divididas em grandes grupos que satildeo as anaacutelises
probabiliacutesticas anaacutelises determiniacutesticas e anaacutelises heuriacutesticas Sendo que a anaacutelise
probabiliacutestica requer conhecimento das distribuiccedilotildees de probabilidade ou das funccedilotildees de
densidade das variaacuteveis aleatoacuterias do problema ou seja a definiccedilatildeo da probabilidade de
ruptura ver Figura 4 (DYMINSKI 2007)
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
42
Figura 4 - Representaccedilatildeo probabiliacutestica das tensotildees atuantes e resistentes Fonte Dyminski
(2007)
A anaacutelise probabiliacutestica distingue-se da determiniacutestica por considerar a variabilidade
dos paracircmetros de caacutelculo particularmente a dispersatildeo natural para isto tem que ser
conhecida uma distribuiccedilatildeo de valores para cada paracircmetro (variaacuteveis aleatoacuterias) obtendo ou
assumindo uma distribuiccedilatildeo de probabilidade para o fator de seguranccedila As anaacutelises
probabiliacutesticas satildeo essenciais para a confecccedilatildeo de Mapas de Potencial de Ruptura Mapas de
Risco de Ruptura Mapas de Ocupaccedilatildeo de solos dentre outros (MONTOYA 2013)
As anaacutelises determiniacutesticas por sua vez buscam a quantificaccedilatildeo da estabilidade por
meio de fator numeacuterico que nos permitiraacute avaliar a respectiva seguranccedila se eacute ou natildeo estaacutevel
Sendo assim as anaacutelises determiniacutesticas satildeo baseadas em modelos fiacutesicos e buscam calcular
um fator ou coeficiente de seguranccedila (FS) As anaacutelises determiniacutesticas possuem diversos
meacutetodos sendo eles os de anaacutelise limite anaacutelise de tensatildeodeformaccedilatildeo e anaacutelise de
equiliacutebrio limite (MESQUITA 2013)
O meacutetodo de equiliacutebrio limite eacute tradicionalmente o mais utilizado para a determinaccedilatildeo
do FS pois estuda o equiliacutebrio de uma massa potencialmente instaacutevel Entende-se entatildeo que
estes meacutetodos se resumem a uma comparaccedilatildeo entre forccedilas que tendem a provocar movimento
ao longo de uma superfiacutecie de ruptura e forccedilas que contrariamente se opotildeem a este
movimento
ANAacuteLISES DE RISCO
Com objetivo de normatizar a terminologia aplicada aos estudos de aacutereas geoloacutegicas e
geoteacutecnicas Varnes (1984) propocircs uma definiccedilatildeo formal para diferentes sentidos de riscos
como risco especiacutefico hazard e vulnerabilidade
No Brasil os pioneiros a propor uma normatizaccedilatildeo foram Augusto Filho et al (1990)
que debateram tanto no acircmbito nacional quanto internacional termos conceitos e
nomenclatura associados ao termo Risco Atualmente os conceitos mais usuais satildeo aqueles
recomendados pelas associaccedilotildees das categorias como Australian Geomechanics Society
(AGS) International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (ISSMGE)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
43
International Society for Rock Mechanics (ISRM) Associaccedilatildeo Brasileira de Geologia de
Engenharia e Ambiental (ABGE) e da ISO 31000 (CORTELETTI 2014)
Ainda assim existe pouca unicidade acerca do tratamento dos conceitos e problemas
sobre a avaliaccedilatildeo de risco muitas vezes enfrentando barreiras quanto agrave avaliaccedilatildeo de
incertezas em Geotecnia e avaliaccedilatildeo de risco
GEOPROCESSAMENTO
Teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais que leva em consideraccedilatildeo o processamento
de dados geograacuteficos satildeo conhecidas como geoprocessamento Segundo algumas definiccedilotildees
adotadas por Menezes (2012) as ferramentas computacionais utilizadas em geoprocessamento
permitem realizar anaacutelises complexas atraveacutes de Sistemas de informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG)
SIG por sua vez satildeo sistemas de informaccedilotildees construiacutedos especialmente para armazenar
analisar e manipular dados geograacuteficos
Os SIG tecircm se tornado cada vez mais usuais pois as teacutecnicas computacionais se
tornam cada vez mais complexas e com melhor desempenho possibilitando entatildeo confrontar
dados distintos para produzir o resultado desejado com mais facilidade Confrontar mapas
com diferentes informaccedilotildees permitindo gerar um novo mapa eacute uma ferramenta de grande
eficiecircncia pois o mesmo auxilia no planejamento nas tomadas de decisotildees e reduz a
ambiguidade de interpretaccedilotildees (MENEZES 2012)
Visando desenvolver um trabalho englobando teacutecnicas de geoprocessamentos junccedilatildeo
de mapas e teacutecnicas estatiacutesticas utilizou-se os SIG para aplicar teacutecnicas de anaacutelise
multicriteacuterio e loacutegica fuzzy
CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL
A aacuterea de estudo se insere em uma regiatildeo localizada a leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero
(QF) fazendo parte da Sinclinal de Alegria e situada regionalmente na porccedilatildeo sul do Craacuteton
Satildeo Francisco nas proximidades de Mariana e Ouro Preto (REIS et al 2000 ROESER e
ROESER 2010)
CONTEXTO GEOTECTOcircNICO
A parte leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero eacute constituiacuteda por rochas da regiatildeo cratocircnica
retrabalhadas tectonicamente durante o Evento Brasiliano (06-05 Ga) que resultou na
formaccedilatildeo da Faixa Araccediluaiacute e das demais faixas orogecircnicas que delimitam a borda deste
Cratoacuten (Figura 2) contendo resquiacutecios da orogenia Transamazocircnica (UHLEIN et al 1998)
ESTRATIGRAFIA DO QUADRILAacuteTERO FERRIacuteFERO
Alkmim e Marshak (1998) e Alkmim e Noce (2006) subdividiram o Quadrilaacutetero
Ferriacutefero segundo a coluna estratigraacutefica mostrada na Figura 5 Sendo este constituiacutedo por
quatro unidades litoestratigraacuteficas principais sendo elas O Embasamento Cristalino o
Supergrupo Rio das Velhas de idade arqueana o Supergrupo Minas e o Grupo Itacolomi de
idade paleo-proterozoacuteica
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
44
Figura 5 - Coluna estratigraacutefica da regiatildeo do Quadrilaacutetero Ferriacutefero Fonte Modificada de
Alkmim e Marshak (1998)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
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METODOLOGIA
MATERIAIS
Foram utilizados os seguintes materiais
bull Software ArcGis 101 para confecccedilatildeo do mapa litoloacutegico
bull Relevo Sombreado para fotointerpretaccedilatildeo dos lineamentos
bull Software Idrisi Selva 170 para aplicaccedilatildeo da loacutegica fuzzy do mapa de lineamentos
bull Relatoacuterio interno disponibilizado pela empresa
MEacuteTODOS
De iniacutecio realizou-se um levantamento bibliograacutefico com aquisiccedilatildeo de informaccedilotildees
paracircmetros e mapas fornecidos pela literatura disponiacutevel e empresas privadas seguido da
confecccedilatildeo dos mapas
A pesquisa bibliograacutefica sobre o tema de estudo se deu por meio de consulta em livros
artigos e documentos fornecidos por empresas e levantamento de base de dados cartograacuteficos
disponiacuteveis na internet Tambeacutem foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica a respeito da
geologia local e regional da aacuterea tendo como base os artigos de Alkmim e Marshak (1998)
Essa fase tambeacutem se fez importante para o levantamento de informaccedilotildees conceituais
onde embasaram a definiccedilatildeo dos pesos para cada classe dos mapas gerados de acordo com a
literaturaObteve-se entatildeo informaccedilotildees estruturais e geoloacutegicas da regiatildeo do QF em minas
privadas de mineacuterio de ferro
Os trabalhos de Gomes (2009) Corteletti (2014) e Alves (2014) aplicam metodologias
semelhantes para a determinaccedilatildeo e anaacutelise de suscetibilidade vulnerabilidade de risco a
movimentos de massa para ferrovias e Montoya (2013) aplica uma metodologia semelhante
para rodovias Dos trabalhos destes autores pode-se tirar contribuiccedilatildeo na definiccedilatildeo de quais
mapas seriam gerados
Assim a partir dos paracircmetros e dados levantados geraram-se o mapa litoloacutegico e de
lineamentos e definiram-se pesos para sua utilizaccedilatildeo na anaacutelise de estabilidade de taludes em
aacuterea de mineraccedilatildeo
Mapa Litoloacutegico
O mapa litoloacutegico proposto teve como base o de Menezes (2012) e relatoacuterios teacutecnicos
A divisatildeo da litologia corresponde ao tipo de rocha que compotildee o maciccedilo rochoso Esta
classificaccedilatildeo foi feita a partir de paracircmetros como a composiccedilatildeo mineraloacutegica origem e
estrutura da rocha
Contudo nem sempre a classificaccedilatildeo litoloacutegica consegue mostrar a variedade que uma
rocha apresenta em mesmo local Portanto torna-se necessaacuterio a definiccedilatildeo da rocha de acordo
com caracteriacutesticas peculiares seja estrutura composiccedilatildeo mineraloacutegica ou fatores de coesatildeo
No Mapa Litoloacutegico foram definidas oito litologias Rochas Intrusivas (IN) Itabirito
Compacto (IC) Itabirito Friaacutevel (IF) Itabirito Manganesiacutefero (IM) Hematita Compacta (HE)
Filito (FL) Quartizito (QT) e Xisto (XI)
Os pesos atribuiacutedos atraveacutes da reclassificaccedilatildeo foram definidos de acordo com o tipo de
litologia e suas caracteriacutesticas ou seja rochas mais intemperizadas e que apresentam um
menor coeficiente de resistecircncia tiveram valores maiores Foi levado em consideraccedilatildeo ainda o
grau de coesatildeo e competecircncia da rocha Para a atribuiccedilatildeo dos pesos litoloacutegicos levou-se em
consideraccedilatildeo o conhecimento do autor aleacutem das caracteriacutesticas citadas anteriormente
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
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Rochas como as Intrusivas (IN) Filito (FL) Xisto (XI) e Itabiro Friaacutevel (IF)
apresentam uma condiccedilatildeo mais propensa a baixa resistecircncia devido ao intemperismo do que
as rochas que possuem um melhor grau de coesatildeo (Tabela 1)
Tabela 1 - Valores atribuiacutedos para cada classe litoloacutegica Fonte Autores
Classes Litoloacutegicas Valor atribuiacutedo
Quartizito (QT) 20
Hematita Compacta (HE) 50
Itabirito Compacto (IC) 80
Itabirito Manganesiacutefero
(IM)
110
Itabirito Friaacutevel (IF) 140
Filito (FL) 170
Xisto (XI) 200
Intrusiva (IN) 255
Mapa de Lineamentos
A geraccedilatildeo do mapa de lineamentos consistiu na fotointerpretaccedilatildeo de padrotildees de
lineamentos presentes no entorno e dentro da aacuterea de estudo Esses padrotildees foram
interpretados em uma imagem de relevo sombreado gerado pelo Modelo Digital de Terreno
(MDT) Apoacutes essa fotointerpretaccedilatildeo pode-se gerar o mapa de lineamentos no formato
vetorial Sendo este mapa posteriormente utilizado para gerar o mapa fuzzy de lineamentos
O mapa de lineamentos foi gerado a partir da aplicaccedilatildeo da funccedilatildeo fuzzy sigmoidal
decrescente do software Idrisi pois estaacute funccedilatildeo eacute a mais utilizada em anaacutelises geoambientais
com pontos de controle em 20 e 100 o que indica que valores ateacute 20 metros de distacircncia dos
lineamentos tecircm adequabilidade maacutexima e agrave partir de 20 metros decaem sigmoidalmente ateacute
100 metros onde a adequabilidade eacute miacutenima
Segundo alguns de estudos feitos por Huallanca (2004) e Hoek e Bray (1981)
dependendo da densidade de lineamentos ou da distacircncia que apresentam entre si e do
comportamento dos mesmos esses padrotildees comportam-se como zonas de fraqueza presentes
no maciccedilo podendo influenciar na resistecircncia do mesmo Saacute (2010) realizou um estudo
semelhante em uma cava de mineraccedilatildeo de ferro e observou que ocorrem rupturas em grande
escala em regiotildees que apresentam alta densidade de padrotildees de lineamentos
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Os resultados obtidos ou seja o mapa litoloacutegico e de lineamentos seratildeo expostos de
forma separada de acordo com suas discussotildees
MAPA LITOLOacuteGICO
O mapa litoloacutegico apresentou oito classes (Figura 6) Este mapa foi confeccionado e
considerado para a anaacutelise da estabilidade de taludes pelo fato das litologias apresentarem
uma reologia muito complexa em se tratando de um ambiente de mineraccedilatildeo
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Figura 6 - Mapa litoloacutegico mostrando sua variedade de tipologia Fonte Autores
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
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A litologia dentro de atividades de mineraccedilatildeo eacute um dos fatores mais afetados em se
tratando de aspectos geoteacutecnicos pois nesses locais apresentam-se uma grande mobilizaccedilatildeo
de massa rochosa ou solo para extraccedilatildeo do bem mineral causando certo grau de alteraccedilatildeo
devido a desconfinamento ou meteorizaratildeo do estado natural da rocha
Os pesos atribuiacutedos a cada classe litoloacutegica foram embasados em consultas a
bibliografias e analisando os paracircmetros de resistecircncia e caracterizaccedilatildeo Costa (2009)
caracterizou algumas litologias do QF de acordo com ensaios laboratoriais de compressatildeo
uniaxial utilizando esses dados pode-se relacionar que valores atribuiacutedos a cada classe
litoloacutegica variam de acordo com sua capacidade de compressatildeo feita nos ensaios
Com isso atribuiu-se agrave classe quartizito a menor adequabilidade pois essa rocha
apresenta uma maior competecircncia sendo que rochas que conteacutem grande quantidade de
quartzo satildeo dificilmente intemperizaacuteveis O contraacuterio foi considerado com as intrusivas que
receberam a maior valoraccedilatildeo pois se trata de uma rocha muito mais facilmente
intemperizada o que diminui o grau de coesatildeo diminuindo as forccedilas de resistecircncia Para as
rochas com resistecircncia intermediaacuteria levou-se em consideraccedilatildeo os paracircmetros geoteacutecnicos e as
caracteriacutesticas estruturais e anisotropias e conhecimento proacuteprio
MAPA FUZZY DE LINEAMENTOS
Para confecccedilatildeo do mapafuzzy de lineamentos (Figura 7) foi aplicada a funccedilatildeo fuzzy
sigmoidal decrescente sobre os lineamentos Este mapa apresentou uma zona de
suscetibilidade alta (255) nas regiotildees proacuteximas aos lineamentos e uma zona de baixa ou nula
suscetibilidade (0) em zonas mais distantes aos lineamentos
As regiotildees que apresentam alta adequabilidade satildeo zonas com distacircncia muito
proacuteximas dos lineamentos logo essas zonas apresentam uma forte influecircncia dos mesmos As
zonas em coloraccedilatildeo amarela que apresentam uma baixa adequabilidade satildeo regiotildees que se
situam mais distantes dos lineamentos apresentando assim uma baixa influecircncia dos
lineamentos nessas regiotildees
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Figura 7 - Mapa fuzzy de lineamentos mostrando as aacutereas onde apresentam baixa ou alta adequabilidade Fonte Autores
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
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CONCLUSAtildeO
De acordo com o objetivo do trabalho a metodologia foi eficaz pois os mapas gerados
satildeo subsiacutedios eficazes para a anaacutelise da ruptura de taludes soacute podendo ser desenvolvidos
devido agrave teacutecnica de geoprocessamento aplicada Com o ressalve de que no uso de dados
lineamentos eles natildeo podem natildeo ter as dimensotildees precisas pois tanto podem se apresentar
em superfiacutecie quanto em profundidade alterando o maciccedilo
Sugere-se ainda o uso de outros mapas para tornar a anaacutelise mais completa como por
exemplo mapas da profundidade do niacutevel drsquoaacutegua e declividade
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sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Geologia Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha
e Mucuri Diamantina MG
sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 3 Departamento de Engenharia de Minas Instituto Federal do Espiacuterito Santo Cachoeiro de
Itapemirim ES 4 Escola de Arquitetura Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG 5 Departamento de Geologia Universidade Federal de Ouro Preto Ouro Preto MG
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Capiacutetulo 4
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES
utilizando teacutecnicas de geoprocessamento
Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitassup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Allison Augusto
Gonccedilalves de Freitas1 Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas3 Rayane Monteiro
Ferreira4 Edgar Batista de Medeiros Juacutenior5
INTRODUCcedilAtildeO
Redes de transporte rodoviaacuterio tornaram-se a essecircncia da infraestrutura em todos os
paiacuteses As estradas satildeo importantes como a estrutura fiacutesica da sociedade e como a base para o
desenvolvimento social e econocircmico (EFFATI et al 2012)
No Brasil o principal meio de transporte urbano e de boa distribuiccedilatildeo eacute o sistema de
transporte rodoviaacuterio Neste contexto vias rurais e urbanas satildeo notaacuteveis para tornar o traacutefego
de pessoas e a distribuiccedilatildeo de produtos sendo incontestaacutevel a importacircncia de um sistema de
transporte seguro capaz de atender a demanda (SILVA et al 2006) Juntamente com um
intenso crescimento nas cidades de porte meacutedio na deacutecada de 60 ocorreu um periacuteodo de
grandes investimentos em infraestrutura rodoviaacuteria no paiacutes Jaacute nos anos 70 o Ministeacuterio de
Transportes por meio do Plano de Desenvolvimento Nacional estimulou uma expansatildeo das
rodovias no Brasil Com estes investimentos muitos municiacutepios proacuteximos e ao longo dos
eixos rodoviaacuterios sentiram-se atraiacutedos e motivados agraves atividades e investimentos que
favorecessem o comeacutercio de produtos e serviccedilos Assim as cidades de pequeno e meacutedio
porte demostraram um crescimento linear ao longo das rodovias natildeo apresentando
planejamento no uso do solo e na sua ocupaccedilatildeo (FREIRE 2003)
Com o tempo o aumento do transporte nestas rodovias trouxe implicaccedilotildees positivas e
negativas para as cidades (CORREcircA PINTO 2012) Alguns desses problemas como a
ocorrecircncia de congestionamentos e acidentes (EFFATI et al 2012) No sentido de diminuir
esses problemas existem metodologias que auxiliam no estudo de viabilidade sendo uma
delas a aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio que foi utilizada neste trabalho
Deste modo este trabalho teve por objetivo geral fazer um estudo de realocaccedilatildeo da
BR-101 na aacuterea urbana do municiacutepio de Iconha-ES utilizando anaacutelise multicriteacuterio De
forma mais especiacutefica
bull Analisar quais criteacuterios (fatores e restriccedilotildees) interferem na locaccedilatildeo da rodovia
bull Determinar as restriccedilotildees que interferem na escolha da aacuterea
bull Determinar os fatores que interferem na escolha da aacuterea
bull Determinar as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy que melhor se adequam aos diferentes fatores
usados
bull Ponderar os fatores
bull Gerar a anaacutelise multicriteacuterio para estudo de aptidatildeo de aacutereas para realocaccedilatildeo da BR-101
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
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bull Achar uma aacuterea com maior adequabilidade agrave realocaccedilatildeo da rodovia
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
Iconha localiza-se ao sul do Espiacuterito Santo (Figura 1) entre as coordenadas
N=7695610m E=300822m N=7702818m E=318390m na zona 24 sul Limitando-se ao
norte com Anchieta ao sul com Rio Novo do Sul a leste com Piuacutema e a oeste com Alfredo
Chaves Segundo IBGE (2014) o municiacutepio possui aacuterea territorial de 203528 kmsup2 O acesso
para a cidade de Iconha a partir de Vitoacuteria pode ser realizado pela BR-101 ateacute o municiacutepio
de Iconha sendo um trajeto de aproximadamente 97 Km
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
CONTORNOS VIAacuteRIOS
Em um contexto geral as ruas que satildeo estradas dentro das cidades marcavam os
caminhos de acesso onde se estabeleciam as relaccedilotildees com os territoacuterios circundantes na
configuraccedilatildeo original das cidades marcando os eixos da futura expansatildeo (VALLEJO 1995)
Anteriormente a intensificaccedilatildeo do uso de automoacuteveis as estradas (intermunicipais estaduais e
federais) passavam dentro das cidades e os fluxos de transporte tinham com elas uma relaccedilatildeo
intensa de contato cultural e intercacircmbio comercial aumentando o desenvolvimento local
(AUGEacute 1994) A malha rodoviaacuteria brasileira se deslocou criando corredores estrateacutegicos de
transportes trazendo consigo um crescimento socioeconocircmico e modificando as aacutereas e
cidades por onde passou (FREIRE 2003)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo do municiacutepio de Iconha em relaccedilatildeo ao Estado do Espiacuterito Santo O
quadrado em verde mostra a aacuterea de estudo Fonte Modificado de Wikipeacutedia (2006)
Devido ao crescimento maciccedilo do fluxo de veiacuteculos nas cidades novas medidas foram
tomadas dentre elas a construccedilatildeo de rodovias de contorno ou aneacuteis viaacuterios atualmente
usados como a soluccedilatildeo mais viaacutevel para resolver o problema das travessias urbanas (SILVA
JUacuteNIOR e FERREIRA 2008)
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O surgimento destes contornos daacute-se com a necessidade de melhorar a fluidez dos
deslocamentos devido ao elevado grau de saturaccedilatildeo das vias nas aacutereas mais centrais
(CORREcircA PINTO 2012) O fluxo de passagem tende a ser redirecionado para fora das aacutereas
urbanas por meio de laccedilos de contorno ou aneacuteis viaacuterios (SANTOS 2006)
De acordo com Silva Juacutenior e Ferreira (2008) a construccedilatildeo de contornos viaacuterios pode
atrair a ocupaccedilatildeo urbana do mesmo modo que o traccedilado original o que poderia levar a
ineficiecircncia deste novo contorno viaacuterio O natildeo planejamento desta ocupaccedilatildeo pode vir com
uma nova segregaccedilatildeo urbana que terminaraacute por inviabilizar o segmento da rodovia O
tamanho destes impactos eacute dependente de vaacuterios fatos dentre os quais a estruturaccedilatildeo do
tecido urbano (malha viaacuteria e uso do solo) e seu grau de inter-relacionamento com a rodovia
(CORREcircA PINTO 2012)
Existem diversas teacutecnicas para estudo de locaccedilatildeo de contorno viaacuterio entre elas
podemos citar a avaliaccedilatildeo geomorfoloacutegica estrutural e pedoloacutegica seja com ou sem a
aplicaccedilatildeo de Sistema de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) O SIG eacuteutilizado principalmente pela
Engenharia de Transporte nos estudos de alternativas de traccedilados de contornos viaacuterios pode
considerar diversas categorias na anaacutelise (sociais econocircmicas ambientais geoteacutecnicas) com
pesos diferentes (SILVA 2004)
Em seu trabalho Silva et al (2006) utilizaram o apoio agrave decisatildeo atraveacutes de SIG e
apresentaram alternativas de projeto para o anel viaacuterio da cidade de Viccedilosa-MG com
utilizando agrave loacutegica fuzzy e a anaacutelise multicriteacuterio para o levantamento e anaacutelise de
condicionadores consideradas de acordo com os dados disponiacuteveis em mapas de altitude
hidrografia declividade sistema de transportes classe de solo e principalmente o uso e
cobertura do solo e selecionaram alternativas de contornos que fazem uso das rodovias
existentes como uma opccedilatildeo para diminuir os custos e os impactos ambientais
Correcirca Pinto (2012) tratou sobre os desdobramentos na forma urbana de pequenas
cidades causados por novos contornos viaacuterios tendo como estudo de caso as cidades de Satildeo
Francisco de Assis e Santiago (RS) A metodologia aplicada foi baseada nas medidas de
diferenciaccedilatildeo espacial atraveacutes das quais foi possiacutevel visualizar o dinamismo do traccedilado de
uma cidade e as possiacuteveis alteraccedilotildees de sua forma Como resultado identificou e avaliou
algumas consequecircncias que as implantaccedilotildees de contornos viaacuterios causam nas formas urbanas
das pequenas cidades
SILVA (2012) aplicou a metodologia de anaacutelise espacial por avaliaccedilatildeo multicriteacuterio
para otimizar o processo de planejamento da ocupaccedilatildeo territorial e da mobilidade urbana no
municiacutepio de Viccedilosa - MG e aacuterea de influecircncia Como metodologia utilizou recursos
disponiacuteveis em SIG com avaliaccedilatildeo multicriteacuterio sobre bases cartograacuteficas digitais Como
resultado elaborou mapas temaacuteticos que representam as propostas para a mobilidade urbana e
para a ocupaccedilatildeo territorial da aacuterea de estudo conforme as abrangecircncias consideradas
FOTOINTERPRETACcedilAtildeO
De acordo com Soares e Fiori (1978) a interpretaccedilatildeo visual eacute o estudo da imagem
fotograacutefica visando agrave descoberta e a avaliaccedilatildeo por meacutetodos indutivos dedutivos e
comparativos do significado funccedilatildeo e relaccedilatildeo dos objetos correspondentes agraves imagens ou
seja eacute a teacutecnica de examinar as imagens dos objetos na imagem e deduzir sua significaccedilatildeo
Ribeiro et al (2008) entendem que a fotointerpretaccedilatildeo baseia-se no processo de
anaacutelise de imagens por meio da detecccedilatildeo identificaccedilatildeo e classificaccedilatildeo dos objetos de
interesse contidos nelas Ao analisar imagens eacute importante a observaccedilatildeo de entes e feiccedilotildees
insinuadas atraveacutes de caracteriacutesticas das imagens como cor tonalidade textura tamanho
forma padratildeo sombras altura localizaccedilatildeo dos alvos e aspectos associados
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
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Santos (1988) aplicou o levantamento das tipologias vegetais pela teacutecnica de anaacutelise
visual e atraveacutes desta mapeou quatro tipologias distintas e concluiu que o produto e
metodologia usados nesta pesquisa satildeo plenamente viaacuteveis para levantamentos das tipologias
florestais nativas da Amazocircnia
Mercante et al (2005) realizaram um mapeamento de uso do solo usando como base
para a interpretaccedilatildeo visual o conhecimento preacutevio da aacuterea de estudo adquiridos apoacutes o
reconhecimento de campo observando as principais classes de coberturas de solo na aacuterea O
resultado desta anaacutelise visual constituiu um importante subsiacutedio para a decisatildeo sobre a melhor
alternativa da via de gasoduto permitindo uma escolha mais racional e menos subjetiva
Moreira et al (2008) fotointerpretaram as imagens de sateacutelite (LANDSAT 7 ETM+)
pela sua variaccedilatildeo textural devido ao registro dos alvos terem diferentes comportamentos
espectrais e diferentes arranjos espaciais e explicaram a compartimentaccedilatildeo e a relaccedilatildeo de
equivalecircncia entre zonas que constituem texturas semelhantes
Desta forma entende-se que a interpretaccedilatildeo visual pode ter seu uso em estudos de
localizaccedilatildeo de estradas exploraccedilatildeo mineral diferentes traccedilados propostos agricultura
planejamento urbano e dentre outros mapas temaacuteticos (NADALIN 2010)
SISTEMAS DE INFORMACcedilAtildeO GEOGRAacuteFICA (SIG)
A aplicaccedilatildeo de Sistemas de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) em problemas de tomada de
decisatildeo eacute uma ferramenta poderosa e eficiente nas diversas aacutereas do conhecimento pois
possibilita que o processo seja realizado de maneira mais fundamentada Dessa forma o
agente de decisatildeo tem agrave sua disposiccedilatildeo dados e informaccedilotildees mais acessiacuteveis mais facilmente
combinados e modificados aleacutem de utilizar argumentos mais claros para a decisatildeo (SILVA
1999) Segundo Star e Estes (1991) o uso do SIG para a estruturaccedilatildeo e organizaccedilatildeo de
variaacuteveis com a intenccedilatildeo de obter alternativas para a seleccedilatildeo de locais com adequabilidades
para determinado estudo tem sido amplamente utilizado O seu uso pode ser explicado por ser
uma ferramenta que trata grandes quantidades de dados armazenados em banco de dados
contendo informaccedilotildees representativas do mundo real atraveacutes de coordenadas geograacuteficas
possibilitando realizar anaacutelises espaciais
ANAacuteLISE DE MULTICRITEacuteRIO
De acordo com Moura (2007) a anaacutelise de multicriteacuterio pode ser entendida como um
procedimento metodoloacutegico que faz o cruzamento de variaacuteveis nas anaacutelises espaciais esta
anaacutelise tambeacutem eacute conhecida como Anaacutelise Hieraacuterquica de Pesos ou Aacutervore de Decisotildees Esta
anaacutelise se destina a desenvolver estudos caracterizadores da realidade vigente e preditivos de
situaccedilotildees que estatildeo por vir alcanccedilando o objetivo da anaacutelise espacial Francisco et al (2007)
considera que a anaacutelise multicriteacuterio eacute um meacutetodo de anaacutelise de alternativas para a resoluccedilatildeo
de problemaacuteticas que utilizam diversos criteacuterios relacionados ao objeto de estudo sendo
assim possiacutevel identificar alternativas prioritaacuterias para o objeto considerado
Os meacutetodos de anaacutelises multicriteacuterio vecircm sendo utilizados para a soluccedilatildeo de
problemas nas tomadas de decisatildeo nas mais diversas aacutereas do conhecimento entre elas
alternativas de poliacuteticas social (VILAS BOAS 2006) como indicador de condiccedilotildees de vida
(SILVA e JANNUZZI 2009) no planejamento e gestatildeo ambiental (FRANCO et al 2013)
no uso de terras (PORATH 2014) e anaacutelise de sensibilidade ambiental (RIBEIRO 2011) com
o intuito de esclarecer ao decisor possibilidades nas escolhas Apoiam o procedimento
decisoacuterio com base nos dados existentes agregando valores dos agentes na busca de uma
melhor soluccedilatildeo (CAMPOS 2011)
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O procedimento da anaacutelise multicriteacuterio baseia-se em mapeamentos de variaacuteveis pelo
seu plano de informaccedilatildeo e na definiccedilatildeo do grau de pertinecircncia de cada plano de informaccedilatildeo e
de cada um de seus componentes para a construccedilatildeo do resultado final e sempre que
necessaacuterio utilizando fatores de ponderaccedilatildeo (MOURA 2007)
Na praacutetica na anaacutelise multicriteacuterio a decisatildeo eacute tomada atraveacutes de um conjunto de teacutecnicas e
meacutetodos para dar apoio a pessoas e organizaccedilotildees nas tomadas de decisotildees sob a persuasatildeo de
uma multiplicidade de criteacuterios (GOMES et al 2002)
Santos (2010) diz que para a realizaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio o estudo deve ter
como base alguns passos sendo eles a seleccedilatildeo e representaccedilatildeo das variaacuteveis que caracterizam
o fenocircmeno organizaccedilatildeo dessas em planos de informaccedilatildeo discretizaccedilatildeo dos planos em
resoluccedilatildeo espacial adequada combinaccedilatildeo das variaacuteveis de forma que elas possam representar
a complexidade da realidade e por fim a possibilidade de calibraccedilatildeo e validaccedilatildeo do sistema
mediante identificaccedilatildeo e correccedilatildeo das relaccedilotildees construiacutedas entre as variaacuteveis mapeadas
Moreira et al (2001) objetivou a pesquisa mineral atraveacutes de anaacutelises multicriteacuterio de
dados geoloacutegicos e geofiacutesicos visando a seleccedilatildeo de aacutereas com maior potencial agrave ocorrecircncia de
minerais radioativos Como estudo de caso comparou o desempenho de 8 meacutetodos de anaacutelise
multicriteacuterio de dados geoloacutegicos e radiomeacutetricos na prediccedilatildeo de aacutereas potenciais agrave
ocorrecircncia de minerais radiativos no planalto de Poccedilos de Caldas Os cenaacuterios gerados
indicaram desempenhos diferentes nas avaliaccedilotildees encontrando desde resultados considerados
bons a medianos para identificaccedilatildeo mineral
Vilas Boas (2006) desenvolveu um modelo de anaacutelise de decisatildeo para facilitar o
processo de escolha de alternativas de poliacuteticas programas e projetos relacionados agrave gestatildeo de
recursos hiacutedricos e mais especificamente ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Como resultado
apresentou uma lista ordenada das alternativas de uso muacuteltiplo possiacuteveis de serem
implantadas no reservatoacuterio
Moura (2007) aplicou a anaacutelise multicriteacuterio como subsiacutedio para estudos ambientais
de forma a apresentar como resultado um roteiro metodoloacutegico para apoio as revisotildees
bibliograacuteficas destinado agrave construccedilatildeo de anaacutelises espaciais de caracterizaccedilatildeo e gerenciamento
ambiental e urbano Jannuzzi et al (2009) utilizaram a anaacutelise multicriteacuterio em uma aplicaccedilatildeo
em poliacuteticas puacuteblicas e obteve como resultado uma seacuterie de escolhas teacutecnicas e poliacuteticas
Com o objetivo de levantar situaccedilotildees ambientais associadas agrave necessidade de proteccedilatildeo
do parque estadual da Serra do Rola Moccedila a partir dos dados levantados no plano de manejo
Santos (2010) apresentou uma proposta metodoloacutegica com uso de anaacutelise multicriteacuterio para
identificaccedilatildeo de suas aacutereas de fragilidade ambiental Como resposta obteve aacutereas fragilidade
associadas ao meio fiacutesico ao turismo a accedilatildeo antroacutepica e agrave correlaccedilatildeo desses fatores
Ribeiro (2011) usou anaacutelise multicriteacuterio para encontrar aacutereas para implantaccedilatildeo das
culturas florestais de Hevea brasiliensis Pinus elliottiivarelliottii e Schizolobiumamazonicum
no Estado do Espiacuterito Santo e como resultado observou-se que o Estado apresenta aacutereas com
aptidatildeo edafoclimaacutetica para todas as espeacutecies
Considerando a anaacutelise multicriteacuterio como uma boa ferramenta na tomada de decisotildees
Franco et al (2013) a usou em seus estudos para identificaccedilatildeo da prioridade de aacutereas a
recuperaccedilatildeo florestal O mapa final produzido foi considerado uma ferramenta de gestatildeo da
aacuterea prioritaacuteria a restauraccedilatildeo
Em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas potenciais para construccedilatildeo de marinas no
municiacutepio de Florianoacutepolis-SC com o uso da anaacutelise multicriteacuterio Porath (2014) usou
variaacuteveis adotadas em mapas temaacuteticos identificando geograficamente aacutereas mais propensas agrave
implantaccedilatildeo de marinas considerando a interferecircncia antroacutepica e marinha tentando
minimizar as perturbaccedilotildees e o impacto ambiental
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
58
METODOLOGIA
Para a realizaccedilatildeo deste trabalho foram utilizados como base vaacuterios materiais
cartograacuteficos sendo eles Curvas de niacutevel com equidistacircncia vertical de 20 m fornecido pelo
GEOBASES (2011) Mapa topograacutefico das cidades de Iconha Rio Novo do Sul Anchieta e
Piuacutema (160000) Ortofotos do IEMA (2007) das cidades de Iconha Rio Novo do Sul
Anchieta e Piuacutema (1 35000) Mapa de Declividade do terreno gerado a partir das curvas de
niacutevel Mapa de Rios e Mapa de Uso dos Solos gerados a partir da fotointerpretaccedilatildeo das
ortofotos
Para a montagem do banco de dados foram utilizadas as ortofotos com as quais foi
possiacutevel elaborar arquivos vetoriais (shapefile) atraveacutes de fotointerpretaccedilatildeo (na escala de
visualizaccedilatildeo de 12500) e vetorizaccedilatildeo em tela de pontos linhas e poliacutegonos gerando dois
mapas sendo eles Mapa de Uso dos Solos (Apecircndice A) onde foram observadas as
principais classes de coberturas de solo existentes (pastagem agricultura florestas casas
rurais zonas urbanas vilarejos depoacutesitosndashfaacutebricas-pedreiras lagoasndashlagos-represas) e o
Mapa de Rios Para a geraccedilatildeo do Mapa de Declividade do Terreno foram utilizadas as curvas
de niacutevel
ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO
De acordo com a proposta metodoloacutegica usada por Barros e Marques (2007) neste
trabalho levou-se em consideraccedilatildeo o levantamento e o geoprocessamento das condicionantes
que existem na legislaccedilatildeo Posteriormente ao levantamento e a anaacutelise dos condicionantes
foram determinados os criteacuterios que subsidiaram o processo de decisatildeo
Esta decisatildeo eacute suportada pela consideraccedilatildeo de criteacuterios que representam possiacuteveis
condiccedilotildees de quantificar ou avaliar determinada anaacutelise Os criteacuterios podem ser de dois tipos
Restriccedilatildeo ou Fatores A restriccedilatildeo eacute um criteacuterio capaz de limitar as alternativas em
consideraccedilatildeo no estudo e pode assumir um caraacuteter de exclusatildeo de espaccedilos da anaacutelise
definindo as alternativas natildeo elegiacuteveis que deveratildeo ser excluiacutedas do espaccedilo inicial de soluccedilotildees
possiacuteveis O Fator eacute um criteacuterio que aumenta ou diminui a adequabilidade de uma
determinada alternativa para o objetivo da anaacutelise Esta aptidatildeo eacute medida numa escala
contiacutenua e de forma a englobar todo o espaccedilo de soluccedilatildeo inicialmente previsto (RAMOS e
MENDES 2001)
Seguindo a metodologia apresentada por Benda et al (2012) neste trabalho utilizou-se
a loacutegica booleana para confecccedilatildeo dos mapas de restriccedilotildees a loacutegica fuzzy para padronizaccedilatildeo
dos fatores e a anaacutelise multicriteacuterio para combinaccedilatildeo entre as restriccedilotildees e fatores
Assim como Calijuri et al (2002) em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas para
implantaccedilatildeo de aterros sanitaacuterios neste trabalhou as restriccedilotildees diferenciam locais que possam
ser considerados aptos ou inaptos a realocaccedilatildeo da BR-101 Os fatores definem locais ou
alternativas em medidas contiacutenuas de aptidatildeo diminuindo ou aumentando o valor de uma
alternativa em questatildeo naqueles locais fora das restriccedilotildees absolutas
As restriccedilotildees atuam como um tipo de criteacuterio que limita a soluccedilatildeo do problema
restringindo as alternativas em consideraccedilatildeo excluindo aacutereas de acordo com determinadas
condiccedilotildees impostas (BENDA et al 2012) Utilizando um operador algeacutebrico de mapas tipo
booleano criam-se mapas binaacuterios natildeo aptos (0) ou aptos (1) que possibilitam a realizaccedilatildeo de
cruzamentos entre dois ou mais planos de informaccedilatildeo (SCARASSATTI e COSTA 2010)
As restriccedilotildees booleanas usadas com as justificativas das referidas escolhas satildeo listadas
abaixo
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59
a) Restriccedilatildeo Casa Rurais e Depoacutesitos
De acordo com o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949 do DNIT 1973 requer-se a
distacircncia miacutenima de 60 metros das residecircncias e depoacutesitos (presentes no Mapa de Uso dos
Solos este usado para confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo para a construccedilatildeo de rodovias
Quando o custo do terreno ou imoacuteveis for muito elevado a desapropriar o tamanho dessa
faixa poderaacute mudar ao exigido por exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo
ateacute os miacutenimos 30 metros
b) Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas
Como margem de seguranccedila ao que rege o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949
(DNIT 1973) foi aplicada uma distacircncia miacutenima de 60 metros as zonas urbanizadas por
exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo ateacute os miacutenimos 20 metros
Tendo como foco a retirada da BR-101 do centro de Iconha ou de qualquer outra aacuterea com
habitaccedilatildeo neste toacutepico foram consideradas como zonas urbanizadas todas as aacutereas com 5
(cinco) ou mais casas proacuteximas no Mapa de Uso dos Solos este usado na confecccedilatildeo desta
restriccedilatildeo Assim somente as aacutereas com ocupaccedilatildeo urbana e seu entorno de 60 metros estatildeo
inaptas agrave ocupaccedilatildeo com a BR-101 sendo as demais aptas para o contorno viaacuterio
c) Restriccedilatildeo Rios
Pinto (2010) Corseuil e Campos (2007) Barros e Marques (2007) em seus trabalhos
com a intenccedilatildeo de preservar os recursos hiacutedricos de contaminaccedilotildees e respeitando a resoluccedilatildeo
Nordm 303 do CONAMA (2002) e na Lei Federal Nordm 4771 (BRASIL 1965) delimitaram um
raio de 30 metros ao redor dos cursos drsquoaacutegua com menos de 10 metros de largura como eacute o
caso da aacuterea em estudo
Neste trabalho apesar dos cursos drsquoaacutegua usado para a confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo) da
aacuterea possuiacuterem menos de 10 metros de largura optou-se para uma maior margem de
seguranccedila limitar um raio de ateacute 60 metros ao redor dos corpos drsquoaacutegua impedindo que essas
aacutereas obtivem-se algum grau de aptidatildeo para a realocaccedilatildeo da BR-101
Em seu trabalho sobre apoio agrave decisatildeo aplicada ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Vilas
Boas (2006) considerou os fatores que atuam em uma problemaacutetica como criteacuterios Scarassatti
e Costa (2010) trataram os fatores como mapas que provem ponderaccedilotildees dos diferentes
fatores de influecircncia a um dado acontecimento sendo um dos meios usados para a criaccedilatildeo dos
mapas de fatores a loacutegica fuzzy ou nebulosa
Para normalizar os criteacuterios satildeo usados as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy estas funccedilotildees
que foram selecionadas para que de melhor forma adequem aos paracircmetros do estudo De
acordo com Ramos e Mendes (2001) umas das funccedilotildees mais usadas designadas por funccedilotildees
fuzzy satildeo Sigmoidal J-Shaped Linear e Complexa Poreacutem na aplicabilidade deste trabalho
fez se o uso somente da funccedilatildeo Sigmoidal crescente e Sigmoidal decrescente (Figura 2)
Figura 2 - Funccedilotildees de pertinecircncia dos conjuntos fuzzy Sigmoidal crescente (a)
Sigmoidal decrescente (b) Fonte Modificado de Eastman (1997)
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
60
Haacute diversos meacutetodos de padronizaccedilatildeo grande parte dos meacutetodos utiliza valores
maacuteximos e miacutenimos (CAMPOS 2005) Neste trabalho os mapas dos fatores foram limitados
e ponderados a um intervalo ente 0 - 255 (intervalo do byte) permitindo exploraccedilatildeo da
variedade de dados contiacutenuos
a) Fator Declividade do terreno
A declividade pode ser representada como um acircngulo de inclinaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao
percentual entre o comprimento horizontal da encosta e o desniacutevel vertical (IPT 2007) Para
Barbosa et al (2012) a declividade consiste da maior ou menor inclinaccedilatildeo do relevo em
comparaccedilatildeo ao horizonte Pinto (2010) considera a declividade como um fator que pode tanto
potencializar como limitar a ocupaccedilatildeo de uma aacuterea considerando as declividades mais
acentuadas mais propiacutecias a riscos de deslizamentos escorregamentos e as menos acentuadas
mais apropriadas para a ocupaccedilatildeo Em seus estudos considerou a declividade maior que 45
inapta ao uso
A partir do Mapa de Declividade do Terreno as regiotildees planas e onduladas de acordo
com o Art 15 da portaria ndeg 19 de 10011949 (DNIT 1973) foram consideradas prioritaacuterias
a realocaccedilatildeo da BR-101 Neste trabalho as declividades ideais foram consideradas entre os
valores de 0 e 5 agrave medida que a declividade aumenta menor eacute a adequabilidade da aacuterea
para o objetivo proposto sendo considerado acima de 45 inapta sendo limitada pela proacutepria
legislaccedilatildeo ambiental A funccedilatildeo utilizada para normalizar os dados de declividade foi a funccedilatildeo
de pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente (Figura 2b) servindo como pontos de
controle abc = 5 e d = 45
b) Fator Distacircncia dos Rios
Para proporcionar uma maior garantia de preservaccedilatildeo dos rios os limites estabelecidos
pela legislaccedilatildeo ambiental e jaacute citados anteriormente foram levados em consideraccedilatildeo atraveacutes
do uso de restriccedilatildeo poreacutem foi utilizado o fator que considera que quanto maior a distacircncia
dos rios maior a adequabilidade ao empreendimento
Seguindo o meacutetodo proposto por Pinto (2010) considerou que quanto maior a distacircncia
em relaccedilatildeo aos rios melhor a aptidatildeo da aacuterea sendo assim foi utilizada a funccedilatildeo de
pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica crescente (Figura 2a) para descrever essa variaccedilatildeo
com pontos de controle em a=60m e bcd=15000 m (comprimento maacuteximo da aacuterea de
estudo)
c) Fator Uso dos Solos
Objetivando afetar o miacutenimo possiacutevel as aacutereas jaacute utilizadas pela ocupaccedilatildeo humana e
aacutereas florestais a aacuterea de pastagem eacute colocada como a aacuterea mais adequada ao
empreendimento em estudo
Aacutereas de valores mais altos indicam maior adequabilidade ao empreendimento
enquanto que as aacutereas com menores valores representam as menos adequadas conforme pode
ser visto na Tabela 1 Para a normalizaccedilatildeo das classes de uso do solo o Mapa Uso dos Solos
foi reclassificado atribuindo agraves classes valores de 0 a 255
bull Ponderaccedilatildeo dos fatores (avaliaccedilatildeo de pesos para os criteacuterios)
De acordo com Calijuri (2008) a ponderaccedilatildeo eacute um indicativo da importacircncia relativa
dos fatores e um regulador de compensaccedilatildeo entre eles O grau em que um fator pode
compensar outro eacute determinado por seu fator ou compensaccedilatildeo de peso
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61
Tabela 1 - Normalizaccedilatildeo das classes usos do solo Fonte Autores
Legenda Valores Atribuiacutedos
Lagoas-Lagos-Represas 0
Casas Rurais 0
Vilarejos 0
Depoacutesitos 0
Zona Urbana 0
Floresta 25
Agricultura 200
Pastagem 255
Dessa forma os valores de aptidatildeo foram atribuiacutedos baseados em conhecimento
empiacuterico e tambeacutem em trabalhos de outros autores como Calijuri et al (2002) Barros e
Marques (2007) Mercante e Antunes (2010) Pinto (2010) Silva et al (2010) Benda et al
(2012)
Assim como nos trabalhos de Calijuri et al (2002) Corseuil e Campos (2007) Calijuri
(2008) Mercante e Antunes (2010) e Benda et al (2012) posteriormente a padronizaccedilatildeo dos
fatores para a escala de 0 a 255 os pesos finais satildeo estimados por meio do Processo de
Hierarquizaccedilatildeo Analiacutetico (AHP) aplicado agrave matriz de comparaccedilatildeo par-a-par utilizando o
meacutetodo apresentado por Saaty (1980) e Clark Labs (2006) este meacutetodo permite estabelecer
pesos a cada fator segundo sua relevacircncia que foi priorizada conforme seu grau de
importacircncia para a anaacutelise ou seja os pesos dos fatores satildeo atribuiacutedos especificamente a cada
fator dando a importacircncia relativa de cada um em relaccedilatildeo aos outros (MERCANTE e
ANTUNES 2010) atribuindo pesos diferenciados no processo final de decisatildeo
Nesse julgamento fez-se o uso da escala de comparadores proposta por Saaty (1977)
que pode ser vista no Quadro 1
Quadro 1 - Escala de valores Fonte Modificado de Saaty (1977)
Intensidade relativa
de importacircncia
Definiccedilatildeo Explicaccedilatildeo
1 Igual importacircncia Importacircncia igual dos dois criteacuterios
para o objetivo
3 Menor importacircncia de
um sobre o outro
Um dos criteacuterios eacute levemente mais
favoraacutevel do que o outro
5 Essencial ou forte Um dos criteacuterios eacute consideravelmente
mais favoraacutevel do que outro
7 Importacircncia muito
grande
A importacircncia de um criteacuterio sobre o
outro eacute evidentemente muito maior
9 Importacircncia absoluta Quando um meio-termo eacute necessaacuterio
Considerando a escala de Saaty fez-se a comparaccedilatildeo entre os fatores utilizados
conforme podem ser vistos na Tabela 2 Onde o fator Declividade do terreno eacute levemente
mais favoraacutevel do que o fator Distacircncia dos Rios O fator Uso dos Solos eacute consideravelmente
mais favoraacutevel que o fator o Distacircncia dos Rios e levemente mais favoraacutevel do que o fator
Declividade do terreno
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
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Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo dos criteacuterios escalonados (fatores) Fonte Autores
Fatores Distacircncia dos
Rios
Declividade do
terreno
Uso dos
Solos
Distacircncia dos Rios 1
Declividade do terrreno 3 1
Uso dos Solos 5 3 1
Para criaccedilatildeo da matriz de ponderaccedilatildeo foram considerados como ordem de importacircncia
dos fatores Distacircncia dos Rios a Declividade do Terreno e o Uso dos Solos Dessa forma
obtiveram-se os pesos que consideram o quanto determinado fator interfere na anaacutelise (Tabela
3)
Tabela 2 - Resultado final dos pesos calculados para os fatores Fonte Autores
Fator Peso
Distacircncia dos Rios 010
Declividade do
terreno
026
Uso dos Solos 064
bull Combinaccedilatildeo linear ponderada
Depois de determinado os pesos dos criteacuterios que foram utilizados neste estudo foi
necessaacuterio agrave junccedilatildeo dos dados para obtenccedilatildeo do mapa final de adequabilidade
Com esta finalidade os mapas de cada fator foram combinados pelo meacutetodo da
combinaccedilatildeo linear ponderada onde multiplicou-se os mapas de adequabilidade de cada fator
por seu peso especiacutefico posteriormente fez-se o somatoacuterio de todos estes fatores obtendo-se
um valor final da aacuterea com sua adequabilidade (BENDA et al 2012)
Devido agrave utilizaccedilatildeo de mapas de restriccedilotildees neste estudo (booleanos) o procedimento
foi modificado e multiplicou-se a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo dos
fatores pelo produto das restriccedilotildees
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
As informaccedilotildees geradas nos mapas de restriccedilotildees e fatores subsidiam a discussatildeo que
leva a interpretaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos mapas finais verificando-se assim como cada restriccedilatildeo e
fator afetou a anaacutelise final
Os mapas temaacuteticos mostram agraves aacutereas apropriadas a implementaccedilatildeo ao contorno
viaacuterio sendo algumas aacutereas de exclusatildeo (restriccedilotildees) e outras com valores de adequabilidade
(fatores)
As exclusotildees consideradas satildeo criteacuterios associados ao ordenamento do territoacuterio em
termos de ocupaccedilatildeo humana os mapas de exclusatildeo de aacutereas Restriccedilatildeo Casa Rurais e
Depoacutesitos Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas e Restriccedilatildeo Rios exibindo aacutereas aptas (classe 1) e
inaptas (classe 0) ao empreendimento
Assim como no trabalho de Mercante et al (2005) a relevacircncia do uso dos solos e
declividade do terreno na anaacutelise tem uma influecircncia direta no trajeto da rodovia refletindo
na preservaccedilatildeo teacutecnica e econocircmica do empreendimento levando em consideraccedilatildeo as aacutereas
mais planas do terreno e as aacutereas de pastagem
As justificativas adotadas para as ponderaccedilotildees foram tratadas da seguinte maneira
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63
O Fator Declividade do terreno eacute moderadamente mais importante do que o fator Distacircncia
dos Rios pois o escoamento de um rio depende da declividade dos canais fluviais
O Fator Uso dos Solos eacute muito fortemente mais importante que o fator o Distacircncia dos
Rios uma vez que o manejo da rodovia nas proximidades do rio eacute mais faacutecil que a
desocupaccedilatildeo das aacutereas urbanizadas
O Fator Uso dos Solos eacute moderadamente mais importante do que o fator Declividade
do terreno uma vez que eacute mais econocircmico aplainar um terreno que locomover a populaccedilatildeo de
local
O valor da razatildeo de consistecircncia entre os pesos ponderados dos fatores foi de 003
neste caso a matriz de julgamento estaacute consistente o que torna os pesos calculados para este
modelo aceitaacuteveis visto que para os valores de razatildeo de consistecircncia inferiores a 010 natildeo
necessitam de reavaliaccedilatildeo (EASTMAN 1999)
Com o resultado dos fatores ponderados obtidos e as restriccedilotildees foi possiacutevel realizar a
avaliaccedilatildeo de muacuteltiplos criteacuterios e obter o mapa final de adequabilidade (Figura 4) com valores
variando de 0 a 255 estes valores representam o grau de aptidatildeo ou seja a adequabilidade
das aacutereas agrave realocaccedilatildeo da BR-101 e natildeo se agraves aacutereas satildeo aptas ou inaptas onde 0 identifica
aacutereas inaptas ao empreendimento e 255 as mais aptas possibilitando a escolha dos locais
dentro da aacuterea mais apto que merecem um estudo detalhado com o mapeamento geoloacutegico
Ao analisar o mapa final observa-se a influecircncia tanto das restriccedilotildees quanto dos fatores
no mapa final Os mapas de restriccedilotildees inibindo as aacutereas consideradas inaptas de quaisquer
graus de adequabilidade ou seja estabelecendo aptidatildeo 0 a estas aacutereas e os fatores atribuindo
graus de adequabilidade no mapa Entre os fatores foi observado que o fator Uso do Solo
apresenta uma maior importacircncia em relaccedilatildeo aos fatores declividade e rios o que se
caracteriza nos pesos obtidos durante o processo de comparaccedilatildeo Percebe-se ainda que neste
mapa final poucas aacutereas com baixa aptidatildeo satildeo encontradas
Nas regiotildees proacuteximas ao atual traccedilado da rodovia bem como na parte inferior desta
percebe-se aacutereas de maior adequabilidade isso se daacute principalmente pela influecircncia do Fator
Uso dos Solos e a Declividade do Terreno pois o estudo levou em consideraccedilatildeo valores de
menores custos como aacutereas de pastagens e menos declivosas e que atendessem normas da
legislaccedilatildeo brasileira Ainda foi possiacutevel constatar que a anaacutelise por muacuteltiplos criteacuterios foi
bastante influenciada pelo uso do solo poreacutem a declividade e os rios satildeo fatores
fundamentais no contorno viaacuterio pois refletem um menor ou maior custo do empreendimento
Em seu trabalho Mercante et al (2005) priorizaram os custos do empreendimento de
um gasoduto e obteve como resposta as aacutereas menos declivosas e aacutereas ocupadas por
pastagem que barateariam o custo de desapropriaccedilatildeo
Benda et al (2012) em seu estudo apresentaram uma imagem final de adequabilidade
utilizando anaacutelise multicriteacuterio - fatores e restriccedilotildees Posteriormente ela limitou as aacutereas que
poderiam ser usadas para ocupaccedilatildeo com aterros controlados considerando adequabilidade
maior que 220 e aacuterea miacutenima de 20 hectares desta forma ela obteve uma aacuterea mais apropriada
dentre suas restriccedilotildees e fatores apresentados
Francisco et al (2007) em seu trabalho sobre prioridades para recuperaccedilatildeo de Aacutereas de
Preservaccedilatildeo Permanente fizeram a aplicaccedilatildeo de dois meacutetodos de anaacutelise multicriteacuterio Os dois
meacutetodos apresentaram resultados diferentes Um dos meacutetodos apresentou uma maior extensatildeo
de aacuterea com alta prioridade de recuperaccedilatildeo enquanto o outro apresentou aacutereas maiores com
baixa prioridade de meios de recuperaccedilatildeo Os usos das terras com prioridades mais altas em
ambos os meacutetodos eram de solo nu e cultura anual
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
64
MAPA FINAL DA ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO
O mapa final de adequabilidade (Figura 4) resultado da anaacutelise multicriteacuterio mostra
como aacuterea adequada agrave realocaccedilatildeo da BR-101 a sua porccedilatildeo de aacuterea inferior a localizaccedilatildeo atual
da rodovia Esta regiatildeo possui uma menor declividade pouca interferecircncia dos rios e uma
relaccedilatildeo de uso do solo mais adequada agrave implantaccedilatildeo do empreendimento
E considerando aspectos sociais e urbanos um novo traccedilado torna-se mais favoraacutevel
quando considera o fluxo ideal de veiacuteculos e pessoas aleacutem da seguranccedila do cidadatildeo que mora
no centro urbano do municiacutepio de Iconha
Figura 4 - Mapa final de adequabilidade com o uso da anaacutelise multicriteacuterio - fatores e
restriccedilotildees Fonte Autores
CONCLUSAtildeO
Com base na anaacutelise dos dados e interpretaccedilatildeo dos resultados obtidos a partir do que
foi proposto e das condiccedilotildees especiacuteficas deste trabalho conclui-se que
O uso da anaacutelise multicriteacuterio utilizando agrave loacutegica fuzzy retrata resultados mais
proacuteximos a realidade quando comparados com o zoneamento booleano por natildeo considerar
mudanccedilas abruptas
Os mapas de adequabilidades obtidos natildeo caracterizam aacutereas aptas ou inaptas mas
representam uma superfiacutecie de adequabilidade onde possuem valores de 0 (menos apto) a 255
(mais apto)
A anaacutelise multicriteacuterio por ser subjetiva pode definir diversos cenaacuterios dependente
da normalizaccedilatildeo e ponderaccedilatildeo usadas e deve ser utilizada de forma criteriosa a fim de natildeo
inserir erros na anaacutelise
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65
Com o mapa de aptidatildeo final pode-se selecionar algumas aacutereas adequadas agrave
implantaccedilatildeo do contorno viaacuterio o que varia de acordo com o valor das variaacuteveis encontradas
Utilizando-se do mapa de adequabilidade como guia a parte inferior do mapa (Figura
4) eacute uma ampla aacuterea de alternativas possiacuteveis para a instalaccedilatildeo da nova rota da BR-101
Os resultados obtidos neste trabalho revelam as potencialidades do SIG na tomada de
decisatildeo no processo de avaliaccedilatildeo e seleccedilatildeo de aacutereas
Com a intenccedilatildeo de um melhor entendimento da aacuterea para a realocaccedilatildeo da BR-101 estudos
mais especiacuteficos podem ser realizados
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
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sup3 Campus Caccedilapava do Sul da Universidade Federal do Pampa Caccedilapava do Sul RS 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
71
Capiacutetulo 5
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite
Landsat 5
Marx Engel Martinssup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Felipe Guadagninsup3 Carlos Henrique
Rodrigues de Oliveira4
INTRODUCcedilAtildeO
Anaacutelises multitemporais satildeo importantes ferramentas para anaacutelise ambiental devido agrave
constacircncia no imageamento dos sateacutelites e sua relativa precisatildeo nas informaccedilotildees obtidas pelos
mesmos principalmente em objetos de estudos de grande porte como rios que percorrem
mais de um estado Ao longo do tempo eles passam por alteraccedilotildees em sua dinacircmica
naturalmente no entanto os seres humanos estatildeo cada dia a interferir mais nos cursos drsquoaacutegua
atividades como agricultura e pecuaacuteria satildeo grandes causadoras de impactos em tais ambientes
mas natildeo as uacutenicas
A necessidade por energia da sociedade contemporacircnea aumenta tanto quanto cresce a
populaccedilatildeo e seu acesso equipamentos eletrocircnicos que tornam a vida mais faacutecil
No Brasil a principal fonte de energia satildeo as hidreleacutetricas sendo 6488 de toda
capacidade brasileira em operaccedilatildeo e 223 e 2477 respectivamente em construccedilatildeo e
construccedilatildeo natildeo iniciados dos novos empreendimentos em energia no paiacutes seratildeo atraveacutes de
barragens em rios (ANEEL 2007) o rio Doce passou por uma intervenccedilatildeo em seu curso
iniciada no ano de 2001 em que se construiu uma dessas usinas com o nome da cidade em
que foi construiacuteda Aimoreacutes na divisa entre Espiacuterito Santo e Minas Gerais (CICCARONE et
al 2012)
Autores como COELHO 2007 analisaram o rio Doce em aspectos socioambientais
como crescimento e dinacircmica populacional industrial atividades econocircmicas entre outros
O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) disponibiliza uma vasta seacuterie de
imagens de alguns sateacutelites dentre eles o Landsat 5 lanccedilado em 1ordm de marccedilo de 1984 com
resoluccedilatildeo espacial de 30m captando diversos comprimentos de onda da luz que vatildeo desde o
visiacutevel ao infra-vermelho proacuteximo e orbita todo o globo a cada 16 dias (USGS 2017) Devido
essas caracteriacutesticas foi escolhido para analisar os impactos causados pela construccedilatildeo da
Hidreleacutetrica de Aimoreacutes
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
A aacuterea delimitada para o enfoque do trabalho se situa na
zona 24Sul da projeccedilatildeo transversa de Mercator no datum SIRGAS 2000 com as
coordenadas dos veacutertices sendo 276405 E (m) e 7889561 N (m) 276405 E (m) e 7823450
N(m) 425511 E (m) e 7823450 N (m) 425511 E (m) e 7889561 N (m) (Figura 1)
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
72
Figura 1 - Rio Doce com enfoque para a parte espirito santense Fonte Adaptado de
GEOBASES 2002
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
O rio Doce eacute objeto de estudo por geoacutelogos desde 1825 quando se tentou por parte do
governo da entatildeo Capitania de Minas Gerais realizar um projeto de navegabilidade do Rio
onde geoacutelogos acompanhavam as expediccedilotildees de comeacutercio que incursavam o Rio em procura
de recursos minerais principalmente ouro e outros metais (ESPINDOLA 2007)
Segundo a EMBRAPA (2011) encontram-se na aacuterea de estudo os seguintes tipos de
solos Cambissolos Haacuteplicos Latossolos Amarelos Distroacuteficos Latossolos Vermelho-
Amarelos Distroacuteficos Argissolos Amarelos Distroacuteficos Argissolos Vermelhos Eutroacuteficos
Neossolos Quartzarenicos Hidromoacuterifcos aleacutem de serem encontrados afloramentos rochosos
com manto de alteraccedilatildeo
Tais solos estatildeo distribuiacutedos em um contexto geomorfoloacutegico que varia de maciccedilos
plutocircnicos na parte oeste seguidos por uma faixa de dobramentos remobilizadas que satildeo
rochas metamoacuterficas de alto grau e por fim os depoacutesitos sedimentares recentes que vatildeo ateacute a
costa (IJSN 2007)
O clima predominante na aacuterea eacute o Tropical Quente Uacutemido com um a trecircs meses secos
tambeacutem ocorrendo na porccedilatildeo oeste proacuteximo agrave divisa com Minas Gerais o semi-uacutemido com
quatro a cinco meses seco com meacutedia de temperatura anual maior que 18deg Celsius e
localizadamente na porccedilatildeo sul o Tropical Subquente Uacutemido com quatro a cinco meses secos
(IBGE 2002)
O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave
distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais
Pincipalmente estas uacuteltimas ao qual se englobam os sateacutelites dentre eles a seacuterie Landsat
Tais dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
73
de onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos Seus sensores
acoplados captam sete bandas espectrais (FIGUEIREDO 2005)
Tais bandas podem ser associadas aos canais RGB (vermelho verde e azul) para o
realce de alguma feiccedilatildeo especiacutefica que tenha seu comportamento conhecido em determinado
espectro da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica o que eacute chamado de composiccedilatildeo colorida O sensor TM
do sateacutelite Landsat e suas 7 bandas captam as radiaccedilotildees do visiacutevel ao infravermelho distante
(a banda 1 capta o comprimento de 0485 microm e a banda 7 capta o de 2215 microm) (Figura 2)
(PERROTTA 2005)
Figura 2 - Radiaccedilotildees do Espectro Eletromagneacutetico Fonte SBFISICA (2010)
Segundo o INPE (2011) para combinaccedilatildeo no sistema RGB das bandas do sensor TM e
obtenccedilatildeo de imagens coloridas as seguintes feiccedilotildees satildeo realccediladas por cada composiccedilatildeo
ldquoBandas 3 2 e 1 imagens em cor natural com boa penetraccedilatildeo na aacutegua realccedilando as
correntes a turbidez e os sedimentos A vegetaccedilatildeo aparece em tonalidades esverdeadas
Bandas 4 3 e 2 define melhor os limites entre o solo e a aacutegua ainda mantendo algum detalhe
em aacuteguas pouco profundas e mostrando as diferenccedilas na vegetaccedilatildeo que aparece em
tonalidades de vermelho Bandas 5 4 e 3 mostra mais claramente os limites entre o solo e a
aacutegua com a vegetaccedilatildeo mais discriminada aparecendo em tonalidades de verde e rosa
Bandas 7 4 e 2 mostra a vegetaccedilatildeo em tons verdes e permite discriminar a umidade tanto na
vegetaccedilatildeo como no solordquo
MORAIS (2008) realizou um estudo em que analisaram uma seacuterie temporal de
imagens Landsat 5 para verificar as alteraccedilotildees da dinacircmica fluvial do rio Araguaia no Centro-
Oeste brasileiro neste estudo foi utilizada a composiccedilatildeo RGB-543 do sensor TM para
verificar a evoluccedilatildeo do canal com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da evoluccedilatildeo
da vegetaccedilatildeo na aacuterea Neste estudo ele separou o rio em zonas de acordo com vaacuterios fatores
bioacuteticos e abioacuteticos no entanto a classificaccedilatildeo final se deu de acordo com os processos
sedimentares estudando a variaccedilatildeo da deposiccedilatildeo e erosatildeo de ilhas em um rio meandrante
MAIA et al (2006) formularam um guia para estudos de manguezais do Nordeste em
que definiram o uso da mesma composiccedilatildeo utilizada por Morais para zoneamento de uso e
ocupaccedilatildeo de solo em que tinham o propoacutesito de observar diferentes feiccedilotildees geograacuteficas
antropizadas que aparecem na coloraccedilatildeo rosa tais feiccedilotildees satildeo lotes e aacutereas urbanas e corpos
de aacutegua que aparecem em azul claro quando rasos e vatildeo ficando escuros de acordo com o
aumento da sua profundidade
Em uma cena um mesmo alvo mostra diferentes comportamentos espectrais para as
diferentes bandas captadas pelos sensores (ZAKI et al 1995) e para que se consiga
interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-processamento entre elas
podemos citar o georreferenciamento e o contraste
O georreferenciamento das imagens se daacute atraveacutes de comparaccedilatildeo por exemplo uma
base cartograacutefica pontos de controle obtidos com um equipamento GPS ou uma outra
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
74
imagem previamente corrigida aplicando-se alguma teacutecnica de registro de imagem em que se
observa uma feiccedilatildeo e utilizam-se suas coordenadas para as mesmas feiccedilotildees na imagem que se
deseja georreferenciar por exemplo corpos drsquoaacutegua cruzamentos de ruas ou entatildeo qualquer
feiccedilatildeo que seja possiacutevel de se observar (CAMPBELL 2002)
O contraste que consiste em melhorar a visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons
de cinza utilizando-se de funccedilotildees lineares ou natildeo que modificam o histograma original
convertendo-o em outro que manteacutem a mesma variaccedilatildeo entre os tons de cinza no entanto com
um niacutevel de melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al 1984)
Apoacutes o preacute-processamento das imagens foi feita a composiccedilatildeo colorida pois a
distinccedilatildeo entre cores eacute mais faacutecil do que entre tons de cinza por isso atribui-se a cada banda
da imagem uma cor no sistema RGB para as feiccedilotildees captadas em cada banda sejam
evidenciadas por seus respectivos canais (MOHAMED 2012)
Os rios como exemplo de ambiente aquaacutetico satildeo reconhecidos pelos tipos de seus
canais que satildeo usualmente divididos em quatro principais tipos retiliacuteneos meandrantes
entrelaccedilado e anastomosado sendo divididos pela sua sinuosidade os retiliacuteneos satildeo os mais
retos os meandrantes os mais sinuosos e com barras de acumulaccedilatildeo de sedimentos em um
lado e deposiccedilatildeo em outro os entrelaccedilados possuem acumulaccedilotildees no meio e satildeo pouco
sinuosos jaacute os anastomosados conteacutem barras que os dividem e depois destas barras eles
voltam a se encontrar Essas formas satildeo padrotildees no entanto podem ser observadas
formas intermediaacuterias entre estes tipos (MENDES 1984)
Para DELLA FAacuteVERA (2001) os depoacutesitos de rios conteacutem variaccedilotildees de acordo com
o regime de fluxo sendo que ora podem ter gratildeos grossos ora gratildeos finos independente do
tipo de rio e satildeo na maioria das vezes transportados por meio de traccedilatildeo entre as partiacuteculas No
rio Doce a grande maioria dos depoacutesitos eacute da fraccedilatildeo areia a cascalho contendo
minoritariamente gratildeos na fraccedilatildeo silte
Nesse contexto MELLO et al (2005a e 2005b) e HATUSHIKA et al (2007)
realizaram estudos no rio Doce e perceberam que as mudanccedilas no curso do rio satildeo causadas
por uma neotectocircnica o que explica as mudanccedilas no curso do rio e a formaccedilatildeo do sistema de
lagos adjacente principalmente na cidade de Linhares-ES Realizaram inclusive um estudo
geofiacutesico de alta resoluccedilatildeo no maior dos lagos da regiatildeo a lagoa Juparanatilde e dataram que os
depoacutesitos desse lago satildeo iniciados a partir de 9000 anos indicando que este lago eacute um antigo
canal do rio Doce que foi alterado devido um sistema tectocircnico extensional com direccedilatildeo NW-
SE que gerou esta alteraccedilatildeo abrupta no curso do mesmo sendo assim possiacutevel encontrar
sedimentos arenosos neste rio com grande sinuosidade
O movimento das partiacuteculas de qualquer tamanho em um fluido se daacute por trecircs
mecanismos rolamento saltaccedilatildeo e suspensatildeo Em baixas velocidades de corrente apenas
partiacuteculas finas e de baixa densidade podem ser carregadas em suspensatildeo ainda nesse
regime as que estejam na fraccedilatildeo areia se movem por rolamento ou por saltaccedilatildeo minerais
placoacuteides como micas flutuam mais devido agrave sua alta superfiacutecie e demoram mais para
depositar Com um pequeno incremento da velocidade todas as variaccedilotildees de silte e algumas
de areia podem ser mantidas em suspensatildeo gracircnulos e seixos pequenos se movem por
saltaccedilatildeo e material mais grosso por rolamento Tais processos satildeo os mesmos na aacutegua e no
ar no entanto devido agrave massa e a viscosidade da aacutegua serem maiores nela satildeo mais efetivos
necessitando de menor velocidade nesta do que no ar A faixa em que ocorre erosatildeo e
deposiccedilatildeo de sedimentos relativos agrave velocidade do fluxo altura da coluna drsquoaacutegua e
o tamanho de gratildeo (NICHOLS 2007)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
75
METODOLOGIA
Para realizaccedilatildeo do trabalho foi necessaacuteria a obtenccedilatildeo das imagens do sensor TM do
sateacutelite Landsat 5 nas oacuterbitas 215 e 216 nos pontos 73 e 74 Tais imagens estatildeo disponiacuteveis
gratuitamente no endereccedilo eletrocircnico do INPE Para que se possa descarregar as imagens eacute
necessaacuterio efetuar um cadastro junto ao site (httpwwwdgiinpebrCDSR) e escolher as
oacuterbitas e os pontos que satildeo desejados apoacutes isso faz-se o pedido e as imagens satildeo
disponibilizadas no email cadastrado com as sete bandas disponiacuteveis
Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem de
distintas estaccedilotildees do ano para que houvesse alternacircncia entre o periacuteodo de seca e de chuva
pois assim seria possiacutevel observar as variaccedilotildees extremas da dinacircmica fluvial O Quadro 1
mostra as imagens que melhor se encaixaram nesse perfil durante o periacuteodo analisado que eacute
antes da construccedilatildeo da Hidreleacutetrica de Aimoreacutes e depois de sua construccedilatildeo no total foram
obtidas trinta e seis imagens que foram utilizadas para compor nove cenas destas foram
utilizadas trecircs bandas de cada (5 4 e 3)
Quadro 1 - Descriccedilatildeo das caracteriacutesticas das imagens de sateacutelite utilizadas Fonte
Autores
Cena 1
Cena 2
Cena 3
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
21673 15022001
21673 11092001
21673 13062003
21674 15022001
21674 11092001
21674 13062003
21573 08022001
21573 19082001
21573 22062003
21574 08022001
21574 19082001
21574 22062003
Cena 4
Cena 5
Cena 6
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
21673 19102003
21673 23072006
21673 20032007
21674 19102003
21674 23072006
21674 05042007
21573 10092003
21573 14062006
21573 13032007
21574 10092003
21574 14062006
21574 29032007
Cena 7
Cena 8
Cena 9
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
21673 27082007
21673 12052009
21673 21072011
21674 27082007
21674 12052009
21674 21072011
21573 20082007
21573 19042009
21573 30072011
21574 20082007
21574 19042009
21574 30072011
As imagens depois de descarregadas necessitaram que fosse realizado seu preacute-
processamento em ambiente de Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu
em georreferenciaacute-las utilizando como paracircmetro de comparaccedilatildeo as ortofotos do IEMA
(2007) aplicaccedilatildeo de contraste linear aumentando linearmente os tons de cinza no entanto
mantendo a proporccedilatildeo original Este procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5
4 e 3 para todas as nove cenas
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
76
Foram utilizadas as imagens preacute-processadas com seus tons de cinza individualmente
realccedilados para entatildeo ser feita a composiccedilatildeo colorida RGB (543) Segundo Florenzano (2008)
essa composiccedilatildeo colorida realccedila corpos drsquoaacutegua com baixa e alta carga sedimentar suspensa
ficando estes com coloraccedilatildeo azul escuro e azul claro respectivamente
Cada banda realccedila uma feiccedilatildeo especiacutefica sendo que a para o sensor utilizado a banda
3 oferece boa resposta com corpos drsquoaacutegua e evidencia caracteriacutesticas como o teor de
sedimentos presentes neles ou suas profundidades sendo maior a reflectacircncia para alta carga
sedimentar e maiores profundidades
Foram observados nas imagens os locais em que haviam barras de acumulaccedilotildees de
sedimentos ao longo do curso do rio (Figura 3) A partir dessas imagens foi realizado o
trabalho de campo entre os dias 03 e 06 de julho de 2013 onde foram coletados 12
testemunhos com um metro de profundidade e diacircmetro de 60 mm cada com o intuito de
fazer a anaacutelise textural dos sedimentos para avaliar o potencial de transporte sedimentar do
rio apoacutes a construccedilatildeo da barragem da Usina Hidreleacutetrica de Aimoreacutes Foram marcados os
locais com equipamento GPS de navegaccedilatildeo da marca Garminreg o percurso foi feito em
veiacuteculo da UFES
O processo de amostragem em campo (Figura 4A B C D E e F) consistiu em inserir
os tubos nos sedimentos com auxiacutelio de uma marreta e posteriormente retiraacute-lo com auxiacutelio de
duas abraccediladeiras de metal contendo quatro parafusos que as prendiam e facilitava a retirada
Tal processo foi dificultado devido ao fato dos sedimentos em alguns pontos estarem com
alto teor de umidade Depois de retirados os tubos eram identificados e lacrados com tampas
tal teacutecnica eacute similar no entanto mais simples que a utilizada por MARTIN et al(1995)
Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de
sedimentologia da UFES onde foram preparadas para as seguintes anaacutelises textural
granulomeacutetrica e mineraloacutegica
O primeiro passo foi abrir os tubos sem danificar ou perder o material contido em seu
interior (Figura 5A e B)
Apoacutes abertos os tubos foram deixados um dia expostos ao sol para que fossem
previamente secos para posterior anaacutelise textural preliminar que implicou na observaccedilatildeo do
grau de arredondamento dos sedimentos feita utilizando uma lupa binocular Coleman em
toda a seccedilatildeo amostrada misturando-se parte dos sedimentos e colocando-os em uma placa
petri
Os sedimentos foram passados por um quarteador para homogeneizaccedilatildeo da amostra e
obtidos no miacutenimo cinquenta gramas de amostra pois segundo FOLK (1980) eacute o miacutenimo
necessaacuterio para anaacutelise de sedimentos na fraccedilatildeo areia ou superior E colocados em uma placa
petri utilizando-se uma placa para cada amostra pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo de
dois diacutegitos foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada
placa e colocados na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24
horas Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados
durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz em agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de
peneiras de malhas 4760 2000 1410 500 250 125 74 37 microm
Entatildeo as fraccedilotildees dos sedimentos retidos em cada peneira foram pesadas para posterior
processamento no software Gradistat (Blott e Pye 2001) Este software eacute uma macro feita no
Excelreg para suiacutete de aplicativos Officereg da Microsoftreg ou compatiacuteveis que ao se inserir os
pesos obtidos calcula alguns paracircmetros texturais como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo
assimetria e curtose usando os paracircmetros definidos por FOLK E WARD (1957)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
77
Figura 3 - Pontos onde houve visitaccedilatildeo em alguns natildeo foi possiacutevel realizar amostragem Fonte Modificado de GEOBASES 2002
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
78
Figura 4 - Processo de amostragem em campo A ndash Equipamentos utilizados B ndash Inserccedilatildeo e
identificaccedilatildeo dos tubos C ndash Teacutermino da inserccedilatildeo D ndash Retirada da amostra E ndash Abertura das
abraccediladeiras F ndash Finalizaccedilatildeo do processo de abertura Fonte Autores
Figura 5 - Corte dos tubos utilizando uma serra eleacutetrica com disco diamantado A - Processo
de corte e B - Tubo cortado Fonte Autores
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
79
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Depois de processadas e analisadas as imagens orbitais delimitou-se oito segmentos
do rio (Figura 6) em que foram feitos recortes nas nove imagens e colocadas lado a lado para
melhor visualizaccedilatildeo das mudanccedilas no curso ao longo do periacuteodo analisado
Nas imagens eacute possiacutevel observar as variaccedilotildees sazonais ao qual o rio eacute submetido no
trecho estudado onde em determinadas eacutepocas do ano ele expotildee as barras de acumulaccedilatildeo e
em outras ele as afoga isso devido agrave sazonalidade natural das estaccedilotildees mais e menos
chuvosas em seu percurso
Para cada segmento foi realizado um mosaico com as nove imagens da seacuterie temporal
No mosaico as imagens estatildeo numeradas de um a nove como numa matriz de trecircs
linhas por trecircs colunas nesta a numeraccedilatildeo cresce da esquerda para direita sendo as imagens
de um a trecircs na primeira linha de quatro a seis na segunda e por fim de sete a nove na
terceira sendo as datas das imagens fevereiro de 2001 Agosto e Setembro de 2001 junho de
2003 setembro e outubro de 2003 junho de 2006 marccedilo de 2007 outubro de 2007 abril e
maio de 2009 e julho de 2011 respectivamente
Em algumas imagens a cobertura de nuvens eacute excessiva e impede uma boa
visualizaccedilatildeo das variaccedilotildees ocorridas
Figura 6 - Mapa de localizaccedilatildeo das imagens da seacuterie temporal sobrepondo relevo
sombreado recursos hiacutedricos e pontos coletados Fonte Modificado de GEOBASES (2002) e
USGS (2011)
Os segmentos em que satildeo observadas maiores mudanccedilas no curso do rio satildeo
respectivamente ldquoArdquo e ldquoHrdquo
No primeiro estaacute localizada a barragem da hidreleacutetrica e o desvio construiacutedo no curso
do rio um canal de grande porte que eacute possiacutevel ser visualizada sua construccedilatildeo desde o iniacutecio
em 2001 que em 2006 ele jaacute estava com fluxo sedimentar a usina jaacute operava nesta eacutepoca
Nas subimagens A1 A3 A6 e A8 eacute possiacutevel observar uma coloraccedilatildeo azul mais clara no curso
do rio fato devido agrave corresponderem ao periacuteodo de maior pluviosidade e consequente maior
carga sedimentar suspensa (Figura 7)
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
80
No segundo observa-se uma estrutura que segue o curso do rio e quando este faz a
curva para sul ele continua para leste (seta nas imagens H1 a H9 da figura 8) um pouco a
norte do ponto XII com exceccedilatildeo das imagens H4 e H5 o que parece ser um paleocanal que
desembocava no mar apresentando a mesma resposta espectral de aacutereas de margem que satildeo
tomadas pela vegetaccedilatildeo (cor verde clara)
A imagem H1 apresenta poucas acumulaccedilotildees de sedimentos no local em que foi
marcado o ponto XII aparentemente natildeo eacute possiacutevel de ser acessado pela margem Na imagem
H2 satildeo exibidos muitos bancos de areia o do local onde foi marcado o ponto XII tem pequena
extensatildeo Nota-se ainda que o mar exibe uma coloraccedilatildeo azul clara indicando carga
sedimentar suspensa
A imagem H3 conteacutem uma grande acumulaccedilatildeo no ponto XII e carga suspensa
intermediaacuteria pelo tom de azul natildeo ser tatildeo escuro nem tatildeo claro ficando mais escuro em
direccedilatildeo ao mar
Na parte visiacutevel da imagem H5 percebe-se pouca profundidade do canal indicada pela
cor azul escuro com barras de sedimentos no curso e baixa carga suspensa A imagem H6
exibe a barra lateral e com dimensatildeo reduzida no meio do rio natildeo eacute possiacutevel distinguir
acumulaccedilotildees sazonais apenas as ilhas vegetadas
A imagem H7 exibe acumulaccedilatildeo no ponto XII e pequenas barras ao longo do curso
aleacutem de baixa carga suspensa mostradas pela coloraccedilatildeo azul escuro A imagem H8 eacute de um
periacuteodo de cheia do rio no entanto eacute observado um pequeno banco de areia no local do ponto
XII
Nota-se que na imagem H9 a carga sedimentar no mar eacute maior que nas imagens
anteriores devido agrave pluma de sedimentos de cor azul clara e que aparentemente o rio estaacute
mais raso proacuteximo agrave desembocadura devido as barras no seu curso serem maiores que nos
anos anteriores Sendo a carga suspensa baixa e como o mar conteacutem uma pluma sedimentar
maior que nos anos anteriores o processo de transporte que pode estar ocorrendo
pode ser o de traccedilatildeo com posterior retrabalhamento
Todas as amostras foram obtidas a jusante da barragem da Usina Hidreleacutetrica de
Aimoreacutes Com a anaacutelise dos sedimentos de acordo com a metodologia citada anteriormente
foram obtidos os resultados que seratildeo expostos a seguir
O arredondamento observado nas amostras varia de anguloso a sub anguloso nas
amostras obtidas ateacute o ponto 8 os seguintes passam a apresentar o grau sub anguloso a
arredondado raramente bem arredondado A mineralogia apresentou predominacircncia de
quartzo variando entre 95 a 97 das amostras devido a este fato natildeo foram
caracterizados com detalhe os outros minerais que compunham as amostras sendo
observados micas muscovita biotita lepidolita granada epidoto e minerais ferrosos como
ilmenita e magnetita Tais minerais satildeo compatiacuteveis com as rochas da regiatildeo o que jaacute era
esperado
Os paracircmetros adotados para interpretaccedilatildeo dos dados foram os de FOLK E WARD
(1957) citados por BLOTT E PYE (2001) no software GRADISTAT pois satildeo formas
descritivas que se relacionam com as caracteriacutesticas dos sedimentos ao inveacutes de valores
numeacutericos obtidos puramente por caacutelculos matemaacuteticos O resultado das anaacutelises eacute o exibido
no Quadro 2
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
81
Figura 7 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a
hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)
Figura 8 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a
hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
82
Quadro 2 - Resultados obtidos a partir do software GRADISTAT Fonte Autores
Amostra Granulometria
Mediana Selecionamento Assimetria Curtose
I Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado Assimetria Negativa
Extremamente
Leptocuacutertica
II Areia Meacutedia
Moderadamente
Selecionado
Assimetria Muito
Negativa Leptocuacutertica
III Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado Assimetria Negativa Mesocuacutertica
IV Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado Assimetria Negativa
Extremamente
Leptocuacutertica
V Areia Grossa
Pouco
Selecionado
Assimetria Muito
Positiva Mesocuacutertica
VI Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Mesocuacutertica
VII Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado
Assimetria Muito
Positiva Paticuacutertica
VIII Areia Meacutedia
Moderadamente
Selecionado Simeacutetrico Platicuacutertica
IX Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica
X Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica
XI Areia Grossa
Pouco
Selecionado
Assimetria Muito
Positiva Leptocuacutertica
XII Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica
A assimetria eacute o grau de desvio de uma curva no sentido horizontal podendo esse
desvio ser positivo ou negativo medindo a distribuiccedilatildeo da frequecircncia e marca a posiccedilatildeo da
meacutedia em relaccedilatildeo agrave mediana descrevendo se a curva eacute ou natildeo simeacutetrica Sendo assimeacutetrica
pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado das fraccedilotildees grossas ou das finas
podendo ser negativa ou positiva respectivamente (TAVARES et al 2010)
Esse padratildeo de distribuiccedilatildeo das granulometrias areia meacutedia com assimetria negativa
ateacute a amostra IV indica que os depoacutesitos foram mais retrabalhados talvez porque se
encontram em porccedilotildees de acumulaccedilotildees de sedimentos com maior porte o que as torna
naturalmente mais retrabalhaacuteveis Jaacute os padrotildees das amostras pouco selecionadas satildeo
depoacutesitos de menores dimensotildees e podem estar em processo de formaccedilatildeo Ou entatildeo foram
erodidos no uacuteltimo pulso de cheia e estatildeo em processo de reformulaccedilatildeo Esse conceito eacute
explicado em NICHOLS (2007) sendo o padratildeo deposicional de um rio entrelaccedilado
A anaacutelise da curtose reforccedila tal argumento pois quanto mais platicuacuterticas as
distribuiccedilotildees os sedimentos tendem a ser misturas de populaccedilotildees diferentes e quando
leptocuacuterticas satildeo afetados por correntes de fundo ou algum evento deposicional que
removeu alguma fraccedilatildeo Os que estatildeo mesocuacuterticos natildeo fornecem consistecircncia para
afirmaccedilatildeo alguma assim como observado por Tavares et al(2010) em um contexto
semelhante
Proacuteximo a represa no ponto II observam-se gratildeos em fraccedilotildees denominadas por FOLK
E WARD (1957) como cascalho muito grosso sendo um ambiente de alta energia pois
quando as comportas satildeo abertas liberam toda energia potencial que estava acumulada
diminuindo gradativamente conforme vatildeo sendo fechadas causando a deposiccedilatildeo destes
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
83
sedimentos que tem o caraacuteter bem arredondado em sua maioria tal fato indica seu
retrabalhamento e transporte por rolamento
No ponto IV ao cavar poucos centiacutemetros a partir da superfiacutecie eacute possiacutevel observar
estratificaccedilatildeo cruzada de baixo acircngulo com um niacutevel de minerais pesados tornando-a mais
visiacutevel tal fato indica deposiccedilatildeo de material em suspensatildeo
Na cidade de Colatina observam-se largos bancos de areia que estreitam o rio no
ponto amostral VI
No bairro Bebedouro em Linhares Ponto IX foi observado na margem do rio um
padratildeo deengrossamento para o topo com seixos imbricados ou seja mostram-se aqui as
fraccedilotildeesmais finas na base e um evento que depositou estes sedimentos mais grosseiros por
traccedilatildeo devido ao seu imbricamento
Proacuteximo agrave foz do rio eacute encontrado um niacutevel de minerais pesados finos
Tais niacuteveis de finos satildeo encontrados junto com a amostra XII que predomina a
granulometria grossa o graacutefico da distribuiccedilatildeo nesta amostra tem assimetria positiva ou seja
a tendecircncia para fraccedilotildees menores Analisando o caraacuteter muito leptocuacutertico da amostra
evidencia-se que foram eventos deposicionais distintos que trouxeram tais sedimentos para
este local Fator indicativo das variaccedilotildees do gradiente energeacutetico do rio
CONCLUSAtildeO
As evidentes variaccedilotildees na dinacircmica fluvial do Doce satildeo visualizadas em diversas
escalas e conjunto de dados observados Seja nas imagens de sateacutelite seja nos bancos de areia
ora submersos ora emersos ainda quando se analisa as fraccedilotildees dos sedimentos presentes nos
mesmos
A maior presenccedila de sedimentos grosseiros na parte jusante do rio e sua tendecircncia a
afinar a fraccedilatildeo assimetria muito positiva eacute evidecircncia de uma perda de energia do rio que
devido sua alta energia tendia a carregar sedimentos mais grossos vem agora diminuindo seu
poder de transporte dessas fraccedilotildees e comeccedila a acumular material mais finoSeu caraacuteter de rio
entrelaccedilado anterior pode estar variando a um padratildeo anastomosado de menor energia
A construccedilatildeo de hidreleacutetricas em rios inegavelmente altera seus cursos A questatildeo a se
fazer nesse momento eacute a seguinte O dano causado ao rio gera benefiacutecios que compensa sua
degradaccedilatildeo A resposta eacute relativa gera benefiacutecios a quem Agraves empresas que lucram com a
venda da energia obviamente a resposta eacute sim Agrave populaccedilatildeo que depende e sempre dependeu
do rio para suas diversas atividades sejam quais forem a resposta evidentemente eacute natildeo
Esperamos que um dia a preservaccedilatildeo do meio ambiente seja a prioridade da sociedade ao
inveacutes dos lucros de alguns poucos indiviacuteduos
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MORAIS R P Estimativa da intensidade dos processos de remoccedilatildeo e remobilizaccedilatildeo de
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Belo Horizonte Anais VII Simpoacutesio Nacional de Geomorfologia SINAGEO e II Encontro
Latino-Americano de Geomorfologia Dinacircmica e Diversidade de Paisagens Belo Horizonte
EditoraTecArt 2008
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CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Cachoeiro de Itapemirim ES
sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES
sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da
Sauacutede Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
89
Capiacutetulo 6
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
Rafael de Oliveira Costasup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3 Carlos
Henrique Rodrigues de Oliveira4
INTRODUCcedilAtildeO
Podemos caracterizar as zonas costeiras com base na sua localizaccedilatildeo geograacutefica
continente oceano Estas satildeo regiotildees sujeitas a contiacutenuas alteraccedilotildees morfodinacircmicas e
apresentam grande variabilidade temporal e espacial em funccedilatildeo dos processos continentais e
marinhos Evidenciando a dinacircmica erosiva e deposicional caracterizada pela accedilatildeo das ondas
mareacutes correntes costeiras e tambeacutem a accedilatildeo fluvial (SILVA et al 2004)
Essas accedilotildees movimentam continuamente as linhas de costa muitas vezes na mesma
direccedilatildeo mas frequentemente em direccedilotildees opostas Como resultado a forma da linha de costa
sofre alteraccedilotildees (WILLIAMS et al 1992)
Ambientes costeiros associados agrave foz de rios estatildeo sujeitos a constantes alteraccedilotildees
morfodinacircmicas originados tanto por processos fluviais como marinhos Areias e outros
materiais satildeo movidos para a praia ou fora dela por correntes e ondas Com isso os
movimentos sazonais dos materiais costeiros criam usualmente amplas praias no veratildeo
substituiacutedas por estreitas praias no inverno em um verdadeiro ciclo anual Durante a accedilatildeo das
mareacutes de tempestades vaacuterias aacutereas podem ser inundadas em questatildeo de horas
Sendo assim conhecer os agentes que atuam na variaccedilatildeo morfodinacircmica levando em
consideraccedilatildeo o espaccedilo-tempo das diferentes regiotildees costeiras eacute de suma importacircncia
principalmente para esse estudo que eacute associado a desembocadura do rio pois dessa forma eacute
possiacutevel estabelecer cenaacuterios com base no comportamento desse ambiente que deve ser
utilizado como fator para o planejamento do uso e ocupaccedilatildeo do solo e tambeacutem para o
desenvolvimento de projetos de engenharia que venham a interferir na dinacircmica sedimentar
costeira (SILVA et al 2004)
Com base no exposto este trabalho tem como objeto de estudo principal a constituiccedilatildeo
e a variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo associado agrave foz do rio Itapemirim Este estudo
tem como base a anaacutelise histoacuterica das variaccedilotildees morfoloacutegicas ocorridas no local e sua relaccedilatildeo
com a descarga liacutequida do rio que seraacute feita por meio de anaacutelises de imagens em uma seacuterie
temporal Aleacutem de contar com a anaacutelise da atual contribuiccedilatildeo do aporte de sedimentos
fluviais na constituiccedilatildeo e variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo que seraacute feito por meio de
anaacutelise sedimentoloacutegicas
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
O Rio Itapemirim tem suas nascentes mais distantes localizadas na Serra do Caparaoacute
formadas pelos rios Braccedilo Norte Esquerdo e Braccedilo Norte Direito que se unem no municiacutepio
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
90
de Alegre Mais a jusante as aacuteguas do Itapemirim recebem contribuiccedilatildeo do rio Castelo no
distrito de Coutinho municiacutepio de Cachoeiro de Itapemirim O uacuteltimo grande afluente antes
da desembocadura no Oceano Atlacircntico eacute o Rio Muqui que junta-se ao Itapemirim no
municiacutepio de Itapemirim desaguando na altura de Marataiacutezes no Espiacuterito Santo
A aacuterea de trabalho localiza-se entre as coordenadas UTM E 308000 m e N 7682000
m E 320000 m e N 7682000 m E 320000 m e N 7672000 m E 308000 m e N 7672000
m (Figura 1)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo Fonte Autores
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL
SENSORIAMENTO REMOTO
O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave
distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais Tais
dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos de
onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos (FIGUEIREDO
2005) Um exemplo eacute o sateacutelite Landsat que utiliza os sensores instalados na oacuterbita e capta
sete bandas espectrais
Essas bandas podem estar associadas aos canais RGB (red - vermelho green - verde e
blue - azul) que satildeo utilizadas para obter um realce de uma determinada feiccedilatildeo formando a
composiccedilatildeo colorida De acordo com INPE (2011) no sistema RGB as bandas 5 4 e 3 do
sensor TM quando combinadas mostram mais claramente os limites entre o solo e a aacutegua
com a vegetaccedilatildeo natildeo tatildeo evidente aparecendo em tonalidades de verde e rosa
Em um estudo no rio Araguaia localizado na porccedilatildeo Centro-Oeste do Brasil Morais
(2008) analisou uma seacuterie temporal com imagens do Landsat 5 com o intuito de verificar a
alteraccedilatildeo da dinacircmica fluvial utilizando as bandas 5 4 e 3 do sensor TM e com isso pode
verificar a evoluccedilatildeo do canal do rio com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da
evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
91
PROCESSAMENTO E INTERPRETACcedilAtildeO DE IMAGENS
Para que se consiga interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-
processamento entre elas podemos citar o georreferenciamento e o contraste O contraste eacute
feito para que ocorra uma melhor visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons de cinza
atraveacutes da modificaccedilatildeo do histograma original formando outro que iraacute manter a mesma
variaccedilatildeo entre os tons de cinza poreacutem com uma melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al
1984)
O georreferenciamento eacute o processo de atribuir coordenadas geograacuteficas a pontos na
imagem ou vetor como por exemplo uma feiccedilatildeo de faacutecil observaccedilatildeo e identificaccedilatildeo nas duas
imagens e que tenha coordenada conhecida para se aplicar a teacutecnica de registro de imagem ou
ainda utilizando pontos de controle (CAMPBELL 2002)
MEacuteTODO GPR
O meacutetodo de radar de penetraccedilatildeo no solo (GPR) eacute um meacutetodo eletromagneacutetico que
consiste em obter uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie atraveacutes da transmissatildeo e
reflexatildeo de ondas eletromagneacuteticas de altas frequecircncias (10 ndash 1000 MHz) para localizar
feiccedilotildees geoloacutegicas rasas ou objetos enterrados pelo homem O princiacutepio fiacutesico e a
metodologia de aquisiccedilatildeo de dados GPR satildeo semelhantes agrave teacutecnica de reflexatildeo siacutesmica e a
teacutecnica de sonar poreacutem o GPR fundamenta-se na transmissatildeo e reflexatildeo de ondas
eletromagneacuteticas (EM) (PORSANI 1999)
O equipamento de GPR (Figura 2) eacute composto de um par de antenas um gerador de
ondas eletromagneacuteticos antena transmissora e um sistema para registro destas ondas a antena
receptora Uma das antenas eacute usada para transmitir um sinal eletromagneacutetico atraveacutes da
subsuperfiacutecie ao passo que a outra capta estes sinais apoacutes a sua reflexatildeo por diferentes alvos
no subsolo A propagaccedilatildeo do sinal EM depende da frequecircncia do sinal transmitido e das
propriedades eleacutetricas dos materiais as quais dependem principalmente do conteuacutedo de aacutegua
presente no solo Topp (1980 citado por BORGES 2002) sendo a atenuaccedilatildeo do sinal da
onda EM proporcional ao conteuacutedo de aacutegua Quando o pulso transmitido encontra mudanccedilas
abruptas nas propriedades dieleacutetricas parte da energia eacute refletida e difratada sendo captada
em superfiacutecie pela antena receptora A energia refletida eacute registrada em funccedilatildeo do tempo de
atraso amplificada e digitalizada atraveacutes de um computador posteriormente o resultado do
processamento dos dados disponibiliza uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie
(BORGES 2002)
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
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Figura 2 - Constituintes baacutesicos do GPR Fonte Neal (2004)
CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL
Segundo Almeida (1977) a aacuterea estudada estaacute inserida regionalmente agrave leste da
Proviacutencia Mantiqueira que eacute paralela agrave costa atlacircntica do sudeste e sul do Brasil delineando
uma faixa de direccedilatildeo NE-SW com mais de 3000 km de comprimento que se estende do sul
da Bahia ateacute o Uruguai Localizada a leste do Craacuteton Satildeo Francisco aleacutem de fazer limite com
as proviacutencias Tocantins Satildeo Francisco e Paranaacute e eacute bordejada ao leste pela margem
continental e pelas bacias costeiras do Espiacuterito Santo Campos Santos e Pelotas
O embasamento da Formaccedilatildeo Barreiras estudada compreende rochas do Complexo
Paraiacuteba do Sul que de acordo com RADAMBRASIL (1983) constitui gnaisses de idade
Neoproterozoacuteica Estas rochas fazem contato com o Complexo Juiz de Fora que
constituemrochas de origem iacutegnea representadas por granitos gabros e charnockitos datadas
do Paleoproterozoacuteico
Sobre este embasamento depositam-se na regiatildeo os sedimentos Cenozoacuteicos
continentais classificado por Amador (1982) como Grupo Barreiras e devido a seus estudos
permitiu uma individualizaccedilatildeo de uma unidade lito-estratigraacutefica com idade Neoacutegena
Na Figura 3 estaacute evidenciando a aacuterea de estudo no mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo
podendo observar duas litologias diferentes na aacuterea demarcada que fica bem evidenciado na
Figura 4
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
93
Figura 3 - Mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo abrangendo a aacuterea investigada neste
estudoFonte Adaptado de Bizzi et al (2013)
Figura 4 - Coluna litoestratigraacutefica do Espiacuterito Santo com ecircnfase nas litologias presente na
aacuterea Fonte Adaptado de Bizzi et al (2013)
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
94
GRUPO BARREIRAS
O Grupo Barreiras foi agrave primeira unidade estratigraacutefica documentada no Brasil
ocorrendo ao longo do litoral brasileiro desde o Rio de Janeiro ateacute o estado do Amapaacute
recobrindo depoacutesitos sedimentares do mesozoacuteicos de diversas bacias costeiras (BEZERRA et
al 2005)
Os estudos sobre os depoacutesitos correspondentes ao Barreiras foram empregados pela
primeira vez quando Branner (1902 citado por AMADOR 1982) fez a primeira referecircncia a
esta unidade caracterizando-a como ldquouma sucessatildeo contiacutenua de sedimentos pouco ou natildeo
consolidados presentes na costa nordestinardquo
De acordo com Arai (2006) a regularidade no modo de ocorrecircncia e na caracteriacutestica
litoloacutegica eacute incompatiacutevel com a origem continental utilizada tradicionalmente para
caracterizar a origem do Barreiras o que constitui um misteacuterio sua procedecircncia pela
existecircncia de estudos com evidecircncias que revelam seu caraacuteter marinho da mesma forma que
a idade do Grupo Barreiras tem sido motivo de muita controveacutersia entre diversos autores em
funccedilatildeo de seu pobre conteuacutedo fossiliacutefero a sua vasta distribuiccedilatildeo e variaccedilatildeo espacial Na
literatura mais antiga a idade variava de Oligo-mioceno a Plioceno Segundo Bezerra et al
(2005) a idade da Formaccedilatildeo Barreiras tem sido atribuiacuteda ao intervalo de tempo que varia do
Mioceno ateacute o Plioceno-Pleistoceno
Recentemente Arai (2006) subdividiu o Grupo Barreiras em duas unidades distintas de acordo
com seus periacuteodos de deposiccedilatildeo Barreiras Inferior e Superior
A unidade Barreiras Inferior representa a eacutepoca em que a margem continental
brasileira recebia depoacutesitos duratte a transgressatildeo ocorrida no intervalo Aquitaniano ndash
Serravaliano (Eomioceno a Mesomioceno) acumulando uma grande quantidade de
sedimentos nas aacutereas hoje emersas do continente Esses depoacutesitos transgressivos e de mar alto
satildeo reconhecidos sob a forma de unidades litoestratigraacuteficas quase contiacutenuas ou em formas
mais isoladas tendo sido sedimentados principalmente na regiatildeo litoracircnea que atualmente se
estende da Foz do Amazonas ao estado do Rio de Janeiro onde o relevo plano teria
propiciado o avanccedilo do onlap para continente adentro (ARAI 2006)
Uma discordacircncia erosiva Tortoniana (Mioceno) delimita a interface entre as duas
Unidades distintas A discordacircncia representa uma queda eustaacutetica provocada por um periacuteodo
de glaciaccedilatildeo no Neoacutegeno sendo identificada em seccedilotildees siacutesmicas onde eacute reconhecida como
ldquoMarco Cinzardquo A idade Tortoniana foi atribuiacuteda atraveacutes da dataccedilatildeo de nanofoacutesseis Discoaster
hamatus (N-630) e D neorectus (N-635) Viana et al (1990 citado por ARAI 2006)
A unidade Barreiras Superior foi depositada durante o Plioceno que de acordo com as
curvas eustaacuteticas propostas por Haq Hardenbol e Vail (1987 citado por ARAI 2006) teria
ocorrido uma nova transgressatildeo e muitas das aacutereas erodidas receberam uma nova cobertura
sedimentar constituindo o ldquoBarreiras Superiorrdquo
CARACTERIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO
A aacuterea de estudo apresenta topografia variando de suavemente ondulada a plana
sendo que 84 de suas aacutereas possuem declividade abaixo de 30 O tipo de solo
predominantemente eacute o latossolo vermelho amarelo distroacutefico com fertilidade variando de
meacutedia a baixa textura areno-argilosa apresentando pH em torno de 50 com baixos teores de
mateacuteria orgacircnica exigentes em complementaccedilatildeo de fertilizantes e correccedilatildeo de solos A
temperatura meacutedia anual eacute de 22ordm C ficando as maacuteximas entre 28ordm C e 30ordm C enquanto que as
miacutenimas giram em torno de 15ordm C O litoral capixaba possui um regime micromareal (micro-
mareacute) cuja amplitude de mareacute segundo DHN (1994) varia de 140 m a 150 m atingido
durante a mareacute de siziacutegia a amplitude de cerca de 170 m O clima eacute quente poreacutem
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
95
amenizado pelas fortes brisas marinhas A meacutedia anual de precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica situa-se
em torno de 900 mm (ALBINO 1999)
METODOLOGIA
Os materiais cartograacuteficos utilizados para processamento dos dados deste trabalho satildeo
provenientes do Geobases (2002) e compreendem curva de niacutevel drenagem limites e vias
de acesso
As imagens Landsat e RapidEye foram retiradas do endereccedilo eletrocircnico do INPE e do
MMA (Ministeacuterio do Meio Ambiente) respectivamente
O processamento dos dados foi realizado por meio do software Arcgis 103 e Spring
526 Os dados estatiacutesticos foram gerados pelo software Gradstat e os perfis do GPR foram
processados pelo programa Reflex
O GPS de navegaccedilatildeo foi utilizado como uma ferramenta para identificaccedilatildeo dos pontos
no campoUtilizou-se ainda um GPS topograacutefico para georreferenciamento das seccedilotildees de
GPR
OBTENCcedilAtildeO DAS IMAGENS DE SATEacuteLITE
O trabalho foi realizado a partir de imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 sensor TM e de
imagens do sateacutelite RapidEye no periacuteodo de 2001 agrave 2014 sendo analisadas anualmente
Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem das mesmas
estaccedilotildees do ano para natildeo influenciar na anaacutelise de deposiccedilatildeo dos sedimentos por conta da
diferenccedila de quantidade de partiacuteculas que podem ser carreadas nos momentos de chuva e de
seca
PROCESSAMENTO DAS IMAGENS
As imagens Landsat tiveram que passar por preacute-processamento em ambiente de
Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu em georreferenciaacute-las utilizando
como paracircmetro de comparaccedilatildeo as imagens RapidEye aplicaccedilatildeo de contraste linear
aumentando linearmente os tons de cinza no entanto mantendo a proporccedilatildeo original Este
procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5 4 e 3 Sendo muito semelhante a
metodologia aplicada por Mohamed (2012)
Foi feita uma composiccedilatildeo RGB-543 das imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 para
auxiliar na interpretaccedilatildeo
ETAPA DE CAMPO
Foram observados nas imagens os locais de mais faacutecil acesso para coleta dos
sedimentos (Figura 5) que foram coletados com auxiacutelio de uma paacute e foram armazenados em
sacos plaacutesticos para posterior anaacutelise granulomeacutetrica Os locais de coleta foram marcados com
o GPS (Global Positioning System) de navegaccedilatildeo (Tabela 1)
Com o auxiacutelio do GPR (Ground Penetrating Radar) foram levantados dados de sub-
superfiacutecie com dois tipos de antenas diferentes (200 e 400 MHz) e para uma melhor
amarraccedilatildeo dos dados estes foram coletamos atraveacutes de um DGPS (Differential Global
Positioning System) podendo assim observar como ocorreu o momento de sedimentaccedilatildeo do
local
Foram feitos dois perfis com o GPR em uma ilha que se conecta com a praia pelo
espigatildeo construiacutedo na desembocadura do rio esse equipamento foi utilizado nessa localidade
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
96
para que se tente observar a deposiccedilatildeo dos sedimentos na foz do rio Itapemirim e o DGPS foi
utilizado como uma ferramenta de auxiacutelio para uma maior confiabilidade das coordenadas
utilizadas
Figura 5 - Mapa de localizaccedilatildeo dos pontos visitados em campoFonte Autores
Tabela 1 - Coordenadas dos pontos de coleta de sedimentos Fonte Autores
Pontos Coordenadas E (m) Coordenadas N (m)
1A 1B 1C 312747 7676348
2 312030 7676004
3 308789 7675691
4 310453 7678553
ETAPA DE LABORATOacuteRIO
Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de
sedimentologia do Departamento de Geologia da UFES onde foram preparadas para as
seguintes anaacutelises textural e mineraloacutegica
A anaacutelise granulomeacutetrica foi feita atraveacutes do peneiramento das amostras com os dados
de peso de cada granulometria foi utilizado o software para observar estatisticamente o
resultado As anaacutelises texturais e mineraloacutegicas foram feitas a partir do peneiramento citado
acima e foram obtidas com o auxiacutelio da lupa
Os sedimentos foram colocados em um quarteador e obtidos no miacutenimo cinquenta
gramas de amostra pois segundo Folk (1980) eacute o miacutenimo necessaacuterio para anaacutelise de
sedimentos no grupo areia ou superior Foram colocados em uma placa de petri utilizando-se
uma placa para cada amostra Pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo com exatidatildeo de dois
diacutegitos Foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada placa e colocados
na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24 horas
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97
Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados
durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz no agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de
peneiras da marca Bertel 4800 2000 1200 500 250 125 74 37 microm que representam
respectivamente as classes cascalho fino cascalho muito fino areia muito grossa areia
grossa areia meacutedia areia fina areia muito fina segundo proposta de Wentworth (1922 citado
por BUI et al1990)
Os dados granulomeacutetricos obtidos foram processados em um programa de tratamento
estatiacutestico denominado ldquoGradstatrdquo desenvolvido por Blott e Pye (2001) que aproveita como
base de operaccedilatildeo o Microsoft Excel do Windows que calcula atraveacutes do peso alguns
paracircmetros como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo e curtose
Outro procedimento feito em laboratoacuterio foi o traccedilado das linhas de costa nos anos de
2001 a 2014 levando em consideraccedilatildeo a metodologia proposta por Aparecida et al (2011)
poreacutem com uma pequena diferenccedila pois no trabalho citado o ponto de referecircncia para
calcular a distacircncia ateacute a linha de costa era um maciccedilo rochoso que praticamente natildeo alterou
durante o tempo das imagens e jaacute nesse trabalho foi feito atraveacutes de um ponto com
coordenada coletada pelo DGPS (Ponto Base) com coordenadas E 311637 m N 7676929 m
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
DADOS OBTIDOS A PARTIR DAS IMAGENS
Na Figura 6 podemos ter uma visatildeo ampla de todas as linhas de costa marcadas na
seacuterie multitemporal proposta e no graacutefico apresentado na Figura 7 podemos analisar de forma
mais detalhada essa variaccedilatildeo
Observando a Figura 6 podemos observar uma diminuiccedilatildeo da linha de costa no ano de
2001 ateacute 2002 sendo provavelmente um periacuteodo de ressaca do mar pelo fato de ser um
intervalo de tempo muito pequeno poreacutem logo apoacutes foi observado uma progradaccedilatildeo nos anos
de 2002 agrave 2003 Posteriormente ocorreu um momento de estabilidade dessa linha de costa
tendo em vista que a taxa de deposiccedilatildeo e erosatildeo se mantiveram praticamente igualadas sendo
a variaccedilatildeo entre elas muito pequena podendo observar esse padratildeo ateacute o ano de 2007 e nos
anos seguintes obteve um padratildeo retrogradacional na linha de costa ateacute o ano de 2014
Os padrotildees de variaccedilatildeo da linha de costa observados nos graacuteficos da Figura 7 nos
indicam iacutendices de maior e menor sedimentaccedilatildeo do rio pois nos momentos de menor taxa de
fluxo sedimentar a corrente costeira era mais atuante e com isso causava erosatildeo fazendo com
que ocorresse uma retrogradaccedilatildeo da linha de costa e nos momentos em que o rio apresentava
maior descarga sedimentar no oceano a corrente costeira natildeo era tatildeo atuante pois a razatildeo
deposiccedilatildeo por erosatildeo era maior
Esse resultado de variaccedilatildeo da linha de costa foi diferente do encontrado por Deina et
al (2011) pois no trabalho em questatildeo soacute obteve o momento de retrogradaccedilatildeo do cordatildeo
litoracircneo
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
98
Figura 6 - Mapa de evoluccedilatildeo da linha de costa do Rio Itapemirim Fonte Autores
Figura 7 - Graacutefico de variaccedilatildeo da linha de costa para a seacuterie multitemporal no periacuteodo
de 2001 a 2014 Fonte Autores
DADOS OBTIDOS A PARTIR DOS SEDIMENTOS
O resultado das anaacutelises do Gradistat estaacute exibido no Quadro 1 Com base nele
podemos observar que o selecionamento de todas as amostras variou de moderadamente
selecionado a muito bem selecionado Foi observado na lupa que os gratildeos se apresentaram
subangulosos arredondados e bem arredondados Com relaccedilatildeo a granulometria das amostras
todas tiveram o predomiacutenio de areia poreacutem a amostra 1B apresentou maior proporccedilatildeo de
areia grossa e as demais amostras apresentaram um maior teor de areia meacutedia
A mineralogia em questatildeo eacute predominantemente quartzo contendo algumas micas
(moscovitas e biotitas) granada e magnetita As amostras natildeo apresentaram uma grande
diferenccedila mineraloacutegica o que mudou foi em relaccedilatildeo a proporccedilatildeo de minerais pesados pois
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99
quanto mais longe da desembocadura do rio mais esses minerais se apresentavam em maior
quantidade
Os histogramas das amostras satildeo a representaccedilatildeo graacutefica dos dados matemaacuteticos
gerados pelo software Gradstat (Figura 8)
A assimetria expressa o enriquecimento da distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica em partiacuteculas
grosseiras ou em partiacuteculas finas indicando o quanto a curva se afasta da distribuiccedilatildeo normal
(DIAS 2004) Sendo assimeacutetrica pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado
das fraccedilotildees grossas ou das finas podendo ser negativa ou positiva respectivamente
(TAVARES et al 2010)
Quadro 1 - Resultados obtidos a partir do software Gradistat Fonte Autores
Amostras Granulometria
mediana
Selecionamento Assimetria Curtose
1A Areia Meacutedia Moderadamente
selecionado
Assimetria
muito
positiva
Extremamente
Leptocuacutertica
1B Areia Grossa Muito bem
selecionado
Assimetria
positiva
Muito
Leptocuacutertica
1C Areia Meacutedia Moderadamente
selecionado
Assimetria
muito
positiva
Muito
Platicuacutertica
2 Areia Meacutedia Moderadamente
selecionado
Assimetria
positiva
Muito
Leptocuacutertica
3 Areia Meacutedia Moderadamente
bem selecionado
Assimetria
negativa
Leptocuacutertica
4 Areia Meacutedia Moderadamente
bem selecionado
Assimetria
muito
negativa
Platicuacutertica
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
100
Figura 8 - Histogramas gerados pelo software Gradstat a) Amostra 1A b) Amostra
1B c) Amostra 1C d) Amostra 2 e) Amostra 3 f) Amostra 4 Fonte Autores
DADOS OBTIDOS DO GPR
Foram feitas duas seccedilotildees quase perpendicular para a passagem do GPR (Figura 9) e
utilizadas dois tipos de antenas em cada seccedilatildeo sendo elas a de 200 e 400 MHz podendo uma
alcanccedilar maior profundidade com menor detalhe e a outra uma menor profundidade com
maior detalhe respectivamente As figuras 10 e 11 e 12 e 13 correspondem a mesma seccedilatildeo
Figura 9 - Mapa de localizaccedilatildeo dos perfis de GPR Fonte Autores
Primeira seccedilatildeo de NW-SE com 50 metros de comprimento
Coordenada inicial E 312699 m N 7676341 m
Coordenada final E 312749 m N 7676336 m
Sirgas - Zona 24S
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
101
Figura 10 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 1 Fonte Autores
Figura 11 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 1 Fonte Autores
Segunda seccedilatildeo de NE-SW com 50 metros de comprimento
Coordenada inicial E 312774 m N 7676349 m
Coordenada final E 312810 m N 7676384 m
Sirgas - Zona 24S
Figura 12 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 2 Fonte Autores
Figura 13 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 2 Fonte Autores
No perfil 1 tanto nos resultados da antena de 400 MHz quanto da antena de 200
MHz eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees cruzadas acanaladas na porccedilatildeo mais agrave esquerda Na
parte central evidenciada por um ciacuterculo observa-se uma falha na imagem podendo ser uma
porccedilatildeo mais argilosa e na parte mais agrave direita conteacutem hipeacuterboles claras que podem ser tubos
enterrados e um leve basculamento das camadas podendo ser remobilizaccedilatildeo do material
No perfil 2 eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees plano-paralela e uma porccedilatildeo com
atenuaccedilatildeo do sinal podendo ser uma regiatildeo mais argilosa Sendo observado todas as feiccedilotildees
tanto na antena de 400 MHz quanto na antena de 200 MHz poreacutem melhor evidenciado as
estratificaccedilotildees plano-paralelas no perfil gerado pela antena de 200 MHz
Com os perfis de GPR foi possiacutevel reafirmar as anaacutelises feitas pelo gradistat que
juntamente com a areia granulometria encontrada em maior proporccedilatildeo ainda existem
granulometrias mais finas provavelmente sendo argilas pelo fato da atenuaccedilatildeo das ondas
eletromagneacuteticas emitidas pelo GPR
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
102
CONCLUSAtildeO
A partir das imagens Landsat e RapidEye utilizadas para fazer a variaccedilatildeo da linha de
costa foi possiacutevel observar que a retrogradaccedilatildeo ou progradaccedilatildeo depende muito do fluxo de
sedimentos do rio com isso eacute possiacutevel supor que nos anos que tiver muita chuva
provavelmente ocorreraacute um maior carreamento de sedimentos em direccedilatildeo ao mar e com isso
aumentaraacute a taxa de deposiccedilatildeo e nos anos de seca com poucas chuvas provavelmente a
erosatildeo costeira seraacute mais intensa
Nos anos de 2001 a 2014 foi observado uma variaccedilatildeo de 437 ateacute 554 metros da linha
de costa o que indica ser uma aacuterea muito dinacircmica e sensiacutevel a mudanccedilas naturais
De acordo com as anaacutelises sedimentoloacutegicas foi possiacutevel observar que quanto mais
proacuteximo da desembocadura do rio menor a energia do fluxo sendo evidenciado pelo aumento
de sedimentos finos e um melhor selecionamento
A seccedilatildeo de GPR mostrou que pode ter uma variaccedilatildeo dos sedimentos indicando
presenccedila de mais finos atenuando o sinal na porccedilatildeo mais argilosa e mostrando que de acordo
com a seccedilatildeo mostrada pode-se observar estratificaccedilotildees cruzadas ou plano-paralela indicando a
direccedilatildeo da sedimentaccedilatildeo
As metodologias aplicadas se mostraram eficientes pois foi possiacutevel obter os dados e
tirar interpretaccedilotildees sobre a aacuterea de estudo Este estudo poderia ter sido mais detalhado e talvez
ser melhor entendido com anaacutelise dos efeitos que a construccedilatildeo do espigatildeo na desembocadura
do rio pode causar para o meio em questatildeo pois com essa construccedilatildeo os sedimentos natildeo
conseguem ser depositados em forma de delta ficando todo detido na desembocadura
podendo vir a diminuir a lacircmina drsquoaacutegua e posteriormente causar ateacute efeitos mais severos
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LISTA DE ORGANIZADORES
Fabricia Benda de Oliveira Professora Adjunta do Departamento de Geologia
Universidade Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias Exatas Naturais e da Sauacutede
Alegre ES e-mail fabriciaoliveiraufesbr
Rodson de Abreu Marques Professor Adjunto do Departamento de Geologia Universidade
Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias Exatas Naturais e da Sauacutede Alegre ES e-
mailrodsonmarquesufesbr
Calvin da Silva Candotti Geoacutelogo Autocircnomo Manaus AM calvincandottigmailcom
Eduardo Baudson Duarte Geoacutelogo formado pela Universidade Federal do Espiacuterito Santo
Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Centro de Ciecircncias
Exatas Naturais e da Sauacutede Alegre ES e-mail eduardo_duarte_12hotmailcom
LISTA DE AUTORES
Allison Augusto Gonccedilalves de Freitas
Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira
Daniel Andrade Miranda
Edgar Batista de Medeiros Juacutenior
Eduardo Baudson Duarte
Faacutebio Cardoso de Souza Santos
Fabricia Benda de Oliveira
Felipe Guadagnin
Juacutelia Sesana Maciel
Julio Almeida Moreira
Laacutezaro Correcirca Marcellino
Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas
Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitas
Marx Engel Martins
Rafael de Oliveira Costa
Rayane Monteiro Ferreira
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
Sumaacuterio
Capiacutetulo 1 9
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
Daniel Andrade Miranda Fabricia Benda de Oliveira
Capiacutetulo 2 25
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a
prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
Faacutebio Cardoso de Souza Santos Eduardo Baudson Duarte Fabricia Benda de
Oliveira Juacutelia Sesana Maciel Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira
Capiacutetulo 3 39
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de
ruptura de taludes em atividades de mineraccedilatildeo
Laacutezaro Correcirca Marcellino Fabricia Benda de Oliveira Julio Almeida Moreira Carlos
Henrique Rodrigues de Oliveira
Capiacutetulo 4 53
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES
utilizando teacutecnicas de geoprocessamento
Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitas Fabricia Benda de Oliveira Allison Augusto
Gonccedilalves de Freitas Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas Rayane Monteiro
Ferreira Edgar Batista de Medeiros Juacutenior
Capiacutetulo 5 71
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite
Landsat 5
Marx Engel Martins Fabricia Benda de Oliveira Felipe Guadagnin Carlos Henrique
Rodrigues de Oliveira
Capiacutetulo 6 89
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim
(ES)
Rafael de Oliveira Costa Eduardo Baudson Duarte Fabricia Benda de Oliveira
Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
sup1 Doutorando em Geologia Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG
sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES
9
Capiacutetulo 1
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
Daniel Andrade Mirandasup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2
INTRODUCcedilAtildeO
Segundo Santos (2012) somente com o desenvolvimento de tecnologias espaciais
modernas incluindo os sateacutelites artificiais que se tornou possiacutevel visualizar a Terra a partir da
coleta de dados e da aquisiccedilatildeo de imagens da sua superfiacutecie os dados adquiridos de forma
remota por sateacutelites artificiais auxiliam no diagnoacutestico sobre as implicaccedilotildees ambientais
econocircmicas sociais poliacuteticas e culturais com relaccedilatildeo agrave ocupaccedilatildeo dos espaccedilos urbanos
ajudando no planejamento soacutecio econocircmico-ambiental sustentaacutevel e servindo de base para o
desenvolvimento e realizaccedilatildeo de projetos associados agraves atividades humanas como por
exemplo no planejamento urbano
Gottdiener (1993) define que a materializaccedilatildeo do desenvolvimento contiacutenuo do
capitalismo eacute o formato do espaccedilo urbano assim os traccedilos distintivos da morfologia espacial
urbana estatildeo diretamente relacionados com as mudanccedilas estruturais na organizaccedilatildeo social
Entatildeo para compreender o espaccedilo urbano ou a cidade precisamos estudar e analisar a forma
urbana e seu crescimento como subsiacutedios agraves poliacuteticas de planejamento Estudos mostram que
o crescimento das cidades eacute um processo dinacircmico muitas vezes ocorrendo em aacutereas natildeo
adequadas mostrando que o crescimento da mancha urbana eacute usualmente natildeo planejado
(NAGARATHINAM et al 1988)
Devido agrave forma na qual a expansatildeo urbana ocorre no tempo e no espaccedilo o
crescimento urbano pode gerar problemas ambientais ligados agrave contaminaccedilatildeo hiacutedrica
formaccedilatildeo de ilhas de calor ocupaccedilatildeo de aacutereas inadequadas para assentamentos humanos
degradaccedilatildeo da paisagem dentre outros (FUCKNER 2006)
Segundo Costa e Alves (2005) para monitoramentodas aacutereas urbanas eacute necessaacuterio
possuir conhecimento atualizado sobre a distribuiccedilatildeo espacial da populaccedilatildeo Este
conhecimento eacute adquirido atraveacutes dos censos demograacuteficos e de mapas de densidade
demograacutefica que produzem avaliaccedilotildees quantitativas sobre elas e informam tambeacutem as
necessidades de infraestrutura
Na maior parte das cidades o crescimento populacional tem sido muito raacutepido e as
estruturas urbanas natildeo acompanharam esse crescimento que aleacutem de natildeo ser planejado pode
causar problemas como inundaccedilotildees deslizamento de encostas e desabamentos de construccedilotildees
A ocupaccedilatildeo urbana eacute atualmente tema de emergecircncia nacional portanto o
desenvolvimento de tecnologias que apoiem a gestatildeo estrateacutegica da ocupaccedilatildeo urbana eacute
interessante no acircmbito municipal estadual e federal
Neste contexto as geotecnologias tecircm sido utilizadas como uma ferramenta
importante para ajudar no planejamento urbano e na compreensatildeo da dinacircmica espacial e da
forma urbana
No municiacutepio de Alegre este problema eacute intensificado com a implantaccedilatildeo do programa de
expansatildeo da rede de Educaccedilatildeo Superior pelo MEC (Ministeacuterio da Educaccedilatildeo) que teve iniacutecio
em 2003 e posteriormente com a implementaccedilatildeo do REUNI (Restauraccedilatildeo e Expansatildeo das
Universidades Federais) em 2011 Com esses programas o total de cursos oferecidos pelo
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
10
campus de Alegre subiu de quatro em 2002 para dezessete em 2011 aumentando
consideravelmente o fluxo de populaccedilatildeo moacutevel no municiacutepio Podemos citar ainda os
estudantes da FAFIA (Faculdade de Filosofia Ciecircncias e Letras de Alegre) e o IFES (Instituto
Federal do Espiacuterito Santo) que assim como na UFES (Universidade Federal do Espiacuterito
Santo) tem sua demanda de populaccedilatildeo moacutevel condicionando uma urbanizaccedilatildeo forccedilada em
funccedilatildeo da demanda crescente por habitaccedilatildeo
O presente trabalho propotildee a realizaccedilatildeo de um estudo sobre a ocupaccedilatildeo urbana na sede
do Municiacutepio de Alegre-ES utilizando teacutecnicas de sensoriamento remoto e imagens do
sateacutelite Landsat sensor TM 5 atraveacutes de anaacutelise multitemporal para verificaccedilatildeo do avanccedilo do
crescimento urbano ao longo de 26 anos
LOCALIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO
O municiacutepio de Alegre estaacute localizado na regiatildeo sudeste do Brasil no Sul do Estado
do Espiacuterito Santo englobando as comunidades de Santa Maria Varjatildeo da Cotia Alegre
Vargem Alegre Aacutegua Limpa Vinagre Capim Feliz Lembranccedila Bosque Rive Cafeacute
PlacaSatildeo Francisco Satildeo Joatildeo do Norte e Coacuterrego do Meio e tendo como municiacutepios
limiacutetrofes Muniz Freire a Norte Castelo Cachoeiro de Itapemirim e Jerocircnimo Monteiro a
Leste Mimoso do Sul e Satildeo Joseacute do Calccedilado a Sul e Guaccediluiacute e Ibitirama a Oeste
A aacuterea de estudo proposta para este trabalho consiste no periacutemetro urbano da sede do
Municiacutepio de Alegre como pode ser visto na Figura 1
O Acesso ateacute a capital Vitoacuteria pode ser feito pela ES-482 ateacute Cachoeiro de Itapemirim
depois segue pela BR-101 Sul ateacute Vitoacuteria Ou ainda pela ES-482 ateacute Duas Barras ES-166 de
Duas Barras ateacute Venda Nova do Imigrante e BR-262 ateacute Vitoacuteria
Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo sobreposta agrave ortofoto Fonte IEMA (2007)
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
11
Segundo Rosa (2003) podemos definir o sensoriamento remoto como sendo a forma
de obter informaccedilotildees de um objeto sem que haja contato fiacutesico com o mesmo utilizando-se a
radiaccedilatildeo eletromagneacutetica gerada por fontes naturais como o Sol e a Terra ou por fontes
artificiais como por exemplo o RadarO sensoriamento remoto teve destaque no Brasil a
partir da deacutecada de 1960 com a criaccedilatildeo do Projeto RADAMBRASIL cujo objetivo era a
realizaccedilatildeo de um levantamento integrado dos recursos naturais do paiacutes a partir de imagens
Landsat (SOUZA 2008)
O Landsat foi colocado em oacuterbita em 1972 com o nome de ERTS-1 (Earth Resources
Techonological Satellite-1) teve inicialmente um desempenho significativo sendo
transformado na seacuterie Landsat Hoje o projeto Landsat eacute dedicado agrave observaccedilatildeo dos recursos
naturais da TerraSua oacuterbita desloca-se do Norte para o Sul sendo geocecircntrica circular quase
polar heliocecircntrica isto eacute o acircngulo Sol ndash Terra ndash Sateacutelite permanece constante o que garante
condiccedilotildees de iluminaccedilatildeo semelhantes na aacuterea imageada ao longo do ano (ROSA 2003)O
sensor TM (Thematic Mapper) do sateacutelite Landsat possui sete bandas com numeraccedilatildeo de 1 a
7 sendo que cada banda representa uma faixa do espectro eletromagneacutetico (BATISTELLA et
al 2004) O sateacutelite Landsat apresenta a caracteriacutestica de repetitividadepois ele imageia a
mesma aacuterea a cada 16 dias Suas cenas cobrem uma aacuterea de 34225 kmsup2 sendo a faixa
imageada de 185 x 185 km (INPE 2006)
Para utilizaccedilatildeo de imagens de sateacutelite com fins de classificaccedilatildeo recomenda-se o
processamento das mesmas O processamento digital de imagens (PDI) de acordo com Lima e
Rocha (2009) tem como objetivo fornecer ferramentas que facilitem a identificaccedilatildeo e
aextraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas imagens para posterior interpretaccedilatildeo Consiste na
manipulaccedilatildeo numeacuterica dos dados visando aumentar opotencial de discriminaccedilatildeo dos alvos
Segundo Novo (1989) o PDI pode ser dividido basicamente em Preacute-processamento Realce e
Classificaccedilatildeo
O Preacute-processamento eacute o primeiro passo do PDI e eacute considerado fundamental para
confiabilidade e uso correto das imagens de sateacutelite Nesta fase segundo Rosatti (2006) o
objetivo eacute adequar as imagens para serem utilizadas pelos usuaacuterios sendo aplicadas algumas
teacutecnicas de manipulaccedilatildeo como correccedilatildeo geomeacutetrica e restauraccedilatildeo
A correccedilatildeo geomeacutetrica e o georreferenciamento das imagens satildeo necessaacuterios devido a
distorccedilotildees que segundo o INPE (2006) satildeo causadas no processo de formaccedilatildeo da imagem
pelo sistema sensor e por imprecisatildeo dos dados de posicionamento da plataforma (aeronave
ou sateacutelite) De modo geral o georreferenciamento de imagens de sateacutelite eacute realizado por meio
de pontos de controle (PC) de referecircncia identificados na imagem original e em um sistema de
dados de referecircncia que possibilitem o ajustamento atraveacutes de modelos matemaacuteticos Os satildeo
feiccedilotildees passiacuteveis de identificaccedilatildeo na imagem e no terreno ou seja satildeo feiccedilotildees homoacutelogas
cujas coordenadas satildeo conhecidas na imagem e no sistema de referecircncia (INPE 2006)
Podemos obter PC atraveacutes de trecircs fontes por meio de mapas e cartas topograacuteficas oficiais
pela aquisiccedilatildeo de pontos em campo por sistema de posicionamento global (GPS) ou por meio
de imagens georreferenciadas do mesmo local A precisatildeo do georreferenciamento eacute medida
atraveacutes do caacutelculo do Erro Meacutedio Quadraacutetico ou Root Mean Square Error (RMS) que
pondera as diferenccedilas entre as coordenadas dos pontos de controle da imagem a ser ajustada e
da fonte de dados de referecircncia O valor do RMS deveraacute ser menor que 1 ou seja quanto
mais proacuteximo de 0 maior eacute a precisatildeo e menor eacute o erro (LIMA 2010) O caacutelculo eacute feito
utilizando a Equaccedilatildeo 1
RMSerror = [(x1 ndash xorg)sup2 + (y1 ndash yorg)sup2]12 (1)
x1 = Coordenada de linha calculada na imagem a ser ajustada
y1 = Coordenada de coluna calculada na imagem a ser ajustada
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
12
xorg = Coordenada original de linha do PC da fonte de referecircncia
yorg = Coordenada original de coluna do PC da fonte de referecircncia
A teacutecnica de restauraccedilatildeo tem por objetivo corrigir as distorccedilotildees do sensor oacuteptico no
processo de geraccedilatildeo das imagens A resoluccedilatildeo espacial das bandas 3 4 e 5 que eacute de 30
metros pode ser restaurada para ateacute 5 metros (RIOS ALMEIDA RIBEIRO 2010)A ideia de
restaurar uma imagem eacute reduzir o efeito de embaccedilamento da cena e obter uma imagem
realccedilada dado que os detalhes vistos na cena satildeo suavizados devido agraves limitaccedilotildees do sensor
Esta correccedilatildeo eacute realizada por um filtro linear e os pesos do filtro de restauraccedilatildeo satildeo obtidos a
partir das caracteriacutesticas do sensor e natildeo de forma empiacuterica como eacute feito no caso dos filtros
de realce tradicionais Neste caso o filtro eacute especiacutefico para cada tipo de sensor e banda
espectral Este tipo de processamento eacute recomendado para ser realizado sobre a imagem
original sem qualquer tipo de processamento tais como realce e filtragem que alterem as
caracteriacutesticas radiomeacutetricas da imagem Deve-se observar tambeacutem que natildeo eacute possiacutevel
processar uma imagem reamostrada jaacute que as caracteriacutesticas radiomeacutetrica e espacial da
imagem foram alteradas (INPE 2006)
Aleacutem das etapas do preacute-processamento de imagens digitais de sateacutelite existem outras que
utilizam teacutecnicas de realce com o objetivo de melhorar a qualidade visual e permitir uma
melhor interpretaccedilatildeo dos alvos nas imagens (IBGE 2001) As teacutecnicas utilizadas neste
trabalho foram Constraste Filtragem espacial e Composiccedilatildeo colorida
Segundo o INPE (2006) o contraste entre dois objetos pode ser definido como sendo a
razatildeo entre os seus niacuteveis de cinza meacutedios onde a manipulaccedilatildeo do contraste consiste numa
transferecircncia radiomeacutetrica em cada pixel (Picture Element ndash menor elemento num dispositivo
de exibiccedilatildeo ao qual eacute possiacutevel atribuir-se uma cor menor ponto que forma uma imagem
digital) tendo o objetivo de aumentar a discriminaccedilatildeo visual entre os objetos presentes na
imagem Realiza-se a operaccedilatildeo ponto a ponto independentemente da vizinhanccedila Entretanto
um exame preacutevio do histograma da imagem pode ser uacutetil O histograma de uma imagem
descreve a distribuiccedilatildeo estatiacutestica dos niacuteveis de cinza em termos do nuacutemero de amostras
(pixels) com cada niacutevel A distribuiccedilatildeo pode tambeacutem ser dada em termos da percentagem do
nuacutemero total de pixels na imagem Pode ser estabelecida uma analogia entre o histograma de
uma imagem e a funccedilatildeo densidade de probabilidade que eacute um modelo matemaacutetico da
distribuiccedilatildeo de tons de cinza de uma classe de imagens A cada histograma estaacute associado o
contraste da imagem conforme mostra a Figura 2ADe acordo com Rios Almeida e Ribeiro
(2010) esta teacutecnica tem por objetivo modificar atraveacutes de funccedilotildees matemaacuteticas os niacuteveis de
cinza ou os valores digitais de uma imagem de modo a destacar certas informaccedilotildees espectrais
e melhorar a qualidade visual da imagem
De acordo com Albuquerque (2000) para fazer uma operaccedilatildeo de filtragem espacial eacute
necessaacuterio escolher uma matriz de dimensatildeo n x n denominada maacutescara (Figura 2B) com
valores que dependem do filtro que queremos usar seja ele passa baixa (filtrando as altas
frequecircncias) passa banda (filtrando uma regiatildeo especiacutefica de frequecircncias espaciais) ou passa
alta (filtrando as baixas frequecircncias) Em uma imagem as altas frequecircncias correspondem agraves
modificaccedilotildees abruptas dos niacuteveis de cinza e as bordas dos objetos As baixas frequecircncias
correspondem agraves variaccedilotildees suaves dos niacuteveis de cinza Logo quando queremos evidenciar os
contornos de um determinado objeto podemos usar filtros do tipo passa alta Pode-se querer
observar a forma da iluminaccedilatildeo de fundo entatildeo devemos usar filtros passa-baixa para
eliminarmos todas as altas frequecircncias correspondendo agrave borda dos objetos e chegar agrave
iluminaccedilatildeo de fundo
A composiccedilatildeo colorida consiste em associar as imagens monocromaacuteticas de cada
banda agraves cores primaacuterias RGB (Red ndash Vermelho Green ndash Verde Blue ndash Azul) com o
objetivo de apresentar simultaneamente as informaccedilotildees de trecircs bandas espectrais em
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13
composiccedilotildees coloridas que facilitam e enriquecem a interpretaccedilatildeo visual dos alvos (IBGE
2001) Como exemplo de composiccedilatildeo colorida temos a Figura 2Cque associa a banda 3 agrave cor
vermelha (R) a banda 4 agrave cor verde (G) e a banda 5 agrave cor azul (B)
De acordo com Souza (2012) as aacutereas urbanas natildeo podem ser caracterizadas por um
comportamento espectral padratildeo A vegetaccedilatildeo os corpos aquaacuteticos e os solos satildeo superfiacutecies
relativamente homogecircneas em termos de cobertura poreacutem nas aacutereas urbanas prevalece a
heterogeneidade das coberturas As aacutereas urbanas satildeo fisicamente formadas por uma grande
diversidade de materiais (superfiacutecies de concreto asfalto telhados de vaacuterios materiais solo
vegetaccedilatildeo arboacuterea e grama aacutegua entre outros) com formas alturas e arranjos tambeacutem
variados assim em uma imagem orbital o pixel pode representar vaacuterias coberturas o que
torna as aacutereas urbanas complexas do ponto de vista espectral Na Figura 2D pode-se observar
a similaridade espectral entre uma aacuterea urbana e uma aacuterea de cultivo de cana
Figura 2 - (A) Exemplo de Histograma de baixo contraste (agrave esquerda) e de alto contraste (agrave
direita) Fonte Modificado de INPE (2006) (B) Exemplo de maacutescara de 3 x 3 Fonte
Modificado de INPE (2006) (C) Exemplo de geraccedilatildeo de composiccedilatildeo colorida Fonte Brust
(2010) (D) Imagem do sateacutelite Landsat TM 5 na composiccedilatildeo colorida (RGB-543) adquirida
em 20091995 Fonte Souza (2012)
De acordo com Lima (2010) eacute possiacutevel classificar e agrupar os alvos de uma imagem a
partir dos vaacuterios niacuteveis de informaccedilotildees espectrais detectadas atraveacutes da adequaccedilatildeo das
imagens digitais utilizando-se os procedimentos do preacute-processamento Assim pode-se criar
um uacutenico niacutevel de informaccedilatildeo temaacutetica (categorias ou classes) para cada elemento
identificado e dessa forma gerar mapas temaacuteticos Os meacutetodos utilizados na classificaccedilatildeo das
imagens de sateacutelite variam com o tipo e complexidade do ambiente analisado caracteriacutesticas
do sensor e sateacutelite utilizado aspectos sazonais que alteram as caracteriacutesticas dos alvos e da
incidecircncia de energia solar extensatildeo da aacuterea de estudo equipamentos e recursos humanos
disponiacuteveis grau de conhecimento do ambiente por parte do inteacuterprete entre outros A
classificaccedilatildeo eacute a principal etapa do processamento de imagens a partir do qual satildeo extraiacutedas
as informaccedilotildees necessaacuterias para diversas aplicaccedilotildees Pode ser realizada atraveacutes de trecircs
teacutecnicas baacutesicasInterpretaccedilatildeo VisualClassificaccedilatildeo Digital Natildeo SupervisionadaClassificaccedilatildeo
Digital Supervisionada
A interpretaccedilatildeo visual de imagens de sateacutelite consiste em identificar as feiccedilotildees
impressas nessas imagens e determinar seu significado atraveacutes de chaves de interpretaccedilatildeo
onde eacute fundamental por parte do analista o conhecimento da aacuterea a ser mapeada (LIMA
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
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2010) De acordo com Soares-Filho (2000) as caracteriacutesticas das imagens tais como
Tonalidade Cor Textura Forma Estrutura Sombra e contexto satildeo as chaves de uma boa
interpretaccedilatildeo A partir dessas caracteriacutesticas pode ser estruturado um meacutetodo de identificaccedilatildeo
por ldquochavesrdquo que se apoia em um estudo comparativo atraveacutes de objetos e feiccedilotildees conhecidas
que satildeo utilizadas como guias
Maillard (2001) diz que na classificaccedilatildeo Supervisionada o inteacuterprete jaacute possui um
conhecimento da aacuterea de estudo que podem ser utilizados como amostras de treinamento para
o algoritmo de classificaccedilatildeo de forma que os dados de cada classe temaacutetica podem ser
generalizados para toda cena agrupando cada pixel da imagem de acordo com as classes
amostradas Existem diversos algoritmos de classificaccedilatildeo supervisionada implementados em
aplicativos computacionais sendo o algoritmo Maxver (Maacutexima Verossimilhanccedila) um dos
mais utilizados para classificaccedilatildeo digital de imagens pixel a pixelINPE (2006) define que o
algoritmo de classificaccedilatildeo Maxver utiliza agrave meacutedia e a covariacircncia das amostras de treinamento
para assinalar um pixel desconhecido de uma classe assim pode-se computar a probabilidade
estatiacutestica de um pixel desconhecido pertencer a uma ou outra classe atribuindo a este pixel a
classe agrave qual ele tem maior probabilidade de pertencer utilizando o criteacuterio de maacutexima
verossimilhanccedila
Em qualquer procedimento de classificaccedilatildeo de imagens de sateacutelite o objetivo eacute a
geraccedilatildeo de mapas temaacuteticos que devem transmitir a realidade do terreno da forma mais
precisa possiacutevel Para isso deve ser verificado o niacutevel de incerteza destes mapas atraveacutes de
iacutendices de exatidatildeo para que as informaccedilotildees obtidas possam ser utilizadas adequadamente
(LIMA 2010) Segundo Mangabeira Azevedo e Lamparelli (2003) um dos paracircmetros mais
utilizados e eficientes na determinaccedilatildeo da exatidatildeo de mapas temaacuteticos eacute o iacutendice Kappa que
eacute obtido mediante a adoccedilatildeo de uma referecircncia para a comparaccedilatildeo dos mapeamentos
produzidos A determinaccedilatildeo deste iacutendice eacute feita com base numa tabulaccedilatildeo cruzada entre as
quantidades de dados amostrais de referecircncia e da imagem classificada estruturada numa
matriz quadrada denominada matriz de erros ou de confusatildeoSegundo Campbell (1987) a
estimativa Kappa pode ser representada pela seguinte relaccedilatildeo exposta na Equaccedilatildeo 2
K = (observado ndash esperado) (1 ndash esperado) (2)
Observado = valor global para o percentual de pixels corretos
Esperado = valor calculado usando os totais de cada linha e cada coluna da matriz
denominados de valores marginais
Os resultados do Coeficiente Kappa variam de 0 a 1 indicando de forma crescente o
grau de concordacircncia ou exatidatildeo do mapa classificado com relaccedilatildeo aos dados de referecircncia e
podem ser agrupados em intervalos de acordo com aTabela 1
Tabela 1 - Intervalos de valor do coeficiente Kappa e respectivos graus de concordacircncia
Fonte Landis e Koch (1977)
Valor de Kappa Concordacircncia
0 Peacutessima
001 ndash 020 Ruim
021 ndash 040 Razoaacutevel
041 ndash 060 Boa
061 ndash 080 Muito boa
081 ndash 100 Excelente
Dependendo do valor do coeficiente Kappa encontrado e das necessidades e objetivos
do trabalho podem ser feitas correccedilotildees a fim de garantir um refinamento da qualidade
informativa do mapa Os dados obtidos podem ser utilizados em conjunto com outros planos
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de informaccedilatildeo em ambiente SIG possibilitando sua integraccedilatildeo e manipulaccedilatildeo como base de
dados para sistemas de suporte a decisatildeo (LIMA 2010)
METODOLOGIA
A imagens de sateacutelite Landsat sensor TM-5 foram adquiridas do INPE nas bandas
12345 e 7 na oacuterbitaponto 21674 do municiacutepio de Alegre-ES nos anos de 1985 1997
2001 2006 e 2011 Foi utilizada tambeacutem a ortofoto do municiacutepio (IEMA 2007) para servir
como base para o registro das imagens de sateacutelite e tambeacutem para comparaccedilatildeo visual com a
classificaccedilatildeo
Para a elaboraccedilatildeo dos mapas foram utilizados os softwares SPRING 52 e ArcGISreg
10 sendo o que primeiro foi utilizado para o tratamento e processamento digital das imagens
de sateacutelite e o segundo para confecccedilatildeo final dos mapas de vegetaccedilatildeo hidrografia topografia
solos e das classificaccedilotildees
Durante o preacute-processamento foram aplicadas as teacutecnicas de Processamento Digital de
Imagens com o objetivo de georreferenciar e melhorar a qualidade das imagens para uma
melhor visualizaccedilatildeo facilitando a identificaccedilatildeo e extraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas
imagens digitais aumentando assim o potencial de diferenciaccedilatildeo dos alvos e
consequentemente obtendo melhores resultados na classificaccedilatildeo das imagens As bandas 3 4
e 5 foram restauradas para a resoluccedilatildeo de 15m
Foi aplicado contraste nas bandas 3 4 e 5 modificando o histograma original como
mostra o Quadro 1
Quadro 1 - Mudanccedila no histograma das bandas 3 4 e 5 apoacutes contraste aplicado na imagem
de 1985 do sateacutelite Landsat - TM 5 Fonte Autores
Bandas Histograma Original Histograma (Contraste)
Banda 3 ndash Vermelho
Banda 4 ndash Infravermelho Proacuteximo
Banda 5 ndash Infravermelho Meacutedio
Foi aplicada a filtragem linear utilizando uma matriz 2x2 (Quadro 2) apropriada para
imagens Landsat TM no software SPRING com o objetivo de suavizar as imagens realccedilando
assim a visualizaccedilatildeo das bandas e obtendo imagens com mais nitidez
Quadro 1 - Matriz utilizada na filtragem de imagens Landsat TM Fonte INPE (2006)
3 -7 -7 3
-7 -7 13 -7
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
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-7 13 13 -7
3 -7 -7 3
Para identificaccedilatildeo das amostras de treinamento foi utilizada a combinaccedilatildeoRGB-543 o
que destacou melhor as aacutereas urbanas Para a classificaccedilatildeo foram definidas duas classes Aacuterea
urbana e Natildeo urbana Em seguida foram coletadas as amostras de treinamento para cada
classe como pode ser observado na Figura 3
Figura 3 - Amostras utilizadas para classificaccedilatildeo da imagem de 2011 em amarelo amostras
da classe urbana e em branco amostras da classe natildeo urbana Fonte Autores
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Usando a metodologia acima descrita seratildeo apresentados abaixo os resultados obtidos
a partir do processamento das imagens e da classificaccedilatildeo da aacuterea urbana do municiacutepio de
Alegre-ES para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011
O georreferenciamento foi executado utilizando-se feiccedilotildees semelhantes em duas
imagens para determinaccedilatildeo dos pontos de controle como cruzamento de estradas aacutereas de
vegetaccedilatildeo aacuterea urbana e rios A resoluccedilatildeo das imagens (30 metros) pode atrapalhar pois
devido ao baixo niacutevel de detalhe fica difiacutecil determinar o ponto semelhante nas duas imagens
de forma exata No entanto o RMS ficou em torno de 03 de acordo com a equaccedilatildeo (1)
mostrando que a diferenccedila entre as coordenadas dos pontos de controle das imagens a serem
ajustadas e os pontos de controle da fonte de dados de referecircncia ficou pequena significando
uma boa precisatildeo
O processo de restauraccedilatildeo para a resoluccedilatildeo de 15metros mostrou uma melhora na
nitidez da imagem restaurada (Figura 4B) em comparaccedilatildeo com a imagem original (Figura
4A)
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Figura 4 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 de 1985 da cidade de
Alegre-ES com resoluccedilatildeo de 30m (A) e restaurada para 15m (B)
Fonte Autores
A aplicaccedilatildeo do contraste nas bandas 34 e 5 permitiu um maior contraste entre as
feiccedilotildees da imagem com contraste (Figura 5B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem contraste
(Figura 5A)
Figura 5 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da
cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de contraste (A) e com aplicaccedilatildeo de contraste (B)
Fonte Autores
A filtragem espacial permitiu observar maior nitidez da imagem para distinccedilatildeo das
feiccedilotildees da imagem com filtro (Figura 6B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem filtro (Figura
6A)
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
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Figura 6 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da
cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de filtragem (A) e apoacutes filtragem (B)
Fonte Autores
Na Figura 7 temos as imagens em composiccedilatildeo RGB ndash 543 correspondentes agrave
evoluccedilatildeo urbana de Alegre nos anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 Ao comparaacute-las
podemos observar um aumento significativo da mancha urbana este aumento pode ser
observado principalmente nas regiotildees sul e oeste da cidade
Figura 7 - Composiccedilatildeo RGB ndash 543 da aacuterea de estudo para os anos analisados
Fonte Autores
Na Figura 8 podemos observar as classificaccedilotildees realizadas pelo classificador Maxver
utilizando duas classes Aacuterea urbana (Azul) Natildeo urbana (Branco)
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Figura 8 - Classificaccedilotildees da Aacuterea Urbana de Alegre para os anos analisados
Fonte Autores
A Tabela 2 mostra a exatidatildeo das classificaccedilotildees realizadas e as aacutereas correspondentes
agrave classe urbana para cada ano o iacutendice Kappa (Equaccedilatildeo (2)) variou de 093 a 098 Este
resultado pode ser considerado excelente de acordo com a Tabela 1
Tabela 2 -Exatidatildeo das classificaccedilotildees e aacutereas urbanas calculadas Fonte Autores
1985 1997 2001 2006 2011
Iacutendice Kappa 095 097 095 093 098
Aacuterea Urbana (km2) 805 968 771 1079 758
Apesar do alto iacutendice de desempenho das classificaccedilotildees eacute possiacutevel observar regiotildees de
confusatildeo na classificaccedilatildeo das amostras das duas classes Observando as aacutereas calculadas
percebemos que natildeo haacute um aumento contiacutenuo da aacuterea urbana nas classificaccedilotildees pois a aacuterea do
ano de 1997 foi maior que a aacuterea de 2001 que por sua vez eacute menor que a de 1985 e ainda a
aacuterea de 2011 eacute menor que a de 2006 isso possivelmente estaacute associado agrave confusatildeo do
algoritmo ao identificar as classes
Ao compararmos a ortofoto da aacuterea de estudo com a classificaccedilatildeo de 2011 (Figura 9)
podemos perceber regiotildees de solo exposto sombras aacutereas de vegetaccedilatildeo e estradas
classificadas como aacutereas urbanas Eacute possiacutevel observar tambeacutem a ocupaccedilatildeo irregular da cidade
principalmente em aacutereas proacuteximas a rios e em topo de morros que contribuem para
problemas urbanos de inundaccedilotildees e deslizamento de encostas
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
20
Figura 9 - Comparaccedilatildeo da ortofoto do ano de 2007 (a esquerda) com a classificaccedilatildeo de 2011
(a direita) com foco na aacuterea urbana da cidade de Alegre - ES
Fonte Autores
Eacute possiacutevel observar um aumento significativo da aacuterea urbana da sede se compararmos
visualmente as imagens de 1985 e 2011 este aumento se daacute principalmente nas regiotildees de
periferia mas tambeacutem podemos observar um adensamento dos pixels na regiatildeo central da
sede diminuindo a quantidade de aacutereas arborizadas no centro como eacute possiacutevel observar na
Figura 10
Figura 10 - Detalhamento das imagens de 1985 e 2011 mostrando a classificaccedilatildeo da aacuterea
urbana
Fonte Autores
Estes resultados jaacute eram esperados e podem ser explicados como mostra o trabalho de
Correia et al (2007) devido agrave dificuldade em estabelecer essas classes temaacuteticas na resoluccedilatildeo
das imagens de sateacutelite utilizadas que por natildeo possuir um niacutevel de detalhe elevado possuem
uma limitaccedilatildeo para discriminar alvos com uma mistura de vaacuterios elementos como eacute o caso da
aacuterea urbana gerando impactos na resposta espectral das imagens refletindo assim na
caracterizaccedilatildeo dessas classesO fato de terem sido admitidas somente duas classes tambeacutem
pode ter influenciando no resultado da classificaccedilatildeo pois algumas amostras apresentaram
distribuiccedilatildeo bimodal no entanto o erro foi muito baixo (em torno de 5) minimizando este
problema Outro fator que tambeacutem pode ter influenciado no resultado eacute o tamanho das
amostras de treinamento do algoritmo
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Costa e Alves (2005) ao monitorar a expansatildeo urbana do municiacutepio de Campos dos
Goytacazes tambeacutem tiveram problemas devido agrave confusatildeo entre duas classes onde a textura
dos cordotildees litoracircneos se confundia com a textura da urbanizaccedilatildeo e concluiacuteram que era
necessaacuterio possuir um conhecimento preacutevio da aacuterea para realizar o estudo Isso mostra que a
interpretaccedilatildeo visual admitindo que o interprete possua um conhecimento preacutevio da aacuterea eacute
fundamental pois o classificador mesmo com amostras apresentando um desempenho
elevado ainda assim pode apresentar erros nos resultados
CONCLUSAtildeO
A metodologia utilizada para a anaacutelise multitemporal do crescimento da mancha
urbana de Alegre para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 efetuada no presente
trabalho mostrou-se eficiente tornando possiacutevel visualizar as transformaccedilotildees ocorridas no
intervalo de tempo de 26 anos Assim outros resultados poderiam ser encontrados caso a
anaacutelise fosse feita em outros periacuteodos e com diferentes intervalos
O software SPRING se mostrou uma boa ferramenta para se analisar as questotildees de
urbanizaccedilatildeo e por ser disponiacutevel gratuitamente serve como opccedilatildeo para o planejamento urbano
municipal com um baixo custo
Um estudo mais detalhado utilizando-se imagens com uma melhor resoluccedilatildeo espacial
e espectral e em diferentes periacuteodos diminuindo o intervalo de tempo entre imagens pode
obter dados para um planejamento urbano mais detalhado diminuindo assim os riscos
causados pela ocupaccedilatildeo de aacutereas indevidas
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CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Rio de Janeiro RJ
sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES
sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
25
Capiacutetulo 2
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a
prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
Faacutebio Cardoso de Souza Santossup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3
Juacutelia Sesana Maciel3 Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira4
INTRODUCcedilAtildeO
Desde os primoacuterdios na civilizaccedilatildeo Egiacutepcia o manganecircs jaacute era usado como parte do
composto quiacutemico para a produccedilatildeo de vidro Com o avanccedilo das civilizaccedilotildees esse elemento
passou a possuir outras aplicaccedilotildees tanto no setor metaacutelico quanto no natildeo-metaacutelico Das
diversas utilizaccedilotildees do manganecircs a mais importante seria a produccedilatildeo das ligas de accedilo
constituiacutedas pela mistura de ferro e manganecircs Outras ligas tambeacutem satildeo produzidas com a
combinaccedilatildeo do manganecircs com diferentes metais como as ligas de cobre zinco alumiacutenio
estanho e chumbo O manganecircs tem a propriedade de dessulfurizaccedilatildeo (retirada do enxofre) e
deoxidante tornando melhor as caracteriacutesticas fiacutesicas e quiacutemicas das ligas de accedilo (SAMPAIO
et al 2005)
Sabe-se que a induacutestria do accedilo absorve cerca de 92 de toda produccedilatildeo mundial do
mineacuterio de manganecircs natildeo sendo diferente no Brasil onde o uso tambeacutem eacute liderado pela
metalurgia (85) seguido da fabricaccedilatildeo de pilha (10) e a induacutestria quiacutemica (5) (COSTA
2004) No Estado do Espiacuterito Santo as jazidas de manganecircs ateacute o momento estatildeo localizadas
unicamente no municiacutepio de Guaccediluiacute com cerca de um milhatildeo de toneladas poreacutem a
prospecccedilatildeo deste elemento ainda estaacute em fase de pesquisa (DNPM 2013)
Tendo em vista a importacircncia do elemento manganecircs para a induacutestria se faz
necessaacuterio o investimento em pesquisas para o reconhecimento mapeamento e amostragens
desse elemento Do reconhecimento em campo ateacute a explotaccedilatildeo existem vaacuterias etapas que
utilizam diversas metodologias (PEREIRA 2012) entretanto o presente trabalho estaacute focado
na fase de reconhecimento de aacutereas que possuam favorabilidade para a presenccedila do manganecircs
utilizando a anaacutelise multicriteacuterio como ferramenta base do estudo
A anaacutelise multicriteacuterio eacute baseada em uma modelagem matemaacutetica utilizando
paracircmetros ponderados relacionados agrave aacuterea de estudo e ao bem mineral de interesse
envolvendo ainda paracircmetros correlacionados atraveacutes das observaccedilotildees analiacuteticas e de campo
Atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio satildeo gerados os mapas de favorabilidade que tem se mostrado
de grande valia no auxiacutelio de identificaccedilatildeo de aacutereas alvo na exploraccedilatildeode bens minerais
reduzindo o tempo e o custo com pesquisas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004)
A anaacutelise multicriteacuterio consiste em um conjunto de teacutecnicas que visam auxiliar um
agente decisor a tomar decisotildees acerca de um problema complexo ponderando e propondo
alternativas para solucionaacute-lo utilizando diferentes criteacuterios e pontos de vista preacute-
estabelecidos As decisotildees satildeo sempre pautadas com base nos criteacuterios considerados
relevantes para a resoluccedilatildeo do problema em questatildeo podendo existir diversos criteacuterios onde
cada um possui seu grau de importacircncia (JANUZZI et al 2009)
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26
As teacutecnicas de geoprocessamento utilizadas na confecccedilatildeo dos mapas de favorabilidade
para ocorrecircncia de mineralizaccedilotildees como ouro chumbo zinco e cobre vecircm obtendo
resultados satisfatoacuterios ao longo das uacuteltimas deacutecadas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004) Em
contra partida ainda existem poucos estudos onde se aplica as teacutecnicas de anaacutelise de
favorabilidade para estudo de mineralizaccedilotildees de manganecircs
Este trabalho teve por objetivo geral identificar aacutereas que possuam alta favorabilidade
para a prospecccedilatildeo de manganecircs na porccedilatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo utilizando teacutecnicas
de geoprocessamento atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio mapeamento e anaacutelises de campo para
comprovar ou natildeo a veracidade dos dados obtidos com o geoprocessamento
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
A aacuterea de trabalho estaacute localizada na macrorregiatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo na
regiatildeo da divisa entre os estados do Rio de Janeiro Minas Gerais e Espiacuterito Santo Situasse
entre os municiacutepios de Guaccediluiacute Divino de Satildeo Lourenccedilo Dores do Rio Preto e Satildeo Pedro de
Rates (distrito de Guaccediluiacute) sendo delimitada pelas coordenadas UTM S 7698000 m e
7712000 m e E 206000 m e 218000 m (Figura 1)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo no Brasil e no Estado do Espiacuterito Santo
representada com as principais vias de acesso Fonte Autores
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL
CONTEXTO GEOLOacuteGICO
O arcabouccedilo geoloacutegico (Figura 2) da aacuterea eacute composto pelo complexo Juiz de Fora
Grupo Andrelacircndia Lineamento Guaccediluiacute rochas intrusivas gnaissificadas e depoacutesitos mais
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
27
jovens como aluviotildees coluacutevios pilhas ricas em caulim e outros resiacuteduos provenientes da
extraccedilatildeo de pegmatitos O Complexo Juiz de Fora eacute formado por ortopiroxecircnio-gnaisse de
composiccedilatildeo feacutelsica a maacutefica ortopiroxecircnio-clinopiroxecircnio-anfiboacutelio-gnaisse gnaisse
migmatiacutetico bandado migmatitos e gnaisses migmatizados Jaacute o Grupo Andrelacircndia eacute
composto por granada-biotita-gnaisse anfiboacutelio-biotita-gnaisse e gnaisse de composiccedilatildeo
predominantemente granodioriacutetica O Lineamento Guaccediluiacute eacute formado por anfiboacutelio-biotita
gnaisse milonitizado com ultramilonitos e milonitos E as rochas intrusivas gnaissificadas
satildeo os gnaisses tonaliacuteticos de Manhuaccedilu compostos por ortognaisses tonaliacuteticos
granodioriacutetico a trondhjemiacutetico com intercalaccedilotildees de anfiboacutelio-biotita gnaisse (HORN
2007)
Figura 2 - Destaque da aacuterea de estudo na Folha Espera Feliz - SF 24-V-A-IV
Fonte Modificado de HORN et al (2007)
GEOPROCESSAMENTO
O geoprocessamento ou processamento de dados geograacuteficos eacute feito atraveacutes de
teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais e realiza o tratamento de informaccedilotildees geograacuteficas em
ambiente virtual Em conjunto existe o sistema de informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) que eacute capaz
de simular a realidade do espaccedilo geograacutefico integrando informaccedilotildees espaciais (BALDOTTO
2014)
Dentro do ambiente computacional as caracteriacutesticas de uma determinada aacuterea podem
ser analisadas e manipuladas com diversas teacutecnicas A digitalizaccedilatildeo de dados reais possibilita
a geraccedilatildeo de mapas observacionais e o conjunto desses mapas observacionais depois de
manipulados geram os mapas analiacuteticos Os mapas analiacuteticos podem ser processados
utilizando operaccedilotildees algeacutebricas cumulativas como adiccedilatildeo multiplicaccedilatildeo e subtraccedilatildeo ou
atraveacutes de modelos loacutegicos como simultaneidade booleana possibilidade fuzzy e
probabilidade bayesiana onde seus produtos satildeo chamados de mapas fundidos e mapas
integrados respectivamente (SILVA 2003)
Rodrigues (2012) utilizou teacutecnicas de geoprocessamento a fim de realizar um estudo
sobre a mineralizaccedilatildeo de ouro no cinturatildeo de Gurupi Folha Centro Nova do Maranhatildeo
MAPA com o auxiacutelio da loacutegica fuzzy A aplicaccedilatildeo do meacutetodo permitiu identificar aacutereas de
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28
favorabilidade para a presenccedila de mineralizaccedilotildees auriacuteferas Grande parte das aacutereas destacadas
coincidiram com os jazimentos conhecidos comprovando a eficaacutecia do meacutetodo e dando maior
confiabilidade para as novas aacutereas indicadas pela modelagem
Cunha et al (2001) utilizaram o geoprocessamento na avaliaccedilatildeo da favorabilidade para
a prospecccedilatildeo mineral de cromo na regiatildeo de Pinheiros Altos no municiacutepio de Piranga em
Minas Gerais com auxiacutelio da teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico e obtiveram resultados
satisfatoacuterios conseguindo aacutereas coerentes para o modelo prospectivo adotado
Baldotto (2014) utilizou geoprocessamento e teacutecnicas de anaacutelise multicriteacuterio
aplicando loacutegica fuzzy booleana e teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico (AHP) para
delimitaccedilatildeo de aacutereas favoraacuteveis agrave prospecccedilatildeo de aacutegua subterracircnea no Sul do Estado do
Espiacuterito Santo As teacutecnicas se mostraram eficazes para o tipo de anaacutelise realizada permitindo
a integraccedilatildeo de dados geoloacutegicos que influenciam diretamente na disponibilidade de aacutegua em
sistemas aquiacuteferos cristalinos
Benda et al (2014) fizeram uso do geoprocessamento em conjunto com a loacutegica
fuzzy para criaccedilatildeo de zoneamento no Parque Estadual da Cachoeira da Fumaccedila-ES para fins
de conservaccedilatildeo Utilizaram como fatores os mapas de declividade uso do solo e massa de
aacutegua e tiveram como produto final o mapa de final de adequabilidade para conservaccedilatildeo A
metodologia empregada possibilitou a identificaccedilatildeo de aacutereas especiacuteficas e com maior
vulnerabilidade ao uso puacuteblico e permitiu um melhor direcionamento no trabalho dos
gestores com um menor custo financeiro ao poder estadual
ANAacuteLISE DE FAVORABILIDADE
A anaacutelise de favorabilidade eacute de fundamental importacircncia em um processo decisoacuterio
Atraveacutes desta anaacutelise eacute possiacutevel dividir o espaccedilo geograacutefico em parcelas hierarquizadas
segundo um grau de favorabilidade A favorabilidade pode ser medida por meio de valores
relativos ou probabiliacutesticos avaliando-se respectivamente a possibilidade ou a probabilidade
de ocorrecircncia de algum fator ou variaacutevel na aacuterea de interesse Essa teacutecnica vem sendo
aprimorada agrave medida que a tecnologia de SIG vai evoluindo e cada vez mais estaacute sendo
utilizada pela induacutestria mineral e por agecircncias do governo como um dos meios de menor
custo para avaliaccedilatildeo de aacutereas de interesse na exploraccedilatildeo de recursos minerais (ROCHA et al
2000)
Vidal et al (2005) descreveu a anaacutelise de favorabilidade como um meacutetodo diferente
dos demais onde ao inveacutes de analisar isoladamente cada variaacutevel amostrada os atributos
georreferenciados satildeo particionados em ceacutelulas e correlacionados espacialmente dando
origem aos mapas de favorabilidade Levando em consideraccedilatildeo a distribuiccedilatildeo espacial e a
coexistecircncia entre variaacuteveis e depoacutesitos a anaacutelise de favorabilidade torna possiacutevel inferir
quanto e de que modo cada variaacutevel mapeada estaacute associada ao processo e
consequentemente em que grau ele indica a existecircncia de um bem mineral
Para Rostirolla (1996) a utilizaccedilatildeo da anaacutelise de favorabilidade na prospecccedilatildeo
geoloacutegica estaacute fundamentada em um estudo estatiacutestico de fatores que viabilizam ou natildeo a
existecircncia de depoacutesitos minerais A base do estudo estaacute fundamentada na ponderaccedilatildeo e
associaccedilatildeo espacial de dados geoloacutegicos e geofiacutesicos com fins exploratoacuterios O intuito
principal dessa avaliaccedilatildeo eacute diminuir custo e tempo de pesquisa identificando aacutereas com maior
potencial para descobertas
Os criteacuterios utilizados nessa anaacutelise podem ser de natureza restritiva ou relativa Os
criteacuterios restritivos atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo responsaacuteveis
por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas Representam
restriccedilotildees absolutas ao que se deseja estudar e descartam todas as aacutereas que natildeo atendem a
alguma restriccedilatildeo que elas representam Estes criteacuterios satildeo sempre de caraacuteter booleano
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
29
representando ldquosimrdquo ou ldquonatildeordquo na anaacutelise Os criteacuterios relativos (escalonados) satildeo utilizados
para realccedilar ou diminuir a adequabilidade de uma alternativa especiacutefica para uma atividade
ou objeto definindo um determinado grau de aptidatildeo para a aacuterea considerada Os criteacuterios
escalonados definem regiotildees ou alternativas em termos de uma medida contiacutenua de
adequabilidade variando de 0 ateacute 255 onde zero possui adequabilidade nula e 255 a
adequabilidade maacutexima para o empreendimento analisado Estes criteacuterios satildeo sempre de
caraacuteter fuzzy (EASTMAN 2003 KOHAGURA 2007)
Dentro da anaacutelise fuzzy existem as funccedilotildees de pertinecircncia e podem ser de nove tipos
linear curva Z pi beta triangular trapezoidal gaussiana cautchy e sigmoide sendo a uacuteltima
mais utilizada nesse tipo de estudo por se adaptar melhor aos dados de origem ambiental
Esse tipo de funccedilatildeo sigmoidal pode ser monotocircnica crescente decrescente e simeacutetrica
(KOHAGURA 2007)
No estaacutegio em que eacute realizada a combinaccedilatildeo de dados para geraccedilatildeo da regra de
decisatildeo pode ser utilizada a anaacutelise multicriteacuterio onde diversos fatores com seus
determinados pesos de importacircncia satildeo combinados Saaty (1977 citado por MORETTI et al
2008) propocircs a utilizaccedilatildeo da teacutecnica de Processo Analiacutetico Hieraacuterquico (Analytic Hierarchy
Process ndash AHP) no auxiacutelio da decisatildeo de quais fatores satildeo mais importantes dentro do
determinado empreendimento visto sua relativa simplicidade de aplicaccedilatildeo e entendimento
Considerando que o decisor deveraacute executar a anaacutelise paritaacuteria entre os criteacuterios e entre os
subcriteacuterios a ferramenta utiliza-se da Escala Fundamental de Saaty (1977 citado por
MORETTI et al 2008) apresentando as opccedilotildees para esta comparaccedilatildeo que correlacionam
valores de acordo com o entendimento do operador (MORETTI et al 2008)
METODOLOGIA
Para a realizaccedilatildeo desse trabalho foram utilizados dados digitais vetores de curvas de
niacutevel e redes de drenagem adquiridos do Geobases (2002) mapa geoloacutegico de aacuterea de estudo
que foi digitalizado e modificado da Carta Geoloacutegica Folha Espera Feliz SF24-V-A-IV
(HORN 2007) mapa geoloacutegico regional e mapa de pontos ambos feitos com base nos dados
obtidos durante a etapa de campo
A metodologia adotada neste trabalho inclui a coleta e tratamento dos dados por meio
de aquisiccedilatildeo armazenamento e descriccedilatildeo para posterior anaacutelise em ambiente digital tanto de
arquivos vetoriais quanto matriciais de toda a regiatildeo do estudo (BALDOTTO 2014)
Na etapa inicial do trabalho foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica onde foram
consultadas informaccedilotildees preacute-existentes da aacuterea de estudo principalmente informaccedilotildees
geoloacutegicas e metodologia anaacuteloga a que foi utilizada
Na segunda etapa do trabalho foi realizado o geoprocessamento dos dados a geraccedilatildeo e
padronizaccedilatildeo dos fatores e restriccedilotildees e aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio Sendo esses itens
descritos nos seus respectivos sub-toacutepicos abaixo
ETAPA DE CAMPO
A etapa de campo foi realizada em um total de 11 dias entre os meses de setembro a
novembro de 2014 Essa etapa consistiu no caminhamento pela aacuterea descriccedilatildeo dos diversos
litotipos e tentativa de identificaccedilatildeo do manganecircs fazendo uso da aacutegua oxigenada que reage
na presenccedila de manganecircs gerando na superfiacutecie da rocha um fluido branco espumoso
GEOPROCESSAMENTO
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
30
Nessa etapa foram organizados e confeccionados todos os mapas necessaacuterios para a
realizaccedilatildeo do trabalho em ambiente de SIG O banco de dados inicial foi organizado com o
intuito de possuir o maacuteximo de informaccedilotildees e recursos para facilitar e acelerar os processos de
anaacutelises empregados neste trabalho
O mapa geoloacutegico e o mapa de pontos foram gerados com dados de campo atraveacutes de
anaacutelise de afloramento e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rocha O mapa de modelo digital de
elevaccedilatildeo foi elaborado utilizando as curvas de niacutevel da regiatildeo de estudo
GERACcedilAtildeO DE MAPAS DE RESTRICcedilAtildeO E FATORES
Foram definidas duas restriccedilotildees e trecircs fatores tendo como meta a geraccedilatildeo do mapa de
favorabilidade As restriccedilotildees atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo
responsaacuteveis por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas
sendo consideradas as Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes conforme os artigos 2deg e 3deg da
Resoluccedilatildeo ndeg 303 do CONAMA (2002) e as localidades fora do limite da aacuterea de estudo
Os trecircs fatores escolhidos foram padronizados em uma escala de adequabilidade que
varia de menos apto (0) a mais apto (255) e foi utilizado a teacutecnica de processo analiacutetico
hieraacuterquico (AHP) para a comparaccedilatildeo entre os fatores seguindo uma ordem de prioridade
sendo considerados na ordem de maior para menor importacircncia a litologia a declividade e a
cota
O fator litoloacutegico foi levado em consideraccedilatildeo pois a presenccedila da rocha eacute essencial para
geraccedilatildeo de qualquer depoacutesito mineral e o fator possui a finalidade de identificar as litologias
que apresentam composiccedilatildeo mineraloacutegica mais favoraacutevel para a formaccedilatildeo de depoacutesitos
lateriacuteticos Este fator foi realizado baseando-se no mapa geoloacutegico gerado atraveacutes de anaacutelises
em campo e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rochas Das oito litologias identificadas e descritas em
campo apenas duas foram encontradas associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs que
satildeo o leucognaisse e o biotitito Devido a essa caracteriacutestica essas duas litologias foram
consideradas com maiores graus de importacircncia dentro do fator entretanto como foram
encontrados mais depoacutesitos lateriacuteticos associados ao leucognaisse do que ao biotitito o grau
de importacircncia do leucognaisse foi considerado maior do que o do biotitito As outras
litologias que natildeo apresentaram associaccedilatildeo a depoacutesitos de manganecircs tiveram seu grau de
importacircncia calculado a partir da composiccedilatildeo mineraloacutegica da rocha visto que cada mineral
que compotildee a rocha pode ter ou natildeo na sua estrutura quiacutemica a presenccedila do elemento
manganecircs Na Tabela 1 estatildeo todas as litologias encontradas em campo com seus respectivos
valores de favorabilidade que foram atribuiacutedos seguindo a metodologia descrita acima
Quadro 1 - Normatizaccedilatildeo das classes litoloacutegicas Fonte Autores
Litologia Valor atribuiacutedo
Leucognaisse 255
Biotitito 200
Granada-Biotita Gnaisse 100
Granada-Biotita-Feldspato Protomilonito 100
Granada-Biotita-Piroxecircnio Gnaisse 100
Biotita-Piroxecircnio Granulito 50
Biotita Gnaisse 50
Leucogranito 50
O fator declividade tem como principal finalidade a identificaccedilatildeo de aacutereas planas
Biondi (2003) descreveu que para a geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos seja residual ou
supergecircnico independentemente de qual mineacuterio estaacute sendo estudado necessita-se de um
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
31
terreno com menor declividade para facilitar sua acumulaccedilatildeo Com estas informaccedilotildees o fator
declividade passa a ter um grau alto de importacircncia dentro da anaacutelise multicriteacuterio ficando
abaixo apenas do fator litoloacutegico
A normatizaccedilatildeo do mapa de declividade foi feita utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia
fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente onde as aacutereas planas e com ateacute 10 graus de
inclinaccedilatildeo foram consideradas de maacutexima adequabilidade (255) no momento em que o valor
da inclinaccedilatildeo ultrapassa os 10 graus essa adequabilidade decresce ateacute chegar ao valor miacutenimo
(0) onde a inclinaccedilatildeo eacute de 30ordm e acima deste valor de inclinaccedilatildeo a adequabilidade torna-se
nula Estes valores foram adotados levando-se em consideraccedilatildeo tudo o que foi estudado na
pesquisa bibliograacutefica em trabalhos como o de Biondi (2003) Neto e Costa (2010) e
Leonardi e Ladeira (2012) e observaccedilotildees realizadas em campo
Neto e Costa (2010) realizaram o mapeamento de unidades geomorfoloacutegicas da Bacia
do Rio Cauameacute-RR no qual foi possiacutevel identificar deposiccedilatildeo lateriacutetica onde a declividade
variava de 01 a 3 graus terrenos relativamente planos Esse estudo confirma a preacute-disposiccedilatildeo
da formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas
Leonardi e Ladeira (2012) fizeram uma anaacutelise hipsomeacutetrica da Regiatildeo Nordeste do
Quadrilaacutetero Ferriacutefero-MG associado ao material de origem Nesse estudo foi possiacutevel
evidenciar na base do Complexo Alegria uma superfiacutecie plana que ultrapassou oito
quilocircmetros de extensatildeo com declividade inferior a 5ordm que estaacute associada agrave Crosta Lateriacutetica
de Ferricrete Contiacutenua Sendo estaacute mais uma evidecircncia da preacute-disposiccedilatildeo da formaccedilatildeo de
depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas
O fator cota teve como objetivo a identificaccedilatildeo de aacutereas cujas cotas estatildeo proacuteximas de
mil metros de altitude geralmente topo de morros pois para haver a formaccedilatildeo e
desenvolvimento de depoacutesitos lateriacuteticos eacute necessaacuterio que o ambiente gerador possua alguns
paracircmetros essenciais como alta taxa de pluviosidade atuando na lixiviaccedilatildeo relevo pouco
inclinado para minimizar a accedilatildeo erosiva resultante da alta pluviosidade alta taxa de
percolaccedilatildeo de aacutegua para mobilizar a mateacuteria lixiviada e por fim cotas topograacuteficas elevadas
em relaccedilatildeo ao niacutevel de base regional sendo essencial para promover uma taxa contiacutenua nos
processos citados acima (ALEVA 1994) Devido a esta caracteriacutestica de condicionar uma
taxa contiacutenua nos processos essenciais para geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos o fator cota estaacute
presente na anaacutelise multicriteacuterio deste trabalho possuindo um grau de importacircncia inferior ao
fator litoloacutegico e ao fator declividade poreacutem sendo fundamental para comprovar a eficaacutecia do
estudo
A normatizaccedilatildeo do fator cota foi realizada utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia fuzzy
sigmoidal monotocircnica crescente onde aacutereas inferiores a 600 metros foram consideradas de
adequabilidade miacutenima (0) agrave medida que o valor da cota sobe a adequabilidade cresce ateacute
atingir a cota de 800 metros onde a adequabilidade torna-se maacutexima (255) e com isso todas
cotas acima de 800 metros possui adequabilidade maacutexima Para definiccedilatildeo dos valores
adotados nesse fator levou-se em consideraccedilatildeo as observaccedilotildees realizadas em campo revisatildeo
bibliograacutefica sobre depoacutesitos lateriacuteticos e trabalhos como o de Morais et al (2002) e Oliveira
et al (2009)
Atraveacutes do Processo Analiacutetico Hieraacuterquico foram gerados os pesos onde seus valores
foram atribuiacutedos de acordo com o seu grau de importacircncia utilizando como base a escala
fundamental de Saaty (1977 citado por MORETTI et al 2008) Sendo assim ficou
estabelecido que o fator litoloacutegico eacute moderadamente mais importante que o fator declividade
o fator declividade eacute moderadamente mais importante que o fator cota e o fator litoloacutegico eacute
fortemente mais importante que o fator cota Com os fatores normatizados e os seus
respectivos pesos calculados os mapas foram agrupados utilizando a Combinaccedilatildeo Linerar
Ponderada onde os fatores foram multiplicados pelos seus pesos e em seguida somados para
geraccedilatildeo do mapa de adequabilidade Como no presente trabalho foi utilizada restriccedilatildeo o
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32
procedimento foi alterado e a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo de fatores
foi multiplicada pela restriccedilatildeo gerando o mapa de adequabilidade final
Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo par-a-par entre fatores Fonte Autores
Fator Litologia Declividade Cota
Litologia 1
Declividade 13 1
Cota 15 13 1
Na Tabela 3 estatildeo os valores correspondentes aos pesos calculados atraveacutes do processo
analiacutetico hieraacuterquico utilizando a matriz de comparaccedilatildeo Os pesos demostram a influecircncia de
cada fator no mapa final de adequabilidade Onde o fator litoloacutegico representou cerca de 64
no valor final da anaacutelise o fator declividade contribuiu com aproximadamente 26 e o fator
cota representou 10 A proporccedilatildeo de consistecircncia eacute um valor que mostra o erro obtido no
caacutelculo da matriz de comparaccedilatildeo e neste caso o erro foi de 003 estando dentro do limite
aceitaacutevel de 01
Quadro 3 - Resultado dos pesos calculados para cada fator Fonte Autores
Fator Peso
Litoloacutegico 064
Declividade 026
Cota 010
Com o mapa final de adequabilidade gerado foi possiacutevel comparar os resultados
obtidos atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio com os dados coletados em campo E assim discutir
sobre a confiabilidade da ferramenta de anaacutelise multicriteacuterio na obtenccedilatildeo de aacutereas com alta
adequabilidade para prospecccedilatildeo de depoacutesitos de manganecircs
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Como resultados foram obtidos os mapas de fatores que indicam como cada fator
influenciou no mapa final e utilizando esses mapas separadamente eacute possiacutevel discutir sobre a
importacircncia de cada fator na anaacutelise Entretanto quando eacute realizada a integraccedilatildeo dos mapas
na anaacutelise multicriteacuterio em um uacutenico mapa torna-se mais faacutecil o julgamento das aacutereas de
acordo com a adequabilidade
A Figura 3 conteacutem os mapas de fatores e restriccedilotildees utilizados nesse trabalho O fator
litoloacutegico apresentou grande favorabilidade na regiatildeo centro norte devido essa aacuterea ser
composta principalmente por rochas do tipo leucognaisse e biotitito que geralmente estatildeo
associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs O restante da aacuterea apresentou favorabilidade
variando de meacutedia agrave baixa devido agrave composiccedilatildeo das rochas e os valores atribuiacutedos a cada
uma delas
O leucognaisse foi considerado de muito alta favorabilidade em relaccedilatildeo agrave formaccedilatildeo de
depoacutesitos lateriacuteticos visto que a maior parte dos depoacutesitos encontrados em campo estatildeo
associados a esse tipo rochoso A litologia biotitito foi classificada com alta favorabilidade agrave
formaccedilatildeo de depoacutesito lateriacutetico uma vez que alguns depoacutesitos lateriacuteticos foram encontrados
associados a esta rocha Os litotipos granada biotita gnaisse granada biotita feldspato
protomilonito e granada biotita piroxecircnio gnaisse foram considerados de meacutedia
favorabilidade pois apesar de natildeo ter sido observado em campo qualquer associaccedilatildeo destes
litotipos com depoacutesitos lateriacuteticos a composiccedilatildeo mineraloacutegica destas rochas podem permitir a
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
33
formaccedilatildeo de algum tipo de depoacutesito de manganecircs lembrando que natildeo eacute apenas a mineralogia
que determina a formaccedilatildeo de depoacutesitos
As rochas biotita piroxecircnio gnaisse biotita gnaisse e Leucogranito foram classificadas
com baixa favorabilidade uma vez que a composiccedilatildeo mineraloacutegica das mesmas dificilmente
permitiraacute a formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs
O fator cota ficou evidenciado uma grande adequabilidade indo desde a parte central
ateacute o topo norte do mapa Da porccedilatildeo central ateacute a base sul do mapa a adequabilidade ficou
bem dividida variando de alta a nula Resultados esses jaacute esperados para esse fator visto que
a regiatildeo de estudo e bastante montanhosa estando sempre bem acima do niacutevel meacutedio do mar
Jaacute porccedilotildees com baixa ou nula adequabilidade estatildeo associadas as aacutereas mais baixas
simplesmente pela geomorfologia ou em alguns casos a canais de drenagem que ao longo do
tempo vatildeo dissecando o relevo e tornando-o mais baixo
O fator declividade como esperado apresentou uma grande quantidade de aacutereas com
alta adequabilidade e boa distribuiccedilatildeo visto que apesar da regiatildeo de estudo estaacute contida em
cotas elevadas o relevo predominante eacute pouco acidentado e os topos de morros satildeo mais
aplainados
A restriccedilatildeo hidrograacutefica estaacute presente neste trabalho com o intuiacutedo de identificar e
restringir todas as regiotildees que fazem parte das Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes em aacutereas
de Mata Ciliar A restriccedilatildeo foi realizada isolando um raio de 50 metros no entorno de
qualquer corpo drsquoaacutegua visto que dentro destas regiotildees eacute proibida a realizaccedilatildeo de estudos
prospectivos (CONAMA 2002)
Figura 3 - Mapas de Fatores e Restriccedilotildees (A) Fator Litoloacutegico (B) Fator Cota (C) Fator
Declividade (D) Restriccedilatildeo Hidrograacutefica Fonte Autores
No mapa final de adequabilidade (Figura 4A) observa-se que a aacuterea mais favoraacutevel
(255) agrave prospecccedilatildeo de manganecircs proposta por este trabalho estaacute localizada na parte superior
do mapa distribuiacuteda de leste a oeste poreacutem eacute possiacutevel encontrar outras regiotildees como na parte
central do mapa e uma pequena porccedilatildeo na regiatildeo sudoeste que embora obtivessem
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34
adequabilidade um pouco mais baixa (200-160) ainda possuem valores satisfatoacuterios O
restante do mapa apresentou uma adequabilidade variando de meacutedia (130) e baixa (50) A alta
adequabilidade encontrada na parte superior do mapa ocorre devido ao substrato rochoso ser
composta por leucognaisse rocha com maior peso de importacircncia dentro do fator litoloacutegico
que por sua vez eacute o fator de maior influecircncia dentro da anaacutelise e por essa regiatildeo apresentar as
maiores cotas da aacuterea de estudo Algumas regiotildees que possuem alta adequabilidade para os
fatores declividade e cota obtiveram uma adequabilidade variando de meacutedia (130) a baixa
(50) isto porque o fator litoloacutegico que teve o maior peso na anaacutelise alcanccedilou baixa
adequabilidade nessas aacutereas do mapa As porccedilotildees no mapa que apresentaram adequabilidade
nula satildeo aquelas onde as restriccedilotildees foram atuantes neste caso os corpos hiacutedricos
A etapa de campo obteve como produto um mapa de pontos (Figura 4B) onde foram
constatados pontos com a presenccedila de manganecircs pontos de depoacutesitos de manganecircs jaacute
descritos por outras literaturas e pontos que natildeo possuiacuteam a presenccedila do manganecircs Vale
salientar que a descriccedilatildeo de um ponto representa natildeo somente as caracteriacutesticas daquele exato
local mas tambeacutem do seu entorno A geraccedilatildeo deste mapa teve com intuiacutedo facilitar a
amostragem dos pontos que possuem a presenccedila de manganecircs e comparaacute-lo com o mapa de
adequabilidade final
Ao analisar o mapa de adequabilidade eacute possiacutevel perceber que todos os pontos
descritos em campo que possuiacuteam a presenccedila de manganecircs estatildeo associados a uma alta
adequabilidade Eacute importante explicar que ao fazer o caminhamento de campo procurasse
sempre utilizar rotas de mais faacutecil acesso para percorrer a aacuterea como por exemplo as redes de
drenagem No caso deste trabalho essa metodologia de caminhamento acabou acarretando
controveacutersia no momento de anaacutelise do mapa final pois pontos nos quais ficou comprovada a
presenccedila de manganecircs estatildeo situados tanto dentro de porccedilotildees de alta adequabilidade quanto de
adequabilidade nula isto devido aos pontos terem sido coletados proacuteximos agraves drenagens e o
sistema hidrograacutefico da regiatildeo ser considerado uma restriccedilatildeo de acordo com CONAMA
(2002) Essa controveacutersia natildeo diminui a comprovaccedilatildeo da eficaacutecia da ferramenta da anaacutelise
multicriteacuterio visto que os pontos representam uma aacuterea muito maior do que aquele exato
local onde o ponto foi descrito e a malha de restriccedilatildeo hidrograacutefica natildeo nega a presenccedila do
manganecircs apenas restringe a exploraccedilatildeo mineral por se tratar de uma aacuterea de preservaccedilatildeo
permanente
No mapa de adequabilidade foi utilizada uma simbologia com a forma de um ciacuterculo
vazado nos pontos que tiveram a presenccedila de manganecircs comprovada com o intuiacutedo de
representar melhor a aacuterea de influecircncia de cada ponto e tornar mais clara essa possiacutevel
controveacutersia ao se analisar o mapa Os pontos que possuem a presenccedila do manganecircs
identificados na Folha Espera Feliz ndash SF 24-V-A-IV (HORN 2007) foram associados a uma
adequabilidade variando de alta a meacutedia resultados que reforccedilam a eficaacutecia da anaacutelise
multicriteacuterio como uma ferramenta eficaz para prospecccedilatildeo de manganecircs na regiatildeo proposta
No mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel observar que 60 de todos os pontos que
possuem a presenccedila de manganecircs independente se satildeo pontos vistos em campo ou pontos
obtidos por meio de outras literaturas estatildeo localizados em regiotildees de alta adequabilidade
(255 ateacute 200) e os 40 restantes estatildeo localizados em porccedilotildees de meacutedia adequabilidade (130)
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
35
Figura 4 - A) Mapa de adequabilidade final com os pontos de amostragem e drenagens (azul)
com isolamento de 50 metros (branco) delimitando a restriccedilatildeo hidrograacutefica de acordo com
CONAMA (2002) B) Mapa com discriminaccedilatildeo de pontos onde natildeo foi constatada a presenccedila
de manganecircs (pontos pretos) pontos que possuiacuteam manganecircs (pontos vermelhos) e pontos
buscados na literatura que jaacute tinham identificaccedilatildeo de presenccedila de manganecircs (pontos verdes)
Fonte Autores
CONCLUSAtildeO
A utilizaccedilatildeo das teacutecnicas de geoprocessamento se mostrou eficaz para o tipo de estudo
realizado permitindo a integraccedilatildeo de diferentes tipos de dados que influenciam diretamente
na formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos
Analisando o mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel afirmar que o objetivo no qual
seria a avaliaccedilatildeo de aacutereas para a prospecccedilatildeo de manganecircs obteve resultados satisfatoacuterios visto
que na regiatildeo escolhida para o estudo cerca de 30 da aacuterea apresenta alta adequabilidade
(255 ateacute 200) 40 possui meacutedia adequabilidade (aproximadamente 130) e apenas 30 da
aacuterea ficou caracterizada por uma baixa adequabilidade (de 50 ateacute 0)
A anaacutelise multicriteacuterio pode ser considerada uma ferramenta que possui resultados
satisfatoacuterios quando utilizada com criteacuterios embasados aleacutem disso trata-se de uma
metodologia de baixo custo e faacutecil aplicabilidade cujos resultados podem minimizar o custo e
o tempo da fase de prospecccedilatildeo e pesquisa
O mapa de favorabilidade final apesar de ter resultados aceitaacuteveis poderaacute ser refinado
futuramente quando novos dados forem obtidos em campo acrescentando-se novos fatores
como por exemplo anaacutelises geoquiacutemicas e pedologia
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sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Engenharia Civil Universidade Federal de Viccedilosa Viccedilosa
MG
sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da
Sauacutede Alegre ES 3 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
39
Capiacutetulo 3
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura
de taludes em atividades de mineraccedilatildeo
Laacutezaro Correcirca Marcellinosup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Julio Almeida Moreira2 Carlos
Henrique Rodrigues de Oliveira3
INTRODUCcedilAtildeO
O planejamento geoteacutecnico na mineraccedilatildeo torna-se um fator de extrema importacircncia
pois as consequecircncias de um mau planejamento podem colocar em risco o empreendimento
mineiro Uma vez que se impotildee a exploraccedilatildeo do bem mineral em diferentes frentes de avanccedilo
tem-se notado um avanccedilo dos limites da cava cada vez mais extremos portanto criam-se
problemas geoteacutecnicos cada vez mais complexos
Com isso os desafios ao longo dos anos satildeo maiores pois aleacutem de se observar uma
tendecircncia no aprofundamento das cavas exige-se a adoccedilatildeo de meacutetodos geoteacutecnicos e
tecnoloacutegicos que possibilitem de forma segura e econocircmica a lavra da substacircncia de
interesse (REIS 2011)
Existem tambeacutem vaacuterios fatores que contribuem para a instabilidade de taludes uma
vez que iniciada a lavra os taludes possuem um caraacuteter temporaacuterio por isso adota-se fatores
de seguranccedila menores quando comparados a obras civis Apresentam tambeacutem instabilidade
derivada das vibraccedilotildees nos maciccedilos relacionadas as detonaccedilotildees e ao constante traacutefego de
veiacuteculos pesados sobre as bancadas por isso torna-se mais difiacutecil a previsatildeo desses eventos de
ruptura (PARDO 2009)
A deflagraccedilatildeo de um rompimento de talude pode estar condicionada a esses fatores
fiacutesicos predisponentes supracitados onde o grande desafio da comunidade cientiacutefica estaacute
relacionado a prever quantificar qualificar e temporizar o momento de ruptura do talude A
necessidade de melhorias no planejamento geoteacutecnico aliados a teacutecnicas geomorfoloacutegicas
hidroloacutegicas geoambientais e geoloacutegicas dentro da mineraccedilatildeo eacute um fator importante na
mitigaccedilatildeo de possiacuteveis desastres contra a vida ao meio ambiente perda de material e
prejuiacutezos econocircmicos incalculaacuteveis ao empreendimento aleacutem da necessidade de atender a
legislaccedilatildeo vigente que conteacutem diversas exigecircncias
Assim do ponto de vista geoteacutecnico a estabilidade de taludes associado ao sistema de
informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) constitui ferramenta essencial na definiccedilatildeo da geometria da
cava aleacutem de mitigar os riscos supracitados durante a atividade de lavra (GOMES et al
2005) Logo o presente trabalho possui como objetivo o desenvolvimento de mapa litoloacutegico
e de lineamentos utilizando loacutegica fuzzy para utilizaccedilatildeo na anaacutelise de susceptibilidade de
talude em uma atividade de mineraccedilatildeo de ferro no Quadrilaacutetero Ferriacutefero (QF)
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
A aacuterea de estudo insere-se na regiatildeo do QF o qual eacute uma Proviacutencia Mineral que
possui este nome em funccedilatildeo do arranjo geomeacutetrico de sua morfoestrutura que se assemelha a
um quadrado Localiza-se na porccedilatildeo centro-sudeste do Estado de Minas Gerais e perfaz uma
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
40
aacuterea de aproximadamente 7000 Kmsup2 abrangendo os municiacutepios de Sabaraacute Santa Baacuterbara
Mariana Congonhas Ouro Preto Joatildeo Monlevade Rio Piracicaba Itauacutena e Itabira entre
outros 21 municiacutepios (Figura 1)
As principais vias de acesso agraves cidades satildeo pelas rodovias federais BR-262 e BR-361
e rodovias estaduais MG-129 MG-030 MG-040 entre outras Outra forma de acesso ao QF
se daacute pela Estrada de Ferro Vitoacuteria Minas (EFVM) onde quase toda produccedilatildeo das minas de
mineacuterio de ferro eacute escoada ateacute o Porto de Tubaratildeo em Vitoacuteria (ES)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo das principais minas da VALE SA no QF Fonte Modificado de
Costa (2008)
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL
Segundo Caputo (1983) talude compreende quaisquer superfiacutecies inclinadas que
limitam um maciccedilo de terra de rocha ou ambos Podem ser naturais casos das encostas ou
artificiais como os taludes de cortes e aterros Satildeo limitados na parte superior por uma Crista
ou Topo e na parte inferior por um ldquoPeacuterdquo como mostrado na Figura 2
Figura 2 - Elementos geomeacutetricos que compotildee um talude e satildeo utilizados para o
dimensionamento do mesmo Fonte Dyminski (2007)
Contudo considerando a estabilidade de taludes em atividade de mineraccedilatildeo os
elementos geomeacutetricos de um talude tornam-se um pouco mais complexos pois a cava final
de mina dependeraacute da conformaccedilatildeo dos taludes das rampas de acesso ao mineacuterio dos acircngulos
entre as vaacuterias bancadas existentes e da altura dos taludes Para uma cava ser operacionalizada
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
41
e garantir a seguranccedila geoteacutecnica da mina deve conter necessariamente os seguintes
elementos geomeacutetrico (Figura 3)
Figura 3 - Elementos geomeacutetricos para o dimensionamento dos taludes de uma cava Fonte
Relatoacuterio Interno da Empresa (2013)
MEacuteTODOS DE ANAacuteLISE DE ESTABILIDADE DE TALUDES
A anaacutelise de estabilidade de taludes nos permite verificar a possibilidade de
escorregamento de taludes analisando-se as influecircncias relativas aos paracircmetros como
exemplo paracircmetros de resistecircncia litologia dentre outros que visam obter um estudo para
um melhor entendimento dos mecanismos de ruptura citados anteriormente As teacutecnicas de
anaacutelise de estabilidade podem ser divididas em grandes grupos que satildeo as anaacutelises
probabiliacutesticas anaacutelises determiniacutesticas e anaacutelises heuriacutesticas Sendo que a anaacutelise
probabiliacutestica requer conhecimento das distribuiccedilotildees de probabilidade ou das funccedilotildees de
densidade das variaacuteveis aleatoacuterias do problema ou seja a definiccedilatildeo da probabilidade de
ruptura ver Figura 4 (DYMINSKI 2007)
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
42
Figura 4 - Representaccedilatildeo probabiliacutestica das tensotildees atuantes e resistentes Fonte Dyminski
(2007)
A anaacutelise probabiliacutestica distingue-se da determiniacutestica por considerar a variabilidade
dos paracircmetros de caacutelculo particularmente a dispersatildeo natural para isto tem que ser
conhecida uma distribuiccedilatildeo de valores para cada paracircmetro (variaacuteveis aleatoacuterias) obtendo ou
assumindo uma distribuiccedilatildeo de probabilidade para o fator de seguranccedila As anaacutelises
probabiliacutesticas satildeo essenciais para a confecccedilatildeo de Mapas de Potencial de Ruptura Mapas de
Risco de Ruptura Mapas de Ocupaccedilatildeo de solos dentre outros (MONTOYA 2013)
As anaacutelises determiniacutesticas por sua vez buscam a quantificaccedilatildeo da estabilidade por
meio de fator numeacuterico que nos permitiraacute avaliar a respectiva seguranccedila se eacute ou natildeo estaacutevel
Sendo assim as anaacutelises determiniacutesticas satildeo baseadas em modelos fiacutesicos e buscam calcular
um fator ou coeficiente de seguranccedila (FS) As anaacutelises determiniacutesticas possuem diversos
meacutetodos sendo eles os de anaacutelise limite anaacutelise de tensatildeodeformaccedilatildeo e anaacutelise de
equiliacutebrio limite (MESQUITA 2013)
O meacutetodo de equiliacutebrio limite eacute tradicionalmente o mais utilizado para a determinaccedilatildeo
do FS pois estuda o equiliacutebrio de uma massa potencialmente instaacutevel Entende-se entatildeo que
estes meacutetodos se resumem a uma comparaccedilatildeo entre forccedilas que tendem a provocar movimento
ao longo de uma superfiacutecie de ruptura e forccedilas que contrariamente se opotildeem a este
movimento
ANAacuteLISES DE RISCO
Com objetivo de normatizar a terminologia aplicada aos estudos de aacutereas geoloacutegicas e
geoteacutecnicas Varnes (1984) propocircs uma definiccedilatildeo formal para diferentes sentidos de riscos
como risco especiacutefico hazard e vulnerabilidade
No Brasil os pioneiros a propor uma normatizaccedilatildeo foram Augusto Filho et al (1990)
que debateram tanto no acircmbito nacional quanto internacional termos conceitos e
nomenclatura associados ao termo Risco Atualmente os conceitos mais usuais satildeo aqueles
recomendados pelas associaccedilotildees das categorias como Australian Geomechanics Society
(AGS) International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (ISSMGE)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
43
International Society for Rock Mechanics (ISRM) Associaccedilatildeo Brasileira de Geologia de
Engenharia e Ambiental (ABGE) e da ISO 31000 (CORTELETTI 2014)
Ainda assim existe pouca unicidade acerca do tratamento dos conceitos e problemas
sobre a avaliaccedilatildeo de risco muitas vezes enfrentando barreiras quanto agrave avaliaccedilatildeo de
incertezas em Geotecnia e avaliaccedilatildeo de risco
GEOPROCESSAMENTO
Teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais que leva em consideraccedilatildeo o processamento
de dados geograacuteficos satildeo conhecidas como geoprocessamento Segundo algumas definiccedilotildees
adotadas por Menezes (2012) as ferramentas computacionais utilizadas em geoprocessamento
permitem realizar anaacutelises complexas atraveacutes de Sistemas de informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG)
SIG por sua vez satildeo sistemas de informaccedilotildees construiacutedos especialmente para armazenar
analisar e manipular dados geograacuteficos
Os SIG tecircm se tornado cada vez mais usuais pois as teacutecnicas computacionais se
tornam cada vez mais complexas e com melhor desempenho possibilitando entatildeo confrontar
dados distintos para produzir o resultado desejado com mais facilidade Confrontar mapas
com diferentes informaccedilotildees permitindo gerar um novo mapa eacute uma ferramenta de grande
eficiecircncia pois o mesmo auxilia no planejamento nas tomadas de decisotildees e reduz a
ambiguidade de interpretaccedilotildees (MENEZES 2012)
Visando desenvolver um trabalho englobando teacutecnicas de geoprocessamentos junccedilatildeo
de mapas e teacutecnicas estatiacutesticas utilizou-se os SIG para aplicar teacutecnicas de anaacutelise
multicriteacuterio e loacutegica fuzzy
CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL
A aacuterea de estudo se insere em uma regiatildeo localizada a leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero
(QF) fazendo parte da Sinclinal de Alegria e situada regionalmente na porccedilatildeo sul do Craacuteton
Satildeo Francisco nas proximidades de Mariana e Ouro Preto (REIS et al 2000 ROESER e
ROESER 2010)
CONTEXTO GEOTECTOcircNICO
A parte leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero eacute constituiacuteda por rochas da regiatildeo cratocircnica
retrabalhadas tectonicamente durante o Evento Brasiliano (06-05 Ga) que resultou na
formaccedilatildeo da Faixa Araccediluaiacute e das demais faixas orogecircnicas que delimitam a borda deste
Cratoacuten (Figura 2) contendo resquiacutecios da orogenia Transamazocircnica (UHLEIN et al 1998)
ESTRATIGRAFIA DO QUADRILAacuteTERO FERRIacuteFERO
Alkmim e Marshak (1998) e Alkmim e Noce (2006) subdividiram o Quadrilaacutetero
Ferriacutefero segundo a coluna estratigraacutefica mostrada na Figura 5 Sendo este constituiacutedo por
quatro unidades litoestratigraacuteficas principais sendo elas O Embasamento Cristalino o
Supergrupo Rio das Velhas de idade arqueana o Supergrupo Minas e o Grupo Itacolomi de
idade paleo-proterozoacuteica
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
44
Figura 5 - Coluna estratigraacutefica da regiatildeo do Quadrilaacutetero Ferriacutefero Fonte Modificada de
Alkmim e Marshak (1998)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
45
METODOLOGIA
MATERIAIS
Foram utilizados os seguintes materiais
bull Software ArcGis 101 para confecccedilatildeo do mapa litoloacutegico
bull Relevo Sombreado para fotointerpretaccedilatildeo dos lineamentos
bull Software Idrisi Selva 170 para aplicaccedilatildeo da loacutegica fuzzy do mapa de lineamentos
bull Relatoacuterio interno disponibilizado pela empresa
MEacuteTODOS
De iniacutecio realizou-se um levantamento bibliograacutefico com aquisiccedilatildeo de informaccedilotildees
paracircmetros e mapas fornecidos pela literatura disponiacutevel e empresas privadas seguido da
confecccedilatildeo dos mapas
A pesquisa bibliograacutefica sobre o tema de estudo se deu por meio de consulta em livros
artigos e documentos fornecidos por empresas e levantamento de base de dados cartograacuteficos
disponiacuteveis na internet Tambeacutem foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica a respeito da
geologia local e regional da aacuterea tendo como base os artigos de Alkmim e Marshak (1998)
Essa fase tambeacutem se fez importante para o levantamento de informaccedilotildees conceituais
onde embasaram a definiccedilatildeo dos pesos para cada classe dos mapas gerados de acordo com a
literaturaObteve-se entatildeo informaccedilotildees estruturais e geoloacutegicas da regiatildeo do QF em minas
privadas de mineacuterio de ferro
Os trabalhos de Gomes (2009) Corteletti (2014) e Alves (2014) aplicam metodologias
semelhantes para a determinaccedilatildeo e anaacutelise de suscetibilidade vulnerabilidade de risco a
movimentos de massa para ferrovias e Montoya (2013) aplica uma metodologia semelhante
para rodovias Dos trabalhos destes autores pode-se tirar contribuiccedilatildeo na definiccedilatildeo de quais
mapas seriam gerados
Assim a partir dos paracircmetros e dados levantados geraram-se o mapa litoloacutegico e de
lineamentos e definiram-se pesos para sua utilizaccedilatildeo na anaacutelise de estabilidade de taludes em
aacuterea de mineraccedilatildeo
Mapa Litoloacutegico
O mapa litoloacutegico proposto teve como base o de Menezes (2012) e relatoacuterios teacutecnicos
A divisatildeo da litologia corresponde ao tipo de rocha que compotildee o maciccedilo rochoso Esta
classificaccedilatildeo foi feita a partir de paracircmetros como a composiccedilatildeo mineraloacutegica origem e
estrutura da rocha
Contudo nem sempre a classificaccedilatildeo litoloacutegica consegue mostrar a variedade que uma
rocha apresenta em mesmo local Portanto torna-se necessaacuterio a definiccedilatildeo da rocha de acordo
com caracteriacutesticas peculiares seja estrutura composiccedilatildeo mineraloacutegica ou fatores de coesatildeo
No Mapa Litoloacutegico foram definidas oito litologias Rochas Intrusivas (IN) Itabirito
Compacto (IC) Itabirito Friaacutevel (IF) Itabirito Manganesiacutefero (IM) Hematita Compacta (HE)
Filito (FL) Quartizito (QT) e Xisto (XI)
Os pesos atribuiacutedos atraveacutes da reclassificaccedilatildeo foram definidos de acordo com o tipo de
litologia e suas caracteriacutesticas ou seja rochas mais intemperizadas e que apresentam um
menor coeficiente de resistecircncia tiveram valores maiores Foi levado em consideraccedilatildeo ainda o
grau de coesatildeo e competecircncia da rocha Para a atribuiccedilatildeo dos pesos litoloacutegicos levou-se em
consideraccedilatildeo o conhecimento do autor aleacutem das caracteriacutesticas citadas anteriormente
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
46
Rochas como as Intrusivas (IN) Filito (FL) Xisto (XI) e Itabiro Friaacutevel (IF)
apresentam uma condiccedilatildeo mais propensa a baixa resistecircncia devido ao intemperismo do que
as rochas que possuem um melhor grau de coesatildeo (Tabela 1)
Tabela 1 - Valores atribuiacutedos para cada classe litoloacutegica Fonte Autores
Classes Litoloacutegicas Valor atribuiacutedo
Quartizito (QT) 20
Hematita Compacta (HE) 50
Itabirito Compacto (IC) 80
Itabirito Manganesiacutefero
(IM)
110
Itabirito Friaacutevel (IF) 140
Filito (FL) 170
Xisto (XI) 200
Intrusiva (IN) 255
Mapa de Lineamentos
A geraccedilatildeo do mapa de lineamentos consistiu na fotointerpretaccedilatildeo de padrotildees de
lineamentos presentes no entorno e dentro da aacuterea de estudo Esses padrotildees foram
interpretados em uma imagem de relevo sombreado gerado pelo Modelo Digital de Terreno
(MDT) Apoacutes essa fotointerpretaccedilatildeo pode-se gerar o mapa de lineamentos no formato
vetorial Sendo este mapa posteriormente utilizado para gerar o mapa fuzzy de lineamentos
O mapa de lineamentos foi gerado a partir da aplicaccedilatildeo da funccedilatildeo fuzzy sigmoidal
decrescente do software Idrisi pois estaacute funccedilatildeo eacute a mais utilizada em anaacutelises geoambientais
com pontos de controle em 20 e 100 o que indica que valores ateacute 20 metros de distacircncia dos
lineamentos tecircm adequabilidade maacutexima e agrave partir de 20 metros decaem sigmoidalmente ateacute
100 metros onde a adequabilidade eacute miacutenima
Segundo alguns de estudos feitos por Huallanca (2004) e Hoek e Bray (1981)
dependendo da densidade de lineamentos ou da distacircncia que apresentam entre si e do
comportamento dos mesmos esses padrotildees comportam-se como zonas de fraqueza presentes
no maciccedilo podendo influenciar na resistecircncia do mesmo Saacute (2010) realizou um estudo
semelhante em uma cava de mineraccedilatildeo de ferro e observou que ocorrem rupturas em grande
escala em regiotildees que apresentam alta densidade de padrotildees de lineamentos
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Os resultados obtidos ou seja o mapa litoloacutegico e de lineamentos seratildeo expostos de
forma separada de acordo com suas discussotildees
MAPA LITOLOacuteGICO
O mapa litoloacutegico apresentou oito classes (Figura 6) Este mapa foi confeccionado e
considerado para a anaacutelise da estabilidade de taludes pelo fato das litologias apresentarem
uma reologia muito complexa em se tratando de um ambiente de mineraccedilatildeo
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
47
Figura 6 - Mapa litoloacutegico mostrando sua variedade de tipologia Fonte Autores
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
48
A litologia dentro de atividades de mineraccedilatildeo eacute um dos fatores mais afetados em se
tratando de aspectos geoteacutecnicos pois nesses locais apresentam-se uma grande mobilizaccedilatildeo
de massa rochosa ou solo para extraccedilatildeo do bem mineral causando certo grau de alteraccedilatildeo
devido a desconfinamento ou meteorizaratildeo do estado natural da rocha
Os pesos atribuiacutedos a cada classe litoloacutegica foram embasados em consultas a
bibliografias e analisando os paracircmetros de resistecircncia e caracterizaccedilatildeo Costa (2009)
caracterizou algumas litologias do QF de acordo com ensaios laboratoriais de compressatildeo
uniaxial utilizando esses dados pode-se relacionar que valores atribuiacutedos a cada classe
litoloacutegica variam de acordo com sua capacidade de compressatildeo feita nos ensaios
Com isso atribuiu-se agrave classe quartizito a menor adequabilidade pois essa rocha
apresenta uma maior competecircncia sendo que rochas que conteacutem grande quantidade de
quartzo satildeo dificilmente intemperizaacuteveis O contraacuterio foi considerado com as intrusivas que
receberam a maior valoraccedilatildeo pois se trata de uma rocha muito mais facilmente
intemperizada o que diminui o grau de coesatildeo diminuindo as forccedilas de resistecircncia Para as
rochas com resistecircncia intermediaacuteria levou-se em consideraccedilatildeo os paracircmetros geoteacutecnicos e as
caracteriacutesticas estruturais e anisotropias e conhecimento proacuteprio
MAPA FUZZY DE LINEAMENTOS
Para confecccedilatildeo do mapafuzzy de lineamentos (Figura 7) foi aplicada a funccedilatildeo fuzzy
sigmoidal decrescente sobre os lineamentos Este mapa apresentou uma zona de
suscetibilidade alta (255) nas regiotildees proacuteximas aos lineamentos e uma zona de baixa ou nula
suscetibilidade (0) em zonas mais distantes aos lineamentos
As regiotildees que apresentam alta adequabilidade satildeo zonas com distacircncia muito
proacuteximas dos lineamentos logo essas zonas apresentam uma forte influecircncia dos mesmos As
zonas em coloraccedilatildeo amarela que apresentam uma baixa adequabilidade satildeo regiotildees que se
situam mais distantes dos lineamentos apresentando assim uma baixa influecircncia dos
lineamentos nessas regiotildees
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
49
Figura 7 - Mapa fuzzy de lineamentos mostrando as aacutereas onde apresentam baixa ou alta adequabilidade Fonte Autores
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
50
CONCLUSAtildeO
De acordo com o objetivo do trabalho a metodologia foi eficaz pois os mapas gerados
satildeo subsiacutedios eficazes para a anaacutelise da ruptura de taludes soacute podendo ser desenvolvidos
devido agrave teacutecnica de geoprocessamento aplicada Com o ressalve de que no uso de dados
lineamentos eles natildeo podem natildeo ter as dimensotildees precisas pois tanto podem se apresentar
em superfiacutecie quanto em profundidade alterando o maciccedilo
Sugere-se ainda o uso de outros mapas para tornar a anaacutelise mais completa como por
exemplo mapas da profundidade do niacutevel drsquoaacutegua e declividade
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sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Geologia Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha
e Mucuri Diamantina MG
sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 3 Departamento de Engenharia de Minas Instituto Federal do Espiacuterito Santo Cachoeiro de
Itapemirim ES 4 Escola de Arquitetura Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG 5 Departamento de Geologia Universidade Federal de Ouro Preto Ouro Preto MG
53
Capiacutetulo 4
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES
utilizando teacutecnicas de geoprocessamento
Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitassup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Allison Augusto
Gonccedilalves de Freitas1 Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas3 Rayane Monteiro
Ferreira4 Edgar Batista de Medeiros Juacutenior5
INTRODUCcedilAtildeO
Redes de transporte rodoviaacuterio tornaram-se a essecircncia da infraestrutura em todos os
paiacuteses As estradas satildeo importantes como a estrutura fiacutesica da sociedade e como a base para o
desenvolvimento social e econocircmico (EFFATI et al 2012)
No Brasil o principal meio de transporte urbano e de boa distribuiccedilatildeo eacute o sistema de
transporte rodoviaacuterio Neste contexto vias rurais e urbanas satildeo notaacuteveis para tornar o traacutefego
de pessoas e a distribuiccedilatildeo de produtos sendo incontestaacutevel a importacircncia de um sistema de
transporte seguro capaz de atender a demanda (SILVA et al 2006) Juntamente com um
intenso crescimento nas cidades de porte meacutedio na deacutecada de 60 ocorreu um periacuteodo de
grandes investimentos em infraestrutura rodoviaacuteria no paiacutes Jaacute nos anos 70 o Ministeacuterio de
Transportes por meio do Plano de Desenvolvimento Nacional estimulou uma expansatildeo das
rodovias no Brasil Com estes investimentos muitos municiacutepios proacuteximos e ao longo dos
eixos rodoviaacuterios sentiram-se atraiacutedos e motivados agraves atividades e investimentos que
favorecessem o comeacutercio de produtos e serviccedilos Assim as cidades de pequeno e meacutedio
porte demostraram um crescimento linear ao longo das rodovias natildeo apresentando
planejamento no uso do solo e na sua ocupaccedilatildeo (FREIRE 2003)
Com o tempo o aumento do transporte nestas rodovias trouxe implicaccedilotildees positivas e
negativas para as cidades (CORREcircA PINTO 2012) Alguns desses problemas como a
ocorrecircncia de congestionamentos e acidentes (EFFATI et al 2012) No sentido de diminuir
esses problemas existem metodologias que auxiliam no estudo de viabilidade sendo uma
delas a aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio que foi utilizada neste trabalho
Deste modo este trabalho teve por objetivo geral fazer um estudo de realocaccedilatildeo da
BR-101 na aacuterea urbana do municiacutepio de Iconha-ES utilizando anaacutelise multicriteacuterio De
forma mais especiacutefica
bull Analisar quais criteacuterios (fatores e restriccedilotildees) interferem na locaccedilatildeo da rodovia
bull Determinar as restriccedilotildees que interferem na escolha da aacuterea
bull Determinar os fatores que interferem na escolha da aacuterea
bull Determinar as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy que melhor se adequam aos diferentes fatores
usados
bull Ponderar os fatores
bull Gerar a anaacutelise multicriteacuterio para estudo de aptidatildeo de aacutereas para realocaccedilatildeo da BR-101
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
54
bull Achar uma aacuterea com maior adequabilidade agrave realocaccedilatildeo da rodovia
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
Iconha localiza-se ao sul do Espiacuterito Santo (Figura 1) entre as coordenadas
N=7695610m E=300822m N=7702818m E=318390m na zona 24 sul Limitando-se ao
norte com Anchieta ao sul com Rio Novo do Sul a leste com Piuacutema e a oeste com Alfredo
Chaves Segundo IBGE (2014) o municiacutepio possui aacuterea territorial de 203528 kmsup2 O acesso
para a cidade de Iconha a partir de Vitoacuteria pode ser realizado pela BR-101 ateacute o municiacutepio
de Iconha sendo um trajeto de aproximadamente 97 Km
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
CONTORNOS VIAacuteRIOS
Em um contexto geral as ruas que satildeo estradas dentro das cidades marcavam os
caminhos de acesso onde se estabeleciam as relaccedilotildees com os territoacuterios circundantes na
configuraccedilatildeo original das cidades marcando os eixos da futura expansatildeo (VALLEJO 1995)
Anteriormente a intensificaccedilatildeo do uso de automoacuteveis as estradas (intermunicipais estaduais e
federais) passavam dentro das cidades e os fluxos de transporte tinham com elas uma relaccedilatildeo
intensa de contato cultural e intercacircmbio comercial aumentando o desenvolvimento local
(AUGEacute 1994) A malha rodoviaacuteria brasileira se deslocou criando corredores estrateacutegicos de
transportes trazendo consigo um crescimento socioeconocircmico e modificando as aacutereas e
cidades por onde passou (FREIRE 2003)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo do municiacutepio de Iconha em relaccedilatildeo ao Estado do Espiacuterito Santo O
quadrado em verde mostra a aacuterea de estudo Fonte Modificado de Wikipeacutedia (2006)
Devido ao crescimento maciccedilo do fluxo de veiacuteculos nas cidades novas medidas foram
tomadas dentre elas a construccedilatildeo de rodovias de contorno ou aneacuteis viaacuterios atualmente
usados como a soluccedilatildeo mais viaacutevel para resolver o problema das travessias urbanas (SILVA
JUacuteNIOR e FERREIRA 2008)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
55
O surgimento destes contornos daacute-se com a necessidade de melhorar a fluidez dos
deslocamentos devido ao elevado grau de saturaccedilatildeo das vias nas aacutereas mais centrais
(CORREcircA PINTO 2012) O fluxo de passagem tende a ser redirecionado para fora das aacutereas
urbanas por meio de laccedilos de contorno ou aneacuteis viaacuterios (SANTOS 2006)
De acordo com Silva Juacutenior e Ferreira (2008) a construccedilatildeo de contornos viaacuterios pode
atrair a ocupaccedilatildeo urbana do mesmo modo que o traccedilado original o que poderia levar a
ineficiecircncia deste novo contorno viaacuterio O natildeo planejamento desta ocupaccedilatildeo pode vir com
uma nova segregaccedilatildeo urbana que terminaraacute por inviabilizar o segmento da rodovia O
tamanho destes impactos eacute dependente de vaacuterios fatos dentre os quais a estruturaccedilatildeo do
tecido urbano (malha viaacuteria e uso do solo) e seu grau de inter-relacionamento com a rodovia
(CORREcircA PINTO 2012)
Existem diversas teacutecnicas para estudo de locaccedilatildeo de contorno viaacuterio entre elas
podemos citar a avaliaccedilatildeo geomorfoloacutegica estrutural e pedoloacutegica seja com ou sem a
aplicaccedilatildeo de Sistema de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) O SIG eacuteutilizado principalmente pela
Engenharia de Transporte nos estudos de alternativas de traccedilados de contornos viaacuterios pode
considerar diversas categorias na anaacutelise (sociais econocircmicas ambientais geoteacutecnicas) com
pesos diferentes (SILVA 2004)
Em seu trabalho Silva et al (2006) utilizaram o apoio agrave decisatildeo atraveacutes de SIG e
apresentaram alternativas de projeto para o anel viaacuterio da cidade de Viccedilosa-MG com
utilizando agrave loacutegica fuzzy e a anaacutelise multicriteacuterio para o levantamento e anaacutelise de
condicionadores consideradas de acordo com os dados disponiacuteveis em mapas de altitude
hidrografia declividade sistema de transportes classe de solo e principalmente o uso e
cobertura do solo e selecionaram alternativas de contornos que fazem uso das rodovias
existentes como uma opccedilatildeo para diminuir os custos e os impactos ambientais
Correcirca Pinto (2012) tratou sobre os desdobramentos na forma urbana de pequenas
cidades causados por novos contornos viaacuterios tendo como estudo de caso as cidades de Satildeo
Francisco de Assis e Santiago (RS) A metodologia aplicada foi baseada nas medidas de
diferenciaccedilatildeo espacial atraveacutes das quais foi possiacutevel visualizar o dinamismo do traccedilado de
uma cidade e as possiacuteveis alteraccedilotildees de sua forma Como resultado identificou e avaliou
algumas consequecircncias que as implantaccedilotildees de contornos viaacuterios causam nas formas urbanas
das pequenas cidades
SILVA (2012) aplicou a metodologia de anaacutelise espacial por avaliaccedilatildeo multicriteacuterio
para otimizar o processo de planejamento da ocupaccedilatildeo territorial e da mobilidade urbana no
municiacutepio de Viccedilosa - MG e aacuterea de influecircncia Como metodologia utilizou recursos
disponiacuteveis em SIG com avaliaccedilatildeo multicriteacuterio sobre bases cartograacuteficas digitais Como
resultado elaborou mapas temaacuteticos que representam as propostas para a mobilidade urbana e
para a ocupaccedilatildeo territorial da aacuterea de estudo conforme as abrangecircncias consideradas
FOTOINTERPRETACcedilAtildeO
De acordo com Soares e Fiori (1978) a interpretaccedilatildeo visual eacute o estudo da imagem
fotograacutefica visando agrave descoberta e a avaliaccedilatildeo por meacutetodos indutivos dedutivos e
comparativos do significado funccedilatildeo e relaccedilatildeo dos objetos correspondentes agraves imagens ou
seja eacute a teacutecnica de examinar as imagens dos objetos na imagem e deduzir sua significaccedilatildeo
Ribeiro et al (2008) entendem que a fotointerpretaccedilatildeo baseia-se no processo de
anaacutelise de imagens por meio da detecccedilatildeo identificaccedilatildeo e classificaccedilatildeo dos objetos de
interesse contidos nelas Ao analisar imagens eacute importante a observaccedilatildeo de entes e feiccedilotildees
insinuadas atraveacutes de caracteriacutesticas das imagens como cor tonalidade textura tamanho
forma padratildeo sombras altura localizaccedilatildeo dos alvos e aspectos associados
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
56
Santos (1988) aplicou o levantamento das tipologias vegetais pela teacutecnica de anaacutelise
visual e atraveacutes desta mapeou quatro tipologias distintas e concluiu que o produto e
metodologia usados nesta pesquisa satildeo plenamente viaacuteveis para levantamentos das tipologias
florestais nativas da Amazocircnia
Mercante et al (2005) realizaram um mapeamento de uso do solo usando como base
para a interpretaccedilatildeo visual o conhecimento preacutevio da aacuterea de estudo adquiridos apoacutes o
reconhecimento de campo observando as principais classes de coberturas de solo na aacuterea O
resultado desta anaacutelise visual constituiu um importante subsiacutedio para a decisatildeo sobre a melhor
alternativa da via de gasoduto permitindo uma escolha mais racional e menos subjetiva
Moreira et al (2008) fotointerpretaram as imagens de sateacutelite (LANDSAT 7 ETM+)
pela sua variaccedilatildeo textural devido ao registro dos alvos terem diferentes comportamentos
espectrais e diferentes arranjos espaciais e explicaram a compartimentaccedilatildeo e a relaccedilatildeo de
equivalecircncia entre zonas que constituem texturas semelhantes
Desta forma entende-se que a interpretaccedilatildeo visual pode ter seu uso em estudos de
localizaccedilatildeo de estradas exploraccedilatildeo mineral diferentes traccedilados propostos agricultura
planejamento urbano e dentre outros mapas temaacuteticos (NADALIN 2010)
SISTEMAS DE INFORMACcedilAtildeO GEOGRAacuteFICA (SIG)
A aplicaccedilatildeo de Sistemas de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) em problemas de tomada de
decisatildeo eacute uma ferramenta poderosa e eficiente nas diversas aacutereas do conhecimento pois
possibilita que o processo seja realizado de maneira mais fundamentada Dessa forma o
agente de decisatildeo tem agrave sua disposiccedilatildeo dados e informaccedilotildees mais acessiacuteveis mais facilmente
combinados e modificados aleacutem de utilizar argumentos mais claros para a decisatildeo (SILVA
1999) Segundo Star e Estes (1991) o uso do SIG para a estruturaccedilatildeo e organizaccedilatildeo de
variaacuteveis com a intenccedilatildeo de obter alternativas para a seleccedilatildeo de locais com adequabilidades
para determinado estudo tem sido amplamente utilizado O seu uso pode ser explicado por ser
uma ferramenta que trata grandes quantidades de dados armazenados em banco de dados
contendo informaccedilotildees representativas do mundo real atraveacutes de coordenadas geograacuteficas
possibilitando realizar anaacutelises espaciais
ANAacuteLISE DE MULTICRITEacuteRIO
De acordo com Moura (2007) a anaacutelise de multicriteacuterio pode ser entendida como um
procedimento metodoloacutegico que faz o cruzamento de variaacuteveis nas anaacutelises espaciais esta
anaacutelise tambeacutem eacute conhecida como Anaacutelise Hieraacuterquica de Pesos ou Aacutervore de Decisotildees Esta
anaacutelise se destina a desenvolver estudos caracterizadores da realidade vigente e preditivos de
situaccedilotildees que estatildeo por vir alcanccedilando o objetivo da anaacutelise espacial Francisco et al (2007)
considera que a anaacutelise multicriteacuterio eacute um meacutetodo de anaacutelise de alternativas para a resoluccedilatildeo
de problemaacuteticas que utilizam diversos criteacuterios relacionados ao objeto de estudo sendo
assim possiacutevel identificar alternativas prioritaacuterias para o objeto considerado
Os meacutetodos de anaacutelises multicriteacuterio vecircm sendo utilizados para a soluccedilatildeo de
problemas nas tomadas de decisatildeo nas mais diversas aacutereas do conhecimento entre elas
alternativas de poliacuteticas social (VILAS BOAS 2006) como indicador de condiccedilotildees de vida
(SILVA e JANNUZZI 2009) no planejamento e gestatildeo ambiental (FRANCO et al 2013)
no uso de terras (PORATH 2014) e anaacutelise de sensibilidade ambiental (RIBEIRO 2011) com
o intuito de esclarecer ao decisor possibilidades nas escolhas Apoiam o procedimento
decisoacuterio com base nos dados existentes agregando valores dos agentes na busca de uma
melhor soluccedilatildeo (CAMPOS 2011)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
57
O procedimento da anaacutelise multicriteacuterio baseia-se em mapeamentos de variaacuteveis pelo
seu plano de informaccedilatildeo e na definiccedilatildeo do grau de pertinecircncia de cada plano de informaccedilatildeo e
de cada um de seus componentes para a construccedilatildeo do resultado final e sempre que
necessaacuterio utilizando fatores de ponderaccedilatildeo (MOURA 2007)
Na praacutetica na anaacutelise multicriteacuterio a decisatildeo eacute tomada atraveacutes de um conjunto de teacutecnicas e
meacutetodos para dar apoio a pessoas e organizaccedilotildees nas tomadas de decisotildees sob a persuasatildeo de
uma multiplicidade de criteacuterios (GOMES et al 2002)
Santos (2010) diz que para a realizaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio o estudo deve ter
como base alguns passos sendo eles a seleccedilatildeo e representaccedilatildeo das variaacuteveis que caracterizam
o fenocircmeno organizaccedilatildeo dessas em planos de informaccedilatildeo discretizaccedilatildeo dos planos em
resoluccedilatildeo espacial adequada combinaccedilatildeo das variaacuteveis de forma que elas possam representar
a complexidade da realidade e por fim a possibilidade de calibraccedilatildeo e validaccedilatildeo do sistema
mediante identificaccedilatildeo e correccedilatildeo das relaccedilotildees construiacutedas entre as variaacuteveis mapeadas
Moreira et al (2001) objetivou a pesquisa mineral atraveacutes de anaacutelises multicriteacuterio de
dados geoloacutegicos e geofiacutesicos visando a seleccedilatildeo de aacutereas com maior potencial agrave ocorrecircncia de
minerais radioativos Como estudo de caso comparou o desempenho de 8 meacutetodos de anaacutelise
multicriteacuterio de dados geoloacutegicos e radiomeacutetricos na prediccedilatildeo de aacutereas potenciais agrave
ocorrecircncia de minerais radiativos no planalto de Poccedilos de Caldas Os cenaacuterios gerados
indicaram desempenhos diferentes nas avaliaccedilotildees encontrando desde resultados considerados
bons a medianos para identificaccedilatildeo mineral
Vilas Boas (2006) desenvolveu um modelo de anaacutelise de decisatildeo para facilitar o
processo de escolha de alternativas de poliacuteticas programas e projetos relacionados agrave gestatildeo de
recursos hiacutedricos e mais especificamente ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Como resultado
apresentou uma lista ordenada das alternativas de uso muacuteltiplo possiacuteveis de serem
implantadas no reservatoacuterio
Moura (2007) aplicou a anaacutelise multicriteacuterio como subsiacutedio para estudos ambientais
de forma a apresentar como resultado um roteiro metodoloacutegico para apoio as revisotildees
bibliograacuteficas destinado agrave construccedilatildeo de anaacutelises espaciais de caracterizaccedilatildeo e gerenciamento
ambiental e urbano Jannuzzi et al (2009) utilizaram a anaacutelise multicriteacuterio em uma aplicaccedilatildeo
em poliacuteticas puacuteblicas e obteve como resultado uma seacuterie de escolhas teacutecnicas e poliacuteticas
Com o objetivo de levantar situaccedilotildees ambientais associadas agrave necessidade de proteccedilatildeo
do parque estadual da Serra do Rola Moccedila a partir dos dados levantados no plano de manejo
Santos (2010) apresentou uma proposta metodoloacutegica com uso de anaacutelise multicriteacuterio para
identificaccedilatildeo de suas aacutereas de fragilidade ambiental Como resposta obteve aacutereas fragilidade
associadas ao meio fiacutesico ao turismo a accedilatildeo antroacutepica e agrave correlaccedilatildeo desses fatores
Ribeiro (2011) usou anaacutelise multicriteacuterio para encontrar aacutereas para implantaccedilatildeo das
culturas florestais de Hevea brasiliensis Pinus elliottiivarelliottii e Schizolobiumamazonicum
no Estado do Espiacuterito Santo e como resultado observou-se que o Estado apresenta aacutereas com
aptidatildeo edafoclimaacutetica para todas as espeacutecies
Considerando a anaacutelise multicriteacuterio como uma boa ferramenta na tomada de decisotildees
Franco et al (2013) a usou em seus estudos para identificaccedilatildeo da prioridade de aacutereas a
recuperaccedilatildeo florestal O mapa final produzido foi considerado uma ferramenta de gestatildeo da
aacuterea prioritaacuteria a restauraccedilatildeo
Em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas potenciais para construccedilatildeo de marinas no
municiacutepio de Florianoacutepolis-SC com o uso da anaacutelise multicriteacuterio Porath (2014) usou
variaacuteveis adotadas em mapas temaacuteticos identificando geograficamente aacutereas mais propensas agrave
implantaccedilatildeo de marinas considerando a interferecircncia antroacutepica e marinha tentando
minimizar as perturbaccedilotildees e o impacto ambiental
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
58
METODOLOGIA
Para a realizaccedilatildeo deste trabalho foram utilizados como base vaacuterios materiais
cartograacuteficos sendo eles Curvas de niacutevel com equidistacircncia vertical de 20 m fornecido pelo
GEOBASES (2011) Mapa topograacutefico das cidades de Iconha Rio Novo do Sul Anchieta e
Piuacutema (160000) Ortofotos do IEMA (2007) das cidades de Iconha Rio Novo do Sul
Anchieta e Piuacutema (1 35000) Mapa de Declividade do terreno gerado a partir das curvas de
niacutevel Mapa de Rios e Mapa de Uso dos Solos gerados a partir da fotointerpretaccedilatildeo das
ortofotos
Para a montagem do banco de dados foram utilizadas as ortofotos com as quais foi
possiacutevel elaborar arquivos vetoriais (shapefile) atraveacutes de fotointerpretaccedilatildeo (na escala de
visualizaccedilatildeo de 12500) e vetorizaccedilatildeo em tela de pontos linhas e poliacutegonos gerando dois
mapas sendo eles Mapa de Uso dos Solos (Apecircndice A) onde foram observadas as
principais classes de coberturas de solo existentes (pastagem agricultura florestas casas
rurais zonas urbanas vilarejos depoacutesitosndashfaacutebricas-pedreiras lagoasndashlagos-represas) e o
Mapa de Rios Para a geraccedilatildeo do Mapa de Declividade do Terreno foram utilizadas as curvas
de niacutevel
ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO
De acordo com a proposta metodoloacutegica usada por Barros e Marques (2007) neste
trabalho levou-se em consideraccedilatildeo o levantamento e o geoprocessamento das condicionantes
que existem na legislaccedilatildeo Posteriormente ao levantamento e a anaacutelise dos condicionantes
foram determinados os criteacuterios que subsidiaram o processo de decisatildeo
Esta decisatildeo eacute suportada pela consideraccedilatildeo de criteacuterios que representam possiacuteveis
condiccedilotildees de quantificar ou avaliar determinada anaacutelise Os criteacuterios podem ser de dois tipos
Restriccedilatildeo ou Fatores A restriccedilatildeo eacute um criteacuterio capaz de limitar as alternativas em
consideraccedilatildeo no estudo e pode assumir um caraacuteter de exclusatildeo de espaccedilos da anaacutelise
definindo as alternativas natildeo elegiacuteveis que deveratildeo ser excluiacutedas do espaccedilo inicial de soluccedilotildees
possiacuteveis O Fator eacute um criteacuterio que aumenta ou diminui a adequabilidade de uma
determinada alternativa para o objetivo da anaacutelise Esta aptidatildeo eacute medida numa escala
contiacutenua e de forma a englobar todo o espaccedilo de soluccedilatildeo inicialmente previsto (RAMOS e
MENDES 2001)
Seguindo a metodologia apresentada por Benda et al (2012) neste trabalho utilizou-se
a loacutegica booleana para confecccedilatildeo dos mapas de restriccedilotildees a loacutegica fuzzy para padronizaccedilatildeo
dos fatores e a anaacutelise multicriteacuterio para combinaccedilatildeo entre as restriccedilotildees e fatores
Assim como Calijuri et al (2002) em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas para
implantaccedilatildeo de aterros sanitaacuterios neste trabalhou as restriccedilotildees diferenciam locais que possam
ser considerados aptos ou inaptos a realocaccedilatildeo da BR-101 Os fatores definem locais ou
alternativas em medidas contiacutenuas de aptidatildeo diminuindo ou aumentando o valor de uma
alternativa em questatildeo naqueles locais fora das restriccedilotildees absolutas
As restriccedilotildees atuam como um tipo de criteacuterio que limita a soluccedilatildeo do problema
restringindo as alternativas em consideraccedilatildeo excluindo aacutereas de acordo com determinadas
condiccedilotildees impostas (BENDA et al 2012) Utilizando um operador algeacutebrico de mapas tipo
booleano criam-se mapas binaacuterios natildeo aptos (0) ou aptos (1) que possibilitam a realizaccedilatildeo de
cruzamentos entre dois ou mais planos de informaccedilatildeo (SCARASSATTI e COSTA 2010)
As restriccedilotildees booleanas usadas com as justificativas das referidas escolhas satildeo listadas
abaixo
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59
a) Restriccedilatildeo Casa Rurais e Depoacutesitos
De acordo com o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949 do DNIT 1973 requer-se a
distacircncia miacutenima de 60 metros das residecircncias e depoacutesitos (presentes no Mapa de Uso dos
Solos este usado para confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo para a construccedilatildeo de rodovias
Quando o custo do terreno ou imoacuteveis for muito elevado a desapropriar o tamanho dessa
faixa poderaacute mudar ao exigido por exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo
ateacute os miacutenimos 30 metros
b) Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas
Como margem de seguranccedila ao que rege o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949
(DNIT 1973) foi aplicada uma distacircncia miacutenima de 60 metros as zonas urbanizadas por
exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo ateacute os miacutenimos 20 metros
Tendo como foco a retirada da BR-101 do centro de Iconha ou de qualquer outra aacuterea com
habitaccedilatildeo neste toacutepico foram consideradas como zonas urbanizadas todas as aacutereas com 5
(cinco) ou mais casas proacuteximas no Mapa de Uso dos Solos este usado na confecccedilatildeo desta
restriccedilatildeo Assim somente as aacutereas com ocupaccedilatildeo urbana e seu entorno de 60 metros estatildeo
inaptas agrave ocupaccedilatildeo com a BR-101 sendo as demais aptas para o contorno viaacuterio
c) Restriccedilatildeo Rios
Pinto (2010) Corseuil e Campos (2007) Barros e Marques (2007) em seus trabalhos
com a intenccedilatildeo de preservar os recursos hiacutedricos de contaminaccedilotildees e respeitando a resoluccedilatildeo
Nordm 303 do CONAMA (2002) e na Lei Federal Nordm 4771 (BRASIL 1965) delimitaram um
raio de 30 metros ao redor dos cursos drsquoaacutegua com menos de 10 metros de largura como eacute o
caso da aacuterea em estudo
Neste trabalho apesar dos cursos drsquoaacutegua usado para a confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo) da
aacuterea possuiacuterem menos de 10 metros de largura optou-se para uma maior margem de
seguranccedila limitar um raio de ateacute 60 metros ao redor dos corpos drsquoaacutegua impedindo que essas
aacutereas obtivem-se algum grau de aptidatildeo para a realocaccedilatildeo da BR-101
Em seu trabalho sobre apoio agrave decisatildeo aplicada ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Vilas
Boas (2006) considerou os fatores que atuam em uma problemaacutetica como criteacuterios Scarassatti
e Costa (2010) trataram os fatores como mapas que provem ponderaccedilotildees dos diferentes
fatores de influecircncia a um dado acontecimento sendo um dos meios usados para a criaccedilatildeo dos
mapas de fatores a loacutegica fuzzy ou nebulosa
Para normalizar os criteacuterios satildeo usados as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy estas funccedilotildees
que foram selecionadas para que de melhor forma adequem aos paracircmetros do estudo De
acordo com Ramos e Mendes (2001) umas das funccedilotildees mais usadas designadas por funccedilotildees
fuzzy satildeo Sigmoidal J-Shaped Linear e Complexa Poreacutem na aplicabilidade deste trabalho
fez se o uso somente da funccedilatildeo Sigmoidal crescente e Sigmoidal decrescente (Figura 2)
Figura 2 - Funccedilotildees de pertinecircncia dos conjuntos fuzzy Sigmoidal crescente (a)
Sigmoidal decrescente (b) Fonte Modificado de Eastman (1997)
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
60
Haacute diversos meacutetodos de padronizaccedilatildeo grande parte dos meacutetodos utiliza valores
maacuteximos e miacutenimos (CAMPOS 2005) Neste trabalho os mapas dos fatores foram limitados
e ponderados a um intervalo ente 0 - 255 (intervalo do byte) permitindo exploraccedilatildeo da
variedade de dados contiacutenuos
a) Fator Declividade do terreno
A declividade pode ser representada como um acircngulo de inclinaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao
percentual entre o comprimento horizontal da encosta e o desniacutevel vertical (IPT 2007) Para
Barbosa et al (2012) a declividade consiste da maior ou menor inclinaccedilatildeo do relevo em
comparaccedilatildeo ao horizonte Pinto (2010) considera a declividade como um fator que pode tanto
potencializar como limitar a ocupaccedilatildeo de uma aacuterea considerando as declividades mais
acentuadas mais propiacutecias a riscos de deslizamentos escorregamentos e as menos acentuadas
mais apropriadas para a ocupaccedilatildeo Em seus estudos considerou a declividade maior que 45
inapta ao uso
A partir do Mapa de Declividade do Terreno as regiotildees planas e onduladas de acordo
com o Art 15 da portaria ndeg 19 de 10011949 (DNIT 1973) foram consideradas prioritaacuterias
a realocaccedilatildeo da BR-101 Neste trabalho as declividades ideais foram consideradas entre os
valores de 0 e 5 agrave medida que a declividade aumenta menor eacute a adequabilidade da aacuterea
para o objetivo proposto sendo considerado acima de 45 inapta sendo limitada pela proacutepria
legislaccedilatildeo ambiental A funccedilatildeo utilizada para normalizar os dados de declividade foi a funccedilatildeo
de pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente (Figura 2b) servindo como pontos de
controle abc = 5 e d = 45
b) Fator Distacircncia dos Rios
Para proporcionar uma maior garantia de preservaccedilatildeo dos rios os limites estabelecidos
pela legislaccedilatildeo ambiental e jaacute citados anteriormente foram levados em consideraccedilatildeo atraveacutes
do uso de restriccedilatildeo poreacutem foi utilizado o fator que considera que quanto maior a distacircncia
dos rios maior a adequabilidade ao empreendimento
Seguindo o meacutetodo proposto por Pinto (2010) considerou que quanto maior a distacircncia
em relaccedilatildeo aos rios melhor a aptidatildeo da aacuterea sendo assim foi utilizada a funccedilatildeo de
pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica crescente (Figura 2a) para descrever essa variaccedilatildeo
com pontos de controle em a=60m e bcd=15000 m (comprimento maacuteximo da aacuterea de
estudo)
c) Fator Uso dos Solos
Objetivando afetar o miacutenimo possiacutevel as aacutereas jaacute utilizadas pela ocupaccedilatildeo humana e
aacutereas florestais a aacuterea de pastagem eacute colocada como a aacuterea mais adequada ao
empreendimento em estudo
Aacutereas de valores mais altos indicam maior adequabilidade ao empreendimento
enquanto que as aacutereas com menores valores representam as menos adequadas conforme pode
ser visto na Tabela 1 Para a normalizaccedilatildeo das classes de uso do solo o Mapa Uso dos Solos
foi reclassificado atribuindo agraves classes valores de 0 a 255
bull Ponderaccedilatildeo dos fatores (avaliaccedilatildeo de pesos para os criteacuterios)
De acordo com Calijuri (2008) a ponderaccedilatildeo eacute um indicativo da importacircncia relativa
dos fatores e um regulador de compensaccedilatildeo entre eles O grau em que um fator pode
compensar outro eacute determinado por seu fator ou compensaccedilatildeo de peso
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61
Tabela 1 - Normalizaccedilatildeo das classes usos do solo Fonte Autores
Legenda Valores Atribuiacutedos
Lagoas-Lagos-Represas 0
Casas Rurais 0
Vilarejos 0
Depoacutesitos 0
Zona Urbana 0
Floresta 25
Agricultura 200
Pastagem 255
Dessa forma os valores de aptidatildeo foram atribuiacutedos baseados em conhecimento
empiacuterico e tambeacutem em trabalhos de outros autores como Calijuri et al (2002) Barros e
Marques (2007) Mercante e Antunes (2010) Pinto (2010) Silva et al (2010) Benda et al
(2012)
Assim como nos trabalhos de Calijuri et al (2002) Corseuil e Campos (2007) Calijuri
(2008) Mercante e Antunes (2010) e Benda et al (2012) posteriormente a padronizaccedilatildeo dos
fatores para a escala de 0 a 255 os pesos finais satildeo estimados por meio do Processo de
Hierarquizaccedilatildeo Analiacutetico (AHP) aplicado agrave matriz de comparaccedilatildeo par-a-par utilizando o
meacutetodo apresentado por Saaty (1980) e Clark Labs (2006) este meacutetodo permite estabelecer
pesos a cada fator segundo sua relevacircncia que foi priorizada conforme seu grau de
importacircncia para a anaacutelise ou seja os pesos dos fatores satildeo atribuiacutedos especificamente a cada
fator dando a importacircncia relativa de cada um em relaccedilatildeo aos outros (MERCANTE e
ANTUNES 2010) atribuindo pesos diferenciados no processo final de decisatildeo
Nesse julgamento fez-se o uso da escala de comparadores proposta por Saaty (1977)
que pode ser vista no Quadro 1
Quadro 1 - Escala de valores Fonte Modificado de Saaty (1977)
Intensidade relativa
de importacircncia
Definiccedilatildeo Explicaccedilatildeo
1 Igual importacircncia Importacircncia igual dos dois criteacuterios
para o objetivo
3 Menor importacircncia de
um sobre o outro
Um dos criteacuterios eacute levemente mais
favoraacutevel do que o outro
5 Essencial ou forte Um dos criteacuterios eacute consideravelmente
mais favoraacutevel do que outro
7 Importacircncia muito
grande
A importacircncia de um criteacuterio sobre o
outro eacute evidentemente muito maior
9 Importacircncia absoluta Quando um meio-termo eacute necessaacuterio
Considerando a escala de Saaty fez-se a comparaccedilatildeo entre os fatores utilizados
conforme podem ser vistos na Tabela 2 Onde o fator Declividade do terreno eacute levemente
mais favoraacutevel do que o fator Distacircncia dos Rios O fator Uso dos Solos eacute consideravelmente
mais favoraacutevel que o fator o Distacircncia dos Rios e levemente mais favoraacutevel do que o fator
Declividade do terreno
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
62
Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo dos criteacuterios escalonados (fatores) Fonte Autores
Fatores Distacircncia dos
Rios
Declividade do
terreno
Uso dos
Solos
Distacircncia dos Rios 1
Declividade do terrreno 3 1
Uso dos Solos 5 3 1
Para criaccedilatildeo da matriz de ponderaccedilatildeo foram considerados como ordem de importacircncia
dos fatores Distacircncia dos Rios a Declividade do Terreno e o Uso dos Solos Dessa forma
obtiveram-se os pesos que consideram o quanto determinado fator interfere na anaacutelise (Tabela
3)
Tabela 2 - Resultado final dos pesos calculados para os fatores Fonte Autores
Fator Peso
Distacircncia dos Rios 010
Declividade do
terreno
026
Uso dos Solos 064
bull Combinaccedilatildeo linear ponderada
Depois de determinado os pesos dos criteacuterios que foram utilizados neste estudo foi
necessaacuterio agrave junccedilatildeo dos dados para obtenccedilatildeo do mapa final de adequabilidade
Com esta finalidade os mapas de cada fator foram combinados pelo meacutetodo da
combinaccedilatildeo linear ponderada onde multiplicou-se os mapas de adequabilidade de cada fator
por seu peso especiacutefico posteriormente fez-se o somatoacuterio de todos estes fatores obtendo-se
um valor final da aacuterea com sua adequabilidade (BENDA et al 2012)
Devido agrave utilizaccedilatildeo de mapas de restriccedilotildees neste estudo (booleanos) o procedimento
foi modificado e multiplicou-se a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo dos
fatores pelo produto das restriccedilotildees
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
As informaccedilotildees geradas nos mapas de restriccedilotildees e fatores subsidiam a discussatildeo que
leva a interpretaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos mapas finais verificando-se assim como cada restriccedilatildeo e
fator afetou a anaacutelise final
Os mapas temaacuteticos mostram agraves aacutereas apropriadas a implementaccedilatildeo ao contorno
viaacuterio sendo algumas aacutereas de exclusatildeo (restriccedilotildees) e outras com valores de adequabilidade
(fatores)
As exclusotildees consideradas satildeo criteacuterios associados ao ordenamento do territoacuterio em
termos de ocupaccedilatildeo humana os mapas de exclusatildeo de aacutereas Restriccedilatildeo Casa Rurais e
Depoacutesitos Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas e Restriccedilatildeo Rios exibindo aacutereas aptas (classe 1) e
inaptas (classe 0) ao empreendimento
Assim como no trabalho de Mercante et al (2005) a relevacircncia do uso dos solos e
declividade do terreno na anaacutelise tem uma influecircncia direta no trajeto da rodovia refletindo
na preservaccedilatildeo teacutecnica e econocircmica do empreendimento levando em consideraccedilatildeo as aacutereas
mais planas do terreno e as aacutereas de pastagem
As justificativas adotadas para as ponderaccedilotildees foram tratadas da seguinte maneira
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63
O Fator Declividade do terreno eacute moderadamente mais importante do que o fator Distacircncia
dos Rios pois o escoamento de um rio depende da declividade dos canais fluviais
O Fator Uso dos Solos eacute muito fortemente mais importante que o fator o Distacircncia dos
Rios uma vez que o manejo da rodovia nas proximidades do rio eacute mais faacutecil que a
desocupaccedilatildeo das aacutereas urbanizadas
O Fator Uso dos Solos eacute moderadamente mais importante do que o fator Declividade
do terreno uma vez que eacute mais econocircmico aplainar um terreno que locomover a populaccedilatildeo de
local
O valor da razatildeo de consistecircncia entre os pesos ponderados dos fatores foi de 003
neste caso a matriz de julgamento estaacute consistente o que torna os pesos calculados para este
modelo aceitaacuteveis visto que para os valores de razatildeo de consistecircncia inferiores a 010 natildeo
necessitam de reavaliaccedilatildeo (EASTMAN 1999)
Com o resultado dos fatores ponderados obtidos e as restriccedilotildees foi possiacutevel realizar a
avaliaccedilatildeo de muacuteltiplos criteacuterios e obter o mapa final de adequabilidade (Figura 4) com valores
variando de 0 a 255 estes valores representam o grau de aptidatildeo ou seja a adequabilidade
das aacutereas agrave realocaccedilatildeo da BR-101 e natildeo se agraves aacutereas satildeo aptas ou inaptas onde 0 identifica
aacutereas inaptas ao empreendimento e 255 as mais aptas possibilitando a escolha dos locais
dentro da aacuterea mais apto que merecem um estudo detalhado com o mapeamento geoloacutegico
Ao analisar o mapa final observa-se a influecircncia tanto das restriccedilotildees quanto dos fatores
no mapa final Os mapas de restriccedilotildees inibindo as aacutereas consideradas inaptas de quaisquer
graus de adequabilidade ou seja estabelecendo aptidatildeo 0 a estas aacutereas e os fatores atribuindo
graus de adequabilidade no mapa Entre os fatores foi observado que o fator Uso do Solo
apresenta uma maior importacircncia em relaccedilatildeo aos fatores declividade e rios o que se
caracteriza nos pesos obtidos durante o processo de comparaccedilatildeo Percebe-se ainda que neste
mapa final poucas aacutereas com baixa aptidatildeo satildeo encontradas
Nas regiotildees proacuteximas ao atual traccedilado da rodovia bem como na parte inferior desta
percebe-se aacutereas de maior adequabilidade isso se daacute principalmente pela influecircncia do Fator
Uso dos Solos e a Declividade do Terreno pois o estudo levou em consideraccedilatildeo valores de
menores custos como aacutereas de pastagens e menos declivosas e que atendessem normas da
legislaccedilatildeo brasileira Ainda foi possiacutevel constatar que a anaacutelise por muacuteltiplos criteacuterios foi
bastante influenciada pelo uso do solo poreacutem a declividade e os rios satildeo fatores
fundamentais no contorno viaacuterio pois refletem um menor ou maior custo do empreendimento
Em seu trabalho Mercante et al (2005) priorizaram os custos do empreendimento de
um gasoduto e obteve como resposta as aacutereas menos declivosas e aacutereas ocupadas por
pastagem que barateariam o custo de desapropriaccedilatildeo
Benda et al (2012) em seu estudo apresentaram uma imagem final de adequabilidade
utilizando anaacutelise multicriteacuterio - fatores e restriccedilotildees Posteriormente ela limitou as aacutereas que
poderiam ser usadas para ocupaccedilatildeo com aterros controlados considerando adequabilidade
maior que 220 e aacuterea miacutenima de 20 hectares desta forma ela obteve uma aacuterea mais apropriada
dentre suas restriccedilotildees e fatores apresentados
Francisco et al (2007) em seu trabalho sobre prioridades para recuperaccedilatildeo de Aacutereas de
Preservaccedilatildeo Permanente fizeram a aplicaccedilatildeo de dois meacutetodos de anaacutelise multicriteacuterio Os dois
meacutetodos apresentaram resultados diferentes Um dos meacutetodos apresentou uma maior extensatildeo
de aacuterea com alta prioridade de recuperaccedilatildeo enquanto o outro apresentou aacutereas maiores com
baixa prioridade de meios de recuperaccedilatildeo Os usos das terras com prioridades mais altas em
ambos os meacutetodos eram de solo nu e cultura anual
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
64
MAPA FINAL DA ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO
O mapa final de adequabilidade (Figura 4) resultado da anaacutelise multicriteacuterio mostra
como aacuterea adequada agrave realocaccedilatildeo da BR-101 a sua porccedilatildeo de aacuterea inferior a localizaccedilatildeo atual
da rodovia Esta regiatildeo possui uma menor declividade pouca interferecircncia dos rios e uma
relaccedilatildeo de uso do solo mais adequada agrave implantaccedilatildeo do empreendimento
E considerando aspectos sociais e urbanos um novo traccedilado torna-se mais favoraacutevel
quando considera o fluxo ideal de veiacuteculos e pessoas aleacutem da seguranccedila do cidadatildeo que mora
no centro urbano do municiacutepio de Iconha
Figura 4 - Mapa final de adequabilidade com o uso da anaacutelise multicriteacuterio - fatores e
restriccedilotildees Fonte Autores
CONCLUSAtildeO
Com base na anaacutelise dos dados e interpretaccedilatildeo dos resultados obtidos a partir do que
foi proposto e das condiccedilotildees especiacuteficas deste trabalho conclui-se que
O uso da anaacutelise multicriteacuterio utilizando agrave loacutegica fuzzy retrata resultados mais
proacuteximos a realidade quando comparados com o zoneamento booleano por natildeo considerar
mudanccedilas abruptas
Os mapas de adequabilidades obtidos natildeo caracterizam aacutereas aptas ou inaptas mas
representam uma superfiacutecie de adequabilidade onde possuem valores de 0 (menos apto) a 255
(mais apto)
A anaacutelise multicriteacuterio por ser subjetiva pode definir diversos cenaacuterios dependente
da normalizaccedilatildeo e ponderaccedilatildeo usadas e deve ser utilizada de forma criteriosa a fim de natildeo
inserir erros na anaacutelise
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65
Com o mapa de aptidatildeo final pode-se selecionar algumas aacutereas adequadas agrave
implantaccedilatildeo do contorno viaacuterio o que varia de acordo com o valor das variaacuteveis encontradas
Utilizando-se do mapa de adequabilidade como guia a parte inferior do mapa (Figura
4) eacute uma ampla aacuterea de alternativas possiacuteveis para a instalaccedilatildeo da nova rota da BR-101
Os resultados obtidos neste trabalho revelam as potencialidades do SIG na tomada de
decisatildeo no processo de avaliaccedilatildeo e seleccedilatildeo de aacutereas
Com a intenccedilatildeo de um melhor entendimento da aacuterea para a realocaccedilatildeo da BR-101 estudos
mais especiacuteficos podem ser realizados
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sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Linhares ES
sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES
sup3 Campus Caccedilapava do Sul da Universidade Federal do Pampa Caccedilapava do Sul RS 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
71
Capiacutetulo 5
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite
Landsat 5
Marx Engel Martinssup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Felipe Guadagninsup3 Carlos Henrique
Rodrigues de Oliveira4
INTRODUCcedilAtildeO
Anaacutelises multitemporais satildeo importantes ferramentas para anaacutelise ambiental devido agrave
constacircncia no imageamento dos sateacutelites e sua relativa precisatildeo nas informaccedilotildees obtidas pelos
mesmos principalmente em objetos de estudos de grande porte como rios que percorrem
mais de um estado Ao longo do tempo eles passam por alteraccedilotildees em sua dinacircmica
naturalmente no entanto os seres humanos estatildeo cada dia a interferir mais nos cursos drsquoaacutegua
atividades como agricultura e pecuaacuteria satildeo grandes causadoras de impactos em tais ambientes
mas natildeo as uacutenicas
A necessidade por energia da sociedade contemporacircnea aumenta tanto quanto cresce a
populaccedilatildeo e seu acesso equipamentos eletrocircnicos que tornam a vida mais faacutecil
No Brasil a principal fonte de energia satildeo as hidreleacutetricas sendo 6488 de toda
capacidade brasileira em operaccedilatildeo e 223 e 2477 respectivamente em construccedilatildeo e
construccedilatildeo natildeo iniciados dos novos empreendimentos em energia no paiacutes seratildeo atraveacutes de
barragens em rios (ANEEL 2007) o rio Doce passou por uma intervenccedilatildeo em seu curso
iniciada no ano de 2001 em que se construiu uma dessas usinas com o nome da cidade em
que foi construiacuteda Aimoreacutes na divisa entre Espiacuterito Santo e Minas Gerais (CICCARONE et
al 2012)
Autores como COELHO 2007 analisaram o rio Doce em aspectos socioambientais
como crescimento e dinacircmica populacional industrial atividades econocircmicas entre outros
O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) disponibiliza uma vasta seacuterie de
imagens de alguns sateacutelites dentre eles o Landsat 5 lanccedilado em 1ordm de marccedilo de 1984 com
resoluccedilatildeo espacial de 30m captando diversos comprimentos de onda da luz que vatildeo desde o
visiacutevel ao infra-vermelho proacuteximo e orbita todo o globo a cada 16 dias (USGS 2017) Devido
essas caracteriacutesticas foi escolhido para analisar os impactos causados pela construccedilatildeo da
Hidreleacutetrica de Aimoreacutes
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
A aacuterea delimitada para o enfoque do trabalho se situa na
zona 24Sul da projeccedilatildeo transversa de Mercator no datum SIRGAS 2000 com as
coordenadas dos veacutertices sendo 276405 E (m) e 7889561 N (m) 276405 E (m) e 7823450
N(m) 425511 E (m) e 7823450 N (m) 425511 E (m) e 7889561 N (m) (Figura 1)
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
72
Figura 1 - Rio Doce com enfoque para a parte espirito santense Fonte Adaptado de
GEOBASES 2002
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
O rio Doce eacute objeto de estudo por geoacutelogos desde 1825 quando se tentou por parte do
governo da entatildeo Capitania de Minas Gerais realizar um projeto de navegabilidade do Rio
onde geoacutelogos acompanhavam as expediccedilotildees de comeacutercio que incursavam o Rio em procura
de recursos minerais principalmente ouro e outros metais (ESPINDOLA 2007)
Segundo a EMBRAPA (2011) encontram-se na aacuterea de estudo os seguintes tipos de
solos Cambissolos Haacuteplicos Latossolos Amarelos Distroacuteficos Latossolos Vermelho-
Amarelos Distroacuteficos Argissolos Amarelos Distroacuteficos Argissolos Vermelhos Eutroacuteficos
Neossolos Quartzarenicos Hidromoacuterifcos aleacutem de serem encontrados afloramentos rochosos
com manto de alteraccedilatildeo
Tais solos estatildeo distribuiacutedos em um contexto geomorfoloacutegico que varia de maciccedilos
plutocircnicos na parte oeste seguidos por uma faixa de dobramentos remobilizadas que satildeo
rochas metamoacuterficas de alto grau e por fim os depoacutesitos sedimentares recentes que vatildeo ateacute a
costa (IJSN 2007)
O clima predominante na aacuterea eacute o Tropical Quente Uacutemido com um a trecircs meses secos
tambeacutem ocorrendo na porccedilatildeo oeste proacuteximo agrave divisa com Minas Gerais o semi-uacutemido com
quatro a cinco meses seco com meacutedia de temperatura anual maior que 18deg Celsius e
localizadamente na porccedilatildeo sul o Tropical Subquente Uacutemido com quatro a cinco meses secos
(IBGE 2002)
O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave
distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais
Pincipalmente estas uacuteltimas ao qual se englobam os sateacutelites dentre eles a seacuterie Landsat
Tais dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
73
de onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos Seus sensores
acoplados captam sete bandas espectrais (FIGUEIREDO 2005)
Tais bandas podem ser associadas aos canais RGB (vermelho verde e azul) para o
realce de alguma feiccedilatildeo especiacutefica que tenha seu comportamento conhecido em determinado
espectro da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica o que eacute chamado de composiccedilatildeo colorida O sensor TM
do sateacutelite Landsat e suas 7 bandas captam as radiaccedilotildees do visiacutevel ao infravermelho distante
(a banda 1 capta o comprimento de 0485 microm e a banda 7 capta o de 2215 microm) (Figura 2)
(PERROTTA 2005)
Figura 2 - Radiaccedilotildees do Espectro Eletromagneacutetico Fonte SBFISICA (2010)
Segundo o INPE (2011) para combinaccedilatildeo no sistema RGB das bandas do sensor TM e
obtenccedilatildeo de imagens coloridas as seguintes feiccedilotildees satildeo realccediladas por cada composiccedilatildeo
ldquoBandas 3 2 e 1 imagens em cor natural com boa penetraccedilatildeo na aacutegua realccedilando as
correntes a turbidez e os sedimentos A vegetaccedilatildeo aparece em tonalidades esverdeadas
Bandas 4 3 e 2 define melhor os limites entre o solo e a aacutegua ainda mantendo algum detalhe
em aacuteguas pouco profundas e mostrando as diferenccedilas na vegetaccedilatildeo que aparece em
tonalidades de vermelho Bandas 5 4 e 3 mostra mais claramente os limites entre o solo e a
aacutegua com a vegetaccedilatildeo mais discriminada aparecendo em tonalidades de verde e rosa
Bandas 7 4 e 2 mostra a vegetaccedilatildeo em tons verdes e permite discriminar a umidade tanto na
vegetaccedilatildeo como no solordquo
MORAIS (2008) realizou um estudo em que analisaram uma seacuterie temporal de
imagens Landsat 5 para verificar as alteraccedilotildees da dinacircmica fluvial do rio Araguaia no Centro-
Oeste brasileiro neste estudo foi utilizada a composiccedilatildeo RGB-543 do sensor TM para
verificar a evoluccedilatildeo do canal com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da evoluccedilatildeo
da vegetaccedilatildeo na aacuterea Neste estudo ele separou o rio em zonas de acordo com vaacuterios fatores
bioacuteticos e abioacuteticos no entanto a classificaccedilatildeo final se deu de acordo com os processos
sedimentares estudando a variaccedilatildeo da deposiccedilatildeo e erosatildeo de ilhas em um rio meandrante
MAIA et al (2006) formularam um guia para estudos de manguezais do Nordeste em
que definiram o uso da mesma composiccedilatildeo utilizada por Morais para zoneamento de uso e
ocupaccedilatildeo de solo em que tinham o propoacutesito de observar diferentes feiccedilotildees geograacuteficas
antropizadas que aparecem na coloraccedilatildeo rosa tais feiccedilotildees satildeo lotes e aacutereas urbanas e corpos
de aacutegua que aparecem em azul claro quando rasos e vatildeo ficando escuros de acordo com o
aumento da sua profundidade
Em uma cena um mesmo alvo mostra diferentes comportamentos espectrais para as
diferentes bandas captadas pelos sensores (ZAKI et al 1995) e para que se consiga
interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-processamento entre elas
podemos citar o georreferenciamento e o contraste
O georreferenciamento das imagens se daacute atraveacutes de comparaccedilatildeo por exemplo uma
base cartograacutefica pontos de controle obtidos com um equipamento GPS ou uma outra
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
74
imagem previamente corrigida aplicando-se alguma teacutecnica de registro de imagem em que se
observa uma feiccedilatildeo e utilizam-se suas coordenadas para as mesmas feiccedilotildees na imagem que se
deseja georreferenciar por exemplo corpos drsquoaacutegua cruzamentos de ruas ou entatildeo qualquer
feiccedilatildeo que seja possiacutevel de se observar (CAMPBELL 2002)
O contraste que consiste em melhorar a visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons
de cinza utilizando-se de funccedilotildees lineares ou natildeo que modificam o histograma original
convertendo-o em outro que manteacutem a mesma variaccedilatildeo entre os tons de cinza no entanto com
um niacutevel de melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al 1984)
Apoacutes o preacute-processamento das imagens foi feita a composiccedilatildeo colorida pois a
distinccedilatildeo entre cores eacute mais faacutecil do que entre tons de cinza por isso atribui-se a cada banda
da imagem uma cor no sistema RGB para as feiccedilotildees captadas em cada banda sejam
evidenciadas por seus respectivos canais (MOHAMED 2012)
Os rios como exemplo de ambiente aquaacutetico satildeo reconhecidos pelos tipos de seus
canais que satildeo usualmente divididos em quatro principais tipos retiliacuteneos meandrantes
entrelaccedilado e anastomosado sendo divididos pela sua sinuosidade os retiliacuteneos satildeo os mais
retos os meandrantes os mais sinuosos e com barras de acumulaccedilatildeo de sedimentos em um
lado e deposiccedilatildeo em outro os entrelaccedilados possuem acumulaccedilotildees no meio e satildeo pouco
sinuosos jaacute os anastomosados conteacutem barras que os dividem e depois destas barras eles
voltam a se encontrar Essas formas satildeo padrotildees no entanto podem ser observadas
formas intermediaacuterias entre estes tipos (MENDES 1984)
Para DELLA FAacuteVERA (2001) os depoacutesitos de rios conteacutem variaccedilotildees de acordo com
o regime de fluxo sendo que ora podem ter gratildeos grossos ora gratildeos finos independente do
tipo de rio e satildeo na maioria das vezes transportados por meio de traccedilatildeo entre as partiacuteculas No
rio Doce a grande maioria dos depoacutesitos eacute da fraccedilatildeo areia a cascalho contendo
minoritariamente gratildeos na fraccedilatildeo silte
Nesse contexto MELLO et al (2005a e 2005b) e HATUSHIKA et al (2007)
realizaram estudos no rio Doce e perceberam que as mudanccedilas no curso do rio satildeo causadas
por uma neotectocircnica o que explica as mudanccedilas no curso do rio e a formaccedilatildeo do sistema de
lagos adjacente principalmente na cidade de Linhares-ES Realizaram inclusive um estudo
geofiacutesico de alta resoluccedilatildeo no maior dos lagos da regiatildeo a lagoa Juparanatilde e dataram que os
depoacutesitos desse lago satildeo iniciados a partir de 9000 anos indicando que este lago eacute um antigo
canal do rio Doce que foi alterado devido um sistema tectocircnico extensional com direccedilatildeo NW-
SE que gerou esta alteraccedilatildeo abrupta no curso do mesmo sendo assim possiacutevel encontrar
sedimentos arenosos neste rio com grande sinuosidade
O movimento das partiacuteculas de qualquer tamanho em um fluido se daacute por trecircs
mecanismos rolamento saltaccedilatildeo e suspensatildeo Em baixas velocidades de corrente apenas
partiacuteculas finas e de baixa densidade podem ser carregadas em suspensatildeo ainda nesse
regime as que estejam na fraccedilatildeo areia se movem por rolamento ou por saltaccedilatildeo minerais
placoacuteides como micas flutuam mais devido agrave sua alta superfiacutecie e demoram mais para
depositar Com um pequeno incremento da velocidade todas as variaccedilotildees de silte e algumas
de areia podem ser mantidas em suspensatildeo gracircnulos e seixos pequenos se movem por
saltaccedilatildeo e material mais grosso por rolamento Tais processos satildeo os mesmos na aacutegua e no
ar no entanto devido agrave massa e a viscosidade da aacutegua serem maiores nela satildeo mais efetivos
necessitando de menor velocidade nesta do que no ar A faixa em que ocorre erosatildeo e
deposiccedilatildeo de sedimentos relativos agrave velocidade do fluxo altura da coluna drsquoaacutegua e
o tamanho de gratildeo (NICHOLS 2007)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
75
METODOLOGIA
Para realizaccedilatildeo do trabalho foi necessaacuteria a obtenccedilatildeo das imagens do sensor TM do
sateacutelite Landsat 5 nas oacuterbitas 215 e 216 nos pontos 73 e 74 Tais imagens estatildeo disponiacuteveis
gratuitamente no endereccedilo eletrocircnico do INPE Para que se possa descarregar as imagens eacute
necessaacuterio efetuar um cadastro junto ao site (httpwwwdgiinpebrCDSR) e escolher as
oacuterbitas e os pontos que satildeo desejados apoacutes isso faz-se o pedido e as imagens satildeo
disponibilizadas no email cadastrado com as sete bandas disponiacuteveis
Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem de
distintas estaccedilotildees do ano para que houvesse alternacircncia entre o periacuteodo de seca e de chuva
pois assim seria possiacutevel observar as variaccedilotildees extremas da dinacircmica fluvial O Quadro 1
mostra as imagens que melhor se encaixaram nesse perfil durante o periacuteodo analisado que eacute
antes da construccedilatildeo da Hidreleacutetrica de Aimoreacutes e depois de sua construccedilatildeo no total foram
obtidas trinta e seis imagens que foram utilizadas para compor nove cenas destas foram
utilizadas trecircs bandas de cada (5 4 e 3)
Quadro 1 - Descriccedilatildeo das caracteriacutesticas das imagens de sateacutelite utilizadas Fonte
Autores
Cena 1
Cena 2
Cena 3
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
21673 15022001
21673 11092001
21673 13062003
21674 15022001
21674 11092001
21674 13062003
21573 08022001
21573 19082001
21573 22062003
21574 08022001
21574 19082001
21574 22062003
Cena 4
Cena 5
Cena 6
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
21673 19102003
21673 23072006
21673 20032007
21674 19102003
21674 23072006
21674 05042007
21573 10092003
21573 14062006
21573 13032007
21574 10092003
21574 14062006
21574 29032007
Cena 7
Cena 8
Cena 9
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
21673 27082007
21673 12052009
21673 21072011
21674 27082007
21674 12052009
21674 21072011
21573 20082007
21573 19042009
21573 30072011
21574 20082007
21574 19042009
21574 30072011
As imagens depois de descarregadas necessitaram que fosse realizado seu preacute-
processamento em ambiente de Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu
em georreferenciaacute-las utilizando como paracircmetro de comparaccedilatildeo as ortofotos do IEMA
(2007) aplicaccedilatildeo de contraste linear aumentando linearmente os tons de cinza no entanto
mantendo a proporccedilatildeo original Este procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5
4 e 3 para todas as nove cenas
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
76
Foram utilizadas as imagens preacute-processadas com seus tons de cinza individualmente
realccedilados para entatildeo ser feita a composiccedilatildeo colorida RGB (543) Segundo Florenzano (2008)
essa composiccedilatildeo colorida realccedila corpos drsquoaacutegua com baixa e alta carga sedimentar suspensa
ficando estes com coloraccedilatildeo azul escuro e azul claro respectivamente
Cada banda realccedila uma feiccedilatildeo especiacutefica sendo que a para o sensor utilizado a banda
3 oferece boa resposta com corpos drsquoaacutegua e evidencia caracteriacutesticas como o teor de
sedimentos presentes neles ou suas profundidades sendo maior a reflectacircncia para alta carga
sedimentar e maiores profundidades
Foram observados nas imagens os locais em que haviam barras de acumulaccedilotildees de
sedimentos ao longo do curso do rio (Figura 3) A partir dessas imagens foi realizado o
trabalho de campo entre os dias 03 e 06 de julho de 2013 onde foram coletados 12
testemunhos com um metro de profundidade e diacircmetro de 60 mm cada com o intuito de
fazer a anaacutelise textural dos sedimentos para avaliar o potencial de transporte sedimentar do
rio apoacutes a construccedilatildeo da barragem da Usina Hidreleacutetrica de Aimoreacutes Foram marcados os
locais com equipamento GPS de navegaccedilatildeo da marca Garminreg o percurso foi feito em
veiacuteculo da UFES
O processo de amostragem em campo (Figura 4A B C D E e F) consistiu em inserir
os tubos nos sedimentos com auxiacutelio de uma marreta e posteriormente retiraacute-lo com auxiacutelio de
duas abraccediladeiras de metal contendo quatro parafusos que as prendiam e facilitava a retirada
Tal processo foi dificultado devido ao fato dos sedimentos em alguns pontos estarem com
alto teor de umidade Depois de retirados os tubos eram identificados e lacrados com tampas
tal teacutecnica eacute similar no entanto mais simples que a utilizada por MARTIN et al(1995)
Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de
sedimentologia da UFES onde foram preparadas para as seguintes anaacutelises textural
granulomeacutetrica e mineraloacutegica
O primeiro passo foi abrir os tubos sem danificar ou perder o material contido em seu
interior (Figura 5A e B)
Apoacutes abertos os tubos foram deixados um dia expostos ao sol para que fossem
previamente secos para posterior anaacutelise textural preliminar que implicou na observaccedilatildeo do
grau de arredondamento dos sedimentos feita utilizando uma lupa binocular Coleman em
toda a seccedilatildeo amostrada misturando-se parte dos sedimentos e colocando-os em uma placa
petri
Os sedimentos foram passados por um quarteador para homogeneizaccedilatildeo da amostra e
obtidos no miacutenimo cinquenta gramas de amostra pois segundo FOLK (1980) eacute o miacutenimo
necessaacuterio para anaacutelise de sedimentos na fraccedilatildeo areia ou superior E colocados em uma placa
petri utilizando-se uma placa para cada amostra pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo de
dois diacutegitos foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada
placa e colocados na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24
horas Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados
durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz em agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de
peneiras de malhas 4760 2000 1410 500 250 125 74 37 microm
Entatildeo as fraccedilotildees dos sedimentos retidos em cada peneira foram pesadas para posterior
processamento no software Gradistat (Blott e Pye 2001) Este software eacute uma macro feita no
Excelreg para suiacutete de aplicativos Officereg da Microsoftreg ou compatiacuteveis que ao se inserir os
pesos obtidos calcula alguns paracircmetros texturais como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo
assimetria e curtose usando os paracircmetros definidos por FOLK E WARD (1957)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
77
Figura 3 - Pontos onde houve visitaccedilatildeo em alguns natildeo foi possiacutevel realizar amostragem Fonte Modificado de GEOBASES 2002
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
78
Figura 4 - Processo de amostragem em campo A ndash Equipamentos utilizados B ndash Inserccedilatildeo e
identificaccedilatildeo dos tubos C ndash Teacutermino da inserccedilatildeo D ndash Retirada da amostra E ndash Abertura das
abraccediladeiras F ndash Finalizaccedilatildeo do processo de abertura Fonte Autores
Figura 5 - Corte dos tubos utilizando uma serra eleacutetrica com disco diamantado A - Processo
de corte e B - Tubo cortado Fonte Autores
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
79
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Depois de processadas e analisadas as imagens orbitais delimitou-se oito segmentos
do rio (Figura 6) em que foram feitos recortes nas nove imagens e colocadas lado a lado para
melhor visualizaccedilatildeo das mudanccedilas no curso ao longo do periacuteodo analisado
Nas imagens eacute possiacutevel observar as variaccedilotildees sazonais ao qual o rio eacute submetido no
trecho estudado onde em determinadas eacutepocas do ano ele expotildee as barras de acumulaccedilatildeo e
em outras ele as afoga isso devido agrave sazonalidade natural das estaccedilotildees mais e menos
chuvosas em seu percurso
Para cada segmento foi realizado um mosaico com as nove imagens da seacuterie temporal
No mosaico as imagens estatildeo numeradas de um a nove como numa matriz de trecircs
linhas por trecircs colunas nesta a numeraccedilatildeo cresce da esquerda para direita sendo as imagens
de um a trecircs na primeira linha de quatro a seis na segunda e por fim de sete a nove na
terceira sendo as datas das imagens fevereiro de 2001 Agosto e Setembro de 2001 junho de
2003 setembro e outubro de 2003 junho de 2006 marccedilo de 2007 outubro de 2007 abril e
maio de 2009 e julho de 2011 respectivamente
Em algumas imagens a cobertura de nuvens eacute excessiva e impede uma boa
visualizaccedilatildeo das variaccedilotildees ocorridas
Figura 6 - Mapa de localizaccedilatildeo das imagens da seacuterie temporal sobrepondo relevo
sombreado recursos hiacutedricos e pontos coletados Fonte Modificado de GEOBASES (2002) e
USGS (2011)
Os segmentos em que satildeo observadas maiores mudanccedilas no curso do rio satildeo
respectivamente ldquoArdquo e ldquoHrdquo
No primeiro estaacute localizada a barragem da hidreleacutetrica e o desvio construiacutedo no curso
do rio um canal de grande porte que eacute possiacutevel ser visualizada sua construccedilatildeo desde o iniacutecio
em 2001 que em 2006 ele jaacute estava com fluxo sedimentar a usina jaacute operava nesta eacutepoca
Nas subimagens A1 A3 A6 e A8 eacute possiacutevel observar uma coloraccedilatildeo azul mais clara no curso
do rio fato devido agrave corresponderem ao periacuteodo de maior pluviosidade e consequente maior
carga sedimentar suspensa (Figura 7)
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
80
No segundo observa-se uma estrutura que segue o curso do rio e quando este faz a
curva para sul ele continua para leste (seta nas imagens H1 a H9 da figura 8) um pouco a
norte do ponto XII com exceccedilatildeo das imagens H4 e H5 o que parece ser um paleocanal que
desembocava no mar apresentando a mesma resposta espectral de aacutereas de margem que satildeo
tomadas pela vegetaccedilatildeo (cor verde clara)
A imagem H1 apresenta poucas acumulaccedilotildees de sedimentos no local em que foi
marcado o ponto XII aparentemente natildeo eacute possiacutevel de ser acessado pela margem Na imagem
H2 satildeo exibidos muitos bancos de areia o do local onde foi marcado o ponto XII tem pequena
extensatildeo Nota-se ainda que o mar exibe uma coloraccedilatildeo azul clara indicando carga
sedimentar suspensa
A imagem H3 conteacutem uma grande acumulaccedilatildeo no ponto XII e carga suspensa
intermediaacuteria pelo tom de azul natildeo ser tatildeo escuro nem tatildeo claro ficando mais escuro em
direccedilatildeo ao mar
Na parte visiacutevel da imagem H5 percebe-se pouca profundidade do canal indicada pela
cor azul escuro com barras de sedimentos no curso e baixa carga suspensa A imagem H6
exibe a barra lateral e com dimensatildeo reduzida no meio do rio natildeo eacute possiacutevel distinguir
acumulaccedilotildees sazonais apenas as ilhas vegetadas
A imagem H7 exibe acumulaccedilatildeo no ponto XII e pequenas barras ao longo do curso
aleacutem de baixa carga suspensa mostradas pela coloraccedilatildeo azul escuro A imagem H8 eacute de um
periacuteodo de cheia do rio no entanto eacute observado um pequeno banco de areia no local do ponto
XII
Nota-se que na imagem H9 a carga sedimentar no mar eacute maior que nas imagens
anteriores devido agrave pluma de sedimentos de cor azul clara e que aparentemente o rio estaacute
mais raso proacuteximo agrave desembocadura devido as barras no seu curso serem maiores que nos
anos anteriores Sendo a carga suspensa baixa e como o mar conteacutem uma pluma sedimentar
maior que nos anos anteriores o processo de transporte que pode estar ocorrendo
pode ser o de traccedilatildeo com posterior retrabalhamento
Todas as amostras foram obtidas a jusante da barragem da Usina Hidreleacutetrica de
Aimoreacutes Com a anaacutelise dos sedimentos de acordo com a metodologia citada anteriormente
foram obtidos os resultados que seratildeo expostos a seguir
O arredondamento observado nas amostras varia de anguloso a sub anguloso nas
amostras obtidas ateacute o ponto 8 os seguintes passam a apresentar o grau sub anguloso a
arredondado raramente bem arredondado A mineralogia apresentou predominacircncia de
quartzo variando entre 95 a 97 das amostras devido a este fato natildeo foram
caracterizados com detalhe os outros minerais que compunham as amostras sendo
observados micas muscovita biotita lepidolita granada epidoto e minerais ferrosos como
ilmenita e magnetita Tais minerais satildeo compatiacuteveis com as rochas da regiatildeo o que jaacute era
esperado
Os paracircmetros adotados para interpretaccedilatildeo dos dados foram os de FOLK E WARD
(1957) citados por BLOTT E PYE (2001) no software GRADISTAT pois satildeo formas
descritivas que se relacionam com as caracteriacutesticas dos sedimentos ao inveacutes de valores
numeacutericos obtidos puramente por caacutelculos matemaacuteticos O resultado das anaacutelises eacute o exibido
no Quadro 2
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
81
Figura 7 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a
hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)
Figura 8 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a
hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
82
Quadro 2 - Resultados obtidos a partir do software GRADISTAT Fonte Autores
Amostra Granulometria
Mediana Selecionamento Assimetria Curtose
I Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado Assimetria Negativa
Extremamente
Leptocuacutertica
II Areia Meacutedia
Moderadamente
Selecionado
Assimetria Muito
Negativa Leptocuacutertica
III Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado Assimetria Negativa Mesocuacutertica
IV Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado Assimetria Negativa
Extremamente
Leptocuacutertica
V Areia Grossa
Pouco
Selecionado
Assimetria Muito
Positiva Mesocuacutertica
VI Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Mesocuacutertica
VII Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado
Assimetria Muito
Positiva Paticuacutertica
VIII Areia Meacutedia
Moderadamente
Selecionado Simeacutetrico Platicuacutertica
IX Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica
X Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica
XI Areia Grossa
Pouco
Selecionado
Assimetria Muito
Positiva Leptocuacutertica
XII Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica
A assimetria eacute o grau de desvio de uma curva no sentido horizontal podendo esse
desvio ser positivo ou negativo medindo a distribuiccedilatildeo da frequecircncia e marca a posiccedilatildeo da
meacutedia em relaccedilatildeo agrave mediana descrevendo se a curva eacute ou natildeo simeacutetrica Sendo assimeacutetrica
pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado das fraccedilotildees grossas ou das finas
podendo ser negativa ou positiva respectivamente (TAVARES et al 2010)
Esse padratildeo de distribuiccedilatildeo das granulometrias areia meacutedia com assimetria negativa
ateacute a amostra IV indica que os depoacutesitos foram mais retrabalhados talvez porque se
encontram em porccedilotildees de acumulaccedilotildees de sedimentos com maior porte o que as torna
naturalmente mais retrabalhaacuteveis Jaacute os padrotildees das amostras pouco selecionadas satildeo
depoacutesitos de menores dimensotildees e podem estar em processo de formaccedilatildeo Ou entatildeo foram
erodidos no uacuteltimo pulso de cheia e estatildeo em processo de reformulaccedilatildeo Esse conceito eacute
explicado em NICHOLS (2007) sendo o padratildeo deposicional de um rio entrelaccedilado
A anaacutelise da curtose reforccedila tal argumento pois quanto mais platicuacuterticas as
distribuiccedilotildees os sedimentos tendem a ser misturas de populaccedilotildees diferentes e quando
leptocuacuterticas satildeo afetados por correntes de fundo ou algum evento deposicional que
removeu alguma fraccedilatildeo Os que estatildeo mesocuacuterticos natildeo fornecem consistecircncia para
afirmaccedilatildeo alguma assim como observado por Tavares et al(2010) em um contexto
semelhante
Proacuteximo a represa no ponto II observam-se gratildeos em fraccedilotildees denominadas por FOLK
E WARD (1957) como cascalho muito grosso sendo um ambiente de alta energia pois
quando as comportas satildeo abertas liberam toda energia potencial que estava acumulada
diminuindo gradativamente conforme vatildeo sendo fechadas causando a deposiccedilatildeo destes
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
83
sedimentos que tem o caraacuteter bem arredondado em sua maioria tal fato indica seu
retrabalhamento e transporte por rolamento
No ponto IV ao cavar poucos centiacutemetros a partir da superfiacutecie eacute possiacutevel observar
estratificaccedilatildeo cruzada de baixo acircngulo com um niacutevel de minerais pesados tornando-a mais
visiacutevel tal fato indica deposiccedilatildeo de material em suspensatildeo
Na cidade de Colatina observam-se largos bancos de areia que estreitam o rio no
ponto amostral VI
No bairro Bebedouro em Linhares Ponto IX foi observado na margem do rio um
padratildeo deengrossamento para o topo com seixos imbricados ou seja mostram-se aqui as
fraccedilotildeesmais finas na base e um evento que depositou estes sedimentos mais grosseiros por
traccedilatildeo devido ao seu imbricamento
Proacuteximo agrave foz do rio eacute encontrado um niacutevel de minerais pesados finos
Tais niacuteveis de finos satildeo encontrados junto com a amostra XII que predomina a
granulometria grossa o graacutefico da distribuiccedilatildeo nesta amostra tem assimetria positiva ou seja
a tendecircncia para fraccedilotildees menores Analisando o caraacuteter muito leptocuacutertico da amostra
evidencia-se que foram eventos deposicionais distintos que trouxeram tais sedimentos para
este local Fator indicativo das variaccedilotildees do gradiente energeacutetico do rio
CONCLUSAtildeO
As evidentes variaccedilotildees na dinacircmica fluvial do Doce satildeo visualizadas em diversas
escalas e conjunto de dados observados Seja nas imagens de sateacutelite seja nos bancos de areia
ora submersos ora emersos ainda quando se analisa as fraccedilotildees dos sedimentos presentes nos
mesmos
A maior presenccedila de sedimentos grosseiros na parte jusante do rio e sua tendecircncia a
afinar a fraccedilatildeo assimetria muito positiva eacute evidecircncia de uma perda de energia do rio que
devido sua alta energia tendia a carregar sedimentos mais grossos vem agora diminuindo seu
poder de transporte dessas fraccedilotildees e comeccedila a acumular material mais finoSeu caraacuteter de rio
entrelaccedilado anterior pode estar variando a um padratildeo anastomosado de menor energia
A construccedilatildeo de hidreleacutetricas em rios inegavelmente altera seus cursos A questatildeo a se
fazer nesse momento eacute a seguinte O dano causado ao rio gera benefiacutecios que compensa sua
degradaccedilatildeo A resposta eacute relativa gera benefiacutecios a quem Agraves empresas que lucram com a
venda da energia obviamente a resposta eacute sim Agrave populaccedilatildeo que depende e sempre dependeu
do rio para suas diversas atividades sejam quais forem a resposta evidentemente eacute natildeo
Esperamos que um dia a preservaccedilatildeo do meio ambiente seja a prioridade da sociedade ao
inveacutes dos lucros de alguns poucos indiviacuteduos
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89
Capiacutetulo 6
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
Rafael de Oliveira Costasup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3 Carlos
Henrique Rodrigues de Oliveira4
INTRODUCcedilAtildeO
Podemos caracterizar as zonas costeiras com base na sua localizaccedilatildeo geograacutefica
continente oceano Estas satildeo regiotildees sujeitas a contiacutenuas alteraccedilotildees morfodinacircmicas e
apresentam grande variabilidade temporal e espacial em funccedilatildeo dos processos continentais e
marinhos Evidenciando a dinacircmica erosiva e deposicional caracterizada pela accedilatildeo das ondas
mareacutes correntes costeiras e tambeacutem a accedilatildeo fluvial (SILVA et al 2004)
Essas accedilotildees movimentam continuamente as linhas de costa muitas vezes na mesma
direccedilatildeo mas frequentemente em direccedilotildees opostas Como resultado a forma da linha de costa
sofre alteraccedilotildees (WILLIAMS et al 1992)
Ambientes costeiros associados agrave foz de rios estatildeo sujeitos a constantes alteraccedilotildees
morfodinacircmicas originados tanto por processos fluviais como marinhos Areias e outros
materiais satildeo movidos para a praia ou fora dela por correntes e ondas Com isso os
movimentos sazonais dos materiais costeiros criam usualmente amplas praias no veratildeo
substituiacutedas por estreitas praias no inverno em um verdadeiro ciclo anual Durante a accedilatildeo das
mareacutes de tempestades vaacuterias aacutereas podem ser inundadas em questatildeo de horas
Sendo assim conhecer os agentes que atuam na variaccedilatildeo morfodinacircmica levando em
consideraccedilatildeo o espaccedilo-tempo das diferentes regiotildees costeiras eacute de suma importacircncia
principalmente para esse estudo que eacute associado a desembocadura do rio pois dessa forma eacute
possiacutevel estabelecer cenaacuterios com base no comportamento desse ambiente que deve ser
utilizado como fator para o planejamento do uso e ocupaccedilatildeo do solo e tambeacutem para o
desenvolvimento de projetos de engenharia que venham a interferir na dinacircmica sedimentar
costeira (SILVA et al 2004)
Com base no exposto este trabalho tem como objeto de estudo principal a constituiccedilatildeo
e a variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo associado agrave foz do rio Itapemirim Este estudo
tem como base a anaacutelise histoacuterica das variaccedilotildees morfoloacutegicas ocorridas no local e sua relaccedilatildeo
com a descarga liacutequida do rio que seraacute feita por meio de anaacutelises de imagens em uma seacuterie
temporal Aleacutem de contar com a anaacutelise da atual contribuiccedilatildeo do aporte de sedimentos
fluviais na constituiccedilatildeo e variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo que seraacute feito por meio de
anaacutelise sedimentoloacutegicas
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
O Rio Itapemirim tem suas nascentes mais distantes localizadas na Serra do Caparaoacute
formadas pelos rios Braccedilo Norte Esquerdo e Braccedilo Norte Direito que se unem no municiacutepio
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
90
de Alegre Mais a jusante as aacuteguas do Itapemirim recebem contribuiccedilatildeo do rio Castelo no
distrito de Coutinho municiacutepio de Cachoeiro de Itapemirim O uacuteltimo grande afluente antes
da desembocadura no Oceano Atlacircntico eacute o Rio Muqui que junta-se ao Itapemirim no
municiacutepio de Itapemirim desaguando na altura de Marataiacutezes no Espiacuterito Santo
A aacuterea de trabalho localiza-se entre as coordenadas UTM E 308000 m e N 7682000
m E 320000 m e N 7682000 m E 320000 m e N 7672000 m E 308000 m e N 7672000
m (Figura 1)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo Fonte Autores
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL
SENSORIAMENTO REMOTO
O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave
distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais Tais
dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos de
onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos (FIGUEIREDO
2005) Um exemplo eacute o sateacutelite Landsat que utiliza os sensores instalados na oacuterbita e capta
sete bandas espectrais
Essas bandas podem estar associadas aos canais RGB (red - vermelho green - verde e
blue - azul) que satildeo utilizadas para obter um realce de uma determinada feiccedilatildeo formando a
composiccedilatildeo colorida De acordo com INPE (2011) no sistema RGB as bandas 5 4 e 3 do
sensor TM quando combinadas mostram mais claramente os limites entre o solo e a aacutegua
com a vegetaccedilatildeo natildeo tatildeo evidente aparecendo em tonalidades de verde e rosa
Em um estudo no rio Araguaia localizado na porccedilatildeo Centro-Oeste do Brasil Morais
(2008) analisou uma seacuterie temporal com imagens do Landsat 5 com o intuito de verificar a
alteraccedilatildeo da dinacircmica fluvial utilizando as bandas 5 4 e 3 do sensor TM e com isso pode
verificar a evoluccedilatildeo do canal do rio com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da
evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
91
PROCESSAMENTO E INTERPRETACcedilAtildeO DE IMAGENS
Para que se consiga interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-
processamento entre elas podemos citar o georreferenciamento e o contraste O contraste eacute
feito para que ocorra uma melhor visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons de cinza
atraveacutes da modificaccedilatildeo do histograma original formando outro que iraacute manter a mesma
variaccedilatildeo entre os tons de cinza poreacutem com uma melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al
1984)
O georreferenciamento eacute o processo de atribuir coordenadas geograacuteficas a pontos na
imagem ou vetor como por exemplo uma feiccedilatildeo de faacutecil observaccedilatildeo e identificaccedilatildeo nas duas
imagens e que tenha coordenada conhecida para se aplicar a teacutecnica de registro de imagem ou
ainda utilizando pontos de controle (CAMPBELL 2002)
MEacuteTODO GPR
O meacutetodo de radar de penetraccedilatildeo no solo (GPR) eacute um meacutetodo eletromagneacutetico que
consiste em obter uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie atraveacutes da transmissatildeo e
reflexatildeo de ondas eletromagneacuteticas de altas frequecircncias (10 ndash 1000 MHz) para localizar
feiccedilotildees geoloacutegicas rasas ou objetos enterrados pelo homem O princiacutepio fiacutesico e a
metodologia de aquisiccedilatildeo de dados GPR satildeo semelhantes agrave teacutecnica de reflexatildeo siacutesmica e a
teacutecnica de sonar poreacutem o GPR fundamenta-se na transmissatildeo e reflexatildeo de ondas
eletromagneacuteticas (EM) (PORSANI 1999)
O equipamento de GPR (Figura 2) eacute composto de um par de antenas um gerador de
ondas eletromagneacuteticos antena transmissora e um sistema para registro destas ondas a antena
receptora Uma das antenas eacute usada para transmitir um sinal eletromagneacutetico atraveacutes da
subsuperfiacutecie ao passo que a outra capta estes sinais apoacutes a sua reflexatildeo por diferentes alvos
no subsolo A propagaccedilatildeo do sinal EM depende da frequecircncia do sinal transmitido e das
propriedades eleacutetricas dos materiais as quais dependem principalmente do conteuacutedo de aacutegua
presente no solo Topp (1980 citado por BORGES 2002) sendo a atenuaccedilatildeo do sinal da
onda EM proporcional ao conteuacutedo de aacutegua Quando o pulso transmitido encontra mudanccedilas
abruptas nas propriedades dieleacutetricas parte da energia eacute refletida e difratada sendo captada
em superfiacutecie pela antena receptora A energia refletida eacute registrada em funccedilatildeo do tempo de
atraso amplificada e digitalizada atraveacutes de um computador posteriormente o resultado do
processamento dos dados disponibiliza uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie
(BORGES 2002)
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
92
Figura 2 - Constituintes baacutesicos do GPR Fonte Neal (2004)
CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL
Segundo Almeida (1977) a aacuterea estudada estaacute inserida regionalmente agrave leste da
Proviacutencia Mantiqueira que eacute paralela agrave costa atlacircntica do sudeste e sul do Brasil delineando
uma faixa de direccedilatildeo NE-SW com mais de 3000 km de comprimento que se estende do sul
da Bahia ateacute o Uruguai Localizada a leste do Craacuteton Satildeo Francisco aleacutem de fazer limite com
as proviacutencias Tocantins Satildeo Francisco e Paranaacute e eacute bordejada ao leste pela margem
continental e pelas bacias costeiras do Espiacuterito Santo Campos Santos e Pelotas
O embasamento da Formaccedilatildeo Barreiras estudada compreende rochas do Complexo
Paraiacuteba do Sul que de acordo com RADAMBRASIL (1983) constitui gnaisses de idade
Neoproterozoacuteica Estas rochas fazem contato com o Complexo Juiz de Fora que
constituemrochas de origem iacutegnea representadas por granitos gabros e charnockitos datadas
do Paleoproterozoacuteico
Sobre este embasamento depositam-se na regiatildeo os sedimentos Cenozoacuteicos
continentais classificado por Amador (1982) como Grupo Barreiras e devido a seus estudos
permitiu uma individualizaccedilatildeo de uma unidade lito-estratigraacutefica com idade Neoacutegena
Na Figura 3 estaacute evidenciando a aacuterea de estudo no mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo
podendo observar duas litologias diferentes na aacuterea demarcada que fica bem evidenciado na
Figura 4
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
93
Figura 3 - Mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo abrangendo a aacuterea investigada neste
estudoFonte Adaptado de Bizzi et al (2013)
Figura 4 - Coluna litoestratigraacutefica do Espiacuterito Santo com ecircnfase nas litologias presente na
aacuterea Fonte Adaptado de Bizzi et al (2013)
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
94
GRUPO BARREIRAS
O Grupo Barreiras foi agrave primeira unidade estratigraacutefica documentada no Brasil
ocorrendo ao longo do litoral brasileiro desde o Rio de Janeiro ateacute o estado do Amapaacute
recobrindo depoacutesitos sedimentares do mesozoacuteicos de diversas bacias costeiras (BEZERRA et
al 2005)
Os estudos sobre os depoacutesitos correspondentes ao Barreiras foram empregados pela
primeira vez quando Branner (1902 citado por AMADOR 1982) fez a primeira referecircncia a
esta unidade caracterizando-a como ldquouma sucessatildeo contiacutenua de sedimentos pouco ou natildeo
consolidados presentes na costa nordestinardquo
De acordo com Arai (2006) a regularidade no modo de ocorrecircncia e na caracteriacutestica
litoloacutegica eacute incompatiacutevel com a origem continental utilizada tradicionalmente para
caracterizar a origem do Barreiras o que constitui um misteacuterio sua procedecircncia pela
existecircncia de estudos com evidecircncias que revelam seu caraacuteter marinho da mesma forma que
a idade do Grupo Barreiras tem sido motivo de muita controveacutersia entre diversos autores em
funccedilatildeo de seu pobre conteuacutedo fossiliacutefero a sua vasta distribuiccedilatildeo e variaccedilatildeo espacial Na
literatura mais antiga a idade variava de Oligo-mioceno a Plioceno Segundo Bezerra et al
(2005) a idade da Formaccedilatildeo Barreiras tem sido atribuiacuteda ao intervalo de tempo que varia do
Mioceno ateacute o Plioceno-Pleistoceno
Recentemente Arai (2006) subdividiu o Grupo Barreiras em duas unidades distintas de acordo
com seus periacuteodos de deposiccedilatildeo Barreiras Inferior e Superior
A unidade Barreiras Inferior representa a eacutepoca em que a margem continental
brasileira recebia depoacutesitos duratte a transgressatildeo ocorrida no intervalo Aquitaniano ndash
Serravaliano (Eomioceno a Mesomioceno) acumulando uma grande quantidade de
sedimentos nas aacutereas hoje emersas do continente Esses depoacutesitos transgressivos e de mar alto
satildeo reconhecidos sob a forma de unidades litoestratigraacuteficas quase contiacutenuas ou em formas
mais isoladas tendo sido sedimentados principalmente na regiatildeo litoracircnea que atualmente se
estende da Foz do Amazonas ao estado do Rio de Janeiro onde o relevo plano teria
propiciado o avanccedilo do onlap para continente adentro (ARAI 2006)
Uma discordacircncia erosiva Tortoniana (Mioceno) delimita a interface entre as duas
Unidades distintas A discordacircncia representa uma queda eustaacutetica provocada por um periacuteodo
de glaciaccedilatildeo no Neoacutegeno sendo identificada em seccedilotildees siacutesmicas onde eacute reconhecida como
ldquoMarco Cinzardquo A idade Tortoniana foi atribuiacuteda atraveacutes da dataccedilatildeo de nanofoacutesseis Discoaster
hamatus (N-630) e D neorectus (N-635) Viana et al (1990 citado por ARAI 2006)
A unidade Barreiras Superior foi depositada durante o Plioceno que de acordo com as
curvas eustaacuteticas propostas por Haq Hardenbol e Vail (1987 citado por ARAI 2006) teria
ocorrido uma nova transgressatildeo e muitas das aacutereas erodidas receberam uma nova cobertura
sedimentar constituindo o ldquoBarreiras Superiorrdquo
CARACTERIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO
A aacuterea de estudo apresenta topografia variando de suavemente ondulada a plana
sendo que 84 de suas aacutereas possuem declividade abaixo de 30 O tipo de solo
predominantemente eacute o latossolo vermelho amarelo distroacutefico com fertilidade variando de
meacutedia a baixa textura areno-argilosa apresentando pH em torno de 50 com baixos teores de
mateacuteria orgacircnica exigentes em complementaccedilatildeo de fertilizantes e correccedilatildeo de solos A
temperatura meacutedia anual eacute de 22ordm C ficando as maacuteximas entre 28ordm C e 30ordm C enquanto que as
miacutenimas giram em torno de 15ordm C O litoral capixaba possui um regime micromareal (micro-
mareacute) cuja amplitude de mareacute segundo DHN (1994) varia de 140 m a 150 m atingido
durante a mareacute de siziacutegia a amplitude de cerca de 170 m O clima eacute quente poreacutem
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95
amenizado pelas fortes brisas marinhas A meacutedia anual de precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica situa-se
em torno de 900 mm (ALBINO 1999)
METODOLOGIA
Os materiais cartograacuteficos utilizados para processamento dos dados deste trabalho satildeo
provenientes do Geobases (2002) e compreendem curva de niacutevel drenagem limites e vias
de acesso
As imagens Landsat e RapidEye foram retiradas do endereccedilo eletrocircnico do INPE e do
MMA (Ministeacuterio do Meio Ambiente) respectivamente
O processamento dos dados foi realizado por meio do software Arcgis 103 e Spring
526 Os dados estatiacutesticos foram gerados pelo software Gradstat e os perfis do GPR foram
processados pelo programa Reflex
O GPS de navegaccedilatildeo foi utilizado como uma ferramenta para identificaccedilatildeo dos pontos
no campoUtilizou-se ainda um GPS topograacutefico para georreferenciamento das seccedilotildees de
GPR
OBTENCcedilAtildeO DAS IMAGENS DE SATEacuteLITE
O trabalho foi realizado a partir de imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 sensor TM e de
imagens do sateacutelite RapidEye no periacuteodo de 2001 agrave 2014 sendo analisadas anualmente
Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem das mesmas
estaccedilotildees do ano para natildeo influenciar na anaacutelise de deposiccedilatildeo dos sedimentos por conta da
diferenccedila de quantidade de partiacuteculas que podem ser carreadas nos momentos de chuva e de
seca
PROCESSAMENTO DAS IMAGENS
As imagens Landsat tiveram que passar por preacute-processamento em ambiente de
Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu em georreferenciaacute-las utilizando
como paracircmetro de comparaccedilatildeo as imagens RapidEye aplicaccedilatildeo de contraste linear
aumentando linearmente os tons de cinza no entanto mantendo a proporccedilatildeo original Este
procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5 4 e 3 Sendo muito semelhante a
metodologia aplicada por Mohamed (2012)
Foi feita uma composiccedilatildeo RGB-543 das imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 para
auxiliar na interpretaccedilatildeo
ETAPA DE CAMPO
Foram observados nas imagens os locais de mais faacutecil acesso para coleta dos
sedimentos (Figura 5) que foram coletados com auxiacutelio de uma paacute e foram armazenados em
sacos plaacutesticos para posterior anaacutelise granulomeacutetrica Os locais de coleta foram marcados com
o GPS (Global Positioning System) de navegaccedilatildeo (Tabela 1)
Com o auxiacutelio do GPR (Ground Penetrating Radar) foram levantados dados de sub-
superfiacutecie com dois tipos de antenas diferentes (200 e 400 MHz) e para uma melhor
amarraccedilatildeo dos dados estes foram coletamos atraveacutes de um DGPS (Differential Global
Positioning System) podendo assim observar como ocorreu o momento de sedimentaccedilatildeo do
local
Foram feitos dois perfis com o GPR em uma ilha que se conecta com a praia pelo
espigatildeo construiacutedo na desembocadura do rio esse equipamento foi utilizado nessa localidade
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
96
para que se tente observar a deposiccedilatildeo dos sedimentos na foz do rio Itapemirim e o DGPS foi
utilizado como uma ferramenta de auxiacutelio para uma maior confiabilidade das coordenadas
utilizadas
Figura 5 - Mapa de localizaccedilatildeo dos pontos visitados em campoFonte Autores
Tabela 1 - Coordenadas dos pontos de coleta de sedimentos Fonte Autores
Pontos Coordenadas E (m) Coordenadas N (m)
1A 1B 1C 312747 7676348
2 312030 7676004
3 308789 7675691
4 310453 7678553
ETAPA DE LABORATOacuteRIO
Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de
sedimentologia do Departamento de Geologia da UFES onde foram preparadas para as
seguintes anaacutelises textural e mineraloacutegica
A anaacutelise granulomeacutetrica foi feita atraveacutes do peneiramento das amostras com os dados
de peso de cada granulometria foi utilizado o software para observar estatisticamente o
resultado As anaacutelises texturais e mineraloacutegicas foram feitas a partir do peneiramento citado
acima e foram obtidas com o auxiacutelio da lupa
Os sedimentos foram colocados em um quarteador e obtidos no miacutenimo cinquenta
gramas de amostra pois segundo Folk (1980) eacute o miacutenimo necessaacuterio para anaacutelise de
sedimentos no grupo areia ou superior Foram colocados em uma placa de petri utilizando-se
uma placa para cada amostra Pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo com exatidatildeo de dois
diacutegitos Foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada placa e colocados
na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24 horas
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97
Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados
durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz no agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de
peneiras da marca Bertel 4800 2000 1200 500 250 125 74 37 microm que representam
respectivamente as classes cascalho fino cascalho muito fino areia muito grossa areia
grossa areia meacutedia areia fina areia muito fina segundo proposta de Wentworth (1922 citado
por BUI et al1990)
Os dados granulomeacutetricos obtidos foram processados em um programa de tratamento
estatiacutestico denominado ldquoGradstatrdquo desenvolvido por Blott e Pye (2001) que aproveita como
base de operaccedilatildeo o Microsoft Excel do Windows que calcula atraveacutes do peso alguns
paracircmetros como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo e curtose
Outro procedimento feito em laboratoacuterio foi o traccedilado das linhas de costa nos anos de
2001 a 2014 levando em consideraccedilatildeo a metodologia proposta por Aparecida et al (2011)
poreacutem com uma pequena diferenccedila pois no trabalho citado o ponto de referecircncia para
calcular a distacircncia ateacute a linha de costa era um maciccedilo rochoso que praticamente natildeo alterou
durante o tempo das imagens e jaacute nesse trabalho foi feito atraveacutes de um ponto com
coordenada coletada pelo DGPS (Ponto Base) com coordenadas E 311637 m N 7676929 m
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
DADOS OBTIDOS A PARTIR DAS IMAGENS
Na Figura 6 podemos ter uma visatildeo ampla de todas as linhas de costa marcadas na
seacuterie multitemporal proposta e no graacutefico apresentado na Figura 7 podemos analisar de forma
mais detalhada essa variaccedilatildeo
Observando a Figura 6 podemos observar uma diminuiccedilatildeo da linha de costa no ano de
2001 ateacute 2002 sendo provavelmente um periacuteodo de ressaca do mar pelo fato de ser um
intervalo de tempo muito pequeno poreacutem logo apoacutes foi observado uma progradaccedilatildeo nos anos
de 2002 agrave 2003 Posteriormente ocorreu um momento de estabilidade dessa linha de costa
tendo em vista que a taxa de deposiccedilatildeo e erosatildeo se mantiveram praticamente igualadas sendo
a variaccedilatildeo entre elas muito pequena podendo observar esse padratildeo ateacute o ano de 2007 e nos
anos seguintes obteve um padratildeo retrogradacional na linha de costa ateacute o ano de 2014
Os padrotildees de variaccedilatildeo da linha de costa observados nos graacuteficos da Figura 7 nos
indicam iacutendices de maior e menor sedimentaccedilatildeo do rio pois nos momentos de menor taxa de
fluxo sedimentar a corrente costeira era mais atuante e com isso causava erosatildeo fazendo com
que ocorresse uma retrogradaccedilatildeo da linha de costa e nos momentos em que o rio apresentava
maior descarga sedimentar no oceano a corrente costeira natildeo era tatildeo atuante pois a razatildeo
deposiccedilatildeo por erosatildeo era maior
Esse resultado de variaccedilatildeo da linha de costa foi diferente do encontrado por Deina et
al (2011) pois no trabalho em questatildeo soacute obteve o momento de retrogradaccedilatildeo do cordatildeo
litoracircneo
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
98
Figura 6 - Mapa de evoluccedilatildeo da linha de costa do Rio Itapemirim Fonte Autores
Figura 7 - Graacutefico de variaccedilatildeo da linha de costa para a seacuterie multitemporal no periacuteodo
de 2001 a 2014 Fonte Autores
DADOS OBTIDOS A PARTIR DOS SEDIMENTOS
O resultado das anaacutelises do Gradistat estaacute exibido no Quadro 1 Com base nele
podemos observar que o selecionamento de todas as amostras variou de moderadamente
selecionado a muito bem selecionado Foi observado na lupa que os gratildeos se apresentaram
subangulosos arredondados e bem arredondados Com relaccedilatildeo a granulometria das amostras
todas tiveram o predomiacutenio de areia poreacutem a amostra 1B apresentou maior proporccedilatildeo de
areia grossa e as demais amostras apresentaram um maior teor de areia meacutedia
A mineralogia em questatildeo eacute predominantemente quartzo contendo algumas micas
(moscovitas e biotitas) granada e magnetita As amostras natildeo apresentaram uma grande
diferenccedila mineraloacutegica o que mudou foi em relaccedilatildeo a proporccedilatildeo de minerais pesados pois
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99
quanto mais longe da desembocadura do rio mais esses minerais se apresentavam em maior
quantidade
Os histogramas das amostras satildeo a representaccedilatildeo graacutefica dos dados matemaacuteticos
gerados pelo software Gradstat (Figura 8)
A assimetria expressa o enriquecimento da distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica em partiacuteculas
grosseiras ou em partiacuteculas finas indicando o quanto a curva se afasta da distribuiccedilatildeo normal
(DIAS 2004) Sendo assimeacutetrica pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado
das fraccedilotildees grossas ou das finas podendo ser negativa ou positiva respectivamente
(TAVARES et al 2010)
Quadro 1 - Resultados obtidos a partir do software Gradistat Fonte Autores
Amostras Granulometria
mediana
Selecionamento Assimetria Curtose
1A Areia Meacutedia Moderadamente
selecionado
Assimetria
muito
positiva
Extremamente
Leptocuacutertica
1B Areia Grossa Muito bem
selecionado
Assimetria
positiva
Muito
Leptocuacutertica
1C Areia Meacutedia Moderadamente
selecionado
Assimetria
muito
positiva
Muito
Platicuacutertica
2 Areia Meacutedia Moderadamente
selecionado
Assimetria
positiva
Muito
Leptocuacutertica
3 Areia Meacutedia Moderadamente
bem selecionado
Assimetria
negativa
Leptocuacutertica
4 Areia Meacutedia Moderadamente
bem selecionado
Assimetria
muito
negativa
Platicuacutertica
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
100
Figura 8 - Histogramas gerados pelo software Gradstat a) Amostra 1A b) Amostra
1B c) Amostra 1C d) Amostra 2 e) Amostra 3 f) Amostra 4 Fonte Autores
DADOS OBTIDOS DO GPR
Foram feitas duas seccedilotildees quase perpendicular para a passagem do GPR (Figura 9) e
utilizadas dois tipos de antenas em cada seccedilatildeo sendo elas a de 200 e 400 MHz podendo uma
alcanccedilar maior profundidade com menor detalhe e a outra uma menor profundidade com
maior detalhe respectivamente As figuras 10 e 11 e 12 e 13 correspondem a mesma seccedilatildeo
Figura 9 - Mapa de localizaccedilatildeo dos perfis de GPR Fonte Autores
Primeira seccedilatildeo de NW-SE com 50 metros de comprimento
Coordenada inicial E 312699 m N 7676341 m
Coordenada final E 312749 m N 7676336 m
Sirgas - Zona 24S
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101
Figura 10 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 1 Fonte Autores
Figura 11 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 1 Fonte Autores
Segunda seccedilatildeo de NE-SW com 50 metros de comprimento
Coordenada inicial E 312774 m N 7676349 m
Coordenada final E 312810 m N 7676384 m
Sirgas - Zona 24S
Figura 12 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 2 Fonte Autores
Figura 13 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 2 Fonte Autores
No perfil 1 tanto nos resultados da antena de 400 MHz quanto da antena de 200
MHz eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees cruzadas acanaladas na porccedilatildeo mais agrave esquerda Na
parte central evidenciada por um ciacuterculo observa-se uma falha na imagem podendo ser uma
porccedilatildeo mais argilosa e na parte mais agrave direita conteacutem hipeacuterboles claras que podem ser tubos
enterrados e um leve basculamento das camadas podendo ser remobilizaccedilatildeo do material
No perfil 2 eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees plano-paralela e uma porccedilatildeo com
atenuaccedilatildeo do sinal podendo ser uma regiatildeo mais argilosa Sendo observado todas as feiccedilotildees
tanto na antena de 400 MHz quanto na antena de 200 MHz poreacutem melhor evidenciado as
estratificaccedilotildees plano-paralelas no perfil gerado pela antena de 200 MHz
Com os perfis de GPR foi possiacutevel reafirmar as anaacutelises feitas pelo gradistat que
juntamente com a areia granulometria encontrada em maior proporccedilatildeo ainda existem
granulometrias mais finas provavelmente sendo argilas pelo fato da atenuaccedilatildeo das ondas
eletromagneacuteticas emitidas pelo GPR
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
102
CONCLUSAtildeO
A partir das imagens Landsat e RapidEye utilizadas para fazer a variaccedilatildeo da linha de
costa foi possiacutevel observar que a retrogradaccedilatildeo ou progradaccedilatildeo depende muito do fluxo de
sedimentos do rio com isso eacute possiacutevel supor que nos anos que tiver muita chuva
provavelmente ocorreraacute um maior carreamento de sedimentos em direccedilatildeo ao mar e com isso
aumentaraacute a taxa de deposiccedilatildeo e nos anos de seca com poucas chuvas provavelmente a
erosatildeo costeira seraacute mais intensa
Nos anos de 2001 a 2014 foi observado uma variaccedilatildeo de 437 ateacute 554 metros da linha
de costa o que indica ser uma aacuterea muito dinacircmica e sensiacutevel a mudanccedilas naturais
De acordo com as anaacutelises sedimentoloacutegicas foi possiacutevel observar que quanto mais
proacuteximo da desembocadura do rio menor a energia do fluxo sendo evidenciado pelo aumento
de sedimentos finos e um melhor selecionamento
A seccedilatildeo de GPR mostrou que pode ter uma variaccedilatildeo dos sedimentos indicando
presenccedila de mais finos atenuando o sinal na porccedilatildeo mais argilosa e mostrando que de acordo
com a seccedilatildeo mostrada pode-se observar estratificaccedilotildees cruzadas ou plano-paralela indicando a
direccedilatildeo da sedimentaccedilatildeo
As metodologias aplicadas se mostraram eficientes pois foi possiacutevel obter os dados e
tirar interpretaccedilotildees sobre a aacuterea de estudo Este estudo poderia ter sido mais detalhado e talvez
ser melhor entendido com anaacutelise dos efeitos que a construccedilatildeo do espigatildeo na desembocadura
do rio pode causar para o meio em questatildeo pois com essa construccedilatildeo os sedimentos natildeo
conseguem ser depositados em forma de delta ficando todo detido na desembocadura
podendo vir a diminuir a lacircmina drsquoaacutegua e posteriormente causar ateacute efeitos mais severos
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Sumaacuterio
Capiacutetulo 1 9
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
Daniel Andrade Miranda Fabricia Benda de Oliveira
Capiacutetulo 2 25
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a
prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
Faacutebio Cardoso de Souza Santos Eduardo Baudson Duarte Fabricia Benda de
Oliveira Juacutelia Sesana Maciel Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira
Capiacutetulo 3 39
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de
ruptura de taludes em atividades de mineraccedilatildeo
Laacutezaro Correcirca Marcellino Fabricia Benda de Oliveira Julio Almeida Moreira Carlos
Henrique Rodrigues de Oliveira
Capiacutetulo 4 53
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES
utilizando teacutecnicas de geoprocessamento
Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitas Fabricia Benda de Oliveira Allison Augusto
Gonccedilalves de Freitas Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas Rayane Monteiro
Ferreira Edgar Batista de Medeiros Juacutenior
Capiacutetulo 5 71
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite
Landsat 5
Marx Engel Martins Fabricia Benda de Oliveira Felipe Guadagnin Carlos Henrique
Rodrigues de Oliveira
Capiacutetulo 6 89
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim
(ES)
Rafael de Oliveira Costa Eduardo Baudson Duarte Fabricia Benda de Oliveira
Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
sup1 Doutorando em Geologia Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG
sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES
9
Capiacutetulo 1
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
Daniel Andrade Mirandasup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2
INTRODUCcedilAtildeO
Segundo Santos (2012) somente com o desenvolvimento de tecnologias espaciais
modernas incluindo os sateacutelites artificiais que se tornou possiacutevel visualizar a Terra a partir da
coleta de dados e da aquisiccedilatildeo de imagens da sua superfiacutecie os dados adquiridos de forma
remota por sateacutelites artificiais auxiliam no diagnoacutestico sobre as implicaccedilotildees ambientais
econocircmicas sociais poliacuteticas e culturais com relaccedilatildeo agrave ocupaccedilatildeo dos espaccedilos urbanos
ajudando no planejamento soacutecio econocircmico-ambiental sustentaacutevel e servindo de base para o
desenvolvimento e realizaccedilatildeo de projetos associados agraves atividades humanas como por
exemplo no planejamento urbano
Gottdiener (1993) define que a materializaccedilatildeo do desenvolvimento contiacutenuo do
capitalismo eacute o formato do espaccedilo urbano assim os traccedilos distintivos da morfologia espacial
urbana estatildeo diretamente relacionados com as mudanccedilas estruturais na organizaccedilatildeo social
Entatildeo para compreender o espaccedilo urbano ou a cidade precisamos estudar e analisar a forma
urbana e seu crescimento como subsiacutedios agraves poliacuteticas de planejamento Estudos mostram que
o crescimento das cidades eacute um processo dinacircmico muitas vezes ocorrendo em aacutereas natildeo
adequadas mostrando que o crescimento da mancha urbana eacute usualmente natildeo planejado
(NAGARATHINAM et al 1988)
Devido agrave forma na qual a expansatildeo urbana ocorre no tempo e no espaccedilo o
crescimento urbano pode gerar problemas ambientais ligados agrave contaminaccedilatildeo hiacutedrica
formaccedilatildeo de ilhas de calor ocupaccedilatildeo de aacutereas inadequadas para assentamentos humanos
degradaccedilatildeo da paisagem dentre outros (FUCKNER 2006)
Segundo Costa e Alves (2005) para monitoramentodas aacutereas urbanas eacute necessaacuterio
possuir conhecimento atualizado sobre a distribuiccedilatildeo espacial da populaccedilatildeo Este
conhecimento eacute adquirido atraveacutes dos censos demograacuteficos e de mapas de densidade
demograacutefica que produzem avaliaccedilotildees quantitativas sobre elas e informam tambeacutem as
necessidades de infraestrutura
Na maior parte das cidades o crescimento populacional tem sido muito raacutepido e as
estruturas urbanas natildeo acompanharam esse crescimento que aleacutem de natildeo ser planejado pode
causar problemas como inundaccedilotildees deslizamento de encostas e desabamentos de construccedilotildees
A ocupaccedilatildeo urbana eacute atualmente tema de emergecircncia nacional portanto o
desenvolvimento de tecnologias que apoiem a gestatildeo estrateacutegica da ocupaccedilatildeo urbana eacute
interessante no acircmbito municipal estadual e federal
Neste contexto as geotecnologias tecircm sido utilizadas como uma ferramenta
importante para ajudar no planejamento urbano e na compreensatildeo da dinacircmica espacial e da
forma urbana
No municiacutepio de Alegre este problema eacute intensificado com a implantaccedilatildeo do programa de
expansatildeo da rede de Educaccedilatildeo Superior pelo MEC (Ministeacuterio da Educaccedilatildeo) que teve iniacutecio
em 2003 e posteriormente com a implementaccedilatildeo do REUNI (Restauraccedilatildeo e Expansatildeo das
Universidades Federais) em 2011 Com esses programas o total de cursos oferecidos pelo
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
10
campus de Alegre subiu de quatro em 2002 para dezessete em 2011 aumentando
consideravelmente o fluxo de populaccedilatildeo moacutevel no municiacutepio Podemos citar ainda os
estudantes da FAFIA (Faculdade de Filosofia Ciecircncias e Letras de Alegre) e o IFES (Instituto
Federal do Espiacuterito Santo) que assim como na UFES (Universidade Federal do Espiacuterito
Santo) tem sua demanda de populaccedilatildeo moacutevel condicionando uma urbanizaccedilatildeo forccedilada em
funccedilatildeo da demanda crescente por habitaccedilatildeo
O presente trabalho propotildee a realizaccedilatildeo de um estudo sobre a ocupaccedilatildeo urbana na sede
do Municiacutepio de Alegre-ES utilizando teacutecnicas de sensoriamento remoto e imagens do
sateacutelite Landsat sensor TM 5 atraveacutes de anaacutelise multitemporal para verificaccedilatildeo do avanccedilo do
crescimento urbano ao longo de 26 anos
LOCALIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO
O municiacutepio de Alegre estaacute localizado na regiatildeo sudeste do Brasil no Sul do Estado
do Espiacuterito Santo englobando as comunidades de Santa Maria Varjatildeo da Cotia Alegre
Vargem Alegre Aacutegua Limpa Vinagre Capim Feliz Lembranccedila Bosque Rive Cafeacute
PlacaSatildeo Francisco Satildeo Joatildeo do Norte e Coacuterrego do Meio e tendo como municiacutepios
limiacutetrofes Muniz Freire a Norte Castelo Cachoeiro de Itapemirim e Jerocircnimo Monteiro a
Leste Mimoso do Sul e Satildeo Joseacute do Calccedilado a Sul e Guaccediluiacute e Ibitirama a Oeste
A aacuterea de estudo proposta para este trabalho consiste no periacutemetro urbano da sede do
Municiacutepio de Alegre como pode ser visto na Figura 1
O Acesso ateacute a capital Vitoacuteria pode ser feito pela ES-482 ateacute Cachoeiro de Itapemirim
depois segue pela BR-101 Sul ateacute Vitoacuteria Ou ainda pela ES-482 ateacute Duas Barras ES-166 de
Duas Barras ateacute Venda Nova do Imigrante e BR-262 ateacute Vitoacuteria
Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo sobreposta agrave ortofoto Fonte IEMA (2007)
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
11
Segundo Rosa (2003) podemos definir o sensoriamento remoto como sendo a forma
de obter informaccedilotildees de um objeto sem que haja contato fiacutesico com o mesmo utilizando-se a
radiaccedilatildeo eletromagneacutetica gerada por fontes naturais como o Sol e a Terra ou por fontes
artificiais como por exemplo o RadarO sensoriamento remoto teve destaque no Brasil a
partir da deacutecada de 1960 com a criaccedilatildeo do Projeto RADAMBRASIL cujo objetivo era a
realizaccedilatildeo de um levantamento integrado dos recursos naturais do paiacutes a partir de imagens
Landsat (SOUZA 2008)
O Landsat foi colocado em oacuterbita em 1972 com o nome de ERTS-1 (Earth Resources
Techonological Satellite-1) teve inicialmente um desempenho significativo sendo
transformado na seacuterie Landsat Hoje o projeto Landsat eacute dedicado agrave observaccedilatildeo dos recursos
naturais da TerraSua oacuterbita desloca-se do Norte para o Sul sendo geocecircntrica circular quase
polar heliocecircntrica isto eacute o acircngulo Sol ndash Terra ndash Sateacutelite permanece constante o que garante
condiccedilotildees de iluminaccedilatildeo semelhantes na aacuterea imageada ao longo do ano (ROSA 2003)O
sensor TM (Thematic Mapper) do sateacutelite Landsat possui sete bandas com numeraccedilatildeo de 1 a
7 sendo que cada banda representa uma faixa do espectro eletromagneacutetico (BATISTELLA et
al 2004) O sateacutelite Landsat apresenta a caracteriacutestica de repetitividadepois ele imageia a
mesma aacuterea a cada 16 dias Suas cenas cobrem uma aacuterea de 34225 kmsup2 sendo a faixa
imageada de 185 x 185 km (INPE 2006)
Para utilizaccedilatildeo de imagens de sateacutelite com fins de classificaccedilatildeo recomenda-se o
processamento das mesmas O processamento digital de imagens (PDI) de acordo com Lima e
Rocha (2009) tem como objetivo fornecer ferramentas que facilitem a identificaccedilatildeo e
aextraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas imagens para posterior interpretaccedilatildeo Consiste na
manipulaccedilatildeo numeacuterica dos dados visando aumentar opotencial de discriminaccedilatildeo dos alvos
Segundo Novo (1989) o PDI pode ser dividido basicamente em Preacute-processamento Realce e
Classificaccedilatildeo
O Preacute-processamento eacute o primeiro passo do PDI e eacute considerado fundamental para
confiabilidade e uso correto das imagens de sateacutelite Nesta fase segundo Rosatti (2006) o
objetivo eacute adequar as imagens para serem utilizadas pelos usuaacuterios sendo aplicadas algumas
teacutecnicas de manipulaccedilatildeo como correccedilatildeo geomeacutetrica e restauraccedilatildeo
A correccedilatildeo geomeacutetrica e o georreferenciamento das imagens satildeo necessaacuterios devido a
distorccedilotildees que segundo o INPE (2006) satildeo causadas no processo de formaccedilatildeo da imagem
pelo sistema sensor e por imprecisatildeo dos dados de posicionamento da plataforma (aeronave
ou sateacutelite) De modo geral o georreferenciamento de imagens de sateacutelite eacute realizado por meio
de pontos de controle (PC) de referecircncia identificados na imagem original e em um sistema de
dados de referecircncia que possibilitem o ajustamento atraveacutes de modelos matemaacuteticos Os satildeo
feiccedilotildees passiacuteveis de identificaccedilatildeo na imagem e no terreno ou seja satildeo feiccedilotildees homoacutelogas
cujas coordenadas satildeo conhecidas na imagem e no sistema de referecircncia (INPE 2006)
Podemos obter PC atraveacutes de trecircs fontes por meio de mapas e cartas topograacuteficas oficiais
pela aquisiccedilatildeo de pontos em campo por sistema de posicionamento global (GPS) ou por meio
de imagens georreferenciadas do mesmo local A precisatildeo do georreferenciamento eacute medida
atraveacutes do caacutelculo do Erro Meacutedio Quadraacutetico ou Root Mean Square Error (RMS) que
pondera as diferenccedilas entre as coordenadas dos pontos de controle da imagem a ser ajustada e
da fonte de dados de referecircncia O valor do RMS deveraacute ser menor que 1 ou seja quanto
mais proacuteximo de 0 maior eacute a precisatildeo e menor eacute o erro (LIMA 2010) O caacutelculo eacute feito
utilizando a Equaccedilatildeo 1
RMSerror = [(x1 ndash xorg)sup2 + (y1 ndash yorg)sup2]12 (1)
x1 = Coordenada de linha calculada na imagem a ser ajustada
y1 = Coordenada de coluna calculada na imagem a ser ajustada
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
12
xorg = Coordenada original de linha do PC da fonte de referecircncia
yorg = Coordenada original de coluna do PC da fonte de referecircncia
A teacutecnica de restauraccedilatildeo tem por objetivo corrigir as distorccedilotildees do sensor oacuteptico no
processo de geraccedilatildeo das imagens A resoluccedilatildeo espacial das bandas 3 4 e 5 que eacute de 30
metros pode ser restaurada para ateacute 5 metros (RIOS ALMEIDA RIBEIRO 2010)A ideia de
restaurar uma imagem eacute reduzir o efeito de embaccedilamento da cena e obter uma imagem
realccedilada dado que os detalhes vistos na cena satildeo suavizados devido agraves limitaccedilotildees do sensor
Esta correccedilatildeo eacute realizada por um filtro linear e os pesos do filtro de restauraccedilatildeo satildeo obtidos a
partir das caracteriacutesticas do sensor e natildeo de forma empiacuterica como eacute feito no caso dos filtros
de realce tradicionais Neste caso o filtro eacute especiacutefico para cada tipo de sensor e banda
espectral Este tipo de processamento eacute recomendado para ser realizado sobre a imagem
original sem qualquer tipo de processamento tais como realce e filtragem que alterem as
caracteriacutesticas radiomeacutetricas da imagem Deve-se observar tambeacutem que natildeo eacute possiacutevel
processar uma imagem reamostrada jaacute que as caracteriacutesticas radiomeacutetrica e espacial da
imagem foram alteradas (INPE 2006)
Aleacutem das etapas do preacute-processamento de imagens digitais de sateacutelite existem outras que
utilizam teacutecnicas de realce com o objetivo de melhorar a qualidade visual e permitir uma
melhor interpretaccedilatildeo dos alvos nas imagens (IBGE 2001) As teacutecnicas utilizadas neste
trabalho foram Constraste Filtragem espacial e Composiccedilatildeo colorida
Segundo o INPE (2006) o contraste entre dois objetos pode ser definido como sendo a
razatildeo entre os seus niacuteveis de cinza meacutedios onde a manipulaccedilatildeo do contraste consiste numa
transferecircncia radiomeacutetrica em cada pixel (Picture Element ndash menor elemento num dispositivo
de exibiccedilatildeo ao qual eacute possiacutevel atribuir-se uma cor menor ponto que forma uma imagem
digital) tendo o objetivo de aumentar a discriminaccedilatildeo visual entre os objetos presentes na
imagem Realiza-se a operaccedilatildeo ponto a ponto independentemente da vizinhanccedila Entretanto
um exame preacutevio do histograma da imagem pode ser uacutetil O histograma de uma imagem
descreve a distribuiccedilatildeo estatiacutestica dos niacuteveis de cinza em termos do nuacutemero de amostras
(pixels) com cada niacutevel A distribuiccedilatildeo pode tambeacutem ser dada em termos da percentagem do
nuacutemero total de pixels na imagem Pode ser estabelecida uma analogia entre o histograma de
uma imagem e a funccedilatildeo densidade de probabilidade que eacute um modelo matemaacutetico da
distribuiccedilatildeo de tons de cinza de uma classe de imagens A cada histograma estaacute associado o
contraste da imagem conforme mostra a Figura 2ADe acordo com Rios Almeida e Ribeiro
(2010) esta teacutecnica tem por objetivo modificar atraveacutes de funccedilotildees matemaacuteticas os niacuteveis de
cinza ou os valores digitais de uma imagem de modo a destacar certas informaccedilotildees espectrais
e melhorar a qualidade visual da imagem
De acordo com Albuquerque (2000) para fazer uma operaccedilatildeo de filtragem espacial eacute
necessaacuterio escolher uma matriz de dimensatildeo n x n denominada maacutescara (Figura 2B) com
valores que dependem do filtro que queremos usar seja ele passa baixa (filtrando as altas
frequecircncias) passa banda (filtrando uma regiatildeo especiacutefica de frequecircncias espaciais) ou passa
alta (filtrando as baixas frequecircncias) Em uma imagem as altas frequecircncias correspondem agraves
modificaccedilotildees abruptas dos niacuteveis de cinza e as bordas dos objetos As baixas frequecircncias
correspondem agraves variaccedilotildees suaves dos niacuteveis de cinza Logo quando queremos evidenciar os
contornos de um determinado objeto podemos usar filtros do tipo passa alta Pode-se querer
observar a forma da iluminaccedilatildeo de fundo entatildeo devemos usar filtros passa-baixa para
eliminarmos todas as altas frequecircncias correspondendo agrave borda dos objetos e chegar agrave
iluminaccedilatildeo de fundo
A composiccedilatildeo colorida consiste em associar as imagens monocromaacuteticas de cada
banda agraves cores primaacuterias RGB (Red ndash Vermelho Green ndash Verde Blue ndash Azul) com o
objetivo de apresentar simultaneamente as informaccedilotildees de trecircs bandas espectrais em
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
13
composiccedilotildees coloridas que facilitam e enriquecem a interpretaccedilatildeo visual dos alvos (IBGE
2001) Como exemplo de composiccedilatildeo colorida temos a Figura 2Cque associa a banda 3 agrave cor
vermelha (R) a banda 4 agrave cor verde (G) e a banda 5 agrave cor azul (B)
De acordo com Souza (2012) as aacutereas urbanas natildeo podem ser caracterizadas por um
comportamento espectral padratildeo A vegetaccedilatildeo os corpos aquaacuteticos e os solos satildeo superfiacutecies
relativamente homogecircneas em termos de cobertura poreacutem nas aacutereas urbanas prevalece a
heterogeneidade das coberturas As aacutereas urbanas satildeo fisicamente formadas por uma grande
diversidade de materiais (superfiacutecies de concreto asfalto telhados de vaacuterios materiais solo
vegetaccedilatildeo arboacuterea e grama aacutegua entre outros) com formas alturas e arranjos tambeacutem
variados assim em uma imagem orbital o pixel pode representar vaacuterias coberturas o que
torna as aacutereas urbanas complexas do ponto de vista espectral Na Figura 2D pode-se observar
a similaridade espectral entre uma aacuterea urbana e uma aacuterea de cultivo de cana
Figura 2 - (A) Exemplo de Histograma de baixo contraste (agrave esquerda) e de alto contraste (agrave
direita) Fonte Modificado de INPE (2006) (B) Exemplo de maacutescara de 3 x 3 Fonte
Modificado de INPE (2006) (C) Exemplo de geraccedilatildeo de composiccedilatildeo colorida Fonte Brust
(2010) (D) Imagem do sateacutelite Landsat TM 5 na composiccedilatildeo colorida (RGB-543) adquirida
em 20091995 Fonte Souza (2012)
De acordo com Lima (2010) eacute possiacutevel classificar e agrupar os alvos de uma imagem a
partir dos vaacuterios niacuteveis de informaccedilotildees espectrais detectadas atraveacutes da adequaccedilatildeo das
imagens digitais utilizando-se os procedimentos do preacute-processamento Assim pode-se criar
um uacutenico niacutevel de informaccedilatildeo temaacutetica (categorias ou classes) para cada elemento
identificado e dessa forma gerar mapas temaacuteticos Os meacutetodos utilizados na classificaccedilatildeo das
imagens de sateacutelite variam com o tipo e complexidade do ambiente analisado caracteriacutesticas
do sensor e sateacutelite utilizado aspectos sazonais que alteram as caracteriacutesticas dos alvos e da
incidecircncia de energia solar extensatildeo da aacuterea de estudo equipamentos e recursos humanos
disponiacuteveis grau de conhecimento do ambiente por parte do inteacuterprete entre outros A
classificaccedilatildeo eacute a principal etapa do processamento de imagens a partir do qual satildeo extraiacutedas
as informaccedilotildees necessaacuterias para diversas aplicaccedilotildees Pode ser realizada atraveacutes de trecircs
teacutecnicas baacutesicasInterpretaccedilatildeo VisualClassificaccedilatildeo Digital Natildeo SupervisionadaClassificaccedilatildeo
Digital Supervisionada
A interpretaccedilatildeo visual de imagens de sateacutelite consiste em identificar as feiccedilotildees
impressas nessas imagens e determinar seu significado atraveacutes de chaves de interpretaccedilatildeo
onde eacute fundamental por parte do analista o conhecimento da aacuterea a ser mapeada (LIMA
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
14
2010) De acordo com Soares-Filho (2000) as caracteriacutesticas das imagens tais como
Tonalidade Cor Textura Forma Estrutura Sombra e contexto satildeo as chaves de uma boa
interpretaccedilatildeo A partir dessas caracteriacutesticas pode ser estruturado um meacutetodo de identificaccedilatildeo
por ldquochavesrdquo que se apoia em um estudo comparativo atraveacutes de objetos e feiccedilotildees conhecidas
que satildeo utilizadas como guias
Maillard (2001) diz que na classificaccedilatildeo Supervisionada o inteacuterprete jaacute possui um
conhecimento da aacuterea de estudo que podem ser utilizados como amostras de treinamento para
o algoritmo de classificaccedilatildeo de forma que os dados de cada classe temaacutetica podem ser
generalizados para toda cena agrupando cada pixel da imagem de acordo com as classes
amostradas Existem diversos algoritmos de classificaccedilatildeo supervisionada implementados em
aplicativos computacionais sendo o algoritmo Maxver (Maacutexima Verossimilhanccedila) um dos
mais utilizados para classificaccedilatildeo digital de imagens pixel a pixelINPE (2006) define que o
algoritmo de classificaccedilatildeo Maxver utiliza agrave meacutedia e a covariacircncia das amostras de treinamento
para assinalar um pixel desconhecido de uma classe assim pode-se computar a probabilidade
estatiacutestica de um pixel desconhecido pertencer a uma ou outra classe atribuindo a este pixel a
classe agrave qual ele tem maior probabilidade de pertencer utilizando o criteacuterio de maacutexima
verossimilhanccedila
Em qualquer procedimento de classificaccedilatildeo de imagens de sateacutelite o objetivo eacute a
geraccedilatildeo de mapas temaacuteticos que devem transmitir a realidade do terreno da forma mais
precisa possiacutevel Para isso deve ser verificado o niacutevel de incerteza destes mapas atraveacutes de
iacutendices de exatidatildeo para que as informaccedilotildees obtidas possam ser utilizadas adequadamente
(LIMA 2010) Segundo Mangabeira Azevedo e Lamparelli (2003) um dos paracircmetros mais
utilizados e eficientes na determinaccedilatildeo da exatidatildeo de mapas temaacuteticos eacute o iacutendice Kappa que
eacute obtido mediante a adoccedilatildeo de uma referecircncia para a comparaccedilatildeo dos mapeamentos
produzidos A determinaccedilatildeo deste iacutendice eacute feita com base numa tabulaccedilatildeo cruzada entre as
quantidades de dados amostrais de referecircncia e da imagem classificada estruturada numa
matriz quadrada denominada matriz de erros ou de confusatildeoSegundo Campbell (1987) a
estimativa Kappa pode ser representada pela seguinte relaccedilatildeo exposta na Equaccedilatildeo 2
K = (observado ndash esperado) (1 ndash esperado) (2)
Observado = valor global para o percentual de pixels corretos
Esperado = valor calculado usando os totais de cada linha e cada coluna da matriz
denominados de valores marginais
Os resultados do Coeficiente Kappa variam de 0 a 1 indicando de forma crescente o
grau de concordacircncia ou exatidatildeo do mapa classificado com relaccedilatildeo aos dados de referecircncia e
podem ser agrupados em intervalos de acordo com aTabela 1
Tabela 1 - Intervalos de valor do coeficiente Kappa e respectivos graus de concordacircncia
Fonte Landis e Koch (1977)
Valor de Kappa Concordacircncia
0 Peacutessima
001 ndash 020 Ruim
021 ndash 040 Razoaacutevel
041 ndash 060 Boa
061 ndash 080 Muito boa
081 ndash 100 Excelente
Dependendo do valor do coeficiente Kappa encontrado e das necessidades e objetivos
do trabalho podem ser feitas correccedilotildees a fim de garantir um refinamento da qualidade
informativa do mapa Os dados obtidos podem ser utilizados em conjunto com outros planos
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
15
de informaccedilatildeo em ambiente SIG possibilitando sua integraccedilatildeo e manipulaccedilatildeo como base de
dados para sistemas de suporte a decisatildeo (LIMA 2010)
METODOLOGIA
A imagens de sateacutelite Landsat sensor TM-5 foram adquiridas do INPE nas bandas
12345 e 7 na oacuterbitaponto 21674 do municiacutepio de Alegre-ES nos anos de 1985 1997
2001 2006 e 2011 Foi utilizada tambeacutem a ortofoto do municiacutepio (IEMA 2007) para servir
como base para o registro das imagens de sateacutelite e tambeacutem para comparaccedilatildeo visual com a
classificaccedilatildeo
Para a elaboraccedilatildeo dos mapas foram utilizados os softwares SPRING 52 e ArcGISreg
10 sendo o que primeiro foi utilizado para o tratamento e processamento digital das imagens
de sateacutelite e o segundo para confecccedilatildeo final dos mapas de vegetaccedilatildeo hidrografia topografia
solos e das classificaccedilotildees
Durante o preacute-processamento foram aplicadas as teacutecnicas de Processamento Digital de
Imagens com o objetivo de georreferenciar e melhorar a qualidade das imagens para uma
melhor visualizaccedilatildeo facilitando a identificaccedilatildeo e extraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas
imagens digitais aumentando assim o potencial de diferenciaccedilatildeo dos alvos e
consequentemente obtendo melhores resultados na classificaccedilatildeo das imagens As bandas 3 4
e 5 foram restauradas para a resoluccedilatildeo de 15m
Foi aplicado contraste nas bandas 3 4 e 5 modificando o histograma original como
mostra o Quadro 1
Quadro 1 - Mudanccedila no histograma das bandas 3 4 e 5 apoacutes contraste aplicado na imagem
de 1985 do sateacutelite Landsat - TM 5 Fonte Autores
Bandas Histograma Original Histograma (Contraste)
Banda 3 ndash Vermelho
Banda 4 ndash Infravermelho Proacuteximo
Banda 5 ndash Infravermelho Meacutedio
Foi aplicada a filtragem linear utilizando uma matriz 2x2 (Quadro 2) apropriada para
imagens Landsat TM no software SPRING com o objetivo de suavizar as imagens realccedilando
assim a visualizaccedilatildeo das bandas e obtendo imagens com mais nitidez
Quadro 1 - Matriz utilizada na filtragem de imagens Landsat TM Fonte INPE (2006)
3 -7 -7 3
-7 -7 13 -7
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
16
-7 13 13 -7
3 -7 -7 3
Para identificaccedilatildeo das amostras de treinamento foi utilizada a combinaccedilatildeoRGB-543 o
que destacou melhor as aacutereas urbanas Para a classificaccedilatildeo foram definidas duas classes Aacuterea
urbana e Natildeo urbana Em seguida foram coletadas as amostras de treinamento para cada
classe como pode ser observado na Figura 3
Figura 3 - Amostras utilizadas para classificaccedilatildeo da imagem de 2011 em amarelo amostras
da classe urbana e em branco amostras da classe natildeo urbana Fonte Autores
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Usando a metodologia acima descrita seratildeo apresentados abaixo os resultados obtidos
a partir do processamento das imagens e da classificaccedilatildeo da aacuterea urbana do municiacutepio de
Alegre-ES para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011
O georreferenciamento foi executado utilizando-se feiccedilotildees semelhantes em duas
imagens para determinaccedilatildeo dos pontos de controle como cruzamento de estradas aacutereas de
vegetaccedilatildeo aacuterea urbana e rios A resoluccedilatildeo das imagens (30 metros) pode atrapalhar pois
devido ao baixo niacutevel de detalhe fica difiacutecil determinar o ponto semelhante nas duas imagens
de forma exata No entanto o RMS ficou em torno de 03 de acordo com a equaccedilatildeo (1)
mostrando que a diferenccedila entre as coordenadas dos pontos de controle das imagens a serem
ajustadas e os pontos de controle da fonte de dados de referecircncia ficou pequena significando
uma boa precisatildeo
O processo de restauraccedilatildeo para a resoluccedilatildeo de 15metros mostrou uma melhora na
nitidez da imagem restaurada (Figura 4B) em comparaccedilatildeo com a imagem original (Figura
4A)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
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Figura 4 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 de 1985 da cidade de
Alegre-ES com resoluccedilatildeo de 30m (A) e restaurada para 15m (B)
Fonte Autores
A aplicaccedilatildeo do contraste nas bandas 34 e 5 permitiu um maior contraste entre as
feiccedilotildees da imagem com contraste (Figura 5B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem contraste
(Figura 5A)
Figura 5 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da
cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de contraste (A) e com aplicaccedilatildeo de contraste (B)
Fonte Autores
A filtragem espacial permitiu observar maior nitidez da imagem para distinccedilatildeo das
feiccedilotildees da imagem com filtro (Figura 6B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem filtro (Figura
6A)
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
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Figura 6 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da
cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de filtragem (A) e apoacutes filtragem (B)
Fonte Autores
Na Figura 7 temos as imagens em composiccedilatildeo RGB ndash 543 correspondentes agrave
evoluccedilatildeo urbana de Alegre nos anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 Ao comparaacute-las
podemos observar um aumento significativo da mancha urbana este aumento pode ser
observado principalmente nas regiotildees sul e oeste da cidade
Figura 7 - Composiccedilatildeo RGB ndash 543 da aacuterea de estudo para os anos analisados
Fonte Autores
Na Figura 8 podemos observar as classificaccedilotildees realizadas pelo classificador Maxver
utilizando duas classes Aacuterea urbana (Azul) Natildeo urbana (Branco)
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19
Figura 8 - Classificaccedilotildees da Aacuterea Urbana de Alegre para os anos analisados
Fonte Autores
A Tabela 2 mostra a exatidatildeo das classificaccedilotildees realizadas e as aacutereas correspondentes
agrave classe urbana para cada ano o iacutendice Kappa (Equaccedilatildeo (2)) variou de 093 a 098 Este
resultado pode ser considerado excelente de acordo com a Tabela 1
Tabela 2 -Exatidatildeo das classificaccedilotildees e aacutereas urbanas calculadas Fonte Autores
1985 1997 2001 2006 2011
Iacutendice Kappa 095 097 095 093 098
Aacuterea Urbana (km2) 805 968 771 1079 758
Apesar do alto iacutendice de desempenho das classificaccedilotildees eacute possiacutevel observar regiotildees de
confusatildeo na classificaccedilatildeo das amostras das duas classes Observando as aacutereas calculadas
percebemos que natildeo haacute um aumento contiacutenuo da aacuterea urbana nas classificaccedilotildees pois a aacuterea do
ano de 1997 foi maior que a aacuterea de 2001 que por sua vez eacute menor que a de 1985 e ainda a
aacuterea de 2011 eacute menor que a de 2006 isso possivelmente estaacute associado agrave confusatildeo do
algoritmo ao identificar as classes
Ao compararmos a ortofoto da aacuterea de estudo com a classificaccedilatildeo de 2011 (Figura 9)
podemos perceber regiotildees de solo exposto sombras aacutereas de vegetaccedilatildeo e estradas
classificadas como aacutereas urbanas Eacute possiacutevel observar tambeacutem a ocupaccedilatildeo irregular da cidade
principalmente em aacutereas proacuteximas a rios e em topo de morros que contribuem para
problemas urbanos de inundaccedilotildees e deslizamento de encostas
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
20
Figura 9 - Comparaccedilatildeo da ortofoto do ano de 2007 (a esquerda) com a classificaccedilatildeo de 2011
(a direita) com foco na aacuterea urbana da cidade de Alegre - ES
Fonte Autores
Eacute possiacutevel observar um aumento significativo da aacuterea urbana da sede se compararmos
visualmente as imagens de 1985 e 2011 este aumento se daacute principalmente nas regiotildees de
periferia mas tambeacutem podemos observar um adensamento dos pixels na regiatildeo central da
sede diminuindo a quantidade de aacutereas arborizadas no centro como eacute possiacutevel observar na
Figura 10
Figura 10 - Detalhamento das imagens de 1985 e 2011 mostrando a classificaccedilatildeo da aacuterea
urbana
Fonte Autores
Estes resultados jaacute eram esperados e podem ser explicados como mostra o trabalho de
Correia et al (2007) devido agrave dificuldade em estabelecer essas classes temaacuteticas na resoluccedilatildeo
das imagens de sateacutelite utilizadas que por natildeo possuir um niacutevel de detalhe elevado possuem
uma limitaccedilatildeo para discriminar alvos com uma mistura de vaacuterios elementos como eacute o caso da
aacuterea urbana gerando impactos na resposta espectral das imagens refletindo assim na
caracterizaccedilatildeo dessas classesO fato de terem sido admitidas somente duas classes tambeacutem
pode ter influenciando no resultado da classificaccedilatildeo pois algumas amostras apresentaram
distribuiccedilatildeo bimodal no entanto o erro foi muito baixo (em torno de 5) minimizando este
problema Outro fator que tambeacutem pode ter influenciado no resultado eacute o tamanho das
amostras de treinamento do algoritmo
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21
Costa e Alves (2005) ao monitorar a expansatildeo urbana do municiacutepio de Campos dos
Goytacazes tambeacutem tiveram problemas devido agrave confusatildeo entre duas classes onde a textura
dos cordotildees litoracircneos se confundia com a textura da urbanizaccedilatildeo e concluiacuteram que era
necessaacuterio possuir um conhecimento preacutevio da aacuterea para realizar o estudo Isso mostra que a
interpretaccedilatildeo visual admitindo que o interprete possua um conhecimento preacutevio da aacuterea eacute
fundamental pois o classificador mesmo com amostras apresentando um desempenho
elevado ainda assim pode apresentar erros nos resultados
CONCLUSAtildeO
A metodologia utilizada para a anaacutelise multitemporal do crescimento da mancha
urbana de Alegre para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 efetuada no presente
trabalho mostrou-se eficiente tornando possiacutevel visualizar as transformaccedilotildees ocorridas no
intervalo de tempo de 26 anos Assim outros resultados poderiam ser encontrados caso a
anaacutelise fosse feita em outros periacuteodos e com diferentes intervalos
O software SPRING se mostrou uma boa ferramenta para se analisar as questotildees de
urbanizaccedilatildeo e por ser disponiacutevel gratuitamente serve como opccedilatildeo para o planejamento urbano
municipal com um baixo custo
Um estudo mais detalhado utilizando-se imagens com uma melhor resoluccedilatildeo espacial
e espectral e em diferentes periacuteodos diminuindo o intervalo de tempo entre imagens pode
obter dados para um planejamento urbano mais detalhado diminuindo assim os riscos
causados pela ocupaccedilatildeo de aacutereas indevidas
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Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
24
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Rio de Janeiro RJ
sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES
sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
25
Capiacutetulo 2
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a
prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
Faacutebio Cardoso de Souza Santossup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3
Juacutelia Sesana Maciel3 Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira4
INTRODUCcedilAtildeO
Desde os primoacuterdios na civilizaccedilatildeo Egiacutepcia o manganecircs jaacute era usado como parte do
composto quiacutemico para a produccedilatildeo de vidro Com o avanccedilo das civilizaccedilotildees esse elemento
passou a possuir outras aplicaccedilotildees tanto no setor metaacutelico quanto no natildeo-metaacutelico Das
diversas utilizaccedilotildees do manganecircs a mais importante seria a produccedilatildeo das ligas de accedilo
constituiacutedas pela mistura de ferro e manganecircs Outras ligas tambeacutem satildeo produzidas com a
combinaccedilatildeo do manganecircs com diferentes metais como as ligas de cobre zinco alumiacutenio
estanho e chumbo O manganecircs tem a propriedade de dessulfurizaccedilatildeo (retirada do enxofre) e
deoxidante tornando melhor as caracteriacutesticas fiacutesicas e quiacutemicas das ligas de accedilo (SAMPAIO
et al 2005)
Sabe-se que a induacutestria do accedilo absorve cerca de 92 de toda produccedilatildeo mundial do
mineacuterio de manganecircs natildeo sendo diferente no Brasil onde o uso tambeacutem eacute liderado pela
metalurgia (85) seguido da fabricaccedilatildeo de pilha (10) e a induacutestria quiacutemica (5) (COSTA
2004) No Estado do Espiacuterito Santo as jazidas de manganecircs ateacute o momento estatildeo localizadas
unicamente no municiacutepio de Guaccediluiacute com cerca de um milhatildeo de toneladas poreacutem a
prospecccedilatildeo deste elemento ainda estaacute em fase de pesquisa (DNPM 2013)
Tendo em vista a importacircncia do elemento manganecircs para a induacutestria se faz
necessaacuterio o investimento em pesquisas para o reconhecimento mapeamento e amostragens
desse elemento Do reconhecimento em campo ateacute a explotaccedilatildeo existem vaacuterias etapas que
utilizam diversas metodologias (PEREIRA 2012) entretanto o presente trabalho estaacute focado
na fase de reconhecimento de aacutereas que possuam favorabilidade para a presenccedila do manganecircs
utilizando a anaacutelise multicriteacuterio como ferramenta base do estudo
A anaacutelise multicriteacuterio eacute baseada em uma modelagem matemaacutetica utilizando
paracircmetros ponderados relacionados agrave aacuterea de estudo e ao bem mineral de interesse
envolvendo ainda paracircmetros correlacionados atraveacutes das observaccedilotildees analiacuteticas e de campo
Atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio satildeo gerados os mapas de favorabilidade que tem se mostrado
de grande valia no auxiacutelio de identificaccedilatildeo de aacutereas alvo na exploraccedilatildeode bens minerais
reduzindo o tempo e o custo com pesquisas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004)
A anaacutelise multicriteacuterio consiste em um conjunto de teacutecnicas que visam auxiliar um
agente decisor a tomar decisotildees acerca de um problema complexo ponderando e propondo
alternativas para solucionaacute-lo utilizando diferentes criteacuterios e pontos de vista preacute-
estabelecidos As decisotildees satildeo sempre pautadas com base nos criteacuterios considerados
relevantes para a resoluccedilatildeo do problema em questatildeo podendo existir diversos criteacuterios onde
cada um possui seu grau de importacircncia (JANUZZI et al 2009)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
26
As teacutecnicas de geoprocessamento utilizadas na confecccedilatildeo dos mapas de favorabilidade
para ocorrecircncia de mineralizaccedilotildees como ouro chumbo zinco e cobre vecircm obtendo
resultados satisfatoacuterios ao longo das uacuteltimas deacutecadas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004) Em
contra partida ainda existem poucos estudos onde se aplica as teacutecnicas de anaacutelise de
favorabilidade para estudo de mineralizaccedilotildees de manganecircs
Este trabalho teve por objetivo geral identificar aacutereas que possuam alta favorabilidade
para a prospecccedilatildeo de manganecircs na porccedilatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo utilizando teacutecnicas
de geoprocessamento atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio mapeamento e anaacutelises de campo para
comprovar ou natildeo a veracidade dos dados obtidos com o geoprocessamento
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
A aacuterea de trabalho estaacute localizada na macrorregiatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo na
regiatildeo da divisa entre os estados do Rio de Janeiro Minas Gerais e Espiacuterito Santo Situasse
entre os municiacutepios de Guaccediluiacute Divino de Satildeo Lourenccedilo Dores do Rio Preto e Satildeo Pedro de
Rates (distrito de Guaccediluiacute) sendo delimitada pelas coordenadas UTM S 7698000 m e
7712000 m e E 206000 m e 218000 m (Figura 1)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo no Brasil e no Estado do Espiacuterito Santo
representada com as principais vias de acesso Fonte Autores
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL
CONTEXTO GEOLOacuteGICO
O arcabouccedilo geoloacutegico (Figura 2) da aacuterea eacute composto pelo complexo Juiz de Fora
Grupo Andrelacircndia Lineamento Guaccediluiacute rochas intrusivas gnaissificadas e depoacutesitos mais
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
27
jovens como aluviotildees coluacutevios pilhas ricas em caulim e outros resiacuteduos provenientes da
extraccedilatildeo de pegmatitos O Complexo Juiz de Fora eacute formado por ortopiroxecircnio-gnaisse de
composiccedilatildeo feacutelsica a maacutefica ortopiroxecircnio-clinopiroxecircnio-anfiboacutelio-gnaisse gnaisse
migmatiacutetico bandado migmatitos e gnaisses migmatizados Jaacute o Grupo Andrelacircndia eacute
composto por granada-biotita-gnaisse anfiboacutelio-biotita-gnaisse e gnaisse de composiccedilatildeo
predominantemente granodioriacutetica O Lineamento Guaccediluiacute eacute formado por anfiboacutelio-biotita
gnaisse milonitizado com ultramilonitos e milonitos E as rochas intrusivas gnaissificadas
satildeo os gnaisses tonaliacuteticos de Manhuaccedilu compostos por ortognaisses tonaliacuteticos
granodioriacutetico a trondhjemiacutetico com intercalaccedilotildees de anfiboacutelio-biotita gnaisse (HORN
2007)
Figura 2 - Destaque da aacuterea de estudo na Folha Espera Feliz - SF 24-V-A-IV
Fonte Modificado de HORN et al (2007)
GEOPROCESSAMENTO
O geoprocessamento ou processamento de dados geograacuteficos eacute feito atraveacutes de
teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais e realiza o tratamento de informaccedilotildees geograacuteficas em
ambiente virtual Em conjunto existe o sistema de informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) que eacute capaz
de simular a realidade do espaccedilo geograacutefico integrando informaccedilotildees espaciais (BALDOTTO
2014)
Dentro do ambiente computacional as caracteriacutesticas de uma determinada aacuterea podem
ser analisadas e manipuladas com diversas teacutecnicas A digitalizaccedilatildeo de dados reais possibilita
a geraccedilatildeo de mapas observacionais e o conjunto desses mapas observacionais depois de
manipulados geram os mapas analiacuteticos Os mapas analiacuteticos podem ser processados
utilizando operaccedilotildees algeacutebricas cumulativas como adiccedilatildeo multiplicaccedilatildeo e subtraccedilatildeo ou
atraveacutes de modelos loacutegicos como simultaneidade booleana possibilidade fuzzy e
probabilidade bayesiana onde seus produtos satildeo chamados de mapas fundidos e mapas
integrados respectivamente (SILVA 2003)
Rodrigues (2012) utilizou teacutecnicas de geoprocessamento a fim de realizar um estudo
sobre a mineralizaccedilatildeo de ouro no cinturatildeo de Gurupi Folha Centro Nova do Maranhatildeo
MAPA com o auxiacutelio da loacutegica fuzzy A aplicaccedilatildeo do meacutetodo permitiu identificar aacutereas de
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
28
favorabilidade para a presenccedila de mineralizaccedilotildees auriacuteferas Grande parte das aacutereas destacadas
coincidiram com os jazimentos conhecidos comprovando a eficaacutecia do meacutetodo e dando maior
confiabilidade para as novas aacutereas indicadas pela modelagem
Cunha et al (2001) utilizaram o geoprocessamento na avaliaccedilatildeo da favorabilidade para
a prospecccedilatildeo mineral de cromo na regiatildeo de Pinheiros Altos no municiacutepio de Piranga em
Minas Gerais com auxiacutelio da teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico e obtiveram resultados
satisfatoacuterios conseguindo aacutereas coerentes para o modelo prospectivo adotado
Baldotto (2014) utilizou geoprocessamento e teacutecnicas de anaacutelise multicriteacuterio
aplicando loacutegica fuzzy booleana e teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico (AHP) para
delimitaccedilatildeo de aacutereas favoraacuteveis agrave prospecccedilatildeo de aacutegua subterracircnea no Sul do Estado do
Espiacuterito Santo As teacutecnicas se mostraram eficazes para o tipo de anaacutelise realizada permitindo
a integraccedilatildeo de dados geoloacutegicos que influenciam diretamente na disponibilidade de aacutegua em
sistemas aquiacuteferos cristalinos
Benda et al (2014) fizeram uso do geoprocessamento em conjunto com a loacutegica
fuzzy para criaccedilatildeo de zoneamento no Parque Estadual da Cachoeira da Fumaccedila-ES para fins
de conservaccedilatildeo Utilizaram como fatores os mapas de declividade uso do solo e massa de
aacutegua e tiveram como produto final o mapa de final de adequabilidade para conservaccedilatildeo A
metodologia empregada possibilitou a identificaccedilatildeo de aacutereas especiacuteficas e com maior
vulnerabilidade ao uso puacuteblico e permitiu um melhor direcionamento no trabalho dos
gestores com um menor custo financeiro ao poder estadual
ANAacuteLISE DE FAVORABILIDADE
A anaacutelise de favorabilidade eacute de fundamental importacircncia em um processo decisoacuterio
Atraveacutes desta anaacutelise eacute possiacutevel dividir o espaccedilo geograacutefico em parcelas hierarquizadas
segundo um grau de favorabilidade A favorabilidade pode ser medida por meio de valores
relativos ou probabiliacutesticos avaliando-se respectivamente a possibilidade ou a probabilidade
de ocorrecircncia de algum fator ou variaacutevel na aacuterea de interesse Essa teacutecnica vem sendo
aprimorada agrave medida que a tecnologia de SIG vai evoluindo e cada vez mais estaacute sendo
utilizada pela induacutestria mineral e por agecircncias do governo como um dos meios de menor
custo para avaliaccedilatildeo de aacutereas de interesse na exploraccedilatildeo de recursos minerais (ROCHA et al
2000)
Vidal et al (2005) descreveu a anaacutelise de favorabilidade como um meacutetodo diferente
dos demais onde ao inveacutes de analisar isoladamente cada variaacutevel amostrada os atributos
georreferenciados satildeo particionados em ceacutelulas e correlacionados espacialmente dando
origem aos mapas de favorabilidade Levando em consideraccedilatildeo a distribuiccedilatildeo espacial e a
coexistecircncia entre variaacuteveis e depoacutesitos a anaacutelise de favorabilidade torna possiacutevel inferir
quanto e de que modo cada variaacutevel mapeada estaacute associada ao processo e
consequentemente em que grau ele indica a existecircncia de um bem mineral
Para Rostirolla (1996) a utilizaccedilatildeo da anaacutelise de favorabilidade na prospecccedilatildeo
geoloacutegica estaacute fundamentada em um estudo estatiacutestico de fatores que viabilizam ou natildeo a
existecircncia de depoacutesitos minerais A base do estudo estaacute fundamentada na ponderaccedilatildeo e
associaccedilatildeo espacial de dados geoloacutegicos e geofiacutesicos com fins exploratoacuterios O intuito
principal dessa avaliaccedilatildeo eacute diminuir custo e tempo de pesquisa identificando aacutereas com maior
potencial para descobertas
Os criteacuterios utilizados nessa anaacutelise podem ser de natureza restritiva ou relativa Os
criteacuterios restritivos atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo responsaacuteveis
por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas Representam
restriccedilotildees absolutas ao que se deseja estudar e descartam todas as aacutereas que natildeo atendem a
alguma restriccedilatildeo que elas representam Estes criteacuterios satildeo sempre de caraacuteter booleano
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
29
representando ldquosimrdquo ou ldquonatildeordquo na anaacutelise Os criteacuterios relativos (escalonados) satildeo utilizados
para realccedilar ou diminuir a adequabilidade de uma alternativa especiacutefica para uma atividade
ou objeto definindo um determinado grau de aptidatildeo para a aacuterea considerada Os criteacuterios
escalonados definem regiotildees ou alternativas em termos de uma medida contiacutenua de
adequabilidade variando de 0 ateacute 255 onde zero possui adequabilidade nula e 255 a
adequabilidade maacutexima para o empreendimento analisado Estes criteacuterios satildeo sempre de
caraacuteter fuzzy (EASTMAN 2003 KOHAGURA 2007)
Dentro da anaacutelise fuzzy existem as funccedilotildees de pertinecircncia e podem ser de nove tipos
linear curva Z pi beta triangular trapezoidal gaussiana cautchy e sigmoide sendo a uacuteltima
mais utilizada nesse tipo de estudo por se adaptar melhor aos dados de origem ambiental
Esse tipo de funccedilatildeo sigmoidal pode ser monotocircnica crescente decrescente e simeacutetrica
(KOHAGURA 2007)
No estaacutegio em que eacute realizada a combinaccedilatildeo de dados para geraccedilatildeo da regra de
decisatildeo pode ser utilizada a anaacutelise multicriteacuterio onde diversos fatores com seus
determinados pesos de importacircncia satildeo combinados Saaty (1977 citado por MORETTI et al
2008) propocircs a utilizaccedilatildeo da teacutecnica de Processo Analiacutetico Hieraacuterquico (Analytic Hierarchy
Process ndash AHP) no auxiacutelio da decisatildeo de quais fatores satildeo mais importantes dentro do
determinado empreendimento visto sua relativa simplicidade de aplicaccedilatildeo e entendimento
Considerando que o decisor deveraacute executar a anaacutelise paritaacuteria entre os criteacuterios e entre os
subcriteacuterios a ferramenta utiliza-se da Escala Fundamental de Saaty (1977 citado por
MORETTI et al 2008) apresentando as opccedilotildees para esta comparaccedilatildeo que correlacionam
valores de acordo com o entendimento do operador (MORETTI et al 2008)
METODOLOGIA
Para a realizaccedilatildeo desse trabalho foram utilizados dados digitais vetores de curvas de
niacutevel e redes de drenagem adquiridos do Geobases (2002) mapa geoloacutegico de aacuterea de estudo
que foi digitalizado e modificado da Carta Geoloacutegica Folha Espera Feliz SF24-V-A-IV
(HORN 2007) mapa geoloacutegico regional e mapa de pontos ambos feitos com base nos dados
obtidos durante a etapa de campo
A metodologia adotada neste trabalho inclui a coleta e tratamento dos dados por meio
de aquisiccedilatildeo armazenamento e descriccedilatildeo para posterior anaacutelise em ambiente digital tanto de
arquivos vetoriais quanto matriciais de toda a regiatildeo do estudo (BALDOTTO 2014)
Na etapa inicial do trabalho foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica onde foram
consultadas informaccedilotildees preacute-existentes da aacuterea de estudo principalmente informaccedilotildees
geoloacutegicas e metodologia anaacuteloga a que foi utilizada
Na segunda etapa do trabalho foi realizado o geoprocessamento dos dados a geraccedilatildeo e
padronizaccedilatildeo dos fatores e restriccedilotildees e aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio Sendo esses itens
descritos nos seus respectivos sub-toacutepicos abaixo
ETAPA DE CAMPO
A etapa de campo foi realizada em um total de 11 dias entre os meses de setembro a
novembro de 2014 Essa etapa consistiu no caminhamento pela aacuterea descriccedilatildeo dos diversos
litotipos e tentativa de identificaccedilatildeo do manganecircs fazendo uso da aacutegua oxigenada que reage
na presenccedila de manganecircs gerando na superfiacutecie da rocha um fluido branco espumoso
GEOPROCESSAMENTO
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
30
Nessa etapa foram organizados e confeccionados todos os mapas necessaacuterios para a
realizaccedilatildeo do trabalho em ambiente de SIG O banco de dados inicial foi organizado com o
intuito de possuir o maacuteximo de informaccedilotildees e recursos para facilitar e acelerar os processos de
anaacutelises empregados neste trabalho
O mapa geoloacutegico e o mapa de pontos foram gerados com dados de campo atraveacutes de
anaacutelise de afloramento e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rocha O mapa de modelo digital de
elevaccedilatildeo foi elaborado utilizando as curvas de niacutevel da regiatildeo de estudo
GERACcedilAtildeO DE MAPAS DE RESTRICcedilAtildeO E FATORES
Foram definidas duas restriccedilotildees e trecircs fatores tendo como meta a geraccedilatildeo do mapa de
favorabilidade As restriccedilotildees atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo
responsaacuteveis por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas
sendo consideradas as Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes conforme os artigos 2deg e 3deg da
Resoluccedilatildeo ndeg 303 do CONAMA (2002) e as localidades fora do limite da aacuterea de estudo
Os trecircs fatores escolhidos foram padronizados em uma escala de adequabilidade que
varia de menos apto (0) a mais apto (255) e foi utilizado a teacutecnica de processo analiacutetico
hieraacuterquico (AHP) para a comparaccedilatildeo entre os fatores seguindo uma ordem de prioridade
sendo considerados na ordem de maior para menor importacircncia a litologia a declividade e a
cota
O fator litoloacutegico foi levado em consideraccedilatildeo pois a presenccedila da rocha eacute essencial para
geraccedilatildeo de qualquer depoacutesito mineral e o fator possui a finalidade de identificar as litologias
que apresentam composiccedilatildeo mineraloacutegica mais favoraacutevel para a formaccedilatildeo de depoacutesitos
lateriacuteticos Este fator foi realizado baseando-se no mapa geoloacutegico gerado atraveacutes de anaacutelises
em campo e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rochas Das oito litologias identificadas e descritas em
campo apenas duas foram encontradas associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs que
satildeo o leucognaisse e o biotitito Devido a essa caracteriacutestica essas duas litologias foram
consideradas com maiores graus de importacircncia dentro do fator entretanto como foram
encontrados mais depoacutesitos lateriacuteticos associados ao leucognaisse do que ao biotitito o grau
de importacircncia do leucognaisse foi considerado maior do que o do biotitito As outras
litologias que natildeo apresentaram associaccedilatildeo a depoacutesitos de manganecircs tiveram seu grau de
importacircncia calculado a partir da composiccedilatildeo mineraloacutegica da rocha visto que cada mineral
que compotildee a rocha pode ter ou natildeo na sua estrutura quiacutemica a presenccedila do elemento
manganecircs Na Tabela 1 estatildeo todas as litologias encontradas em campo com seus respectivos
valores de favorabilidade que foram atribuiacutedos seguindo a metodologia descrita acima
Quadro 1 - Normatizaccedilatildeo das classes litoloacutegicas Fonte Autores
Litologia Valor atribuiacutedo
Leucognaisse 255
Biotitito 200
Granada-Biotita Gnaisse 100
Granada-Biotita-Feldspato Protomilonito 100
Granada-Biotita-Piroxecircnio Gnaisse 100
Biotita-Piroxecircnio Granulito 50
Biotita Gnaisse 50
Leucogranito 50
O fator declividade tem como principal finalidade a identificaccedilatildeo de aacutereas planas
Biondi (2003) descreveu que para a geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos seja residual ou
supergecircnico independentemente de qual mineacuterio estaacute sendo estudado necessita-se de um
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
31
terreno com menor declividade para facilitar sua acumulaccedilatildeo Com estas informaccedilotildees o fator
declividade passa a ter um grau alto de importacircncia dentro da anaacutelise multicriteacuterio ficando
abaixo apenas do fator litoloacutegico
A normatizaccedilatildeo do mapa de declividade foi feita utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia
fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente onde as aacutereas planas e com ateacute 10 graus de
inclinaccedilatildeo foram consideradas de maacutexima adequabilidade (255) no momento em que o valor
da inclinaccedilatildeo ultrapassa os 10 graus essa adequabilidade decresce ateacute chegar ao valor miacutenimo
(0) onde a inclinaccedilatildeo eacute de 30ordm e acima deste valor de inclinaccedilatildeo a adequabilidade torna-se
nula Estes valores foram adotados levando-se em consideraccedilatildeo tudo o que foi estudado na
pesquisa bibliograacutefica em trabalhos como o de Biondi (2003) Neto e Costa (2010) e
Leonardi e Ladeira (2012) e observaccedilotildees realizadas em campo
Neto e Costa (2010) realizaram o mapeamento de unidades geomorfoloacutegicas da Bacia
do Rio Cauameacute-RR no qual foi possiacutevel identificar deposiccedilatildeo lateriacutetica onde a declividade
variava de 01 a 3 graus terrenos relativamente planos Esse estudo confirma a preacute-disposiccedilatildeo
da formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas
Leonardi e Ladeira (2012) fizeram uma anaacutelise hipsomeacutetrica da Regiatildeo Nordeste do
Quadrilaacutetero Ferriacutefero-MG associado ao material de origem Nesse estudo foi possiacutevel
evidenciar na base do Complexo Alegria uma superfiacutecie plana que ultrapassou oito
quilocircmetros de extensatildeo com declividade inferior a 5ordm que estaacute associada agrave Crosta Lateriacutetica
de Ferricrete Contiacutenua Sendo estaacute mais uma evidecircncia da preacute-disposiccedilatildeo da formaccedilatildeo de
depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas
O fator cota teve como objetivo a identificaccedilatildeo de aacutereas cujas cotas estatildeo proacuteximas de
mil metros de altitude geralmente topo de morros pois para haver a formaccedilatildeo e
desenvolvimento de depoacutesitos lateriacuteticos eacute necessaacuterio que o ambiente gerador possua alguns
paracircmetros essenciais como alta taxa de pluviosidade atuando na lixiviaccedilatildeo relevo pouco
inclinado para minimizar a accedilatildeo erosiva resultante da alta pluviosidade alta taxa de
percolaccedilatildeo de aacutegua para mobilizar a mateacuteria lixiviada e por fim cotas topograacuteficas elevadas
em relaccedilatildeo ao niacutevel de base regional sendo essencial para promover uma taxa contiacutenua nos
processos citados acima (ALEVA 1994) Devido a esta caracteriacutestica de condicionar uma
taxa contiacutenua nos processos essenciais para geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos o fator cota estaacute
presente na anaacutelise multicriteacuterio deste trabalho possuindo um grau de importacircncia inferior ao
fator litoloacutegico e ao fator declividade poreacutem sendo fundamental para comprovar a eficaacutecia do
estudo
A normatizaccedilatildeo do fator cota foi realizada utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia fuzzy
sigmoidal monotocircnica crescente onde aacutereas inferiores a 600 metros foram consideradas de
adequabilidade miacutenima (0) agrave medida que o valor da cota sobe a adequabilidade cresce ateacute
atingir a cota de 800 metros onde a adequabilidade torna-se maacutexima (255) e com isso todas
cotas acima de 800 metros possui adequabilidade maacutexima Para definiccedilatildeo dos valores
adotados nesse fator levou-se em consideraccedilatildeo as observaccedilotildees realizadas em campo revisatildeo
bibliograacutefica sobre depoacutesitos lateriacuteticos e trabalhos como o de Morais et al (2002) e Oliveira
et al (2009)
Atraveacutes do Processo Analiacutetico Hieraacuterquico foram gerados os pesos onde seus valores
foram atribuiacutedos de acordo com o seu grau de importacircncia utilizando como base a escala
fundamental de Saaty (1977 citado por MORETTI et al 2008) Sendo assim ficou
estabelecido que o fator litoloacutegico eacute moderadamente mais importante que o fator declividade
o fator declividade eacute moderadamente mais importante que o fator cota e o fator litoloacutegico eacute
fortemente mais importante que o fator cota Com os fatores normatizados e os seus
respectivos pesos calculados os mapas foram agrupados utilizando a Combinaccedilatildeo Linerar
Ponderada onde os fatores foram multiplicados pelos seus pesos e em seguida somados para
geraccedilatildeo do mapa de adequabilidade Como no presente trabalho foi utilizada restriccedilatildeo o
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
32
procedimento foi alterado e a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo de fatores
foi multiplicada pela restriccedilatildeo gerando o mapa de adequabilidade final
Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo par-a-par entre fatores Fonte Autores
Fator Litologia Declividade Cota
Litologia 1
Declividade 13 1
Cota 15 13 1
Na Tabela 3 estatildeo os valores correspondentes aos pesos calculados atraveacutes do processo
analiacutetico hieraacuterquico utilizando a matriz de comparaccedilatildeo Os pesos demostram a influecircncia de
cada fator no mapa final de adequabilidade Onde o fator litoloacutegico representou cerca de 64
no valor final da anaacutelise o fator declividade contribuiu com aproximadamente 26 e o fator
cota representou 10 A proporccedilatildeo de consistecircncia eacute um valor que mostra o erro obtido no
caacutelculo da matriz de comparaccedilatildeo e neste caso o erro foi de 003 estando dentro do limite
aceitaacutevel de 01
Quadro 3 - Resultado dos pesos calculados para cada fator Fonte Autores
Fator Peso
Litoloacutegico 064
Declividade 026
Cota 010
Com o mapa final de adequabilidade gerado foi possiacutevel comparar os resultados
obtidos atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio com os dados coletados em campo E assim discutir
sobre a confiabilidade da ferramenta de anaacutelise multicriteacuterio na obtenccedilatildeo de aacutereas com alta
adequabilidade para prospecccedilatildeo de depoacutesitos de manganecircs
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Como resultados foram obtidos os mapas de fatores que indicam como cada fator
influenciou no mapa final e utilizando esses mapas separadamente eacute possiacutevel discutir sobre a
importacircncia de cada fator na anaacutelise Entretanto quando eacute realizada a integraccedilatildeo dos mapas
na anaacutelise multicriteacuterio em um uacutenico mapa torna-se mais faacutecil o julgamento das aacutereas de
acordo com a adequabilidade
A Figura 3 conteacutem os mapas de fatores e restriccedilotildees utilizados nesse trabalho O fator
litoloacutegico apresentou grande favorabilidade na regiatildeo centro norte devido essa aacuterea ser
composta principalmente por rochas do tipo leucognaisse e biotitito que geralmente estatildeo
associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs O restante da aacuterea apresentou favorabilidade
variando de meacutedia agrave baixa devido agrave composiccedilatildeo das rochas e os valores atribuiacutedos a cada
uma delas
O leucognaisse foi considerado de muito alta favorabilidade em relaccedilatildeo agrave formaccedilatildeo de
depoacutesitos lateriacuteticos visto que a maior parte dos depoacutesitos encontrados em campo estatildeo
associados a esse tipo rochoso A litologia biotitito foi classificada com alta favorabilidade agrave
formaccedilatildeo de depoacutesito lateriacutetico uma vez que alguns depoacutesitos lateriacuteticos foram encontrados
associados a esta rocha Os litotipos granada biotita gnaisse granada biotita feldspato
protomilonito e granada biotita piroxecircnio gnaisse foram considerados de meacutedia
favorabilidade pois apesar de natildeo ter sido observado em campo qualquer associaccedilatildeo destes
litotipos com depoacutesitos lateriacuteticos a composiccedilatildeo mineraloacutegica destas rochas podem permitir a
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
33
formaccedilatildeo de algum tipo de depoacutesito de manganecircs lembrando que natildeo eacute apenas a mineralogia
que determina a formaccedilatildeo de depoacutesitos
As rochas biotita piroxecircnio gnaisse biotita gnaisse e Leucogranito foram classificadas
com baixa favorabilidade uma vez que a composiccedilatildeo mineraloacutegica das mesmas dificilmente
permitiraacute a formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs
O fator cota ficou evidenciado uma grande adequabilidade indo desde a parte central
ateacute o topo norte do mapa Da porccedilatildeo central ateacute a base sul do mapa a adequabilidade ficou
bem dividida variando de alta a nula Resultados esses jaacute esperados para esse fator visto que
a regiatildeo de estudo e bastante montanhosa estando sempre bem acima do niacutevel meacutedio do mar
Jaacute porccedilotildees com baixa ou nula adequabilidade estatildeo associadas as aacutereas mais baixas
simplesmente pela geomorfologia ou em alguns casos a canais de drenagem que ao longo do
tempo vatildeo dissecando o relevo e tornando-o mais baixo
O fator declividade como esperado apresentou uma grande quantidade de aacutereas com
alta adequabilidade e boa distribuiccedilatildeo visto que apesar da regiatildeo de estudo estaacute contida em
cotas elevadas o relevo predominante eacute pouco acidentado e os topos de morros satildeo mais
aplainados
A restriccedilatildeo hidrograacutefica estaacute presente neste trabalho com o intuiacutedo de identificar e
restringir todas as regiotildees que fazem parte das Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes em aacutereas
de Mata Ciliar A restriccedilatildeo foi realizada isolando um raio de 50 metros no entorno de
qualquer corpo drsquoaacutegua visto que dentro destas regiotildees eacute proibida a realizaccedilatildeo de estudos
prospectivos (CONAMA 2002)
Figura 3 - Mapas de Fatores e Restriccedilotildees (A) Fator Litoloacutegico (B) Fator Cota (C) Fator
Declividade (D) Restriccedilatildeo Hidrograacutefica Fonte Autores
No mapa final de adequabilidade (Figura 4A) observa-se que a aacuterea mais favoraacutevel
(255) agrave prospecccedilatildeo de manganecircs proposta por este trabalho estaacute localizada na parte superior
do mapa distribuiacuteda de leste a oeste poreacutem eacute possiacutevel encontrar outras regiotildees como na parte
central do mapa e uma pequena porccedilatildeo na regiatildeo sudoeste que embora obtivessem
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
34
adequabilidade um pouco mais baixa (200-160) ainda possuem valores satisfatoacuterios O
restante do mapa apresentou uma adequabilidade variando de meacutedia (130) e baixa (50) A alta
adequabilidade encontrada na parte superior do mapa ocorre devido ao substrato rochoso ser
composta por leucognaisse rocha com maior peso de importacircncia dentro do fator litoloacutegico
que por sua vez eacute o fator de maior influecircncia dentro da anaacutelise e por essa regiatildeo apresentar as
maiores cotas da aacuterea de estudo Algumas regiotildees que possuem alta adequabilidade para os
fatores declividade e cota obtiveram uma adequabilidade variando de meacutedia (130) a baixa
(50) isto porque o fator litoloacutegico que teve o maior peso na anaacutelise alcanccedilou baixa
adequabilidade nessas aacutereas do mapa As porccedilotildees no mapa que apresentaram adequabilidade
nula satildeo aquelas onde as restriccedilotildees foram atuantes neste caso os corpos hiacutedricos
A etapa de campo obteve como produto um mapa de pontos (Figura 4B) onde foram
constatados pontos com a presenccedila de manganecircs pontos de depoacutesitos de manganecircs jaacute
descritos por outras literaturas e pontos que natildeo possuiacuteam a presenccedila do manganecircs Vale
salientar que a descriccedilatildeo de um ponto representa natildeo somente as caracteriacutesticas daquele exato
local mas tambeacutem do seu entorno A geraccedilatildeo deste mapa teve com intuiacutedo facilitar a
amostragem dos pontos que possuem a presenccedila de manganecircs e comparaacute-lo com o mapa de
adequabilidade final
Ao analisar o mapa de adequabilidade eacute possiacutevel perceber que todos os pontos
descritos em campo que possuiacuteam a presenccedila de manganecircs estatildeo associados a uma alta
adequabilidade Eacute importante explicar que ao fazer o caminhamento de campo procurasse
sempre utilizar rotas de mais faacutecil acesso para percorrer a aacuterea como por exemplo as redes de
drenagem No caso deste trabalho essa metodologia de caminhamento acabou acarretando
controveacutersia no momento de anaacutelise do mapa final pois pontos nos quais ficou comprovada a
presenccedila de manganecircs estatildeo situados tanto dentro de porccedilotildees de alta adequabilidade quanto de
adequabilidade nula isto devido aos pontos terem sido coletados proacuteximos agraves drenagens e o
sistema hidrograacutefico da regiatildeo ser considerado uma restriccedilatildeo de acordo com CONAMA
(2002) Essa controveacutersia natildeo diminui a comprovaccedilatildeo da eficaacutecia da ferramenta da anaacutelise
multicriteacuterio visto que os pontos representam uma aacuterea muito maior do que aquele exato
local onde o ponto foi descrito e a malha de restriccedilatildeo hidrograacutefica natildeo nega a presenccedila do
manganecircs apenas restringe a exploraccedilatildeo mineral por se tratar de uma aacuterea de preservaccedilatildeo
permanente
No mapa de adequabilidade foi utilizada uma simbologia com a forma de um ciacuterculo
vazado nos pontos que tiveram a presenccedila de manganecircs comprovada com o intuiacutedo de
representar melhor a aacuterea de influecircncia de cada ponto e tornar mais clara essa possiacutevel
controveacutersia ao se analisar o mapa Os pontos que possuem a presenccedila do manganecircs
identificados na Folha Espera Feliz ndash SF 24-V-A-IV (HORN 2007) foram associados a uma
adequabilidade variando de alta a meacutedia resultados que reforccedilam a eficaacutecia da anaacutelise
multicriteacuterio como uma ferramenta eficaz para prospecccedilatildeo de manganecircs na regiatildeo proposta
No mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel observar que 60 de todos os pontos que
possuem a presenccedila de manganecircs independente se satildeo pontos vistos em campo ou pontos
obtidos por meio de outras literaturas estatildeo localizados em regiotildees de alta adequabilidade
(255 ateacute 200) e os 40 restantes estatildeo localizados em porccedilotildees de meacutedia adequabilidade (130)
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
35
Figura 4 - A) Mapa de adequabilidade final com os pontos de amostragem e drenagens (azul)
com isolamento de 50 metros (branco) delimitando a restriccedilatildeo hidrograacutefica de acordo com
CONAMA (2002) B) Mapa com discriminaccedilatildeo de pontos onde natildeo foi constatada a presenccedila
de manganecircs (pontos pretos) pontos que possuiacuteam manganecircs (pontos vermelhos) e pontos
buscados na literatura que jaacute tinham identificaccedilatildeo de presenccedila de manganecircs (pontos verdes)
Fonte Autores
CONCLUSAtildeO
A utilizaccedilatildeo das teacutecnicas de geoprocessamento se mostrou eficaz para o tipo de estudo
realizado permitindo a integraccedilatildeo de diferentes tipos de dados que influenciam diretamente
na formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos
Analisando o mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel afirmar que o objetivo no qual
seria a avaliaccedilatildeo de aacutereas para a prospecccedilatildeo de manganecircs obteve resultados satisfatoacuterios visto
que na regiatildeo escolhida para o estudo cerca de 30 da aacuterea apresenta alta adequabilidade
(255 ateacute 200) 40 possui meacutedia adequabilidade (aproximadamente 130) e apenas 30 da
aacuterea ficou caracterizada por uma baixa adequabilidade (de 50 ateacute 0)
A anaacutelise multicriteacuterio pode ser considerada uma ferramenta que possui resultados
satisfatoacuterios quando utilizada com criteacuterios embasados aleacutem disso trata-se de uma
metodologia de baixo custo e faacutecil aplicabilidade cujos resultados podem minimizar o custo e
o tempo da fase de prospecccedilatildeo e pesquisa
O mapa de favorabilidade final apesar de ter resultados aceitaacuteveis poderaacute ser refinado
futuramente quando novos dados forem obtidos em campo acrescentando-se novos fatores
como por exemplo anaacutelises geoquiacutemicas e pedologia
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CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Engenharia Civil Universidade Federal de Viccedilosa Viccedilosa
MG
sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da
Sauacutede Alegre ES 3 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
39
Capiacutetulo 3
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura
de taludes em atividades de mineraccedilatildeo
Laacutezaro Correcirca Marcellinosup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Julio Almeida Moreira2 Carlos
Henrique Rodrigues de Oliveira3
INTRODUCcedilAtildeO
O planejamento geoteacutecnico na mineraccedilatildeo torna-se um fator de extrema importacircncia
pois as consequecircncias de um mau planejamento podem colocar em risco o empreendimento
mineiro Uma vez que se impotildee a exploraccedilatildeo do bem mineral em diferentes frentes de avanccedilo
tem-se notado um avanccedilo dos limites da cava cada vez mais extremos portanto criam-se
problemas geoteacutecnicos cada vez mais complexos
Com isso os desafios ao longo dos anos satildeo maiores pois aleacutem de se observar uma
tendecircncia no aprofundamento das cavas exige-se a adoccedilatildeo de meacutetodos geoteacutecnicos e
tecnoloacutegicos que possibilitem de forma segura e econocircmica a lavra da substacircncia de
interesse (REIS 2011)
Existem tambeacutem vaacuterios fatores que contribuem para a instabilidade de taludes uma
vez que iniciada a lavra os taludes possuem um caraacuteter temporaacuterio por isso adota-se fatores
de seguranccedila menores quando comparados a obras civis Apresentam tambeacutem instabilidade
derivada das vibraccedilotildees nos maciccedilos relacionadas as detonaccedilotildees e ao constante traacutefego de
veiacuteculos pesados sobre as bancadas por isso torna-se mais difiacutecil a previsatildeo desses eventos de
ruptura (PARDO 2009)
A deflagraccedilatildeo de um rompimento de talude pode estar condicionada a esses fatores
fiacutesicos predisponentes supracitados onde o grande desafio da comunidade cientiacutefica estaacute
relacionado a prever quantificar qualificar e temporizar o momento de ruptura do talude A
necessidade de melhorias no planejamento geoteacutecnico aliados a teacutecnicas geomorfoloacutegicas
hidroloacutegicas geoambientais e geoloacutegicas dentro da mineraccedilatildeo eacute um fator importante na
mitigaccedilatildeo de possiacuteveis desastres contra a vida ao meio ambiente perda de material e
prejuiacutezos econocircmicos incalculaacuteveis ao empreendimento aleacutem da necessidade de atender a
legislaccedilatildeo vigente que conteacutem diversas exigecircncias
Assim do ponto de vista geoteacutecnico a estabilidade de taludes associado ao sistema de
informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) constitui ferramenta essencial na definiccedilatildeo da geometria da
cava aleacutem de mitigar os riscos supracitados durante a atividade de lavra (GOMES et al
2005) Logo o presente trabalho possui como objetivo o desenvolvimento de mapa litoloacutegico
e de lineamentos utilizando loacutegica fuzzy para utilizaccedilatildeo na anaacutelise de susceptibilidade de
talude em uma atividade de mineraccedilatildeo de ferro no Quadrilaacutetero Ferriacutefero (QF)
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
A aacuterea de estudo insere-se na regiatildeo do QF o qual eacute uma Proviacutencia Mineral que
possui este nome em funccedilatildeo do arranjo geomeacutetrico de sua morfoestrutura que se assemelha a
um quadrado Localiza-se na porccedilatildeo centro-sudeste do Estado de Minas Gerais e perfaz uma
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
40
aacuterea de aproximadamente 7000 Kmsup2 abrangendo os municiacutepios de Sabaraacute Santa Baacuterbara
Mariana Congonhas Ouro Preto Joatildeo Monlevade Rio Piracicaba Itauacutena e Itabira entre
outros 21 municiacutepios (Figura 1)
As principais vias de acesso agraves cidades satildeo pelas rodovias federais BR-262 e BR-361
e rodovias estaduais MG-129 MG-030 MG-040 entre outras Outra forma de acesso ao QF
se daacute pela Estrada de Ferro Vitoacuteria Minas (EFVM) onde quase toda produccedilatildeo das minas de
mineacuterio de ferro eacute escoada ateacute o Porto de Tubaratildeo em Vitoacuteria (ES)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo das principais minas da VALE SA no QF Fonte Modificado de
Costa (2008)
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL
Segundo Caputo (1983) talude compreende quaisquer superfiacutecies inclinadas que
limitam um maciccedilo de terra de rocha ou ambos Podem ser naturais casos das encostas ou
artificiais como os taludes de cortes e aterros Satildeo limitados na parte superior por uma Crista
ou Topo e na parte inferior por um ldquoPeacuterdquo como mostrado na Figura 2
Figura 2 - Elementos geomeacutetricos que compotildee um talude e satildeo utilizados para o
dimensionamento do mesmo Fonte Dyminski (2007)
Contudo considerando a estabilidade de taludes em atividade de mineraccedilatildeo os
elementos geomeacutetricos de um talude tornam-se um pouco mais complexos pois a cava final
de mina dependeraacute da conformaccedilatildeo dos taludes das rampas de acesso ao mineacuterio dos acircngulos
entre as vaacuterias bancadas existentes e da altura dos taludes Para uma cava ser operacionalizada
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e garantir a seguranccedila geoteacutecnica da mina deve conter necessariamente os seguintes
elementos geomeacutetrico (Figura 3)
Figura 3 - Elementos geomeacutetricos para o dimensionamento dos taludes de uma cava Fonte
Relatoacuterio Interno da Empresa (2013)
MEacuteTODOS DE ANAacuteLISE DE ESTABILIDADE DE TALUDES
A anaacutelise de estabilidade de taludes nos permite verificar a possibilidade de
escorregamento de taludes analisando-se as influecircncias relativas aos paracircmetros como
exemplo paracircmetros de resistecircncia litologia dentre outros que visam obter um estudo para
um melhor entendimento dos mecanismos de ruptura citados anteriormente As teacutecnicas de
anaacutelise de estabilidade podem ser divididas em grandes grupos que satildeo as anaacutelises
probabiliacutesticas anaacutelises determiniacutesticas e anaacutelises heuriacutesticas Sendo que a anaacutelise
probabiliacutestica requer conhecimento das distribuiccedilotildees de probabilidade ou das funccedilotildees de
densidade das variaacuteveis aleatoacuterias do problema ou seja a definiccedilatildeo da probabilidade de
ruptura ver Figura 4 (DYMINSKI 2007)
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
42
Figura 4 - Representaccedilatildeo probabiliacutestica das tensotildees atuantes e resistentes Fonte Dyminski
(2007)
A anaacutelise probabiliacutestica distingue-se da determiniacutestica por considerar a variabilidade
dos paracircmetros de caacutelculo particularmente a dispersatildeo natural para isto tem que ser
conhecida uma distribuiccedilatildeo de valores para cada paracircmetro (variaacuteveis aleatoacuterias) obtendo ou
assumindo uma distribuiccedilatildeo de probabilidade para o fator de seguranccedila As anaacutelises
probabiliacutesticas satildeo essenciais para a confecccedilatildeo de Mapas de Potencial de Ruptura Mapas de
Risco de Ruptura Mapas de Ocupaccedilatildeo de solos dentre outros (MONTOYA 2013)
As anaacutelises determiniacutesticas por sua vez buscam a quantificaccedilatildeo da estabilidade por
meio de fator numeacuterico que nos permitiraacute avaliar a respectiva seguranccedila se eacute ou natildeo estaacutevel
Sendo assim as anaacutelises determiniacutesticas satildeo baseadas em modelos fiacutesicos e buscam calcular
um fator ou coeficiente de seguranccedila (FS) As anaacutelises determiniacutesticas possuem diversos
meacutetodos sendo eles os de anaacutelise limite anaacutelise de tensatildeodeformaccedilatildeo e anaacutelise de
equiliacutebrio limite (MESQUITA 2013)
O meacutetodo de equiliacutebrio limite eacute tradicionalmente o mais utilizado para a determinaccedilatildeo
do FS pois estuda o equiliacutebrio de uma massa potencialmente instaacutevel Entende-se entatildeo que
estes meacutetodos se resumem a uma comparaccedilatildeo entre forccedilas que tendem a provocar movimento
ao longo de uma superfiacutecie de ruptura e forccedilas que contrariamente se opotildeem a este
movimento
ANAacuteLISES DE RISCO
Com objetivo de normatizar a terminologia aplicada aos estudos de aacutereas geoloacutegicas e
geoteacutecnicas Varnes (1984) propocircs uma definiccedilatildeo formal para diferentes sentidos de riscos
como risco especiacutefico hazard e vulnerabilidade
No Brasil os pioneiros a propor uma normatizaccedilatildeo foram Augusto Filho et al (1990)
que debateram tanto no acircmbito nacional quanto internacional termos conceitos e
nomenclatura associados ao termo Risco Atualmente os conceitos mais usuais satildeo aqueles
recomendados pelas associaccedilotildees das categorias como Australian Geomechanics Society
(AGS) International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (ISSMGE)
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43
International Society for Rock Mechanics (ISRM) Associaccedilatildeo Brasileira de Geologia de
Engenharia e Ambiental (ABGE) e da ISO 31000 (CORTELETTI 2014)
Ainda assim existe pouca unicidade acerca do tratamento dos conceitos e problemas
sobre a avaliaccedilatildeo de risco muitas vezes enfrentando barreiras quanto agrave avaliaccedilatildeo de
incertezas em Geotecnia e avaliaccedilatildeo de risco
GEOPROCESSAMENTO
Teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais que leva em consideraccedilatildeo o processamento
de dados geograacuteficos satildeo conhecidas como geoprocessamento Segundo algumas definiccedilotildees
adotadas por Menezes (2012) as ferramentas computacionais utilizadas em geoprocessamento
permitem realizar anaacutelises complexas atraveacutes de Sistemas de informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG)
SIG por sua vez satildeo sistemas de informaccedilotildees construiacutedos especialmente para armazenar
analisar e manipular dados geograacuteficos
Os SIG tecircm se tornado cada vez mais usuais pois as teacutecnicas computacionais se
tornam cada vez mais complexas e com melhor desempenho possibilitando entatildeo confrontar
dados distintos para produzir o resultado desejado com mais facilidade Confrontar mapas
com diferentes informaccedilotildees permitindo gerar um novo mapa eacute uma ferramenta de grande
eficiecircncia pois o mesmo auxilia no planejamento nas tomadas de decisotildees e reduz a
ambiguidade de interpretaccedilotildees (MENEZES 2012)
Visando desenvolver um trabalho englobando teacutecnicas de geoprocessamentos junccedilatildeo
de mapas e teacutecnicas estatiacutesticas utilizou-se os SIG para aplicar teacutecnicas de anaacutelise
multicriteacuterio e loacutegica fuzzy
CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL
A aacuterea de estudo se insere em uma regiatildeo localizada a leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero
(QF) fazendo parte da Sinclinal de Alegria e situada regionalmente na porccedilatildeo sul do Craacuteton
Satildeo Francisco nas proximidades de Mariana e Ouro Preto (REIS et al 2000 ROESER e
ROESER 2010)
CONTEXTO GEOTECTOcircNICO
A parte leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero eacute constituiacuteda por rochas da regiatildeo cratocircnica
retrabalhadas tectonicamente durante o Evento Brasiliano (06-05 Ga) que resultou na
formaccedilatildeo da Faixa Araccediluaiacute e das demais faixas orogecircnicas que delimitam a borda deste
Cratoacuten (Figura 2) contendo resquiacutecios da orogenia Transamazocircnica (UHLEIN et al 1998)
ESTRATIGRAFIA DO QUADRILAacuteTERO FERRIacuteFERO
Alkmim e Marshak (1998) e Alkmim e Noce (2006) subdividiram o Quadrilaacutetero
Ferriacutefero segundo a coluna estratigraacutefica mostrada na Figura 5 Sendo este constituiacutedo por
quatro unidades litoestratigraacuteficas principais sendo elas O Embasamento Cristalino o
Supergrupo Rio das Velhas de idade arqueana o Supergrupo Minas e o Grupo Itacolomi de
idade paleo-proterozoacuteica
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
44
Figura 5 - Coluna estratigraacutefica da regiatildeo do Quadrilaacutetero Ferriacutefero Fonte Modificada de
Alkmim e Marshak (1998)
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45
METODOLOGIA
MATERIAIS
Foram utilizados os seguintes materiais
bull Software ArcGis 101 para confecccedilatildeo do mapa litoloacutegico
bull Relevo Sombreado para fotointerpretaccedilatildeo dos lineamentos
bull Software Idrisi Selva 170 para aplicaccedilatildeo da loacutegica fuzzy do mapa de lineamentos
bull Relatoacuterio interno disponibilizado pela empresa
MEacuteTODOS
De iniacutecio realizou-se um levantamento bibliograacutefico com aquisiccedilatildeo de informaccedilotildees
paracircmetros e mapas fornecidos pela literatura disponiacutevel e empresas privadas seguido da
confecccedilatildeo dos mapas
A pesquisa bibliograacutefica sobre o tema de estudo se deu por meio de consulta em livros
artigos e documentos fornecidos por empresas e levantamento de base de dados cartograacuteficos
disponiacuteveis na internet Tambeacutem foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica a respeito da
geologia local e regional da aacuterea tendo como base os artigos de Alkmim e Marshak (1998)
Essa fase tambeacutem se fez importante para o levantamento de informaccedilotildees conceituais
onde embasaram a definiccedilatildeo dos pesos para cada classe dos mapas gerados de acordo com a
literaturaObteve-se entatildeo informaccedilotildees estruturais e geoloacutegicas da regiatildeo do QF em minas
privadas de mineacuterio de ferro
Os trabalhos de Gomes (2009) Corteletti (2014) e Alves (2014) aplicam metodologias
semelhantes para a determinaccedilatildeo e anaacutelise de suscetibilidade vulnerabilidade de risco a
movimentos de massa para ferrovias e Montoya (2013) aplica uma metodologia semelhante
para rodovias Dos trabalhos destes autores pode-se tirar contribuiccedilatildeo na definiccedilatildeo de quais
mapas seriam gerados
Assim a partir dos paracircmetros e dados levantados geraram-se o mapa litoloacutegico e de
lineamentos e definiram-se pesos para sua utilizaccedilatildeo na anaacutelise de estabilidade de taludes em
aacuterea de mineraccedilatildeo
Mapa Litoloacutegico
O mapa litoloacutegico proposto teve como base o de Menezes (2012) e relatoacuterios teacutecnicos
A divisatildeo da litologia corresponde ao tipo de rocha que compotildee o maciccedilo rochoso Esta
classificaccedilatildeo foi feita a partir de paracircmetros como a composiccedilatildeo mineraloacutegica origem e
estrutura da rocha
Contudo nem sempre a classificaccedilatildeo litoloacutegica consegue mostrar a variedade que uma
rocha apresenta em mesmo local Portanto torna-se necessaacuterio a definiccedilatildeo da rocha de acordo
com caracteriacutesticas peculiares seja estrutura composiccedilatildeo mineraloacutegica ou fatores de coesatildeo
No Mapa Litoloacutegico foram definidas oito litologias Rochas Intrusivas (IN) Itabirito
Compacto (IC) Itabirito Friaacutevel (IF) Itabirito Manganesiacutefero (IM) Hematita Compacta (HE)
Filito (FL) Quartizito (QT) e Xisto (XI)
Os pesos atribuiacutedos atraveacutes da reclassificaccedilatildeo foram definidos de acordo com o tipo de
litologia e suas caracteriacutesticas ou seja rochas mais intemperizadas e que apresentam um
menor coeficiente de resistecircncia tiveram valores maiores Foi levado em consideraccedilatildeo ainda o
grau de coesatildeo e competecircncia da rocha Para a atribuiccedilatildeo dos pesos litoloacutegicos levou-se em
consideraccedilatildeo o conhecimento do autor aleacutem das caracteriacutesticas citadas anteriormente
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
46
Rochas como as Intrusivas (IN) Filito (FL) Xisto (XI) e Itabiro Friaacutevel (IF)
apresentam uma condiccedilatildeo mais propensa a baixa resistecircncia devido ao intemperismo do que
as rochas que possuem um melhor grau de coesatildeo (Tabela 1)
Tabela 1 - Valores atribuiacutedos para cada classe litoloacutegica Fonte Autores
Classes Litoloacutegicas Valor atribuiacutedo
Quartizito (QT) 20
Hematita Compacta (HE) 50
Itabirito Compacto (IC) 80
Itabirito Manganesiacutefero
(IM)
110
Itabirito Friaacutevel (IF) 140
Filito (FL) 170
Xisto (XI) 200
Intrusiva (IN) 255
Mapa de Lineamentos
A geraccedilatildeo do mapa de lineamentos consistiu na fotointerpretaccedilatildeo de padrotildees de
lineamentos presentes no entorno e dentro da aacuterea de estudo Esses padrotildees foram
interpretados em uma imagem de relevo sombreado gerado pelo Modelo Digital de Terreno
(MDT) Apoacutes essa fotointerpretaccedilatildeo pode-se gerar o mapa de lineamentos no formato
vetorial Sendo este mapa posteriormente utilizado para gerar o mapa fuzzy de lineamentos
O mapa de lineamentos foi gerado a partir da aplicaccedilatildeo da funccedilatildeo fuzzy sigmoidal
decrescente do software Idrisi pois estaacute funccedilatildeo eacute a mais utilizada em anaacutelises geoambientais
com pontos de controle em 20 e 100 o que indica que valores ateacute 20 metros de distacircncia dos
lineamentos tecircm adequabilidade maacutexima e agrave partir de 20 metros decaem sigmoidalmente ateacute
100 metros onde a adequabilidade eacute miacutenima
Segundo alguns de estudos feitos por Huallanca (2004) e Hoek e Bray (1981)
dependendo da densidade de lineamentos ou da distacircncia que apresentam entre si e do
comportamento dos mesmos esses padrotildees comportam-se como zonas de fraqueza presentes
no maciccedilo podendo influenciar na resistecircncia do mesmo Saacute (2010) realizou um estudo
semelhante em uma cava de mineraccedilatildeo de ferro e observou que ocorrem rupturas em grande
escala em regiotildees que apresentam alta densidade de padrotildees de lineamentos
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Os resultados obtidos ou seja o mapa litoloacutegico e de lineamentos seratildeo expostos de
forma separada de acordo com suas discussotildees
MAPA LITOLOacuteGICO
O mapa litoloacutegico apresentou oito classes (Figura 6) Este mapa foi confeccionado e
considerado para a anaacutelise da estabilidade de taludes pelo fato das litologias apresentarem
uma reologia muito complexa em se tratando de um ambiente de mineraccedilatildeo
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Figura 6 - Mapa litoloacutegico mostrando sua variedade de tipologia Fonte Autores
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
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A litologia dentro de atividades de mineraccedilatildeo eacute um dos fatores mais afetados em se
tratando de aspectos geoteacutecnicos pois nesses locais apresentam-se uma grande mobilizaccedilatildeo
de massa rochosa ou solo para extraccedilatildeo do bem mineral causando certo grau de alteraccedilatildeo
devido a desconfinamento ou meteorizaratildeo do estado natural da rocha
Os pesos atribuiacutedos a cada classe litoloacutegica foram embasados em consultas a
bibliografias e analisando os paracircmetros de resistecircncia e caracterizaccedilatildeo Costa (2009)
caracterizou algumas litologias do QF de acordo com ensaios laboratoriais de compressatildeo
uniaxial utilizando esses dados pode-se relacionar que valores atribuiacutedos a cada classe
litoloacutegica variam de acordo com sua capacidade de compressatildeo feita nos ensaios
Com isso atribuiu-se agrave classe quartizito a menor adequabilidade pois essa rocha
apresenta uma maior competecircncia sendo que rochas que conteacutem grande quantidade de
quartzo satildeo dificilmente intemperizaacuteveis O contraacuterio foi considerado com as intrusivas que
receberam a maior valoraccedilatildeo pois se trata de uma rocha muito mais facilmente
intemperizada o que diminui o grau de coesatildeo diminuindo as forccedilas de resistecircncia Para as
rochas com resistecircncia intermediaacuteria levou-se em consideraccedilatildeo os paracircmetros geoteacutecnicos e as
caracteriacutesticas estruturais e anisotropias e conhecimento proacuteprio
MAPA FUZZY DE LINEAMENTOS
Para confecccedilatildeo do mapafuzzy de lineamentos (Figura 7) foi aplicada a funccedilatildeo fuzzy
sigmoidal decrescente sobre os lineamentos Este mapa apresentou uma zona de
suscetibilidade alta (255) nas regiotildees proacuteximas aos lineamentos e uma zona de baixa ou nula
suscetibilidade (0) em zonas mais distantes aos lineamentos
As regiotildees que apresentam alta adequabilidade satildeo zonas com distacircncia muito
proacuteximas dos lineamentos logo essas zonas apresentam uma forte influecircncia dos mesmos As
zonas em coloraccedilatildeo amarela que apresentam uma baixa adequabilidade satildeo regiotildees que se
situam mais distantes dos lineamentos apresentando assim uma baixa influecircncia dos
lineamentos nessas regiotildees
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Figura 7 - Mapa fuzzy de lineamentos mostrando as aacutereas onde apresentam baixa ou alta adequabilidade Fonte Autores
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
50
CONCLUSAtildeO
De acordo com o objetivo do trabalho a metodologia foi eficaz pois os mapas gerados
satildeo subsiacutedios eficazes para a anaacutelise da ruptura de taludes soacute podendo ser desenvolvidos
devido agrave teacutecnica de geoprocessamento aplicada Com o ressalve de que no uso de dados
lineamentos eles natildeo podem natildeo ter as dimensotildees precisas pois tanto podem se apresentar
em superfiacutecie quanto em profundidade alterando o maciccedilo
Sugere-se ainda o uso de outros mapas para tornar a anaacutelise mais completa como por
exemplo mapas da profundidade do niacutevel drsquoaacutegua e declividade
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CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
51
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MENEZES P I Estudo de Estabilidade de Taludes da mina a ceacuteu aberto Satildeo Luiacutes em
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CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Geologia Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha
e Mucuri Diamantina MG
sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 3 Departamento de Engenharia de Minas Instituto Federal do Espiacuterito Santo Cachoeiro de
Itapemirim ES 4 Escola de Arquitetura Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG 5 Departamento de Geologia Universidade Federal de Ouro Preto Ouro Preto MG
53
Capiacutetulo 4
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES
utilizando teacutecnicas de geoprocessamento
Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitassup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Allison Augusto
Gonccedilalves de Freitas1 Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas3 Rayane Monteiro
Ferreira4 Edgar Batista de Medeiros Juacutenior5
INTRODUCcedilAtildeO
Redes de transporte rodoviaacuterio tornaram-se a essecircncia da infraestrutura em todos os
paiacuteses As estradas satildeo importantes como a estrutura fiacutesica da sociedade e como a base para o
desenvolvimento social e econocircmico (EFFATI et al 2012)
No Brasil o principal meio de transporte urbano e de boa distribuiccedilatildeo eacute o sistema de
transporte rodoviaacuterio Neste contexto vias rurais e urbanas satildeo notaacuteveis para tornar o traacutefego
de pessoas e a distribuiccedilatildeo de produtos sendo incontestaacutevel a importacircncia de um sistema de
transporte seguro capaz de atender a demanda (SILVA et al 2006) Juntamente com um
intenso crescimento nas cidades de porte meacutedio na deacutecada de 60 ocorreu um periacuteodo de
grandes investimentos em infraestrutura rodoviaacuteria no paiacutes Jaacute nos anos 70 o Ministeacuterio de
Transportes por meio do Plano de Desenvolvimento Nacional estimulou uma expansatildeo das
rodovias no Brasil Com estes investimentos muitos municiacutepios proacuteximos e ao longo dos
eixos rodoviaacuterios sentiram-se atraiacutedos e motivados agraves atividades e investimentos que
favorecessem o comeacutercio de produtos e serviccedilos Assim as cidades de pequeno e meacutedio
porte demostraram um crescimento linear ao longo das rodovias natildeo apresentando
planejamento no uso do solo e na sua ocupaccedilatildeo (FREIRE 2003)
Com o tempo o aumento do transporte nestas rodovias trouxe implicaccedilotildees positivas e
negativas para as cidades (CORREcircA PINTO 2012) Alguns desses problemas como a
ocorrecircncia de congestionamentos e acidentes (EFFATI et al 2012) No sentido de diminuir
esses problemas existem metodologias que auxiliam no estudo de viabilidade sendo uma
delas a aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio que foi utilizada neste trabalho
Deste modo este trabalho teve por objetivo geral fazer um estudo de realocaccedilatildeo da
BR-101 na aacuterea urbana do municiacutepio de Iconha-ES utilizando anaacutelise multicriteacuterio De
forma mais especiacutefica
bull Analisar quais criteacuterios (fatores e restriccedilotildees) interferem na locaccedilatildeo da rodovia
bull Determinar as restriccedilotildees que interferem na escolha da aacuterea
bull Determinar os fatores que interferem na escolha da aacuterea
bull Determinar as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy que melhor se adequam aos diferentes fatores
usados
bull Ponderar os fatores
bull Gerar a anaacutelise multicriteacuterio para estudo de aptidatildeo de aacutereas para realocaccedilatildeo da BR-101
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
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bull Achar uma aacuterea com maior adequabilidade agrave realocaccedilatildeo da rodovia
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
Iconha localiza-se ao sul do Espiacuterito Santo (Figura 1) entre as coordenadas
N=7695610m E=300822m N=7702818m E=318390m na zona 24 sul Limitando-se ao
norte com Anchieta ao sul com Rio Novo do Sul a leste com Piuacutema e a oeste com Alfredo
Chaves Segundo IBGE (2014) o municiacutepio possui aacuterea territorial de 203528 kmsup2 O acesso
para a cidade de Iconha a partir de Vitoacuteria pode ser realizado pela BR-101 ateacute o municiacutepio
de Iconha sendo um trajeto de aproximadamente 97 Km
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
CONTORNOS VIAacuteRIOS
Em um contexto geral as ruas que satildeo estradas dentro das cidades marcavam os
caminhos de acesso onde se estabeleciam as relaccedilotildees com os territoacuterios circundantes na
configuraccedilatildeo original das cidades marcando os eixos da futura expansatildeo (VALLEJO 1995)
Anteriormente a intensificaccedilatildeo do uso de automoacuteveis as estradas (intermunicipais estaduais e
federais) passavam dentro das cidades e os fluxos de transporte tinham com elas uma relaccedilatildeo
intensa de contato cultural e intercacircmbio comercial aumentando o desenvolvimento local
(AUGEacute 1994) A malha rodoviaacuteria brasileira se deslocou criando corredores estrateacutegicos de
transportes trazendo consigo um crescimento socioeconocircmico e modificando as aacutereas e
cidades por onde passou (FREIRE 2003)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo do municiacutepio de Iconha em relaccedilatildeo ao Estado do Espiacuterito Santo O
quadrado em verde mostra a aacuterea de estudo Fonte Modificado de Wikipeacutedia (2006)
Devido ao crescimento maciccedilo do fluxo de veiacuteculos nas cidades novas medidas foram
tomadas dentre elas a construccedilatildeo de rodovias de contorno ou aneacuteis viaacuterios atualmente
usados como a soluccedilatildeo mais viaacutevel para resolver o problema das travessias urbanas (SILVA
JUacuteNIOR e FERREIRA 2008)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
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O surgimento destes contornos daacute-se com a necessidade de melhorar a fluidez dos
deslocamentos devido ao elevado grau de saturaccedilatildeo das vias nas aacutereas mais centrais
(CORREcircA PINTO 2012) O fluxo de passagem tende a ser redirecionado para fora das aacutereas
urbanas por meio de laccedilos de contorno ou aneacuteis viaacuterios (SANTOS 2006)
De acordo com Silva Juacutenior e Ferreira (2008) a construccedilatildeo de contornos viaacuterios pode
atrair a ocupaccedilatildeo urbana do mesmo modo que o traccedilado original o que poderia levar a
ineficiecircncia deste novo contorno viaacuterio O natildeo planejamento desta ocupaccedilatildeo pode vir com
uma nova segregaccedilatildeo urbana que terminaraacute por inviabilizar o segmento da rodovia O
tamanho destes impactos eacute dependente de vaacuterios fatos dentre os quais a estruturaccedilatildeo do
tecido urbano (malha viaacuteria e uso do solo) e seu grau de inter-relacionamento com a rodovia
(CORREcircA PINTO 2012)
Existem diversas teacutecnicas para estudo de locaccedilatildeo de contorno viaacuterio entre elas
podemos citar a avaliaccedilatildeo geomorfoloacutegica estrutural e pedoloacutegica seja com ou sem a
aplicaccedilatildeo de Sistema de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) O SIG eacuteutilizado principalmente pela
Engenharia de Transporte nos estudos de alternativas de traccedilados de contornos viaacuterios pode
considerar diversas categorias na anaacutelise (sociais econocircmicas ambientais geoteacutecnicas) com
pesos diferentes (SILVA 2004)
Em seu trabalho Silva et al (2006) utilizaram o apoio agrave decisatildeo atraveacutes de SIG e
apresentaram alternativas de projeto para o anel viaacuterio da cidade de Viccedilosa-MG com
utilizando agrave loacutegica fuzzy e a anaacutelise multicriteacuterio para o levantamento e anaacutelise de
condicionadores consideradas de acordo com os dados disponiacuteveis em mapas de altitude
hidrografia declividade sistema de transportes classe de solo e principalmente o uso e
cobertura do solo e selecionaram alternativas de contornos que fazem uso das rodovias
existentes como uma opccedilatildeo para diminuir os custos e os impactos ambientais
Correcirca Pinto (2012) tratou sobre os desdobramentos na forma urbana de pequenas
cidades causados por novos contornos viaacuterios tendo como estudo de caso as cidades de Satildeo
Francisco de Assis e Santiago (RS) A metodologia aplicada foi baseada nas medidas de
diferenciaccedilatildeo espacial atraveacutes das quais foi possiacutevel visualizar o dinamismo do traccedilado de
uma cidade e as possiacuteveis alteraccedilotildees de sua forma Como resultado identificou e avaliou
algumas consequecircncias que as implantaccedilotildees de contornos viaacuterios causam nas formas urbanas
das pequenas cidades
SILVA (2012) aplicou a metodologia de anaacutelise espacial por avaliaccedilatildeo multicriteacuterio
para otimizar o processo de planejamento da ocupaccedilatildeo territorial e da mobilidade urbana no
municiacutepio de Viccedilosa - MG e aacuterea de influecircncia Como metodologia utilizou recursos
disponiacuteveis em SIG com avaliaccedilatildeo multicriteacuterio sobre bases cartograacuteficas digitais Como
resultado elaborou mapas temaacuteticos que representam as propostas para a mobilidade urbana e
para a ocupaccedilatildeo territorial da aacuterea de estudo conforme as abrangecircncias consideradas
FOTOINTERPRETACcedilAtildeO
De acordo com Soares e Fiori (1978) a interpretaccedilatildeo visual eacute o estudo da imagem
fotograacutefica visando agrave descoberta e a avaliaccedilatildeo por meacutetodos indutivos dedutivos e
comparativos do significado funccedilatildeo e relaccedilatildeo dos objetos correspondentes agraves imagens ou
seja eacute a teacutecnica de examinar as imagens dos objetos na imagem e deduzir sua significaccedilatildeo
Ribeiro et al (2008) entendem que a fotointerpretaccedilatildeo baseia-se no processo de
anaacutelise de imagens por meio da detecccedilatildeo identificaccedilatildeo e classificaccedilatildeo dos objetos de
interesse contidos nelas Ao analisar imagens eacute importante a observaccedilatildeo de entes e feiccedilotildees
insinuadas atraveacutes de caracteriacutesticas das imagens como cor tonalidade textura tamanho
forma padratildeo sombras altura localizaccedilatildeo dos alvos e aspectos associados
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
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Santos (1988) aplicou o levantamento das tipologias vegetais pela teacutecnica de anaacutelise
visual e atraveacutes desta mapeou quatro tipologias distintas e concluiu que o produto e
metodologia usados nesta pesquisa satildeo plenamente viaacuteveis para levantamentos das tipologias
florestais nativas da Amazocircnia
Mercante et al (2005) realizaram um mapeamento de uso do solo usando como base
para a interpretaccedilatildeo visual o conhecimento preacutevio da aacuterea de estudo adquiridos apoacutes o
reconhecimento de campo observando as principais classes de coberturas de solo na aacuterea O
resultado desta anaacutelise visual constituiu um importante subsiacutedio para a decisatildeo sobre a melhor
alternativa da via de gasoduto permitindo uma escolha mais racional e menos subjetiva
Moreira et al (2008) fotointerpretaram as imagens de sateacutelite (LANDSAT 7 ETM+)
pela sua variaccedilatildeo textural devido ao registro dos alvos terem diferentes comportamentos
espectrais e diferentes arranjos espaciais e explicaram a compartimentaccedilatildeo e a relaccedilatildeo de
equivalecircncia entre zonas que constituem texturas semelhantes
Desta forma entende-se que a interpretaccedilatildeo visual pode ter seu uso em estudos de
localizaccedilatildeo de estradas exploraccedilatildeo mineral diferentes traccedilados propostos agricultura
planejamento urbano e dentre outros mapas temaacuteticos (NADALIN 2010)
SISTEMAS DE INFORMACcedilAtildeO GEOGRAacuteFICA (SIG)
A aplicaccedilatildeo de Sistemas de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) em problemas de tomada de
decisatildeo eacute uma ferramenta poderosa e eficiente nas diversas aacutereas do conhecimento pois
possibilita que o processo seja realizado de maneira mais fundamentada Dessa forma o
agente de decisatildeo tem agrave sua disposiccedilatildeo dados e informaccedilotildees mais acessiacuteveis mais facilmente
combinados e modificados aleacutem de utilizar argumentos mais claros para a decisatildeo (SILVA
1999) Segundo Star e Estes (1991) o uso do SIG para a estruturaccedilatildeo e organizaccedilatildeo de
variaacuteveis com a intenccedilatildeo de obter alternativas para a seleccedilatildeo de locais com adequabilidades
para determinado estudo tem sido amplamente utilizado O seu uso pode ser explicado por ser
uma ferramenta que trata grandes quantidades de dados armazenados em banco de dados
contendo informaccedilotildees representativas do mundo real atraveacutes de coordenadas geograacuteficas
possibilitando realizar anaacutelises espaciais
ANAacuteLISE DE MULTICRITEacuteRIO
De acordo com Moura (2007) a anaacutelise de multicriteacuterio pode ser entendida como um
procedimento metodoloacutegico que faz o cruzamento de variaacuteveis nas anaacutelises espaciais esta
anaacutelise tambeacutem eacute conhecida como Anaacutelise Hieraacuterquica de Pesos ou Aacutervore de Decisotildees Esta
anaacutelise se destina a desenvolver estudos caracterizadores da realidade vigente e preditivos de
situaccedilotildees que estatildeo por vir alcanccedilando o objetivo da anaacutelise espacial Francisco et al (2007)
considera que a anaacutelise multicriteacuterio eacute um meacutetodo de anaacutelise de alternativas para a resoluccedilatildeo
de problemaacuteticas que utilizam diversos criteacuterios relacionados ao objeto de estudo sendo
assim possiacutevel identificar alternativas prioritaacuterias para o objeto considerado
Os meacutetodos de anaacutelises multicriteacuterio vecircm sendo utilizados para a soluccedilatildeo de
problemas nas tomadas de decisatildeo nas mais diversas aacutereas do conhecimento entre elas
alternativas de poliacuteticas social (VILAS BOAS 2006) como indicador de condiccedilotildees de vida
(SILVA e JANNUZZI 2009) no planejamento e gestatildeo ambiental (FRANCO et al 2013)
no uso de terras (PORATH 2014) e anaacutelise de sensibilidade ambiental (RIBEIRO 2011) com
o intuito de esclarecer ao decisor possibilidades nas escolhas Apoiam o procedimento
decisoacuterio com base nos dados existentes agregando valores dos agentes na busca de uma
melhor soluccedilatildeo (CAMPOS 2011)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
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O procedimento da anaacutelise multicriteacuterio baseia-se em mapeamentos de variaacuteveis pelo
seu plano de informaccedilatildeo e na definiccedilatildeo do grau de pertinecircncia de cada plano de informaccedilatildeo e
de cada um de seus componentes para a construccedilatildeo do resultado final e sempre que
necessaacuterio utilizando fatores de ponderaccedilatildeo (MOURA 2007)
Na praacutetica na anaacutelise multicriteacuterio a decisatildeo eacute tomada atraveacutes de um conjunto de teacutecnicas e
meacutetodos para dar apoio a pessoas e organizaccedilotildees nas tomadas de decisotildees sob a persuasatildeo de
uma multiplicidade de criteacuterios (GOMES et al 2002)
Santos (2010) diz que para a realizaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio o estudo deve ter
como base alguns passos sendo eles a seleccedilatildeo e representaccedilatildeo das variaacuteveis que caracterizam
o fenocircmeno organizaccedilatildeo dessas em planos de informaccedilatildeo discretizaccedilatildeo dos planos em
resoluccedilatildeo espacial adequada combinaccedilatildeo das variaacuteveis de forma que elas possam representar
a complexidade da realidade e por fim a possibilidade de calibraccedilatildeo e validaccedilatildeo do sistema
mediante identificaccedilatildeo e correccedilatildeo das relaccedilotildees construiacutedas entre as variaacuteveis mapeadas
Moreira et al (2001) objetivou a pesquisa mineral atraveacutes de anaacutelises multicriteacuterio de
dados geoloacutegicos e geofiacutesicos visando a seleccedilatildeo de aacutereas com maior potencial agrave ocorrecircncia de
minerais radioativos Como estudo de caso comparou o desempenho de 8 meacutetodos de anaacutelise
multicriteacuterio de dados geoloacutegicos e radiomeacutetricos na prediccedilatildeo de aacutereas potenciais agrave
ocorrecircncia de minerais radiativos no planalto de Poccedilos de Caldas Os cenaacuterios gerados
indicaram desempenhos diferentes nas avaliaccedilotildees encontrando desde resultados considerados
bons a medianos para identificaccedilatildeo mineral
Vilas Boas (2006) desenvolveu um modelo de anaacutelise de decisatildeo para facilitar o
processo de escolha de alternativas de poliacuteticas programas e projetos relacionados agrave gestatildeo de
recursos hiacutedricos e mais especificamente ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Como resultado
apresentou uma lista ordenada das alternativas de uso muacuteltiplo possiacuteveis de serem
implantadas no reservatoacuterio
Moura (2007) aplicou a anaacutelise multicriteacuterio como subsiacutedio para estudos ambientais
de forma a apresentar como resultado um roteiro metodoloacutegico para apoio as revisotildees
bibliograacuteficas destinado agrave construccedilatildeo de anaacutelises espaciais de caracterizaccedilatildeo e gerenciamento
ambiental e urbano Jannuzzi et al (2009) utilizaram a anaacutelise multicriteacuterio em uma aplicaccedilatildeo
em poliacuteticas puacuteblicas e obteve como resultado uma seacuterie de escolhas teacutecnicas e poliacuteticas
Com o objetivo de levantar situaccedilotildees ambientais associadas agrave necessidade de proteccedilatildeo
do parque estadual da Serra do Rola Moccedila a partir dos dados levantados no plano de manejo
Santos (2010) apresentou uma proposta metodoloacutegica com uso de anaacutelise multicriteacuterio para
identificaccedilatildeo de suas aacutereas de fragilidade ambiental Como resposta obteve aacutereas fragilidade
associadas ao meio fiacutesico ao turismo a accedilatildeo antroacutepica e agrave correlaccedilatildeo desses fatores
Ribeiro (2011) usou anaacutelise multicriteacuterio para encontrar aacutereas para implantaccedilatildeo das
culturas florestais de Hevea brasiliensis Pinus elliottiivarelliottii e Schizolobiumamazonicum
no Estado do Espiacuterito Santo e como resultado observou-se que o Estado apresenta aacutereas com
aptidatildeo edafoclimaacutetica para todas as espeacutecies
Considerando a anaacutelise multicriteacuterio como uma boa ferramenta na tomada de decisotildees
Franco et al (2013) a usou em seus estudos para identificaccedilatildeo da prioridade de aacutereas a
recuperaccedilatildeo florestal O mapa final produzido foi considerado uma ferramenta de gestatildeo da
aacuterea prioritaacuteria a restauraccedilatildeo
Em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas potenciais para construccedilatildeo de marinas no
municiacutepio de Florianoacutepolis-SC com o uso da anaacutelise multicriteacuterio Porath (2014) usou
variaacuteveis adotadas em mapas temaacuteticos identificando geograficamente aacutereas mais propensas agrave
implantaccedilatildeo de marinas considerando a interferecircncia antroacutepica e marinha tentando
minimizar as perturbaccedilotildees e o impacto ambiental
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
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METODOLOGIA
Para a realizaccedilatildeo deste trabalho foram utilizados como base vaacuterios materiais
cartograacuteficos sendo eles Curvas de niacutevel com equidistacircncia vertical de 20 m fornecido pelo
GEOBASES (2011) Mapa topograacutefico das cidades de Iconha Rio Novo do Sul Anchieta e
Piuacutema (160000) Ortofotos do IEMA (2007) das cidades de Iconha Rio Novo do Sul
Anchieta e Piuacutema (1 35000) Mapa de Declividade do terreno gerado a partir das curvas de
niacutevel Mapa de Rios e Mapa de Uso dos Solos gerados a partir da fotointerpretaccedilatildeo das
ortofotos
Para a montagem do banco de dados foram utilizadas as ortofotos com as quais foi
possiacutevel elaborar arquivos vetoriais (shapefile) atraveacutes de fotointerpretaccedilatildeo (na escala de
visualizaccedilatildeo de 12500) e vetorizaccedilatildeo em tela de pontos linhas e poliacutegonos gerando dois
mapas sendo eles Mapa de Uso dos Solos (Apecircndice A) onde foram observadas as
principais classes de coberturas de solo existentes (pastagem agricultura florestas casas
rurais zonas urbanas vilarejos depoacutesitosndashfaacutebricas-pedreiras lagoasndashlagos-represas) e o
Mapa de Rios Para a geraccedilatildeo do Mapa de Declividade do Terreno foram utilizadas as curvas
de niacutevel
ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO
De acordo com a proposta metodoloacutegica usada por Barros e Marques (2007) neste
trabalho levou-se em consideraccedilatildeo o levantamento e o geoprocessamento das condicionantes
que existem na legislaccedilatildeo Posteriormente ao levantamento e a anaacutelise dos condicionantes
foram determinados os criteacuterios que subsidiaram o processo de decisatildeo
Esta decisatildeo eacute suportada pela consideraccedilatildeo de criteacuterios que representam possiacuteveis
condiccedilotildees de quantificar ou avaliar determinada anaacutelise Os criteacuterios podem ser de dois tipos
Restriccedilatildeo ou Fatores A restriccedilatildeo eacute um criteacuterio capaz de limitar as alternativas em
consideraccedilatildeo no estudo e pode assumir um caraacuteter de exclusatildeo de espaccedilos da anaacutelise
definindo as alternativas natildeo elegiacuteveis que deveratildeo ser excluiacutedas do espaccedilo inicial de soluccedilotildees
possiacuteveis O Fator eacute um criteacuterio que aumenta ou diminui a adequabilidade de uma
determinada alternativa para o objetivo da anaacutelise Esta aptidatildeo eacute medida numa escala
contiacutenua e de forma a englobar todo o espaccedilo de soluccedilatildeo inicialmente previsto (RAMOS e
MENDES 2001)
Seguindo a metodologia apresentada por Benda et al (2012) neste trabalho utilizou-se
a loacutegica booleana para confecccedilatildeo dos mapas de restriccedilotildees a loacutegica fuzzy para padronizaccedilatildeo
dos fatores e a anaacutelise multicriteacuterio para combinaccedilatildeo entre as restriccedilotildees e fatores
Assim como Calijuri et al (2002) em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas para
implantaccedilatildeo de aterros sanitaacuterios neste trabalhou as restriccedilotildees diferenciam locais que possam
ser considerados aptos ou inaptos a realocaccedilatildeo da BR-101 Os fatores definem locais ou
alternativas em medidas contiacutenuas de aptidatildeo diminuindo ou aumentando o valor de uma
alternativa em questatildeo naqueles locais fora das restriccedilotildees absolutas
As restriccedilotildees atuam como um tipo de criteacuterio que limita a soluccedilatildeo do problema
restringindo as alternativas em consideraccedilatildeo excluindo aacutereas de acordo com determinadas
condiccedilotildees impostas (BENDA et al 2012) Utilizando um operador algeacutebrico de mapas tipo
booleano criam-se mapas binaacuterios natildeo aptos (0) ou aptos (1) que possibilitam a realizaccedilatildeo de
cruzamentos entre dois ou mais planos de informaccedilatildeo (SCARASSATTI e COSTA 2010)
As restriccedilotildees booleanas usadas com as justificativas das referidas escolhas satildeo listadas
abaixo
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59
a) Restriccedilatildeo Casa Rurais e Depoacutesitos
De acordo com o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949 do DNIT 1973 requer-se a
distacircncia miacutenima de 60 metros das residecircncias e depoacutesitos (presentes no Mapa de Uso dos
Solos este usado para confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo para a construccedilatildeo de rodovias
Quando o custo do terreno ou imoacuteveis for muito elevado a desapropriar o tamanho dessa
faixa poderaacute mudar ao exigido por exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo
ateacute os miacutenimos 30 metros
b) Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas
Como margem de seguranccedila ao que rege o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949
(DNIT 1973) foi aplicada uma distacircncia miacutenima de 60 metros as zonas urbanizadas por
exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo ateacute os miacutenimos 20 metros
Tendo como foco a retirada da BR-101 do centro de Iconha ou de qualquer outra aacuterea com
habitaccedilatildeo neste toacutepico foram consideradas como zonas urbanizadas todas as aacutereas com 5
(cinco) ou mais casas proacuteximas no Mapa de Uso dos Solos este usado na confecccedilatildeo desta
restriccedilatildeo Assim somente as aacutereas com ocupaccedilatildeo urbana e seu entorno de 60 metros estatildeo
inaptas agrave ocupaccedilatildeo com a BR-101 sendo as demais aptas para o contorno viaacuterio
c) Restriccedilatildeo Rios
Pinto (2010) Corseuil e Campos (2007) Barros e Marques (2007) em seus trabalhos
com a intenccedilatildeo de preservar os recursos hiacutedricos de contaminaccedilotildees e respeitando a resoluccedilatildeo
Nordm 303 do CONAMA (2002) e na Lei Federal Nordm 4771 (BRASIL 1965) delimitaram um
raio de 30 metros ao redor dos cursos drsquoaacutegua com menos de 10 metros de largura como eacute o
caso da aacuterea em estudo
Neste trabalho apesar dos cursos drsquoaacutegua usado para a confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo) da
aacuterea possuiacuterem menos de 10 metros de largura optou-se para uma maior margem de
seguranccedila limitar um raio de ateacute 60 metros ao redor dos corpos drsquoaacutegua impedindo que essas
aacutereas obtivem-se algum grau de aptidatildeo para a realocaccedilatildeo da BR-101
Em seu trabalho sobre apoio agrave decisatildeo aplicada ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Vilas
Boas (2006) considerou os fatores que atuam em uma problemaacutetica como criteacuterios Scarassatti
e Costa (2010) trataram os fatores como mapas que provem ponderaccedilotildees dos diferentes
fatores de influecircncia a um dado acontecimento sendo um dos meios usados para a criaccedilatildeo dos
mapas de fatores a loacutegica fuzzy ou nebulosa
Para normalizar os criteacuterios satildeo usados as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy estas funccedilotildees
que foram selecionadas para que de melhor forma adequem aos paracircmetros do estudo De
acordo com Ramos e Mendes (2001) umas das funccedilotildees mais usadas designadas por funccedilotildees
fuzzy satildeo Sigmoidal J-Shaped Linear e Complexa Poreacutem na aplicabilidade deste trabalho
fez se o uso somente da funccedilatildeo Sigmoidal crescente e Sigmoidal decrescente (Figura 2)
Figura 2 - Funccedilotildees de pertinecircncia dos conjuntos fuzzy Sigmoidal crescente (a)
Sigmoidal decrescente (b) Fonte Modificado de Eastman (1997)
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
60
Haacute diversos meacutetodos de padronizaccedilatildeo grande parte dos meacutetodos utiliza valores
maacuteximos e miacutenimos (CAMPOS 2005) Neste trabalho os mapas dos fatores foram limitados
e ponderados a um intervalo ente 0 - 255 (intervalo do byte) permitindo exploraccedilatildeo da
variedade de dados contiacutenuos
a) Fator Declividade do terreno
A declividade pode ser representada como um acircngulo de inclinaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao
percentual entre o comprimento horizontal da encosta e o desniacutevel vertical (IPT 2007) Para
Barbosa et al (2012) a declividade consiste da maior ou menor inclinaccedilatildeo do relevo em
comparaccedilatildeo ao horizonte Pinto (2010) considera a declividade como um fator que pode tanto
potencializar como limitar a ocupaccedilatildeo de uma aacuterea considerando as declividades mais
acentuadas mais propiacutecias a riscos de deslizamentos escorregamentos e as menos acentuadas
mais apropriadas para a ocupaccedilatildeo Em seus estudos considerou a declividade maior que 45
inapta ao uso
A partir do Mapa de Declividade do Terreno as regiotildees planas e onduladas de acordo
com o Art 15 da portaria ndeg 19 de 10011949 (DNIT 1973) foram consideradas prioritaacuterias
a realocaccedilatildeo da BR-101 Neste trabalho as declividades ideais foram consideradas entre os
valores de 0 e 5 agrave medida que a declividade aumenta menor eacute a adequabilidade da aacuterea
para o objetivo proposto sendo considerado acima de 45 inapta sendo limitada pela proacutepria
legislaccedilatildeo ambiental A funccedilatildeo utilizada para normalizar os dados de declividade foi a funccedilatildeo
de pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente (Figura 2b) servindo como pontos de
controle abc = 5 e d = 45
b) Fator Distacircncia dos Rios
Para proporcionar uma maior garantia de preservaccedilatildeo dos rios os limites estabelecidos
pela legislaccedilatildeo ambiental e jaacute citados anteriormente foram levados em consideraccedilatildeo atraveacutes
do uso de restriccedilatildeo poreacutem foi utilizado o fator que considera que quanto maior a distacircncia
dos rios maior a adequabilidade ao empreendimento
Seguindo o meacutetodo proposto por Pinto (2010) considerou que quanto maior a distacircncia
em relaccedilatildeo aos rios melhor a aptidatildeo da aacuterea sendo assim foi utilizada a funccedilatildeo de
pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica crescente (Figura 2a) para descrever essa variaccedilatildeo
com pontos de controle em a=60m e bcd=15000 m (comprimento maacuteximo da aacuterea de
estudo)
c) Fator Uso dos Solos
Objetivando afetar o miacutenimo possiacutevel as aacutereas jaacute utilizadas pela ocupaccedilatildeo humana e
aacutereas florestais a aacuterea de pastagem eacute colocada como a aacuterea mais adequada ao
empreendimento em estudo
Aacutereas de valores mais altos indicam maior adequabilidade ao empreendimento
enquanto que as aacutereas com menores valores representam as menos adequadas conforme pode
ser visto na Tabela 1 Para a normalizaccedilatildeo das classes de uso do solo o Mapa Uso dos Solos
foi reclassificado atribuindo agraves classes valores de 0 a 255
bull Ponderaccedilatildeo dos fatores (avaliaccedilatildeo de pesos para os criteacuterios)
De acordo com Calijuri (2008) a ponderaccedilatildeo eacute um indicativo da importacircncia relativa
dos fatores e um regulador de compensaccedilatildeo entre eles O grau em que um fator pode
compensar outro eacute determinado por seu fator ou compensaccedilatildeo de peso
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
61
Tabela 1 - Normalizaccedilatildeo das classes usos do solo Fonte Autores
Legenda Valores Atribuiacutedos
Lagoas-Lagos-Represas 0
Casas Rurais 0
Vilarejos 0
Depoacutesitos 0
Zona Urbana 0
Floresta 25
Agricultura 200
Pastagem 255
Dessa forma os valores de aptidatildeo foram atribuiacutedos baseados em conhecimento
empiacuterico e tambeacutem em trabalhos de outros autores como Calijuri et al (2002) Barros e
Marques (2007) Mercante e Antunes (2010) Pinto (2010) Silva et al (2010) Benda et al
(2012)
Assim como nos trabalhos de Calijuri et al (2002) Corseuil e Campos (2007) Calijuri
(2008) Mercante e Antunes (2010) e Benda et al (2012) posteriormente a padronizaccedilatildeo dos
fatores para a escala de 0 a 255 os pesos finais satildeo estimados por meio do Processo de
Hierarquizaccedilatildeo Analiacutetico (AHP) aplicado agrave matriz de comparaccedilatildeo par-a-par utilizando o
meacutetodo apresentado por Saaty (1980) e Clark Labs (2006) este meacutetodo permite estabelecer
pesos a cada fator segundo sua relevacircncia que foi priorizada conforme seu grau de
importacircncia para a anaacutelise ou seja os pesos dos fatores satildeo atribuiacutedos especificamente a cada
fator dando a importacircncia relativa de cada um em relaccedilatildeo aos outros (MERCANTE e
ANTUNES 2010) atribuindo pesos diferenciados no processo final de decisatildeo
Nesse julgamento fez-se o uso da escala de comparadores proposta por Saaty (1977)
que pode ser vista no Quadro 1
Quadro 1 - Escala de valores Fonte Modificado de Saaty (1977)
Intensidade relativa
de importacircncia
Definiccedilatildeo Explicaccedilatildeo
1 Igual importacircncia Importacircncia igual dos dois criteacuterios
para o objetivo
3 Menor importacircncia de
um sobre o outro
Um dos criteacuterios eacute levemente mais
favoraacutevel do que o outro
5 Essencial ou forte Um dos criteacuterios eacute consideravelmente
mais favoraacutevel do que outro
7 Importacircncia muito
grande
A importacircncia de um criteacuterio sobre o
outro eacute evidentemente muito maior
9 Importacircncia absoluta Quando um meio-termo eacute necessaacuterio
Considerando a escala de Saaty fez-se a comparaccedilatildeo entre os fatores utilizados
conforme podem ser vistos na Tabela 2 Onde o fator Declividade do terreno eacute levemente
mais favoraacutevel do que o fator Distacircncia dos Rios O fator Uso dos Solos eacute consideravelmente
mais favoraacutevel que o fator o Distacircncia dos Rios e levemente mais favoraacutevel do que o fator
Declividade do terreno
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
62
Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo dos criteacuterios escalonados (fatores) Fonte Autores
Fatores Distacircncia dos
Rios
Declividade do
terreno
Uso dos
Solos
Distacircncia dos Rios 1
Declividade do terrreno 3 1
Uso dos Solos 5 3 1
Para criaccedilatildeo da matriz de ponderaccedilatildeo foram considerados como ordem de importacircncia
dos fatores Distacircncia dos Rios a Declividade do Terreno e o Uso dos Solos Dessa forma
obtiveram-se os pesos que consideram o quanto determinado fator interfere na anaacutelise (Tabela
3)
Tabela 2 - Resultado final dos pesos calculados para os fatores Fonte Autores
Fator Peso
Distacircncia dos Rios 010
Declividade do
terreno
026
Uso dos Solos 064
bull Combinaccedilatildeo linear ponderada
Depois de determinado os pesos dos criteacuterios que foram utilizados neste estudo foi
necessaacuterio agrave junccedilatildeo dos dados para obtenccedilatildeo do mapa final de adequabilidade
Com esta finalidade os mapas de cada fator foram combinados pelo meacutetodo da
combinaccedilatildeo linear ponderada onde multiplicou-se os mapas de adequabilidade de cada fator
por seu peso especiacutefico posteriormente fez-se o somatoacuterio de todos estes fatores obtendo-se
um valor final da aacuterea com sua adequabilidade (BENDA et al 2012)
Devido agrave utilizaccedilatildeo de mapas de restriccedilotildees neste estudo (booleanos) o procedimento
foi modificado e multiplicou-se a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo dos
fatores pelo produto das restriccedilotildees
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
As informaccedilotildees geradas nos mapas de restriccedilotildees e fatores subsidiam a discussatildeo que
leva a interpretaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos mapas finais verificando-se assim como cada restriccedilatildeo e
fator afetou a anaacutelise final
Os mapas temaacuteticos mostram agraves aacutereas apropriadas a implementaccedilatildeo ao contorno
viaacuterio sendo algumas aacutereas de exclusatildeo (restriccedilotildees) e outras com valores de adequabilidade
(fatores)
As exclusotildees consideradas satildeo criteacuterios associados ao ordenamento do territoacuterio em
termos de ocupaccedilatildeo humana os mapas de exclusatildeo de aacutereas Restriccedilatildeo Casa Rurais e
Depoacutesitos Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas e Restriccedilatildeo Rios exibindo aacutereas aptas (classe 1) e
inaptas (classe 0) ao empreendimento
Assim como no trabalho de Mercante et al (2005) a relevacircncia do uso dos solos e
declividade do terreno na anaacutelise tem uma influecircncia direta no trajeto da rodovia refletindo
na preservaccedilatildeo teacutecnica e econocircmica do empreendimento levando em consideraccedilatildeo as aacutereas
mais planas do terreno e as aacutereas de pastagem
As justificativas adotadas para as ponderaccedilotildees foram tratadas da seguinte maneira
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63
O Fator Declividade do terreno eacute moderadamente mais importante do que o fator Distacircncia
dos Rios pois o escoamento de um rio depende da declividade dos canais fluviais
O Fator Uso dos Solos eacute muito fortemente mais importante que o fator o Distacircncia dos
Rios uma vez que o manejo da rodovia nas proximidades do rio eacute mais faacutecil que a
desocupaccedilatildeo das aacutereas urbanizadas
O Fator Uso dos Solos eacute moderadamente mais importante do que o fator Declividade
do terreno uma vez que eacute mais econocircmico aplainar um terreno que locomover a populaccedilatildeo de
local
O valor da razatildeo de consistecircncia entre os pesos ponderados dos fatores foi de 003
neste caso a matriz de julgamento estaacute consistente o que torna os pesos calculados para este
modelo aceitaacuteveis visto que para os valores de razatildeo de consistecircncia inferiores a 010 natildeo
necessitam de reavaliaccedilatildeo (EASTMAN 1999)
Com o resultado dos fatores ponderados obtidos e as restriccedilotildees foi possiacutevel realizar a
avaliaccedilatildeo de muacuteltiplos criteacuterios e obter o mapa final de adequabilidade (Figura 4) com valores
variando de 0 a 255 estes valores representam o grau de aptidatildeo ou seja a adequabilidade
das aacutereas agrave realocaccedilatildeo da BR-101 e natildeo se agraves aacutereas satildeo aptas ou inaptas onde 0 identifica
aacutereas inaptas ao empreendimento e 255 as mais aptas possibilitando a escolha dos locais
dentro da aacuterea mais apto que merecem um estudo detalhado com o mapeamento geoloacutegico
Ao analisar o mapa final observa-se a influecircncia tanto das restriccedilotildees quanto dos fatores
no mapa final Os mapas de restriccedilotildees inibindo as aacutereas consideradas inaptas de quaisquer
graus de adequabilidade ou seja estabelecendo aptidatildeo 0 a estas aacutereas e os fatores atribuindo
graus de adequabilidade no mapa Entre os fatores foi observado que o fator Uso do Solo
apresenta uma maior importacircncia em relaccedilatildeo aos fatores declividade e rios o que se
caracteriza nos pesos obtidos durante o processo de comparaccedilatildeo Percebe-se ainda que neste
mapa final poucas aacutereas com baixa aptidatildeo satildeo encontradas
Nas regiotildees proacuteximas ao atual traccedilado da rodovia bem como na parte inferior desta
percebe-se aacutereas de maior adequabilidade isso se daacute principalmente pela influecircncia do Fator
Uso dos Solos e a Declividade do Terreno pois o estudo levou em consideraccedilatildeo valores de
menores custos como aacutereas de pastagens e menos declivosas e que atendessem normas da
legislaccedilatildeo brasileira Ainda foi possiacutevel constatar que a anaacutelise por muacuteltiplos criteacuterios foi
bastante influenciada pelo uso do solo poreacutem a declividade e os rios satildeo fatores
fundamentais no contorno viaacuterio pois refletem um menor ou maior custo do empreendimento
Em seu trabalho Mercante et al (2005) priorizaram os custos do empreendimento de
um gasoduto e obteve como resposta as aacutereas menos declivosas e aacutereas ocupadas por
pastagem que barateariam o custo de desapropriaccedilatildeo
Benda et al (2012) em seu estudo apresentaram uma imagem final de adequabilidade
utilizando anaacutelise multicriteacuterio - fatores e restriccedilotildees Posteriormente ela limitou as aacutereas que
poderiam ser usadas para ocupaccedilatildeo com aterros controlados considerando adequabilidade
maior que 220 e aacuterea miacutenima de 20 hectares desta forma ela obteve uma aacuterea mais apropriada
dentre suas restriccedilotildees e fatores apresentados
Francisco et al (2007) em seu trabalho sobre prioridades para recuperaccedilatildeo de Aacutereas de
Preservaccedilatildeo Permanente fizeram a aplicaccedilatildeo de dois meacutetodos de anaacutelise multicriteacuterio Os dois
meacutetodos apresentaram resultados diferentes Um dos meacutetodos apresentou uma maior extensatildeo
de aacuterea com alta prioridade de recuperaccedilatildeo enquanto o outro apresentou aacutereas maiores com
baixa prioridade de meios de recuperaccedilatildeo Os usos das terras com prioridades mais altas em
ambos os meacutetodos eram de solo nu e cultura anual
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
64
MAPA FINAL DA ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO
O mapa final de adequabilidade (Figura 4) resultado da anaacutelise multicriteacuterio mostra
como aacuterea adequada agrave realocaccedilatildeo da BR-101 a sua porccedilatildeo de aacuterea inferior a localizaccedilatildeo atual
da rodovia Esta regiatildeo possui uma menor declividade pouca interferecircncia dos rios e uma
relaccedilatildeo de uso do solo mais adequada agrave implantaccedilatildeo do empreendimento
E considerando aspectos sociais e urbanos um novo traccedilado torna-se mais favoraacutevel
quando considera o fluxo ideal de veiacuteculos e pessoas aleacutem da seguranccedila do cidadatildeo que mora
no centro urbano do municiacutepio de Iconha
Figura 4 - Mapa final de adequabilidade com o uso da anaacutelise multicriteacuterio - fatores e
restriccedilotildees Fonte Autores
CONCLUSAtildeO
Com base na anaacutelise dos dados e interpretaccedilatildeo dos resultados obtidos a partir do que
foi proposto e das condiccedilotildees especiacuteficas deste trabalho conclui-se que
O uso da anaacutelise multicriteacuterio utilizando agrave loacutegica fuzzy retrata resultados mais
proacuteximos a realidade quando comparados com o zoneamento booleano por natildeo considerar
mudanccedilas abruptas
Os mapas de adequabilidades obtidos natildeo caracterizam aacutereas aptas ou inaptas mas
representam uma superfiacutecie de adequabilidade onde possuem valores de 0 (menos apto) a 255
(mais apto)
A anaacutelise multicriteacuterio por ser subjetiva pode definir diversos cenaacuterios dependente
da normalizaccedilatildeo e ponderaccedilatildeo usadas e deve ser utilizada de forma criteriosa a fim de natildeo
inserir erros na anaacutelise
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65
Com o mapa de aptidatildeo final pode-se selecionar algumas aacutereas adequadas agrave
implantaccedilatildeo do contorno viaacuterio o que varia de acordo com o valor das variaacuteveis encontradas
Utilizando-se do mapa de adequabilidade como guia a parte inferior do mapa (Figura
4) eacute uma ampla aacuterea de alternativas possiacuteveis para a instalaccedilatildeo da nova rota da BR-101
Os resultados obtidos neste trabalho revelam as potencialidades do SIG na tomada de
decisatildeo no processo de avaliaccedilatildeo e seleccedilatildeo de aacutereas
Com a intenccedilatildeo de um melhor entendimento da aacuterea para a realocaccedilatildeo da BR-101 estudos
mais especiacuteficos podem ser realizados
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CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Linhares ES
sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES
sup3 Campus Caccedilapava do Sul da Universidade Federal do Pampa Caccedilapava do Sul RS 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
71
Capiacutetulo 5
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite
Landsat 5
Marx Engel Martinssup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Felipe Guadagninsup3 Carlos Henrique
Rodrigues de Oliveira4
INTRODUCcedilAtildeO
Anaacutelises multitemporais satildeo importantes ferramentas para anaacutelise ambiental devido agrave
constacircncia no imageamento dos sateacutelites e sua relativa precisatildeo nas informaccedilotildees obtidas pelos
mesmos principalmente em objetos de estudos de grande porte como rios que percorrem
mais de um estado Ao longo do tempo eles passam por alteraccedilotildees em sua dinacircmica
naturalmente no entanto os seres humanos estatildeo cada dia a interferir mais nos cursos drsquoaacutegua
atividades como agricultura e pecuaacuteria satildeo grandes causadoras de impactos em tais ambientes
mas natildeo as uacutenicas
A necessidade por energia da sociedade contemporacircnea aumenta tanto quanto cresce a
populaccedilatildeo e seu acesso equipamentos eletrocircnicos que tornam a vida mais faacutecil
No Brasil a principal fonte de energia satildeo as hidreleacutetricas sendo 6488 de toda
capacidade brasileira em operaccedilatildeo e 223 e 2477 respectivamente em construccedilatildeo e
construccedilatildeo natildeo iniciados dos novos empreendimentos em energia no paiacutes seratildeo atraveacutes de
barragens em rios (ANEEL 2007) o rio Doce passou por uma intervenccedilatildeo em seu curso
iniciada no ano de 2001 em que se construiu uma dessas usinas com o nome da cidade em
que foi construiacuteda Aimoreacutes na divisa entre Espiacuterito Santo e Minas Gerais (CICCARONE et
al 2012)
Autores como COELHO 2007 analisaram o rio Doce em aspectos socioambientais
como crescimento e dinacircmica populacional industrial atividades econocircmicas entre outros
O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) disponibiliza uma vasta seacuterie de
imagens de alguns sateacutelites dentre eles o Landsat 5 lanccedilado em 1ordm de marccedilo de 1984 com
resoluccedilatildeo espacial de 30m captando diversos comprimentos de onda da luz que vatildeo desde o
visiacutevel ao infra-vermelho proacuteximo e orbita todo o globo a cada 16 dias (USGS 2017) Devido
essas caracteriacutesticas foi escolhido para analisar os impactos causados pela construccedilatildeo da
Hidreleacutetrica de Aimoreacutes
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
A aacuterea delimitada para o enfoque do trabalho se situa na
zona 24Sul da projeccedilatildeo transversa de Mercator no datum SIRGAS 2000 com as
coordenadas dos veacutertices sendo 276405 E (m) e 7889561 N (m) 276405 E (m) e 7823450
N(m) 425511 E (m) e 7823450 N (m) 425511 E (m) e 7889561 N (m) (Figura 1)
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
72
Figura 1 - Rio Doce com enfoque para a parte espirito santense Fonte Adaptado de
GEOBASES 2002
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
O rio Doce eacute objeto de estudo por geoacutelogos desde 1825 quando se tentou por parte do
governo da entatildeo Capitania de Minas Gerais realizar um projeto de navegabilidade do Rio
onde geoacutelogos acompanhavam as expediccedilotildees de comeacutercio que incursavam o Rio em procura
de recursos minerais principalmente ouro e outros metais (ESPINDOLA 2007)
Segundo a EMBRAPA (2011) encontram-se na aacuterea de estudo os seguintes tipos de
solos Cambissolos Haacuteplicos Latossolos Amarelos Distroacuteficos Latossolos Vermelho-
Amarelos Distroacuteficos Argissolos Amarelos Distroacuteficos Argissolos Vermelhos Eutroacuteficos
Neossolos Quartzarenicos Hidromoacuterifcos aleacutem de serem encontrados afloramentos rochosos
com manto de alteraccedilatildeo
Tais solos estatildeo distribuiacutedos em um contexto geomorfoloacutegico que varia de maciccedilos
plutocircnicos na parte oeste seguidos por uma faixa de dobramentos remobilizadas que satildeo
rochas metamoacuterficas de alto grau e por fim os depoacutesitos sedimentares recentes que vatildeo ateacute a
costa (IJSN 2007)
O clima predominante na aacuterea eacute o Tropical Quente Uacutemido com um a trecircs meses secos
tambeacutem ocorrendo na porccedilatildeo oeste proacuteximo agrave divisa com Minas Gerais o semi-uacutemido com
quatro a cinco meses seco com meacutedia de temperatura anual maior que 18deg Celsius e
localizadamente na porccedilatildeo sul o Tropical Subquente Uacutemido com quatro a cinco meses secos
(IBGE 2002)
O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave
distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais
Pincipalmente estas uacuteltimas ao qual se englobam os sateacutelites dentre eles a seacuterie Landsat
Tais dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
73
de onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos Seus sensores
acoplados captam sete bandas espectrais (FIGUEIREDO 2005)
Tais bandas podem ser associadas aos canais RGB (vermelho verde e azul) para o
realce de alguma feiccedilatildeo especiacutefica que tenha seu comportamento conhecido em determinado
espectro da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica o que eacute chamado de composiccedilatildeo colorida O sensor TM
do sateacutelite Landsat e suas 7 bandas captam as radiaccedilotildees do visiacutevel ao infravermelho distante
(a banda 1 capta o comprimento de 0485 microm e a banda 7 capta o de 2215 microm) (Figura 2)
(PERROTTA 2005)
Figura 2 - Radiaccedilotildees do Espectro Eletromagneacutetico Fonte SBFISICA (2010)
Segundo o INPE (2011) para combinaccedilatildeo no sistema RGB das bandas do sensor TM e
obtenccedilatildeo de imagens coloridas as seguintes feiccedilotildees satildeo realccediladas por cada composiccedilatildeo
ldquoBandas 3 2 e 1 imagens em cor natural com boa penetraccedilatildeo na aacutegua realccedilando as
correntes a turbidez e os sedimentos A vegetaccedilatildeo aparece em tonalidades esverdeadas
Bandas 4 3 e 2 define melhor os limites entre o solo e a aacutegua ainda mantendo algum detalhe
em aacuteguas pouco profundas e mostrando as diferenccedilas na vegetaccedilatildeo que aparece em
tonalidades de vermelho Bandas 5 4 e 3 mostra mais claramente os limites entre o solo e a
aacutegua com a vegetaccedilatildeo mais discriminada aparecendo em tonalidades de verde e rosa
Bandas 7 4 e 2 mostra a vegetaccedilatildeo em tons verdes e permite discriminar a umidade tanto na
vegetaccedilatildeo como no solordquo
MORAIS (2008) realizou um estudo em que analisaram uma seacuterie temporal de
imagens Landsat 5 para verificar as alteraccedilotildees da dinacircmica fluvial do rio Araguaia no Centro-
Oeste brasileiro neste estudo foi utilizada a composiccedilatildeo RGB-543 do sensor TM para
verificar a evoluccedilatildeo do canal com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da evoluccedilatildeo
da vegetaccedilatildeo na aacuterea Neste estudo ele separou o rio em zonas de acordo com vaacuterios fatores
bioacuteticos e abioacuteticos no entanto a classificaccedilatildeo final se deu de acordo com os processos
sedimentares estudando a variaccedilatildeo da deposiccedilatildeo e erosatildeo de ilhas em um rio meandrante
MAIA et al (2006) formularam um guia para estudos de manguezais do Nordeste em
que definiram o uso da mesma composiccedilatildeo utilizada por Morais para zoneamento de uso e
ocupaccedilatildeo de solo em que tinham o propoacutesito de observar diferentes feiccedilotildees geograacuteficas
antropizadas que aparecem na coloraccedilatildeo rosa tais feiccedilotildees satildeo lotes e aacutereas urbanas e corpos
de aacutegua que aparecem em azul claro quando rasos e vatildeo ficando escuros de acordo com o
aumento da sua profundidade
Em uma cena um mesmo alvo mostra diferentes comportamentos espectrais para as
diferentes bandas captadas pelos sensores (ZAKI et al 1995) e para que se consiga
interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-processamento entre elas
podemos citar o georreferenciamento e o contraste
O georreferenciamento das imagens se daacute atraveacutes de comparaccedilatildeo por exemplo uma
base cartograacutefica pontos de controle obtidos com um equipamento GPS ou uma outra
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
74
imagem previamente corrigida aplicando-se alguma teacutecnica de registro de imagem em que se
observa uma feiccedilatildeo e utilizam-se suas coordenadas para as mesmas feiccedilotildees na imagem que se
deseja georreferenciar por exemplo corpos drsquoaacutegua cruzamentos de ruas ou entatildeo qualquer
feiccedilatildeo que seja possiacutevel de se observar (CAMPBELL 2002)
O contraste que consiste em melhorar a visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons
de cinza utilizando-se de funccedilotildees lineares ou natildeo que modificam o histograma original
convertendo-o em outro que manteacutem a mesma variaccedilatildeo entre os tons de cinza no entanto com
um niacutevel de melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al 1984)
Apoacutes o preacute-processamento das imagens foi feita a composiccedilatildeo colorida pois a
distinccedilatildeo entre cores eacute mais faacutecil do que entre tons de cinza por isso atribui-se a cada banda
da imagem uma cor no sistema RGB para as feiccedilotildees captadas em cada banda sejam
evidenciadas por seus respectivos canais (MOHAMED 2012)
Os rios como exemplo de ambiente aquaacutetico satildeo reconhecidos pelos tipos de seus
canais que satildeo usualmente divididos em quatro principais tipos retiliacuteneos meandrantes
entrelaccedilado e anastomosado sendo divididos pela sua sinuosidade os retiliacuteneos satildeo os mais
retos os meandrantes os mais sinuosos e com barras de acumulaccedilatildeo de sedimentos em um
lado e deposiccedilatildeo em outro os entrelaccedilados possuem acumulaccedilotildees no meio e satildeo pouco
sinuosos jaacute os anastomosados conteacutem barras que os dividem e depois destas barras eles
voltam a se encontrar Essas formas satildeo padrotildees no entanto podem ser observadas
formas intermediaacuterias entre estes tipos (MENDES 1984)
Para DELLA FAacuteVERA (2001) os depoacutesitos de rios conteacutem variaccedilotildees de acordo com
o regime de fluxo sendo que ora podem ter gratildeos grossos ora gratildeos finos independente do
tipo de rio e satildeo na maioria das vezes transportados por meio de traccedilatildeo entre as partiacuteculas No
rio Doce a grande maioria dos depoacutesitos eacute da fraccedilatildeo areia a cascalho contendo
minoritariamente gratildeos na fraccedilatildeo silte
Nesse contexto MELLO et al (2005a e 2005b) e HATUSHIKA et al (2007)
realizaram estudos no rio Doce e perceberam que as mudanccedilas no curso do rio satildeo causadas
por uma neotectocircnica o que explica as mudanccedilas no curso do rio e a formaccedilatildeo do sistema de
lagos adjacente principalmente na cidade de Linhares-ES Realizaram inclusive um estudo
geofiacutesico de alta resoluccedilatildeo no maior dos lagos da regiatildeo a lagoa Juparanatilde e dataram que os
depoacutesitos desse lago satildeo iniciados a partir de 9000 anos indicando que este lago eacute um antigo
canal do rio Doce que foi alterado devido um sistema tectocircnico extensional com direccedilatildeo NW-
SE que gerou esta alteraccedilatildeo abrupta no curso do mesmo sendo assim possiacutevel encontrar
sedimentos arenosos neste rio com grande sinuosidade
O movimento das partiacuteculas de qualquer tamanho em um fluido se daacute por trecircs
mecanismos rolamento saltaccedilatildeo e suspensatildeo Em baixas velocidades de corrente apenas
partiacuteculas finas e de baixa densidade podem ser carregadas em suspensatildeo ainda nesse
regime as que estejam na fraccedilatildeo areia se movem por rolamento ou por saltaccedilatildeo minerais
placoacuteides como micas flutuam mais devido agrave sua alta superfiacutecie e demoram mais para
depositar Com um pequeno incremento da velocidade todas as variaccedilotildees de silte e algumas
de areia podem ser mantidas em suspensatildeo gracircnulos e seixos pequenos se movem por
saltaccedilatildeo e material mais grosso por rolamento Tais processos satildeo os mesmos na aacutegua e no
ar no entanto devido agrave massa e a viscosidade da aacutegua serem maiores nela satildeo mais efetivos
necessitando de menor velocidade nesta do que no ar A faixa em que ocorre erosatildeo e
deposiccedilatildeo de sedimentos relativos agrave velocidade do fluxo altura da coluna drsquoaacutegua e
o tamanho de gratildeo (NICHOLS 2007)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
75
METODOLOGIA
Para realizaccedilatildeo do trabalho foi necessaacuteria a obtenccedilatildeo das imagens do sensor TM do
sateacutelite Landsat 5 nas oacuterbitas 215 e 216 nos pontos 73 e 74 Tais imagens estatildeo disponiacuteveis
gratuitamente no endereccedilo eletrocircnico do INPE Para que se possa descarregar as imagens eacute
necessaacuterio efetuar um cadastro junto ao site (httpwwwdgiinpebrCDSR) e escolher as
oacuterbitas e os pontos que satildeo desejados apoacutes isso faz-se o pedido e as imagens satildeo
disponibilizadas no email cadastrado com as sete bandas disponiacuteveis
Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem de
distintas estaccedilotildees do ano para que houvesse alternacircncia entre o periacuteodo de seca e de chuva
pois assim seria possiacutevel observar as variaccedilotildees extremas da dinacircmica fluvial O Quadro 1
mostra as imagens que melhor se encaixaram nesse perfil durante o periacuteodo analisado que eacute
antes da construccedilatildeo da Hidreleacutetrica de Aimoreacutes e depois de sua construccedilatildeo no total foram
obtidas trinta e seis imagens que foram utilizadas para compor nove cenas destas foram
utilizadas trecircs bandas de cada (5 4 e 3)
Quadro 1 - Descriccedilatildeo das caracteriacutesticas das imagens de sateacutelite utilizadas Fonte
Autores
Cena 1
Cena 2
Cena 3
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
21673 15022001
21673 11092001
21673 13062003
21674 15022001
21674 11092001
21674 13062003
21573 08022001
21573 19082001
21573 22062003
21574 08022001
21574 19082001
21574 22062003
Cena 4
Cena 5
Cena 6
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
21673 19102003
21673 23072006
21673 20032007
21674 19102003
21674 23072006
21674 05042007
21573 10092003
21573 14062006
21573 13032007
21574 10092003
21574 14062006
21574 29032007
Cena 7
Cena 8
Cena 9
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
21673 27082007
21673 12052009
21673 21072011
21674 27082007
21674 12052009
21674 21072011
21573 20082007
21573 19042009
21573 30072011
21574 20082007
21574 19042009
21574 30072011
As imagens depois de descarregadas necessitaram que fosse realizado seu preacute-
processamento em ambiente de Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu
em georreferenciaacute-las utilizando como paracircmetro de comparaccedilatildeo as ortofotos do IEMA
(2007) aplicaccedilatildeo de contraste linear aumentando linearmente os tons de cinza no entanto
mantendo a proporccedilatildeo original Este procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5
4 e 3 para todas as nove cenas
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
76
Foram utilizadas as imagens preacute-processadas com seus tons de cinza individualmente
realccedilados para entatildeo ser feita a composiccedilatildeo colorida RGB (543) Segundo Florenzano (2008)
essa composiccedilatildeo colorida realccedila corpos drsquoaacutegua com baixa e alta carga sedimentar suspensa
ficando estes com coloraccedilatildeo azul escuro e azul claro respectivamente
Cada banda realccedila uma feiccedilatildeo especiacutefica sendo que a para o sensor utilizado a banda
3 oferece boa resposta com corpos drsquoaacutegua e evidencia caracteriacutesticas como o teor de
sedimentos presentes neles ou suas profundidades sendo maior a reflectacircncia para alta carga
sedimentar e maiores profundidades
Foram observados nas imagens os locais em que haviam barras de acumulaccedilotildees de
sedimentos ao longo do curso do rio (Figura 3) A partir dessas imagens foi realizado o
trabalho de campo entre os dias 03 e 06 de julho de 2013 onde foram coletados 12
testemunhos com um metro de profundidade e diacircmetro de 60 mm cada com o intuito de
fazer a anaacutelise textural dos sedimentos para avaliar o potencial de transporte sedimentar do
rio apoacutes a construccedilatildeo da barragem da Usina Hidreleacutetrica de Aimoreacutes Foram marcados os
locais com equipamento GPS de navegaccedilatildeo da marca Garminreg o percurso foi feito em
veiacuteculo da UFES
O processo de amostragem em campo (Figura 4A B C D E e F) consistiu em inserir
os tubos nos sedimentos com auxiacutelio de uma marreta e posteriormente retiraacute-lo com auxiacutelio de
duas abraccediladeiras de metal contendo quatro parafusos que as prendiam e facilitava a retirada
Tal processo foi dificultado devido ao fato dos sedimentos em alguns pontos estarem com
alto teor de umidade Depois de retirados os tubos eram identificados e lacrados com tampas
tal teacutecnica eacute similar no entanto mais simples que a utilizada por MARTIN et al(1995)
Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de
sedimentologia da UFES onde foram preparadas para as seguintes anaacutelises textural
granulomeacutetrica e mineraloacutegica
O primeiro passo foi abrir os tubos sem danificar ou perder o material contido em seu
interior (Figura 5A e B)
Apoacutes abertos os tubos foram deixados um dia expostos ao sol para que fossem
previamente secos para posterior anaacutelise textural preliminar que implicou na observaccedilatildeo do
grau de arredondamento dos sedimentos feita utilizando uma lupa binocular Coleman em
toda a seccedilatildeo amostrada misturando-se parte dos sedimentos e colocando-os em uma placa
petri
Os sedimentos foram passados por um quarteador para homogeneizaccedilatildeo da amostra e
obtidos no miacutenimo cinquenta gramas de amostra pois segundo FOLK (1980) eacute o miacutenimo
necessaacuterio para anaacutelise de sedimentos na fraccedilatildeo areia ou superior E colocados em uma placa
petri utilizando-se uma placa para cada amostra pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo de
dois diacutegitos foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada
placa e colocados na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24
horas Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados
durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz em agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de
peneiras de malhas 4760 2000 1410 500 250 125 74 37 microm
Entatildeo as fraccedilotildees dos sedimentos retidos em cada peneira foram pesadas para posterior
processamento no software Gradistat (Blott e Pye 2001) Este software eacute uma macro feita no
Excelreg para suiacutete de aplicativos Officereg da Microsoftreg ou compatiacuteveis que ao se inserir os
pesos obtidos calcula alguns paracircmetros texturais como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo
assimetria e curtose usando os paracircmetros definidos por FOLK E WARD (1957)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
77
Figura 3 - Pontos onde houve visitaccedilatildeo em alguns natildeo foi possiacutevel realizar amostragem Fonte Modificado de GEOBASES 2002
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
78
Figura 4 - Processo de amostragem em campo A ndash Equipamentos utilizados B ndash Inserccedilatildeo e
identificaccedilatildeo dos tubos C ndash Teacutermino da inserccedilatildeo D ndash Retirada da amostra E ndash Abertura das
abraccediladeiras F ndash Finalizaccedilatildeo do processo de abertura Fonte Autores
Figura 5 - Corte dos tubos utilizando uma serra eleacutetrica com disco diamantado A - Processo
de corte e B - Tubo cortado Fonte Autores
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
79
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Depois de processadas e analisadas as imagens orbitais delimitou-se oito segmentos
do rio (Figura 6) em que foram feitos recortes nas nove imagens e colocadas lado a lado para
melhor visualizaccedilatildeo das mudanccedilas no curso ao longo do periacuteodo analisado
Nas imagens eacute possiacutevel observar as variaccedilotildees sazonais ao qual o rio eacute submetido no
trecho estudado onde em determinadas eacutepocas do ano ele expotildee as barras de acumulaccedilatildeo e
em outras ele as afoga isso devido agrave sazonalidade natural das estaccedilotildees mais e menos
chuvosas em seu percurso
Para cada segmento foi realizado um mosaico com as nove imagens da seacuterie temporal
No mosaico as imagens estatildeo numeradas de um a nove como numa matriz de trecircs
linhas por trecircs colunas nesta a numeraccedilatildeo cresce da esquerda para direita sendo as imagens
de um a trecircs na primeira linha de quatro a seis na segunda e por fim de sete a nove na
terceira sendo as datas das imagens fevereiro de 2001 Agosto e Setembro de 2001 junho de
2003 setembro e outubro de 2003 junho de 2006 marccedilo de 2007 outubro de 2007 abril e
maio de 2009 e julho de 2011 respectivamente
Em algumas imagens a cobertura de nuvens eacute excessiva e impede uma boa
visualizaccedilatildeo das variaccedilotildees ocorridas
Figura 6 - Mapa de localizaccedilatildeo das imagens da seacuterie temporal sobrepondo relevo
sombreado recursos hiacutedricos e pontos coletados Fonte Modificado de GEOBASES (2002) e
USGS (2011)
Os segmentos em que satildeo observadas maiores mudanccedilas no curso do rio satildeo
respectivamente ldquoArdquo e ldquoHrdquo
No primeiro estaacute localizada a barragem da hidreleacutetrica e o desvio construiacutedo no curso
do rio um canal de grande porte que eacute possiacutevel ser visualizada sua construccedilatildeo desde o iniacutecio
em 2001 que em 2006 ele jaacute estava com fluxo sedimentar a usina jaacute operava nesta eacutepoca
Nas subimagens A1 A3 A6 e A8 eacute possiacutevel observar uma coloraccedilatildeo azul mais clara no curso
do rio fato devido agrave corresponderem ao periacuteodo de maior pluviosidade e consequente maior
carga sedimentar suspensa (Figura 7)
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
80
No segundo observa-se uma estrutura que segue o curso do rio e quando este faz a
curva para sul ele continua para leste (seta nas imagens H1 a H9 da figura 8) um pouco a
norte do ponto XII com exceccedilatildeo das imagens H4 e H5 o que parece ser um paleocanal que
desembocava no mar apresentando a mesma resposta espectral de aacutereas de margem que satildeo
tomadas pela vegetaccedilatildeo (cor verde clara)
A imagem H1 apresenta poucas acumulaccedilotildees de sedimentos no local em que foi
marcado o ponto XII aparentemente natildeo eacute possiacutevel de ser acessado pela margem Na imagem
H2 satildeo exibidos muitos bancos de areia o do local onde foi marcado o ponto XII tem pequena
extensatildeo Nota-se ainda que o mar exibe uma coloraccedilatildeo azul clara indicando carga
sedimentar suspensa
A imagem H3 conteacutem uma grande acumulaccedilatildeo no ponto XII e carga suspensa
intermediaacuteria pelo tom de azul natildeo ser tatildeo escuro nem tatildeo claro ficando mais escuro em
direccedilatildeo ao mar
Na parte visiacutevel da imagem H5 percebe-se pouca profundidade do canal indicada pela
cor azul escuro com barras de sedimentos no curso e baixa carga suspensa A imagem H6
exibe a barra lateral e com dimensatildeo reduzida no meio do rio natildeo eacute possiacutevel distinguir
acumulaccedilotildees sazonais apenas as ilhas vegetadas
A imagem H7 exibe acumulaccedilatildeo no ponto XII e pequenas barras ao longo do curso
aleacutem de baixa carga suspensa mostradas pela coloraccedilatildeo azul escuro A imagem H8 eacute de um
periacuteodo de cheia do rio no entanto eacute observado um pequeno banco de areia no local do ponto
XII
Nota-se que na imagem H9 a carga sedimentar no mar eacute maior que nas imagens
anteriores devido agrave pluma de sedimentos de cor azul clara e que aparentemente o rio estaacute
mais raso proacuteximo agrave desembocadura devido as barras no seu curso serem maiores que nos
anos anteriores Sendo a carga suspensa baixa e como o mar conteacutem uma pluma sedimentar
maior que nos anos anteriores o processo de transporte que pode estar ocorrendo
pode ser o de traccedilatildeo com posterior retrabalhamento
Todas as amostras foram obtidas a jusante da barragem da Usina Hidreleacutetrica de
Aimoreacutes Com a anaacutelise dos sedimentos de acordo com a metodologia citada anteriormente
foram obtidos os resultados que seratildeo expostos a seguir
O arredondamento observado nas amostras varia de anguloso a sub anguloso nas
amostras obtidas ateacute o ponto 8 os seguintes passam a apresentar o grau sub anguloso a
arredondado raramente bem arredondado A mineralogia apresentou predominacircncia de
quartzo variando entre 95 a 97 das amostras devido a este fato natildeo foram
caracterizados com detalhe os outros minerais que compunham as amostras sendo
observados micas muscovita biotita lepidolita granada epidoto e minerais ferrosos como
ilmenita e magnetita Tais minerais satildeo compatiacuteveis com as rochas da regiatildeo o que jaacute era
esperado
Os paracircmetros adotados para interpretaccedilatildeo dos dados foram os de FOLK E WARD
(1957) citados por BLOTT E PYE (2001) no software GRADISTAT pois satildeo formas
descritivas que se relacionam com as caracteriacutesticas dos sedimentos ao inveacutes de valores
numeacutericos obtidos puramente por caacutelculos matemaacuteticos O resultado das anaacutelises eacute o exibido
no Quadro 2
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
81
Figura 7 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a
hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)
Figura 8 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a
hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
82
Quadro 2 - Resultados obtidos a partir do software GRADISTAT Fonte Autores
Amostra Granulometria
Mediana Selecionamento Assimetria Curtose
I Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado Assimetria Negativa
Extremamente
Leptocuacutertica
II Areia Meacutedia
Moderadamente
Selecionado
Assimetria Muito
Negativa Leptocuacutertica
III Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado Assimetria Negativa Mesocuacutertica
IV Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado Assimetria Negativa
Extremamente
Leptocuacutertica
V Areia Grossa
Pouco
Selecionado
Assimetria Muito
Positiva Mesocuacutertica
VI Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Mesocuacutertica
VII Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado
Assimetria Muito
Positiva Paticuacutertica
VIII Areia Meacutedia
Moderadamente
Selecionado Simeacutetrico Platicuacutertica
IX Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica
X Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica
XI Areia Grossa
Pouco
Selecionado
Assimetria Muito
Positiva Leptocuacutertica
XII Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica
A assimetria eacute o grau de desvio de uma curva no sentido horizontal podendo esse
desvio ser positivo ou negativo medindo a distribuiccedilatildeo da frequecircncia e marca a posiccedilatildeo da
meacutedia em relaccedilatildeo agrave mediana descrevendo se a curva eacute ou natildeo simeacutetrica Sendo assimeacutetrica
pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado das fraccedilotildees grossas ou das finas
podendo ser negativa ou positiva respectivamente (TAVARES et al 2010)
Esse padratildeo de distribuiccedilatildeo das granulometrias areia meacutedia com assimetria negativa
ateacute a amostra IV indica que os depoacutesitos foram mais retrabalhados talvez porque se
encontram em porccedilotildees de acumulaccedilotildees de sedimentos com maior porte o que as torna
naturalmente mais retrabalhaacuteveis Jaacute os padrotildees das amostras pouco selecionadas satildeo
depoacutesitos de menores dimensotildees e podem estar em processo de formaccedilatildeo Ou entatildeo foram
erodidos no uacuteltimo pulso de cheia e estatildeo em processo de reformulaccedilatildeo Esse conceito eacute
explicado em NICHOLS (2007) sendo o padratildeo deposicional de um rio entrelaccedilado
A anaacutelise da curtose reforccedila tal argumento pois quanto mais platicuacuterticas as
distribuiccedilotildees os sedimentos tendem a ser misturas de populaccedilotildees diferentes e quando
leptocuacuterticas satildeo afetados por correntes de fundo ou algum evento deposicional que
removeu alguma fraccedilatildeo Os que estatildeo mesocuacuterticos natildeo fornecem consistecircncia para
afirmaccedilatildeo alguma assim como observado por Tavares et al(2010) em um contexto
semelhante
Proacuteximo a represa no ponto II observam-se gratildeos em fraccedilotildees denominadas por FOLK
E WARD (1957) como cascalho muito grosso sendo um ambiente de alta energia pois
quando as comportas satildeo abertas liberam toda energia potencial que estava acumulada
diminuindo gradativamente conforme vatildeo sendo fechadas causando a deposiccedilatildeo destes
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
83
sedimentos que tem o caraacuteter bem arredondado em sua maioria tal fato indica seu
retrabalhamento e transporte por rolamento
No ponto IV ao cavar poucos centiacutemetros a partir da superfiacutecie eacute possiacutevel observar
estratificaccedilatildeo cruzada de baixo acircngulo com um niacutevel de minerais pesados tornando-a mais
visiacutevel tal fato indica deposiccedilatildeo de material em suspensatildeo
Na cidade de Colatina observam-se largos bancos de areia que estreitam o rio no
ponto amostral VI
No bairro Bebedouro em Linhares Ponto IX foi observado na margem do rio um
padratildeo deengrossamento para o topo com seixos imbricados ou seja mostram-se aqui as
fraccedilotildeesmais finas na base e um evento que depositou estes sedimentos mais grosseiros por
traccedilatildeo devido ao seu imbricamento
Proacuteximo agrave foz do rio eacute encontrado um niacutevel de minerais pesados finos
Tais niacuteveis de finos satildeo encontrados junto com a amostra XII que predomina a
granulometria grossa o graacutefico da distribuiccedilatildeo nesta amostra tem assimetria positiva ou seja
a tendecircncia para fraccedilotildees menores Analisando o caraacuteter muito leptocuacutertico da amostra
evidencia-se que foram eventos deposicionais distintos que trouxeram tais sedimentos para
este local Fator indicativo das variaccedilotildees do gradiente energeacutetico do rio
CONCLUSAtildeO
As evidentes variaccedilotildees na dinacircmica fluvial do Doce satildeo visualizadas em diversas
escalas e conjunto de dados observados Seja nas imagens de sateacutelite seja nos bancos de areia
ora submersos ora emersos ainda quando se analisa as fraccedilotildees dos sedimentos presentes nos
mesmos
A maior presenccedila de sedimentos grosseiros na parte jusante do rio e sua tendecircncia a
afinar a fraccedilatildeo assimetria muito positiva eacute evidecircncia de uma perda de energia do rio que
devido sua alta energia tendia a carregar sedimentos mais grossos vem agora diminuindo seu
poder de transporte dessas fraccedilotildees e comeccedila a acumular material mais finoSeu caraacuteter de rio
entrelaccedilado anterior pode estar variando a um padratildeo anastomosado de menor energia
A construccedilatildeo de hidreleacutetricas em rios inegavelmente altera seus cursos A questatildeo a se
fazer nesse momento eacute a seguinte O dano causado ao rio gera benefiacutecios que compensa sua
degradaccedilatildeo A resposta eacute relativa gera benefiacutecios a quem Agraves empresas que lucram com a
venda da energia obviamente a resposta eacute sim Agrave populaccedilatildeo que depende e sempre dependeu
do rio para suas diversas atividades sejam quais forem a resposta evidentemente eacute natildeo
Esperamos que um dia a preservaccedilatildeo do meio ambiente seja a prioridade da sociedade ao
inveacutes dos lucros de alguns poucos indiviacuteduos
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sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES
sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da
Sauacutede Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
89
Capiacutetulo 6
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
Rafael de Oliveira Costasup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3 Carlos
Henrique Rodrigues de Oliveira4
INTRODUCcedilAtildeO
Podemos caracterizar as zonas costeiras com base na sua localizaccedilatildeo geograacutefica
continente oceano Estas satildeo regiotildees sujeitas a contiacutenuas alteraccedilotildees morfodinacircmicas e
apresentam grande variabilidade temporal e espacial em funccedilatildeo dos processos continentais e
marinhos Evidenciando a dinacircmica erosiva e deposicional caracterizada pela accedilatildeo das ondas
mareacutes correntes costeiras e tambeacutem a accedilatildeo fluvial (SILVA et al 2004)
Essas accedilotildees movimentam continuamente as linhas de costa muitas vezes na mesma
direccedilatildeo mas frequentemente em direccedilotildees opostas Como resultado a forma da linha de costa
sofre alteraccedilotildees (WILLIAMS et al 1992)
Ambientes costeiros associados agrave foz de rios estatildeo sujeitos a constantes alteraccedilotildees
morfodinacircmicas originados tanto por processos fluviais como marinhos Areias e outros
materiais satildeo movidos para a praia ou fora dela por correntes e ondas Com isso os
movimentos sazonais dos materiais costeiros criam usualmente amplas praias no veratildeo
substituiacutedas por estreitas praias no inverno em um verdadeiro ciclo anual Durante a accedilatildeo das
mareacutes de tempestades vaacuterias aacutereas podem ser inundadas em questatildeo de horas
Sendo assim conhecer os agentes que atuam na variaccedilatildeo morfodinacircmica levando em
consideraccedilatildeo o espaccedilo-tempo das diferentes regiotildees costeiras eacute de suma importacircncia
principalmente para esse estudo que eacute associado a desembocadura do rio pois dessa forma eacute
possiacutevel estabelecer cenaacuterios com base no comportamento desse ambiente que deve ser
utilizado como fator para o planejamento do uso e ocupaccedilatildeo do solo e tambeacutem para o
desenvolvimento de projetos de engenharia que venham a interferir na dinacircmica sedimentar
costeira (SILVA et al 2004)
Com base no exposto este trabalho tem como objeto de estudo principal a constituiccedilatildeo
e a variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo associado agrave foz do rio Itapemirim Este estudo
tem como base a anaacutelise histoacuterica das variaccedilotildees morfoloacutegicas ocorridas no local e sua relaccedilatildeo
com a descarga liacutequida do rio que seraacute feita por meio de anaacutelises de imagens em uma seacuterie
temporal Aleacutem de contar com a anaacutelise da atual contribuiccedilatildeo do aporte de sedimentos
fluviais na constituiccedilatildeo e variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo que seraacute feito por meio de
anaacutelise sedimentoloacutegicas
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
O Rio Itapemirim tem suas nascentes mais distantes localizadas na Serra do Caparaoacute
formadas pelos rios Braccedilo Norte Esquerdo e Braccedilo Norte Direito que se unem no municiacutepio
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
90
de Alegre Mais a jusante as aacuteguas do Itapemirim recebem contribuiccedilatildeo do rio Castelo no
distrito de Coutinho municiacutepio de Cachoeiro de Itapemirim O uacuteltimo grande afluente antes
da desembocadura no Oceano Atlacircntico eacute o Rio Muqui que junta-se ao Itapemirim no
municiacutepio de Itapemirim desaguando na altura de Marataiacutezes no Espiacuterito Santo
A aacuterea de trabalho localiza-se entre as coordenadas UTM E 308000 m e N 7682000
m E 320000 m e N 7682000 m E 320000 m e N 7672000 m E 308000 m e N 7672000
m (Figura 1)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo Fonte Autores
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL
SENSORIAMENTO REMOTO
O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave
distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais Tais
dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos de
onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos (FIGUEIREDO
2005) Um exemplo eacute o sateacutelite Landsat que utiliza os sensores instalados na oacuterbita e capta
sete bandas espectrais
Essas bandas podem estar associadas aos canais RGB (red - vermelho green - verde e
blue - azul) que satildeo utilizadas para obter um realce de uma determinada feiccedilatildeo formando a
composiccedilatildeo colorida De acordo com INPE (2011) no sistema RGB as bandas 5 4 e 3 do
sensor TM quando combinadas mostram mais claramente os limites entre o solo e a aacutegua
com a vegetaccedilatildeo natildeo tatildeo evidente aparecendo em tonalidades de verde e rosa
Em um estudo no rio Araguaia localizado na porccedilatildeo Centro-Oeste do Brasil Morais
(2008) analisou uma seacuterie temporal com imagens do Landsat 5 com o intuito de verificar a
alteraccedilatildeo da dinacircmica fluvial utilizando as bandas 5 4 e 3 do sensor TM e com isso pode
verificar a evoluccedilatildeo do canal do rio com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da
evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
91
PROCESSAMENTO E INTERPRETACcedilAtildeO DE IMAGENS
Para que se consiga interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-
processamento entre elas podemos citar o georreferenciamento e o contraste O contraste eacute
feito para que ocorra uma melhor visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons de cinza
atraveacutes da modificaccedilatildeo do histograma original formando outro que iraacute manter a mesma
variaccedilatildeo entre os tons de cinza poreacutem com uma melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al
1984)
O georreferenciamento eacute o processo de atribuir coordenadas geograacuteficas a pontos na
imagem ou vetor como por exemplo uma feiccedilatildeo de faacutecil observaccedilatildeo e identificaccedilatildeo nas duas
imagens e que tenha coordenada conhecida para se aplicar a teacutecnica de registro de imagem ou
ainda utilizando pontos de controle (CAMPBELL 2002)
MEacuteTODO GPR
O meacutetodo de radar de penetraccedilatildeo no solo (GPR) eacute um meacutetodo eletromagneacutetico que
consiste em obter uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie atraveacutes da transmissatildeo e
reflexatildeo de ondas eletromagneacuteticas de altas frequecircncias (10 ndash 1000 MHz) para localizar
feiccedilotildees geoloacutegicas rasas ou objetos enterrados pelo homem O princiacutepio fiacutesico e a
metodologia de aquisiccedilatildeo de dados GPR satildeo semelhantes agrave teacutecnica de reflexatildeo siacutesmica e a
teacutecnica de sonar poreacutem o GPR fundamenta-se na transmissatildeo e reflexatildeo de ondas
eletromagneacuteticas (EM) (PORSANI 1999)
O equipamento de GPR (Figura 2) eacute composto de um par de antenas um gerador de
ondas eletromagneacuteticos antena transmissora e um sistema para registro destas ondas a antena
receptora Uma das antenas eacute usada para transmitir um sinal eletromagneacutetico atraveacutes da
subsuperfiacutecie ao passo que a outra capta estes sinais apoacutes a sua reflexatildeo por diferentes alvos
no subsolo A propagaccedilatildeo do sinal EM depende da frequecircncia do sinal transmitido e das
propriedades eleacutetricas dos materiais as quais dependem principalmente do conteuacutedo de aacutegua
presente no solo Topp (1980 citado por BORGES 2002) sendo a atenuaccedilatildeo do sinal da
onda EM proporcional ao conteuacutedo de aacutegua Quando o pulso transmitido encontra mudanccedilas
abruptas nas propriedades dieleacutetricas parte da energia eacute refletida e difratada sendo captada
em superfiacutecie pela antena receptora A energia refletida eacute registrada em funccedilatildeo do tempo de
atraso amplificada e digitalizada atraveacutes de um computador posteriormente o resultado do
processamento dos dados disponibiliza uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie
(BORGES 2002)
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
92
Figura 2 - Constituintes baacutesicos do GPR Fonte Neal (2004)
CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL
Segundo Almeida (1977) a aacuterea estudada estaacute inserida regionalmente agrave leste da
Proviacutencia Mantiqueira que eacute paralela agrave costa atlacircntica do sudeste e sul do Brasil delineando
uma faixa de direccedilatildeo NE-SW com mais de 3000 km de comprimento que se estende do sul
da Bahia ateacute o Uruguai Localizada a leste do Craacuteton Satildeo Francisco aleacutem de fazer limite com
as proviacutencias Tocantins Satildeo Francisco e Paranaacute e eacute bordejada ao leste pela margem
continental e pelas bacias costeiras do Espiacuterito Santo Campos Santos e Pelotas
O embasamento da Formaccedilatildeo Barreiras estudada compreende rochas do Complexo
Paraiacuteba do Sul que de acordo com RADAMBRASIL (1983) constitui gnaisses de idade
Neoproterozoacuteica Estas rochas fazem contato com o Complexo Juiz de Fora que
constituemrochas de origem iacutegnea representadas por granitos gabros e charnockitos datadas
do Paleoproterozoacuteico
Sobre este embasamento depositam-se na regiatildeo os sedimentos Cenozoacuteicos
continentais classificado por Amador (1982) como Grupo Barreiras e devido a seus estudos
permitiu uma individualizaccedilatildeo de uma unidade lito-estratigraacutefica com idade Neoacutegena
Na Figura 3 estaacute evidenciando a aacuterea de estudo no mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo
podendo observar duas litologias diferentes na aacuterea demarcada que fica bem evidenciado na
Figura 4
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
93
Figura 3 - Mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo abrangendo a aacuterea investigada neste
estudoFonte Adaptado de Bizzi et al (2013)
Figura 4 - Coluna litoestratigraacutefica do Espiacuterito Santo com ecircnfase nas litologias presente na
aacuterea Fonte Adaptado de Bizzi et al (2013)
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
94
GRUPO BARREIRAS
O Grupo Barreiras foi agrave primeira unidade estratigraacutefica documentada no Brasil
ocorrendo ao longo do litoral brasileiro desde o Rio de Janeiro ateacute o estado do Amapaacute
recobrindo depoacutesitos sedimentares do mesozoacuteicos de diversas bacias costeiras (BEZERRA et
al 2005)
Os estudos sobre os depoacutesitos correspondentes ao Barreiras foram empregados pela
primeira vez quando Branner (1902 citado por AMADOR 1982) fez a primeira referecircncia a
esta unidade caracterizando-a como ldquouma sucessatildeo contiacutenua de sedimentos pouco ou natildeo
consolidados presentes na costa nordestinardquo
De acordo com Arai (2006) a regularidade no modo de ocorrecircncia e na caracteriacutestica
litoloacutegica eacute incompatiacutevel com a origem continental utilizada tradicionalmente para
caracterizar a origem do Barreiras o que constitui um misteacuterio sua procedecircncia pela
existecircncia de estudos com evidecircncias que revelam seu caraacuteter marinho da mesma forma que
a idade do Grupo Barreiras tem sido motivo de muita controveacutersia entre diversos autores em
funccedilatildeo de seu pobre conteuacutedo fossiliacutefero a sua vasta distribuiccedilatildeo e variaccedilatildeo espacial Na
literatura mais antiga a idade variava de Oligo-mioceno a Plioceno Segundo Bezerra et al
(2005) a idade da Formaccedilatildeo Barreiras tem sido atribuiacuteda ao intervalo de tempo que varia do
Mioceno ateacute o Plioceno-Pleistoceno
Recentemente Arai (2006) subdividiu o Grupo Barreiras em duas unidades distintas de acordo
com seus periacuteodos de deposiccedilatildeo Barreiras Inferior e Superior
A unidade Barreiras Inferior representa a eacutepoca em que a margem continental
brasileira recebia depoacutesitos duratte a transgressatildeo ocorrida no intervalo Aquitaniano ndash
Serravaliano (Eomioceno a Mesomioceno) acumulando uma grande quantidade de
sedimentos nas aacutereas hoje emersas do continente Esses depoacutesitos transgressivos e de mar alto
satildeo reconhecidos sob a forma de unidades litoestratigraacuteficas quase contiacutenuas ou em formas
mais isoladas tendo sido sedimentados principalmente na regiatildeo litoracircnea que atualmente se
estende da Foz do Amazonas ao estado do Rio de Janeiro onde o relevo plano teria
propiciado o avanccedilo do onlap para continente adentro (ARAI 2006)
Uma discordacircncia erosiva Tortoniana (Mioceno) delimita a interface entre as duas
Unidades distintas A discordacircncia representa uma queda eustaacutetica provocada por um periacuteodo
de glaciaccedilatildeo no Neoacutegeno sendo identificada em seccedilotildees siacutesmicas onde eacute reconhecida como
ldquoMarco Cinzardquo A idade Tortoniana foi atribuiacuteda atraveacutes da dataccedilatildeo de nanofoacutesseis Discoaster
hamatus (N-630) e D neorectus (N-635) Viana et al (1990 citado por ARAI 2006)
A unidade Barreiras Superior foi depositada durante o Plioceno que de acordo com as
curvas eustaacuteticas propostas por Haq Hardenbol e Vail (1987 citado por ARAI 2006) teria
ocorrido uma nova transgressatildeo e muitas das aacutereas erodidas receberam uma nova cobertura
sedimentar constituindo o ldquoBarreiras Superiorrdquo
CARACTERIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO
A aacuterea de estudo apresenta topografia variando de suavemente ondulada a plana
sendo que 84 de suas aacutereas possuem declividade abaixo de 30 O tipo de solo
predominantemente eacute o latossolo vermelho amarelo distroacutefico com fertilidade variando de
meacutedia a baixa textura areno-argilosa apresentando pH em torno de 50 com baixos teores de
mateacuteria orgacircnica exigentes em complementaccedilatildeo de fertilizantes e correccedilatildeo de solos A
temperatura meacutedia anual eacute de 22ordm C ficando as maacuteximas entre 28ordm C e 30ordm C enquanto que as
miacutenimas giram em torno de 15ordm C O litoral capixaba possui um regime micromareal (micro-
mareacute) cuja amplitude de mareacute segundo DHN (1994) varia de 140 m a 150 m atingido
durante a mareacute de siziacutegia a amplitude de cerca de 170 m O clima eacute quente poreacutem
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95
amenizado pelas fortes brisas marinhas A meacutedia anual de precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica situa-se
em torno de 900 mm (ALBINO 1999)
METODOLOGIA
Os materiais cartograacuteficos utilizados para processamento dos dados deste trabalho satildeo
provenientes do Geobases (2002) e compreendem curva de niacutevel drenagem limites e vias
de acesso
As imagens Landsat e RapidEye foram retiradas do endereccedilo eletrocircnico do INPE e do
MMA (Ministeacuterio do Meio Ambiente) respectivamente
O processamento dos dados foi realizado por meio do software Arcgis 103 e Spring
526 Os dados estatiacutesticos foram gerados pelo software Gradstat e os perfis do GPR foram
processados pelo programa Reflex
O GPS de navegaccedilatildeo foi utilizado como uma ferramenta para identificaccedilatildeo dos pontos
no campoUtilizou-se ainda um GPS topograacutefico para georreferenciamento das seccedilotildees de
GPR
OBTENCcedilAtildeO DAS IMAGENS DE SATEacuteLITE
O trabalho foi realizado a partir de imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 sensor TM e de
imagens do sateacutelite RapidEye no periacuteodo de 2001 agrave 2014 sendo analisadas anualmente
Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem das mesmas
estaccedilotildees do ano para natildeo influenciar na anaacutelise de deposiccedilatildeo dos sedimentos por conta da
diferenccedila de quantidade de partiacuteculas que podem ser carreadas nos momentos de chuva e de
seca
PROCESSAMENTO DAS IMAGENS
As imagens Landsat tiveram que passar por preacute-processamento em ambiente de
Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu em georreferenciaacute-las utilizando
como paracircmetro de comparaccedilatildeo as imagens RapidEye aplicaccedilatildeo de contraste linear
aumentando linearmente os tons de cinza no entanto mantendo a proporccedilatildeo original Este
procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5 4 e 3 Sendo muito semelhante a
metodologia aplicada por Mohamed (2012)
Foi feita uma composiccedilatildeo RGB-543 das imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 para
auxiliar na interpretaccedilatildeo
ETAPA DE CAMPO
Foram observados nas imagens os locais de mais faacutecil acesso para coleta dos
sedimentos (Figura 5) que foram coletados com auxiacutelio de uma paacute e foram armazenados em
sacos plaacutesticos para posterior anaacutelise granulomeacutetrica Os locais de coleta foram marcados com
o GPS (Global Positioning System) de navegaccedilatildeo (Tabela 1)
Com o auxiacutelio do GPR (Ground Penetrating Radar) foram levantados dados de sub-
superfiacutecie com dois tipos de antenas diferentes (200 e 400 MHz) e para uma melhor
amarraccedilatildeo dos dados estes foram coletamos atraveacutes de um DGPS (Differential Global
Positioning System) podendo assim observar como ocorreu o momento de sedimentaccedilatildeo do
local
Foram feitos dois perfis com o GPR em uma ilha que se conecta com a praia pelo
espigatildeo construiacutedo na desembocadura do rio esse equipamento foi utilizado nessa localidade
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
96
para que se tente observar a deposiccedilatildeo dos sedimentos na foz do rio Itapemirim e o DGPS foi
utilizado como uma ferramenta de auxiacutelio para uma maior confiabilidade das coordenadas
utilizadas
Figura 5 - Mapa de localizaccedilatildeo dos pontos visitados em campoFonte Autores
Tabela 1 - Coordenadas dos pontos de coleta de sedimentos Fonte Autores
Pontos Coordenadas E (m) Coordenadas N (m)
1A 1B 1C 312747 7676348
2 312030 7676004
3 308789 7675691
4 310453 7678553
ETAPA DE LABORATOacuteRIO
Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de
sedimentologia do Departamento de Geologia da UFES onde foram preparadas para as
seguintes anaacutelises textural e mineraloacutegica
A anaacutelise granulomeacutetrica foi feita atraveacutes do peneiramento das amostras com os dados
de peso de cada granulometria foi utilizado o software para observar estatisticamente o
resultado As anaacutelises texturais e mineraloacutegicas foram feitas a partir do peneiramento citado
acima e foram obtidas com o auxiacutelio da lupa
Os sedimentos foram colocados em um quarteador e obtidos no miacutenimo cinquenta
gramas de amostra pois segundo Folk (1980) eacute o miacutenimo necessaacuterio para anaacutelise de
sedimentos no grupo areia ou superior Foram colocados em uma placa de petri utilizando-se
uma placa para cada amostra Pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo com exatidatildeo de dois
diacutegitos Foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada placa e colocados
na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24 horas
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97
Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados
durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz no agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de
peneiras da marca Bertel 4800 2000 1200 500 250 125 74 37 microm que representam
respectivamente as classes cascalho fino cascalho muito fino areia muito grossa areia
grossa areia meacutedia areia fina areia muito fina segundo proposta de Wentworth (1922 citado
por BUI et al1990)
Os dados granulomeacutetricos obtidos foram processados em um programa de tratamento
estatiacutestico denominado ldquoGradstatrdquo desenvolvido por Blott e Pye (2001) que aproveita como
base de operaccedilatildeo o Microsoft Excel do Windows que calcula atraveacutes do peso alguns
paracircmetros como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo e curtose
Outro procedimento feito em laboratoacuterio foi o traccedilado das linhas de costa nos anos de
2001 a 2014 levando em consideraccedilatildeo a metodologia proposta por Aparecida et al (2011)
poreacutem com uma pequena diferenccedila pois no trabalho citado o ponto de referecircncia para
calcular a distacircncia ateacute a linha de costa era um maciccedilo rochoso que praticamente natildeo alterou
durante o tempo das imagens e jaacute nesse trabalho foi feito atraveacutes de um ponto com
coordenada coletada pelo DGPS (Ponto Base) com coordenadas E 311637 m N 7676929 m
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
DADOS OBTIDOS A PARTIR DAS IMAGENS
Na Figura 6 podemos ter uma visatildeo ampla de todas as linhas de costa marcadas na
seacuterie multitemporal proposta e no graacutefico apresentado na Figura 7 podemos analisar de forma
mais detalhada essa variaccedilatildeo
Observando a Figura 6 podemos observar uma diminuiccedilatildeo da linha de costa no ano de
2001 ateacute 2002 sendo provavelmente um periacuteodo de ressaca do mar pelo fato de ser um
intervalo de tempo muito pequeno poreacutem logo apoacutes foi observado uma progradaccedilatildeo nos anos
de 2002 agrave 2003 Posteriormente ocorreu um momento de estabilidade dessa linha de costa
tendo em vista que a taxa de deposiccedilatildeo e erosatildeo se mantiveram praticamente igualadas sendo
a variaccedilatildeo entre elas muito pequena podendo observar esse padratildeo ateacute o ano de 2007 e nos
anos seguintes obteve um padratildeo retrogradacional na linha de costa ateacute o ano de 2014
Os padrotildees de variaccedilatildeo da linha de costa observados nos graacuteficos da Figura 7 nos
indicam iacutendices de maior e menor sedimentaccedilatildeo do rio pois nos momentos de menor taxa de
fluxo sedimentar a corrente costeira era mais atuante e com isso causava erosatildeo fazendo com
que ocorresse uma retrogradaccedilatildeo da linha de costa e nos momentos em que o rio apresentava
maior descarga sedimentar no oceano a corrente costeira natildeo era tatildeo atuante pois a razatildeo
deposiccedilatildeo por erosatildeo era maior
Esse resultado de variaccedilatildeo da linha de costa foi diferente do encontrado por Deina et
al (2011) pois no trabalho em questatildeo soacute obteve o momento de retrogradaccedilatildeo do cordatildeo
litoracircneo
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
98
Figura 6 - Mapa de evoluccedilatildeo da linha de costa do Rio Itapemirim Fonte Autores
Figura 7 - Graacutefico de variaccedilatildeo da linha de costa para a seacuterie multitemporal no periacuteodo
de 2001 a 2014 Fonte Autores
DADOS OBTIDOS A PARTIR DOS SEDIMENTOS
O resultado das anaacutelises do Gradistat estaacute exibido no Quadro 1 Com base nele
podemos observar que o selecionamento de todas as amostras variou de moderadamente
selecionado a muito bem selecionado Foi observado na lupa que os gratildeos se apresentaram
subangulosos arredondados e bem arredondados Com relaccedilatildeo a granulometria das amostras
todas tiveram o predomiacutenio de areia poreacutem a amostra 1B apresentou maior proporccedilatildeo de
areia grossa e as demais amostras apresentaram um maior teor de areia meacutedia
A mineralogia em questatildeo eacute predominantemente quartzo contendo algumas micas
(moscovitas e biotitas) granada e magnetita As amostras natildeo apresentaram uma grande
diferenccedila mineraloacutegica o que mudou foi em relaccedilatildeo a proporccedilatildeo de minerais pesados pois
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99
quanto mais longe da desembocadura do rio mais esses minerais se apresentavam em maior
quantidade
Os histogramas das amostras satildeo a representaccedilatildeo graacutefica dos dados matemaacuteticos
gerados pelo software Gradstat (Figura 8)
A assimetria expressa o enriquecimento da distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica em partiacuteculas
grosseiras ou em partiacuteculas finas indicando o quanto a curva se afasta da distribuiccedilatildeo normal
(DIAS 2004) Sendo assimeacutetrica pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado
das fraccedilotildees grossas ou das finas podendo ser negativa ou positiva respectivamente
(TAVARES et al 2010)
Quadro 1 - Resultados obtidos a partir do software Gradistat Fonte Autores
Amostras Granulometria
mediana
Selecionamento Assimetria Curtose
1A Areia Meacutedia Moderadamente
selecionado
Assimetria
muito
positiva
Extremamente
Leptocuacutertica
1B Areia Grossa Muito bem
selecionado
Assimetria
positiva
Muito
Leptocuacutertica
1C Areia Meacutedia Moderadamente
selecionado
Assimetria
muito
positiva
Muito
Platicuacutertica
2 Areia Meacutedia Moderadamente
selecionado
Assimetria
positiva
Muito
Leptocuacutertica
3 Areia Meacutedia Moderadamente
bem selecionado
Assimetria
negativa
Leptocuacutertica
4 Areia Meacutedia Moderadamente
bem selecionado
Assimetria
muito
negativa
Platicuacutertica
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
100
Figura 8 - Histogramas gerados pelo software Gradstat a) Amostra 1A b) Amostra
1B c) Amostra 1C d) Amostra 2 e) Amostra 3 f) Amostra 4 Fonte Autores
DADOS OBTIDOS DO GPR
Foram feitas duas seccedilotildees quase perpendicular para a passagem do GPR (Figura 9) e
utilizadas dois tipos de antenas em cada seccedilatildeo sendo elas a de 200 e 400 MHz podendo uma
alcanccedilar maior profundidade com menor detalhe e a outra uma menor profundidade com
maior detalhe respectivamente As figuras 10 e 11 e 12 e 13 correspondem a mesma seccedilatildeo
Figura 9 - Mapa de localizaccedilatildeo dos perfis de GPR Fonte Autores
Primeira seccedilatildeo de NW-SE com 50 metros de comprimento
Coordenada inicial E 312699 m N 7676341 m
Coordenada final E 312749 m N 7676336 m
Sirgas - Zona 24S
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101
Figura 10 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 1 Fonte Autores
Figura 11 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 1 Fonte Autores
Segunda seccedilatildeo de NE-SW com 50 metros de comprimento
Coordenada inicial E 312774 m N 7676349 m
Coordenada final E 312810 m N 7676384 m
Sirgas - Zona 24S
Figura 12 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 2 Fonte Autores
Figura 13 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 2 Fonte Autores
No perfil 1 tanto nos resultados da antena de 400 MHz quanto da antena de 200
MHz eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees cruzadas acanaladas na porccedilatildeo mais agrave esquerda Na
parte central evidenciada por um ciacuterculo observa-se uma falha na imagem podendo ser uma
porccedilatildeo mais argilosa e na parte mais agrave direita conteacutem hipeacuterboles claras que podem ser tubos
enterrados e um leve basculamento das camadas podendo ser remobilizaccedilatildeo do material
No perfil 2 eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees plano-paralela e uma porccedilatildeo com
atenuaccedilatildeo do sinal podendo ser uma regiatildeo mais argilosa Sendo observado todas as feiccedilotildees
tanto na antena de 400 MHz quanto na antena de 200 MHz poreacutem melhor evidenciado as
estratificaccedilotildees plano-paralelas no perfil gerado pela antena de 200 MHz
Com os perfis de GPR foi possiacutevel reafirmar as anaacutelises feitas pelo gradistat que
juntamente com a areia granulometria encontrada em maior proporccedilatildeo ainda existem
granulometrias mais finas provavelmente sendo argilas pelo fato da atenuaccedilatildeo das ondas
eletromagneacuteticas emitidas pelo GPR
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
102
CONCLUSAtildeO
A partir das imagens Landsat e RapidEye utilizadas para fazer a variaccedilatildeo da linha de
costa foi possiacutevel observar que a retrogradaccedilatildeo ou progradaccedilatildeo depende muito do fluxo de
sedimentos do rio com isso eacute possiacutevel supor que nos anos que tiver muita chuva
provavelmente ocorreraacute um maior carreamento de sedimentos em direccedilatildeo ao mar e com isso
aumentaraacute a taxa de deposiccedilatildeo e nos anos de seca com poucas chuvas provavelmente a
erosatildeo costeira seraacute mais intensa
Nos anos de 2001 a 2014 foi observado uma variaccedilatildeo de 437 ateacute 554 metros da linha
de costa o que indica ser uma aacuterea muito dinacircmica e sensiacutevel a mudanccedilas naturais
De acordo com as anaacutelises sedimentoloacutegicas foi possiacutevel observar que quanto mais
proacuteximo da desembocadura do rio menor a energia do fluxo sendo evidenciado pelo aumento
de sedimentos finos e um melhor selecionamento
A seccedilatildeo de GPR mostrou que pode ter uma variaccedilatildeo dos sedimentos indicando
presenccedila de mais finos atenuando o sinal na porccedilatildeo mais argilosa e mostrando que de acordo
com a seccedilatildeo mostrada pode-se observar estratificaccedilotildees cruzadas ou plano-paralela indicando a
direccedilatildeo da sedimentaccedilatildeo
As metodologias aplicadas se mostraram eficientes pois foi possiacutevel obter os dados e
tirar interpretaccedilotildees sobre a aacuterea de estudo Este estudo poderia ter sido mais detalhado e talvez
ser melhor entendido com anaacutelise dos efeitos que a construccedilatildeo do espigatildeo na desembocadura
do rio pode causar para o meio em questatildeo pois com essa construccedilatildeo os sedimentos natildeo
conseguem ser depositados em forma de delta ficando todo detido na desembocadura
podendo vir a diminuir a lacircmina drsquoaacutegua e posteriormente causar ateacute efeitos mais severos
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RADAMBRASIL Mapa geoloacutegico Rio de Janeiro - Espiacuterito Santo Folhas SF-23 e 24
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ROSSETTI D de F Ambientes costeiros Geomorfologia Conceitos e Tecnologias Atuais
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CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
sup1 Doutorando em Geologia Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG
sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES
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Capiacutetulo 1
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
Daniel Andrade Mirandasup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2
INTRODUCcedilAtildeO
Segundo Santos (2012) somente com o desenvolvimento de tecnologias espaciais
modernas incluindo os sateacutelites artificiais que se tornou possiacutevel visualizar a Terra a partir da
coleta de dados e da aquisiccedilatildeo de imagens da sua superfiacutecie os dados adquiridos de forma
remota por sateacutelites artificiais auxiliam no diagnoacutestico sobre as implicaccedilotildees ambientais
econocircmicas sociais poliacuteticas e culturais com relaccedilatildeo agrave ocupaccedilatildeo dos espaccedilos urbanos
ajudando no planejamento soacutecio econocircmico-ambiental sustentaacutevel e servindo de base para o
desenvolvimento e realizaccedilatildeo de projetos associados agraves atividades humanas como por
exemplo no planejamento urbano
Gottdiener (1993) define que a materializaccedilatildeo do desenvolvimento contiacutenuo do
capitalismo eacute o formato do espaccedilo urbano assim os traccedilos distintivos da morfologia espacial
urbana estatildeo diretamente relacionados com as mudanccedilas estruturais na organizaccedilatildeo social
Entatildeo para compreender o espaccedilo urbano ou a cidade precisamos estudar e analisar a forma
urbana e seu crescimento como subsiacutedios agraves poliacuteticas de planejamento Estudos mostram que
o crescimento das cidades eacute um processo dinacircmico muitas vezes ocorrendo em aacutereas natildeo
adequadas mostrando que o crescimento da mancha urbana eacute usualmente natildeo planejado
(NAGARATHINAM et al 1988)
Devido agrave forma na qual a expansatildeo urbana ocorre no tempo e no espaccedilo o
crescimento urbano pode gerar problemas ambientais ligados agrave contaminaccedilatildeo hiacutedrica
formaccedilatildeo de ilhas de calor ocupaccedilatildeo de aacutereas inadequadas para assentamentos humanos
degradaccedilatildeo da paisagem dentre outros (FUCKNER 2006)
Segundo Costa e Alves (2005) para monitoramentodas aacutereas urbanas eacute necessaacuterio
possuir conhecimento atualizado sobre a distribuiccedilatildeo espacial da populaccedilatildeo Este
conhecimento eacute adquirido atraveacutes dos censos demograacuteficos e de mapas de densidade
demograacutefica que produzem avaliaccedilotildees quantitativas sobre elas e informam tambeacutem as
necessidades de infraestrutura
Na maior parte das cidades o crescimento populacional tem sido muito raacutepido e as
estruturas urbanas natildeo acompanharam esse crescimento que aleacutem de natildeo ser planejado pode
causar problemas como inundaccedilotildees deslizamento de encostas e desabamentos de construccedilotildees
A ocupaccedilatildeo urbana eacute atualmente tema de emergecircncia nacional portanto o
desenvolvimento de tecnologias que apoiem a gestatildeo estrateacutegica da ocupaccedilatildeo urbana eacute
interessante no acircmbito municipal estadual e federal
Neste contexto as geotecnologias tecircm sido utilizadas como uma ferramenta
importante para ajudar no planejamento urbano e na compreensatildeo da dinacircmica espacial e da
forma urbana
No municiacutepio de Alegre este problema eacute intensificado com a implantaccedilatildeo do programa de
expansatildeo da rede de Educaccedilatildeo Superior pelo MEC (Ministeacuterio da Educaccedilatildeo) que teve iniacutecio
em 2003 e posteriormente com a implementaccedilatildeo do REUNI (Restauraccedilatildeo e Expansatildeo das
Universidades Federais) em 2011 Com esses programas o total de cursos oferecidos pelo
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
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campus de Alegre subiu de quatro em 2002 para dezessete em 2011 aumentando
consideravelmente o fluxo de populaccedilatildeo moacutevel no municiacutepio Podemos citar ainda os
estudantes da FAFIA (Faculdade de Filosofia Ciecircncias e Letras de Alegre) e o IFES (Instituto
Federal do Espiacuterito Santo) que assim como na UFES (Universidade Federal do Espiacuterito
Santo) tem sua demanda de populaccedilatildeo moacutevel condicionando uma urbanizaccedilatildeo forccedilada em
funccedilatildeo da demanda crescente por habitaccedilatildeo
O presente trabalho propotildee a realizaccedilatildeo de um estudo sobre a ocupaccedilatildeo urbana na sede
do Municiacutepio de Alegre-ES utilizando teacutecnicas de sensoriamento remoto e imagens do
sateacutelite Landsat sensor TM 5 atraveacutes de anaacutelise multitemporal para verificaccedilatildeo do avanccedilo do
crescimento urbano ao longo de 26 anos
LOCALIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO
O municiacutepio de Alegre estaacute localizado na regiatildeo sudeste do Brasil no Sul do Estado
do Espiacuterito Santo englobando as comunidades de Santa Maria Varjatildeo da Cotia Alegre
Vargem Alegre Aacutegua Limpa Vinagre Capim Feliz Lembranccedila Bosque Rive Cafeacute
PlacaSatildeo Francisco Satildeo Joatildeo do Norte e Coacuterrego do Meio e tendo como municiacutepios
limiacutetrofes Muniz Freire a Norte Castelo Cachoeiro de Itapemirim e Jerocircnimo Monteiro a
Leste Mimoso do Sul e Satildeo Joseacute do Calccedilado a Sul e Guaccediluiacute e Ibitirama a Oeste
A aacuterea de estudo proposta para este trabalho consiste no periacutemetro urbano da sede do
Municiacutepio de Alegre como pode ser visto na Figura 1
O Acesso ateacute a capital Vitoacuteria pode ser feito pela ES-482 ateacute Cachoeiro de Itapemirim
depois segue pela BR-101 Sul ateacute Vitoacuteria Ou ainda pela ES-482 ateacute Duas Barras ES-166 de
Duas Barras ateacute Venda Nova do Imigrante e BR-262 ateacute Vitoacuteria
Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo sobreposta agrave ortofoto Fonte IEMA (2007)
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
11
Segundo Rosa (2003) podemos definir o sensoriamento remoto como sendo a forma
de obter informaccedilotildees de um objeto sem que haja contato fiacutesico com o mesmo utilizando-se a
radiaccedilatildeo eletromagneacutetica gerada por fontes naturais como o Sol e a Terra ou por fontes
artificiais como por exemplo o RadarO sensoriamento remoto teve destaque no Brasil a
partir da deacutecada de 1960 com a criaccedilatildeo do Projeto RADAMBRASIL cujo objetivo era a
realizaccedilatildeo de um levantamento integrado dos recursos naturais do paiacutes a partir de imagens
Landsat (SOUZA 2008)
O Landsat foi colocado em oacuterbita em 1972 com o nome de ERTS-1 (Earth Resources
Techonological Satellite-1) teve inicialmente um desempenho significativo sendo
transformado na seacuterie Landsat Hoje o projeto Landsat eacute dedicado agrave observaccedilatildeo dos recursos
naturais da TerraSua oacuterbita desloca-se do Norte para o Sul sendo geocecircntrica circular quase
polar heliocecircntrica isto eacute o acircngulo Sol ndash Terra ndash Sateacutelite permanece constante o que garante
condiccedilotildees de iluminaccedilatildeo semelhantes na aacuterea imageada ao longo do ano (ROSA 2003)O
sensor TM (Thematic Mapper) do sateacutelite Landsat possui sete bandas com numeraccedilatildeo de 1 a
7 sendo que cada banda representa uma faixa do espectro eletromagneacutetico (BATISTELLA et
al 2004) O sateacutelite Landsat apresenta a caracteriacutestica de repetitividadepois ele imageia a
mesma aacuterea a cada 16 dias Suas cenas cobrem uma aacuterea de 34225 kmsup2 sendo a faixa
imageada de 185 x 185 km (INPE 2006)
Para utilizaccedilatildeo de imagens de sateacutelite com fins de classificaccedilatildeo recomenda-se o
processamento das mesmas O processamento digital de imagens (PDI) de acordo com Lima e
Rocha (2009) tem como objetivo fornecer ferramentas que facilitem a identificaccedilatildeo e
aextraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas imagens para posterior interpretaccedilatildeo Consiste na
manipulaccedilatildeo numeacuterica dos dados visando aumentar opotencial de discriminaccedilatildeo dos alvos
Segundo Novo (1989) o PDI pode ser dividido basicamente em Preacute-processamento Realce e
Classificaccedilatildeo
O Preacute-processamento eacute o primeiro passo do PDI e eacute considerado fundamental para
confiabilidade e uso correto das imagens de sateacutelite Nesta fase segundo Rosatti (2006) o
objetivo eacute adequar as imagens para serem utilizadas pelos usuaacuterios sendo aplicadas algumas
teacutecnicas de manipulaccedilatildeo como correccedilatildeo geomeacutetrica e restauraccedilatildeo
A correccedilatildeo geomeacutetrica e o georreferenciamento das imagens satildeo necessaacuterios devido a
distorccedilotildees que segundo o INPE (2006) satildeo causadas no processo de formaccedilatildeo da imagem
pelo sistema sensor e por imprecisatildeo dos dados de posicionamento da plataforma (aeronave
ou sateacutelite) De modo geral o georreferenciamento de imagens de sateacutelite eacute realizado por meio
de pontos de controle (PC) de referecircncia identificados na imagem original e em um sistema de
dados de referecircncia que possibilitem o ajustamento atraveacutes de modelos matemaacuteticos Os satildeo
feiccedilotildees passiacuteveis de identificaccedilatildeo na imagem e no terreno ou seja satildeo feiccedilotildees homoacutelogas
cujas coordenadas satildeo conhecidas na imagem e no sistema de referecircncia (INPE 2006)
Podemos obter PC atraveacutes de trecircs fontes por meio de mapas e cartas topograacuteficas oficiais
pela aquisiccedilatildeo de pontos em campo por sistema de posicionamento global (GPS) ou por meio
de imagens georreferenciadas do mesmo local A precisatildeo do georreferenciamento eacute medida
atraveacutes do caacutelculo do Erro Meacutedio Quadraacutetico ou Root Mean Square Error (RMS) que
pondera as diferenccedilas entre as coordenadas dos pontos de controle da imagem a ser ajustada e
da fonte de dados de referecircncia O valor do RMS deveraacute ser menor que 1 ou seja quanto
mais proacuteximo de 0 maior eacute a precisatildeo e menor eacute o erro (LIMA 2010) O caacutelculo eacute feito
utilizando a Equaccedilatildeo 1
RMSerror = [(x1 ndash xorg)sup2 + (y1 ndash yorg)sup2]12 (1)
x1 = Coordenada de linha calculada na imagem a ser ajustada
y1 = Coordenada de coluna calculada na imagem a ser ajustada
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
12
xorg = Coordenada original de linha do PC da fonte de referecircncia
yorg = Coordenada original de coluna do PC da fonte de referecircncia
A teacutecnica de restauraccedilatildeo tem por objetivo corrigir as distorccedilotildees do sensor oacuteptico no
processo de geraccedilatildeo das imagens A resoluccedilatildeo espacial das bandas 3 4 e 5 que eacute de 30
metros pode ser restaurada para ateacute 5 metros (RIOS ALMEIDA RIBEIRO 2010)A ideia de
restaurar uma imagem eacute reduzir o efeito de embaccedilamento da cena e obter uma imagem
realccedilada dado que os detalhes vistos na cena satildeo suavizados devido agraves limitaccedilotildees do sensor
Esta correccedilatildeo eacute realizada por um filtro linear e os pesos do filtro de restauraccedilatildeo satildeo obtidos a
partir das caracteriacutesticas do sensor e natildeo de forma empiacuterica como eacute feito no caso dos filtros
de realce tradicionais Neste caso o filtro eacute especiacutefico para cada tipo de sensor e banda
espectral Este tipo de processamento eacute recomendado para ser realizado sobre a imagem
original sem qualquer tipo de processamento tais como realce e filtragem que alterem as
caracteriacutesticas radiomeacutetricas da imagem Deve-se observar tambeacutem que natildeo eacute possiacutevel
processar uma imagem reamostrada jaacute que as caracteriacutesticas radiomeacutetrica e espacial da
imagem foram alteradas (INPE 2006)
Aleacutem das etapas do preacute-processamento de imagens digitais de sateacutelite existem outras que
utilizam teacutecnicas de realce com o objetivo de melhorar a qualidade visual e permitir uma
melhor interpretaccedilatildeo dos alvos nas imagens (IBGE 2001) As teacutecnicas utilizadas neste
trabalho foram Constraste Filtragem espacial e Composiccedilatildeo colorida
Segundo o INPE (2006) o contraste entre dois objetos pode ser definido como sendo a
razatildeo entre os seus niacuteveis de cinza meacutedios onde a manipulaccedilatildeo do contraste consiste numa
transferecircncia radiomeacutetrica em cada pixel (Picture Element ndash menor elemento num dispositivo
de exibiccedilatildeo ao qual eacute possiacutevel atribuir-se uma cor menor ponto que forma uma imagem
digital) tendo o objetivo de aumentar a discriminaccedilatildeo visual entre os objetos presentes na
imagem Realiza-se a operaccedilatildeo ponto a ponto independentemente da vizinhanccedila Entretanto
um exame preacutevio do histograma da imagem pode ser uacutetil O histograma de uma imagem
descreve a distribuiccedilatildeo estatiacutestica dos niacuteveis de cinza em termos do nuacutemero de amostras
(pixels) com cada niacutevel A distribuiccedilatildeo pode tambeacutem ser dada em termos da percentagem do
nuacutemero total de pixels na imagem Pode ser estabelecida uma analogia entre o histograma de
uma imagem e a funccedilatildeo densidade de probabilidade que eacute um modelo matemaacutetico da
distribuiccedilatildeo de tons de cinza de uma classe de imagens A cada histograma estaacute associado o
contraste da imagem conforme mostra a Figura 2ADe acordo com Rios Almeida e Ribeiro
(2010) esta teacutecnica tem por objetivo modificar atraveacutes de funccedilotildees matemaacuteticas os niacuteveis de
cinza ou os valores digitais de uma imagem de modo a destacar certas informaccedilotildees espectrais
e melhorar a qualidade visual da imagem
De acordo com Albuquerque (2000) para fazer uma operaccedilatildeo de filtragem espacial eacute
necessaacuterio escolher uma matriz de dimensatildeo n x n denominada maacutescara (Figura 2B) com
valores que dependem do filtro que queremos usar seja ele passa baixa (filtrando as altas
frequecircncias) passa banda (filtrando uma regiatildeo especiacutefica de frequecircncias espaciais) ou passa
alta (filtrando as baixas frequecircncias) Em uma imagem as altas frequecircncias correspondem agraves
modificaccedilotildees abruptas dos niacuteveis de cinza e as bordas dos objetos As baixas frequecircncias
correspondem agraves variaccedilotildees suaves dos niacuteveis de cinza Logo quando queremos evidenciar os
contornos de um determinado objeto podemos usar filtros do tipo passa alta Pode-se querer
observar a forma da iluminaccedilatildeo de fundo entatildeo devemos usar filtros passa-baixa para
eliminarmos todas as altas frequecircncias correspondendo agrave borda dos objetos e chegar agrave
iluminaccedilatildeo de fundo
A composiccedilatildeo colorida consiste em associar as imagens monocromaacuteticas de cada
banda agraves cores primaacuterias RGB (Red ndash Vermelho Green ndash Verde Blue ndash Azul) com o
objetivo de apresentar simultaneamente as informaccedilotildees de trecircs bandas espectrais em
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
13
composiccedilotildees coloridas que facilitam e enriquecem a interpretaccedilatildeo visual dos alvos (IBGE
2001) Como exemplo de composiccedilatildeo colorida temos a Figura 2Cque associa a banda 3 agrave cor
vermelha (R) a banda 4 agrave cor verde (G) e a banda 5 agrave cor azul (B)
De acordo com Souza (2012) as aacutereas urbanas natildeo podem ser caracterizadas por um
comportamento espectral padratildeo A vegetaccedilatildeo os corpos aquaacuteticos e os solos satildeo superfiacutecies
relativamente homogecircneas em termos de cobertura poreacutem nas aacutereas urbanas prevalece a
heterogeneidade das coberturas As aacutereas urbanas satildeo fisicamente formadas por uma grande
diversidade de materiais (superfiacutecies de concreto asfalto telhados de vaacuterios materiais solo
vegetaccedilatildeo arboacuterea e grama aacutegua entre outros) com formas alturas e arranjos tambeacutem
variados assim em uma imagem orbital o pixel pode representar vaacuterias coberturas o que
torna as aacutereas urbanas complexas do ponto de vista espectral Na Figura 2D pode-se observar
a similaridade espectral entre uma aacuterea urbana e uma aacuterea de cultivo de cana
Figura 2 - (A) Exemplo de Histograma de baixo contraste (agrave esquerda) e de alto contraste (agrave
direita) Fonte Modificado de INPE (2006) (B) Exemplo de maacutescara de 3 x 3 Fonte
Modificado de INPE (2006) (C) Exemplo de geraccedilatildeo de composiccedilatildeo colorida Fonte Brust
(2010) (D) Imagem do sateacutelite Landsat TM 5 na composiccedilatildeo colorida (RGB-543) adquirida
em 20091995 Fonte Souza (2012)
De acordo com Lima (2010) eacute possiacutevel classificar e agrupar os alvos de uma imagem a
partir dos vaacuterios niacuteveis de informaccedilotildees espectrais detectadas atraveacutes da adequaccedilatildeo das
imagens digitais utilizando-se os procedimentos do preacute-processamento Assim pode-se criar
um uacutenico niacutevel de informaccedilatildeo temaacutetica (categorias ou classes) para cada elemento
identificado e dessa forma gerar mapas temaacuteticos Os meacutetodos utilizados na classificaccedilatildeo das
imagens de sateacutelite variam com o tipo e complexidade do ambiente analisado caracteriacutesticas
do sensor e sateacutelite utilizado aspectos sazonais que alteram as caracteriacutesticas dos alvos e da
incidecircncia de energia solar extensatildeo da aacuterea de estudo equipamentos e recursos humanos
disponiacuteveis grau de conhecimento do ambiente por parte do inteacuterprete entre outros A
classificaccedilatildeo eacute a principal etapa do processamento de imagens a partir do qual satildeo extraiacutedas
as informaccedilotildees necessaacuterias para diversas aplicaccedilotildees Pode ser realizada atraveacutes de trecircs
teacutecnicas baacutesicasInterpretaccedilatildeo VisualClassificaccedilatildeo Digital Natildeo SupervisionadaClassificaccedilatildeo
Digital Supervisionada
A interpretaccedilatildeo visual de imagens de sateacutelite consiste em identificar as feiccedilotildees
impressas nessas imagens e determinar seu significado atraveacutes de chaves de interpretaccedilatildeo
onde eacute fundamental por parte do analista o conhecimento da aacuterea a ser mapeada (LIMA
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
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2010) De acordo com Soares-Filho (2000) as caracteriacutesticas das imagens tais como
Tonalidade Cor Textura Forma Estrutura Sombra e contexto satildeo as chaves de uma boa
interpretaccedilatildeo A partir dessas caracteriacutesticas pode ser estruturado um meacutetodo de identificaccedilatildeo
por ldquochavesrdquo que se apoia em um estudo comparativo atraveacutes de objetos e feiccedilotildees conhecidas
que satildeo utilizadas como guias
Maillard (2001) diz que na classificaccedilatildeo Supervisionada o inteacuterprete jaacute possui um
conhecimento da aacuterea de estudo que podem ser utilizados como amostras de treinamento para
o algoritmo de classificaccedilatildeo de forma que os dados de cada classe temaacutetica podem ser
generalizados para toda cena agrupando cada pixel da imagem de acordo com as classes
amostradas Existem diversos algoritmos de classificaccedilatildeo supervisionada implementados em
aplicativos computacionais sendo o algoritmo Maxver (Maacutexima Verossimilhanccedila) um dos
mais utilizados para classificaccedilatildeo digital de imagens pixel a pixelINPE (2006) define que o
algoritmo de classificaccedilatildeo Maxver utiliza agrave meacutedia e a covariacircncia das amostras de treinamento
para assinalar um pixel desconhecido de uma classe assim pode-se computar a probabilidade
estatiacutestica de um pixel desconhecido pertencer a uma ou outra classe atribuindo a este pixel a
classe agrave qual ele tem maior probabilidade de pertencer utilizando o criteacuterio de maacutexima
verossimilhanccedila
Em qualquer procedimento de classificaccedilatildeo de imagens de sateacutelite o objetivo eacute a
geraccedilatildeo de mapas temaacuteticos que devem transmitir a realidade do terreno da forma mais
precisa possiacutevel Para isso deve ser verificado o niacutevel de incerteza destes mapas atraveacutes de
iacutendices de exatidatildeo para que as informaccedilotildees obtidas possam ser utilizadas adequadamente
(LIMA 2010) Segundo Mangabeira Azevedo e Lamparelli (2003) um dos paracircmetros mais
utilizados e eficientes na determinaccedilatildeo da exatidatildeo de mapas temaacuteticos eacute o iacutendice Kappa que
eacute obtido mediante a adoccedilatildeo de uma referecircncia para a comparaccedilatildeo dos mapeamentos
produzidos A determinaccedilatildeo deste iacutendice eacute feita com base numa tabulaccedilatildeo cruzada entre as
quantidades de dados amostrais de referecircncia e da imagem classificada estruturada numa
matriz quadrada denominada matriz de erros ou de confusatildeoSegundo Campbell (1987) a
estimativa Kappa pode ser representada pela seguinte relaccedilatildeo exposta na Equaccedilatildeo 2
K = (observado ndash esperado) (1 ndash esperado) (2)
Observado = valor global para o percentual de pixels corretos
Esperado = valor calculado usando os totais de cada linha e cada coluna da matriz
denominados de valores marginais
Os resultados do Coeficiente Kappa variam de 0 a 1 indicando de forma crescente o
grau de concordacircncia ou exatidatildeo do mapa classificado com relaccedilatildeo aos dados de referecircncia e
podem ser agrupados em intervalos de acordo com aTabela 1
Tabela 1 - Intervalos de valor do coeficiente Kappa e respectivos graus de concordacircncia
Fonte Landis e Koch (1977)
Valor de Kappa Concordacircncia
0 Peacutessima
001 ndash 020 Ruim
021 ndash 040 Razoaacutevel
041 ndash 060 Boa
061 ndash 080 Muito boa
081 ndash 100 Excelente
Dependendo do valor do coeficiente Kappa encontrado e das necessidades e objetivos
do trabalho podem ser feitas correccedilotildees a fim de garantir um refinamento da qualidade
informativa do mapa Os dados obtidos podem ser utilizados em conjunto com outros planos
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15
de informaccedilatildeo em ambiente SIG possibilitando sua integraccedilatildeo e manipulaccedilatildeo como base de
dados para sistemas de suporte a decisatildeo (LIMA 2010)
METODOLOGIA
A imagens de sateacutelite Landsat sensor TM-5 foram adquiridas do INPE nas bandas
12345 e 7 na oacuterbitaponto 21674 do municiacutepio de Alegre-ES nos anos de 1985 1997
2001 2006 e 2011 Foi utilizada tambeacutem a ortofoto do municiacutepio (IEMA 2007) para servir
como base para o registro das imagens de sateacutelite e tambeacutem para comparaccedilatildeo visual com a
classificaccedilatildeo
Para a elaboraccedilatildeo dos mapas foram utilizados os softwares SPRING 52 e ArcGISreg
10 sendo o que primeiro foi utilizado para o tratamento e processamento digital das imagens
de sateacutelite e o segundo para confecccedilatildeo final dos mapas de vegetaccedilatildeo hidrografia topografia
solos e das classificaccedilotildees
Durante o preacute-processamento foram aplicadas as teacutecnicas de Processamento Digital de
Imagens com o objetivo de georreferenciar e melhorar a qualidade das imagens para uma
melhor visualizaccedilatildeo facilitando a identificaccedilatildeo e extraccedilatildeo de informaccedilotildees contidas nas
imagens digitais aumentando assim o potencial de diferenciaccedilatildeo dos alvos e
consequentemente obtendo melhores resultados na classificaccedilatildeo das imagens As bandas 3 4
e 5 foram restauradas para a resoluccedilatildeo de 15m
Foi aplicado contraste nas bandas 3 4 e 5 modificando o histograma original como
mostra o Quadro 1
Quadro 1 - Mudanccedila no histograma das bandas 3 4 e 5 apoacutes contraste aplicado na imagem
de 1985 do sateacutelite Landsat - TM 5 Fonte Autores
Bandas Histograma Original Histograma (Contraste)
Banda 3 ndash Vermelho
Banda 4 ndash Infravermelho Proacuteximo
Banda 5 ndash Infravermelho Meacutedio
Foi aplicada a filtragem linear utilizando uma matriz 2x2 (Quadro 2) apropriada para
imagens Landsat TM no software SPRING com o objetivo de suavizar as imagens realccedilando
assim a visualizaccedilatildeo das bandas e obtendo imagens com mais nitidez
Quadro 1 - Matriz utilizada na filtragem de imagens Landsat TM Fonte INPE (2006)
3 -7 -7 3
-7 -7 13 -7
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
16
-7 13 13 -7
3 -7 -7 3
Para identificaccedilatildeo das amostras de treinamento foi utilizada a combinaccedilatildeoRGB-543 o
que destacou melhor as aacutereas urbanas Para a classificaccedilatildeo foram definidas duas classes Aacuterea
urbana e Natildeo urbana Em seguida foram coletadas as amostras de treinamento para cada
classe como pode ser observado na Figura 3
Figura 3 - Amostras utilizadas para classificaccedilatildeo da imagem de 2011 em amarelo amostras
da classe urbana e em branco amostras da classe natildeo urbana Fonte Autores
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Usando a metodologia acima descrita seratildeo apresentados abaixo os resultados obtidos
a partir do processamento das imagens e da classificaccedilatildeo da aacuterea urbana do municiacutepio de
Alegre-ES para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011
O georreferenciamento foi executado utilizando-se feiccedilotildees semelhantes em duas
imagens para determinaccedilatildeo dos pontos de controle como cruzamento de estradas aacutereas de
vegetaccedilatildeo aacuterea urbana e rios A resoluccedilatildeo das imagens (30 metros) pode atrapalhar pois
devido ao baixo niacutevel de detalhe fica difiacutecil determinar o ponto semelhante nas duas imagens
de forma exata No entanto o RMS ficou em torno de 03 de acordo com a equaccedilatildeo (1)
mostrando que a diferenccedila entre as coordenadas dos pontos de controle das imagens a serem
ajustadas e os pontos de controle da fonte de dados de referecircncia ficou pequena significando
uma boa precisatildeo
O processo de restauraccedilatildeo para a resoluccedilatildeo de 15metros mostrou uma melhora na
nitidez da imagem restaurada (Figura 4B) em comparaccedilatildeo com a imagem original (Figura
4A)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
17
Figura 4 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 de 1985 da cidade de
Alegre-ES com resoluccedilatildeo de 30m (A) e restaurada para 15m (B)
Fonte Autores
A aplicaccedilatildeo do contraste nas bandas 34 e 5 permitiu um maior contraste entre as
feiccedilotildees da imagem com contraste (Figura 5B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem contraste
(Figura 5A)
Figura 5 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da
cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de contraste (A) e com aplicaccedilatildeo de contraste (B)
Fonte Autores
A filtragem espacial permitiu observar maior nitidez da imagem para distinccedilatildeo das
feiccedilotildees da imagem com filtro (Figura 6B) em comparaccedilatildeo com a imagem sem filtro (Figura
6A)
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
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Figura 6 - Composiccedilatildeo colorida RGB ndash 543 da imagem Landsat-TM 5 do ano de 1985 da
cidade de Alegre-ES sem aplicaccedilatildeo de filtragem (A) e apoacutes filtragem (B)
Fonte Autores
Na Figura 7 temos as imagens em composiccedilatildeo RGB ndash 543 correspondentes agrave
evoluccedilatildeo urbana de Alegre nos anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 Ao comparaacute-las
podemos observar um aumento significativo da mancha urbana este aumento pode ser
observado principalmente nas regiotildees sul e oeste da cidade
Figura 7 - Composiccedilatildeo RGB ndash 543 da aacuterea de estudo para os anos analisados
Fonte Autores
Na Figura 8 podemos observar as classificaccedilotildees realizadas pelo classificador Maxver
utilizando duas classes Aacuterea urbana (Azul) Natildeo urbana (Branco)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
19
Figura 8 - Classificaccedilotildees da Aacuterea Urbana de Alegre para os anos analisados
Fonte Autores
A Tabela 2 mostra a exatidatildeo das classificaccedilotildees realizadas e as aacutereas correspondentes
agrave classe urbana para cada ano o iacutendice Kappa (Equaccedilatildeo (2)) variou de 093 a 098 Este
resultado pode ser considerado excelente de acordo com a Tabela 1
Tabela 2 -Exatidatildeo das classificaccedilotildees e aacutereas urbanas calculadas Fonte Autores
1985 1997 2001 2006 2011
Iacutendice Kappa 095 097 095 093 098
Aacuterea Urbana (km2) 805 968 771 1079 758
Apesar do alto iacutendice de desempenho das classificaccedilotildees eacute possiacutevel observar regiotildees de
confusatildeo na classificaccedilatildeo das amostras das duas classes Observando as aacutereas calculadas
percebemos que natildeo haacute um aumento contiacutenuo da aacuterea urbana nas classificaccedilotildees pois a aacuterea do
ano de 1997 foi maior que a aacuterea de 2001 que por sua vez eacute menor que a de 1985 e ainda a
aacuterea de 2011 eacute menor que a de 2006 isso possivelmente estaacute associado agrave confusatildeo do
algoritmo ao identificar as classes
Ao compararmos a ortofoto da aacuterea de estudo com a classificaccedilatildeo de 2011 (Figura 9)
podemos perceber regiotildees de solo exposto sombras aacutereas de vegetaccedilatildeo e estradas
classificadas como aacutereas urbanas Eacute possiacutevel observar tambeacutem a ocupaccedilatildeo irregular da cidade
principalmente em aacutereas proacuteximas a rios e em topo de morros que contribuem para
problemas urbanos de inundaccedilotildees e deslizamento de encostas
Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
20
Figura 9 - Comparaccedilatildeo da ortofoto do ano de 2007 (a esquerda) com a classificaccedilatildeo de 2011
(a direita) com foco na aacuterea urbana da cidade de Alegre - ES
Fonte Autores
Eacute possiacutevel observar um aumento significativo da aacuterea urbana da sede se compararmos
visualmente as imagens de 1985 e 2011 este aumento se daacute principalmente nas regiotildees de
periferia mas tambeacutem podemos observar um adensamento dos pixels na regiatildeo central da
sede diminuindo a quantidade de aacutereas arborizadas no centro como eacute possiacutevel observar na
Figura 10
Figura 10 - Detalhamento das imagens de 1985 e 2011 mostrando a classificaccedilatildeo da aacuterea
urbana
Fonte Autores
Estes resultados jaacute eram esperados e podem ser explicados como mostra o trabalho de
Correia et al (2007) devido agrave dificuldade em estabelecer essas classes temaacuteticas na resoluccedilatildeo
das imagens de sateacutelite utilizadas que por natildeo possuir um niacutevel de detalhe elevado possuem
uma limitaccedilatildeo para discriminar alvos com uma mistura de vaacuterios elementos como eacute o caso da
aacuterea urbana gerando impactos na resposta espectral das imagens refletindo assim na
caracterizaccedilatildeo dessas classesO fato de terem sido admitidas somente duas classes tambeacutem
pode ter influenciando no resultado da classificaccedilatildeo pois algumas amostras apresentaram
distribuiccedilatildeo bimodal no entanto o erro foi muito baixo (em torno de 5) minimizando este
problema Outro fator que tambeacutem pode ter influenciado no resultado eacute o tamanho das
amostras de treinamento do algoritmo
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
21
Costa e Alves (2005) ao monitorar a expansatildeo urbana do municiacutepio de Campos dos
Goytacazes tambeacutem tiveram problemas devido agrave confusatildeo entre duas classes onde a textura
dos cordotildees litoracircneos se confundia com a textura da urbanizaccedilatildeo e concluiacuteram que era
necessaacuterio possuir um conhecimento preacutevio da aacuterea para realizar o estudo Isso mostra que a
interpretaccedilatildeo visual admitindo que o interprete possua um conhecimento preacutevio da aacuterea eacute
fundamental pois o classificador mesmo com amostras apresentando um desempenho
elevado ainda assim pode apresentar erros nos resultados
CONCLUSAtildeO
A metodologia utilizada para a anaacutelise multitemporal do crescimento da mancha
urbana de Alegre para os anos de 1985 1997 2001 2006 e 2011 efetuada no presente
trabalho mostrou-se eficiente tornando possiacutevel visualizar as transformaccedilotildees ocorridas no
intervalo de tempo de 26 anos Assim outros resultados poderiam ser encontrados caso a
anaacutelise fosse feita em outros periacuteodos e com diferentes intervalos
O software SPRING se mostrou uma boa ferramenta para se analisar as questotildees de
urbanizaccedilatildeo e por ser disponiacutevel gratuitamente serve como opccedilatildeo para o planejamento urbano
municipal com um baixo custo
Um estudo mais detalhado utilizando-se imagens com uma melhor resoluccedilatildeo espacial
e espectral e em diferentes periacuteodos diminuindo o intervalo de tempo entre imagens pode
obter dados para um planejamento urbano mais detalhado diminuindo assim os riscos
causados pela ocupaccedilatildeo de aacutereas indevidas
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Anaacutelise multitemporal da ocupaccedilatildeo urbana na cidade de Alegre ndash Espiacuterito Santo
24
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Rio de Janeiro RJ
sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES
sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
25
Capiacutetulo 2
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a
prospecccedilatildeo de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
Faacutebio Cardoso de Souza Santossup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3
Juacutelia Sesana Maciel3 Carlos Henrique Rodrigues de Oliveira4
INTRODUCcedilAtildeO
Desde os primoacuterdios na civilizaccedilatildeo Egiacutepcia o manganecircs jaacute era usado como parte do
composto quiacutemico para a produccedilatildeo de vidro Com o avanccedilo das civilizaccedilotildees esse elemento
passou a possuir outras aplicaccedilotildees tanto no setor metaacutelico quanto no natildeo-metaacutelico Das
diversas utilizaccedilotildees do manganecircs a mais importante seria a produccedilatildeo das ligas de accedilo
constituiacutedas pela mistura de ferro e manganecircs Outras ligas tambeacutem satildeo produzidas com a
combinaccedilatildeo do manganecircs com diferentes metais como as ligas de cobre zinco alumiacutenio
estanho e chumbo O manganecircs tem a propriedade de dessulfurizaccedilatildeo (retirada do enxofre) e
deoxidante tornando melhor as caracteriacutesticas fiacutesicas e quiacutemicas das ligas de accedilo (SAMPAIO
et al 2005)
Sabe-se que a induacutestria do accedilo absorve cerca de 92 de toda produccedilatildeo mundial do
mineacuterio de manganecircs natildeo sendo diferente no Brasil onde o uso tambeacutem eacute liderado pela
metalurgia (85) seguido da fabricaccedilatildeo de pilha (10) e a induacutestria quiacutemica (5) (COSTA
2004) No Estado do Espiacuterito Santo as jazidas de manganecircs ateacute o momento estatildeo localizadas
unicamente no municiacutepio de Guaccediluiacute com cerca de um milhatildeo de toneladas poreacutem a
prospecccedilatildeo deste elemento ainda estaacute em fase de pesquisa (DNPM 2013)
Tendo em vista a importacircncia do elemento manganecircs para a induacutestria se faz
necessaacuterio o investimento em pesquisas para o reconhecimento mapeamento e amostragens
desse elemento Do reconhecimento em campo ateacute a explotaccedilatildeo existem vaacuterias etapas que
utilizam diversas metodologias (PEREIRA 2012) entretanto o presente trabalho estaacute focado
na fase de reconhecimento de aacutereas que possuam favorabilidade para a presenccedila do manganecircs
utilizando a anaacutelise multicriteacuterio como ferramenta base do estudo
A anaacutelise multicriteacuterio eacute baseada em uma modelagem matemaacutetica utilizando
paracircmetros ponderados relacionados agrave aacuterea de estudo e ao bem mineral de interesse
envolvendo ainda paracircmetros correlacionados atraveacutes das observaccedilotildees analiacuteticas e de campo
Atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio satildeo gerados os mapas de favorabilidade que tem se mostrado
de grande valia no auxiacutelio de identificaccedilatildeo de aacutereas alvo na exploraccedilatildeode bens minerais
reduzindo o tempo e o custo com pesquisas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004)
A anaacutelise multicriteacuterio consiste em um conjunto de teacutecnicas que visam auxiliar um
agente decisor a tomar decisotildees acerca de um problema complexo ponderando e propondo
alternativas para solucionaacute-lo utilizando diferentes criteacuterios e pontos de vista preacute-
estabelecidos As decisotildees satildeo sempre pautadas com base nos criteacuterios considerados
relevantes para a resoluccedilatildeo do problema em questatildeo podendo existir diversos criteacuterios onde
cada um possui seu grau de importacircncia (JANUZZI et al 2009)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
26
As teacutecnicas de geoprocessamento utilizadas na confecccedilatildeo dos mapas de favorabilidade
para ocorrecircncia de mineralizaccedilotildees como ouro chumbo zinco e cobre vecircm obtendo
resultados satisfatoacuterios ao longo das uacuteltimas deacutecadas (ARAUacuteJO e MACEDO 2004) Em
contra partida ainda existem poucos estudos onde se aplica as teacutecnicas de anaacutelise de
favorabilidade para estudo de mineralizaccedilotildees de manganecircs
Este trabalho teve por objetivo geral identificar aacutereas que possuam alta favorabilidade
para a prospecccedilatildeo de manganecircs na porccedilatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo utilizando teacutecnicas
de geoprocessamento atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio mapeamento e anaacutelises de campo para
comprovar ou natildeo a veracidade dos dados obtidos com o geoprocessamento
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
A aacuterea de trabalho estaacute localizada na macrorregiatildeo Sul do Estado do Espiacuterito Santo na
regiatildeo da divisa entre os estados do Rio de Janeiro Minas Gerais e Espiacuterito Santo Situasse
entre os municiacutepios de Guaccediluiacute Divino de Satildeo Lourenccedilo Dores do Rio Preto e Satildeo Pedro de
Rates (distrito de Guaccediluiacute) sendo delimitada pelas coordenadas UTM S 7698000 m e
7712000 m e E 206000 m e 218000 m (Figura 1)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo no Brasil e no Estado do Espiacuterito Santo
representada com as principais vias de acesso Fonte Autores
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL
CONTEXTO GEOLOacuteGICO
O arcabouccedilo geoloacutegico (Figura 2) da aacuterea eacute composto pelo complexo Juiz de Fora
Grupo Andrelacircndia Lineamento Guaccediluiacute rochas intrusivas gnaissificadas e depoacutesitos mais
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
27
jovens como aluviotildees coluacutevios pilhas ricas em caulim e outros resiacuteduos provenientes da
extraccedilatildeo de pegmatitos O Complexo Juiz de Fora eacute formado por ortopiroxecircnio-gnaisse de
composiccedilatildeo feacutelsica a maacutefica ortopiroxecircnio-clinopiroxecircnio-anfiboacutelio-gnaisse gnaisse
migmatiacutetico bandado migmatitos e gnaisses migmatizados Jaacute o Grupo Andrelacircndia eacute
composto por granada-biotita-gnaisse anfiboacutelio-biotita-gnaisse e gnaisse de composiccedilatildeo
predominantemente granodioriacutetica O Lineamento Guaccediluiacute eacute formado por anfiboacutelio-biotita
gnaisse milonitizado com ultramilonitos e milonitos E as rochas intrusivas gnaissificadas
satildeo os gnaisses tonaliacuteticos de Manhuaccedilu compostos por ortognaisses tonaliacuteticos
granodioriacutetico a trondhjemiacutetico com intercalaccedilotildees de anfiboacutelio-biotita gnaisse (HORN
2007)
Figura 2 - Destaque da aacuterea de estudo na Folha Espera Feliz - SF 24-V-A-IV
Fonte Modificado de HORN et al (2007)
GEOPROCESSAMENTO
O geoprocessamento ou processamento de dados geograacuteficos eacute feito atraveacutes de
teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais e realiza o tratamento de informaccedilotildees geograacuteficas em
ambiente virtual Em conjunto existe o sistema de informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) que eacute capaz
de simular a realidade do espaccedilo geograacutefico integrando informaccedilotildees espaciais (BALDOTTO
2014)
Dentro do ambiente computacional as caracteriacutesticas de uma determinada aacuterea podem
ser analisadas e manipuladas com diversas teacutecnicas A digitalizaccedilatildeo de dados reais possibilita
a geraccedilatildeo de mapas observacionais e o conjunto desses mapas observacionais depois de
manipulados geram os mapas analiacuteticos Os mapas analiacuteticos podem ser processados
utilizando operaccedilotildees algeacutebricas cumulativas como adiccedilatildeo multiplicaccedilatildeo e subtraccedilatildeo ou
atraveacutes de modelos loacutegicos como simultaneidade booleana possibilidade fuzzy e
probabilidade bayesiana onde seus produtos satildeo chamados de mapas fundidos e mapas
integrados respectivamente (SILVA 2003)
Rodrigues (2012) utilizou teacutecnicas de geoprocessamento a fim de realizar um estudo
sobre a mineralizaccedilatildeo de ouro no cinturatildeo de Gurupi Folha Centro Nova do Maranhatildeo
MAPA com o auxiacutelio da loacutegica fuzzy A aplicaccedilatildeo do meacutetodo permitiu identificar aacutereas de
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
28
favorabilidade para a presenccedila de mineralizaccedilotildees auriacuteferas Grande parte das aacutereas destacadas
coincidiram com os jazimentos conhecidos comprovando a eficaacutecia do meacutetodo e dando maior
confiabilidade para as novas aacutereas indicadas pela modelagem
Cunha et al (2001) utilizaram o geoprocessamento na avaliaccedilatildeo da favorabilidade para
a prospecccedilatildeo mineral de cromo na regiatildeo de Pinheiros Altos no municiacutepio de Piranga em
Minas Gerais com auxiacutelio da teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico e obtiveram resultados
satisfatoacuterios conseguindo aacutereas coerentes para o modelo prospectivo adotado
Baldotto (2014) utilizou geoprocessamento e teacutecnicas de anaacutelise multicriteacuterio
aplicando loacutegica fuzzy booleana e teacutecnica de processo hieraacuterquico analiacutetico (AHP) para
delimitaccedilatildeo de aacutereas favoraacuteveis agrave prospecccedilatildeo de aacutegua subterracircnea no Sul do Estado do
Espiacuterito Santo As teacutecnicas se mostraram eficazes para o tipo de anaacutelise realizada permitindo
a integraccedilatildeo de dados geoloacutegicos que influenciam diretamente na disponibilidade de aacutegua em
sistemas aquiacuteferos cristalinos
Benda et al (2014) fizeram uso do geoprocessamento em conjunto com a loacutegica
fuzzy para criaccedilatildeo de zoneamento no Parque Estadual da Cachoeira da Fumaccedila-ES para fins
de conservaccedilatildeo Utilizaram como fatores os mapas de declividade uso do solo e massa de
aacutegua e tiveram como produto final o mapa de final de adequabilidade para conservaccedilatildeo A
metodologia empregada possibilitou a identificaccedilatildeo de aacutereas especiacuteficas e com maior
vulnerabilidade ao uso puacuteblico e permitiu um melhor direcionamento no trabalho dos
gestores com um menor custo financeiro ao poder estadual
ANAacuteLISE DE FAVORABILIDADE
A anaacutelise de favorabilidade eacute de fundamental importacircncia em um processo decisoacuterio
Atraveacutes desta anaacutelise eacute possiacutevel dividir o espaccedilo geograacutefico em parcelas hierarquizadas
segundo um grau de favorabilidade A favorabilidade pode ser medida por meio de valores
relativos ou probabiliacutesticos avaliando-se respectivamente a possibilidade ou a probabilidade
de ocorrecircncia de algum fator ou variaacutevel na aacuterea de interesse Essa teacutecnica vem sendo
aprimorada agrave medida que a tecnologia de SIG vai evoluindo e cada vez mais estaacute sendo
utilizada pela induacutestria mineral e por agecircncias do governo como um dos meios de menor
custo para avaliaccedilatildeo de aacutereas de interesse na exploraccedilatildeo de recursos minerais (ROCHA et al
2000)
Vidal et al (2005) descreveu a anaacutelise de favorabilidade como um meacutetodo diferente
dos demais onde ao inveacutes de analisar isoladamente cada variaacutevel amostrada os atributos
georreferenciados satildeo particionados em ceacutelulas e correlacionados espacialmente dando
origem aos mapas de favorabilidade Levando em consideraccedilatildeo a distribuiccedilatildeo espacial e a
coexistecircncia entre variaacuteveis e depoacutesitos a anaacutelise de favorabilidade torna possiacutevel inferir
quanto e de que modo cada variaacutevel mapeada estaacute associada ao processo e
consequentemente em que grau ele indica a existecircncia de um bem mineral
Para Rostirolla (1996) a utilizaccedilatildeo da anaacutelise de favorabilidade na prospecccedilatildeo
geoloacutegica estaacute fundamentada em um estudo estatiacutestico de fatores que viabilizam ou natildeo a
existecircncia de depoacutesitos minerais A base do estudo estaacute fundamentada na ponderaccedilatildeo e
associaccedilatildeo espacial de dados geoloacutegicos e geofiacutesicos com fins exploratoacuterios O intuito
principal dessa avaliaccedilatildeo eacute diminuir custo e tempo de pesquisa identificando aacutereas com maior
potencial para descobertas
Os criteacuterios utilizados nessa anaacutelise podem ser de natureza restritiva ou relativa Os
criteacuterios restritivos atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo responsaacuteveis
por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas Representam
restriccedilotildees absolutas ao que se deseja estudar e descartam todas as aacutereas que natildeo atendem a
alguma restriccedilatildeo que elas representam Estes criteacuterios satildeo sempre de caraacuteter booleano
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
29
representando ldquosimrdquo ou ldquonatildeordquo na anaacutelise Os criteacuterios relativos (escalonados) satildeo utilizados
para realccedilar ou diminuir a adequabilidade de uma alternativa especiacutefica para uma atividade
ou objeto definindo um determinado grau de aptidatildeo para a aacuterea considerada Os criteacuterios
escalonados definem regiotildees ou alternativas em termos de uma medida contiacutenua de
adequabilidade variando de 0 ateacute 255 onde zero possui adequabilidade nula e 255 a
adequabilidade maacutexima para o empreendimento analisado Estes criteacuterios satildeo sempre de
caraacuteter fuzzy (EASTMAN 2003 KOHAGURA 2007)
Dentro da anaacutelise fuzzy existem as funccedilotildees de pertinecircncia e podem ser de nove tipos
linear curva Z pi beta triangular trapezoidal gaussiana cautchy e sigmoide sendo a uacuteltima
mais utilizada nesse tipo de estudo por se adaptar melhor aos dados de origem ambiental
Esse tipo de funccedilatildeo sigmoidal pode ser monotocircnica crescente decrescente e simeacutetrica
(KOHAGURA 2007)
No estaacutegio em que eacute realizada a combinaccedilatildeo de dados para geraccedilatildeo da regra de
decisatildeo pode ser utilizada a anaacutelise multicriteacuterio onde diversos fatores com seus
determinados pesos de importacircncia satildeo combinados Saaty (1977 citado por MORETTI et al
2008) propocircs a utilizaccedilatildeo da teacutecnica de Processo Analiacutetico Hieraacuterquico (Analytic Hierarchy
Process ndash AHP) no auxiacutelio da decisatildeo de quais fatores satildeo mais importantes dentro do
determinado empreendimento visto sua relativa simplicidade de aplicaccedilatildeo e entendimento
Considerando que o decisor deveraacute executar a anaacutelise paritaacuteria entre os criteacuterios e entre os
subcriteacuterios a ferramenta utiliza-se da Escala Fundamental de Saaty (1977 citado por
MORETTI et al 2008) apresentando as opccedilotildees para esta comparaccedilatildeo que correlacionam
valores de acordo com o entendimento do operador (MORETTI et al 2008)
METODOLOGIA
Para a realizaccedilatildeo desse trabalho foram utilizados dados digitais vetores de curvas de
niacutevel e redes de drenagem adquiridos do Geobases (2002) mapa geoloacutegico de aacuterea de estudo
que foi digitalizado e modificado da Carta Geoloacutegica Folha Espera Feliz SF24-V-A-IV
(HORN 2007) mapa geoloacutegico regional e mapa de pontos ambos feitos com base nos dados
obtidos durante a etapa de campo
A metodologia adotada neste trabalho inclui a coleta e tratamento dos dados por meio
de aquisiccedilatildeo armazenamento e descriccedilatildeo para posterior anaacutelise em ambiente digital tanto de
arquivos vetoriais quanto matriciais de toda a regiatildeo do estudo (BALDOTTO 2014)
Na etapa inicial do trabalho foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica onde foram
consultadas informaccedilotildees preacute-existentes da aacuterea de estudo principalmente informaccedilotildees
geoloacutegicas e metodologia anaacuteloga a que foi utilizada
Na segunda etapa do trabalho foi realizado o geoprocessamento dos dados a geraccedilatildeo e
padronizaccedilatildeo dos fatores e restriccedilotildees e aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio Sendo esses itens
descritos nos seus respectivos sub-toacutepicos abaixo
ETAPA DE CAMPO
A etapa de campo foi realizada em um total de 11 dias entre os meses de setembro a
novembro de 2014 Essa etapa consistiu no caminhamento pela aacuterea descriccedilatildeo dos diversos
litotipos e tentativa de identificaccedilatildeo do manganecircs fazendo uso da aacutegua oxigenada que reage
na presenccedila de manganecircs gerando na superfiacutecie da rocha um fluido branco espumoso
GEOPROCESSAMENTO
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
30
Nessa etapa foram organizados e confeccionados todos os mapas necessaacuterios para a
realizaccedilatildeo do trabalho em ambiente de SIG O banco de dados inicial foi organizado com o
intuito de possuir o maacuteximo de informaccedilotildees e recursos para facilitar e acelerar os processos de
anaacutelises empregados neste trabalho
O mapa geoloacutegico e o mapa de pontos foram gerados com dados de campo atraveacutes de
anaacutelise de afloramento e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rocha O mapa de modelo digital de
elevaccedilatildeo foi elaborado utilizando as curvas de niacutevel da regiatildeo de estudo
GERACcedilAtildeO DE MAPAS DE RESTRICcedilAtildeO E FATORES
Foram definidas duas restriccedilotildees e trecircs fatores tendo como meta a geraccedilatildeo do mapa de
favorabilidade As restriccedilotildees atuam como limitadores das alternativas em questatildeo e satildeo
responsaacuteveis por excluir aacutereas de acordo com determinadas condiccedilotildees preacute-estabelecidas
sendo consideradas as Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes conforme os artigos 2deg e 3deg da
Resoluccedilatildeo ndeg 303 do CONAMA (2002) e as localidades fora do limite da aacuterea de estudo
Os trecircs fatores escolhidos foram padronizados em uma escala de adequabilidade que
varia de menos apto (0) a mais apto (255) e foi utilizado a teacutecnica de processo analiacutetico
hieraacuterquico (AHP) para a comparaccedilatildeo entre os fatores seguindo uma ordem de prioridade
sendo considerados na ordem de maior para menor importacircncia a litologia a declividade e a
cota
O fator litoloacutegico foi levado em consideraccedilatildeo pois a presenccedila da rocha eacute essencial para
geraccedilatildeo de qualquer depoacutesito mineral e o fator possui a finalidade de identificar as litologias
que apresentam composiccedilatildeo mineraloacutegica mais favoraacutevel para a formaccedilatildeo de depoacutesitos
lateriacuteticos Este fator foi realizado baseando-se no mapa geoloacutegico gerado atraveacutes de anaacutelises
em campo e descriccedilatildeo macroscoacutepica de rochas Das oito litologias identificadas e descritas em
campo apenas duas foram encontradas associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs que
satildeo o leucognaisse e o biotitito Devido a essa caracteriacutestica essas duas litologias foram
consideradas com maiores graus de importacircncia dentro do fator entretanto como foram
encontrados mais depoacutesitos lateriacuteticos associados ao leucognaisse do que ao biotitito o grau
de importacircncia do leucognaisse foi considerado maior do que o do biotitito As outras
litologias que natildeo apresentaram associaccedilatildeo a depoacutesitos de manganecircs tiveram seu grau de
importacircncia calculado a partir da composiccedilatildeo mineraloacutegica da rocha visto que cada mineral
que compotildee a rocha pode ter ou natildeo na sua estrutura quiacutemica a presenccedila do elemento
manganecircs Na Tabela 1 estatildeo todas as litologias encontradas em campo com seus respectivos
valores de favorabilidade que foram atribuiacutedos seguindo a metodologia descrita acima
Quadro 1 - Normatizaccedilatildeo das classes litoloacutegicas Fonte Autores
Litologia Valor atribuiacutedo
Leucognaisse 255
Biotitito 200
Granada-Biotita Gnaisse 100
Granada-Biotita-Feldspato Protomilonito 100
Granada-Biotita-Piroxecircnio Gnaisse 100
Biotita-Piroxecircnio Granulito 50
Biotita Gnaisse 50
Leucogranito 50
O fator declividade tem como principal finalidade a identificaccedilatildeo de aacutereas planas
Biondi (2003) descreveu que para a geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos seja residual ou
supergecircnico independentemente de qual mineacuterio estaacute sendo estudado necessita-se de um
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
31
terreno com menor declividade para facilitar sua acumulaccedilatildeo Com estas informaccedilotildees o fator
declividade passa a ter um grau alto de importacircncia dentro da anaacutelise multicriteacuterio ficando
abaixo apenas do fator litoloacutegico
A normatizaccedilatildeo do mapa de declividade foi feita utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia
fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente onde as aacutereas planas e com ateacute 10 graus de
inclinaccedilatildeo foram consideradas de maacutexima adequabilidade (255) no momento em que o valor
da inclinaccedilatildeo ultrapassa os 10 graus essa adequabilidade decresce ateacute chegar ao valor miacutenimo
(0) onde a inclinaccedilatildeo eacute de 30ordm e acima deste valor de inclinaccedilatildeo a adequabilidade torna-se
nula Estes valores foram adotados levando-se em consideraccedilatildeo tudo o que foi estudado na
pesquisa bibliograacutefica em trabalhos como o de Biondi (2003) Neto e Costa (2010) e
Leonardi e Ladeira (2012) e observaccedilotildees realizadas em campo
Neto e Costa (2010) realizaram o mapeamento de unidades geomorfoloacutegicas da Bacia
do Rio Cauameacute-RR no qual foi possiacutevel identificar deposiccedilatildeo lateriacutetica onde a declividade
variava de 01 a 3 graus terrenos relativamente planos Esse estudo confirma a preacute-disposiccedilatildeo
da formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas
Leonardi e Ladeira (2012) fizeram uma anaacutelise hipsomeacutetrica da Regiatildeo Nordeste do
Quadrilaacutetero Ferriacutefero-MG associado ao material de origem Nesse estudo foi possiacutevel
evidenciar na base do Complexo Alegria uma superfiacutecie plana que ultrapassou oito
quilocircmetros de extensatildeo com declividade inferior a 5ordm que estaacute associada agrave Crosta Lateriacutetica
de Ferricrete Contiacutenua Sendo estaacute mais uma evidecircncia da preacute-disposiccedilatildeo da formaccedilatildeo de
depoacutesitos lateriacuteticos em regiotildees mais aplainadas
O fator cota teve como objetivo a identificaccedilatildeo de aacutereas cujas cotas estatildeo proacuteximas de
mil metros de altitude geralmente topo de morros pois para haver a formaccedilatildeo e
desenvolvimento de depoacutesitos lateriacuteticos eacute necessaacuterio que o ambiente gerador possua alguns
paracircmetros essenciais como alta taxa de pluviosidade atuando na lixiviaccedilatildeo relevo pouco
inclinado para minimizar a accedilatildeo erosiva resultante da alta pluviosidade alta taxa de
percolaccedilatildeo de aacutegua para mobilizar a mateacuteria lixiviada e por fim cotas topograacuteficas elevadas
em relaccedilatildeo ao niacutevel de base regional sendo essencial para promover uma taxa contiacutenua nos
processos citados acima (ALEVA 1994) Devido a esta caracteriacutestica de condicionar uma
taxa contiacutenua nos processos essenciais para geraccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos o fator cota estaacute
presente na anaacutelise multicriteacuterio deste trabalho possuindo um grau de importacircncia inferior ao
fator litoloacutegico e ao fator declividade poreacutem sendo fundamental para comprovar a eficaacutecia do
estudo
A normatizaccedilatildeo do fator cota foi realizada utilizando a funccedilatildeo de pertinecircncia fuzzy
sigmoidal monotocircnica crescente onde aacutereas inferiores a 600 metros foram consideradas de
adequabilidade miacutenima (0) agrave medida que o valor da cota sobe a adequabilidade cresce ateacute
atingir a cota de 800 metros onde a adequabilidade torna-se maacutexima (255) e com isso todas
cotas acima de 800 metros possui adequabilidade maacutexima Para definiccedilatildeo dos valores
adotados nesse fator levou-se em consideraccedilatildeo as observaccedilotildees realizadas em campo revisatildeo
bibliograacutefica sobre depoacutesitos lateriacuteticos e trabalhos como o de Morais et al (2002) e Oliveira
et al (2009)
Atraveacutes do Processo Analiacutetico Hieraacuterquico foram gerados os pesos onde seus valores
foram atribuiacutedos de acordo com o seu grau de importacircncia utilizando como base a escala
fundamental de Saaty (1977 citado por MORETTI et al 2008) Sendo assim ficou
estabelecido que o fator litoloacutegico eacute moderadamente mais importante que o fator declividade
o fator declividade eacute moderadamente mais importante que o fator cota e o fator litoloacutegico eacute
fortemente mais importante que o fator cota Com os fatores normatizados e os seus
respectivos pesos calculados os mapas foram agrupados utilizando a Combinaccedilatildeo Linerar
Ponderada onde os fatores foram multiplicados pelos seus pesos e em seguida somados para
geraccedilatildeo do mapa de adequabilidade Como no presente trabalho foi utilizada restriccedilatildeo o
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32
procedimento foi alterado e a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo de fatores
foi multiplicada pela restriccedilatildeo gerando o mapa de adequabilidade final
Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo par-a-par entre fatores Fonte Autores
Fator Litologia Declividade Cota
Litologia 1
Declividade 13 1
Cota 15 13 1
Na Tabela 3 estatildeo os valores correspondentes aos pesos calculados atraveacutes do processo
analiacutetico hieraacuterquico utilizando a matriz de comparaccedilatildeo Os pesos demostram a influecircncia de
cada fator no mapa final de adequabilidade Onde o fator litoloacutegico representou cerca de 64
no valor final da anaacutelise o fator declividade contribuiu com aproximadamente 26 e o fator
cota representou 10 A proporccedilatildeo de consistecircncia eacute um valor que mostra o erro obtido no
caacutelculo da matriz de comparaccedilatildeo e neste caso o erro foi de 003 estando dentro do limite
aceitaacutevel de 01
Quadro 3 - Resultado dos pesos calculados para cada fator Fonte Autores
Fator Peso
Litoloacutegico 064
Declividade 026
Cota 010
Com o mapa final de adequabilidade gerado foi possiacutevel comparar os resultados
obtidos atraveacutes da anaacutelise multicriteacuterio com os dados coletados em campo E assim discutir
sobre a confiabilidade da ferramenta de anaacutelise multicriteacuterio na obtenccedilatildeo de aacutereas com alta
adequabilidade para prospecccedilatildeo de depoacutesitos de manganecircs
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Como resultados foram obtidos os mapas de fatores que indicam como cada fator
influenciou no mapa final e utilizando esses mapas separadamente eacute possiacutevel discutir sobre a
importacircncia de cada fator na anaacutelise Entretanto quando eacute realizada a integraccedilatildeo dos mapas
na anaacutelise multicriteacuterio em um uacutenico mapa torna-se mais faacutecil o julgamento das aacutereas de
acordo com a adequabilidade
A Figura 3 conteacutem os mapas de fatores e restriccedilotildees utilizados nesse trabalho O fator
litoloacutegico apresentou grande favorabilidade na regiatildeo centro norte devido essa aacuterea ser
composta principalmente por rochas do tipo leucognaisse e biotitito que geralmente estatildeo
associadas a depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs O restante da aacuterea apresentou favorabilidade
variando de meacutedia agrave baixa devido agrave composiccedilatildeo das rochas e os valores atribuiacutedos a cada
uma delas
O leucognaisse foi considerado de muito alta favorabilidade em relaccedilatildeo agrave formaccedilatildeo de
depoacutesitos lateriacuteticos visto que a maior parte dos depoacutesitos encontrados em campo estatildeo
associados a esse tipo rochoso A litologia biotitito foi classificada com alta favorabilidade agrave
formaccedilatildeo de depoacutesito lateriacutetico uma vez que alguns depoacutesitos lateriacuteticos foram encontrados
associados a esta rocha Os litotipos granada biotita gnaisse granada biotita feldspato
protomilonito e granada biotita piroxecircnio gnaisse foram considerados de meacutedia
favorabilidade pois apesar de natildeo ter sido observado em campo qualquer associaccedilatildeo destes
litotipos com depoacutesitos lateriacuteticos a composiccedilatildeo mineraloacutegica destas rochas podem permitir a
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
33
formaccedilatildeo de algum tipo de depoacutesito de manganecircs lembrando que natildeo eacute apenas a mineralogia
que determina a formaccedilatildeo de depoacutesitos
As rochas biotita piroxecircnio gnaisse biotita gnaisse e Leucogranito foram classificadas
com baixa favorabilidade uma vez que a composiccedilatildeo mineraloacutegica das mesmas dificilmente
permitiraacute a formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos de manganecircs
O fator cota ficou evidenciado uma grande adequabilidade indo desde a parte central
ateacute o topo norte do mapa Da porccedilatildeo central ateacute a base sul do mapa a adequabilidade ficou
bem dividida variando de alta a nula Resultados esses jaacute esperados para esse fator visto que
a regiatildeo de estudo e bastante montanhosa estando sempre bem acima do niacutevel meacutedio do mar
Jaacute porccedilotildees com baixa ou nula adequabilidade estatildeo associadas as aacutereas mais baixas
simplesmente pela geomorfologia ou em alguns casos a canais de drenagem que ao longo do
tempo vatildeo dissecando o relevo e tornando-o mais baixo
O fator declividade como esperado apresentou uma grande quantidade de aacutereas com
alta adequabilidade e boa distribuiccedilatildeo visto que apesar da regiatildeo de estudo estaacute contida em
cotas elevadas o relevo predominante eacute pouco acidentado e os topos de morros satildeo mais
aplainados
A restriccedilatildeo hidrograacutefica estaacute presente neste trabalho com o intuiacutedo de identificar e
restringir todas as regiotildees que fazem parte das Aacutereas de Preservaccedilatildeo Permanentes em aacutereas
de Mata Ciliar A restriccedilatildeo foi realizada isolando um raio de 50 metros no entorno de
qualquer corpo drsquoaacutegua visto que dentro destas regiotildees eacute proibida a realizaccedilatildeo de estudos
prospectivos (CONAMA 2002)
Figura 3 - Mapas de Fatores e Restriccedilotildees (A) Fator Litoloacutegico (B) Fator Cota (C) Fator
Declividade (D) Restriccedilatildeo Hidrograacutefica Fonte Autores
No mapa final de adequabilidade (Figura 4A) observa-se que a aacuterea mais favoraacutevel
(255) agrave prospecccedilatildeo de manganecircs proposta por este trabalho estaacute localizada na parte superior
do mapa distribuiacuteda de leste a oeste poreacutem eacute possiacutevel encontrar outras regiotildees como na parte
central do mapa e uma pequena porccedilatildeo na regiatildeo sudoeste que embora obtivessem
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34
adequabilidade um pouco mais baixa (200-160) ainda possuem valores satisfatoacuterios O
restante do mapa apresentou uma adequabilidade variando de meacutedia (130) e baixa (50) A alta
adequabilidade encontrada na parte superior do mapa ocorre devido ao substrato rochoso ser
composta por leucognaisse rocha com maior peso de importacircncia dentro do fator litoloacutegico
que por sua vez eacute o fator de maior influecircncia dentro da anaacutelise e por essa regiatildeo apresentar as
maiores cotas da aacuterea de estudo Algumas regiotildees que possuem alta adequabilidade para os
fatores declividade e cota obtiveram uma adequabilidade variando de meacutedia (130) a baixa
(50) isto porque o fator litoloacutegico que teve o maior peso na anaacutelise alcanccedilou baixa
adequabilidade nessas aacutereas do mapa As porccedilotildees no mapa que apresentaram adequabilidade
nula satildeo aquelas onde as restriccedilotildees foram atuantes neste caso os corpos hiacutedricos
A etapa de campo obteve como produto um mapa de pontos (Figura 4B) onde foram
constatados pontos com a presenccedila de manganecircs pontos de depoacutesitos de manganecircs jaacute
descritos por outras literaturas e pontos que natildeo possuiacuteam a presenccedila do manganecircs Vale
salientar que a descriccedilatildeo de um ponto representa natildeo somente as caracteriacutesticas daquele exato
local mas tambeacutem do seu entorno A geraccedilatildeo deste mapa teve com intuiacutedo facilitar a
amostragem dos pontos que possuem a presenccedila de manganecircs e comparaacute-lo com o mapa de
adequabilidade final
Ao analisar o mapa de adequabilidade eacute possiacutevel perceber que todos os pontos
descritos em campo que possuiacuteam a presenccedila de manganecircs estatildeo associados a uma alta
adequabilidade Eacute importante explicar que ao fazer o caminhamento de campo procurasse
sempre utilizar rotas de mais faacutecil acesso para percorrer a aacuterea como por exemplo as redes de
drenagem No caso deste trabalho essa metodologia de caminhamento acabou acarretando
controveacutersia no momento de anaacutelise do mapa final pois pontos nos quais ficou comprovada a
presenccedila de manganecircs estatildeo situados tanto dentro de porccedilotildees de alta adequabilidade quanto de
adequabilidade nula isto devido aos pontos terem sido coletados proacuteximos agraves drenagens e o
sistema hidrograacutefico da regiatildeo ser considerado uma restriccedilatildeo de acordo com CONAMA
(2002) Essa controveacutersia natildeo diminui a comprovaccedilatildeo da eficaacutecia da ferramenta da anaacutelise
multicriteacuterio visto que os pontos representam uma aacuterea muito maior do que aquele exato
local onde o ponto foi descrito e a malha de restriccedilatildeo hidrograacutefica natildeo nega a presenccedila do
manganecircs apenas restringe a exploraccedilatildeo mineral por se tratar de uma aacuterea de preservaccedilatildeo
permanente
No mapa de adequabilidade foi utilizada uma simbologia com a forma de um ciacuterculo
vazado nos pontos que tiveram a presenccedila de manganecircs comprovada com o intuiacutedo de
representar melhor a aacuterea de influecircncia de cada ponto e tornar mais clara essa possiacutevel
controveacutersia ao se analisar o mapa Os pontos que possuem a presenccedila do manganecircs
identificados na Folha Espera Feliz ndash SF 24-V-A-IV (HORN 2007) foram associados a uma
adequabilidade variando de alta a meacutedia resultados que reforccedilam a eficaacutecia da anaacutelise
multicriteacuterio como uma ferramenta eficaz para prospecccedilatildeo de manganecircs na regiatildeo proposta
No mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel observar que 60 de todos os pontos que
possuem a presenccedila de manganecircs independente se satildeo pontos vistos em campo ou pontos
obtidos por meio de outras literaturas estatildeo localizados em regiotildees de alta adequabilidade
(255 ateacute 200) e os 40 restantes estatildeo localizados em porccedilotildees de meacutedia adequabilidade (130)
Utilizaccedilatildeo de anaacutelise multicriteacuterio e mapeamento no estudo da adequabilidade a prospecccedilatildeo
de manganecircs no sul do Estado do Espiacuterito Santo
35
Figura 4 - A) Mapa de adequabilidade final com os pontos de amostragem e drenagens (azul)
com isolamento de 50 metros (branco) delimitando a restriccedilatildeo hidrograacutefica de acordo com
CONAMA (2002) B) Mapa com discriminaccedilatildeo de pontos onde natildeo foi constatada a presenccedila
de manganecircs (pontos pretos) pontos que possuiacuteam manganecircs (pontos vermelhos) e pontos
buscados na literatura que jaacute tinham identificaccedilatildeo de presenccedila de manganecircs (pontos verdes)
Fonte Autores
CONCLUSAtildeO
A utilizaccedilatildeo das teacutecnicas de geoprocessamento se mostrou eficaz para o tipo de estudo
realizado permitindo a integraccedilatildeo de diferentes tipos de dados que influenciam diretamente
na formaccedilatildeo de depoacutesitos lateriacuteticos
Analisando o mapa de adequabilidade final eacute possiacutevel afirmar que o objetivo no qual
seria a avaliaccedilatildeo de aacutereas para a prospecccedilatildeo de manganecircs obteve resultados satisfatoacuterios visto
que na regiatildeo escolhida para o estudo cerca de 30 da aacuterea apresenta alta adequabilidade
(255 ateacute 200) 40 possui meacutedia adequabilidade (aproximadamente 130) e apenas 30 da
aacuterea ficou caracterizada por uma baixa adequabilidade (de 50 ateacute 0)
A anaacutelise multicriteacuterio pode ser considerada uma ferramenta que possui resultados
satisfatoacuterios quando utilizada com criteacuterios embasados aleacutem disso trata-se de uma
metodologia de baixo custo e faacutecil aplicabilidade cujos resultados podem minimizar o custo e
o tempo da fase de prospecccedilatildeo e pesquisa
O mapa de favorabilidade final apesar de ter resultados aceitaacuteveis poderaacute ser refinado
futuramente quando novos dados forem obtidos em campo acrescentando-se novos fatores
como por exemplo anaacutelises geoquiacutemicas e pedologia
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sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Engenharia Civil Universidade Federal de Viccedilosa Viccedilosa
MG
sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da
Sauacutede Alegre ES 3 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
39
Capiacutetulo 3
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura
de taludes em atividades de mineraccedilatildeo
Laacutezaro Correcirca Marcellinosup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Julio Almeida Moreira2 Carlos
Henrique Rodrigues de Oliveira3
INTRODUCcedilAtildeO
O planejamento geoteacutecnico na mineraccedilatildeo torna-se um fator de extrema importacircncia
pois as consequecircncias de um mau planejamento podem colocar em risco o empreendimento
mineiro Uma vez que se impotildee a exploraccedilatildeo do bem mineral em diferentes frentes de avanccedilo
tem-se notado um avanccedilo dos limites da cava cada vez mais extremos portanto criam-se
problemas geoteacutecnicos cada vez mais complexos
Com isso os desafios ao longo dos anos satildeo maiores pois aleacutem de se observar uma
tendecircncia no aprofundamento das cavas exige-se a adoccedilatildeo de meacutetodos geoteacutecnicos e
tecnoloacutegicos que possibilitem de forma segura e econocircmica a lavra da substacircncia de
interesse (REIS 2011)
Existem tambeacutem vaacuterios fatores que contribuem para a instabilidade de taludes uma
vez que iniciada a lavra os taludes possuem um caraacuteter temporaacuterio por isso adota-se fatores
de seguranccedila menores quando comparados a obras civis Apresentam tambeacutem instabilidade
derivada das vibraccedilotildees nos maciccedilos relacionadas as detonaccedilotildees e ao constante traacutefego de
veiacuteculos pesados sobre as bancadas por isso torna-se mais difiacutecil a previsatildeo desses eventos de
ruptura (PARDO 2009)
A deflagraccedilatildeo de um rompimento de talude pode estar condicionada a esses fatores
fiacutesicos predisponentes supracitados onde o grande desafio da comunidade cientiacutefica estaacute
relacionado a prever quantificar qualificar e temporizar o momento de ruptura do talude A
necessidade de melhorias no planejamento geoteacutecnico aliados a teacutecnicas geomorfoloacutegicas
hidroloacutegicas geoambientais e geoloacutegicas dentro da mineraccedilatildeo eacute um fator importante na
mitigaccedilatildeo de possiacuteveis desastres contra a vida ao meio ambiente perda de material e
prejuiacutezos econocircmicos incalculaacuteveis ao empreendimento aleacutem da necessidade de atender a
legislaccedilatildeo vigente que conteacutem diversas exigecircncias
Assim do ponto de vista geoteacutecnico a estabilidade de taludes associado ao sistema de
informaccedilotildees geograacuteficas (SIG) constitui ferramenta essencial na definiccedilatildeo da geometria da
cava aleacutem de mitigar os riscos supracitados durante a atividade de lavra (GOMES et al
2005) Logo o presente trabalho possui como objetivo o desenvolvimento de mapa litoloacutegico
e de lineamentos utilizando loacutegica fuzzy para utilizaccedilatildeo na anaacutelise de susceptibilidade de
talude em uma atividade de mineraccedilatildeo de ferro no Quadrilaacutetero Ferriacutefero (QF)
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
A aacuterea de estudo insere-se na regiatildeo do QF o qual eacute uma Proviacutencia Mineral que
possui este nome em funccedilatildeo do arranjo geomeacutetrico de sua morfoestrutura que se assemelha a
um quadrado Localiza-se na porccedilatildeo centro-sudeste do Estado de Minas Gerais e perfaz uma
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
40
aacuterea de aproximadamente 7000 Kmsup2 abrangendo os municiacutepios de Sabaraacute Santa Baacuterbara
Mariana Congonhas Ouro Preto Joatildeo Monlevade Rio Piracicaba Itauacutena e Itabira entre
outros 21 municiacutepios (Figura 1)
As principais vias de acesso agraves cidades satildeo pelas rodovias federais BR-262 e BR-361
e rodovias estaduais MG-129 MG-030 MG-040 entre outras Outra forma de acesso ao QF
se daacute pela Estrada de Ferro Vitoacuteria Minas (EFVM) onde quase toda produccedilatildeo das minas de
mineacuterio de ferro eacute escoada ateacute o Porto de Tubaratildeo em Vitoacuteria (ES)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo das principais minas da VALE SA no QF Fonte Modificado de
Costa (2008)
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL
Segundo Caputo (1983) talude compreende quaisquer superfiacutecies inclinadas que
limitam um maciccedilo de terra de rocha ou ambos Podem ser naturais casos das encostas ou
artificiais como os taludes de cortes e aterros Satildeo limitados na parte superior por uma Crista
ou Topo e na parte inferior por um ldquoPeacuterdquo como mostrado na Figura 2
Figura 2 - Elementos geomeacutetricos que compotildee um talude e satildeo utilizados para o
dimensionamento do mesmo Fonte Dyminski (2007)
Contudo considerando a estabilidade de taludes em atividade de mineraccedilatildeo os
elementos geomeacutetricos de um talude tornam-se um pouco mais complexos pois a cava final
de mina dependeraacute da conformaccedilatildeo dos taludes das rampas de acesso ao mineacuterio dos acircngulos
entre as vaacuterias bancadas existentes e da altura dos taludes Para uma cava ser operacionalizada
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41
e garantir a seguranccedila geoteacutecnica da mina deve conter necessariamente os seguintes
elementos geomeacutetrico (Figura 3)
Figura 3 - Elementos geomeacutetricos para o dimensionamento dos taludes de uma cava Fonte
Relatoacuterio Interno da Empresa (2013)
MEacuteTODOS DE ANAacuteLISE DE ESTABILIDADE DE TALUDES
A anaacutelise de estabilidade de taludes nos permite verificar a possibilidade de
escorregamento de taludes analisando-se as influecircncias relativas aos paracircmetros como
exemplo paracircmetros de resistecircncia litologia dentre outros que visam obter um estudo para
um melhor entendimento dos mecanismos de ruptura citados anteriormente As teacutecnicas de
anaacutelise de estabilidade podem ser divididas em grandes grupos que satildeo as anaacutelises
probabiliacutesticas anaacutelises determiniacutesticas e anaacutelises heuriacutesticas Sendo que a anaacutelise
probabiliacutestica requer conhecimento das distribuiccedilotildees de probabilidade ou das funccedilotildees de
densidade das variaacuteveis aleatoacuterias do problema ou seja a definiccedilatildeo da probabilidade de
ruptura ver Figura 4 (DYMINSKI 2007)
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
42
Figura 4 - Representaccedilatildeo probabiliacutestica das tensotildees atuantes e resistentes Fonte Dyminski
(2007)
A anaacutelise probabiliacutestica distingue-se da determiniacutestica por considerar a variabilidade
dos paracircmetros de caacutelculo particularmente a dispersatildeo natural para isto tem que ser
conhecida uma distribuiccedilatildeo de valores para cada paracircmetro (variaacuteveis aleatoacuterias) obtendo ou
assumindo uma distribuiccedilatildeo de probabilidade para o fator de seguranccedila As anaacutelises
probabiliacutesticas satildeo essenciais para a confecccedilatildeo de Mapas de Potencial de Ruptura Mapas de
Risco de Ruptura Mapas de Ocupaccedilatildeo de solos dentre outros (MONTOYA 2013)
As anaacutelises determiniacutesticas por sua vez buscam a quantificaccedilatildeo da estabilidade por
meio de fator numeacuterico que nos permitiraacute avaliar a respectiva seguranccedila se eacute ou natildeo estaacutevel
Sendo assim as anaacutelises determiniacutesticas satildeo baseadas em modelos fiacutesicos e buscam calcular
um fator ou coeficiente de seguranccedila (FS) As anaacutelises determiniacutesticas possuem diversos
meacutetodos sendo eles os de anaacutelise limite anaacutelise de tensatildeodeformaccedilatildeo e anaacutelise de
equiliacutebrio limite (MESQUITA 2013)
O meacutetodo de equiliacutebrio limite eacute tradicionalmente o mais utilizado para a determinaccedilatildeo
do FS pois estuda o equiliacutebrio de uma massa potencialmente instaacutevel Entende-se entatildeo que
estes meacutetodos se resumem a uma comparaccedilatildeo entre forccedilas que tendem a provocar movimento
ao longo de uma superfiacutecie de ruptura e forccedilas que contrariamente se opotildeem a este
movimento
ANAacuteLISES DE RISCO
Com objetivo de normatizar a terminologia aplicada aos estudos de aacutereas geoloacutegicas e
geoteacutecnicas Varnes (1984) propocircs uma definiccedilatildeo formal para diferentes sentidos de riscos
como risco especiacutefico hazard e vulnerabilidade
No Brasil os pioneiros a propor uma normatizaccedilatildeo foram Augusto Filho et al (1990)
que debateram tanto no acircmbito nacional quanto internacional termos conceitos e
nomenclatura associados ao termo Risco Atualmente os conceitos mais usuais satildeo aqueles
recomendados pelas associaccedilotildees das categorias como Australian Geomechanics Society
(AGS) International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (ISSMGE)
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43
International Society for Rock Mechanics (ISRM) Associaccedilatildeo Brasileira de Geologia de
Engenharia e Ambiental (ABGE) e da ISO 31000 (CORTELETTI 2014)
Ainda assim existe pouca unicidade acerca do tratamento dos conceitos e problemas
sobre a avaliaccedilatildeo de risco muitas vezes enfrentando barreiras quanto agrave avaliaccedilatildeo de
incertezas em Geotecnia e avaliaccedilatildeo de risco
GEOPROCESSAMENTO
Teacutecnicas matemaacuteticas e computacionais que leva em consideraccedilatildeo o processamento
de dados geograacuteficos satildeo conhecidas como geoprocessamento Segundo algumas definiccedilotildees
adotadas por Menezes (2012) as ferramentas computacionais utilizadas em geoprocessamento
permitem realizar anaacutelises complexas atraveacutes de Sistemas de informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG)
SIG por sua vez satildeo sistemas de informaccedilotildees construiacutedos especialmente para armazenar
analisar e manipular dados geograacuteficos
Os SIG tecircm se tornado cada vez mais usuais pois as teacutecnicas computacionais se
tornam cada vez mais complexas e com melhor desempenho possibilitando entatildeo confrontar
dados distintos para produzir o resultado desejado com mais facilidade Confrontar mapas
com diferentes informaccedilotildees permitindo gerar um novo mapa eacute uma ferramenta de grande
eficiecircncia pois o mesmo auxilia no planejamento nas tomadas de decisotildees e reduz a
ambiguidade de interpretaccedilotildees (MENEZES 2012)
Visando desenvolver um trabalho englobando teacutecnicas de geoprocessamentos junccedilatildeo
de mapas e teacutecnicas estatiacutesticas utilizou-se os SIG para aplicar teacutecnicas de anaacutelise
multicriteacuterio e loacutegica fuzzy
CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL
A aacuterea de estudo se insere em uma regiatildeo localizada a leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero
(QF) fazendo parte da Sinclinal de Alegria e situada regionalmente na porccedilatildeo sul do Craacuteton
Satildeo Francisco nas proximidades de Mariana e Ouro Preto (REIS et al 2000 ROESER e
ROESER 2010)
CONTEXTO GEOTECTOcircNICO
A parte leste do Quadrilaacutetero Ferriacutefero eacute constituiacuteda por rochas da regiatildeo cratocircnica
retrabalhadas tectonicamente durante o Evento Brasiliano (06-05 Ga) que resultou na
formaccedilatildeo da Faixa Araccediluaiacute e das demais faixas orogecircnicas que delimitam a borda deste
Cratoacuten (Figura 2) contendo resquiacutecios da orogenia Transamazocircnica (UHLEIN et al 1998)
ESTRATIGRAFIA DO QUADRILAacuteTERO FERRIacuteFERO
Alkmim e Marshak (1998) e Alkmim e Noce (2006) subdividiram o Quadrilaacutetero
Ferriacutefero segundo a coluna estratigraacutefica mostrada na Figura 5 Sendo este constituiacutedo por
quatro unidades litoestratigraacuteficas principais sendo elas O Embasamento Cristalino o
Supergrupo Rio das Velhas de idade arqueana o Supergrupo Minas e o Grupo Itacolomi de
idade paleo-proterozoacuteica
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
44
Figura 5 - Coluna estratigraacutefica da regiatildeo do Quadrilaacutetero Ferriacutefero Fonte Modificada de
Alkmim e Marshak (1998)
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45
METODOLOGIA
MATERIAIS
Foram utilizados os seguintes materiais
bull Software ArcGis 101 para confecccedilatildeo do mapa litoloacutegico
bull Relevo Sombreado para fotointerpretaccedilatildeo dos lineamentos
bull Software Idrisi Selva 170 para aplicaccedilatildeo da loacutegica fuzzy do mapa de lineamentos
bull Relatoacuterio interno disponibilizado pela empresa
MEacuteTODOS
De iniacutecio realizou-se um levantamento bibliograacutefico com aquisiccedilatildeo de informaccedilotildees
paracircmetros e mapas fornecidos pela literatura disponiacutevel e empresas privadas seguido da
confecccedilatildeo dos mapas
A pesquisa bibliograacutefica sobre o tema de estudo se deu por meio de consulta em livros
artigos e documentos fornecidos por empresas e levantamento de base de dados cartograacuteficos
disponiacuteveis na internet Tambeacutem foi realizada uma pesquisa bibliograacutefica a respeito da
geologia local e regional da aacuterea tendo como base os artigos de Alkmim e Marshak (1998)
Essa fase tambeacutem se fez importante para o levantamento de informaccedilotildees conceituais
onde embasaram a definiccedilatildeo dos pesos para cada classe dos mapas gerados de acordo com a
literaturaObteve-se entatildeo informaccedilotildees estruturais e geoloacutegicas da regiatildeo do QF em minas
privadas de mineacuterio de ferro
Os trabalhos de Gomes (2009) Corteletti (2014) e Alves (2014) aplicam metodologias
semelhantes para a determinaccedilatildeo e anaacutelise de suscetibilidade vulnerabilidade de risco a
movimentos de massa para ferrovias e Montoya (2013) aplica uma metodologia semelhante
para rodovias Dos trabalhos destes autores pode-se tirar contribuiccedilatildeo na definiccedilatildeo de quais
mapas seriam gerados
Assim a partir dos paracircmetros e dados levantados geraram-se o mapa litoloacutegico e de
lineamentos e definiram-se pesos para sua utilizaccedilatildeo na anaacutelise de estabilidade de taludes em
aacuterea de mineraccedilatildeo
Mapa Litoloacutegico
O mapa litoloacutegico proposto teve como base o de Menezes (2012) e relatoacuterios teacutecnicos
A divisatildeo da litologia corresponde ao tipo de rocha que compotildee o maciccedilo rochoso Esta
classificaccedilatildeo foi feita a partir de paracircmetros como a composiccedilatildeo mineraloacutegica origem e
estrutura da rocha
Contudo nem sempre a classificaccedilatildeo litoloacutegica consegue mostrar a variedade que uma
rocha apresenta em mesmo local Portanto torna-se necessaacuterio a definiccedilatildeo da rocha de acordo
com caracteriacutesticas peculiares seja estrutura composiccedilatildeo mineraloacutegica ou fatores de coesatildeo
No Mapa Litoloacutegico foram definidas oito litologias Rochas Intrusivas (IN) Itabirito
Compacto (IC) Itabirito Friaacutevel (IF) Itabirito Manganesiacutefero (IM) Hematita Compacta (HE)
Filito (FL) Quartizito (QT) e Xisto (XI)
Os pesos atribuiacutedos atraveacutes da reclassificaccedilatildeo foram definidos de acordo com o tipo de
litologia e suas caracteriacutesticas ou seja rochas mais intemperizadas e que apresentam um
menor coeficiente de resistecircncia tiveram valores maiores Foi levado em consideraccedilatildeo ainda o
grau de coesatildeo e competecircncia da rocha Para a atribuiccedilatildeo dos pesos litoloacutegicos levou-se em
consideraccedilatildeo o conhecimento do autor aleacutem das caracteriacutesticas citadas anteriormente
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
46
Rochas como as Intrusivas (IN) Filito (FL) Xisto (XI) e Itabiro Friaacutevel (IF)
apresentam uma condiccedilatildeo mais propensa a baixa resistecircncia devido ao intemperismo do que
as rochas que possuem um melhor grau de coesatildeo (Tabela 1)
Tabela 1 - Valores atribuiacutedos para cada classe litoloacutegica Fonte Autores
Classes Litoloacutegicas Valor atribuiacutedo
Quartizito (QT) 20
Hematita Compacta (HE) 50
Itabirito Compacto (IC) 80
Itabirito Manganesiacutefero
(IM)
110
Itabirito Friaacutevel (IF) 140
Filito (FL) 170
Xisto (XI) 200
Intrusiva (IN) 255
Mapa de Lineamentos
A geraccedilatildeo do mapa de lineamentos consistiu na fotointerpretaccedilatildeo de padrotildees de
lineamentos presentes no entorno e dentro da aacuterea de estudo Esses padrotildees foram
interpretados em uma imagem de relevo sombreado gerado pelo Modelo Digital de Terreno
(MDT) Apoacutes essa fotointerpretaccedilatildeo pode-se gerar o mapa de lineamentos no formato
vetorial Sendo este mapa posteriormente utilizado para gerar o mapa fuzzy de lineamentos
O mapa de lineamentos foi gerado a partir da aplicaccedilatildeo da funccedilatildeo fuzzy sigmoidal
decrescente do software Idrisi pois estaacute funccedilatildeo eacute a mais utilizada em anaacutelises geoambientais
com pontos de controle em 20 e 100 o que indica que valores ateacute 20 metros de distacircncia dos
lineamentos tecircm adequabilidade maacutexima e agrave partir de 20 metros decaem sigmoidalmente ateacute
100 metros onde a adequabilidade eacute miacutenima
Segundo alguns de estudos feitos por Huallanca (2004) e Hoek e Bray (1981)
dependendo da densidade de lineamentos ou da distacircncia que apresentam entre si e do
comportamento dos mesmos esses padrotildees comportam-se como zonas de fraqueza presentes
no maciccedilo podendo influenciar na resistecircncia do mesmo Saacute (2010) realizou um estudo
semelhante em uma cava de mineraccedilatildeo de ferro e observou que ocorrem rupturas em grande
escala em regiotildees que apresentam alta densidade de padrotildees de lineamentos
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Os resultados obtidos ou seja o mapa litoloacutegico e de lineamentos seratildeo expostos de
forma separada de acordo com suas discussotildees
MAPA LITOLOacuteGICO
O mapa litoloacutegico apresentou oito classes (Figura 6) Este mapa foi confeccionado e
considerado para a anaacutelise da estabilidade de taludes pelo fato das litologias apresentarem
uma reologia muito complexa em se tratando de um ambiente de mineraccedilatildeo
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47
Figura 6 - Mapa litoloacutegico mostrando sua variedade de tipologia Fonte Autores
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
48
A litologia dentro de atividades de mineraccedilatildeo eacute um dos fatores mais afetados em se
tratando de aspectos geoteacutecnicos pois nesses locais apresentam-se uma grande mobilizaccedilatildeo
de massa rochosa ou solo para extraccedilatildeo do bem mineral causando certo grau de alteraccedilatildeo
devido a desconfinamento ou meteorizaratildeo do estado natural da rocha
Os pesos atribuiacutedos a cada classe litoloacutegica foram embasados em consultas a
bibliografias e analisando os paracircmetros de resistecircncia e caracterizaccedilatildeo Costa (2009)
caracterizou algumas litologias do QF de acordo com ensaios laboratoriais de compressatildeo
uniaxial utilizando esses dados pode-se relacionar que valores atribuiacutedos a cada classe
litoloacutegica variam de acordo com sua capacidade de compressatildeo feita nos ensaios
Com isso atribuiu-se agrave classe quartizito a menor adequabilidade pois essa rocha
apresenta uma maior competecircncia sendo que rochas que conteacutem grande quantidade de
quartzo satildeo dificilmente intemperizaacuteveis O contraacuterio foi considerado com as intrusivas que
receberam a maior valoraccedilatildeo pois se trata de uma rocha muito mais facilmente
intemperizada o que diminui o grau de coesatildeo diminuindo as forccedilas de resistecircncia Para as
rochas com resistecircncia intermediaacuteria levou-se em consideraccedilatildeo os paracircmetros geoteacutecnicos e as
caracteriacutesticas estruturais e anisotropias e conhecimento proacuteprio
MAPA FUZZY DE LINEAMENTOS
Para confecccedilatildeo do mapafuzzy de lineamentos (Figura 7) foi aplicada a funccedilatildeo fuzzy
sigmoidal decrescente sobre os lineamentos Este mapa apresentou uma zona de
suscetibilidade alta (255) nas regiotildees proacuteximas aos lineamentos e uma zona de baixa ou nula
suscetibilidade (0) em zonas mais distantes aos lineamentos
As regiotildees que apresentam alta adequabilidade satildeo zonas com distacircncia muito
proacuteximas dos lineamentos logo essas zonas apresentam uma forte influecircncia dos mesmos As
zonas em coloraccedilatildeo amarela que apresentam uma baixa adequabilidade satildeo regiotildees que se
situam mais distantes dos lineamentos apresentando assim uma baixa influecircncia dos
lineamentos nessas regiotildees
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Figura 7 - Mapa fuzzy de lineamentos mostrando as aacutereas onde apresentam baixa ou alta adequabilidade Fonte Autores
Definiccedilatildeo de mapa litoloacutegico e de lineamentos para anaacutelise da suscetibilidade de ruptura de
taludes em atividades de mineraccedilatildeo
50
CONCLUSAtildeO
De acordo com o objetivo do trabalho a metodologia foi eficaz pois os mapas gerados
satildeo subsiacutedios eficazes para a anaacutelise da ruptura de taludes soacute podendo ser desenvolvidos
devido agrave teacutecnica de geoprocessamento aplicada Com o ressalve de que no uso de dados
lineamentos eles natildeo podem natildeo ter as dimensotildees precisas pois tanto podem se apresentar
em superfiacutecie quanto em profundidade alterando o maciccedilo
Sugere-se ainda o uso de outros mapas para tornar a anaacutelise mais completa como por
exemplo mapas da profundidade do niacutevel drsquoaacutegua e declividade
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
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sup1 Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Geologia Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha
e Mucuri Diamantina MG
sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES 3 Departamento de Engenharia de Minas Instituto Federal do Espiacuterito Santo Cachoeiro de
Itapemirim ES 4 Escola de Arquitetura Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG 5 Departamento de Geologia Universidade Federal de Ouro Preto Ouro Preto MG
53
Capiacutetulo 4
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES
utilizando teacutecnicas de geoprocessamento
Marcelo Henrique Gonccedilalves de Freitassup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Allison Augusto
Gonccedilalves de Freitas1 Lilian Gabriella Batista Gonccedilalves de Freitas3 Rayane Monteiro
Ferreira4 Edgar Batista de Medeiros Juacutenior5
INTRODUCcedilAtildeO
Redes de transporte rodoviaacuterio tornaram-se a essecircncia da infraestrutura em todos os
paiacuteses As estradas satildeo importantes como a estrutura fiacutesica da sociedade e como a base para o
desenvolvimento social e econocircmico (EFFATI et al 2012)
No Brasil o principal meio de transporte urbano e de boa distribuiccedilatildeo eacute o sistema de
transporte rodoviaacuterio Neste contexto vias rurais e urbanas satildeo notaacuteveis para tornar o traacutefego
de pessoas e a distribuiccedilatildeo de produtos sendo incontestaacutevel a importacircncia de um sistema de
transporte seguro capaz de atender a demanda (SILVA et al 2006) Juntamente com um
intenso crescimento nas cidades de porte meacutedio na deacutecada de 60 ocorreu um periacuteodo de
grandes investimentos em infraestrutura rodoviaacuteria no paiacutes Jaacute nos anos 70 o Ministeacuterio de
Transportes por meio do Plano de Desenvolvimento Nacional estimulou uma expansatildeo das
rodovias no Brasil Com estes investimentos muitos municiacutepios proacuteximos e ao longo dos
eixos rodoviaacuterios sentiram-se atraiacutedos e motivados agraves atividades e investimentos que
favorecessem o comeacutercio de produtos e serviccedilos Assim as cidades de pequeno e meacutedio
porte demostraram um crescimento linear ao longo das rodovias natildeo apresentando
planejamento no uso do solo e na sua ocupaccedilatildeo (FREIRE 2003)
Com o tempo o aumento do transporte nestas rodovias trouxe implicaccedilotildees positivas e
negativas para as cidades (CORREcircA PINTO 2012) Alguns desses problemas como a
ocorrecircncia de congestionamentos e acidentes (EFFATI et al 2012) No sentido de diminuir
esses problemas existem metodologias que auxiliam no estudo de viabilidade sendo uma
delas a aplicaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio que foi utilizada neste trabalho
Deste modo este trabalho teve por objetivo geral fazer um estudo de realocaccedilatildeo da
BR-101 na aacuterea urbana do municiacutepio de Iconha-ES utilizando anaacutelise multicriteacuterio De
forma mais especiacutefica
bull Analisar quais criteacuterios (fatores e restriccedilotildees) interferem na locaccedilatildeo da rodovia
bull Determinar as restriccedilotildees que interferem na escolha da aacuterea
bull Determinar os fatores que interferem na escolha da aacuterea
bull Determinar as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy que melhor se adequam aos diferentes fatores
usados
bull Ponderar os fatores
bull Gerar a anaacutelise multicriteacuterio para estudo de aptidatildeo de aacutereas para realocaccedilatildeo da BR-101
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
54
bull Achar uma aacuterea com maior adequabilidade agrave realocaccedilatildeo da rodovia
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
Iconha localiza-se ao sul do Espiacuterito Santo (Figura 1) entre as coordenadas
N=7695610m E=300822m N=7702818m E=318390m na zona 24 sul Limitando-se ao
norte com Anchieta ao sul com Rio Novo do Sul a leste com Piuacutema e a oeste com Alfredo
Chaves Segundo IBGE (2014) o municiacutepio possui aacuterea territorial de 203528 kmsup2 O acesso
para a cidade de Iconha a partir de Vitoacuteria pode ser realizado pela BR-101 ateacute o municiacutepio
de Iconha sendo um trajeto de aproximadamente 97 Km
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
CONTORNOS VIAacuteRIOS
Em um contexto geral as ruas que satildeo estradas dentro das cidades marcavam os
caminhos de acesso onde se estabeleciam as relaccedilotildees com os territoacuterios circundantes na
configuraccedilatildeo original das cidades marcando os eixos da futura expansatildeo (VALLEJO 1995)
Anteriormente a intensificaccedilatildeo do uso de automoacuteveis as estradas (intermunicipais estaduais e
federais) passavam dentro das cidades e os fluxos de transporte tinham com elas uma relaccedilatildeo
intensa de contato cultural e intercacircmbio comercial aumentando o desenvolvimento local
(AUGEacute 1994) A malha rodoviaacuteria brasileira se deslocou criando corredores estrateacutegicos de
transportes trazendo consigo um crescimento socioeconocircmico e modificando as aacutereas e
cidades por onde passou (FREIRE 2003)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo do municiacutepio de Iconha em relaccedilatildeo ao Estado do Espiacuterito Santo O
quadrado em verde mostra a aacuterea de estudo Fonte Modificado de Wikipeacutedia (2006)
Devido ao crescimento maciccedilo do fluxo de veiacuteculos nas cidades novas medidas foram
tomadas dentre elas a construccedilatildeo de rodovias de contorno ou aneacuteis viaacuterios atualmente
usados como a soluccedilatildeo mais viaacutevel para resolver o problema das travessias urbanas (SILVA
JUacuteNIOR e FERREIRA 2008)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
55
O surgimento destes contornos daacute-se com a necessidade de melhorar a fluidez dos
deslocamentos devido ao elevado grau de saturaccedilatildeo das vias nas aacutereas mais centrais
(CORREcircA PINTO 2012) O fluxo de passagem tende a ser redirecionado para fora das aacutereas
urbanas por meio de laccedilos de contorno ou aneacuteis viaacuterios (SANTOS 2006)
De acordo com Silva Juacutenior e Ferreira (2008) a construccedilatildeo de contornos viaacuterios pode
atrair a ocupaccedilatildeo urbana do mesmo modo que o traccedilado original o que poderia levar a
ineficiecircncia deste novo contorno viaacuterio O natildeo planejamento desta ocupaccedilatildeo pode vir com
uma nova segregaccedilatildeo urbana que terminaraacute por inviabilizar o segmento da rodovia O
tamanho destes impactos eacute dependente de vaacuterios fatos dentre os quais a estruturaccedilatildeo do
tecido urbano (malha viaacuteria e uso do solo) e seu grau de inter-relacionamento com a rodovia
(CORREcircA PINTO 2012)
Existem diversas teacutecnicas para estudo de locaccedilatildeo de contorno viaacuterio entre elas
podemos citar a avaliaccedilatildeo geomorfoloacutegica estrutural e pedoloacutegica seja com ou sem a
aplicaccedilatildeo de Sistema de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) O SIG eacuteutilizado principalmente pela
Engenharia de Transporte nos estudos de alternativas de traccedilados de contornos viaacuterios pode
considerar diversas categorias na anaacutelise (sociais econocircmicas ambientais geoteacutecnicas) com
pesos diferentes (SILVA 2004)
Em seu trabalho Silva et al (2006) utilizaram o apoio agrave decisatildeo atraveacutes de SIG e
apresentaram alternativas de projeto para o anel viaacuterio da cidade de Viccedilosa-MG com
utilizando agrave loacutegica fuzzy e a anaacutelise multicriteacuterio para o levantamento e anaacutelise de
condicionadores consideradas de acordo com os dados disponiacuteveis em mapas de altitude
hidrografia declividade sistema de transportes classe de solo e principalmente o uso e
cobertura do solo e selecionaram alternativas de contornos que fazem uso das rodovias
existentes como uma opccedilatildeo para diminuir os custos e os impactos ambientais
Correcirca Pinto (2012) tratou sobre os desdobramentos na forma urbana de pequenas
cidades causados por novos contornos viaacuterios tendo como estudo de caso as cidades de Satildeo
Francisco de Assis e Santiago (RS) A metodologia aplicada foi baseada nas medidas de
diferenciaccedilatildeo espacial atraveacutes das quais foi possiacutevel visualizar o dinamismo do traccedilado de
uma cidade e as possiacuteveis alteraccedilotildees de sua forma Como resultado identificou e avaliou
algumas consequecircncias que as implantaccedilotildees de contornos viaacuterios causam nas formas urbanas
das pequenas cidades
SILVA (2012) aplicou a metodologia de anaacutelise espacial por avaliaccedilatildeo multicriteacuterio
para otimizar o processo de planejamento da ocupaccedilatildeo territorial e da mobilidade urbana no
municiacutepio de Viccedilosa - MG e aacuterea de influecircncia Como metodologia utilizou recursos
disponiacuteveis em SIG com avaliaccedilatildeo multicriteacuterio sobre bases cartograacuteficas digitais Como
resultado elaborou mapas temaacuteticos que representam as propostas para a mobilidade urbana e
para a ocupaccedilatildeo territorial da aacuterea de estudo conforme as abrangecircncias consideradas
FOTOINTERPRETACcedilAtildeO
De acordo com Soares e Fiori (1978) a interpretaccedilatildeo visual eacute o estudo da imagem
fotograacutefica visando agrave descoberta e a avaliaccedilatildeo por meacutetodos indutivos dedutivos e
comparativos do significado funccedilatildeo e relaccedilatildeo dos objetos correspondentes agraves imagens ou
seja eacute a teacutecnica de examinar as imagens dos objetos na imagem e deduzir sua significaccedilatildeo
Ribeiro et al (2008) entendem que a fotointerpretaccedilatildeo baseia-se no processo de
anaacutelise de imagens por meio da detecccedilatildeo identificaccedilatildeo e classificaccedilatildeo dos objetos de
interesse contidos nelas Ao analisar imagens eacute importante a observaccedilatildeo de entes e feiccedilotildees
insinuadas atraveacutes de caracteriacutesticas das imagens como cor tonalidade textura tamanho
forma padratildeo sombras altura localizaccedilatildeo dos alvos e aspectos associados
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
56
Santos (1988) aplicou o levantamento das tipologias vegetais pela teacutecnica de anaacutelise
visual e atraveacutes desta mapeou quatro tipologias distintas e concluiu que o produto e
metodologia usados nesta pesquisa satildeo plenamente viaacuteveis para levantamentos das tipologias
florestais nativas da Amazocircnia
Mercante et al (2005) realizaram um mapeamento de uso do solo usando como base
para a interpretaccedilatildeo visual o conhecimento preacutevio da aacuterea de estudo adquiridos apoacutes o
reconhecimento de campo observando as principais classes de coberturas de solo na aacuterea O
resultado desta anaacutelise visual constituiu um importante subsiacutedio para a decisatildeo sobre a melhor
alternativa da via de gasoduto permitindo uma escolha mais racional e menos subjetiva
Moreira et al (2008) fotointerpretaram as imagens de sateacutelite (LANDSAT 7 ETM+)
pela sua variaccedilatildeo textural devido ao registro dos alvos terem diferentes comportamentos
espectrais e diferentes arranjos espaciais e explicaram a compartimentaccedilatildeo e a relaccedilatildeo de
equivalecircncia entre zonas que constituem texturas semelhantes
Desta forma entende-se que a interpretaccedilatildeo visual pode ter seu uso em estudos de
localizaccedilatildeo de estradas exploraccedilatildeo mineral diferentes traccedilados propostos agricultura
planejamento urbano e dentre outros mapas temaacuteticos (NADALIN 2010)
SISTEMAS DE INFORMACcedilAtildeO GEOGRAacuteFICA (SIG)
A aplicaccedilatildeo de Sistemas de Informaccedilatildeo Geograacutefica (SIG) em problemas de tomada de
decisatildeo eacute uma ferramenta poderosa e eficiente nas diversas aacutereas do conhecimento pois
possibilita que o processo seja realizado de maneira mais fundamentada Dessa forma o
agente de decisatildeo tem agrave sua disposiccedilatildeo dados e informaccedilotildees mais acessiacuteveis mais facilmente
combinados e modificados aleacutem de utilizar argumentos mais claros para a decisatildeo (SILVA
1999) Segundo Star e Estes (1991) o uso do SIG para a estruturaccedilatildeo e organizaccedilatildeo de
variaacuteveis com a intenccedilatildeo de obter alternativas para a seleccedilatildeo de locais com adequabilidades
para determinado estudo tem sido amplamente utilizado O seu uso pode ser explicado por ser
uma ferramenta que trata grandes quantidades de dados armazenados em banco de dados
contendo informaccedilotildees representativas do mundo real atraveacutes de coordenadas geograacuteficas
possibilitando realizar anaacutelises espaciais
ANAacuteLISE DE MULTICRITEacuteRIO
De acordo com Moura (2007) a anaacutelise de multicriteacuterio pode ser entendida como um
procedimento metodoloacutegico que faz o cruzamento de variaacuteveis nas anaacutelises espaciais esta
anaacutelise tambeacutem eacute conhecida como Anaacutelise Hieraacuterquica de Pesos ou Aacutervore de Decisotildees Esta
anaacutelise se destina a desenvolver estudos caracterizadores da realidade vigente e preditivos de
situaccedilotildees que estatildeo por vir alcanccedilando o objetivo da anaacutelise espacial Francisco et al (2007)
considera que a anaacutelise multicriteacuterio eacute um meacutetodo de anaacutelise de alternativas para a resoluccedilatildeo
de problemaacuteticas que utilizam diversos criteacuterios relacionados ao objeto de estudo sendo
assim possiacutevel identificar alternativas prioritaacuterias para o objeto considerado
Os meacutetodos de anaacutelises multicriteacuterio vecircm sendo utilizados para a soluccedilatildeo de
problemas nas tomadas de decisatildeo nas mais diversas aacutereas do conhecimento entre elas
alternativas de poliacuteticas social (VILAS BOAS 2006) como indicador de condiccedilotildees de vida
(SILVA e JANNUZZI 2009) no planejamento e gestatildeo ambiental (FRANCO et al 2013)
no uso de terras (PORATH 2014) e anaacutelise de sensibilidade ambiental (RIBEIRO 2011) com
o intuito de esclarecer ao decisor possibilidades nas escolhas Apoiam o procedimento
decisoacuterio com base nos dados existentes agregando valores dos agentes na busca de uma
melhor soluccedilatildeo (CAMPOS 2011)
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
57
O procedimento da anaacutelise multicriteacuterio baseia-se em mapeamentos de variaacuteveis pelo
seu plano de informaccedilatildeo e na definiccedilatildeo do grau de pertinecircncia de cada plano de informaccedilatildeo e
de cada um de seus componentes para a construccedilatildeo do resultado final e sempre que
necessaacuterio utilizando fatores de ponderaccedilatildeo (MOURA 2007)
Na praacutetica na anaacutelise multicriteacuterio a decisatildeo eacute tomada atraveacutes de um conjunto de teacutecnicas e
meacutetodos para dar apoio a pessoas e organizaccedilotildees nas tomadas de decisotildees sob a persuasatildeo de
uma multiplicidade de criteacuterios (GOMES et al 2002)
Santos (2010) diz que para a realizaccedilatildeo da anaacutelise multicriteacuterio o estudo deve ter
como base alguns passos sendo eles a seleccedilatildeo e representaccedilatildeo das variaacuteveis que caracterizam
o fenocircmeno organizaccedilatildeo dessas em planos de informaccedilatildeo discretizaccedilatildeo dos planos em
resoluccedilatildeo espacial adequada combinaccedilatildeo das variaacuteveis de forma que elas possam representar
a complexidade da realidade e por fim a possibilidade de calibraccedilatildeo e validaccedilatildeo do sistema
mediante identificaccedilatildeo e correccedilatildeo das relaccedilotildees construiacutedas entre as variaacuteveis mapeadas
Moreira et al (2001) objetivou a pesquisa mineral atraveacutes de anaacutelises multicriteacuterio de
dados geoloacutegicos e geofiacutesicos visando a seleccedilatildeo de aacutereas com maior potencial agrave ocorrecircncia de
minerais radioativos Como estudo de caso comparou o desempenho de 8 meacutetodos de anaacutelise
multicriteacuterio de dados geoloacutegicos e radiomeacutetricos na prediccedilatildeo de aacutereas potenciais agrave
ocorrecircncia de minerais radiativos no planalto de Poccedilos de Caldas Os cenaacuterios gerados
indicaram desempenhos diferentes nas avaliaccedilotildees encontrando desde resultados considerados
bons a medianos para identificaccedilatildeo mineral
Vilas Boas (2006) desenvolveu um modelo de anaacutelise de decisatildeo para facilitar o
processo de escolha de alternativas de poliacuteticas programas e projetos relacionados agrave gestatildeo de
recursos hiacutedricos e mais especificamente ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Como resultado
apresentou uma lista ordenada das alternativas de uso muacuteltiplo possiacuteveis de serem
implantadas no reservatoacuterio
Moura (2007) aplicou a anaacutelise multicriteacuterio como subsiacutedio para estudos ambientais
de forma a apresentar como resultado um roteiro metodoloacutegico para apoio as revisotildees
bibliograacuteficas destinado agrave construccedilatildeo de anaacutelises espaciais de caracterizaccedilatildeo e gerenciamento
ambiental e urbano Jannuzzi et al (2009) utilizaram a anaacutelise multicriteacuterio em uma aplicaccedilatildeo
em poliacuteticas puacuteblicas e obteve como resultado uma seacuterie de escolhas teacutecnicas e poliacuteticas
Com o objetivo de levantar situaccedilotildees ambientais associadas agrave necessidade de proteccedilatildeo
do parque estadual da Serra do Rola Moccedila a partir dos dados levantados no plano de manejo
Santos (2010) apresentou uma proposta metodoloacutegica com uso de anaacutelise multicriteacuterio para
identificaccedilatildeo de suas aacutereas de fragilidade ambiental Como resposta obteve aacutereas fragilidade
associadas ao meio fiacutesico ao turismo a accedilatildeo antroacutepica e agrave correlaccedilatildeo desses fatores
Ribeiro (2011) usou anaacutelise multicriteacuterio para encontrar aacutereas para implantaccedilatildeo das
culturas florestais de Hevea brasiliensis Pinus elliottiivarelliottii e Schizolobiumamazonicum
no Estado do Espiacuterito Santo e como resultado observou-se que o Estado apresenta aacutereas com
aptidatildeo edafoclimaacutetica para todas as espeacutecies
Considerando a anaacutelise multicriteacuterio como uma boa ferramenta na tomada de decisotildees
Franco et al (2013) a usou em seus estudos para identificaccedilatildeo da prioridade de aacutereas a
recuperaccedilatildeo florestal O mapa final produzido foi considerado uma ferramenta de gestatildeo da
aacuterea prioritaacuteria a restauraccedilatildeo
Em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas potenciais para construccedilatildeo de marinas no
municiacutepio de Florianoacutepolis-SC com o uso da anaacutelise multicriteacuterio Porath (2014) usou
variaacuteveis adotadas em mapas temaacuteticos identificando geograficamente aacutereas mais propensas agrave
implantaccedilatildeo de marinas considerando a interferecircncia antroacutepica e marinha tentando
minimizar as perturbaccedilotildees e o impacto ambiental
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
58
METODOLOGIA
Para a realizaccedilatildeo deste trabalho foram utilizados como base vaacuterios materiais
cartograacuteficos sendo eles Curvas de niacutevel com equidistacircncia vertical de 20 m fornecido pelo
GEOBASES (2011) Mapa topograacutefico das cidades de Iconha Rio Novo do Sul Anchieta e
Piuacutema (160000) Ortofotos do IEMA (2007) das cidades de Iconha Rio Novo do Sul
Anchieta e Piuacutema (1 35000) Mapa de Declividade do terreno gerado a partir das curvas de
niacutevel Mapa de Rios e Mapa de Uso dos Solos gerados a partir da fotointerpretaccedilatildeo das
ortofotos
Para a montagem do banco de dados foram utilizadas as ortofotos com as quais foi
possiacutevel elaborar arquivos vetoriais (shapefile) atraveacutes de fotointerpretaccedilatildeo (na escala de
visualizaccedilatildeo de 12500) e vetorizaccedilatildeo em tela de pontos linhas e poliacutegonos gerando dois
mapas sendo eles Mapa de Uso dos Solos (Apecircndice A) onde foram observadas as
principais classes de coberturas de solo existentes (pastagem agricultura florestas casas
rurais zonas urbanas vilarejos depoacutesitosndashfaacutebricas-pedreiras lagoasndashlagos-represas) e o
Mapa de Rios Para a geraccedilatildeo do Mapa de Declividade do Terreno foram utilizadas as curvas
de niacutevel
ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO
De acordo com a proposta metodoloacutegica usada por Barros e Marques (2007) neste
trabalho levou-se em consideraccedilatildeo o levantamento e o geoprocessamento das condicionantes
que existem na legislaccedilatildeo Posteriormente ao levantamento e a anaacutelise dos condicionantes
foram determinados os criteacuterios que subsidiaram o processo de decisatildeo
Esta decisatildeo eacute suportada pela consideraccedilatildeo de criteacuterios que representam possiacuteveis
condiccedilotildees de quantificar ou avaliar determinada anaacutelise Os criteacuterios podem ser de dois tipos
Restriccedilatildeo ou Fatores A restriccedilatildeo eacute um criteacuterio capaz de limitar as alternativas em
consideraccedilatildeo no estudo e pode assumir um caraacuteter de exclusatildeo de espaccedilos da anaacutelise
definindo as alternativas natildeo elegiacuteveis que deveratildeo ser excluiacutedas do espaccedilo inicial de soluccedilotildees
possiacuteveis O Fator eacute um criteacuterio que aumenta ou diminui a adequabilidade de uma
determinada alternativa para o objetivo da anaacutelise Esta aptidatildeo eacute medida numa escala
contiacutenua e de forma a englobar todo o espaccedilo de soluccedilatildeo inicialmente previsto (RAMOS e
MENDES 2001)
Seguindo a metodologia apresentada por Benda et al (2012) neste trabalho utilizou-se
a loacutegica booleana para confecccedilatildeo dos mapas de restriccedilotildees a loacutegica fuzzy para padronizaccedilatildeo
dos fatores e a anaacutelise multicriteacuterio para combinaccedilatildeo entre as restriccedilotildees e fatores
Assim como Calijuri et al (2002) em seu trabalho sobre identificaccedilatildeo de aacutereas para
implantaccedilatildeo de aterros sanitaacuterios neste trabalhou as restriccedilotildees diferenciam locais que possam
ser considerados aptos ou inaptos a realocaccedilatildeo da BR-101 Os fatores definem locais ou
alternativas em medidas contiacutenuas de aptidatildeo diminuindo ou aumentando o valor de uma
alternativa em questatildeo naqueles locais fora das restriccedilotildees absolutas
As restriccedilotildees atuam como um tipo de criteacuterio que limita a soluccedilatildeo do problema
restringindo as alternativas em consideraccedilatildeo excluindo aacutereas de acordo com determinadas
condiccedilotildees impostas (BENDA et al 2012) Utilizando um operador algeacutebrico de mapas tipo
booleano criam-se mapas binaacuterios natildeo aptos (0) ou aptos (1) que possibilitam a realizaccedilatildeo de
cruzamentos entre dois ou mais planos de informaccedilatildeo (SCARASSATTI e COSTA 2010)
As restriccedilotildees booleanas usadas com as justificativas das referidas escolhas satildeo listadas
abaixo
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a) Restriccedilatildeo Casa Rurais e Depoacutesitos
De acordo com o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949 do DNIT 1973 requer-se a
distacircncia miacutenima de 60 metros das residecircncias e depoacutesitos (presentes no Mapa de Uso dos
Solos este usado para confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo para a construccedilatildeo de rodovias
Quando o custo do terreno ou imoacuteveis for muito elevado a desapropriar o tamanho dessa
faixa poderaacute mudar ao exigido por exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo
ateacute os miacutenimos 30 metros
b) Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas
Como margem de seguranccedila ao que rege o Art 29 da portaria ndeg 19 de 10011949
(DNIT 1973) foi aplicada uma distacircncia miacutenima de 60 metros as zonas urbanizadas por
exceccedilatildeo podendo ser reduzido e justificada a sua reduccedilatildeo ateacute os miacutenimos 20 metros
Tendo como foco a retirada da BR-101 do centro de Iconha ou de qualquer outra aacuterea com
habitaccedilatildeo neste toacutepico foram consideradas como zonas urbanizadas todas as aacutereas com 5
(cinco) ou mais casas proacuteximas no Mapa de Uso dos Solos este usado na confecccedilatildeo desta
restriccedilatildeo Assim somente as aacutereas com ocupaccedilatildeo urbana e seu entorno de 60 metros estatildeo
inaptas agrave ocupaccedilatildeo com a BR-101 sendo as demais aptas para o contorno viaacuterio
c) Restriccedilatildeo Rios
Pinto (2010) Corseuil e Campos (2007) Barros e Marques (2007) em seus trabalhos
com a intenccedilatildeo de preservar os recursos hiacutedricos de contaminaccedilotildees e respeitando a resoluccedilatildeo
Nordm 303 do CONAMA (2002) e na Lei Federal Nordm 4771 (BRASIL 1965) delimitaram um
raio de 30 metros ao redor dos cursos drsquoaacutegua com menos de 10 metros de largura como eacute o
caso da aacuterea em estudo
Neste trabalho apesar dos cursos drsquoaacutegua usado para a confecccedilatildeo desta restriccedilatildeo) da
aacuterea possuiacuterem menos de 10 metros de largura optou-se para uma maior margem de
seguranccedila limitar um raio de ateacute 60 metros ao redor dos corpos drsquoaacutegua impedindo que essas
aacutereas obtivem-se algum grau de aptidatildeo para a realocaccedilatildeo da BR-101
Em seu trabalho sobre apoio agrave decisatildeo aplicada ao uso muacuteltiplo de reservatoacuterios Vilas
Boas (2006) considerou os fatores que atuam em uma problemaacutetica como criteacuterios Scarassatti
e Costa (2010) trataram os fatores como mapas que provem ponderaccedilotildees dos diferentes
fatores de influecircncia a um dado acontecimento sendo um dos meios usados para a criaccedilatildeo dos
mapas de fatores a loacutegica fuzzy ou nebulosa
Para normalizar os criteacuterios satildeo usados as funccedilotildees de pertinecircncia fuzzy estas funccedilotildees
que foram selecionadas para que de melhor forma adequem aos paracircmetros do estudo De
acordo com Ramos e Mendes (2001) umas das funccedilotildees mais usadas designadas por funccedilotildees
fuzzy satildeo Sigmoidal J-Shaped Linear e Complexa Poreacutem na aplicabilidade deste trabalho
fez se o uso somente da funccedilatildeo Sigmoidal crescente e Sigmoidal decrescente (Figura 2)
Figura 2 - Funccedilotildees de pertinecircncia dos conjuntos fuzzy Sigmoidal crescente (a)
Sigmoidal decrescente (b) Fonte Modificado de Eastman (1997)
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
60
Haacute diversos meacutetodos de padronizaccedilatildeo grande parte dos meacutetodos utiliza valores
maacuteximos e miacutenimos (CAMPOS 2005) Neste trabalho os mapas dos fatores foram limitados
e ponderados a um intervalo ente 0 - 255 (intervalo do byte) permitindo exploraccedilatildeo da
variedade de dados contiacutenuos
a) Fator Declividade do terreno
A declividade pode ser representada como um acircngulo de inclinaccedilatildeo em relaccedilatildeo ao
percentual entre o comprimento horizontal da encosta e o desniacutevel vertical (IPT 2007) Para
Barbosa et al (2012) a declividade consiste da maior ou menor inclinaccedilatildeo do relevo em
comparaccedilatildeo ao horizonte Pinto (2010) considera a declividade como um fator que pode tanto
potencializar como limitar a ocupaccedilatildeo de uma aacuterea considerando as declividades mais
acentuadas mais propiacutecias a riscos de deslizamentos escorregamentos e as menos acentuadas
mais apropriadas para a ocupaccedilatildeo Em seus estudos considerou a declividade maior que 45
inapta ao uso
A partir do Mapa de Declividade do Terreno as regiotildees planas e onduladas de acordo
com o Art 15 da portaria ndeg 19 de 10011949 (DNIT 1973) foram consideradas prioritaacuterias
a realocaccedilatildeo da BR-101 Neste trabalho as declividades ideais foram consideradas entre os
valores de 0 e 5 agrave medida que a declividade aumenta menor eacute a adequabilidade da aacuterea
para o objetivo proposto sendo considerado acima de 45 inapta sendo limitada pela proacutepria
legislaccedilatildeo ambiental A funccedilatildeo utilizada para normalizar os dados de declividade foi a funccedilatildeo
de pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica decrescente (Figura 2b) servindo como pontos de
controle abc = 5 e d = 45
b) Fator Distacircncia dos Rios
Para proporcionar uma maior garantia de preservaccedilatildeo dos rios os limites estabelecidos
pela legislaccedilatildeo ambiental e jaacute citados anteriormente foram levados em consideraccedilatildeo atraveacutes
do uso de restriccedilatildeo poreacutem foi utilizado o fator que considera que quanto maior a distacircncia
dos rios maior a adequabilidade ao empreendimento
Seguindo o meacutetodo proposto por Pinto (2010) considerou que quanto maior a distacircncia
em relaccedilatildeo aos rios melhor a aptidatildeo da aacuterea sendo assim foi utilizada a funccedilatildeo de
pertinecircncia fuzzy sigmoidal monotocircnica crescente (Figura 2a) para descrever essa variaccedilatildeo
com pontos de controle em a=60m e bcd=15000 m (comprimento maacuteximo da aacuterea de
estudo)
c) Fator Uso dos Solos
Objetivando afetar o miacutenimo possiacutevel as aacutereas jaacute utilizadas pela ocupaccedilatildeo humana e
aacutereas florestais a aacuterea de pastagem eacute colocada como a aacuterea mais adequada ao
empreendimento em estudo
Aacutereas de valores mais altos indicam maior adequabilidade ao empreendimento
enquanto que as aacutereas com menores valores representam as menos adequadas conforme pode
ser visto na Tabela 1 Para a normalizaccedilatildeo das classes de uso do solo o Mapa Uso dos Solos
foi reclassificado atribuindo agraves classes valores de 0 a 255
bull Ponderaccedilatildeo dos fatores (avaliaccedilatildeo de pesos para os criteacuterios)
De acordo com Calijuri (2008) a ponderaccedilatildeo eacute um indicativo da importacircncia relativa
dos fatores e um regulador de compensaccedilatildeo entre eles O grau em que um fator pode
compensar outro eacute determinado por seu fator ou compensaccedilatildeo de peso
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
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Tabela 1 - Normalizaccedilatildeo das classes usos do solo Fonte Autores
Legenda Valores Atribuiacutedos
Lagoas-Lagos-Represas 0
Casas Rurais 0
Vilarejos 0
Depoacutesitos 0
Zona Urbana 0
Floresta 25
Agricultura 200
Pastagem 255
Dessa forma os valores de aptidatildeo foram atribuiacutedos baseados em conhecimento
empiacuterico e tambeacutem em trabalhos de outros autores como Calijuri et al (2002) Barros e
Marques (2007) Mercante e Antunes (2010) Pinto (2010) Silva et al (2010) Benda et al
(2012)
Assim como nos trabalhos de Calijuri et al (2002) Corseuil e Campos (2007) Calijuri
(2008) Mercante e Antunes (2010) e Benda et al (2012) posteriormente a padronizaccedilatildeo dos
fatores para a escala de 0 a 255 os pesos finais satildeo estimados por meio do Processo de
Hierarquizaccedilatildeo Analiacutetico (AHP) aplicado agrave matriz de comparaccedilatildeo par-a-par utilizando o
meacutetodo apresentado por Saaty (1980) e Clark Labs (2006) este meacutetodo permite estabelecer
pesos a cada fator segundo sua relevacircncia que foi priorizada conforme seu grau de
importacircncia para a anaacutelise ou seja os pesos dos fatores satildeo atribuiacutedos especificamente a cada
fator dando a importacircncia relativa de cada um em relaccedilatildeo aos outros (MERCANTE e
ANTUNES 2010) atribuindo pesos diferenciados no processo final de decisatildeo
Nesse julgamento fez-se o uso da escala de comparadores proposta por Saaty (1977)
que pode ser vista no Quadro 1
Quadro 1 - Escala de valores Fonte Modificado de Saaty (1977)
Intensidade relativa
de importacircncia
Definiccedilatildeo Explicaccedilatildeo
1 Igual importacircncia Importacircncia igual dos dois criteacuterios
para o objetivo
3 Menor importacircncia de
um sobre o outro
Um dos criteacuterios eacute levemente mais
favoraacutevel do que o outro
5 Essencial ou forte Um dos criteacuterios eacute consideravelmente
mais favoraacutevel do que outro
7 Importacircncia muito
grande
A importacircncia de um criteacuterio sobre o
outro eacute evidentemente muito maior
9 Importacircncia absoluta Quando um meio-termo eacute necessaacuterio
Considerando a escala de Saaty fez-se a comparaccedilatildeo entre os fatores utilizados
conforme podem ser vistos na Tabela 2 Onde o fator Declividade do terreno eacute levemente
mais favoraacutevel do que o fator Distacircncia dos Rios O fator Uso dos Solos eacute consideravelmente
mais favoraacutevel que o fator o Distacircncia dos Rios e levemente mais favoraacutevel do que o fator
Declividade do terreno
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
62
Quadro 2 - Matriz de comparaccedilatildeo dos criteacuterios escalonados (fatores) Fonte Autores
Fatores Distacircncia dos
Rios
Declividade do
terreno
Uso dos
Solos
Distacircncia dos Rios 1
Declividade do terrreno 3 1
Uso dos Solos 5 3 1
Para criaccedilatildeo da matriz de ponderaccedilatildeo foram considerados como ordem de importacircncia
dos fatores Distacircncia dos Rios a Declividade do Terreno e o Uso dos Solos Dessa forma
obtiveram-se os pesos que consideram o quanto determinado fator interfere na anaacutelise (Tabela
3)
Tabela 2 - Resultado final dos pesos calculados para os fatores Fonte Autores
Fator Peso
Distacircncia dos Rios 010
Declividade do
terreno
026
Uso dos Solos 064
bull Combinaccedilatildeo linear ponderada
Depois de determinado os pesos dos criteacuterios que foram utilizados neste estudo foi
necessaacuterio agrave junccedilatildeo dos dados para obtenccedilatildeo do mapa final de adequabilidade
Com esta finalidade os mapas de cada fator foram combinados pelo meacutetodo da
combinaccedilatildeo linear ponderada onde multiplicou-se os mapas de adequabilidade de cada fator
por seu peso especiacutefico posteriormente fez-se o somatoacuterio de todos estes fatores obtendo-se
um valor final da aacuterea com sua adequabilidade (BENDA et al 2012)
Devido agrave utilizaccedilatildeo de mapas de restriccedilotildees neste estudo (booleanos) o procedimento
foi modificado e multiplicou-se a adequabilidade calculada por meio da combinaccedilatildeo dos
fatores pelo produto das restriccedilotildees
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
As informaccedilotildees geradas nos mapas de restriccedilotildees e fatores subsidiam a discussatildeo que
leva a interpretaccedilatildeo em relaccedilatildeo aos mapas finais verificando-se assim como cada restriccedilatildeo e
fator afetou a anaacutelise final
Os mapas temaacuteticos mostram agraves aacutereas apropriadas a implementaccedilatildeo ao contorno
viaacuterio sendo algumas aacutereas de exclusatildeo (restriccedilotildees) e outras com valores de adequabilidade
(fatores)
As exclusotildees consideradas satildeo criteacuterios associados ao ordenamento do territoacuterio em
termos de ocupaccedilatildeo humana os mapas de exclusatildeo de aacutereas Restriccedilatildeo Casa Rurais e
Depoacutesitos Restriccedilatildeo Zonas Urbanizadas e Restriccedilatildeo Rios exibindo aacutereas aptas (classe 1) e
inaptas (classe 0) ao empreendimento
Assim como no trabalho de Mercante et al (2005) a relevacircncia do uso dos solos e
declividade do terreno na anaacutelise tem uma influecircncia direta no trajeto da rodovia refletindo
na preservaccedilatildeo teacutecnica e econocircmica do empreendimento levando em consideraccedilatildeo as aacutereas
mais planas do terreno e as aacutereas de pastagem
As justificativas adotadas para as ponderaccedilotildees foram tratadas da seguinte maneira
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
63
O Fator Declividade do terreno eacute moderadamente mais importante do que o fator Distacircncia
dos Rios pois o escoamento de um rio depende da declividade dos canais fluviais
O Fator Uso dos Solos eacute muito fortemente mais importante que o fator o Distacircncia dos
Rios uma vez que o manejo da rodovia nas proximidades do rio eacute mais faacutecil que a
desocupaccedilatildeo das aacutereas urbanizadas
O Fator Uso dos Solos eacute moderadamente mais importante do que o fator Declividade
do terreno uma vez que eacute mais econocircmico aplainar um terreno que locomover a populaccedilatildeo de
local
O valor da razatildeo de consistecircncia entre os pesos ponderados dos fatores foi de 003
neste caso a matriz de julgamento estaacute consistente o que torna os pesos calculados para este
modelo aceitaacuteveis visto que para os valores de razatildeo de consistecircncia inferiores a 010 natildeo
necessitam de reavaliaccedilatildeo (EASTMAN 1999)
Com o resultado dos fatores ponderados obtidos e as restriccedilotildees foi possiacutevel realizar a
avaliaccedilatildeo de muacuteltiplos criteacuterios e obter o mapa final de adequabilidade (Figura 4) com valores
variando de 0 a 255 estes valores representam o grau de aptidatildeo ou seja a adequabilidade
das aacutereas agrave realocaccedilatildeo da BR-101 e natildeo se agraves aacutereas satildeo aptas ou inaptas onde 0 identifica
aacutereas inaptas ao empreendimento e 255 as mais aptas possibilitando a escolha dos locais
dentro da aacuterea mais apto que merecem um estudo detalhado com o mapeamento geoloacutegico
Ao analisar o mapa final observa-se a influecircncia tanto das restriccedilotildees quanto dos fatores
no mapa final Os mapas de restriccedilotildees inibindo as aacutereas consideradas inaptas de quaisquer
graus de adequabilidade ou seja estabelecendo aptidatildeo 0 a estas aacutereas e os fatores atribuindo
graus de adequabilidade no mapa Entre os fatores foi observado que o fator Uso do Solo
apresenta uma maior importacircncia em relaccedilatildeo aos fatores declividade e rios o que se
caracteriza nos pesos obtidos durante o processo de comparaccedilatildeo Percebe-se ainda que neste
mapa final poucas aacutereas com baixa aptidatildeo satildeo encontradas
Nas regiotildees proacuteximas ao atual traccedilado da rodovia bem como na parte inferior desta
percebe-se aacutereas de maior adequabilidade isso se daacute principalmente pela influecircncia do Fator
Uso dos Solos e a Declividade do Terreno pois o estudo levou em consideraccedilatildeo valores de
menores custos como aacutereas de pastagens e menos declivosas e que atendessem normas da
legislaccedilatildeo brasileira Ainda foi possiacutevel constatar que a anaacutelise por muacuteltiplos criteacuterios foi
bastante influenciada pelo uso do solo poreacutem a declividade e os rios satildeo fatores
fundamentais no contorno viaacuterio pois refletem um menor ou maior custo do empreendimento
Em seu trabalho Mercante et al (2005) priorizaram os custos do empreendimento de
um gasoduto e obteve como resposta as aacutereas menos declivosas e aacutereas ocupadas por
pastagem que barateariam o custo de desapropriaccedilatildeo
Benda et al (2012) em seu estudo apresentaram uma imagem final de adequabilidade
utilizando anaacutelise multicriteacuterio - fatores e restriccedilotildees Posteriormente ela limitou as aacutereas que
poderiam ser usadas para ocupaccedilatildeo com aterros controlados considerando adequabilidade
maior que 220 e aacuterea miacutenima de 20 hectares desta forma ela obteve uma aacuterea mais apropriada
dentre suas restriccedilotildees e fatores apresentados
Francisco et al (2007) em seu trabalho sobre prioridades para recuperaccedilatildeo de Aacutereas de
Preservaccedilatildeo Permanente fizeram a aplicaccedilatildeo de dois meacutetodos de anaacutelise multicriteacuterio Os dois
meacutetodos apresentaram resultados diferentes Um dos meacutetodos apresentou uma maior extensatildeo
de aacuterea com alta prioridade de recuperaccedilatildeo enquanto o outro apresentou aacutereas maiores com
baixa prioridade de meios de recuperaccedilatildeo Os usos das terras com prioridades mais altas em
ambos os meacutetodos eram de solo nu e cultura anual
Estudo de aacuterea favoraacutevel para realocaccedilatildeo da BR-101 no municiacutepio de Iconha-ES utilizando
teacutecnicas de geoprocessamento
64
MAPA FINAL DA ANAacuteLISE MULTICRITEacuteRIO
O mapa final de adequabilidade (Figura 4) resultado da anaacutelise multicriteacuterio mostra
como aacuterea adequada agrave realocaccedilatildeo da BR-101 a sua porccedilatildeo de aacuterea inferior a localizaccedilatildeo atual
da rodovia Esta regiatildeo possui uma menor declividade pouca interferecircncia dos rios e uma
relaccedilatildeo de uso do solo mais adequada agrave implantaccedilatildeo do empreendimento
E considerando aspectos sociais e urbanos um novo traccedilado torna-se mais favoraacutevel
quando considera o fluxo ideal de veiacuteculos e pessoas aleacutem da seguranccedila do cidadatildeo que mora
no centro urbano do municiacutepio de Iconha
Figura 4 - Mapa final de adequabilidade com o uso da anaacutelise multicriteacuterio - fatores e
restriccedilotildees Fonte Autores
CONCLUSAtildeO
Com base na anaacutelise dos dados e interpretaccedilatildeo dos resultados obtidos a partir do que
foi proposto e das condiccedilotildees especiacuteficas deste trabalho conclui-se que
O uso da anaacutelise multicriteacuterio utilizando agrave loacutegica fuzzy retrata resultados mais
proacuteximos a realidade quando comparados com o zoneamento booleano por natildeo considerar
mudanccedilas abruptas
Os mapas de adequabilidades obtidos natildeo caracterizam aacutereas aptas ou inaptas mas
representam uma superfiacutecie de adequabilidade onde possuem valores de 0 (menos apto) a 255
(mais apto)
A anaacutelise multicriteacuterio por ser subjetiva pode definir diversos cenaacuterios dependente
da normalizaccedilatildeo e ponderaccedilatildeo usadas e deve ser utilizada de forma criteriosa a fim de natildeo
inserir erros na anaacutelise
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
65
Com o mapa de aptidatildeo final pode-se selecionar algumas aacutereas adequadas agrave
implantaccedilatildeo do contorno viaacuterio o que varia de acordo com o valor das variaacuteveis encontradas
Utilizando-se do mapa de adequabilidade como guia a parte inferior do mapa (Figura
4) eacute uma ampla aacuterea de alternativas possiacuteveis para a instalaccedilatildeo da nova rota da BR-101
Os resultados obtidos neste trabalho revelam as potencialidades do SIG na tomada de
decisatildeo no processo de avaliaccedilatildeo e seleccedilatildeo de aacutereas
Com a intenccedilatildeo de um melhor entendimento da aacuterea para a realocaccedilatildeo da BR-101 estudos
mais especiacuteficos podem ser realizados
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sup1 Geoacutelogo Autocircnomo Linhares ES
sup2 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Alegre ES
sup3 Campus Caccedilapava do Sul da Universidade Federal do Pampa Caccedilapava do Sul RS 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
71
Capiacutetulo 5
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite
Landsat 5
Marx Engel Martinssup1 Fabricia Benda de Oliveirasup2 Felipe Guadagninsup3 Carlos Henrique
Rodrigues de Oliveira4
INTRODUCcedilAtildeO
Anaacutelises multitemporais satildeo importantes ferramentas para anaacutelise ambiental devido agrave
constacircncia no imageamento dos sateacutelites e sua relativa precisatildeo nas informaccedilotildees obtidas pelos
mesmos principalmente em objetos de estudos de grande porte como rios que percorrem
mais de um estado Ao longo do tempo eles passam por alteraccedilotildees em sua dinacircmica
naturalmente no entanto os seres humanos estatildeo cada dia a interferir mais nos cursos drsquoaacutegua
atividades como agricultura e pecuaacuteria satildeo grandes causadoras de impactos em tais ambientes
mas natildeo as uacutenicas
A necessidade por energia da sociedade contemporacircnea aumenta tanto quanto cresce a
populaccedilatildeo e seu acesso equipamentos eletrocircnicos que tornam a vida mais faacutecil
No Brasil a principal fonte de energia satildeo as hidreleacutetricas sendo 6488 de toda
capacidade brasileira em operaccedilatildeo e 223 e 2477 respectivamente em construccedilatildeo e
construccedilatildeo natildeo iniciados dos novos empreendimentos em energia no paiacutes seratildeo atraveacutes de
barragens em rios (ANEEL 2007) o rio Doce passou por uma intervenccedilatildeo em seu curso
iniciada no ano de 2001 em que se construiu uma dessas usinas com o nome da cidade em
que foi construiacuteda Aimoreacutes na divisa entre Espiacuterito Santo e Minas Gerais (CICCARONE et
al 2012)
Autores como COELHO 2007 analisaram o rio Doce em aspectos socioambientais
como crescimento e dinacircmica populacional industrial atividades econocircmicas entre outros
O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) disponibiliza uma vasta seacuterie de
imagens de alguns sateacutelites dentre eles o Landsat 5 lanccedilado em 1ordm de marccedilo de 1984 com
resoluccedilatildeo espacial de 30m captando diversos comprimentos de onda da luz que vatildeo desde o
visiacutevel ao infra-vermelho proacuteximo e orbita todo o globo a cada 16 dias (USGS 2017) Devido
essas caracteriacutesticas foi escolhido para analisar os impactos causados pela construccedilatildeo da
Hidreleacutetrica de Aimoreacutes
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
A aacuterea delimitada para o enfoque do trabalho se situa na
zona 24Sul da projeccedilatildeo transversa de Mercator no datum SIRGAS 2000 com as
coordenadas dos veacutertices sendo 276405 E (m) e 7889561 N (m) 276405 E (m) e 7823450
N(m) 425511 E (m) e 7823450 N (m) 425511 E (m) e 7889561 N (m) (Figura 1)
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
72
Figura 1 - Rio Doce com enfoque para a parte espirito santense Fonte Adaptado de
GEOBASES 2002
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
O rio Doce eacute objeto de estudo por geoacutelogos desde 1825 quando se tentou por parte do
governo da entatildeo Capitania de Minas Gerais realizar um projeto de navegabilidade do Rio
onde geoacutelogos acompanhavam as expediccedilotildees de comeacutercio que incursavam o Rio em procura
de recursos minerais principalmente ouro e outros metais (ESPINDOLA 2007)
Segundo a EMBRAPA (2011) encontram-se na aacuterea de estudo os seguintes tipos de
solos Cambissolos Haacuteplicos Latossolos Amarelos Distroacuteficos Latossolos Vermelho-
Amarelos Distroacuteficos Argissolos Amarelos Distroacuteficos Argissolos Vermelhos Eutroacuteficos
Neossolos Quartzarenicos Hidromoacuterifcos aleacutem de serem encontrados afloramentos rochosos
com manto de alteraccedilatildeo
Tais solos estatildeo distribuiacutedos em um contexto geomorfoloacutegico que varia de maciccedilos
plutocircnicos na parte oeste seguidos por uma faixa de dobramentos remobilizadas que satildeo
rochas metamoacuterficas de alto grau e por fim os depoacutesitos sedimentares recentes que vatildeo ateacute a
costa (IJSN 2007)
O clima predominante na aacuterea eacute o Tropical Quente Uacutemido com um a trecircs meses secos
tambeacutem ocorrendo na porccedilatildeo oeste proacuteximo agrave divisa com Minas Gerais o semi-uacutemido com
quatro a cinco meses seco com meacutedia de temperatura anual maior que 18deg Celsius e
localizadamente na porccedilatildeo sul o Tropical Subquente Uacutemido com quatro a cinco meses secos
(IBGE 2002)
O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave
distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais
Pincipalmente estas uacuteltimas ao qual se englobam os sateacutelites dentre eles a seacuterie Landsat
Tais dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos
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de onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos Seus sensores
acoplados captam sete bandas espectrais (FIGUEIREDO 2005)
Tais bandas podem ser associadas aos canais RGB (vermelho verde e azul) para o
realce de alguma feiccedilatildeo especiacutefica que tenha seu comportamento conhecido em determinado
espectro da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica o que eacute chamado de composiccedilatildeo colorida O sensor TM
do sateacutelite Landsat e suas 7 bandas captam as radiaccedilotildees do visiacutevel ao infravermelho distante
(a banda 1 capta o comprimento de 0485 microm e a banda 7 capta o de 2215 microm) (Figura 2)
(PERROTTA 2005)
Figura 2 - Radiaccedilotildees do Espectro Eletromagneacutetico Fonte SBFISICA (2010)
Segundo o INPE (2011) para combinaccedilatildeo no sistema RGB das bandas do sensor TM e
obtenccedilatildeo de imagens coloridas as seguintes feiccedilotildees satildeo realccediladas por cada composiccedilatildeo
ldquoBandas 3 2 e 1 imagens em cor natural com boa penetraccedilatildeo na aacutegua realccedilando as
correntes a turbidez e os sedimentos A vegetaccedilatildeo aparece em tonalidades esverdeadas
Bandas 4 3 e 2 define melhor os limites entre o solo e a aacutegua ainda mantendo algum detalhe
em aacuteguas pouco profundas e mostrando as diferenccedilas na vegetaccedilatildeo que aparece em
tonalidades de vermelho Bandas 5 4 e 3 mostra mais claramente os limites entre o solo e a
aacutegua com a vegetaccedilatildeo mais discriminada aparecendo em tonalidades de verde e rosa
Bandas 7 4 e 2 mostra a vegetaccedilatildeo em tons verdes e permite discriminar a umidade tanto na
vegetaccedilatildeo como no solordquo
MORAIS (2008) realizou um estudo em que analisaram uma seacuterie temporal de
imagens Landsat 5 para verificar as alteraccedilotildees da dinacircmica fluvial do rio Araguaia no Centro-
Oeste brasileiro neste estudo foi utilizada a composiccedilatildeo RGB-543 do sensor TM para
verificar a evoluccedilatildeo do canal com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da evoluccedilatildeo
da vegetaccedilatildeo na aacuterea Neste estudo ele separou o rio em zonas de acordo com vaacuterios fatores
bioacuteticos e abioacuteticos no entanto a classificaccedilatildeo final se deu de acordo com os processos
sedimentares estudando a variaccedilatildeo da deposiccedilatildeo e erosatildeo de ilhas em um rio meandrante
MAIA et al (2006) formularam um guia para estudos de manguezais do Nordeste em
que definiram o uso da mesma composiccedilatildeo utilizada por Morais para zoneamento de uso e
ocupaccedilatildeo de solo em que tinham o propoacutesito de observar diferentes feiccedilotildees geograacuteficas
antropizadas que aparecem na coloraccedilatildeo rosa tais feiccedilotildees satildeo lotes e aacutereas urbanas e corpos
de aacutegua que aparecem em azul claro quando rasos e vatildeo ficando escuros de acordo com o
aumento da sua profundidade
Em uma cena um mesmo alvo mostra diferentes comportamentos espectrais para as
diferentes bandas captadas pelos sensores (ZAKI et al 1995) e para que se consiga
interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-processamento entre elas
podemos citar o georreferenciamento e o contraste
O georreferenciamento das imagens se daacute atraveacutes de comparaccedilatildeo por exemplo uma
base cartograacutefica pontos de controle obtidos com um equipamento GPS ou uma outra
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
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imagem previamente corrigida aplicando-se alguma teacutecnica de registro de imagem em que se
observa uma feiccedilatildeo e utilizam-se suas coordenadas para as mesmas feiccedilotildees na imagem que se
deseja georreferenciar por exemplo corpos drsquoaacutegua cruzamentos de ruas ou entatildeo qualquer
feiccedilatildeo que seja possiacutevel de se observar (CAMPBELL 2002)
O contraste que consiste em melhorar a visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons
de cinza utilizando-se de funccedilotildees lineares ou natildeo que modificam o histograma original
convertendo-o em outro que manteacutem a mesma variaccedilatildeo entre os tons de cinza no entanto com
um niacutevel de melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al 1984)
Apoacutes o preacute-processamento das imagens foi feita a composiccedilatildeo colorida pois a
distinccedilatildeo entre cores eacute mais faacutecil do que entre tons de cinza por isso atribui-se a cada banda
da imagem uma cor no sistema RGB para as feiccedilotildees captadas em cada banda sejam
evidenciadas por seus respectivos canais (MOHAMED 2012)
Os rios como exemplo de ambiente aquaacutetico satildeo reconhecidos pelos tipos de seus
canais que satildeo usualmente divididos em quatro principais tipos retiliacuteneos meandrantes
entrelaccedilado e anastomosado sendo divididos pela sua sinuosidade os retiliacuteneos satildeo os mais
retos os meandrantes os mais sinuosos e com barras de acumulaccedilatildeo de sedimentos em um
lado e deposiccedilatildeo em outro os entrelaccedilados possuem acumulaccedilotildees no meio e satildeo pouco
sinuosos jaacute os anastomosados conteacutem barras que os dividem e depois destas barras eles
voltam a se encontrar Essas formas satildeo padrotildees no entanto podem ser observadas
formas intermediaacuterias entre estes tipos (MENDES 1984)
Para DELLA FAacuteVERA (2001) os depoacutesitos de rios conteacutem variaccedilotildees de acordo com
o regime de fluxo sendo que ora podem ter gratildeos grossos ora gratildeos finos independente do
tipo de rio e satildeo na maioria das vezes transportados por meio de traccedilatildeo entre as partiacuteculas No
rio Doce a grande maioria dos depoacutesitos eacute da fraccedilatildeo areia a cascalho contendo
minoritariamente gratildeos na fraccedilatildeo silte
Nesse contexto MELLO et al (2005a e 2005b) e HATUSHIKA et al (2007)
realizaram estudos no rio Doce e perceberam que as mudanccedilas no curso do rio satildeo causadas
por uma neotectocircnica o que explica as mudanccedilas no curso do rio e a formaccedilatildeo do sistema de
lagos adjacente principalmente na cidade de Linhares-ES Realizaram inclusive um estudo
geofiacutesico de alta resoluccedilatildeo no maior dos lagos da regiatildeo a lagoa Juparanatilde e dataram que os
depoacutesitos desse lago satildeo iniciados a partir de 9000 anos indicando que este lago eacute um antigo
canal do rio Doce que foi alterado devido um sistema tectocircnico extensional com direccedilatildeo NW-
SE que gerou esta alteraccedilatildeo abrupta no curso do mesmo sendo assim possiacutevel encontrar
sedimentos arenosos neste rio com grande sinuosidade
O movimento das partiacuteculas de qualquer tamanho em um fluido se daacute por trecircs
mecanismos rolamento saltaccedilatildeo e suspensatildeo Em baixas velocidades de corrente apenas
partiacuteculas finas e de baixa densidade podem ser carregadas em suspensatildeo ainda nesse
regime as que estejam na fraccedilatildeo areia se movem por rolamento ou por saltaccedilatildeo minerais
placoacuteides como micas flutuam mais devido agrave sua alta superfiacutecie e demoram mais para
depositar Com um pequeno incremento da velocidade todas as variaccedilotildees de silte e algumas
de areia podem ser mantidas em suspensatildeo gracircnulos e seixos pequenos se movem por
saltaccedilatildeo e material mais grosso por rolamento Tais processos satildeo os mesmos na aacutegua e no
ar no entanto devido agrave massa e a viscosidade da aacutegua serem maiores nela satildeo mais efetivos
necessitando de menor velocidade nesta do que no ar A faixa em que ocorre erosatildeo e
deposiccedilatildeo de sedimentos relativos agrave velocidade do fluxo altura da coluna drsquoaacutegua e
o tamanho de gratildeo (NICHOLS 2007)
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METODOLOGIA
Para realizaccedilatildeo do trabalho foi necessaacuteria a obtenccedilatildeo das imagens do sensor TM do
sateacutelite Landsat 5 nas oacuterbitas 215 e 216 nos pontos 73 e 74 Tais imagens estatildeo disponiacuteveis
gratuitamente no endereccedilo eletrocircnico do INPE Para que se possa descarregar as imagens eacute
necessaacuterio efetuar um cadastro junto ao site (httpwwwdgiinpebrCDSR) e escolher as
oacuterbitas e os pontos que satildeo desejados apoacutes isso faz-se o pedido e as imagens satildeo
disponibilizadas no email cadastrado com as sete bandas disponiacuteveis
Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem de
distintas estaccedilotildees do ano para que houvesse alternacircncia entre o periacuteodo de seca e de chuva
pois assim seria possiacutevel observar as variaccedilotildees extremas da dinacircmica fluvial O Quadro 1
mostra as imagens que melhor se encaixaram nesse perfil durante o periacuteodo analisado que eacute
antes da construccedilatildeo da Hidreleacutetrica de Aimoreacutes e depois de sua construccedilatildeo no total foram
obtidas trinta e seis imagens que foram utilizadas para compor nove cenas destas foram
utilizadas trecircs bandas de cada (5 4 e 3)
Quadro 1 - Descriccedilatildeo das caracteriacutesticas das imagens de sateacutelite utilizadas Fonte
Autores
Cena 1
Cena 2
Cena 3
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
21673 15022001
21673 11092001
21673 13062003
21674 15022001
21674 11092001
21674 13062003
21573 08022001
21573 19082001
21573 22062003
21574 08022001
21574 19082001
21574 22062003
Cena 4
Cena 5
Cena 6
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
21673 19102003
21673 23072006
21673 20032007
21674 19102003
21674 23072006
21674 05042007
21573 10092003
21573 14062006
21573 13032007
21574 10092003
21574 14062006
21574 29032007
Cena 7
Cena 8
Cena 9
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
OacuterbitaPonto Data
21673 27082007
21673 12052009
21673 21072011
21674 27082007
21674 12052009
21674 21072011
21573 20082007
21573 19042009
21573 30072011
21574 20082007
21574 19042009
21574 30072011
As imagens depois de descarregadas necessitaram que fosse realizado seu preacute-
processamento em ambiente de Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu
em georreferenciaacute-las utilizando como paracircmetro de comparaccedilatildeo as ortofotos do IEMA
(2007) aplicaccedilatildeo de contraste linear aumentando linearmente os tons de cinza no entanto
mantendo a proporccedilatildeo original Este procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5
4 e 3 para todas as nove cenas
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
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Foram utilizadas as imagens preacute-processadas com seus tons de cinza individualmente
realccedilados para entatildeo ser feita a composiccedilatildeo colorida RGB (543) Segundo Florenzano (2008)
essa composiccedilatildeo colorida realccedila corpos drsquoaacutegua com baixa e alta carga sedimentar suspensa
ficando estes com coloraccedilatildeo azul escuro e azul claro respectivamente
Cada banda realccedila uma feiccedilatildeo especiacutefica sendo que a para o sensor utilizado a banda
3 oferece boa resposta com corpos drsquoaacutegua e evidencia caracteriacutesticas como o teor de
sedimentos presentes neles ou suas profundidades sendo maior a reflectacircncia para alta carga
sedimentar e maiores profundidades
Foram observados nas imagens os locais em que haviam barras de acumulaccedilotildees de
sedimentos ao longo do curso do rio (Figura 3) A partir dessas imagens foi realizado o
trabalho de campo entre os dias 03 e 06 de julho de 2013 onde foram coletados 12
testemunhos com um metro de profundidade e diacircmetro de 60 mm cada com o intuito de
fazer a anaacutelise textural dos sedimentos para avaliar o potencial de transporte sedimentar do
rio apoacutes a construccedilatildeo da barragem da Usina Hidreleacutetrica de Aimoreacutes Foram marcados os
locais com equipamento GPS de navegaccedilatildeo da marca Garminreg o percurso foi feito em
veiacuteculo da UFES
O processo de amostragem em campo (Figura 4A B C D E e F) consistiu em inserir
os tubos nos sedimentos com auxiacutelio de uma marreta e posteriormente retiraacute-lo com auxiacutelio de
duas abraccediladeiras de metal contendo quatro parafusos que as prendiam e facilitava a retirada
Tal processo foi dificultado devido ao fato dos sedimentos em alguns pontos estarem com
alto teor de umidade Depois de retirados os tubos eram identificados e lacrados com tampas
tal teacutecnica eacute similar no entanto mais simples que a utilizada por MARTIN et al(1995)
Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de
sedimentologia da UFES onde foram preparadas para as seguintes anaacutelises textural
granulomeacutetrica e mineraloacutegica
O primeiro passo foi abrir os tubos sem danificar ou perder o material contido em seu
interior (Figura 5A e B)
Apoacutes abertos os tubos foram deixados um dia expostos ao sol para que fossem
previamente secos para posterior anaacutelise textural preliminar que implicou na observaccedilatildeo do
grau de arredondamento dos sedimentos feita utilizando uma lupa binocular Coleman em
toda a seccedilatildeo amostrada misturando-se parte dos sedimentos e colocando-os em uma placa
petri
Os sedimentos foram passados por um quarteador para homogeneizaccedilatildeo da amostra e
obtidos no miacutenimo cinquenta gramas de amostra pois segundo FOLK (1980) eacute o miacutenimo
necessaacuterio para anaacutelise de sedimentos na fraccedilatildeo areia ou superior E colocados em uma placa
petri utilizando-se uma placa para cada amostra pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo de
dois diacutegitos foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada
placa e colocados na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24
horas Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados
durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz em agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de
peneiras de malhas 4760 2000 1410 500 250 125 74 37 microm
Entatildeo as fraccedilotildees dos sedimentos retidos em cada peneira foram pesadas para posterior
processamento no software Gradistat (Blott e Pye 2001) Este software eacute uma macro feita no
Excelreg para suiacutete de aplicativos Officereg da Microsoftreg ou compatiacuteveis que ao se inserir os
pesos obtidos calcula alguns paracircmetros texturais como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo
assimetria e curtose usando os paracircmetros definidos por FOLK E WARD (1957)
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Figura 3 - Pontos onde houve visitaccedilatildeo em alguns natildeo foi possiacutevel realizar amostragem Fonte Modificado de GEOBASES 2002
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
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Figura 4 - Processo de amostragem em campo A ndash Equipamentos utilizados B ndash Inserccedilatildeo e
identificaccedilatildeo dos tubos C ndash Teacutermino da inserccedilatildeo D ndash Retirada da amostra E ndash Abertura das
abraccediladeiras F ndash Finalizaccedilatildeo do processo de abertura Fonte Autores
Figura 5 - Corte dos tubos utilizando uma serra eleacutetrica com disco diamantado A - Processo
de corte e B - Tubo cortado Fonte Autores
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RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
Depois de processadas e analisadas as imagens orbitais delimitou-se oito segmentos
do rio (Figura 6) em que foram feitos recortes nas nove imagens e colocadas lado a lado para
melhor visualizaccedilatildeo das mudanccedilas no curso ao longo do periacuteodo analisado
Nas imagens eacute possiacutevel observar as variaccedilotildees sazonais ao qual o rio eacute submetido no
trecho estudado onde em determinadas eacutepocas do ano ele expotildee as barras de acumulaccedilatildeo e
em outras ele as afoga isso devido agrave sazonalidade natural das estaccedilotildees mais e menos
chuvosas em seu percurso
Para cada segmento foi realizado um mosaico com as nove imagens da seacuterie temporal
No mosaico as imagens estatildeo numeradas de um a nove como numa matriz de trecircs
linhas por trecircs colunas nesta a numeraccedilatildeo cresce da esquerda para direita sendo as imagens
de um a trecircs na primeira linha de quatro a seis na segunda e por fim de sete a nove na
terceira sendo as datas das imagens fevereiro de 2001 Agosto e Setembro de 2001 junho de
2003 setembro e outubro de 2003 junho de 2006 marccedilo de 2007 outubro de 2007 abril e
maio de 2009 e julho de 2011 respectivamente
Em algumas imagens a cobertura de nuvens eacute excessiva e impede uma boa
visualizaccedilatildeo das variaccedilotildees ocorridas
Figura 6 - Mapa de localizaccedilatildeo das imagens da seacuterie temporal sobrepondo relevo
sombreado recursos hiacutedricos e pontos coletados Fonte Modificado de GEOBASES (2002) e
USGS (2011)
Os segmentos em que satildeo observadas maiores mudanccedilas no curso do rio satildeo
respectivamente ldquoArdquo e ldquoHrdquo
No primeiro estaacute localizada a barragem da hidreleacutetrica e o desvio construiacutedo no curso
do rio um canal de grande porte que eacute possiacutevel ser visualizada sua construccedilatildeo desde o iniacutecio
em 2001 que em 2006 ele jaacute estava com fluxo sedimentar a usina jaacute operava nesta eacutepoca
Nas subimagens A1 A3 A6 e A8 eacute possiacutevel observar uma coloraccedilatildeo azul mais clara no curso
do rio fato devido agrave corresponderem ao periacuteodo de maior pluviosidade e consequente maior
carga sedimentar suspensa (Figura 7)
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
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No segundo observa-se uma estrutura que segue o curso do rio e quando este faz a
curva para sul ele continua para leste (seta nas imagens H1 a H9 da figura 8) um pouco a
norte do ponto XII com exceccedilatildeo das imagens H4 e H5 o que parece ser um paleocanal que
desembocava no mar apresentando a mesma resposta espectral de aacutereas de margem que satildeo
tomadas pela vegetaccedilatildeo (cor verde clara)
A imagem H1 apresenta poucas acumulaccedilotildees de sedimentos no local em que foi
marcado o ponto XII aparentemente natildeo eacute possiacutevel de ser acessado pela margem Na imagem
H2 satildeo exibidos muitos bancos de areia o do local onde foi marcado o ponto XII tem pequena
extensatildeo Nota-se ainda que o mar exibe uma coloraccedilatildeo azul clara indicando carga
sedimentar suspensa
A imagem H3 conteacutem uma grande acumulaccedilatildeo no ponto XII e carga suspensa
intermediaacuteria pelo tom de azul natildeo ser tatildeo escuro nem tatildeo claro ficando mais escuro em
direccedilatildeo ao mar
Na parte visiacutevel da imagem H5 percebe-se pouca profundidade do canal indicada pela
cor azul escuro com barras de sedimentos no curso e baixa carga suspensa A imagem H6
exibe a barra lateral e com dimensatildeo reduzida no meio do rio natildeo eacute possiacutevel distinguir
acumulaccedilotildees sazonais apenas as ilhas vegetadas
A imagem H7 exibe acumulaccedilatildeo no ponto XII e pequenas barras ao longo do curso
aleacutem de baixa carga suspensa mostradas pela coloraccedilatildeo azul escuro A imagem H8 eacute de um
periacuteodo de cheia do rio no entanto eacute observado um pequeno banco de areia no local do ponto
XII
Nota-se que na imagem H9 a carga sedimentar no mar eacute maior que nas imagens
anteriores devido agrave pluma de sedimentos de cor azul clara e que aparentemente o rio estaacute
mais raso proacuteximo agrave desembocadura devido as barras no seu curso serem maiores que nos
anos anteriores Sendo a carga suspensa baixa e como o mar conteacutem uma pluma sedimentar
maior que nos anos anteriores o processo de transporte que pode estar ocorrendo
pode ser o de traccedilatildeo com posterior retrabalhamento
Todas as amostras foram obtidas a jusante da barragem da Usina Hidreleacutetrica de
Aimoreacutes Com a anaacutelise dos sedimentos de acordo com a metodologia citada anteriormente
foram obtidos os resultados que seratildeo expostos a seguir
O arredondamento observado nas amostras varia de anguloso a sub anguloso nas
amostras obtidas ateacute o ponto 8 os seguintes passam a apresentar o grau sub anguloso a
arredondado raramente bem arredondado A mineralogia apresentou predominacircncia de
quartzo variando entre 95 a 97 das amostras devido a este fato natildeo foram
caracterizados com detalhe os outros minerais que compunham as amostras sendo
observados micas muscovita biotita lepidolita granada epidoto e minerais ferrosos como
ilmenita e magnetita Tais minerais satildeo compatiacuteveis com as rochas da regiatildeo o que jaacute era
esperado
Os paracircmetros adotados para interpretaccedilatildeo dos dados foram os de FOLK E WARD
(1957) citados por BLOTT E PYE (2001) no software GRADISTAT pois satildeo formas
descritivas que se relacionam com as caracteriacutesticas dos sedimentos ao inveacutes de valores
numeacutericos obtidos puramente por caacutelculos matemaacuteticos O resultado das anaacutelises eacute o exibido
no Quadro 2
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Figura 7 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a
hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)
Figura 8 - Segmento ldquoArdquo com destaque para o novo canal construiacutedo junto com a
hidreleacutetrica Fonte INPE (2011)
Estudo da variaccedilatildeo da dinacircmica fluvial do rio Doce com uso de imagens do sateacutelite Landsat 5
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Quadro 2 - Resultados obtidos a partir do software GRADISTAT Fonte Autores
Amostra Granulometria
Mediana Selecionamento Assimetria Curtose
I Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado Assimetria Negativa
Extremamente
Leptocuacutertica
II Areia Meacutedia
Moderadamente
Selecionado
Assimetria Muito
Negativa Leptocuacutertica
III Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado Assimetria Negativa Mesocuacutertica
IV Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado Assimetria Negativa
Extremamente
Leptocuacutertica
V Areia Grossa
Pouco
Selecionado
Assimetria Muito
Positiva Mesocuacutertica
VI Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Mesocuacutertica
VII Areia Meacutedia
Moderadamente
Bem Selecionado
Assimetria Muito
Positiva Paticuacutertica
VIII Areia Meacutedia
Moderadamente
Selecionado Simeacutetrico Platicuacutertica
IX Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica
X Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica
XI Areia Grossa
Pouco
Selecionado
Assimetria Muito
Positiva Leptocuacutertica
XII Areia Grossa
Pouco
Selecionado Assimetria Positiva Muito Leptocuacutertica
A assimetria eacute o grau de desvio de uma curva no sentido horizontal podendo esse
desvio ser positivo ou negativo medindo a distribuiccedilatildeo da frequecircncia e marca a posiccedilatildeo da
meacutedia em relaccedilatildeo agrave mediana descrevendo se a curva eacute ou natildeo simeacutetrica Sendo assimeacutetrica
pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado das fraccedilotildees grossas ou das finas
podendo ser negativa ou positiva respectivamente (TAVARES et al 2010)
Esse padratildeo de distribuiccedilatildeo das granulometrias areia meacutedia com assimetria negativa
ateacute a amostra IV indica que os depoacutesitos foram mais retrabalhados talvez porque se
encontram em porccedilotildees de acumulaccedilotildees de sedimentos com maior porte o que as torna
naturalmente mais retrabalhaacuteveis Jaacute os padrotildees das amostras pouco selecionadas satildeo
depoacutesitos de menores dimensotildees e podem estar em processo de formaccedilatildeo Ou entatildeo foram
erodidos no uacuteltimo pulso de cheia e estatildeo em processo de reformulaccedilatildeo Esse conceito eacute
explicado em NICHOLS (2007) sendo o padratildeo deposicional de um rio entrelaccedilado
A anaacutelise da curtose reforccedila tal argumento pois quanto mais platicuacuterticas as
distribuiccedilotildees os sedimentos tendem a ser misturas de populaccedilotildees diferentes e quando
leptocuacuterticas satildeo afetados por correntes de fundo ou algum evento deposicional que
removeu alguma fraccedilatildeo Os que estatildeo mesocuacuterticos natildeo fornecem consistecircncia para
afirmaccedilatildeo alguma assim como observado por Tavares et al(2010) em um contexto
semelhante
Proacuteximo a represa no ponto II observam-se gratildeos em fraccedilotildees denominadas por FOLK
E WARD (1957) como cascalho muito grosso sendo um ambiente de alta energia pois
quando as comportas satildeo abertas liberam toda energia potencial que estava acumulada
diminuindo gradativamente conforme vatildeo sendo fechadas causando a deposiccedilatildeo destes
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83
sedimentos que tem o caraacuteter bem arredondado em sua maioria tal fato indica seu
retrabalhamento e transporte por rolamento
No ponto IV ao cavar poucos centiacutemetros a partir da superfiacutecie eacute possiacutevel observar
estratificaccedilatildeo cruzada de baixo acircngulo com um niacutevel de minerais pesados tornando-a mais
visiacutevel tal fato indica deposiccedilatildeo de material em suspensatildeo
Na cidade de Colatina observam-se largos bancos de areia que estreitam o rio no
ponto amostral VI
No bairro Bebedouro em Linhares Ponto IX foi observado na margem do rio um
padratildeo deengrossamento para o topo com seixos imbricados ou seja mostram-se aqui as
fraccedilotildeesmais finas na base e um evento que depositou estes sedimentos mais grosseiros por
traccedilatildeo devido ao seu imbricamento
Proacuteximo agrave foz do rio eacute encontrado um niacutevel de minerais pesados finos
Tais niacuteveis de finos satildeo encontrados junto com a amostra XII que predomina a
granulometria grossa o graacutefico da distribuiccedilatildeo nesta amostra tem assimetria positiva ou seja
a tendecircncia para fraccedilotildees menores Analisando o caraacuteter muito leptocuacutertico da amostra
evidencia-se que foram eventos deposicionais distintos que trouxeram tais sedimentos para
este local Fator indicativo das variaccedilotildees do gradiente energeacutetico do rio
CONCLUSAtildeO
As evidentes variaccedilotildees na dinacircmica fluvial do Doce satildeo visualizadas em diversas
escalas e conjunto de dados observados Seja nas imagens de sateacutelite seja nos bancos de areia
ora submersos ora emersos ainda quando se analisa as fraccedilotildees dos sedimentos presentes nos
mesmos
A maior presenccedila de sedimentos grosseiros na parte jusante do rio e sua tendecircncia a
afinar a fraccedilatildeo assimetria muito positiva eacute evidecircncia de uma perda de energia do rio que
devido sua alta energia tendia a carregar sedimentos mais grossos vem agora diminuindo seu
poder de transporte dessas fraccedilotildees e comeccedila a acumular material mais finoSeu caraacuteter de rio
entrelaccedilado anterior pode estar variando a um padratildeo anastomosado de menor energia
A construccedilatildeo de hidreleacutetricas em rios inegavelmente altera seus cursos A questatildeo a se
fazer nesse momento eacute a seguinte O dano causado ao rio gera benefiacutecios que compensa sua
degradaccedilatildeo A resposta eacute relativa gera benefiacutecios a quem Agraves empresas que lucram com a
venda da energia obviamente a resposta eacute sim Agrave populaccedilatildeo que depende e sempre dependeu
do rio para suas diversas atividades sejam quais forem a resposta evidentemente eacute natildeo
Esperamos que um dia a preservaccedilatildeo do meio ambiente seja a prioridade da sociedade ao
inveacutes dos lucros de alguns poucos indiviacuteduos
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sup2 Mestrando em Agroquiacutemica Universidade Federal do Espiacuterito Santo Alegre ES
sup3 Departamento de Geologia Universidade Federal do Espiacuterito Santo CCENS Naturais e da
Sauacutede Alegre ES 4 Instituto Federal do Espiacuterito Santo Campus Ibatiba Ibatiba ES
89
Capiacutetulo 6
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
Rafael de Oliveira Costasup1 Eduardo Baudson Duartesup2 Fabricia Benda de Oliveirasup3 Carlos
Henrique Rodrigues de Oliveira4
INTRODUCcedilAtildeO
Podemos caracterizar as zonas costeiras com base na sua localizaccedilatildeo geograacutefica
continente oceano Estas satildeo regiotildees sujeitas a contiacutenuas alteraccedilotildees morfodinacircmicas e
apresentam grande variabilidade temporal e espacial em funccedilatildeo dos processos continentais e
marinhos Evidenciando a dinacircmica erosiva e deposicional caracterizada pela accedilatildeo das ondas
mareacutes correntes costeiras e tambeacutem a accedilatildeo fluvial (SILVA et al 2004)
Essas accedilotildees movimentam continuamente as linhas de costa muitas vezes na mesma
direccedilatildeo mas frequentemente em direccedilotildees opostas Como resultado a forma da linha de costa
sofre alteraccedilotildees (WILLIAMS et al 1992)
Ambientes costeiros associados agrave foz de rios estatildeo sujeitos a constantes alteraccedilotildees
morfodinacircmicas originados tanto por processos fluviais como marinhos Areias e outros
materiais satildeo movidos para a praia ou fora dela por correntes e ondas Com isso os
movimentos sazonais dos materiais costeiros criam usualmente amplas praias no veratildeo
substituiacutedas por estreitas praias no inverno em um verdadeiro ciclo anual Durante a accedilatildeo das
mareacutes de tempestades vaacuterias aacutereas podem ser inundadas em questatildeo de horas
Sendo assim conhecer os agentes que atuam na variaccedilatildeo morfodinacircmica levando em
consideraccedilatildeo o espaccedilo-tempo das diferentes regiotildees costeiras eacute de suma importacircncia
principalmente para esse estudo que eacute associado a desembocadura do rio pois dessa forma eacute
possiacutevel estabelecer cenaacuterios com base no comportamento desse ambiente que deve ser
utilizado como fator para o planejamento do uso e ocupaccedilatildeo do solo e tambeacutem para o
desenvolvimento de projetos de engenharia que venham a interferir na dinacircmica sedimentar
costeira (SILVA et al 2004)
Com base no exposto este trabalho tem como objeto de estudo principal a constituiccedilatildeo
e a variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo associado agrave foz do rio Itapemirim Este estudo
tem como base a anaacutelise histoacuterica das variaccedilotildees morfoloacutegicas ocorridas no local e sua relaccedilatildeo
com a descarga liacutequida do rio que seraacute feita por meio de anaacutelises de imagens em uma seacuterie
temporal Aleacutem de contar com a anaacutelise da atual contribuiccedilatildeo do aporte de sedimentos
fluviais na constituiccedilatildeo e variaccedilatildeo morfoloacutegica do cordatildeo litoracircneo que seraacute feito por meio de
anaacutelise sedimentoloacutegicas
LOCALIZACcedilAtildeO E VIAS DE ACESSO
O Rio Itapemirim tem suas nascentes mais distantes localizadas na Serra do Caparaoacute
formadas pelos rios Braccedilo Norte Esquerdo e Braccedilo Norte Direito que se unem no municiacutepio
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
90
de Alegre Mais a jusante as aacuteguas do Itapemirim recebem contribuiccedilatildeo do rio Castelo no
distrito de Coutinho municiacutepio de Cachoeiro de Itapemirim O uacuteltimo grande afluente antes
da desembocadura no Oceano Atlacircntico eacute o Rio Muqui que junta-se ao Itapemirim no
municiacutepio de Itapemirim desaguando na altura de Marataiacutezes no Espiacuterito Santo
A aacuterea de trabalho localiza-se entre as coordenadas UTM E 308000 m e N 7682000
m E 320000 m e N 7682000 m E 320000 m e N 7672000 m E 308000 m e N 7672000
m (Figura 1)
Figura 1 - Localizaccedilatildeo da aacuterea de estudo Fonte Autores
REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICAGEOLOGIA REGIONAL
SENSORIAMENTO REMOTO
O Sensoriamento Remoto utiliza-se de dados da superfiacutecie do planeta adquiridos agrave
distacircncia por meio de sensores instalados em plataformas terrestres aeacutereas ou orbitais Tais
dados satildeo captados na forma de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica em diferentes comprimentos de
onda separando-os em bandas que captam determinados comprimentos (FIGUEIREDO
2005) Um exemplo eacute o sateacutelite Landsat que utiliza os sensores instalados na oacuterbita e capta
sete bandas espectrais
Essas bandas podem estar associadas aos canais RGB (red - vermelho green - verde e
blue - azul) que satildeo utilizadas para obter um realce de uma determinada feiccedilatildeo formando a
composiccedilatildeo colorida De acordo com INPE (2011) no sistema RGB as bandas 5 4 e 3 do
sensor TM quando combinadas mostram mais claramente os limites entre o solo e a aacutegua
com a vegetaccedilatildeo natildeo tatildeo evidente aparecendo em tonalidades de verde e rosa
Em um estudo no rio Araguaia localizado na porccedilatildeo Centro-Oeste do Brasil Morais
(2008) analisou uma seacuterie temporal com imagens do Landsat 5 com o intuito de verificar a
alteraccedilatildeo da dinacircmica fluvial utilizando as bandas 5 4 e 3 do sensor TM e com isso pode
verificar a evoluccedilatildeo do canal do rio com relaccedilatildeo a processos erosivos deposicionais e da
evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
91
PROCESSAMENTO E INTERPRETACcedilAtildeO DE IMAGENS
Para que se consiga interpretar as imagens de sateacutelite utiliza-se de teacutecnicas de preacute-
processamento entre elas podemos citar o georreferenciamento e o contraste O contraste eacute
feito para que ocorra uma melhor visualizaccedilatildeo das imagens calibrando os tons de cinza
atraveacutes da modificaccedilatildeo do histograma original formando outro que iraacute manter a mesma
variaccedilatildeo entre os tons de cinza poreacutem com uma melhor visualizaccedilatildeo (KAUTSKY et al
1984)
O georreferenciamento eacute o processo de atribuir coordenadas geograacuteficas a pontos na
imagem ou vetor como por exemplo uma feiccedilatildeo de faacutecil observaccedilatildeo e identificaccedilatildeo nas duas
imagens e que tenha coordenada conhecida para se aplicar a teacutecnica de registro de imagem ou
ainda utilizando pontos de controle (CAMPBELL 2002)
MEacuteTODO GPR
O meacutetodo de radar de penetraccedilatildeo no solo (GPR) eacute um meacutetodo eletromagneacutetico que
consiste em obter uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie atraveacutes da transmissatildeo e
reflexatildeo de ondas eletromagneacuteticas de altas frequecircncias (10 ndash 1000 MHz) para localizar
feiccedilotildees geoloacutegicas rasas ou objetos enterrados pelo homem O princiacutepio fiacutesico e a
metodologia de aquisiccedilatildeo de dados GPR satildeo semelhantes agrave teacutecnica de reflexatildeo siacutesmica e a
teacutecnica de sonar poreacutem o GPR fundamenta-se na transmissatildeo e reflexatildeo de ondas
eletromagneacuteticas (EM) (PORSANI 1999)
O equipamento de GPR (Figura 2) eacute composto de um par de antenas um gerador de
ondas eletromagneacuteticos antena transmissora e um sistema para registro destas ondas a antena
receptora Uma das antenas eacute usada para transmitir um sinal eletromagneacutetico atraveacutes da
subsuperfiacutecie ao passo que a outra capta estes sinais apoacutes a sua reflexatildeo por diferentes alvos
no subsolo A propagaccedilatildeo do sinal EM depende da frequecircncia do sinal transmitido e das
propriedades eleacutetricas dos materiais as quais dependem principalmente do conteuacutedo de aacutegua
presente no solo Topp (1980 citado por BORGES 2002) sendo a atenuaccedilatildeo do sinal da
onda EM proporcional ao conteuacutedo de aacutegua Quando o pulso transmitido encontra mudanccedilas
abruptas nas propriedades dieleacutetricas parte da energia eacute refletida e difratada sendo captada
em superfiacutecie pela antena receptora A energia refletida eacute registrada em funccedilatildeo do tempo de
atraso amplificada e digitalizada atraveacutes de um computador posteriormente o resultado do
processamento dos dados disponibiliza uma imagem de alta resoluccedilatildeo da subsuperfiacutecie
(BORGES 2002)
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
92
Figura 2 - Constituintes baacutesicos do GPR Fonte Neal (2004)
CONTEXTO GEOLOacuteGICO REGIONAL
Segundo Almeida (1977) a aacuterea estudada estaacute inserida regionalmente agrave leste da
Proviacutencia Mantiqueira que eacute paralela agrave costa atlacircntica do sudeste e sul do Brasil delineando
uma faixa de direccedilatildeo NE-SW com mais de 3000 km de comprimento que se estende do sul
da Bahia ateacute o Uruguai Localizada a leste do Craacuteton Satildeo Francisco aleacutem de fazer limite com
as proviacutencias Tocantins Satildeo Francisco e Paranaacute e eacute bordejada ao leste pela margem
continental e pelas bacias costeiras do Espiacuterito Santo Campos Santos e Pelotas
O embasamento da Formaccedilatildeo Barreiras estudada compreende rochas do Complexo
Paraiacuteba do Sul que de acordo com RADAMBRASIL (1983) constitui gnaisses de idade
Neoproterozoacuteica Estas rochas fazem contato com o Complexo Juiz de Fora que
constituemrochas de origem iacutegnea representadas por granitos gabros e charnockitos datadas
do Paleoproterozoacuteico
Sobre este embasamento depositam-se na regiatildeo os sedimentos Cenozoacuteicos
continentais classificado por Amador (1982) como Grupo Barreiras e devido a seus estudos
permitiu uma individualizaccedilatildeo de uma unidade lito-estratigraacutefica com idade Neoacutegena
Na Figura 3 estaacute evidenciando a aacuterea de estudo no mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo
podendo observar duas litologias diferentes na aacuterea demarcada que fica bem evidenciado na
Figura 4
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
93
Figura 3 - Mapa geoloacutegico do Espiacuterito Santo abrangendo a aacuterea investigada neste
estudoFonte Adaptado de Bizzi et al (2013)
Figura 4 - Coluna litoestratigraacutefica do Espiacuterito Santo com ecircnfase nas litologias presente na
aacuterea Fonte Adaptado de Bizzi et al (2013)
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
94
GRUPO BARREIRAS
O Grupo Barreiras foi agrave primeira unidade estratigraacutefica documentada no Brasil
ocorrendo ao longo do litoral brasileiro desde o Rio de Janeiro ateacute o estado do Amapaacute
recobrindo depoacutesitos sedimentares do mesozoacuteicos de diversas bacias costeiras (BEZERRA et
al 2005)
Os estudos sobre os depoacutesitos correspondentes ao Barreiras foram empregados pela
primeira vez quando Branner (1902 citado por AMADOR 1982) fez a primeira referecircncia a
esta unidade caracterizando-a como ldquouma sucessatildeo contiacutenua de sedimentos pouco ou natildeo
consolidados presentes na costa nordestinardquo
De acordo com Arai (2006) a regularidade no modo de ocorrecircncia e na caracteriacutestica
litoloacutegica eacute incompatiacutevel com a origem continental utilizada tradicionalmente para
caracterizar a origem do Barreiras o que constitui um misteacuterio sua procedecircncia pela
existecircncia de estudos com evidecircncias que revelam seu caraacuteter marinho da mesma forma que
a idade do Grupo Barreiras tem sido motivo de muita controveacutersia entre diversos autores em
funccedilatildeo de seu pobre conteuacutedo fossiliacutefero a sua vasta distribuiccedilatildeo e variaccedilatildeo espacial Na
literatura mais antiga a idade variava de Oligo-mioceno a Plioceno Segundo Bezerra et al
(2005) a idade da Formaccedilatildeo Barreiras tem sido atribuiacuteda ao intervalo de tempo que varia do
Mioceno ateacute o Plioceno-Pleistoceno
Recentemente Arai (2006) subdividiu o Grupo Barreiras em duas unidades distintas de acordo
com seus periacuteodos de deposiccedilatildeo Barreiras Inferior e Superior
A unidade Barreiras Inferior representa a eacutepoca em que a margem continental
brasileira recebia depoacutesitos duratte a transgressatildeo ocorrida no intervalo Aquitaniano ndash
Serravaliano (Eomioceno a Mesomioceno) acumulando uma grande quantidade de
sedimentos nas aacutereas hoje emersas do continente Esses depoacutesitos transgressivos e de mar alto
satildeo reconhecidos sob a forma de unidades litoestratigraacuteficas quase contiacutenuas ou em formas
mais isoladas tendo sido sedimentados principalmente na regiatildeo litoracircnea que atualmente se
estende da Foz do Amazonas ao estado do Rio de Janeiro onde o relevo plano teria
propiciado o avanccedilo do onlap para continente adentro (ARAI 2006)
Uma discordacircncia erosiva Tortoniana (Mioceno) delimita a interface entre as duas
Unidades distintas A discordacircncia representa uma queda eustaacutetica provocada por um periacuteodo
de glaciaccedilatildeo no Neoacutegeno sendo identificada em seccedilotildees siacutesmicas onde eacute reconhecida como
ldquoMarco Cinzardquo A idade Tortoniana foi atribuiacuteda atraveacutes da dataccedilatildeo de nanofoacutesseis Discoaster
hamatus (N-630) e D neorectus (N-635) Viana et al (1990 citado por ARAI 2006)
A unidade Barreiras Superior foi depositada durante o Plioceno que de acordo com as
curvas eustaacuteticas propostas por Haq Hardenbol e Vail (1987 citado por ARAI 2006) teria
ocorrido uma nova transgressatildeo e muitas das aacutereas erodidas receberam uma nova cobertura
sedimentar constituindo o ldquoBarreiras Superiorrdquo
CARACTERIZACcedilAtildeO DA AacuteREA DE ESTUDO
A aacuterea de estudo apresenta topografia variando de suavemente ondulada a plana
sendo que 84 de suas aacutereas possuem declividade abaixo de 30 O tipo de solo
predominantemente eacute o latossolo vermelho amarelo distroacutefico com fertilidade variando de
meacutedia a baixa textura areno-argilosa apresentando pH em torno de 50 com baixos teores de
mateacuteria orgacircnica exigentes em complementaccedilatildeo de fertilizantes e correccedilatildeo de solos A
temperatura meacutedia anual eacute de 22ordm C ficando as maacuteximas entre 28ordm C e 30ordm C enquanto que as
miacutenimas giram em torno de 15ordm C O litoral capixaba possui um regime micromareal (micro-
mareacute) cuja amplitude de mareacute segundo DHN (1994) varia de 140 m a 150 m atingido
durante a mareacute de siziacutegia a amplitude de cerca de 170 m O clima eacute quente poreacutem
CCENS ndash UFES GEOTECNOLOGIAS E SUAS APLICACcedilOtildeES
95
amenizado pelas fortes brisas marinhas A meacutedia anual de precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica situa-se
em torno de 900 mm (ALBINO 1999)
METODOLOGIA
Os materiais cartograacuteficos utilizados para processamento dos dados deste trabalho satildeo
provenientes do Geobases (2002) e compreendem curva de niacutevel drenagem limites e vias
de acesso
As imagens Landsat e RapidEye foram retiradas do endereccedilo eletrocircnico do INPE e do
MMA (Ministeacuterio do Meio Ambiente) respectivamente
O processamento dos dados foi realizado por meio do software Arcgis 103 e Spring
526 Os dados estatiacutesticos foram gerados pelo software Gradstat e os perfis do GPR foram
processados pelo programa Reflex
O GPS de navegaccedilatildeo foi utilizado como uma ferramenta para identificaccedilatildeo dos pontos
no campoUtilizou-se ainda um GPS topograacutefico para georreferenciamento das seccedilotildees de
GPR
OBTENCcedilAtildeO DAS IMAGENS DE SATEacuteLITE
O trabalho foi realizado a partir de imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 sensor TM e de
imagens do sateacutelite RapidEye no periacuteodo de 2001 agrave 2014 sendo analisadas anualmente
Procurou-se obter imagens com a menor quantidade de nuvens e que fossem das mesmas
estaccedilotildees do ano para natildeo influenciar na anaacutelise de deposiccedilatildeo dos sedimentos por conta da
diferenccedila de quantidade de partiacuteculas que podem ser carreadas nos momentos de chuva e de
seca
PROCESSAMENTO DAS IMAGENS
As imagens Landsat tiveram que passar por preacute-processamento em ambiente de
Sistemas de Informaccedilotildees Geograacuteficas (SIG) que consistiu em georreferenciaacute-las utilizando
como paracircmetro de comparaccedilatildeo as imagens RapidEye aplicaccedilatildeo de contraste linear
aumentando linearmente os tons de cinza no entanto mantendo a proporccedilatildeo original Este
procedimento se deu nas trecircs bandas utilizadas banda 5 4 e 3 Sendo muito semelhante a
metodologia aplicada por Mohamed (2012)
Foi feita uma composiccedilatildeo RGB-543 das imagens do sateacutelite Landsat 5 e 7 para
auxiliar na interpretaccedilatildeo
ETAPA DE CAMPO
Foram observados nas imagens os locais de mais faacutecil acesso para coleta dos
sedimentos (Figura 5) que foram coletados com auxiacutelio de uma paacute e foram armazenados em
sacos plaacutesticos para posterior anaacutelise granulomeacutetrica Os locais de coleta foram marcados com
o GPS (Global Positioning System) de navegaccedilatildeo (Tabela 1)
Com o auxiacutelio do GPR (Ground Penetrating Radar) foram levantados dados de sub-
superfiacutecie com dois tipos de antenas diferentes (200 e 400 MHz) e para uma melhor
amarraccedilatildeo dos dados estes foram coletamos atraveacutes de um DGPS (Differential Global
Positioning System) podendo assim observar como ocorreu o momento de sedimentaccedilatildeo do
local
Foram feitos dois perfis com o GPR em uma ilha que se conecta com a praia pelo
espigatildeo construiacutedo na desembocadura do rio esse equipamento foi utilizado nessa localidade
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
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para que se tente observar a deposiccedilatildeo dos sedimentos na foz do rio Itapemirim e o DGPS foi
utilizado como uma ferramenta de auxiacutelio para uma maior confiabilidade das coordenadas
utilizadas
Figura 5 - Mapa de localizaccedilatildeo dos pontos visitados em campoFonte Autores
Tabela 1 - Coordenadas dos pontos de coleta de sedimentos Fonte Autores
Pontos Coordenadas E (m) Coordenadas N (m)
1A 1B 1C 312747 7676348
2 312030 7676004
3 308789 7675691
4 310453 7678553
ETAPA DE LABORATOacuteRIO
Apoacutes a etapa de campo as amostras foram levadas para o laboratoacuterio de
sedimentologia do Departamento de Geologia da UFES onde foram preparadas para as
seguintes anaacutelises textural e mineraloacutegica
A anaacutelise granulomeacutetrica foi feita atraveacutes do peneiramento das amostras com os dados
de peso de cada granulometria foi utilizado o software para observar estatisticamente o
resultado As anaacutelises texturais e mineraloacutegicas foram feitas a partir do peneiramento citado
acima e foram obtidas com o auxiacutelio da lupa
Os sedimentos foram colocados em um quarteador e obtidos no miacutenimo cinquenta
gramas de amostra pois segundo Folk (1980) eacute o miacutenimo necessaacuterio para anaacutelise de
sedimentos no grupo areia ou superior Foram colocados em uma placa de petri utilizando-se
uma placa para cada amostra Pesou-se em uma balanccedila de precisatildeo com exatidatildeo de dois
diacutegitos Foram anotados a qual amostra pertenciam os sedimentos de cada placa e colocados
na estufa para secagem na temperatura de 60deg Celsius secando por 24 horas
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Apoacutes secagem na estufa os sedimentos foram pesados novamente e peneirados
durante 10 minutos na frequecircncia 15 Hz no agitador com a seguinte configuraccedilatildeo de
peneiras da marca Bertel 4800 2000 1200 500 250 125 74 37 microm que representam
respectivamente as classes cascalho fino cascalho muito fino areia muito grossa areia
grossa areia meacutedia areia fina areia muito fina segundo proposta de Wentworth (1922 citado
por BUI et al1990)
Os dados granulomeacutetricos obtidos foram processados em um programa de tratamento
estatiacutestico denominado ldquoGradstatrdquo desenvolvido por Blott e Pye (2001) que aproveita como
base de operaccedilatildeo o Microsoft Excel do Windows que calcula atraveacutes do peso alguns
paracircmetros como o tamanho meacutedio a seleccedilatildeo e curtose
Outro procedimento feito em laboratoacuterio foi o traccedilado das linhas de costa nos anos de
2001 a 2014 levando em consideraccedilatildeo a metodologia proposta por Aparecida et al (2011)
poreacutem com uma pequena diferenccedila pois no trabalho citado o ponto de referecircncia para
calcular a distacircncia ateacute a linha de costa era um maciccedilo rochoso que praticamente natildeo alterou
durante o tempo das imagens e jaacute nesse trabalho foi feito atraveacutes de um ponto com
coordenada coletada pelo DGPS (Ponto Base) com coordenadas E 311637 m N 7676929 m
RESULTADOS E DISCUSSOtildeES
DADOS OBTIDOS A PARTIR DAS IMAGENS
Na Figura 6 podemos ter uma visatildeo ampla de todas as linhas de costa marcadas na
seacuterie multitemporal proposta e no graacutefico apresentado na Figura 7 podemos analisar de forma
mais detalhada essa variaccedilatildeo
Observando a Figura 6 podemos observar uma diminuiccedilatildeo da linha de costa no ano de
2001 ateacute 2002 sendo provavelmente um periacuteodo de ressaca do mar pelo fato de ser um
intervalo de tempo muito pequeno poreacutem logo apoacutes foi observado uma progradaccedilatildeo nos anos
de 2002 agrave 2003 Posteriormente ocorreu um momento de estabilidade dessa linha de costa
tendo em vista que a taxa de deposiccedilatildeo e erosatildeo se mantiveram praticamente igualadas sendo
a variaccedilatildeo entre elas muito pequena podendo observar esse padratildeo ateacute o ano de 2007 e nos
anos seguintes obteve um padratildeo retrogradacional na linha de costa ateacute o ano de 2014
Os padrotildees de variaccedilatildeo da linha de costa observados nos graacuteficos da Figura 7 nos
indicam iacutendices de maior e menor sedimentaccedilatildeo do rio pois nos momentos de menor taxa de
fluxo sedimentar a corrente costeira era mais atuante e com isso causava erosatildeo fazendo com
que ocorresse uma retrogradaccedilatildeo da linha de costa e nos momentos em que o rio apresentava
maior descarga sedimentar no oceano a corrente costeira natildeo era tatildeo atuante pois a razatildeo
deposiccedilatildeo por erosatildeo era maior
Esse resultado de variaccedilatildeo da linha de costa foi diferente do encontrado por Deina et
al (2011) pois no trabalho em questatildeo soacute obteve o momento de retrogradaccedilatildeo do cordatildeo
litoracircneo
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
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Figura 6 - Mapa de evoluccedilatildeo da linha de costa do Rio Itapemirim Fonte Autores
Figura 7 - Graacutefico de variaccedilatildeo da linha de costa para a seacuterie multitemporal no periacuteodo
de 2001 a 2014 Fonte Autores
DADOS OBTIDOS A PARTIR DOS SEDIMENTOS
O resultado das anaacutelises do Gradistat estaacute exibido no Quadro 1 Com base nele
podemos observar que o selecionamento de todas as amostras variou de moderadamente
selecionado a muito bem selecionado Foi observado na lupa que os gratildeos se apresentaram
subangulosos arredondados e bem arredondados Com relaccedilatildeo a granulometria das amostras
todas tiveram o predomiacutenio de areia poreacutem a amostra 1B apresentou maior proporccedilatildeo de
areia grossa e as demais amostras apresentaram um maior teor de areia meacutedia
A mineralogia em questatildeo eacute predominantemente quartzo contendo algumas micas
(moscovitas e biotitas) granada e magnetita As amostras natildeo apresentaram uma grande
diferenccedila mineraloacutegica o que mudou foi em relaccedilatildeo a proporccedilatildeo de minerais pesados pois
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quanto mais longe da desembocadura do rio mais esses minerais se apresentavam em maior
quantidade
Os histogramas das amostras satildeo a representaccedilatildeo graacutefica dos dados matemaacuteticos
gerados pelo software Gradstat (Figura 8)
A assimetria expressa o enriquecimento da distribuiccedilatildeo granulomeacutetrica em partiacuteculas
grosseiras ou em partiacuteculas finas indicando o quanto a curva se afasta da distribuiccedilatildeo normal
(DIAS 2004) Sendo assimeacutetrica pode a cauda mais longa da curva inclinar-se para o lado
das fraccedilotildees grossas ou das finas podendo ser negativa ou positiva respectivamente
(TAVARES et al 2010)
Quadro 1 - Resultados obtidos a partir do software Gradistat Fonte Autores
Amostras Granulometria
mediana
Selecionamento Assimetria Curtose
1A Areia Meacutedia Moderadamente
selecionado
Assimetria
muito
positiva
Extremamente
Leptocuacutertica
1B Areia Grossa Muito bem
selecionado
Assimetria
positiva
Muito
Leptocuacutertica
1C Areia Meacutedia Moderadamente
selecionado
Assimetria
muito
positiva
Muito
Platicuacutertica
2 Areia Meacutedia Moderadamente
selecionado
Assimetria
positiva
Muito
Leptocuacutertica
3 Areia Meacutedia Moderadamente
bem selecionado
Assimetria
negativa
Leptocuacutertica
4 Areia Meacutedia Moderadamente
bem selecionado
Assimetria
muito
negativa
Platicuacutertica
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
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Figura 8 - Histogramas gerados pelo software Gradstat a) Amostra 1A b) Amostra
1B c) Amostra 1C d) Amostra 2 e) Amostra 3 f) Amostra 4 Fonte Autores
DADOS OBTIDOS DO GPR
Foram feitas duas seccedilotildees quase perpendicular para a passagem do GPR (Figura 9) e
utilizadas dois tipos de antenas em cada seccedilatildeo sendo elas a de 200 e 400 MHz podendo uma
alcanccedilar maior profundidade com menor detalhe e a outra uma menor profundidade com
maior detalhe respectivamente As figuras 10 e 11 e 12 e 13 correspondem a mesma seccedilatildeo
Figura 9 - Mapa de localizaccedilatildeo dos perfis de GPR Fonte Autores
Primeira seccedilatildeo de NW-SE com 50 metros de comprimento
Coordenada inicial E 312699 m N 7676341 m
Coordenada final E 312749 m N 7676336 m
Sirgas - Zona 24S
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101
Figura 10 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 1 Fonte Autores
Figura 11 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 1 Fonte Autores
Segunda seccedilatildeo de NE-SW com 50 metros de comprimento
Coordenada inicial E 312774 m N 7676349 m
Coordenada final E 312810 m N 7676384 m
Sirgas - Zona 24S
Figura 12 - Perfil de GPR com a antena de 400 MHz do perfil 2 Fonte Autores
Figura 13 - Perfil de GPR com a antena de 200 MHz do perfil 2 Fonte Autores
No perfil 1 tanto nos resultados da antena de 400 MHz quanto da antena de 200
MHz eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees cruzadas acanaladas na porccedilatildeo mais agrave esquerda Na
parte central evidenciada por um ciacuterculo observa-se uma falha na imagem podendo ser uma
porccedilatildeo mais argilosa e na parte mais agrave direita conteacutem hipeacuterboles claras que podem ser tubos
enterrados e um leve basculamento das camadas podendo ser remobilizaccedilatildeo do material
No perfil 2 eacute possiacutevel observar estratificaccedilotildees plano-paralela e uma porccedilatildeo com
atenuaccedilatildeo do sinal podendo ser uma regiatildeo mais argilosa Sendo observado todas as feiccedilotildees
tanto na antena de 400 MHz quanto na antena de 200 MHz poreacutem melhor evidenciado as
estratificaccedilotildees plano-paralelas no perfil gerado pela antena de 200 MHz
Com os perfis de GPR foi possiacutevel reafirmar as anaacutelises feitas pelo gradistat que
juntamente com a areia granulometria encontrada em maior proporccedilatildeo ainda existem
granulometrias mais finas provavelmente sendo argilas pelo fato da atenuaccedilatildeo das ondas
eletromagneacuteticas emitidas pelo GPR
Anaacutelise da variaccedilatildeo morfoloacutegica da linha de costa associada agrave foz do rio Itapemirim (ES)
102
CONCLUSAtildeO
A partir das imagens Landsat e RapidEye utilizadas para fazer a variaccedilatildeo da linha de
costa foi possiacutevel observar que a retrogradaccedilatildeo ou progradaccedilatildeo depende muito do fluxo de
sedimentos do rio com isso eacute possiacutevel supor que nos anos que tiver muita chuva
provavelmente ocorreraacute um maior carreamento de sedimentos em direccedilatildeo ao mar e com isso
aumentaraacute a taxa de deposiccedilatildeo e nos anos de seca com poucas chuvas provavelmente a
erosatildeo costeira seraacute mais intensa
Nos anos de 2001 a 2014 foi observado uma variaccedilatildeo de 437 ateacute 554 metros da linha
de costa o que indica ser uma aacuterea muito dinacircmica e sensiacutevel a mudanccedilas naturais
De acordo com as anaacutelises sedimentoloacutegicas foi possiacutevel observar que quanto mais
proacuteximo da desembocadura do rio menor a energia do fluxo sendo evidenciado pelo aumento
de sedimentos finos e um melhor selecionamento
A seccedilatildeo de GPR mostrou que pode ter uma variaccedilatildeo dos sedimentos indicando
presenccedila de mais finos atenuando o sinal na porccedilatildeo mais argilosa e mostrando que de acordo
com a seccedilatildeo mostrada pode-se observar estratificaccedilotildees cruzadas ou plano-paralela indicando a
direccedilatildeo da sedimentaccedilatildeo
As metodologias aplicadas se mostraram eficientes pois foi possiacutevel obter os dados e
tirar interpretaccedilotildees sobre a aacuterea de estudo Este estudo poderia ter sido mais detalhado e talvez
ser melhor entendido com anaacutelise dos efeitos que a construccedilatildeo do espigatildeo na desembocadura
do rio pode causar para o meio em questatildeo pois com essa construccedilatildeo os sedimentos natildeo
conseguem ser depositados em forma de delta ficando todo detido na desembocadura
podendo vir a diminuir a lacircmina drsquoaacutegua e posteriormente causar ateacute efeitos mais severos
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