Geoprocessamento como ferramenta para mapeamento da qualidade ambiental em bacias hidrográficas urbanas

Geoprocessamento como Ferramenta para Mapeamento da Qualidade Ambiental em Bacias Hidrográficas Urbanas Roberta Giraldi Romano Doutoranda em Meio Ambiente e Desenvolvimento pela UFPR. Luiz Henrique Pavin Engenheiro Ambiental pela PUCPR. Diego Guzman Arias Doutorando em Engenharia Hidráulica e Saneamento pela USP/SC. Guilherme Samprogna Mohor Mestrando em Engenharia Hidráulica e Saneamento pela USP/SC. Mario Procopiuck Professor do Programa de Pós-Graduação em Gestão Urbana da PUCPR. Altair Rosa Doutorando em Engenharia Hidráulica e Saneamento pela USP/SC. Professor do Departamento de Engenharia Ambiental da PUCPR.

RESUMO: O planejamento urbano voltado às questões ambientais é uma tendência cada vez maior na gestão pública de cidades entre os planejadores urbanos contemporâneos. A falta de um planejamento adequado e uma boa disposição espacial dentre as atividades desenvolvidas em centros urbanos pode se transformar em um ponto negativo para a qualidade ambiental e de vida em diferentes situações. Neste trabalho foram levantados dados teóricos que serviram como base para a elaboração de cartas temáticas aplicadas à bacia hidrográfica do Rio Belém, localizado na cidade de Curitiba, capital do Estado do Paraná, que por sua vez auxiliaram a caracterização da qualidade ambiental da área estudada e fundamentaram as discussões relacionadas com a lei de uso e ocupação do solo aplicada para a região. Por meio desta análise foram apontadas as regiões de pior e melhor qualidade ambiental, segundo o método proposto, as quais, em seguida, foram interpretadas sob o ponto de vista do controle do uso e ocupação do solo urbano do município de Curitiba. Grupo temático – GT12: Problemas e políticas socioambientais no meio urbano.

Introdução O planejamento urbano com foco especial nas questões ambientais é uma tendência cada vez maior na gestão pública de cidades entre os planejadores urbanos contemporâneos. A falta de um planejamento adequado e uma boa disposição espacial dentre as atividades desenvolvidas em centros urbanos pode se transformar em um ponto negativo para a qualidade ambiental e de vida em diferentes situações. Para Mota (1999), as funções primordiais da vida comunitária – trabalho, habitação, transporte e lazer – precisam ter um andamento harmônico, sem prejuízos ou perturbações. Sem ter que sair do perímetro urbano, o habitante, qualquer que seja sua condição social e econômica deve dispor de meios e lugares onde possa distrair-se e recuperar-se física e mentalmente. Segundo Queiroz (2009), a atividade de planejar o desenvolvimento das cidades brasileiras tem se tornado um desafio aos profissionais do planejamento urbano no Brasil. Tradicionalmente, o planejamento urbano como foi constituído no decorrer das ultimas décadas nunca esteve adequado à capacidade de se adequar às novas realidades e responder com a velocidade e agilidade suficientes às mudanças de paradigma, aumento ou quedas de demanda, crescimento econômico e demográfico das cidades modernas brasileiras. Com relação ao campo jurídico, existe uma tendência muito favorável ao avanço das reformas urbanas, formulando novos instrumentos urbanísticos e canais de participação nas decisões e propondo uma nova concepção de cidade e gestão urbana. Ainda nesse mesmo movimento, percebe-se a incidência de novas abordagens sobre a cidade no campo conceitual, teórico ou metodológico, as quais, somadas com um novo fator, que a cada dia se faz mais presente e se mostra essencial ao planejamento urbano, que é a variável do meio ambiente, aponta a urgência de uma integração interdisciplinar para viabilizar o exercício do planejamento das cidades. A origem da mudança deste paradigma em termos de planejamento urbano em território brasileiro é o texto da Constituição Brasileira de 1988 e a inclusão do tema “meio ambiente” nas discussões da gestão urbana no Brasil (QUEIROZ, 2009). De acordo com Braga et al (2003), a urbanização modifica todos os elementos da paisagem: o solo, a geomorfologia, a vegetação, a fauna, a hidrografia, o ar e, até mesmo, o clima. Desse modo, a urbanização cria, não só novas paisagens, mas novos ecossistemas. Dentre os principais efeitos e processos da urbanização pode-se citar a impermeabilização, contaminação e erosão do solo, poluição do ar, efeito estufa, formação de ilhas de calor, desumidificação, desmatamento, redução da biodiversidade, proliferação da fauna urbana, zoonoses, doenças e violência urbana. A Agenda 21 coloca em foco a necessidade da promoção do desenvolvimento sustentável dos assentamentos humanos (cap 7) e ressalta a necessidade da participação e cooperação das

autoridades locais na realização de seus objetivos através da elaboração das “Agendas 21 Locais” (cap 28). Como muitas das discussões relatadas na Agenda 21 têm suas raízes nas atividades locais, a participação e cooperação das autoridades locais é um fator determinante na realização de seus objetivos. As autoridades locais constroem, operam e mantêm a infraestrutura econômica, social e ambiental, supervisionam os processos de planejamento, estabelecem as políticas e regulamentações ambientais locais e contribuem para a implementação de políticas ambientais nacionais e regionais. Como nível de governo mais próximo do povo, desempenham um papel essencial na educação, mobilização e resposta ao público, em favor de um desenvolvimento sustentável (AGENDA 21, 1992). Esta introdução da pauta ambiental na gestão e no planejamento do território da cidade estabelece que o processo de estruturação urbana deva visar um modelo de desenvolvimento com vistas a sustentabilidade integrada, reunindo valores como a preservação do patrimônio cultural e também ambiental, garantia de terra e moradia à população, assim como o direito a um meio ambiente ecologicamente equilibrado e o direito a todo cidadão de usufruir totalmente do seu direito de cidadania (o que inclui todos os serviços e facilidades que uma cidade deve oferecer). BRAGA et al (2003) destaca: O meio ambiente equilibrado e a sustentabilidade ambiental são os fundamentos do planejamento urbano, o que implica que devem ser revistos os parâmetros e paradigmas de seus instrumentos tradicionais, fundamentalmente o controle dos usos e ocupação do solo urbano.

O controle do uso e ocupação do solo trata-se de um dos principais temas de discussão deste trabalho, contemplando a atribuição de responsabilidades na gestão publica de cidades, uma abordagem teórica das dimensões contidas no planejamento urbano e das leis que regem a administração publica destas tarefas.

Objetivo e Método Este trabalho tem como objetivo analisar a relação entre o zoneamento urbano municipal de Curitiba e a qualidade ambiental na Bacia do Rio Belém, com o auxilio do geoprocessamento. Para isso, foi utilizado o método do estudo de caso, que segundo Santos (1999), resume-se à seleção de um objeto de pesquisa restrito, e tem como objetivo o aprofundamento do conhecimento sobre as suas características. Este objeto pode ser qualquer fato ou fenômeno individual ou um de seus aspectos. Considera-se comum também o emprego deste método quando se trata de reconhecer em um caso um padrão cientifico no qual possa ser enquadrado. O método do estudo de caso se baseia em três etapas. A primeira etapa compreende o desenvolvimento de uma teoria, onde o caso é selecionado e é feita a coleta de dados. A segunda

etapa compreende a preparação, coleta e análise, onde um relatório é preparado. Na terceira etapa é realizada a análise e conclusão. Nessa última etapa todos os dados são cruzados, implicações políticas desenvolvidas e por fim um relatório final é elaborado. Para Santos e Candeloro (2006, p. 76), “o estudo de caso, ou case, é a técnica que mais se alia à pesquisa de natureza qualitativa e que contempla fenômenos ou fatos sociais contemporâneos”. Uma das aplicações do estudo de caso é na exploração de situações em que a intervenção não tem clareza no conjunto de resultados. Para Ventura, (2007, p. 384):

Para os estudos de caso naturalísticos ou que priorizam a abordagem qualitativa da pesquisa, as características consideradas fundamentais são a interpretação dos dados feita no contexto; a busca constante de novas respostas e indagações; a retratação completa e profunda da realidade; o uso de uma variedade de fontes de informação; a possibilidade de generalizações naturalísticas e a revelação dos diferentes pontos de vista sobre o objeto de estudo.

O que torna exemplar um estudo de caso é ser significativo, completo, considerar perspectivas alternativas, apresentar evidências suficientes e ser elaborado de uma maneira atraente. O estudo de caso no presente trabalho teve como objeto de análise a leitura dos mapas temáticos elaborados com ajuda das imagens contidas no banco de dados do IPPUC e com os recursos do software ESRI Arcgis 2009. O estudo de caso foi aplicado na Bacia do Rio Belém, que encontra-se 100% imersa dentro dos limites do município de Curitiba, capital do Paraná, um dos três Estados que compõem a Região Sul do Brasil. Os temas destes mapas temáticos foram elaborados com base no método de mapeamento da qualidade urbana desenvolvido por Nucci (1996, 2001), baseado no levantamento e representação cartográfica de atributos negativos em escalas que valorizem o cotidiano do cidadão. Para a elaboração das cartas temáticas foram utilizadas as bases de dados cartográficos da SUDERHSA (2003) e COMEC (2002), com imagens aéreas na escala de 1:10000. O estudo pode ser enquadrado na área de planejamento ambiental de cidades, tendo o objetivo de contribuir para o planejamento do espaço, procurando uma regulamentação dos usos do solo e dos recursos ambientais, salvaguardando a capacidade dos ecossistemas e o potencial recreativo da paisagem, retirando-se o máximo proveito do que a vegetação pode fornecer para a melhoria da qualidade ambiental. Os mapas temáticos escolhidos para compor a análise de qualidade ambiental da área de estudo foram: usos poluidores, verticalização acima de quatro pavimentos, desertos florísticos e risco de enchentes.

Com a sobreposição destes mapas temáticos, que contém diversos atributos de qualidade ambiental, foi possível obter um mapa síntese de qualidade ambiental urbana, classificando as áreas com base no número de atributos negativos encontrados, e que, portanto, diminuem a qualidade ambiental. Os parâmetros utilizados para a elaboração dos mapas foram as permissões e limitações de usos discutidos na Lei de Uso e Ocupação do Solo de Curitiba, bem como observações visuais em fotos de satélites, mapas temáticos de declividade e hidrografia. Esta sobreposição permitiu comparar a qualidade ambiental caracterizada pelo mapa síntese com o mapeamento de uso e ocupação do solo da área de estudo, procurando atingir os objetivos propostos para este trabalho.

Discussão Usos Poluidores Para iniciar o mapeamento das características que apontassem pontos negativos de qualidade ambiental na bacia do Rio Belém, foi utilizada uma abordagem sobre os usos poluidores presentes na bacia do Rio Belém. Estas áreas foram mapeadas de acordo com as diretrizes da lei municipal de zoneamento urbano, (lei n° 9.800 de 2000), onde foram analisados e mapeados todos os usos permitidos que difiram de propósitos estritamente residenciais, considerando as zonas de serviços e industriais como potenciais produtoras destes usos poluidores. Segundo Mota (1999):

As atividades humanas no meio urbano, se não realizadas ordenadamente, podem ocasionar alterações drásticas no ambiente, ou seja, podem causar a poluição. Como elemento do ecossistema urbano, o homem é afetado pela poluição, a qual deve causar-lhe prejuízos à saúde, provocar danos aos seus bens e prejudicar as suas atividades normais.

O mapa de usos poluidores da Bacia do Rio Belém (Figura 1) foi escolhido como primeiro fator negativo no mapeamento de qualidade ambiental urbano proposto por este trabalho, ele foi elaborado a partir das cartas e imagens aéreas disponibilizadas pela SUDERHSA (2003) e pela COMEC (2000), em uma escala de 1:10000.

Figura 1: Usos Poluidores na Bacia do Rio Belém

Fonte: autores, 2014.

Verticalização Acima de Quatro Pavimentos

A carta de verticalização acima de 4 pavimentos elaborada para compor o quadro de temas do mapeamento de qualidade ambiental na bacia foi a delimitação de toda a urbanização, onde segundo a lei municipal de zoneamento, permitisse a construção de edificações desse tipo. Tal critério foi escolhido como parâmetro de alteração da qualidade ambiental urbana de uma localidade, com base em estudo elaborado por Moura e Nucci (2008), que leva em com consideração fatores derivados deste fenômeno da verticalização urbana que se tornam prejudiciais à qualidade de um ambiente. Esta verticalização promove uma redução nos espaços livres de edificações na paisagem urbana, um aumento na densidade demográfica, a canalização do vento e o sombreamento de áreas vizinhas, e como consequência a alteração do microclima urbano, todos os fatores que contribuem para a diminuição da qualidade ambiental de um local.

A verticalização é consequência do espaço construído, de uma valorização do capital: do fundiário ao financeiro, do imobiliário ao estritamente produtivo, assim muitas propostas de alteração de coeficientes são decididas politicamente e não tecnicamente e essas decisões políticas, por muitas vezes, resultam em impactos negativos para a qualidade ambiental. Nucci (2008) afirma que interesses escusos tentam convencer a população sobre um possível ganho de espaços livres à medida que se verticaliza certa área; mito derrubado por Lötsch (1984), que considera que acima de 4 pavimentos o ganho de espaços livres é negligenciável. O ganho de espaço livre segue, portanto, uma curva com a seguinte equação: l÷n(n+1), sendo "n", o número de vezes que ocorre a verticalização. (...) Portanto, no caso da construção de enormes edifícios a justificativa de que assim se ganha espaço livre não pode ser utilizada, pois o ganho de espaço livre é considerável apenas até o 4° pavimento (NUCCI, 2008).

Observa-se então a Figura 2, que ilustra as zonas onde se ocorre a verticalização acima de 4 pavimentos na bacia do Rio Belém. Figura 2: Urbanização Acima de 4 Pavimentos

Fonte: autores, 2014.

Vazios florísticos São muitos os pontos positivos considerados na presença de cobertura vegetal em ambientes urbanos. Nucci e Cavalheiro (1999) destacam que a vegetação pode atuar de diversas maneiras na manutenção da qualidade ambiental de ecossistemas urbanos, como: estabilização de superfícies, proteção das nascentes e mananciais, qualidade da água, umidade relativa do ar, diminuição dos ruídos, interação entre as atividades humanas e o meio ambiente, entre outros. Quando tratam-se de valores numéricos, Oke (1973, apud LOMBARDO, 1985) afirma: Estima que um índice de cobertura vegetal na faixa de 30% seja recomendável para proporcionar um adequado balanço térmico em áreas urbanas, sendo que, áreas com índice de arborização inferior a 5% são consideradas desertos florísticos.

O objetivo da carta de vazios florísticos foi retratar, os locais onde este índice de cobertura vegetal não fosse atingido e pontuando-os como um fator negativo de qualidade ambiental (Figura 3). Figura 3: Vazios Florísticos na Bacia do Rio Belém

Fonte: autores, 2014.

Risco de enchentes

Fator problemático em praticamente todos os grandes centros urbanos brasileiros, as áreas suscetíveis às enchentes fazem parte do cenário urbano e abrigam um grande número de habitantes, nas quais estão presentes inúmeras estruturas habitacionais e até em conformidade com os zoneamentos urbanos praticados por órgãos de planejamento das prefeituras municipais. Estes locais são noticiados dia-a-dia devido a problemas causados por estas ocupações de risco, e agravados por fatores como o aumento da impermeabilização do solo e muitas vezes pela canalização dos trechos urbanos de rios ou córregos. As áreas alagadiças são grandes portais para doenças, devido à presença de materiais e proliferação de animais que foram carreados pelas águas e, muitas vezes, depositados em decomposição às margens elevadas do leito do rio. Os córregos, que foram canalizados para facilitar o planejamento urbano, estão frequentemente com canalizações irregulares de esgoto, fato facilmente observado quando após a ocorrência de precipitação no centro da cidade é forte o odor desagradável exalado dos bueiros. As inundações causam impactos desastrosos nas áreas afetadas, provocando perdas humanas e materiais. Devido a estes e vários outros motivos, o mapeamento do risco de cheias foi escolhido como uma importante variável na elaboração do mapeamento de qualidade ambiental urbana final, proposto para a bacia. O mapa de áreas de risco à inundação é um instrumento importante na prevenção, controle e gestão das inundações. De acordo com Veyret (2007), assinalar o risco em um mapa equivale a afirmar o risco no espaço em questão. O zoneamento e a cartografia que o acompanham constituem a base de uma política de prevenção. O zoneamento determina os espaços em que existe um alto risco e por isso, em que a ocupação deve ser planejada, regulamentada e às vezes, proibida por diretrizes e normas legais. Segundo Veyret (2007), ao apresentar o zoneamento, o mapa confere ao risco um caráter objetivo. A determinação dos limites destas áreas dá-se em função do grau de risco que admissível em cada uma delas. O mapa de riscos de cheias (Figura 4) utilizado para este estudo foi elaborado como uma adaptação para a sub-bacia do Rio Belém de um estudo já existente realizado pela SUDERHSA no ano de 2007, sob o título de Plano de Bacia do Alto Iguaçu e afluente do Alto Ribeira, realizado para toda a bacia do Alto Iguaçu, da qual o Rio Belém faz parte, sendo considerado como uma sub-bacia.

Figura 4: Risco de Alagamento na Bacia do Rio Belém.

Fonte: autores, 2014.

Síntese

No mapa síntese de qualidade ambiental urbana, obtido a partir da sobreposição dos 4 mapas temáticos elaborados (usos poluidores, verticalização a cima de 4 pavimentos, vazios florísticos e riscos de cheias), demonstra-se a oportunidade de observar a Bacia do Rio Belém sob esta perspectiva de qualidade ambiental construída, podendo assim detectar e analisar as áreas de melhor e de pior qualidade ambiental. A ideia do mapa síntese é de explorar estas variáveis negativas que diminuem a qualidade de um ambiente, de forma a que os pontos onde são encontrados o maior número de variáveis

sobrepostas, de acordo com o método, são as áreas que possuem a pior qualidade ambiental dentro da bacia (Figura 5).

Figura 5: Qualidade Ambiental Urbana na Bacia do Rio Belém

Fonte: autores, 2014.

É possível observar na Figura 5 algumas regiões com intersecção de vários pontos negativos e, por consequência, de baixa qualidade ambiental. Dentre estas áreas encontram-se as zonas: Setor Especial Estrutural, Setor Especial Wenceslau Braz, Zona de Transição BR-116, Setor Especial Comendador Franco, Zona Residencial 4, Zona Residencial Batel, Setor Especial do Centro Cívico, Zona Especial M, Setor Especial Institucional e Zona Central.

Figura 6: Destaque das áreas de pior qualidade ambiental na bacia

Fonte: autores, 2014.

Estas zonas estão entre áreas com intersecção de no mínimo 3 dos parâmetros de análise escolhidos (Figura 6). A maior parte das zonas (com exceção da Zona Residencial do Batel e Zona Residencial 4) representam setores da cidade de grande concentração de serviços ou áreas dedicadas à expansão econômica e estrutural do município, as quais possuem um zoneamento menos restritivo quanto aos usos poluidores e a verticalização, além de estarem em regiões geograficamente menos favorecidas por apresentarem trechos onde existem riscos de alagamentos mediante chuvas intensas. Estas áreas também podem ser descritas como de grande circulação de veículos e pessoas diariamente, seja devido à busca dos serviços prestados nestes ou lugares, ou mesmo como deslocamento para o seu local de trabalho, devido aos seus usos serem dedicados a atividades

de grande geração de empregos dentro do município. No outro extremo, onde é possível encontrar áreas que foram cobertas por menos aspectos negativos no método proposto, estão áreas pertencentes aos zoneamentos de: Zonas Residenciais 1, 2 e 3, Zonas de Serviço 1 e 2 e os zoneamentos destinados aos Parques (Figura 7). Figura 7: destaque das áreas que apresentam melhor qualidade ambiental na bacia, 2011.

Fonte: autores, 2014.

Estas zonas podem ser caracterizadas principalmente por usos residenciais de menor densidade e áreas de serviços também de baixa densidade, o que contribui para a atribuição de uma escala de qualidade ambiental melhor nestas regiões. Estes tipos de zoneamento, junto aos parques que também são considerados de melhor qualidade ambiental e exemplo de ótima qualidade ambiental urbana, possuem a característica de também concentrarem a grande maioria das áreas verdes da bacia, outro fator que contribui para a valorização da qualidade ambiental nestas regiões.

Conclusão As curvas de qualidade ambiental e adensamento populacional, mais precisamente a verticalização, são inversamente proporcionais, ou seja, quanto mais se verticaliza, mais a qualidade do ambiente diminui. Visto que na bacia do Rio Belém existem várias áreas onde a verticalização ainda não atingiu o seu limite, e devido à falta de espaços vazios para a expansão do município, a tendência é de que esta verticalização aumente, e por consequência, a qualidade ambiental reduzir-se-á ainda mais. Além de possuir raras faixas de cobertura vegetal ainda presentes em sua superfície, a Bacia do Rio Belém é densamente urbanizada e um extenso trabalho de reorganização das zonas se faria necessário para uma melhora efetiva da qualidade ambiental na bacia. Conclui-se que o método de mapeamento de qualidade ambiental utilizado pode ser aplicado a áreas de pequena extensão, como um bairro, ou até mesmo em grandes centros urbanos compostos de extensas áreas metropolitanas, que com as devidas ferramentas podem ser mapeadas de acordo com seu nível de qualidade ambiental. Considerando todas as referências consultadas e pela experiência no desenvolvimento desta adaptação de um método de mapeamento da qualidade ambiental, podem ser citados ainda alguns outros parâmetros, os quais podem vir a integrar um modelo ainda mais completo e diversificado de mapeamento, como por exemplo, a densidade de tráfego, quantidade de áreas de lazer por metro quadrado por habitante, medições de odores e ruídos, entre outras. O método apresentado para a Bacia do Rio Belém é de cunho qualitativo, pois considera aspectos e dados que foram interpretados de acordo com a percepção dos autores, para um método ainda mais abrangente, outros dados quantitativos poderiam ser adicionados, ou até mesmo, poderia ser utilizada uma sobreposição deste método qualitativo com a síntese de outro mapa de qualidade de base quantitativa, e assim os resultados poderiam ser interpretados de uma maneira mais elaborada. Conclui-se ainda que o método utilizado foi satisfatório em seu objetivo de apresentar um mapeamento abrangente de qualidade ambiental urbana, pois proporciona resultados a partir de dados de fácil acesso para o pesquisador, que necessita além da base teórica para interpretar os dados obtidos, também deve possuir a habilidade de trabalhar com a composição dos mapas em softwares especializados.

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