Os elementos que afetam a instabilidade de uma encosta são inúmeros e variados, podendo interagir de forma complexa e muitas vezes sutil (Varnes et al., 1984). De acordo com o grau de estabilidade da encosta, isto é, estável, marginalmente estável ou instável, esses fatores condicionantes podem ser subdivididos em fatores de predisposição, preparatórios e desencadeantes (Glade, & Crozier, 2005) (Figura 4.1).
Figura 4.1 - Fatores condicionantes dos movimentos de massa. Modificado de Popescu (1994).
Os fatores de predisposição são estáticos e inerentes ao terreno, logo, condicionam o grau de instabilidade potencial da encosta e a variação espacial do nível de susceptibilidade do território (Zêzere, 2005). Fazem referência, na grande maioria das
27 vezes, às características do meio físico, como, por exemplo, aspectos geológicos, morfológicos, etc. (Popescu, 1994). Aqui se insere grande parte dos dados e informações que dão suporte ao mapeamento de susceptibilidade.
Os fatores preparatórios são dinâmicos e envolvem a diminuição da margem de estabilidade ao longo do tempo, sem, entretanto, dar início ao movimento, ou seja, conduz a vertente de um estado estável a um estado marginalmente estável (Glade, & Crozier, 2005). Os fatores desencadeantes dão início ao movimento, conduzindo o talude à instabilidade. Ambos envolvem processos geomorfológicos, físicos ou antrópicos, como, por exemplo, erosões subterrâneas e da base das vertentes, precipitações, terremotos, erupções vulcânicas, cortes e aterros, remoção da vegetação, etc. (Popescu, 1994). Em geral, os parâmetros mais utilizados no mapeamento de susceptibilidade estão dispostos na Tabela 4.1.
Tabela 4.1 - Visão geral dos fatores condicionantes e sua importância para o mapeamento de susceptibilidade. Adaptado de van Westen et al. (2008).
Grupo Informação Tipo de Importância Regional Média Grande Detalhe Escala de Análise*
Mo delo Dig ita l d e E leva çã o
Declividade Corresponde ao fator mais importante em movimentos gravitacionais de massa. Baixa Alta Alta Alta
Orientação das Vertentes
Pode refletir diferenças na umidade do solo e
vegetação. Alta Alta Alta Alta
Compr./forma
das encostas Serve como indicador para a hidrologia da encosta. Média Alta Alta Alta
Direção de Fluxo Utilizado na modelagem hidrológica da encosta. Baixa Média Alta Alta
Fluxo
Acumulado Utilizado na modelagem hidrológica da encosta. Baixa Média Alta Alta
Densidade de
Drenagem Usado como indicador para o tipo de terreno em avaliação de pequena escala. Alta Média Baixa Baixa
Geo
lo
gia
Litologia Mapa litológico baseado em características de engenharia é preferível. Alta Alta Alta Alta
Alteração A profundidade do perfil de alteração é um importante fator para os deslizamentos. Baixa Média Alta Alta
Descontinuidades
A distribuição e as características das
descontinuidades são relevantes em movimento rochosos.
Baixa Média Alta Alta
Aspectos Estruturais
As estruturas geológicas são importantes quando analisadas em conjunto com a declividade e a orientação das vertentes.
Alta Alta Alta Alta
Falhas A distância de falhas ativas, bem como a largura das zonas de falhas, é importante. Alta Alta Alta Alta
So
lo
s
Tipos de Solo Tipos de solo baseados na classificação genética ou geotécnica. Média Alta Alta Alta
Profundidade
As profundidades dos solos com base em furos de sondagem, geofísica e afloramentos são cruciais para análise de estabilidade.
Baixa Média Alta Alta
Propriedades Geotécnicas
A Distribuição de tamanho dos grãos, a coesão, o ângulo de atrito e o peso específico são parâmetros cruciais para as análises de estabilidade de taludes.
28 Tabela 4.1 (Continuação ) -Visão geral dos fatores condicionantes e sua importância para o mapeamento de susceptibilidade. Adaptado de van Westen et al. (2008).
Grupo Informação Tipo de Importância Escala de Análise*
Regional Média Grande Detalhe
Hid ro lo gia Propriedades Hidrológicas
A porosidade, a condutividade saturada e a curva de retenção de água no solo são os principais
parâmetros usados nos modelos de água subterrânea.
Baixa Média Alta Alta
Nível d' Água Variação espacial e temporal da profundidade do lençol freático. Baixa Baixa Média Alta
Teor de água no Solo
A variação espacial e temporal do teor de água no solo é um dos principais componentes na análise de estabilidade.
Baixa Baixa Média Alta
Componentes Hidrológicas
Intercepção, evapotranspiração, escoamento
superficial, infiltração, percolação, etc. Média Alta Alta Alta
Rede de Drenagem
Áreas de influência em torno dos cursos de água de
1ª ordem ou em torno de rios em erosão. Alta Alta Alta Baixa
Geo mo rfo lo gia Unidades Fisiográficas
Corresponde à 1° subdivisão do terreno em zonas. É relevante para o mapeamento em escalas pequenas.
Alta Média Baixa Baixa
Unidades de Terreno
Unidades homogêneas com respeito à litologia, à
morfologia e aos processos. Alta Média Baixa Baixa
Unidades
Geomorfológicas Classificação genética dos principais processos de construção das formas de relevo. Alta Alta Média Baixa
Subunidades Geomorfológicas
Subdivisão geomorfológica das unidades
geomorfológicas em unidades menores. Alta Alta Alta Baixa
Uso d o So lo Mapa do Uso do Solo
O tipo de uso/cobertura do solo é um dos principais
componentes da análise de estabilidade. Alta Alta Alta Alta
Mudanças no Uso do Solo
Variação temporal do uso/cobertura do solo também é um componente importante na análise de estabilidade.
Média Alta Alta Alta
Características da Vegetação
Tipo de vegetação, cobertura do dossel,
profundidade e coesão da raiz, peso, etc. Baixa Média Alta Alta
Estradas As áreas de influência das estradas e taludes associados são frequentemente utilizados como
mapa de fator.
Média Alta Alta Alta
Construções As áreas com taludes de corte feitos pela construção civil são, por vezes, usadas como fator. Média Alta Alta Alta
* De acordo com a International Association of Engineering Geology (1976 apud Soeters & van Westen, 1996), as escalas de análise podem ser diferenciadas em Regional (1:500.000 a 1:100.000), Média (1:50.000 a 1:25.000) e Grande (1:15.000 a 1:5.000). Fell et al. (2008) fazem a mesma abordagem, porém adotando intervalos diferentes para as escalas: Pequena (< 1:100.000), Média (1:100.000 a 1:25.000), Grande (1:25.000 a 1:5.000) e de Detalhe (> 5.000).
Apesar de existir um amplo acervo de temas influentes na previsão dos movimentos de massa, a seleção dos fatores condicionantes para a elaboração dos mapas de susceptibilidade vai depender do tipo de movimento que está sendo investigado, das características do terreno, da disponibilidade de dados e informações existentes, dos custos envolvidos na análise e da escala que está sendo utilizada (van Westen et al., 2008). Isso acaba culminando numa profusão de trabalhos com grande variabilidade qualitativa e quantitativa de elementos cruzamentos.
29 Por exemplo, Pereira et al. (2012) fizeram 120 cruzamentos a partir 7 parâmetros, dos quais 4 são derivações diretas do modelo digital de elevação e os três restantes são formados pela litologia, unidades geomorfológicas e uso do solo. Sterlacchini et al. (2011) apresentaram 13 modelos distintos, dos quais um envolve a combinação de 9 parâmetros e outro o de apenas dois. Ainda, o guia metodológico para a produção de cartografia municipal de risco de Portugal discrimina, para o mapeamento de susceptibilidade a movimentos de vertente, os seguintes fatores condicionantes: litologia, formações superficiais, declive, curvatura, exposição das vertentes e uso do solo (Julião et al., 2009). É difícil padronizar a utilização deste ou daquele parâmetro. Todavia, alguns fatores condicionantes, devido à facilidade de aquisição ou importância na previsão do processo, estão presentes num elevado conjunto de trabalhos, merecendo algum destaque.
A topografia é um dos fatores mais relevantes na análise de susceptibilidade a escorregamentos (van Westen et al., 2006; van Westen et al., 2008), podendo ser considerada a principal fonte de informação utilizada na construção dos modelos de previsão. É representada pelos Modelos Digitais do Terreno – MDT, muitas vezes referidos como Modelos Digitais de Elevação – MDE, os quais permitem a derivação de uma série de temas cartográficos (elevação, declividade, curvatura, exposição das vertentes, wetness index, HAND, etc.), cuja resolução está diretamente relacionada ao tamanho do pixel adotado. Visto que essa derivação tem uma origem comum, o MDT, certo grau de dependência entre os parâmetros pode ser encontrado em alguns casos. Os mapas geológicos são itens essenciais em métodos heurísticos e estatísticos (van Westen et al., 2008). O tipo de abordagem mais simples consta da utilização de um mapa geológico padrão. Entretanto, se as formações forem agrupadas em unidades litológicas, não preservando, necessariamente, a ordem estratigráfica, mas estabelecendo um agrupamento com base em observações ou inferências de estabilidade, o enfoque tende a ser muito mais eficaz (Varnes et al., 1984).
Carrara et al. (1999) sugerem o agrupamento das rochas com base em critérios geotécnicos medidos ou estimados. Porém, na prática, é difícil obter informações pormenorizadas sobre a composição e o comportamento das rochas em áreas extensas
30 (Pereira, 2009), visto que a variabilidade espacial de algumas propriedades medidas é desconhecida, o processo é lento e os custos envolvidos podem ser exorbitantes. Mesmo parâmetros obtidos por meios precisos devem ser espacializados, assumindo alto grau de subjetividade, uma vez que os resultados obtidos correspondem ao valor pontual de uma amostra (Soeters & van Westen, 1996).
Além da litologia, os aspectos estruturais são muito importantes na análise de susceptibilidade. Muitos trabalhos, em média e grande escala, têm se esforçado para incorporar a orientação das descontinuidades na análise, contudo, o sucesso desse tipo de enfoque está diretamente relacionado à quantidade de medidas realizadas em campo e à complexidade do ambiente geológico em questão (van Westen et al., 2008). As falhas geológicas têm sido utilizadas frequentemente em avaliações estatísticas, sendo adotada sua área de influência como parâmetro. A adoção desse procedimento deve ser tratada com cautela, pois só pode ser considerada verdadeira para falhas ativas (van Westen et al., 2008).
No que diz respeito aos solos, a tipologia e a profundidade são os aspectos considerados mais importantes. Ambos são significativos no estudo de estabilidade e considerados critérios essenciais em abordagens determinísticas (Pereira, 2009). A profundidade diz respeito à espessura do manto de alteração que pode se deslocar e é um parâmetro muito difícil de ser mapeado em grandes áreas, uma vez que pode variar de forma bastante significativa localmente (Westen et al., 2008). A tipologia corresponde à setorização de unidades semelhantes quanto ao tipo de solo, agrupadas, sempre que possível, com base em propriedades geotécnicas e hidráulicas.
Devido à difícil obtenção desses parâmetros, muitos estudos recorrem à utilização de mapas pedológicos. Todavia, para van Westen et al. (2008), os mapas pedológicos apresentam a classificação dos solos com base em horizontes superficiais, logo, são menos relevantes em análises de movimentos mais profundos que 1-2 metros.
A geomorfologia é representa nas análises de susceptibilidade por meio do agrupamento de unidades de relevo com características semelhantes, normalmente dispostas em níveis taxonômicos, os quais podem ser mapeados em diversas escalas. No Brasil essas unidades podem ser vistas, por exemplo, na perspectiva do 3° nível taxonômico de Ross
31 (1992), sendo individualizadas a partir da identificação de padrões de relevo, isto é, padrões de colinas, morros, formas tabulares, etc. Logo, as subunidades geomorfológicas podem ser interpretadas como o 4° táxon ou superior, compreendendo formas de relevo ainda menores, que podem ser individualizadas dentro das unidades anteriores, a partir da identificação de algumas particularidades.
O mapa de uso e ocupação do solo é um tema frequentemente empregado em enfoques estatísticos (Pereira, 2009). Apesar de não considerar a evolução do uso ao longo do tempo, apresenta potenciais impactos sobre os escorregamentos. Isso se deve a uma série de fatores, dentre os quais, pode-se destacar: (i) resistência mecânica induzida pelas raízes das plantas, em contrapartida à sobrecarga e à agitação produzida pelo vento nas copas; (ii) interceptação de precipitações e evapotranspiração da vegetação (iii) desmatamento, (iv) processos inerentes às urbanizações precárias: cortes irregulares, aterros lançados, disposição inadequada de lixo, lançamento de águas servidas, etc.
Visto que todo processo de urbanização, acaba, em maior ou menor grau, expondo o ambiente a condições geotécnicas desfavoráveis, ainda que por um tempo limitado à execução das obras, a utilização do mapa de uso e ocupação do solo como fator condicionante vai depender do objetivo do estudo. Ainda, como o meio está em constante e rápida transformação, o resultado encontrado pode não corresponder à realidade.