024 - ANÁLISE MORFOESTRUTURAL POR SATÉLITE

21º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental
IV – 024 - ANÁLISE MORFOESTRUTURAL POR SATÉLITE VISANDO A
CARACTERIZAÇÃO E PROTEÇÃO AMBIENTAL DE MANANCIAIS HÍDRICOS
SUBTERRÂNEOS
Ana Maria Bencciveni Franzoni, Dra.
Engenheira Civil. Doutora em Geociências e Meio Ambiente pela UNESP. Profa. do
Depto. de Engenharia Civil da UFSC.
Édis Mafra Lapolli, Dra.
Engenheira Civil. Doutora em Engenharia de Produção e Sistemas da UFSC e Pós
Doutora pela Université de Montpellier II – França. Profa. do Depto. de Engenharia Civil
da UFSC.
Juércio Tavares de Mattos, Dr.
Pós Doutor em Geologia pela USP. Prof. da UNESP.
FOTO
NÃO
DISPONÍVEL
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RESUMO
O presente artigo, tem como objetivo geral apresentar critérios lógicos e sistemáticos de fotointerpretação de
imagens de satélites na extração de informações para a elaboração de mapas de lineamentos estruturais e
para tanto escolheu-se como objeto de estudo a Ilha de Santa Catarina.
Os procedimentos de fotointerpretação de informações acerca do meio físico conforme literatura pertinente,
tem sido, em geral, através de métodos assistemático e comparativo. O poder de discriminação dos alvos da
imagem fotográfica fica dependente, para seu intérprete, do conhecimento prévio de imagens aéreas ou
orbitais e feições similares. Constitui-se o chamado métodos das chaves. Esses métodos apresentam o
inconveniente de serem difíceis, seletivos e de variarem em cada região e em cada tipo de estudo.
Conforme (Franzoni,2000), um grande avanço, foi constatado no processo de interpretação visual de imagens
de satélite com relação ao nível de informações geológicas obtidas dos produtos fotográficos. Isto se deu, a
partir do momento em que, de uma forma natural e gradativa, em função do grande número de informações
contidas nestas cenas, o processo de sua análise foi sistematizado em fases de identificação dos elementos da
imagem e correlação com os objetos, análise das relações entre os objetos e a descoberta de suas relações em
seu significado geológico.
As diferentes propriedades da textura e estrutura do relevo (densidade de textura de relevo, quebra positiva,
quebra negativa, assimetria do relevo, lineamentos de relevo, alinhamentos de relevo e formas de encostas),
examinadas de forma combinada, permitem definir e caracterizar diferentes zonas homólogas, refletindo
propriedades distintas das rochas.Por zonas homólogas, entende-se como zonas de repartição dos elementos
texturais que se repetem e possuem a mesma estrutura.
Neste método, a fotointerpretação da imagem, consistiu da extração dos lineamentos interpretados como
correspondentes a descontinuidades estruturais.
Entende-se por lineamento como sendo todos os elementos que tem conotação estrutural ou seja uma família
de feições naturais na superfície da terra em forma alinhada, refletindo uma descontinuidade estrutural em
subsuperfície.
Após a extrações dos elementos da fotointerpretação procedeu-se a análise dos lineamentos estruturais. A
análise visa correlacionar dados de tratamentos quantitativos sobre sistemas de fraturas interpretados sobre
imagens orbitais (papel fotográfico) os quais refletem a deformação tectônica regional.
PALAVRAS-CHAVE: Sensoriamento Remoto, Lineamentos Extruturais, Recursos Hídricos
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INTRODUÇÃO
O presente trabalho faz parte de um projeto maior de avaliação geoambiental da Ilha de Santa Catarina para
fins de planejamento regional.
Será apresentado um estudo de relação de altos/baixos estruturais com altos/baixos topográficos visando a
caracterização e proteção ambiental de aqüíferos.
O estudo foi feito para toda a Ilha de Santa Catarina utilizando técnicas de Sensoriamento Remoto Orbital,
permitindo num pequeno tempo de análise e custos reduzidos diagnosticar e priorizar áreas favoráveis a
recarga e concentração de águas.
Assim, tem como objetivo avaliar e caracterizar altos/baixos estruturais associados a altos/baixos topográficos
que permitirá definir áreas de maior ou menor captação, circulação e concentração de águas subterrâneas.
Essas áreas carecem de proteção ambiental, visto que são zonas de aqüíferos potencialmente sujeitos à
diversos tipos de contaminação dependendo do tipo de uso inadequado. Por outro lado, também constitui
áreas que servem de abastecimento de águas principalmente em períodos de estiagens.
CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
A Ilha de Santa Catarina, objeto deste estudo, localiza-se no Estado de Santa Catarina e é parte integrante do
Município de Florianópolis. Com uma área aproximada de 423 Km2, a Ilha situa-se entre os paralelos 27°
22’ e 27° 50’ sul e meridianos 48° 20’ e 48° 35’ oeste de Greenwich, tendo direção NE-SW.
A Ilha de Santa Catarina é separada do Continente pelas Baías Norte e Sul, as quais são interligadas por um
estreito de 500 metros de largura, sobre o qual foram construídas três pontes que ligam a Ilha ao Continente.
Geologicamente, a Ilha, “teve a sua formação na depressão oriental do Brasil, bastante pronunciada do Rio de
Janeiro para o Sul. Nesse afundamento, que os geólogos correlacionam com os derrames basálticos póstriássicos, as águas invadiram os vales, os contra-fortes que mais se projetavam para oriente transformaramse em cabos e as partes mais altas das montanhas foram rodeadas pelas águas transformando-se em ilhas.
Esse processo é revelado pelos canais existentes entre a Ilha de Santa Catarina e o Continente, que são
antigos leitos de rios, e pela direção do relevo da ilha, paralela à Serra do Mar” (IBGE, 1964).
Ainda, de acordo com IBGE (1964), a Ilha “apresenta uma estrutura cristalina granito-gnáissica com
intrusões, posteriores de lavas, que lhe dá um arcabouço rochoso, no qual se apoiam formações recentes de
sedimentação marinha”.
Assim, pode-se dizer que a Ilha de Santa Catarina está constituída por duas formas básicas, quais sejam: os
terrenos sedimentares de formação recente e os terrenos cristalinos antigos.
A heterogeneidade litológica da Ilha de Santa Catarina se reflete na grande variedade de formas de relevo
encerradas em dois domínios morfoestruturais: Embasamentos em Estilos Complexos e Acumulações
Recentes (Franzoni,2000).
Os domínios agrupam arranjos regionais de relevo, refletindo importantes eventos tectono-estruturais e
guardando relação causal com fatores páleo-climáticos.
Esses domínios comportam, por sua vez, conjuntos de formas de relevo fisionomicamente semelhantes em
seus modelados, resultado da atuação de diversos processos morfogenéticos. Esses conjuntos formam as
unidades geomorfológicas que caracterizam a paisagem da Ilha que são as chamadas Serras do Leste
Catarinense e Planície Costeira (IPUF, 1991).
Na Ilha de Santa Catarina, conforme IPUF (1991), ocorrem na região, principalmente, solos do tipo
Podzólico Vermelho–Amarelo, Podzólico Vermelho Escuro, Podzol Hidromórfico, Cambissolo, Gley Pouco
Úmido, Solos Orgânicos, Areias Quartzosas, Areias Quartzosas Hidromórficas e Areias Quartzosas
Marinhas.
Nas áreas do embasamento cristalino os solos, normalmente, apresentam espessura em torno de 1m
(horizontes A + B), predominando os do tipo Podzólico Vermelho-Amarelo.
Neste tipo de solo, o horizonte B textural apresenta, geralmente, acúmulo de argila e coloração vermelhoamarelada e o horizonte A com cor clara.
Já, nas áreas planas de sedimentação predominam as Areias Quartzosas, solos ácidos, pobres em nutriente e
acentuadamente susceptíveis à erosão eólica (Santos, 1997).
Estas areias constituem classes de solos pouco desenvolvidos, caracterizados fundamentalmente pela
ocorrência de perfis excessivamente arenosos, predominando grãos de quartzo na fração areia. Apresentam
ocorrência de horizonte A sobreposto diretamente a um horizonte C e profundidades, normalmente, superior
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a 2m (IPUF, 1991).
A hidrografia da Ilha de Santa Catarina é constituída por três bacias, duas lagoas e pequenos rios que
deságuam nas bacias Norte e Sul ou no Oceano Atlântico.
A bacia do Rio Ratones, situa-se na porção noroeste da Ilha ,em áreas de planícies, e esgota suas águas na
Baía Norte.
Com uma extensão de 61km2 essa bacia é formada pelos rios Ratones que tem como afluentes principais o
Rio Costa, pela margem direita e o Ribeirão Piçarras, pela margem esquerda.
Conforme Caruso (1990), por se encontrar em área muito baixa e sujeita a inundações provocadas pelas
subidas das marés, em 1949 essa bacia sofreu significativas modificações no curso de seus rios.
Formada pelo Rio Tavares e pelo Ribeirão da Fazenda, a Bacia do Rio Tavares está situada entre a Costeira
do Pirajubaé e o Aeroporto e as suas águas deságuam na Baía Sul. Os rios dessa bacia são navegáveis e foram
usados como meios de transporte.
A Bacia do Rio Itacorubi situa-se entre o extremo norte e sul da Ilha, e a nordeste e leste do centro da cidade
de Florianópolis, desaguando na Baía Norte. Essa bacia tem como principais tributários o Córrego Grande e
o Rio Sertão.
Apresentando uma paisagem bastante diversificada, a Bacia do Itacorubi possui encostas de grande
declividade, áreas quase planas e extensões contíguas de manguezais. Pela sua localização, ela está sendo
utilizada por vários projetos urbanos, de tal forma que têm sido executados muitos aterros dando lugar à
avenidas e edifícios, ocorrendo o soterramento de extensas áreas de mangues.
As duas principais lagoas da Ilha tiveram sua origem no represamento de corpos d’água por cordões arenosos
de restinga na sua costa leste.
A Ilha de Santa Catarina apresenta características climáticas controladas pelas massa Polar Marítima (Pa),
com atuação de 80% e, Tropical Marítima do Atlântico (Ta) com 20%.
De acordo com o sistema de classificação de Köppen, o clima da Ilha é do tipo temperado chuvoso e quente,
Cfa (temperatura média dos meses mais quentes superior a 22oC, úmido o ano todo). Esse sistema de
classificação baseia-se em elementos climáticos, com temperaturas médias anuais e totais pluviométricos,
além da vegetação.
A vegetação da Ilha de Santa Catarina de acordo com a maioria dos autores, se enquadra em duas regiões
botânicas, a saber: Vegetação Litorânea e Floresta Pluvial da Encosta Atlântica.
Na Vegetação Litorânea inclui-se as vegetações dos manguezais, das praias, das restingas e a floresta das
planícies quaternárias.
A Floresta Pluvial da Encosta Atlântica distribui-se, originalmente, por todas as encostas dos morros da Ilha,
e atualmente, apenas em alguns locais e em diferentes estágios de regeneração.
MATERIAIS E MÉTODO
MATERIAIS
Fotografias aéreas verticais pancromáticas referentes ao aerolevantamento executado em maio de 1994,
na escala nominal 1:8.000;
Fotografias aéreas verticais pancromáticas referentes ao aerolevantamento executado em maio de 1994,
na escala nominal 1:25.000;
Imagem do satélite Landsat TM – 5, bandas 3,4 e 5, órbita/ponto: 220/79, formato analógico, passagem:
junho de 1995;
imagem do satélite Landsat TM – 5, bandas 1,2,3,4,5,7, órbita/ponto: 220/79, formato digital, passagem:
julho de 1996.
Cartas topográficas - Folhas: Canasvieiras, Lagoa, Biguaçu, Florianópolis e Paulo Lopes - elaboradas
pelo IBGE – escala: 1:50.000, anos: 1981 – 1981 – 1974 – 1981 – 1983 respectivamente;
Mapa geológico da Ilha de Santa Catarina - elaborado pelo IPUF – escala 1:50.000, ano: 1991;
Mapa geomorfológico da Ilha de Santa Catarina - elaborado pelo IPUF – escala 1:50.000, ano: 1991;
Mapa político do Estado de Santa Catarina – elaborado pela SEPLAN – escala 1:500.000, ano: 1990.
MÉTODO
Para o presente trabalho, foram empregadas técnicas de Sensoriamento Remoto, cujo potencial é vasto e
oferecem grandes possibilidades de desenvolvimento para o futuro. No contexto brasileiro, onde o tempo e
os recursos financeiros são fatores limitantes ao crescimento do país, o emprego das técnicas atende às
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peculiaridades nacionais na elaboração e atualização de mapas temáticos como subsídio ao planejamento
regional (Franzoni, 2000).
Os sistemas de Sensoriamento Remoto em nível orbital geram uma grande variedade de dados, produtos e
oferecem uma visão sinóptica da área de interesse. Estes sistemas têm como principal característica a
repetitividade, o que permite uma análise temporal, passível de acompanhar a evolução, bem como verificar
as alterações ocorridas na estrutura de determinada área.
O método empregado foi baseado numa análise morfoestrutural que consiste numa associação das formas
de relevo e drenagem, principalmente as propriedades de assimetria e feições anelares e radiais, onde pelo
principio da convergência de evidências de dados de assimetria e feições anelares e radiais pode-se
estabelecer um modelo de uma estrutura alto estrutural (assimetria divergente) e baixo estrutural
(assimetria convergente). Essas feições caracterizam áreas anômalas associadas à linhas de forma de
tendência regional permitindo estabelecer a configuração de contorno estrutural (não cotado).
As linhas de forma são linhas de contorno estrutural não cotadas. Estas linhas por alivio de pressão
representam a configuração das camadas dos extratos rochosos e são resultantes de uma fase final de
cisalhamento, onde predominam flexões por abatimento de blocos dando origem a altos e baixos estruturais.
Esses altos e baixos estruturais são evidenciados por pequenos basculamentos de pórticos que configuram
flexura antiformes e sinformes.
A elaboração do mapa de linhas de formas, foi fundamentada nas indicações dos mergulhos dos estratos
rochosos, obtidos a partir da extração e da análise da assimetria da rede de drenagem das imagens orbitais.
A assimetria da rede de drenagem é evidenciada pela disposição perpendicular e assimétrica da seus
elementos em relação a um eixo definido por uma drenagem coletora.
As formas assimétricas de drenagem são caracterizadas pela presença de elementos com tamanhos ou
estruturas sistematicamente diferentes de um lado e de outro do elemento maior.
Cursos de água desenvolvidos sobre extratos inclinados tendem a se ajustar ao acamamento. No caso de
estratos do tipo fraco a moderadamente inclinados, os elementos de drenagem vão apresentar tamanhos ou
arranjos sistematicamente diferentes de cada lado de um elemento de ordem imediatamente superior, onde os
elementos mais longos de baixa angularidade e subparalelos, geralmente correm com o mesmo sentido das
camadas (rios conseqüentes). Os rios mais curtos, com ângulos abertos, menos estruturados, correm no
sentido contrário às camadas (rios obseqüentes) (Anjos, 1986).
Assim, uma drenagem assimétrica pode ser considerada como indicativa de ocorrência de estratos não
horizontalizados, cujo sentido do mergulho é dado pela direção dos cursos mais longos, que se comportam
como rios conseqüentes.
Em função disso, são indicadas áreas que em subsuperfície poderão estar configuradas como altos estruturais
(antiforma) ou baixos estruturais (sinforma). A correlação dessas estruturas com a topografia permite a
indicação de áreas configuradas como alto estrutural e alto topográfico, baixo estrutural e alto topográfico,
alto estrutural e baixo topográfico e baixo estrutural e baixo topográfico.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
A Ilha foi estudada em caráter global e integrado sendo que no presente artigo apresenta-se uma parte que
visa valorizar a proteção de recursos hídricos através de técnicas de Sensoriamento Remoto, particularmente
empregando produtos do satélite Landsat TM - 5.
O estudo foi realizado num período de 1 ano, onde pode-se priorizar cerca de 7 (sete) áreas que deverão ser
detalhadas em projetos específicos. Sob o ponto de vista morfoestrutural, das 7 (sete) áreas selecionadas, 6
(seis) representam altos estruturais e 1 (uma) representa baixo estrutural.
A associação de alto estrutural a um alto topográfico representam áreas prioritárias de recarga de aqüíferos.
Essas áreas, embora estáveis, são vulneráveis à poluição de aqüífero, pois são áreas intensamente fraturadas e
abertas, não podendo desta forma sofrerem intervenção humana pois se desestabilizam devido ao seu alto
grau de alteração intempérica.
As áreas de baixo estrutural quando associadas à baixo topográfico representam zonas de intensa
concentração de água, autênticos aqüíferos. Nestas regiões, embora a alteração seja pequena, predominam
áreas instáveis devido à presença de argilas expansivas em ambientes redutor, portanto são áreas que devem
ser prioritariamente utilizadas para exploração de águas subterrâneas.
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As linhas de forma entre os altos/baixos estruturais indicam sempre a direção do fluxo de água subterrânea,
portanto o seu conhecimento é de grande valia para planejamento e exploração de recursos hídricos e,
principalmente de áreas que devem ser preservadas tanto na captura como na concentração de águas
meteóricas.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Embora a Ilha de Santa Catarina tenha um vasto potencial de recursos hídricos superficiais, os recursos
hídricos subterrâneos estrategicamente serão no futuro os pontos para exploração com a finalidade de
abastecimento urbano e industrial.
Deve-se ressaltar que este estudo deverá ser associado a uma avaliação dos sistemas de fraturamento (juntas e
falhas) da região para melhor definição de áreas susceptíveis a percolação e circulação de águas.
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