Gestão Geo-ambiental e Econômica de Bacias Hidrográficas e de Propriedades Rurais: Soluções Integradas em Ecologia Energia Economia Ética Gestão – 4EG [1 ed.] 9798663200783

Table of contents :
Capítulo 01 – FUNDAMENTOS FILOSÓFICOS ÉTICA, ECOLOGIA, ENERGIA, ECONOMIA – 4Es

Capítulo 02 – CLASSIFICAÇÃO dos TERRITÓRIOS em ÁREAS HOMOGÊNEAS

Capítulo 03 – VARIÁVEIS e FATORES de CLASSIFICAÇÃO de TERRAS

Capítulo 04 – ZONEAMENTOS ECOLÓGICOS – Primeira Fase de Auxílio à Decisão sobre o Uso da Terra

Capítulo 05 – SISTEMAS GEOLÓGICOS – Segunda Fase de Auxílio à Decisão sobre o Uso da Terra

Capítulo 06 – ZONEAMENTOS ECONÔMICOS – Quarta Fase de Auxílio à Decisão sobre o Uso da Terra

Capítulo 07 – DEGRADAÇÃO e PLANO para REVITALIZAÇÃO – Quinta Fase de Auxílio à Decisão sobre o Uso da Terra

Capítulo 08 – IMPACTOS AMBIENTAIS e DECLÍNIO ECONÔMICO – Sexta Fase de Auxílio à Decisão sobre o Uso da Terra

Capítulo 09 – DESENHO de USO OPTIMAL dos TERRITÓRIOS – Sétima Fase de Auxílio à Decisão sobre o Uso da Terra

Capítulo 10 – CERTIFICAÇÃO da QUALIDADE da PRODUÇÃO – Nona Fase de Auxílio à Decisão sobre Consequências do Uso da Terra

Capítulo 11 – DESENVOLVIMENTO GEOAMBIENTAL E ECONÔMICO

Citation preview

Gestão Geo-ambiental e Econômica de Bacias Hidrográficas e de Propriedades Rurais Soluções Integradas em Ecologia Energia Economia Ética Gestão – 4EG Martins Jr., P.P.; PaulM Carlos Sidnei Coutinho Vitor Vieira Vasconcelos João Álvaro Carneiro, in memoriam

Nome da Série: Soluções Integradas em Ecologia Energia Economia Ética e Gestão de Bacias Hidrográficas e Propriedades Rurais

Gestão Geo-ambiental e Econômica de Bacias Hidrográficas e de Propriedades Rurais

Apoio e agradecimentos MCT / Fundo Setorial CT-Hidro / FINEP Fundação de Amparo a Pesquisa de Minas Gerais – FAPEMIG São instituições que permitem a pesquisa e o desenvolvimento tecnológico terem continuidade de modo a se poder apresentar resultados de pesquisas e produtos viáveis para a aplicação nas atividades sociais e econômicas.

Ficha Bibliográfica

ÍNDICE Capítulo 01 – FUNDAMENTOS FILOSÓFICOS ÉTICA, ECOLOGIA, ENERGIA, ECONOMIA – 4Es Capítulo 02 – CLASSIFICAÇÃO dos TERRITÓRIOS em ÁREAS HOMOGÊNEAS – Gestão de Bacia Hidrográfica – Capítulo 03 – VARIÁVEIS e FATORES de CLASSIFICAÇÃO de TERRAS – Gestão de Bacia Hidrográfica – Capítulo 04 – ZONEAMENTOS ECOLÓGICOS – Gestão de Bacia Hidrográfica – Primeira Fase de Auxílio à Decisão sobre o Uso da Terra Capítulo 05 – SISTEMAS GEOLÓGICOS – Gestão de Bacia Hidrográfica – Segunda Fase de Auxílio à Decisão sobre o Uso da Terra Capítulo 06 – ZONEAMENTOS ECONÔMICOS – Gestão de Bacia Hidrográfica – Quarta Fase de Auxílio à Decisão sobre o Uso da Terra Capítulo 07 – DEGRADAÇÃO e PLANO para REVITALIZAÇÃO – Gestão de Bacia Hidrográfica – Quinta Fase de Auxílio à Decisão sobre o Uso da Terra Capítulo 08 – IMPACTOS AMBIENTAIS e DECLÍNIO ECONÔMICO – Gestão de Bacia Hidrográfica – Sexta Fase de Auxílio à Decisão sobre o Uso da Terra Capítulo 09 – DESENHO de USO OPTIMAL dos TERRITÓRIOS – DUOT – Gestão de Bacia Hidrográfica – Sétima Fase de Auxílio à Decisão sobre o Uso da Terra Capítulo 10 – CERTIFICAÇÃO da QUALIDADE da PRODUÇÃO – Gestão de Bacia Hidrográfica – Nona Fase de Auxílio à Decisão sobre Consequências do Uso da Terra Capítulo 11 – DESENVOLVIMENTO GEOAMBIENTAL E ECONÔMICO – Gestão de Bacia Hidrográfica –

Gestão Geo-ambiental e Econômica de Bacias Hidrográficas e de Propriedades Rurais Soluções Integradas em Ecologia Energia Economia Ética Gestão – 4EG

Atos dos Apóstolos 17:28.

Porque n’Êle vivemos, nos movemos, e existimos.

Nossos trabalhos na Universidade Federal de Ouro Preto. Escola de Minas, Departamento de Geologia Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais – CETEC

1 FUNDAMENTOS FILOSÓFICOS ÉTICA, ECOLOGIA, ENERGIA, ECONOMIA – 4Es Palavras-chave: Desenvolvimento eco-sustentável, ecologia-economia, arquitetura de saberes, fundamentos para a Ética na Natureza, Teoria da Idéia Cosmonômica.

INTRODUÇÃO O tetranômio – 4Es – deste título introdutório coloca a questão da interdisciplinaridade de modo inequívoco para aqueles que queiram buscar as inter-relações entre estes domínios de conhecimento da Natureza, do homem como Natureza e do homem como cultura. Neste último sentido trata-se do homem moral e entende-se por moral [Latim, morus] como o conjunto de hábitos comportamentais consensuados em um grupo humano. Por sua vez o hábito consensual se manifesta tanto pelos caminhos dos acordos tácitos não-escritos entre os seres humanos, quanto pelo sistema de leis estudadas, votadas e estabelecidas como normas de organização de uma cultura. A Ética enquanto tema da Filosofia, do saber, da atividade legislativa humana, tanto civil como religiosa, não se constituíra, até nossos tempos, como um saber para resolver as questões do homem com a Natureza. Até tempos recentes as questões éticas eram somente tratadas para as relações intra e entre grupos humanos. Só mais recentemente é que se esboçaram questões éticas sobre a questão ambiental. A questão é historicamente nova, em particular ante a dimensão que a questão ecológica ganhou no decurso da Modernidade. O homem, que é Natureza, na Tradição judaico-cristã é visto como “semelhante ao seu Criador”, que por sua vez é visto como Superior e Transcendente à Natureza, isto é, não se trata de um similar ao demiurgo grego. Cogita-se naquela Tradição sobre uma hierarquia estrita nas relações Natureza / Homem que leva à independência de ação para que esse Homem possa operacionalizar o domínio dessa mesma Natureza. Isto foi acentuado, ou assim interpretado na revolução burguesa. Desse modo o Homem seria um intermediário de Deus para com a Natureza, sendo ao mesmo tempo uma parte da Natureza. Preponderou assim o interpretado conceito religioso de dominar e sujeitar a Natureza, em particular como interpretado mais recentemente pelo projeto burguês e acentuadamente pelos Modelos capitalista e comunista, em quaisquer das versões. Bem entendido que o conceito de  dominar implica em duas questões [1] o porquê se deve dominar e [2] de que modo se deve dominar. A resposta mítico-religiosa original foi dada com a metáfora do jardim e do jardineiro, o que é uma metáfora elegantemente ecológica. Distintamente, a metáfora do mito arquetípico de fundação da alma ocidental, com origem dentro da alta Idade Média, nos é dada pelo mito de Fausto, que é bem distinto da metáfora do jardim. Mefistófeles propõe ao Dr. Fausto a vida eterna, isto é, o domínio sobre a matéria em troca de sua alma, o que foi aceito (Spangler, 1917). Mefistófeles apresenta uma cilada porque a alma é a vida, a alma do Latim anima é a palavra para animado, ou o que tem vida. Como é que se “dá a vida” e se pede a alma em troca? Onde jaz essa cilada? Ora numa leitura atual a cilada jaz “no domínio da matéria” com a destruição do ecossistema - o jardim - que mantém a vida.

Assim, a ganância humana e o afã de viver ao modo consumista, como se vive na atualidade, levam o próprio homem a destruir o seu substrato, o que equivale a dar sua alma, já que o homem está perfeitamente encerrado no ecossistema. Tira-se-lhe o substrato, e nada sobrará para sustentar a civilização. Alcança-se o conhecimento, e dele se faz o uso que se segue fazendo, e nada nos restará. A biodiversidade se tornará apenas “memórias fotográficas, livrescas e cinematográficas” enquanto durarem esses produtos tão descartáveis. Ao se pensar as propriedades de permanência no tempo, por certo que as pedras dos antigos são notavelmente mais resistentes, assim como os tabletes de terracota usados pelos sumérios. A Natureza é criadora, mas também destrutiva. Ela mantém, dá, toma, sustenta e suprime. Ela é ambivalência e paradoxo por excelência, porque é assim que conduz a vida em seu processo evolutivo. Este é o próprio modus operandi de empurrar a evolução para níveis cada vez mais complexos. As dualidades, o ruído, a flutuação dos sistemas, o aprendizado, as transformações, a complexificação e a ruína são “personagens especiais do drama da história da vida” junto com as próprias espécies. A situação do Homem diante da Natureza, que é sempre dificultosa para oferecer à humanidade as condições ideais de vida, obriga a todos os povos em todos os tempos a buscarem soluções para resolver a questão da sobrevivência, sempre de algum modo se inserindo ou “domesticando a Natureza”. A perspectiva surgida na civilização judaico-cristã em convergência com a Tradição grega, traduzida como um projeto de mundo pela cultura burguesa emergente da Idade Média, após o fracassado projeto universalizante da Igreja Católica Romana, criou os tempos Modernos. Nesses, o domínio da Natureza vai se realizar pela techné, com tripla autorização religiosa:  [1] dominar a Natureza, [2] liberar o homem do jugo do mundo natural pelo uso do princípio de sua imagem e semelhança para com Seu Criador e [3] imitar ao Deus como um co-criador. Eis aí a autorização, arquetípica, metafísica e psicológica profunda para o homem, e em especial o homem ocidental. Não importa que a civilização ocidental tenha se tornado majoritariamente atéia e materialista, mas o arquétipo mítico-religioso, que deu origem à ciência moderna, permanece fornecendo élan ao inconsciente coletivo ocidental, quer entendam disso, ou não, os materialistas. Notável é que Ticho Brahe, astrônomo dinamarquês da época do Renascimento, que contribuiu significativamente para ciência junto com Kepler tenha dito da atividade científica - “Eu penso os pensamentos de Deus após Ele”. Tal expressão não é negligenciável e parece ser lapidar para descrever o quadro religioso que fundou a ciência moderna, ainda que essa viesse a se libertar da idéia de um Criador, em tempos ainda recentes de seu processo de maturação. Como dizia Laplace “nous n’avons pas besoin de cette hypothèse là”, isto é, da hipótese de um Criador. A própria liberdade de pensamento científico é um tento que muito se deve à mentalidade do protestantismo na qual a relação de base do homem com seu Criador, direta e sem intermediários, é apreendida como a única legítima. Nisto a ciência lucrou como atividade, já que a licença era dada também para o acesso direto à Natureza, a um modo não mítico, isto é, pela observação empírica. René Descartes soube muito bem traduzir isso em seu Discours de la Méthode. Devese ter em conta que o movimento do humanismo foi radical também nesta questão da relação liberdade versus Natureza, como dois pólos antinômicos desse movimento cultural. O pólo Natureza veio a se expressar como o modo de acessar a Natureza pelas vias matemática e empírica, para enfim dominá-la (!?!). Tal movimento subsidia a revolução burguesa e a tecnologia emergente bem como a tecnologia contemporânea. O choque cultural da Europa com os outros povos, que não viviam os mesmos mitos, que não conheciam uma licença religiosa para dominar a Natureza, que não viveram historicamente uma revolução tecnológica, afora os chineses em outro contexto, portanto, é tão grande, que as esses mesmos povos só sobraria a condição de dominados, condição esta que permanece com

“variações em torno do mesmo tema” até a nossos dias. Atualmente com uma reviravolta completa no tabuleiro de poderes geopolíticos e econômicos planetários. Restam sem solução as questões das classes sociais, seja entre brancos tanto quanto entre nãobrancos. Povos tão civilizados como os chineses e hindus vieram a ser submetidos ante a nova organização tecnológica e militar do Ocidente, mas não mais atualmente. O mundo tem mudado, mas restam desequilíbrios muito complexos e amplos ainda.

UMA DIALÉTICA ESPECIAL Herman Dooyeweerd (1960) foi bem a fundo na questão da pseudo autonomia do pensamento teórico, questão tácita ou explicitamente aceita desde a Antiguidade grega. Essa questão, que pode parecer inócua ou mesmo simplória, à primeira vista abarca justamente uma das questões mais negligenciadas durante os últimos 2.500 anos. Enfim, o que esteve em questão no Ocidente, civilização essa que é um encontro renovador da Grécia com a tradição hebreia? Na Grécia surgiu no decurso do período pré-socrático ao período da polis, uma tensão entre dois modos de se fazer Filosofia cuja repercussão ressoa até hoje. A antiga tradição grega fundava-se, quer o quisessem reconhecer ou não, em um processo religioso cujos mitos se articulavam em uma absolutização (ou deificação) dos processos vitais, isto é, da vida. Sua religião e divindades representavam exatamente a absolutização desses tipos de processos sob a insigne de Dionísios. A evolução de uma sociedade fundamentalmente rural para uma sociedade urbana, juntamente com o aparecimento do ego-solar racional na história humana (Neuman, 1973 e Wilber, 1983) levou a Filosofia grega a surgir, de fato, como uma expressão refinada dos processos cognitivos racionais e lógicos, então em plena evolução. Tais processos, todavia fundaram-se na Grécia com a absolutização da razão como um processo autônomo, isto é, praticamente como auto-referente. Ainda que tal situação não fosse alvo de defesa específica era um pressuposto implícito que fundava a Filosofia, e toda a episteme a ela agregada e que veio posteriormente impregnar a ciência moderna. O processo tinha sua ambivalência e tensões já que a razão como toda atividade humana não é autônoma, embora tenha sua economia própria. Nada que o ser humano produza é, a propósito, destituído de alguma relação com outros aspectos que estejam fora do âmbito específico daquela atividade ou produção, quaisquer que sejam as atividades. A permanência das duas absolutizações de aspectos da realidade na história grega  a dionisíaca (o princípio vital), e a apolínea (aspectos da organização da pólis)  estabelece-se como uma tensão que Dooyeweerd (1958) denominou de dialética religiosa. Propagou-se no Ocidente, com o encontro dos dois caudais culturais, grego e hebraico, como a criação de tensões equivalentes nos pensamentos medieval e moderno de tal forma que vai desaguar no Humanismo também sob a tensão do “ideal de ciência versus ideal de personalidade” (Figura 1.1; Dooyeweerd, 1960). A questão é até de simples entendimento.

Figura 1.1 – O humanismo como a mais considerada verdade do Tempo Moderno mostrou-se não condutor a plena justiça, em parte alguma dessa Terra, ainda que com os sucessos da social democracia. Em tempo pós-moderno será engolido pelo inimigo tecnocrata vindouro e em exposição e o temor dos Românticos se verá realizado. Não há lugar para a absolutização das coisas relativizáveis correlatas, pela absolutização de aspectos da Realidade e nem para a absolutização do Homem – o Humanismo. O fracasso será recoberto pela inteligência artificial e pela robótica. Isto é uma dialéctica religiosa incontornável (Dooyeweerd, 1958) (org. Martins Jr., 2020). O que acontecerá com a população no mundo que se avizinha claramente? O ser humano tem sempre buscado referências absolutas, por assim dizer. Tais referências se apresentam no pensamento teórico como a base para a própria autonomia deste, seja reconhecida ou não essa suposta condição. A dinâmica entre o processo de comparação e a necessidade de uma referência absoluta para comparação estabelece-se como um dos processos fundadores da identidade humana, permitindo desde tempos imemoriais a evolução dos pensamentos dos tipos “razão mágica”, “razão mítica” e depois “a razão solar” (Neuman, op.cit.; Wilber, op.cit.), fundando-se em um processo religioso da psique profunda, e sendo base para as relações inter-individuais tanto no processo de convívio, quanto de aprendizado e nos conflitos miméticos, como por exemplo, a guerra, a vítima expiatória, a origem do rei e do sacerdócio (Gérard et al., 1978). Tomás de Aquino, como mestre maior da Filosofia Escolástica, procurou realizar uma tentativa de conciliar dois absolutos, que antiteticamente se querem como referência por um e outro grupo de homens da cultura ocidental, mas que são irreconciliáveis  a saber, a razão e a revelação, assim traduzido por Aquino como natura et gratia. Estas duas correntes de pensamento têm fundamentos diferentes, uma se apoia numa função do ego comum à psique humana e a outra se funda como uma função transpessoal, tratando-se da revelação, não importa como interpretada. Uma advém das relações das funções de observação e da lógica, e a outra advém de funções profundas da psique humana. Uma dá base para a ciência positiva outra para a expressão da intuição, e para a consciência moral no qual o ego se funde ao seu contexto cósmico de modo muito mais expressivo. Isto foi descrito por diversos homens que experienciaram tais processos,

por sinal, inerentes ao ser humano embora pouco comum em nossas condições atuais comuns. Deve-se notar que as funções transcendentes da psique necessitam de serem adequadas aos conhecimentos dos fatos da Natureza sem o que a realidade das coisas pode vir a ser distorcida. A função da intuição é, portanto orientativa e necessita do burilamento da razão. Um ser humano que saiba usar corretamente as duas funções têm uma psique mais ampla em face aos demais humanos.

Da ECOLOGIA à ÉTICA A ecologia, enquanto tal é a ciência que busca o entendimento das relações que constituem o meio-ambiente tanto inorgânico quanto orgânico e entre ambos. A Natureza evidentemente segue leis de funcionamento, bem como possui estruturas que evoluíram, evoluem e se transformam no tempo, sejam com aumento em complexidade sejam se desfazendo com aumento de desordem. A descoberta de tais leis é a base das atividades científica e filosófica que, a todo o momento, buscam simetrias e dessimetrias na Natureza, como parte dos próprios processos de transformação. Tais coisas são não somente aspectos e expressões da percepção intelectiva humana, mas dizem respeito à Ordem do mundo, logo ontológicas. O pressuposto de que o mundo real funcione com simetrias e dessimetrias, mesmo que isso obrigue a abstrações que atendam muito mais ao processo lógico-cognitivo, faz-se imperioso como modo do homem se relacionar com seu meio. Aprender de seu meio para saber usá-lo é uma alternativa, por certo, melhor do que querer alterar o meio para dele obter-se o que se queira num processo de dominação. A questão tem seus matizes que não podem ser negligenciados. No mais das vezes sempre se tem caído nestes dois extremos no qual o pólo alterar para dominar é o que tem predominado culturalmente. Esta questão é muito clara na disputa entre as técnicas agrícolas à base de insumos e as técnicas bio-agrícolas como, por exemplo, a Permacultura (Mollison & Holmgren, 1983). Todavia, essa questão tem diferentes níveis de complexidade pela predominância do fato econômico e do poder derivado deste. A ética dita ambiental, entre geólogos, denominada geoética, com suas particularidades, necessita passar de uma ética comportamental entre cidadãos a uma ética em que a Ontologia dê bases para uma estruturação condizente do comportamento, que recebe seus fundamentos da percepção dos seres e de seus processos de sustentação. Nas questões éticas sempre se estabelece uma tensão entre aquilo que se poderia reconhecer como um direito natural [direito do que é natural] e aquilo que é fruto das convenções e acordos sociais, que serão sempre em última instância característicos de uma dada civilização. A Ética, tanto quanto a ciência, necessitam de seus invariantes, i.e., de seus princípios fixos tanto para o processo de valoração quanto para o de avaliação, que antecede a valoração e que a sucede no processo de revaloração e/ou de reafirmação. Princípios fixos permitem a realização da “tensão entre universais e particulares” e das relações de prioridade entre estes últimos. A ciência contemporânea vem em socorro à questão dos invariantes, introduzindo outra questão sobre a relatividade das coisas nos sistemas naturais. Isto foi particular e notadamente apreendido na ‘Filosofia da Ideia Cosmonômica’ (Dooyeweerd, 1936 e 1958). Mas enquanto um sistema em sua história sofre os efeitos do acaso, da necessidade, da complexificação bem como da desordem, o próprio sistema está regido por leis intrínsecas, que não são mais do que as próprias leis naturais, determinando as questões específicas do dito sistema (Prigogine & Stengers, 1979 e 1988). São muitos os modos como os corpos e as estruturas, a energia e a informação se organizam num dado ecossistema e o organizam, em particular em suas áreas homogêneas, que funcionam como subunidades sistêmicas. Em verdade tais princípios de funcionamento da Natureza vão se

expressar em contextos de tamanho, domínio próprio, funções e/ou processos, taxas próprias de energia dos processos, tendências a respostas específicas ante o stress e as diversas configurações sistêmicas específicas. Assim, dois imperativos são comuns à Ética e à ciência, a saber, a busca e o reconhecimento dos invariantes. Dessa forma ética e ciência podem caminhar juntas, distintamente da concepção moderna que pretendia uma pseudo-neutralidade do projeto da ciência face “a subjetividade da ética”. Ora, tal neutralidade baseava-se justo na subjetividade de que a Natureza não tem valores, melhor dito, que não permite fundamentar uma abordagem de valores, justo porque se entende que valor é uma coisa específica e restrita ao campo da moral. No entanto definimos valor como:  As referências relacionais tomadas como verdades ou também como absolutos, que mantêm sistemas sociais em coesão, fundando-se seja em instâncias tanto bióticas quanto em instâncias comportamentais socialmente convencionadas, bem como em funções transcendentes e transpessoais”.

(Princípio 1). Se a instância biótica tem algum fundamento para estabelecer valor esse só pode ser de natureza ontológica, isto é, denota e aponta para a sustentação orgânica e sistêmica aos níveis da permanência das estruturas e da manutenção das funções vitais dos indivíduos e dos ecossistemas, de que o homem tanto depende e faz parte. De outra forma, se valores fossem somente sociais e comportamentais, implicando as relações dos homens entre si, dado que os Si-mesmo dos homens (em preferência ao selbst alemão e ao self do inglês, termo cheio de complexas conotações) (Martins Jr., 2004) é biótico em sua base material, mutatis mutandis, o comportamento do homem deve ser, por razão ôntica, preservador das estruturas e funções da Natureza em geral, portanto, de sua própria natureza. Eis aí, como o argumento pode se entrelaçar, estabelecendo as bases ônticas e psicocomportamentais. Desta forma qualquer argumentação restringindo a ética tão somente às relações entre-humanos perde sua força, logo a expansão aos ecossistemas se faz não somente possível como imperiosa. Assim, Natureza e cultura se entrelaçarão nessa perspectiva paradigmática na qual a ciência será preservada em sua neutralidade possível, mas não se ideologizando essa neutralidade, e ao mesmo tempo colocando-se o pesquisador ante a questão e o uso dos resultados da ciência e da tecnologia sob uma Ética geral humanitária e global planetária.

VALORES SOCIAIS e NATUREZA  A PONTE e como ATRAVESSÁ-LA Muitos questionam que não existem valores na Natureza, que esta é amoral e que qualquer trabalho com a mãe Natureza deva ser dirigido pela intenção humana de uso de seus recursos, exclusivamente. Quais seriam, portanto alguns dos critérios para se estabelecer relações de valor dos homens para com a Natureza, e de como se extrair dessas, as bases para uma teoria de valores naturais? Uma ponte parecer ser indicada por Dooyeweerd (op.cit.) com os conceitos de antecipação e retrocipação no seio do processo analítico, em especial para o pensamento analógico. Em particular, aponta-se para as várias relações de interdependência entre as diversas modalidades de manifestação do cosmos. A questão da retrocipação e da antecipação sob a perspectiva ontológica dá bases notáveis para se explicitar valores na Natureza sob diversos aspectos: [1] utilitário, [2] simbólico, [3] religioso, [4] social, [5] de sobrevivência, [6] econômico financeiro, [7] ecológico-econômico e [8] de afetos. Esses oito aspectos são intrinsecamente humanos, e situam com precisão o quanto o

Homem é dependente da Natureza, e assim permitem transitar das qualidades [qualia] naturais para o mundo das relações. Tal trânsito é sempre possível porque existem relações de antecipação entre os objetos da Natureza, que guardam propriedades tais que podem representar antecipadamente a possibilidade de trânsito de um aspecto da relação natural para o campo da complexidade social. A antecipação é uma forma de se ver o mais simples suportando o mais complexo e de se ver o mais complexo apoiado no mais simples, embora mantenham distinção de seus modos de ser. Os valores humanos, embora sejam construtos das relações sociais, baseiam-se nas relações de trocas entre humanos, quando estes reclamam a si os bens materiais e atribui-se-lhes algum valor. A noção de antecipação advém do fato de que em Modalidades da Existência como “a Física e a Biótica”, por exemplo, são essas mais anteriores ou básicas na sequência de complexidade entre as várias Modalidades de manifestação do cosmos como, por exemplo, a Social e a Econômica. Então, entre as Modalidades Física e Biótica, uma estrutura ou mesmo algumas funções são antecipadoras de funções mais complexas, que surgiriam mais tarde no processo evolutivo. A função antecipadora é menos complexa, menos operacional, mas é a base mesma para as funções mais complexas de novas ordens emergentes no tempo evolutivo. Não são funções idênticas, mas são equivalentes em cada Modalidade e eventualmente aquela função na Modalidade anterior é a que possa ter evoluído para a equivalente em outra Modalidade posterior, mas essa possibilidade não é uma certeza, mas percebe-se equivalência. Há certo aspectos que são diretamente mais interligados na evolução. Do ponto de vista tanto do Ser quanto do pensamento sobre o Ser, pode-se dizer que, por exemplo, a irritabilidade antecipa sistemas sensoriais mais complexos em seres mais altos na escala taxonômica. Em contrapartida a retrocipação permite olhar-se de uma função mais complexa a outra menos complexa equivalente, e assim se estabelecer as relações de fundamentação de uma função, ou mesmo de uma estrutura, sobre outra que lhe antecede, seja na própria ontogênese seja na filogênese. Esses conceitos de antecipação e retrocipação de Dooyeweerd passam, por exemplo, na sustentação da noção de recapitulação da filogênese na ontogênese. Por vezes o valor natural, isto é, a qualidade [qualia] é tão explícito que tem valor pecuniário imediato; por vezes o valor está totalmente no campo simbólico, o que não tem significado universal entre as várias culturas, mas que é não menos apreensível por qualquer homem de qualquer cultura, quando entra em contacto com outra cultura diferente da sua. É fácil compreender-se o valor do ouro, da sílica e do diamante. A Natureza, por propriedades antecipativas, mais precisamente por uma que é a alta estabilidade química derivada da capacidade calorífica, determinável por uma lei de Einstein, permite que esses elementos e substâncias tenham alta estabilidade em vários ambientes. Isto lhes confere valores de referência não somente para uma referência econômica, como no caso do ouro como base de sustentação da moeda, mas como no caso da sílica que permite alta tecnologia em telecomunicações e informática. Essa percepção tão realista de valor que possuímos funda-se na própria natureza dessas coisas e estende-se sobre a sociedade e sua economia física e financeira. Valor na Natureza não tem o mesmo status de valor na sociedade humana, por certo! É uma situação antecipativa aos valores sociais. Assim galhos secos que podem ser objetos para um pássaro fazer seu ninho (Dooyeweerd, 1958) apresentam-se de modo antecipativo e simples como  o pré-sentido de valor utilitário para uma espécie não-racional que goza de “certa inteligência” para criar um significado ou relação nova para um tipo de objeto [os galhos secos] que foram elementos bióticos vivos, portanto partes de um sujeito biótico no sentido da Teoria das Modalidades Cósmicas de Dooyeweerd (1958). Os galhos são transformados como objetos

bióticos utilitários pela espécie de pássaro. O sentido de valor é assim “antecipado na Modalidade biótica” com o pássaro, embora esse valor seja em seu próprio significado intrínseco ‘muito tosco’ em relação a um valor qualquer entre-humanos, mas valor assim mesmo. Os conceitos de antecipação e de retrocipação subsidia-nos com uma ponte entre os valores próprios antecipativos na Natureza, e os valores enquanto construtos próprios ao homem. De um mesmo modo pode-se reconhecer que a cadeia trófica, em qualquer ecossistema tem o seu valor que se desdobra para cada espécie e fecha a clave sistêmica para a totalidade do dito sistema, permitindo assim a sua manutenção dinâmica, isto é, sua própria existência. Portanto, pode-se dizer que existe um valor natural ontológico reconhecível por nós humanos com nossa função lógico-analítica, que é intrínseco aos ecossistemas e aos seres não racionais, portanto independente de nosso querer – cabe-nos reconhecer apenas. Mesmo em nível simbólico é possível encontrar-se no mundo animal aspectos de valor antecipativo. Entre algumas aves ocorre o macho servir-se de objetos coloridos e brilhantes coletados “escolhidamente” para fazer um corredor que termina em um ninho que serve para atrair as fêmeas. Obviamente, os objetos são usados de “um modo simbólico antecipativo”, porque estimulam os sentidos da fêmea no período da reprodução, e assim a função biótica é cumprida pelo viés de “um proto-símbolo antecipativo” aos símbolos humanos (talvez seja melhor a ideia de proto-signos). Ou seja, no mundo dito natural já se percebe que existem proto-símbolos ou proto-signos que por quaisquer meios de sensibilização de uma dada espécie são utilizáveis para uma função de acasalamento. Não parece tão distante do comportamento humano. Nos povos animistas a Natureza é dotada de espíritos, isto é, a função profunda da psique que trata da unidade entre-homens e entre esses e a Natureza, isto é, com o próprio numinoso natural, já está apropriada na própria Natureza. As forças das relações percebidas o são como espíritos, o que é um mundo de energia e de significados percebidos nas relações de interdependência entre os seres vivos e o substrato, tanto quanto com a atmosfera. A lembrar que alma é pneuma em grego, isto é, ligada ao ar, bem como em sânscrito é atma, que é a comum raiz hindo-européia para atmosfera. O valor não é assim um atributo arbitrado discriminatoriamente pelo Homem. Um estágio primário de valor se insere nos campos de relações pré-humanas. O próprio homem veio se hominizando e humanizando ao longo do tempo e, portanto, podendo fazer evoluir o sentido semiótico e simbólico dos valores antecipativos do campo etiológico animal, que aparecem mesmo em espécies inferiores, de especial interesse os primatas e os hominídeos. Tal coisa se dá porque valor, enquanto um atributo de relações sociais, só ocorre no contexto de relações com coisas materiais, ainda que em alguns casos as instâncias mais propriamente psíquicas sejam as dominantes. Em suma, o humano não é tão distante do animal como muitos pensam, ainda que distante. Assim, o valor se apresenta como dois campos de relações próprias com as coisas naturais  o campo antecipativo e o campo social retrocipativo sobre a Natureza. Em ambos os campos as relações são de dependência e de interdependência de quaisquer tipos e de quaisquer intensidades que sejam. Assim, a máxima da Filosofia Cosmonômica de que  a Realidade é significado  passa a ser clareada pela avaliação das antecipações acima consideradas. Significado quer traduzir que todas as coisas só existem e se identificam umas em relação às outras, ainda que estas relações sejam tão remotas quanto algo que tenha se originado num passado longínquo da história do Cosmos e da Terra.

Nota-se que H. Dooyeweerd, quando inquiriu sobre a coerência do mundo real e descobriu os conceitos de antecipação e de retrocipação, o fez tendo perfeitamente claro o processo cognitivo analítico e as relações intermodais entre diversos processos da Modalidade lógico-analítica, própria unicamente do humano, e as outras Modalidades que são não-analíticas. Estendemos esse conceito também a um modo ontológico (Martins Jr, 2000), visando justamente apreendê-lo sob a óptica da interdependência na Natureza, sendo a própria Natureza a doadora do ‘primordial sentido de justo valor’. Nesses casos, a relação primeva de valor indica a própria possibilidade de manutenção das relações ecossistêmicas, logo de manutenção dos seres  portanto, ôntica e lógico-analítica ao mesmo tempo no que nos diz respeito. No que diz respeito a uma antecipação do sentido de valor no mundo inorgânico sub-atômico poder-se-á, tão aparentemente longínquas que pareçam ser, ainda evocar as relações de nãolocalidade como um exemplo e fenômeno notável. Isto não é forçar nenhum sentido esdrúxulo à Natureza, mas assumir o próprio conceito de antecipação. Para tal pode-se assentar as argumentações, a seguir apresentadas, em cima do conceito de antecipação. Sob a perspectiva da Modalidade espacial (Dooyeweerd, 1958), ao se inquirir sob a possibilidade de alguma antecipação do conceito de valor nesta modalidade, pôde reconhecer que nessa Modalidade o valor só pode ser dado por um sentido dominante de conexão no espaço, estando as partes imediatamente ligadas ou não. No caso das dimensões quânticas basta terem estado ligadas duas partículas uma única vez para que respondam instantaneamente a estímulos de modo idêntico, a não importa qual distância e qual velocidade uma esteja se afastando da outra, isto é, a interação entre as mesmas é instantânea, ou não-local. Assim se pode descrever a condição de não-localidade dos fenômenos quânticos em contrapartida à localidade da modalidade espacial, isto é, no espaço extensão, do senso comum. Esse fenômeno denominado EPR de Einstein-Podolsky-Rosen foi demonstrado empiricamente por Alain Aspect et al. As partículas subatômicas, de modo geral comportam-se de modo clássico no que diz respeito a todas as suas propriedades físicas (exceção dos neutrinos). Com a propriedade do spin os eléctrons se comportam como se um fator de coesão espaço-comportamental existisse, não importa se a grandes distâncias e a grandes velocidades de separação entre os dois eléctrons, que alguma vez estiveram em interação. O efeito de não-localidade permite que um evento que aconteça com uma partícula seja imediata e instantaneamente absorvido e respondido pela outra, desde que já tenham estado em contacto. Assim os spins se ajustam com sinais contrários a grandes distâncias. Isto é um valor de relação essencial em uma série de fenômenos no cosmos, e em especial para a existência da consciência que parece ter propriedades não-locais. A consciência parece ser um dado fundamental do cosmos (Clarke, 1995). A não-localidade é reconhecível pelo experimento EPR [Einstein, Podolski e Rosen] no qual se elabora uma operação para medir variáveis complementares de um sistema. Esses três autores escolheram originalmente a posição e o momentum. Em experimentos mais recentes utilizou-se o spin de eléctrons que ocupam dois estados Sz = ±(h/ 2), onde h é a constante de Planck. Assim se Sz do primeiro eléctron for +(h/ 2) o valor de Sz do segundo será -(h/ 2). Tal coisa é possível porque pelo “Princípio de incerteza” de Planck é possível medir-se simultânea e precisamente ST (S total) do sistema dos dois eléctrons, e alternativamente ou Sz ou Sx, onde Sx é o componente do spin na direção x (Barrow & Tipler, 1985). A ideia é de que, se se medir Sz ou Sx seja do eléctron ⊕1 ou do eléctron ⊕2 alternadamente, saber-se-á o valor

do outro, porque o ST (S total) permanece constante. Isto se dá de modo alternativo, isto é, quando se obtém um resultado positivo, para um, o outro será negativo e vice-versa. Tal coisa é verdade a não importa qual distância os dois eléctrons estejam entre si, mesmo a distâncias astronômicas (Barrow & Tipler, 1985). Ora, Einstein não queria admitir que ao medir-se a propriedade, seja do e- ⊕1, ou a do e-⊕2 possam emergir as propriedades do outro eléctron não-medido. O experimento EPR demonstra que ocorre a interferência recíproca, isto é, contrariando o senso comum, o eléctron medido permite emergir as propriedades do eléctron não-medido. Isto pode significar que a informação entre os dois tenha caminhado a velocidade instantânea, portanto maior do que a velocidade da luz já que existe instantaneidade de comunicação entre as duas partículas. Isto é o efeito de nãolocalidade confirmado por J.S. Bell (1964, apud Barrow & Tipler, 1985). Tal efeito demonstra que a relação - sujeito / objeto da Física clássica, descrita pelo “Princípio de neutralidade” de Descartes, não atua no mundo das partículas fundamentais. A denominada interpretação de Copenhagen de Niels Bohr estava certa, a saber,  um observador que interfira na medida das propriedades de um eléctron faz aparecer as propriedades do outro eléctron-par, mesmo à distância. Parece que isto seja um fato que não esbarre na escala racional de incerteza, assim denominada por Myron Tribus. Dessa forma o sujeito medidor interfere na medição e traz à luz do dia a expressão das propriedades do objeto medido e daquele que foi não-medido, mas que fora uma vez associado ao objeto medido. O efeito EPR apresenta-se como a mais radical subversão dos valores da ciência moderna e introduz o mundo da complexidade como visto pela ciência contemporânea. Parece que tal fato ainda não foi devidamente aproveitado e explorado em outros setores do conhecimento. Estabelece de algum modo que o sujeito e sua atuação no cosmos determinam algumas propriedades do cosmos. O assunto é polêmico e alguns autores dariam outra interpretação, mas uma coisa é sabida, o efeito EPR não é apenas um construto teórico, é evidenciado experimentalmente. Esta é, a nosso entender, a mais primária antecipação, própria das “Modalidades espacial, cinemática e física” (Dooyeweerd, idem) (Tabela 1.1). Pode, portanto, assentar no mundo natural, o sentido de valor que emergirá nos fenômenos mais complexos das “Modalidades social, estética, econômica, histórica, ética jurídica e pística” e que funda, assim, a relação de inserção da Ética na Natureza e não simplesmente como um negócio entre humanos. É fato que o conceito de valor é social, isto é, está inserido e é criado num corpo social. Pode assim ser percebido como traduzindo uma relação de significado no qual o núcleo significante de Valor se funda na relação de “interdependência entre os seres humanos”. Por extensão, sobre as bases do Princípio de antecipação, tomado pelos aspectos ontológico e cognitivo-lógico, o núcleo significante de Valor será também válido entre os homens e os outros seres não-humanos, bem como entre o homem e o mundo inorgânico. Assim, pode-se fundar o conceito de valor sobre bases naturais em perfeita consonância com os conceitos lógico-cognitivos como tratados por Dooyeweerd (1953). Fundar o conceito de valor ético em bases naturais é a nosso entender explicitar a responsabilidade humana, por um lado, e por outro indicar que independente de um acordo social a Natureza pode, como que, reclamar seus direitos, direitos estes que denominaremos doravante de direito à existência pelo simples fato de existir. O efeito EPR é um indicador inconteste de que o ser humano como observador determina e interage com o observado criando realidade. Este é por certo um conceito que ultrapassa toda a

concepção clássica da Modernidade e dá as bases para reintroduzir a responsabilidade humana enquanto cidadão e como parte da Natureza, isto é, uma cidadania que é parte da Natureza.  Paradoxo?! Assim, esse Princípio de Inserção da Ética na Natureza, sobre o qual nos interrogamos, se funda também na própria condição de manutenção do sistema social, portanto, da espécie humana. Não é uma argumentação antropocêntrica, isto é, voltada para os interesses humanos exclusivos, mas é uma argumentação que estabelece e reconhece que na Natureza existem dimensões de relação de dependência e interdependência de carácter ontológico, independentes da vontade do observador humano, e às quais, esse observador deve respeitar se quiser vir a continuar a ser observador em gerações vindouras. O observador-interventor é inseparável da realidade, criandoa segundo sua visada-intervenção. Isto deve ser entendido como cada vez mais consequente, tanto mais quanto se progrida na observação das Modalidades cósmicas, das mais básicas às mais complexas (Tabela 1.1). Tabela 1.1 – As Modalidades cósmicas são reconhecidas não apenas como um construto lógico, mas como aspectos fundamentais da Realidade empírica do Cosmos. Nesse sentido cada Modalidade é reconhecida como irredutível a qualquer outra, tanto pelos aspectos dos sujeitos e dos objetos que as constituem como também pelos processos. ASPECTOS MODAIS ou MODALIDADES

1. numérica 2. especial 3. cinemática 4. física 5. biótica 6. sensitiva (psíquica) 7. lógica (analítica) 8. histórica 9. lingüística 10. social 11. econômica 12. estética 13. jurídica 14. moral 15. pística

NÚCLEOS-SIGNIFICANTES ou PRINCÍPIOS

quantidade discreta (números) extensão contínua movimento energia e matéria vitalidade (vida) sentir / sentimento distinção poder formativo da cultura significado simbólico intercurso social frugalidade em gerenciar recursos escassos, ou poupança harmonia justa retribuição amor nas relações temporais fé, firme segurança, firmeza, (*) confiança intrínseca (*) por interpretação desse autor.

As antecipações, tanto ontológicas quanto lógico-analíticas, permitem assim estabelecer-se as ‘Leis de coesão da Natureza’, tanto inorgânica quanto orgânica, com o mundo psico-social, moral, estético e jurídico-político. Essas leis partem da Lógica natural e não primeiramente de algumas das lógicas intrínsecas à associatividade humana. Uma lógica natural pode ser uma descoberta humana tanto quanto uma lógica de associatividade entre outras. Algumas observações quanto à questão da consciência (Clarke, 1995; Seager, 1995) se fazem pertinentes. Considerando-se o campo dos fenômenos quânticos pode-se considerar que o campo

dos fenômenos de matéria e o campo qualificável, como o Newtoniano, sejam colapsos do campo quântico, e não vice-versa. Tal posição vem em concurso à ideia de que a consciência seja primeira um dado fundamental da Natureza e seja não-local. Clarke (op. cit.) considerou que neste sentido a consciência extrapola o crânio e estende-se para todos os lados ou sistemas em que esteja em interação, ou com o qual tenha estado em interação, sendo que sistema é tudo aquilo que está em interação. Neste sentido retorna-se ao argumento de Dooyeweerd de que a Realidade é significado, isto é, todas as coisas que existem, existem em relação umas com as outras, e só assim podem ser percebidas e se dão significados reciprocamente. Isto é, significado ontológico tanto quanto lógico em nosso entender. Assim, para a pergunta se podemos exterminar com tal espécie e/ou com tais espécies, ou o quanto será possível destruir ou transformar-se um ecossistema específico, o quanto é tolerável que o direito ao uso da propriedade ultrapasse os limites toleráveis de intervenção naquele pedaço da Natureza  existe resposta. A resposta óbvia é de que, a partir daqueles argumentos fundadores, deve-se buscar mediante judicioso estudo da Natureza, de suas leis, processos, taxas de troca de energia / massa / informação e de suas configurações sistêmicas, os indicadores de limites e de estilos para a ação e interação humanas de modo a manter a unidade e a coesão dos sistemas naturais e da própria vida do homem. Desse modo pode-se estabelecer limites para o Homem e determinar-se um caminho para a continuidade do processo de humanização.

Da ÉTICA à ECONOMIA Quais alguns princípios básicos que estabeleceriam, portanto, ligação consistente entre Ecologia, Energia, Economia e Ética? Por certo que:  as leis naturais primariamente, o reconhecimento de valor e do direito antecipativo próprio à integridade dos ecossistemas, bem como a adequada valoração das relações de produção, enquanto transformação de energia, matéria e informação, quando os recursos são extraídos da Natureza. Observemos que não há sentido do Homem fora da Natureza, e a rigor o Homem é Natureza, e no intrínseco de sua Humanidade ultrapassa a Natureza, paradoxalmente continuando como parte da Natureza. Inclui-se nesses o caso dos recursos renováveis e dos não-renováveis, ou ainda aqueles em estágios avançados de produção cultural, como é o caso da produção virtual. Este é o trajeto para se discutir a questão crucial das relações de Ética, Ecologia e Economia. O outro eixo da discussão sobre Ética, Ecologia e Economia diz respeito à circulação da riqueza, sua poupança e distribuição entre todos os homens, considerando-se essencial nessa discussão uma premissa fundamental pelo menos para os homens, as sociedades industrializadas e também as sociedades ainda em fases pré-industriais fortemente rurais (as sociedades tribais têm outra perspectiva organizacional com equivalentes antecipativos da fase de evolução transpessoal da consciência coletiva em que esteja existindo):  Todo ser humano tem por direito fundamental tornar-se participante efetivo como cidadão(a) do corpo social, integrando-se como agente econômico responsável em qualquer escala da sociedade, e com direito a sustentação mínima necessária em casos de defeitos da ordem social e de crises maiores.

(Princípio 2)

O Quadro 1.1 apresenta uma série de assertivas obedecendo à lógica  lei natural, dever técnico e condicional antecedente, baseadas em Rolston (1989) e modificado segundo a lógica de argumentação que se desenvolve neste estudo com o apoio da Idéia Cosmonômica (Dooyeweerd, op.cit.). No Quadro 1.1 se estabelecem relações seqüenciais justas e equilibradas nas quais as relações naturais e antropológicas se fazem perceber ajustáveis, coerentes, co-evolutivas e consistentes, sendo possível equilibrar as exigências de umas com as outras instâncias  natural, ética e economicamente. Quadro 1.1 – Relações lógicas das interrelações entre Lei natural, Dever ético e Opções antecedentes de sustentação da realidade com algumas modificações a Rolston (1989). Nível próprio de relação deontológica:

Lei natural

Dever técnico

Se opcional, antecedente

As leis naturais de ecossistemas Não se deve quebrar as relações que Se se quizer mantê-lo descrevem seus funcionamentos sustentam qualquer sistema operante

Nível prévio de relação ética: Dever moral próximo

Relações com a lei natural

Bases do valor moral

Para se manter uma dada ordem, Porque as leis de relação descrevem as Deve-se tomar a lei não se deve quebrar as suas leis de condições de existência sine qua non natural como valor de relação referência de relação dessa ordem social com a Natureza

Nível lógico-ético: Dever moral

Relação com o ecossistema

Dever moral conseqüente

Se o homem quer manter sua vida deve É dever do homem deixar ser tudo conseqüentemente Porque o ecossistema ou mantém o seu aquilo que o deixa ser, i.e., a manter os eco-sistemas, processo de reciclagem ou então morrerá Natureza e seus ecossistemas estabelecendo suas leis sociais em consonância com as leis naturais

Nível lógico, econômico e ético: Dever lógico-econômico prévio As relações econômicas devem respeitar seu princípio fundamental de frugalidade em gerenciar recursos escassos, ainda com posterior poupança do superávit do trabalho

Relação ética prévia

Relação ecológicoeconômica

A relação correta respeita a condição de As relações ético-econômicas devem máxima coerência seguir o duplo princípio da parcimonia e ontológica da justa retribuição como conceitos de compatibilizada e direito natural e social compartilhada entre os dois sistemas natural e sócio-econômico.

Rolston (1989, p.17) declarou que:  “The claim that morality is a derivative of the holistic character of the ecossystem proves more radical, for the ecological perspective penetrates not only the secondary but also the primaries qualities of the ethic. It is ecological in substance, not merely in accident; it is ecological per se, not just consequentially”.

A conclusão de Rolston (1989) aparece como integralmente consequente com a argumentação de que a Realidade é significado. Neste caso o esforço pelo entendimento do sentido de Ética deveria, portanto lançar suas próprias raízes nas bases ecossistêmicas (Realidade). Pode-se assim sugerir um terceiro princípio a nos autorregular:  Por reconhecermos a realidade sistêmica encontramos bases para relações éticas fundadas na realidade dos seres e na manutenção dos processos mais fundamentais que sustentam a totalidade da existência.

(Princípio 3) Por outro lado, os ecossistemas devem ser reconhecidos como de carácter tão abrangente quanto holístico para prefigurar a necessidade imperiosa de uma ética de conduta científico-econômica no trato com a Natureza, enquanto fonte de recursos e fonte da própria vida. Dessa forma fechase uma clave cíclica que reitera as respostas às perguntas sobre os limites da interação entre os humanos e a Natureza, enquanto fonte de recursos  a lei natural e a lei social compatibilizadas segundo os princípios de frugalidade, parcimonia, justa retribuição, poupança e imitatio naturae (imitação da Natureza).

DENSIDADE POPULACIONAL e PRESSÃO sobre os ECOSSISTEMAS Deve, contudo, ficar claro que para que os princípios que conduzem às – frugalidade, parcimonia, justa retribuição e poupança - sejam atendidos, a comunidade humana deve por sua vez administrar-se em consequência de sua capacidade de exercer auto-controle do ponto de vista biológico. Assim a reprodução humana necessita ser controlada ao limite de sustentabilidade da organização social e desta com os ecossistemas. Eventualmente, a humanidade poderia ir crescendo em número, desde que soubesse gerenciar seus ecossistemas e ser possível receber os nascituros. O controle de natalidade deve ser pensado e praticado, buscando-se atingir uma homeostase entre as duas potencialidades, tanto a da sociedade quanto a dos sistemas naturais, nos quais aquela sociedade está inserida. A primeira instância dá conta da possibilidade do homem criar novas fases de homeostase, mas a segunda fornece a condição limítrofe da qual não convém uma sociedade ultrapassar, ao custo de vir a sofrer os efeitos da cega seleção natural e cultural por não menos {fome, peste, sede, violência, devastação dos ambientes naturais etc.}. Pode-se estabelecer uma relação de valor nada trivial, porque complexa entre população e ecologia / economia com um enunciado de um princípio como:  A população para ser condizente com sua economia interna, com sua economia cultural e com sua economia ecossistêmica deve oscilar entre termos de valores absolutos no tempo, tais que as três relações de sustentação sejam ao mesmo tempo reciprocamente homeostáticas para os sistemas social, econômicos e ecológicos.

(Princípio 4) É uma declaração axial de valor e ao mesmo tempo um princípio com o qual pode-se trabalhar qualquer tipo de projeto de governo e de discussão sobre a auto- regulação social tanto do ponto de vista político quanto educacional. O conceito de homeostase assegura a largura em que esse processo possa se estender dado que as formas de produção, alterando-se para maior virtualidade, com altos acréscimos de ordenamento e informação, aumentam os graus de liberdade de eventuais crescimentos populacionais, salvaguardado o Princípio 4.

INSTRUMENTOS CONCEITUAIS para a PRÁTICA do TETRANÔMIO ECOLOGIA-ENERGIA-ECONOMIA-ÉTICA Toda visão econômica não escapa do sentido último que um autor e/ou uma cultura atribuam a sua posição no mundo ou sua weltanschaung (o termo mundi-visão, passa a ser doravante utilizado neste texto em lugar de weltanschaung). Em assim sendo, essa assertiva é um ponto de partida para se assumir uma mundivisão com a qual operar em estudos de ética-ecologia-energiaeconomia. Pode ocorrer a um leitor que qualquer mundivisão econômica seja necessariamente arbitrária, o que em nosso entender não é um fato a priori. Se existe arbitrariedade ela aparecerá em escolhas e modos de justificar em como deve o sistema econômico ser encarado. Tal coisa é notável no sentido da ideia sobre mercado. “O Mercado” parece, ele mesmo, ser entendido quase que como uma “entidade inteligente, auto-reguladora”, ocupada de fazer “o que é certo”  porque é óbvio no discurso neo-liberal, que, o que “O Mercado” faz  é o que é - portanto é o que pode ser feito, é um dado com o que se lidar e sobre o qual se deve correr atrás. Isso é um discurso óbvio e a midia o pratica sem nenhum pudor. Não é assim, todavia, o espírito científico e filosófico que nos deve guiar. O esboço de alguns instrumentos conceituais ético-energético-ecológico-econômicos, que aqui se busca elaborar, parte de alguns pontos de vista que são defensáveis nos âmbitos das ciências naturais, de uma lógica para uma referência ética consequente e de uma teoria econômica conveniente, que seja também matematicamente defensável, bem como de uma lógica maior de convívio-em-dignidade entre os humanos. Os enfoques que acima se vinham desenvolvendo tiveram, ao final das contas, o objetivo de se mostrar que se pode pensar um projeto ético fundado e inserido na própria fenomenologia da Natureza, o que seria um bom sinal que nos permitirá fugir de qualquer convenção arbitrária. Assumamos que a verdade é um compromisso que se deve ter enquanto filósofo, ou cientista ou político, embora “a razão” desse último tenha peculiaridades próprias. Escapar do erro e do autoengano é um pré-requisito sério para se fazer Filosofia e Ciência. Traduzir um pensamento econômico não é tão somente estabelecer um método para se discutir sobre “o que aí está”, porque “o que aí está”, não está por uma obra da Natureza, não é um dado inevitável, mas é em todos os aspectos um construto humano. Os critérios para qualquer uma teoria econômica devem ser baseados em diversos aspectos de como os sistemas econômicos tendem a propriamente a evoluir seja com intervenção ou sem intervenção do Estado, dado que todo sistema econômico é necessariamente um sistema sob intervenção de agentes econômicos, que detêm maior ou menor margem de poder de intervenção. Por intervenção aqui se entende qualquer ação do agente-econômico seja ela individual ou coletiva, seja ela um movimento espontâneo seja um movimento de grupos oligárquicos, seja a intervenção de um governo, sejam intervenções racionais, sejam intervenções sem razão aparente ou mesmo “causadas por momentâneo pânico coletivo”. Existem critérios de entendimento de como ao mesmo tempo se espera que os agentes econômicos hajam de modos consistentes, isto é, sem que venham a desencarrilhar todos os sistemas. Situando a relação complexa entre a liberdade relativa dos agentes econômicos e a liberdade de ação também relativa dos governos, como parte da função única do Estado, esta deve regular as ações do campo econômico, para que haja uma boa andança dessas mesmas atividades econômicas em

geral. No sentido acima parte-se de um a priori que pode ser defendido, obviamente, desde um ponto de vista da observação filosófica:  Não é possível pensar-se e nem existe qualquer sistema econômico que não seja intimamente correlato e coextensivo com outros sistemas sejam éticos, jurídicos, científicos, tecnológicos, sociais e históricos.

(Princípio 5) Em assim sendo, temos também por princípio, que os agentes públicos devam ocupar duas posições éticas e políticas importantes em face ao sistema econômico: [1] como agentes reguladores, de modo a não permitir que o sistema evolua de modo antinômico e, [2] como fomentadores de oportunidades tanto para os agentes que já detêm poder econômico como para os agentes marginais que precisam ser inseridos como agentes de fato.

(Princípio 6) Estes dois princípios parecem ser não-intervencionistas e nem com os defeitos dos princípios neoliberais, sendo ambos amplos, mas não vagos. Assim pode-se trabalhar com os mesmos como fatores normativos para a pesquisa e desenvolvimento de um pensamento ético, ecológico e econômico. Um aspecto complementar importante é o de que o pensamento econômico renovador deva ser aberto a todas as correntes de pensamento dentro da própria ciência econômica, tirando delas com clara distinção:  [1] as descobertas, [2] as premissas de cada teoria a serem aceitas e/ou a serem rejeitadas, [3] as próprias teorias, [4] a epistemologia de cada teoria, [5] uma epistemologia crítica (que é a aplicação de um estudo epistemológico crítico à produção científica), [6] uma epistemologia que coloque cada teoria em seu lugar relativo, [7] os seus métodos, [8] uma metodologia crítica, [9] os modelos matemáticos que já sabidamente descrevam realidades dinâmicas dos processos econômicos e [10] toda uma metodologia de integração interdisciplinar, já eventualmente existente para economia, ecologia, termodinâmica, ética, desenvolvimento eco-sustentável, regulação (métodos e agentes), políticas de fomento, políticas de inclusão social, políticas de inclusão econômica, adequação jurídica e outros fatores que permitam desenvolver uma sociedade mais justa para com o coletivo e necessariamente sustentável ecologicamente. Na discussão desses instrumentos conceituais éticos, ecológico, econômicos podemos de abordar, por exemplo, a questão da gestão de bacia hidrográfica:  [1] com a conservação de recursos hídricos, [2] com as atividades agrícolas, [3] as questões de ordenamento do território, [4] a conservação dos ecossistemas, [5] a proteção de zonas de recarga de aquíferos e outros corpos d’água importantes, [6] o planejamento dos projetos agrícolas e florestais,

[7] os projetos energéticos que entrem em consonância com estritas visões conservacionistas e econômicas integradas  eis uma perspectiva ética geo-ambiental (CETEC/ FINEP, 2003 a 2005).

PERSPECTIVAS AXIOLÓGICAS para uma ÉTICA AMBIENTAL Com os princípios acima especificados, que parecem amplos o suficiente para recobrirem o desafio de uma Ética que se queira consistente com um princípio ontológico básico, deve-se enunciar ainda:



Todo sistema vivo tem direito a continuar a viver simplesmente pelo fato de que a vida nos possui a todos, e a ela devemos o tributo de nos auto-mantermos como ecossistemas e como espécie integralmente parte da biosfera.

(Princípio 7) Por uma ARQUITETURA de SABERES Um primeiro e fundamental saber é que tanto a Natureza quanto as atividades culturais, e entre elas, as atividades econômicas seguem leis típicas e leis modais (Dooyeweerd, op. cit.). Introduzse a noção de lei típica como um conceito para nos servirmos dele ao longo de toda essa proposta de teorizar sobre alguns dos instrumentos conceituais do tema em questão. Por lei típica entende-se que: “existem para todos e quaisquer sistemas naturais e culturais - leis, que são reconhecíveis exclusivamente para ditos sistemas, não permitindo assim que se reduza um sistema em relação ao outro, como, por exemplo, sendo um sistema apenas o somatório dos subsistemas que o componham”. No caso do sistema sócio-econômico suas leis típicas permitem que subsista tanto em automanutenção (stasis) quanto em criação de poupança, de modo que o próprio grupo cultural possa obter força para a expansão de seu próprio mandato cultural interno, à luz de seus valores já existentes, ou à luz de novos valores renovadores. Ora a própria noção de lei se reporta a algo intestino aos sistemas em geral e aos sistemas econômicos em especial, isto é, algo próprio aos sistemas em seus mais variados níveis de atualidade e níveis de complexidade, tal que o aumento de organização dos mesmos seja possível, sem que necessariamente o obrigatório aumento de entropia (do 2º princípio da Termodinâmica) afete destrutivamente partes do sistema, tanto no espaço interno quanto no espaço da Natureza. Neste sentido o que se está afirmando é a necessidade de internalizar a Natureza no pensamento econômico, levando em consideração todo o trajeto da produção cultural:  do meio-ambiente, à matéria prima, às transformações sequenciadas, aos resíduos ao longo de toda a cadeia transformativa e à destruição final dos produtos ao fim de um prazo de uso dos mesmos, que é o prazo dos diferentes tempos de durabilidade. É sabido que não existe aumento de ordem sem aumento de entropia, e assim um aspecto radical da produção cultural está em como lidar com a entropia a um modo imitatio naturae. Este é um aspecto ético radical aqui defendido, e no mais não desconhecido em seus aspectos maiores, embora pouco praticado. Assim é o que ocorre no mundo contemporâneo, que pese a grande contribuição normativa das leis das várias nações e da Agenda 21. Sabido é que toda atividade cultural ocorre com base em produção de troca de energia, massa e informação. Estas três entidades são intercambiáveis, mas evidentemente não redutíveis uma à

outra. Para a massa e a energia, já bem conhecidas, a transformação se descreve pela lei de Einstein E = mc2. A informação é mais perceptível pela formulação da própria teoria da informação de Shannon na qual a informação aparece como: I = - k ln P no qual P é a probabilidade de um evento. A variação da entropia de Boltzmann é ∆S = k ln P. São opostas com a entropia no 1º quadrante e a informação no 4º quadrante (Stonier, 1990). As duas formulações obviamente indicam que a conversão de informação e da entropia ça va de soi. Ora esta é a questão essencial da criação, manutenção, renovação e atualização da atividade econômica. Se por um lado entropia e informação se opõem, mas não se excluem, por outro lado, dado que as fórmulas são idênticas e de sinais contrários indicam que o processo de acréscimo de informação forçosamente aumenta e produz entropia no meio-ambiente ou na vizinhança, dado que isto é também básico pelo 2º princípio da Termodinâmica. O que parece interessante, todavia, é que enquanto a informação aumenta de um modo logarítmico a entropia aumenta, mas em uma quase paralela e assíntota ao eixo dos x. Isto indica que a entropia tende a uma produção constante mesmo quando a informação cresce e passa de um determinado ponto de inflexão da curva e progride também assintoticamente, segundo (1 - ln y). Esse aspecto interessa, porque aponta para a possibilidade de que as sociedades possam crescer em ordem, mas manterem uma produção de entropia constante, sobretudo se a produção mais importante for por meio de sistemas informacionais, isto é, sistemas organizacionais. De resto, toda produção de entropia deve ser mediada pelo processo que denominamos imitatio naturae em virtude mesmo da Natureza, pelo processo da evolução, ter desenvolvido processos de transformações criando nichos dentro de nichos em que espécies várias executam as tarefas de fazer de toda entropia  insumos para suas próprias existências. Essa noção permite internalizar de modo definitivo em todo modelo econômico as relações com a Natureza, e elimina toda “dicotomia opositiva cultura x Natureza”.

CONCEITOS FUNDAMENTAIS - ARQUITETURA de SABERES ECOLÓGICOS e ECONÔMICOS Antinomia – É mister apropriar-nos dessa palavra para se ter um conceito poderoso para todo esforço de teorização, de planejamento e de avaliação. A palavra é antiga e provém do campo filosófico (Kant, 1781; Dooyeweerd, 1958). Podemos entendê-la como uma distorção cognitiva, que por força distorce a própria lógica com suas leis intrínsecas ou à realidade observada. É também a geração de dois pensamentos que se antagonizam, supondo-se que sejam ao mesmo tempo válidos. Podemos utilizar a noção de antinomia tanto do ponto de vista da cognição quanto de um ponto de vista ontológico, e isto é uma tese que defendemos. Assim se for do ponto de vista da cognição, a antinomia é identificável sempre que se lança o pensamento teórico em algum tipo de contradição, e se de um ponto de vista ontológico, necessariamente, temos de identificar que o pensamento conduza a conclusões que podem levar a ações que são contrárias a valores fundamentais do Homem, da Natureza e da realidade. Não reconhecemos que existam valores fundamentais do Homem, tão somente porque se criou um acordo mundial, embora acordos sejam bons e necessários, mas porque se pode comprovar que existem muitos bons fundamentos na Realidade para que tais acordos existam. Ou seja, devese procurar como os valores se enraízam na Realidade e, bem entendido, em um Princípio de simetria entre os seres humanos e os outros seres da Natureza, que não é, a primeira vista na prática histórica, uma coisa evidente para a humanidade.

A opção levantada nessa pesquisa e proposição é de que devemos reconhecer que partimos de alguns princípios, e que esses princípios, esperamos, suportem resultados desejáveis, mesmo que vicissitudes conduzam alguns dos esforços por desvios, afastando-nos das intenções e de nossas previsões. Isto vale para todo e qualquer ser humano, para todo e qualquer teorista, para todo e qualquer político e cidadão, é parte da existência. Difere essa posição de outra, a neoliberal, cuja confiança exclusiva no mercado de capitais escamoteia práticas dos fortes agentes econômicos cujos resultados testemunhamos em tempo atual, a saber,  excessiva concentração de riqueza nas mãos de poucos e exclusão de expressiva maioria de seres humanos, que não podem, por quaisquer motivos históricos, ter ingresso a fim de participarem do processo. Não se nega a possibilidade de auto-regulação legítima dos agentes financeiros e dos agentes de produção, pois afinal de contas a inteligência é um bem comum e todo sistema complexo pode se auto-regular, em princípio, o que é uma característica da complexidade. É fato histórico que a auto-regulação nas bolsas não seja tão notável, a não ser que se considere a especulação como processo legítimo e as quebras como processos de auto-regulação. Não se deve, por isso deixar sob total laissez faire a ação dos agentes no mercado. O Estado e governos devem ter meios de serem agentes indutores e fomentadores de modelos que regulem os agentes e o mercado, em busca de um contexto de soluções desejáveis para os excluídos, os não-possuidores bem como para um projeto de desenvolvimento nacional. Isto vale igualmente para as regiões do País dado que nelas também se estabelecem os programas e projetos. É ilusório, por outro lado, crer que as regras dos sistemas de tecnologia intensiva sejam includentes. Não o são por uma impossibilidade histórica, a saber, a humanidade não está toda ela em um mesmo estágio de evolução transpessoal da consciência coletiva. Imensos grupos humanos estão em fases arcaicas, o que é plenamente compreensível face às condições ambientais e formadoras do ego transpessoal (Dooyeweerd, 1958; Neuman, 1973; Wilber, 1977, 1983). Irredutibilidade – Esta noção é fundamental a toda atividade científica. Nela se situa uma das bases para o sucesso das pesquisas filosófica e científica, e para as atividades de gestão econômica. A irredutibilidade é uma característica única de todos os sistemas e Modalidades de organização do cosmos e das relações humanas (Dooyeweerd, op.cit.) ainda que sistemas de diferentes elementos e critérios de ordenação tenham propriedades semelhantes, fato esse que permitiu o desenvolvimento da Teoria Geral de Sistemas de Von Bertallanfy. Cada Modalidade é em si um micro-cosmos, e nesse sentido suas leis de evolução interna são irredutíveis, e qualquer tentativa de reduzir um fenômeno a outro coloca o pensamento teórico em antinomia, em contradição ou mesmo no absurdo. A qualidade de reconhecer que em um dado modelo não se esteja cometendo reducionismo implica no reconhecimento e respeito às leis que devem reger todos os sistemas conheçamô-las ainda, ou não tenhamos bases conceituais para vir a conhecê-las ainda. O fato é que todo sistema evolui no âmbito de leis típicas, e isto permite não somente se reconhecer as peculiaridades únicas de um sistema, como as possibilidades de interrelações e codependências mútuas com outros sistemas. Irreversibilidades toleráveis – a noção de tolerância a um processo gerador de entropia, e portanto, de eventual irreversibilidade, advém da total impossibilidade do ser humano agir sobre a Natureza sem que produza algum tipo de irreversibilidade. A noção de irreversibilidade tolerável advém de um balanço possível entre as necessidades culturais e as possibilidades da Natureza, ressalvado que nunca os ecossistemas venham a sofrer em todos os seus processos condições que os afastem de toda possibilidade de auto-regeneração. A noção de abando de algum sistema local, coisa comum no Brasil, advém da perda de sustentação de um dado tipo de sistema local para a produção, como foi o caso da produção de café no Vale do Paraíba do Sul, ou advém de irreversibilidade total de recomposição no sistema natural que se vinha usando.

Sustentabilidade – Conceito que pode ser explicado como a condição de todas as possibilidades de exploração dos ecossistemas e/ou de uso e ocupação do território, com ou sem substituição parcial de espécies e/ou com obras, sem que o ecossistema seja levado a uma condição de irreversibilidade total. Outra exigência é a de que as irreversibilidades toleráveis não comprometam as espécies que fazem parte do sistema, deixando espaços de ocupação e de troca de material genético. Essa definição estabelece uma condição ótima que longe está das condições reais que hoje se reconhece para os ecossistemas remanescentes, em especial as florestas úmidas e as savanas. Mercado – se de um modo um tanto irônico reportamo-nos a “O Mercado” foi no sentido da quase antropomorfização dessa entidade modal da modalidade econômica (Doyeweerd, op.cit.) que os representantes políticos, repórteres e agentes econômicos referem-se a ele. Por certo, o mercado existe, mas não é uma entidade tão coerente, consistente, suficientemente racional, mas sim um corpo social detentor de muito poder financeiro que decide segundo grupos fortes de interesse. No seu aspecto saudável a lógica do mercado de capitais existe para dar suporte à produção e dessa receber parte da mais-valia justamente por tê-la possibilitado progredir. Todavia, isto não se dá desse modo em nossos tempos atuais. Vale mais a especulação financeira do que o suporte à produção. Tal constatação conduz-nos necessariamente a perceber que ocorre uma hipertrofia do valor do mercado de trocas financeiras em relação à produção, ou seja, gerase uma antinomia entre o sentido da produção, como meio de sustentação do processo cultural, substituindo o meio-financeiro como um fim em si mesmo, ou seja, ganhar, lucrar, transacionar de modo que o lucro advenha do próprio fluxo de capitais – é legítima situação ganhar-se. Isto é uma antinomia face às leis internas da Modalidade econômica na qual a produção de riqueza se faz em seu todo a partir de duas fontes – as matérias primas, quaisquer, e a informação como o conjunto total da inteligência e habilidades humanas que transforma a matéria e lhe dá novos sentidos. Embora o fluxo de capitais seja informação não é, ele mesmo, base necessária e suficiente para sua própria sustentação, como é notório em face da antinomia que surge entre pagar dívidas, que crescem com uma política de juros altos, e não poder desenvolver um próprio excedente da produção, para pagar as dívidas e ainda manter a inclusão social. Este é um caso típico de antinomia cognitiva, ontológica e política, como aqui definimos. Livre empresa – Esse é um conceito irredutível do sistema econômico. Sua irredutibilidade pressupõe sociedades simples ou complexas e a forma que possibilita o aumento da complexidade produtiva pela livre associação, invenção, organização e lançamento dentro do circuito de produção e comércio. A livre-empresa enquanto tal é toda atividade que permite a autoorganização ainda que esta seja e deva ser regulada pelos critérios normativos maiores de uma sociedade. A livre-empresa não se opõe à empresa pública, porque em primeira instância uma empresa pública é gerada pela liberdade do agente-econômico – governo – no exercício da função de Estado que lhe é concedida pelo povo, que por pressuposto é livre. A oposição não aparece entre empresa estatal e empresa privada, mas na não-regulamentação, ou nos entraves gerados pelo sistema de administração pública. Os oligopólios e os monopólios, do mesmo modo, são obstáculos à livre-empresa apesar de terem sido, em dada fase de suas evoluções, também livres empresas. Regulação – A regulação é um conceito irredutível retrocipativo analógico à evolução dos sistemas imunes, em biologia evolutiva. Inegável é que toda sociedade, por aberta que seja, necessita de regulação de suas atividades econômicas dado que qualquer sistema pode vir a ter uma evolução antinômica uma evolução contraditória em seu fim, ou uma evolução a partir de

um cenário inicial de antinomia, ou mesmo uma evolução que possui antinomias em seus processos. Tal fato advém de, em parte os agentes serem pouco perceptivos ao sistema como um todo. A regulação é tanto um processo auto-regulatório quanto um processo retro-regulatório em que a autoridade pública age a favor da manutenção de uma ordem saudável, ou a favor de uma ordem maior que se queira atingir, ou ainda resolvendo conflitos entre os agentes das várias instâncias sociais e econômicas. Em todos os casos de auto-regulação e de retro-regulação, ou ainda de regulação antecipativa e retrocipativa pelo agente público, como para todo sistema regulatório pressupõe-se que o sistema econômico possa experimentar algum tipo de homeostase. A regulação é ao mesmo tempo a intenção e o ato para regular segundo uma homeostase desejada e possível. A regulação é também o reconhecimento de que o sistema não é totalmente autoregulável para algum determinado aspecto, e se o for, os agentes mais poderosos podem desconsiderar necessidades de outras partes do sistema maior, ou poderão produzir irreversibilidades em quaisquer partes do sistema natural ou do sistema social. Marcos regulatórios – São conjuntos de normas que permitem que os agentes econômicos atuem tal que se lhes garanta o sucesso e o respeito de seus direitos como investidores, por um lado, e ao agente público o seu direito de ser a todo tempo um regulador, inclusive com o direito de mudar as regras quando a regulação anterior não tiver sido suficientemente larga para abrigar novidades na evolução do sistema econômico, ou ainda, para mudar, salvaguardando ao máximo direitos já estabelecidos, conforme a noção de direito se defina dentro do campo jurídico. Ressalva-se ainda as exceções catastróficas ou de ruptura que possam ocorrer na ordem social. Poupança – Parte do superávit que um agente econômico e o conjunto de agentes não utilizam para si mesmos de modo imediato, permitindo um tempo entre a produção do superávit e seu eventual uso posterior; a poupança é o fundamento para os investimentos que sustentam outros agentes econômicos que precisam de suporte em face da condição de não possuírem ativos iniciais ou para expansão. Internalidade – todo sistema possui por força a sua internalidade no sentido de que seus subsistemas, que o compõem, permitem a sustentação do sistema maior; os sistemas são complexos entre os aspectos materiais e virtuais que o compõem, como é no caso do sistema econômico, não importam em qual grau de complexidade estejam organizados. A internalidade coloca como condição – que se pense a organização econômica como uma internalidade à biosfera e às sociedades. Justamente evita-se desse modo pensar em externalidades a um sistema econômico, por fácil que isso seja para lidar com a organização analítica de um subsistema, isolando suas variáveis paramétricas, e assim, talvez, seus processos internos serem mais facilmente reconhecíveis. Considerar um sistema econômico é considerá-lo ao mesmo tempo tendo suas formas básicas internas de evoluir, tanto quanto sendo influenciado por outros sistemas, a que necessariamente pertença. Externalidade – A rigor não existem externalidades, mas para fins práticos, tendo-se a devida prudência pode-se pensar em externalidades. Assim por externalidade define-se tudo aquilo que não faz parte intrínseca de um subsistema, mas que é, todavia, parte de um sistema maior que inclua o dito subsistema, como o econômico, por exemplo. Toda externalidade só o será para um dado subsistema. Em particular considere-se o sistema econômico total como uma internalidade ao sistema geral do planeta, das sociedades e das nações. Isto é óbvio. Análise - Síntese – Qualquer trabalho filosófico e científico para ser possível de ser devidamente realizado deve partir da análise. Neste sentido a análise obriga a divisão do mundo real em

subsistemas, e em processos, os quais devem então ser objeto de estudo. Em se tratando de estudos ambientais, sociais e econômicos a noção de análise e a noção de neutralidade da observação, como Descartes a propôs, não é de fácil tarefa dado que os estudos sociais e econômicos podem, sobretudo, em propostas de projetos e programas serem viesados por opiniões que são sempre baseadas em uma mundi-visão específica. Aqui nossa análise parte de uma perspectiva ecológica, isto é, interpretamos que o Homem é parte do ecossistema e não o reverso, ou que o ecossistema seja alguma espécie de coisa externa – que está lá. Partindo-se do princípio de que a atividade econômica está totalmente internalizada nos ecossistemas, embora distinta desses, reitera-se a importância de se reconhecer teoricamente e na prática que a Modalidade econômica tenha leis próprias típicas e seja um “mundo próprio”. A Economia Física obedece às leis gerais da Física, como as de conservação da massa/energia, da entropia e outras. Essa soberania relativa não implica, todavia, que mesmo as atividades mais ricas em informação e, portanto, menos demandantes de matérias primas sejam possíveis sem matérias primas e energia. Nesse sentido todas as atividades são pelo menos em longo termo poluentes. Assim, se reconhece que estamos inseridos nos ecossistemas e fazemos a entropia de nossas atividades crescerem sobre eles. Toda análise deve ter a noção do ciclo da matéria e dos serviços como parte de seu campo analítico. Quanto à síntese, que é também parte da Filosofia e da Ciência, de certo modo a menos lembrada, pode-se dar mediante três abordagens. Foram formalizadas por Martins Jr. (2000). Trata-se das Abordagens pluridisciplinar, interdisciplinar e transdisciplinar. Essas permitem diversos modos de sínteses, que ao fim oferecem uma visão caleidoscópica da Realidade. Essa visão caleidoscópica é indispensável para que a complexidade das decisões seja apreendida e expressa nas próprias decisões. A síntese é em suma a tentativa de reunir o que se havia sido separado. Não é uma tarefa trivial, todavia não é impossível. Sistema(s) e Sistema de sistemas – a noção de sistema é hoje consagrada e não apenas como uma imagem biológica. Todas as partes constituintes do todo - Terra - são sistemas ou mais propriamente subsistemas. Pode-se, todavia definir um subsistema como um sistema, mas aí novamente necessitar-se-á de reintegrá-lo aos sistemas maiores a que está efetivamente ligado. O reconhecimento de sistema é mais complexo do que os conceitos de zoneamentos, de classificações das terras, e ainda mais se essas classificações forem realizadas à luz de uma única ciência – estudos disciplinares. Efetivamente a noção de sistema envolve, por força, a noção de processo – de trocas de energia, massa e informação. Envolve ainda a noção de ordem interna e de desordem, bem como as noções de estabilidade, sustentabilidade e sensibilidade. Análise sistêmica – Toda análise de um ou mais sistemas deve envolver a noção de evolução ou transformação. Toda intervenção humana é uma intervenção sistêmica dado que ela afeta pelo menos um sistema na Natureza ou mesmo na sociedade. A análise deve ser estruturada em [1] análise de estrutura [2] análise de processos internos [3] análise de transformações sob intervenção [4] análise de sensibilidade [5] análise prospectiva ou de construção de cenários [6] análise de perdas toleráveis e [7] análise de impactos sobre outros sistemas. Ordenamento do território – retoma-se aqui a definição anterior (Martins Jr., 2003) sobre Ordenamento do Território, como:  A arte de intervir no território e na paisagem, buscando conservá-la ou mesmo aperfeiçoá-la ao modo de um jardim regional com vistas a manter a dinâmica ecossistêmica, e permitir ao homem suas atividades econômicas de modo consistente com os princípios de conservação e de preservação.

A noção de uso optimal é equivalente à noção de sustentabilidade de uso, e é assim a noção crucial para o planejamento regional. Ela só terá efetividade se houver ética, isto é, conhecimento científico e práticas conforme. A própria noção de sustentabilidade só pode praticada se for estudada caso a caso em face das diferenças regionais e sistêmicas. Critérios normativos ecológico-econômicos-sociais – A noção de planejamento regional ambiental voltado para o desenvolvimento eco-sustentável só é possível se admitir-se que ocorrerão algumas perdas, definidas neste trabalho como perdas toleráveis. Não há possibilidade de se realizar um grande programa de desenvolvimento eco-sustentável sem algumas perdas toleráveis, e sem um estrito sistema de se lidar com o ciclo completo da matéria – da matéria prima ao descarte tanto sólido e líquido quanto gasoso. A noção de critérios normativos deve a todo tempo fazer parte de um programa de desenvolvimento, e não somente assumir-se que as leis já deem trato à questão e que sejam suficientes. Nesse sentido chama-se a atenção para a especificidade de cada ecossistema, de cada região e dos modos e intensidades, ou taxas, em que ocorram as trocas de energia, massa e informação dentro de um sistema. Um elenco de critérios, que é a rigor definido em nosso País como o plano diretor, deve de fato tratar com muita precisão da área sob intervenção ou que virá a sofrer intervenção. Fomento – O conjunto de critérios acima permite então reimplantar a noção de fomento como uma noção básica fundada na noção de sustentabilidade. Tal coisa não é trivial, porque em muitas partes da biosfera a intervenção humana está produzindo impactos irreversíveis sobre sistemas regionais. Essa reflexão é também um esboço preliminar ao desenvolvimento regional, servindo, todavia, para abrir perspectivas de trabalhos futuros em pesquisa e desenvolvimento de uma filosofia de tecnologia da informação e da decisão com inteligência artificial, que exigem forte viés de enraizamento em questões éticas e legais. Normatização – A normatização deve obedecer a alguns critérios maiores: [1] servir a tudo que diga respeito aos sistemas locais e regionais [2] servir para todo tipo de intervenção que se realize ou se queira realizar [3] permitir a previsibilidade e monitoramento das intervenções realizadas sobre os sistemas naturais e culturais e [4] quanto aos cenários futuros o controle e os limites à ação humana. Investimento – A noção de investimento deve ser atrelada às noções de adequadibilidade ambiental e de praticabilidade econômica, partindo-se de outra noção fundamental que é a de inclusão social. Assim deve-se observar como objetivo específico tratar-se de uma política de investimentos, partindo das noções de normatização explicadas anteriormente. O USO do CONCEITO de ANTINOMIA nos ESTUDOS ECONÔMICOS A noção de antinomia, como conceito delimitador é sobremodo útil por se poder com ele operar nos estudos teóricos e nos modelos. Deve-se admitir não somente uma antinomia cognitiva, mas também uma antinomia ontológica na qual a antinomia vem para indicar que o pensamento teórico e sua prática podem levar eventualmente os sistemas a irreversibilidades, quando se explora indevidamente o patrimônio que a Natureza fornece ao modo sistêmico. Em geral a percepção de uma antinomia no pensamento pode ser algo nada trivial. A antinomia é, sem bem usada, um conceito maior para a avaliação crítica de modelos de desenvolvimento e ela, necessariamente, permite a interdisciplinaridade como um modo de construção cognitiva integradora. A noção de antinomia e sua aplicabilidade evita e/ou diminui a probabilidade de: [1] atribuir peso demais a alguma ação com detrimento de estruturas e funções,

[2] projetar de modo simplista em torno de poucas ou de uma única variável, [3] reduzir um único aspecto de um sistema complexo ao centro de tudo, fazendo o resto do mundo girar em torno desse aspecto do processo natural e/ou produtivo, e [4] produzir conclusões díspares, sobretudo aquelas que são de difícil percepção por se apresentarem como obedientes às regras da lógica, embora sejam derivadas de premissas que escondam algum aspecto antinômico. A noção de antinomia permite ao longo de todo o processo observar-se se o pensamento não está produzindo contradições, para alguns tipos de aspectos e processos nos sistemas em estudo e sobre os quais se queira intervir. Herman Doyeweerd [1958] estabeleceu o principium exclusae antinomiae que traduz uma regra para se decidir se um dado pensamento está sendo conduzido a uma antinomia, qualquer que ela seja. A condição de reconhecimento de entrada em antinomia exige, portanto que se reconheça a singularidade e irredutibilidade dos vários conceitos, dos aspectos dos vários sistemas das várias Modalidades cósmicas, como assim as denomina Dooyeweerd. O reconhecimento da singularidade e irredutibilidade de um aspecto de uma modalidade, como a econômica, não permite desconhecer-se essas duas mesmas condições para todas as outras modalidades, sem que novamente corra-se o risco de se fazer o pensamento entrar em antinomia. Dado que nas condições humanas e nos sistemas humanos existe possibilidade de evolução, portanto de transformações, as normas podem e devem também evoluir tanto quanto mais complexos se tornem os sistemas. De todo modo pode-se reconhecer que independentemente da complexidade de um sistema sócio-econômico e de seu estágio evolutivo existem leis que, ao fim e ao cabo, traduzem a viabilidade de qualquer sistema. Assim, sistemas humanos têm algumas folgas, isto é, a condição ontológica de poderem evoluir dá-lhes condições de transformar suas regras a um modo auto-organizador. A cada nível de auto-organização novamente, ou os antigos aspectos guardam sua veracidade quanto a serem irredutíveis e singulares, ou novos aspectos emergem para permitir novos significados, eliminando ou não antigos aspectos. Trabalhar com os conceitos singulares e irredutíveis torna o trabalho desafiador e permite, por certo, que o pensamento teórico e a modelagem de uma ação se façam mais adequada com o funcionamento das entidades modais que são a sociedade e a atividade econômica.

CONCLUSÕES Tomando-se os sete princípios acima explicitados e a arquitetura de saberes, as conclusões são apresentadas como alguns critérios metodológicos a se trabalhar para um modelo de desenvolvimento ecológico-econômico de uma bacia hidrográfica, quando com fortes bases em agricultura e que poderá, eventualmente, evoluir para um sistema totalmente sofisticado e ecológico como a Permacultura (Mollison & Holmgren, 1983) e não menos com a agricultura sintrópica de Ernst Götsch. [1] toda ação e decisão para escolha de áreas a se aplicar a Permacultura devem obedecer a critérios geo-ambientais devidamente reconhecidos como realidade, [2] toda ação e decisão de investimentos devem atender a mais de uma instância econômicosocial, a saber: [2.1] promoção das classes mais desfavorecidas que não possuam conhecimentos técnicos suficientes para a produção agrícola, silvicultura e zoocultura,

[2.2] atendimento àqueles que possuam alguma tradição, [2.3] promover o surgimento de empresas rurais, [2.4] promover o surgimento de cooperativas para atingir um suporte de escala à produção, e [2.5] comercialização e suporte aos grandes produtores com o condicionante de aplicarem todas as medidas corretivas ou mitigadoras que serão instados a fazê-lo para retornar à função as partes críticas dos sistemas geo-ambientais que tenham sido danificadas, como as veredas, por exemplo, [3] estabelecer critérios de viabilidade econômica para as dimensões do mercado interno à bacia, [4] estabelecer os critérios de viabilidade econômica para o mercado externo à bacia tanto para importação quanto para exportação, [5] buscar estabelecer os critérios de consistência para as decisões no campo da macroeconomia com aqueles do campo da microeconomia, [6] estabelecer os critérios gerais de uma política de desenvolvimento regional e de modos de monitorar seus efeitos para confirmação e/ou correção de rumos, [7] avaliar periodicamente o sucesso das políticas ambientais e [8] criar processos cada vez mais sofisticados de produzir ganhos econômicos com as atividades de manutenção dos ecossistemas, aqui denominadas atividades ecológico-econômicas.

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2 CLASSIFICAÇÃO dos TERRITÓRIOS em ÁREAS HOMOGÊNEAS – Gestão de Bacia Hidrográfica – Palavras-chave: Território, classificação de terras, áreas homogêneas, complexidade dos territórios, zoneamentos, teoria fundamental. As temáticas dos zoneamentos são revisitadas no sentido de se estabelecer regras lógicas mais precisas para os procedimentos dos vários tipos de zoneamentos. Longe está de ser uma tarefa completa. É um bom ponto de partida, todavia. Entende-se que todo tema, ainda em desenvolvimento, deva ser tratado do ponto de vista epistemológico e somente após entrar-se nas questões metodológicas, que fazem parte daquele, uma vez definidos todos os contextos. Todavia, os produtos de tal tema devem ficar claramente definidos de modo a se ter condições de identificar suas aplicabilidades. Isto deve ocorrer logo de início como proposições do campo cognitivo dos zoneamentos, em si. Muitas questões metodológicas para os zoneamentos foram em parte já bem estabelecidas em várias ciências e técnicas como o geoprocessamento, a Botânica, os vários campos das Geociências e das Engenharias. Não foram, contudo, estabelecidas com aquele fim precípuo, por isso deve-se fazê-lo como ponto de partida. De fato, os métodos das técnicas, ciências e engenharias são específicos desses campos de conhecimentos, mas não recobrem os conceitos dos zoneamentos. Cabe ainda ressaltar que não existem consensos estabelecidos sobre os zoneamentos e assim esse trabalho é mais um entre outros, que não são necessariamente fundamentados de modo epistemológicos claro. Por outro lado, existem trabalhos de zoneamentos que não são ecológicos stricto senso, mas correspondem a zoneamentos. A rigor um mapa pedológico é um zoneamento, assim como o mapa lito-estratigráfico, o de vegetação e outros, cada um em seu tema especialista. As noções sobre zoneamentos ecológicos, zoneamentos econômicos e zoneamentos ecológicoseconômicos colocam, portanto, diante do pesquisador a necessidade de definições claras, caracterizações do que sejam os problemas ligados a esses três temas, as questões que devem ser reconhecidas, bem como as formas de expressar isso em cartas, textos e sistemas de auxílio à decisão. O texto segue uma macroestrutura na qual se colocam em sequência: (1) a introdução de cada tipo de zoneamento com problemas e objetivos (2) questões das relações dos zoneamentos ao se observar os sistemas naturais e culturais (3) definições de cada tipo de zoneamento (4) aplicações, e (5) produtos. As questões sobre decisão são discutidas de modo sucinto já que esse tema merece, em si, um amplo tratamento (Huang, S-L; Ferng, J-J. 1990; Martins Jr, P.P. & Rosa, S.A.G, 1994, in Projeto MDBV / FAPEMIG).

CLASSIFICAÇÃO das TERRAS em UNIDADES HOMOGÊNEAS PRINCÍPIO O zoneamento cartográfico de uma região baseado em múltiplas disciplinas torna-se uma atividade de carácter interdisciplinar se envolver o tratamento conjunto de múltiplas variáveis mesuráveis provenientes daquelas diversas ciências no contexto de um modelo unificador. As técnicas clássicas usuais, se provenientes de disciplinas isoladas como a Geologia estratigráfica, por exemplo, são inerentes aos objetos desta mesma disciplina tais como as Formações geológicas, os Grupos, os Supergrupos, portanto um campo de conhecimentos específicos e disciplinar. Se, ao se utilizar imagens de satélite ou imagens aerotransportadas o alvo é medido em pixel, e nesse sentido todo o processo é de se extrair a informação disciplinar apresentada de modo integrado entre os vários sistemas em visualização. Se contemplarmos as bacias hidrográficas, como uma bona fidae medida de segurança é assumir que o conjunto de sub-bacias de todas as ordens constituem efetivamente as unidades naturais de estudo e de classificação do território das bacias, todavia, estas mesmas sub-bacias podem se agregar em diferentes desenhos em função de como se queira ver a classificação das terras em unidades sistêmicas. Tratar de unidades homogêneas na Natureza sempre exige algum nível de abstração, já que os recortes de homogeneidade são sempre amplos e variegados. O pressuposto de unidades homogêneas de terra pode parecer um pouco contraditório com o fato da existência das subbacias, a não ser que a unidades homogêneas venham a se constituir como conjunto de sub-bacias, que não serão todos necessariamente contínuos no espaço, isto é, podem ser unidades comuns, mas espaçadas entre as mesmas. Esse aspecto é próprio do fato disciplinar em que as unidades homogêneas, por exemplo, da geomorfologia sejam unidades geomórficas que integram, cada uma, diversas sub-bacias relativamente não notórias sob o conceito de geoformas. Pode acontecer, e deve acontecer, que uma sub-bacia tenha em si mesma heterogeneidades significativas, questão essa que fica aberta, por um lado ao próprio uso da sub-bacia, e por outro à possibilidade de uso de unidades de malhas com maior resolução no terreno, a fim de se obter dados mais justos, bem como pela validade intrínseca de se vir a entender as próprias sub-bacias no contexto da totalidade da bacia englobante.

SIGNIFICADO da CLASSIFICAÇÃO por UNIDADES HOMOGÊNEAS A simples aplicação da ideia de classificação de terras em áreas homogêneas a partir da divisão natural em sub-bacias, o que de fato vem a ser a classificação das sub-bacias em grupos homogêneos, coloca algumas questões sobre a classificação e o entendimento do conceito de homogêneo. A rigor todo estudo disciplinar com que se mapeia algum aspecto da Natureza como geomorfologia, pedologia, drenagem, circulação hídrica, lito-estratigrafia, relevo, vegetação e outros são a rigor classificações de homogeneidades em referência ao tema disciplinar. Quando se considera as sub-bacias parte-se, todavia, de uma peculiar divisão natural que reflete de modos diversos as influências daquelas características mapeáveis pelas disciplinas clássicas acima citadas. A pergunta que se coloca, portanto, é ‘qual é a vantagem de se usar as sub-bacias’? A resposta é simples pelo fato mesmo de que as sub-bacias apontam para os processos geodinâmicos

superficiais, mesmo que uma sub-bacia possa ter muitos mais aspectos heterogêneos em seu espaço. Com efeito, todo mapeamento do território em áreas homogêneas é  um esforço de se apreender como conjuntos de características estruturais e dinâmicas se articulam naqueles espaços. Esse é o sentido efetivo da noção de áreas homogêneas. E nesse sentido a noção de homogeneidade se reveste de certo grau de complexidade, porque envolve diversos sistemas justapostos bem como a geodinâmica atuante sobre todos esses sistemas. Para se resolver essa questão da justaposição de diversos níveis de homogeneidade e heterogeneidades dos sistemas separados pelas disciplinas o que se propõe são as noções metodológicas dos zoneamentos ecológicos, econômicos e ecológicos-econômicos, todos no plural, como se apresentam neste texto.

As UNIDADES HOMOGÊNEAS Algumas definições predeterminam as diretrizes metodológicas bem como conceituam o domínio de validade do método e o modo de se contextualizá-lo no gerenciamento de bacias hidrográficas e de propriedades rurais. No que diz respeito ao uso do termo propriedade rural considera-se que nesse termo se incluam: 01 – propriedades agrícolas, agropastoris, pastoris e silviculturais. 02 – rodovias, estradas locais e vias vicinais. 03 – conurbação. 04 – barragens de quaisquer tipos. 05 – canais de irrigação. 06 – canais de navegação. 07 – ferrovias. 08 – jazidas em mineração e esgotadas. 09 – indústrias rurais de qualquer tipo de produção. 10 – conjunto de máquinas de vento para produção de energia eólica. 11 – postes e linhas de transmissão. 12 – postos de combustíveis. 13 – termoelétricas. 14 – polos industriais. 15 – condomínios rurais. 16 – áreas de lixão e outras de resíduos tratados. Em assim sendo, as áreas homogêneas pressupõem que existam nos ambientes naturais conjuntos de situações que possam ser consideradas homogêneas, tanto pela interação dos próprios processos naturais vigentes quanto pelas respostas que possam dar às interações antrópicas. Desta forma, algumas premissas emergem necessariamente do sentido da classificação: 1 – unidades de terras são segmentos do território completamente integrados nos quais os componentes são funcionalmente inter-relacionados uns com os outros. 2 – unidades de terra são segmentos completamente integrados nos quais os fluxos da água funcionam inter-relacionados com os outros processos telúricos.

3 – as ligações funcionais são identificáveis mais efetivamente pelos processos que ligam os componentes entre os mesmos e em Geologia são denominados de processos da ‘geodinâmica externa ou supergênica, isto é com origem na parte externa do planeta. 4 – a lógica por trás da classificação é a noção fundamental de integração funcional dos componentes ambientais, separadamente entre os mesmos, dentro de uma área delimitada no espaço. 5 – a lógica da circulação hídrica é mais fundamental do que os processos de fluxo que resultam em quantidade e qualidade da água; a questão da circulação hídrica inclui os vários tipos de aquíferos subterrâneos, as zonas de recarga e as áreas precisas de recarga, as áreas de exsudação e os corpos d’água tais como:  os lagos, as áreas de inundação periódica e permanentes, os pântanos, os cursos d’água e também os solos profundos armazenadores.

ENTENDIMENTO de ÁREAS HOMOGÊNEAS – MUNDI-VISÃO As áreas homogêneas são unidades complexas nas quais, se, tomar-se as sub-bacias como unidades a priori os agrupamentos dessas mesmas sub-bacias podem vir a constituir distintos tipos de áreas homogêneas. Portanto, essa homogeneidade deve ser entendida como unidades de áreas que apresentam características dominantes que as definem como equivalentes, logo homogêneas no sentido dessas características partilhadas em comum. Pelo fato dessas considerações existem várias possibilidades de se realizar zoneamentos geo-ecológicos e de uma sub-bacia aparecer em distintos grupos de zoneamentos, isto é, em dois ou mais tipos de zoneamentos geo-ecológicos (Quadro 2-1). Particionam-se os zoneamentos em: (1) os vários geossistemas e modos de expressar suas associações entre rochas, geoformas do relevo, solos e formações superficiais no sentido da Geotecnia, (2) das sub-bacias segundo a morfometria, (3) do uso dos potenciais ideais da terra para fins agroflorestais e pastoris e outros, (4) da Geotecnia para fins de segurança, de mitigação e de construções de engenharia, (5) da circulação hídrica, da quantidade e qualidade das águas subterrâneas e superficiais, (6) da vegetação e áreas de e para projetos agrícolas, de silvicultura e pecuária intensiva, e (7) da capacidade assimilativa dos cursos d’água na qual a questão do potencial de depuração natural das águas superficiais ante a poluição se faz questão.

Quadro 2-1a – Classificações de terras e os sistemas a observar os quais devem ser usados para distintas classificações em áreas homogêneas em função da articulação desses sistemas no mundo real.

Classificações geossistemas morfometria potenciais ideais de usos geotecnia quantidade da água aptidão agrícola capacidade assimilativa de cursos d’água

Sistemas a observar rochas, solos e geoformas; geotecnia variáveis mensuráveis das várias formas do terreno solos, água, relevo, declividade do terreno, formações superficiais solos, rochas, saibros, formações superficiais variáveis hidrométricas diversas em estações bem distribuídas; áreas dos vários corpos d’água em superfície e subterrânea variáveis dos solos e água, geoformas geoformas, métrica dos corpos d’água, hidrometria dinâmica, solos

Quadro 2-1b – Classificações de terras e condicionantes a observar os quais devem ser usados para classificações de áreas para usos diversos em amplas extensões.

Classificações

Uso racional das terras

Uso das terras para agricultura intensiva

Maximização do potencial hidroelétrico Situação da vegetação nativa e usos para industrialização florestal Áreas circum minerações para usos agrícolas, florestais e zooculturas

Condições e condicionantes a observar sistemas áreas potencialmente favoráveis, sistemas áreas preservadas, sistemas áreas de sustentação crítica da geodinâmica superficial função da agroclimatologia, aptidão dos solos, propriedades geotécnicas contínuas, conservação da circulação hídrica, áreas de exsudação, áreas precisas de recarga caracterização dos trechos de cursos d’água, tipificação dos potenciais dos trechos, seleção de localidades para pequenas centrais, maximização dos trechos para centrais flutuantes cartas da vegetação atual, cartas da vegetação em muitos anos passados, áreas de restrição, áreas de uso contínuo, áreas para reflorestamento mapas das áreas existentes em função das licenças de mineração, caracterização pedológica hídrica e condições naturais, classificação de usos ideais, potenciais humanos existentes, condicionantes microeconômicas.

Quadro 2-1b – Continuação de Classificações de terras e condicionantes a observar os quais devem ser usados para classificações de áreas para usos diversos em amplas extensões.

Classificações

Áreas para recomposições ambientais

Áreas para zoocultura

Mapas de descrição da pluviosidade sobre bacias de 2ª ordem Mapas de densidade do fluxo de radiação solar DFRS e de ventos Balanço hídrico de bacias hidrográficas

Condições e condicionantes a observar áreas degradadas, mapas dos estados de degradação eD, delimitações do eD, classificação dos tipos de recomposição, cartas de ganhos ecológicos econômicos possíveis, áreas de recomposição ecológica total necessárias áreas ideais para o gado, áreas preferenciais para semi-estabulamento, áreas de plantios para alimentação, condições hídricas de sustentação do gado chuvas máximas e mínimas anuais, chuvas estações chuvosas e estações menos chuvosas, temporalidade de chuvas e de secas, taxas de relações entre chuvas ao ano, pluviosidade mensal média – cartografias distribuição de áreas de isso DFRS, áreas de iso intervalos de ventos em força, direção e sentido mapas de evaporação, de evapotranspiração, de DFRS, vazões específicas, relações precipitações x vazões, mapas de transportes de sedimentos pela turbidez de cursos d’água.

PROPÓSITOS e APLICAÇÕES da CLASSIFICAÇÃO Muitos são os propósitos e aplicações da classificação no contexto do gerenciamento de bacias hidrográficas, gerenciamento de terras e do uso da água. O mais importante é de que os três enfoques são indissociáveis e se associam ainda aos diagnósticos das atividades e dos impactos de origem antrópica, neste caso pela análise do - ‘estado da conservação eC’ e do ‘estado da Degradação eD’ (Martins Jr, 2012, Projeto SACD). Todavia, há algumas exigências fundamentais para se comparar situações ao longo do tempo. Pode-se medi-las e avaliar os sucessos e/ou insucessos de ações de conservação e de mitigação, a saber: 1 – Os estudos devem seguir o mesmo método em anos sucessivos de revisão dos estudos básicos para atualizá-los a luz da evolução dos processos em dada região. 2 – As escalas de observação devem ser sempre as mesmas, e quando se quiser aprofundar em detalhes sempre se retoma a escala anterior e comparam-se situações com aquela, e, com os estudos em escala de maior detalhe busca-se a percepção necessária no detalhe.

Pode-se enumerar diversos propósitos de aplicações para a atividade de classificação, tendo a água como um elemento do sistema o mais crítico e sensível. 1 – Delinear zonas homogêneas próprias para o gerenciamento de terras. 2 – Delinear zonas homogêneas para o gerenciamento e enquadramento de cursos d’água. 3 – Identificar áreas críticas e/ou sensíveis para o controle e/ou prevenção rigorosa sobre os agentes poluentes, inclusa a poluição difusa. 4 – Prover bases para se estabelecer sistema de estações de monitoramento de qualidade de águas. 5 – Extrapolar resultados de pesquisas e de experiências de gerenciamento entre subbacias com propriedades similares. 6 – Definir o uso potencial da terra por meio da classificação da capacidade da terra em consonância com a integridade daquela e dos recursos hídricos pertinentes. 7 – Valorar o potencial das terras expresso por meio da produção biofísica natural e/ou antrópica em consonância com as limitações de impactos permissíveis e a preservação das qualidades gerais de produção do sistema natural. 8 – Deve-se para as atividades de gerenciamento e efetivação do enquadramento de cursos d’água levar em consideração as consequências dos efeitos das características das terras para a capacidade assimilativa dos cursos d’água. 9 – Deve-se levar em conta as prioridades relativas do gerenciamento da qualidade da água para a sociedade humana e para os ecossistemas, privilegiando a compatibilização entre sociedade em relação com ecossistemas. ASPECTOS SIGNIFICATIVOS para a REALIZAÇÃO das CLASSIFICAÇÕES Todo e qualquer zoneamento que vier a ser realizado de modo interdisciplinar não pode, por certo, contemplar todas as variáveis que são atuantes nos sistemas avaliados, a saber mesmo, que algumas são mais relevantes e outras de pouca influência. Esses métodos em apresentação já contemplam a priori pelo menos variáveis que são reconhecidamente significativas nestes tipos de sistemas concernidos, a saber: os geo-sistemas, os hidrosistemas e os bio-sistemas. O modo de abordar as variáveis é o de identificá-las quanto a:     

forma e dinâmica de curto e longo prazo dos sistemas. capacidade de suporte de cada tipo de sistema. processos telúricos e hídricos. processos termodinâmicos reversíveis e irreversíveis quanto a manutenção e transformação das interações da biomassa com o meio ambiente. processos climáticos mais interativos e iterativos no tempo cíclico.

TEORIA para a CLASSIFICAÇÃO em ECO-UNIDADES A definição de unidade de terra é distinta notoriamente da definição de sub-bacia, já que esta última é dada simplesmente pelos divisores de água, por conseguinte, uma unidade de terra pode abranger uma ou mais sub-bacias contíguas ou não, ou mesmo uma parte de uma sub-bacia, não obstante em ambos os casos a interdigitação dos dois conceitos e usos na cartografia seja extremante útil. Algumas definições dadas para unidade de terra são muito antropocêntricas tais como “um complexo de atributos da superfície e subsuperfície significantes para o homem” (Mabbut, 1968). Ainda outra “terra refere-se a todas aquelas características físicas e biológicas da superfície terrestre que afetam a possibilidade de uso da terra” (Gardiner, 1976). Poder-se-ia tentar assim uma definição não antropocêntrica da seguinte maneira:  Unidade de terra é toda unidade espacial (espaço Euclidiano e espaço topológico de Euler) da superfície e subsuperfície terrestre cujas características físicas e bióticas, embora em condição de sistema aberto, guarda atributos e funções unificadas compondo um subsistema. Esta última definição atende melhor à intenção com a qual se propõe trabalhar com os zoneamentos do território com base nas condições naturais. A abordagem é fundamentalmente lógica, buscando-se apreender os verdadeiros atributos do meio, associando-os aos componentes físicos e identificando aqueles que são mais ativos, menos ativos, ou mesmo menos significantes. Assim é, que os focos da pesquisa devam ser sempre centrados em diversos aspectos tais como os bióticos, os termodinâmicos das interações ambientais, os de morfometria do terreno, o de capacidade assimilativa de cursos d’água, o fundo hidrogeoquímico, as características geotécnicas, a caracterização agroecológica e os sistemas hídricos, incluindo-se a circulação hídrica, a quantidade e qualidade da água bem como a climatologia como fator envolvente. Em se focalizando os componentes bióticos do ambiente deve-se dar preferência com ampla margem de representatividade à cobertura vegetal, a fração orgânica dos solos, o balanço químico dos solos, a retenção de umidade e a lixiviação de nutrientes entre outros aspectos. A determinação de padrões na biosfera deve ser baseada principal e mais significativamente no fluxo de energia e na ciclagem de nutrientes, esta última sendo muito difícil de encontrar dados regionalizados disponíveis. Assim, os objetivos que devem balizar o enfoque para uma classificação em eco-unidades são os seguintes: 1 – Sugerir como podem dados ambientais disponíveis, para os quais existam coberturas generalizadas serem usados como preditores dos processos de ciclagem de nutrientes para os quais faltem dados em espaços vizinhos.

2 – Propor mais forte integração do ambiente físico no padrão de ciclagem de nutrientes, de tal modo a incrementar a utilidade dos ciclos biogeoquímicos na biogeografia (Meentemeyer & Elton, 1977). Gersmehl (1976) e Meentemeyer & Elton (op. cit.) apresentam bases para uma premissa efetiva ao enfoque biótico:  a de que o conhecimento das variações espaciais das entradas e saídas de nutrientes e das taxas de transferência podem permitir a constituição de um modelo de ciclo de nutrientes a fim de servir como um conceito unificador em estudos biogeográficos. Inclui-se essa indicação para todos os tipos de estudos de zoneamentos ecológicos. São fenômenos significativos no ciclo de nutrientes os múltiplos aspectos da produtividade primária de florestas nativas, bosques plantados e campos agrícolas, a decomposição orgânica, o ciclo dos nutrientes, a perda universal de solos, a erosão dos solos, a ocorrência de deslizamento entre outros fatores. O balanço da umidade da área, que é ‘o balanço de energia / umidade’ reflete os processos do ciclo biogeoquímico desde o ponto de vista termodinâmico / termoquímico. Moss (1984) declara que “os dados dos inventários clássicos como perfis de solos, e dados de comunidades vegetais podem ser mais plenamente utilizados e apreciados dentro de um quadro funcional ou de processo, porque as diferenças nestes atributos visíveis da terra podem ser ambos justificados, ou abandonados como insignificantes, quando os valores para a eficiência dos diferentes processos forem localizados dentro do quadro espacial das unidades de terra identificadas” (fim cit., p. 300). Os inventários clássicos de perfis de solos e de comunidades vegetais são mais comuns no País, mas aqueles das variáveis com valores termodinâmicos são raros e em nível regional, possivelmente inexistente, apresentando-se como excelentes potenciais para desenvolvimento de pesquisas de máxima importância para esses temas, agrário e ambiental. Os inventários clássicos têm, por certo, limitações conceituais efetivas porque neles se assumem algumas relações entre as formas da terra e os perfis de solos que podem ou não ter alguma função de fato relevante. Uma abordagem que coloque mais ênfase em trabalhos de percepção ecológica, isto é, relações planta / ambiente, do que no tradicional enfoque sin-ecológico, isto é, relações planta-planta (taxonomia e listagem da comunidade) terá, por certo, maior significância para o entendimento da dinâmica do sistema e de suas partições no espaço. Moss (1984) aponta para o fato de que “o caso crítico é o de definir processos relevantes nos componentes que são termodinamicamente ativos no domínio dos impactos antrópicos”. O que significa, por necessidade, enfocar sobre os componentes do solo e da vegetação do sistema ambiental e dos processos operativos dentro destes componentes. O ‘modelo de compartimento-e-transferência’ de Gersmehl (1976) é um bom caminho de entendimento das questões dinâmicas na biota. Trata-se de uma simplificação operacional

do modelo do ciclo mineral do ecossistema, que pode provar uma ligação entre os processos num ecossistema, de local a local. O modelo confere o seguinte: 1 – “a quantidade total de nutrientes minerais dentro do ecossistema depende da razão do monitoramento dos nutrientes para dentro e para fora do sistema”, 2 – “as quantidades de nutrientes dentro da biomassa vivente, húmus e componentes do solo de um sistema são uma função das taxas de transferência destes nutrientes entre os componentes” (Meentemeyer, 1974; Meentemeyer, 1977). 3 – “com o tempo um ecossistema tende à condição de equilíbrio no qual a quantidade de nutrientes dentro de cada sistema e dentro de cada compartimento permanece a mesma” (Meentemeyer & Elton, op.cit.). No contexto desses tipos de estudos deve-se articular a associação do modelo de compartimento-e-transferência com o de morfometria, capacidade assimilativa de cursos d’água, qualidade das águas, fundo hidrogeoquímico, visando melhor mapear essa biogeodinâmica nos ecossistemas em um amplo território. Ao fim, as relações com dados antrópicos mapeáveis pode ser de grande relevância para se mapear a conservação e os impactos. ASPECTOS do MODELO de COMPARTIMENTO-e-TRANSFERÊNCIA As transferências e suas regulações são, em grande medida, uma função da exergia ou da emergia, como se queira medir e computar ou uma ou outra dessas duas variáveis, e da umidade do ambiente físico. A temperatura e a precipitação, neste contexto, não são bons preditores da qualidade dos ecossistemas. Um dos processos mais significativos, enquanto processo sistêmico é o da transferência da biomassa viva para o húmus. Este é o processo, por excelência, predominantemente mantenedor do ciclo vegetal e da composição dos solos. O modelo de modo simplificado de um sistema (Figura 2.1) em equilíbrio ou estado permanente implica em:

Figura 2-1 – Transferência da biomassa viva para o húmus (org. Martins Jr.2013).

 transferência de nutrientes do folhedo para o solo deve ser equivalente à transferência desde os solos à biomassa para o folhedo, mais adições da precipitação ou alteração de rocha, menos qualquer perda por escoamento superficial, desconsiderando-se as trocas gasosas com a atmosfera” (Meentemeyer & Elton, op. cit.). No contexto, a evapotranspiração real é de grande valor para implementar a variabilidade espacial do ciclo de nutrientes. Seria nesse contexto importante como linha de pesquisa e de levantamentos desenvolver o conhecimento da variabilidade geográfica do tempo cronológico requerido para alcançar adequada definição de uma variável, com a finalidade de medi-las para mapear. TEORIA para CLASSIFICAÇÃO APLICATIVA de UNIDADES de TERRAS A CLASSIFICAÇÃO por SUB-BACIAS A bacia hidrográfica é uma unidade fisiográfica natural da crosta terrestre recente que tem em sua evolução traços marcantes de variáveis das dinâmicas de longo e de curto prazo, determinadas por estruturas, processos geológicos e biológicos os mais diversos. A escolha de bacias e sub-bacias com vistas à determinação de áreas homogêneas de terras e da interação terra-água, distintamente da determinação em eco-unidades, trata mais especificamente dos aspectos estruturais geo-hidrodinâmicos que podem vir a serem integrados com os processos ecodinâmicos, conforme descrito na etapa anterior. A bacia hidrográfica e as sub-bacias são, portanto, unidades significativas em virtude desta subdivisão ser natural e representar aspectos próprios aos sistemas telúricos de geodinâmica com mais longa duração junto com aqueles de mais curta duração, esses como ciclos internos àqueles de longa duração. Fator de máxima significância e necessidade é o da determinação das variáveis egressas das várias disciplinas que tenham significado próprio para caracterizar alguns tipos de classificação que represente a estrutura e a dinâmica das terras e das águas. A escolha das variáveis é de fato predeterminante aos próprios resultados. Para descrever esses sistemas, no espaço e no tempo e de modo geodinâmico pode-se fazê-lo com as variáveis adequadas, e deve-se reconhecer que as mesmas: 1 – Devem delinear áreas homogêneas para o gerenciamento de terras com e para os diversos tipos de usos possíveis. 2 – Identificar áreas críticas para o controle de fontes de poluição difusa. 3 – Prover bases para se estabelecer sistemas de monitoramento. 4 – Prover bases para o zoneamento de recursos hídricos que permitam os vários tipos de ações como a outorga de água, enquadramento de cursos d’água, mitigação, ajustamento de conduta, conflitos entre partes e não menos o planejamento do futuro.

O propósito da classificação dos sistemas geo-hidrodinâmicos e por derivação os sistemas econômicos dentro das bacias devem atingir objetivos bem precisos que são ainda parte daqueles acima considerados, a saber: 1 – Determinar as consequências dos efeitos das características das terras na capacidade assimilativa dos cursos d’água, 2 – Determinar o impacto das atividades antrópicas nos processos telúricos que afetem a qualidade das águas em virtude de gerenciamento inexistente ou mal adequado das terras, 3 – Estabelecer as prioridades classificatórias dos cursos d’água em função da capacidade assimilativa dos mesmos e do uso real e potencial por comunidades humanas (este assunto é ainda não praticado e não devidamente tratado em nosso País), e 4 – Classificar segundo os vários de conjuntos de variáveis para obter classificações voltadas para temas relevantes para o auxílio à decisão. É sempre oportuno reenfatizar a necessidade de se abordar de modo integrado as características ecossistêmicas, os recursos hídricos e as características das terras para fins de gerenciamento. A integração da totalidade destas informações é que forma – o todo – que permite decisões compatíveis com a realidade, diminuindo, por certo, o nível de arbitrariedade e de ineficiência entre as intenções da lei, a efetivação de sua aplicação, e as correções necessárias de serem realizadas. O enfoque metodológico básico foi trazido por Huang & Ferng (1990), mas o sentido de aplicação para zoneamentos é o que se desenvolveu como inovação e se apresenta nesse estudo. A classificação para ser eficiente deve diminuir o grau de opiniões subjetivas, viesadas pela mentalidade especialista, visando aumentar o grau de eficiência na espacialização covariante dos diversos parâmetros que apresentem quaisquer tipos de sinergia dentro do sistema (Figura 2.2). As obtenções de tais resultados no âmbito dos sistemas geohidrodinâmicos provêm dos seguintes dados aplicativos mensuráveis: 1 – Morfometria de bacias 2 – Capacidade assimilativa de cursos d’água 3 – Circulação hídrica, da quantidade e da qualidade das águas 4 – Condições geotécnicas regionais e locais 5 – Realidade e potencialidades eco-agroflorestal As UNIDADES FINAIS de CLASSIFICAÇÃO A lógica de se agrupar sub-bacias em unidades homogêneas está baseada no fato de que os rios traduzem toda a convergência dinâmica de uma área sistêmica. Embora o recorte de sub-bacias não coincida, necessariamente ou mesmo muito raramente, com o recorte de eco-unidades a integração perspectiva de ambos os recortes permitirá em expectativa a apreensão das verdadeiras unidades ecológico-funcionais que compartilham

semelhanças em diferentes graus, a partir da dinâmica de variáveis idênticas e mesmo das variáveis diversas.

Figura 2.2 – O gerenciamento de bacias hidrográficas exige o conhecimento das unidades de classificação do território, das caracterizações dos sistemas naturais, das formas de trocas de massa, energia e informação e bons bancos de dados para se chegar à cartografia de usos optimais (org. Martins Jr., 2013).

ESCALAS de OBSERVAÇÃO e REPRESENTAÇÕES Dado que o recorte de terras homogêneas é distinto do recorte para eco-unidades tanto quanto para o recorte dos sistemas hídricos aconselha-se, todavia, conforme haja a integração das duas tendências de pesquisa a se adotar de modo diferenciado a nomenclatura canadense de Moss (1983, 1985):      

ecoprovíncia eco-região ecodistrito eco-secção eco-sítio eco-elemento

escala 1:3.000.000 escala 1:1.000.000 escala 1:120.000 a 1: 150.000 escala 1:50.000 escala 1:10.000 escala 1:2.500

As informações descritivas e os critérios vão ser distintos de escala para escala, envolvendo sejam os processos ecológicos termodinâmicos, os processos telúricos, os processos hídricos e os processos climáticos. Tudo isto implica em se identificar critérios

rigorosos para as diversas situações, sem negligenciar as variáveis sensíveis dos vários sistemas para todos os tipos de impactos específicos a serem estudados e controlados. A escolha de escala, ademais, contempla o grau de acurácia com que alguma decisão gerencial deverá ser tomada seja no enquadramento de cursos d’água, para os usos das terras, para outorga, na mitigação, nos planos regionais, sobretudo e os vários outros documentos de auxílio à decisão (Figura 2.3).

Figura 2.3 – Da dinâmica ambiental como centro dos sistemas naturais e produtivos às condições de capacidade assimilativa de cursos d’água, morfometria das sub-bacias, o fundo hidrogeoquímico, às eco-unidades reconhecidas, planejadas e implantadas em sistema de informação que suporta os sistemas de decisão dentro das atividades do sistema de gestão para os seis níveis de escala de observação e de auxílio à decisão de eco-elemento a eco-província (org. Martins Jr, 1993).

REFERÊNCIAS Gardiner, V. 1976. Land Evaluation and Numerical Delimitaion of Natural Regions. Geogr. Polonica 34. p. 11-30. Gersmehl, P.J. Na Alternative Biogeography. Annals Association American Geographers. V. 66. p. 223-241. Huang, S-L; Ferng, J-J. 1990. Applied Land Classification for Surface Water Quality Mangement: II Land Process Classification. Journal of Environmental Management. 31. p.127-141. Huang, C.T. S1978. Studies on the Rainfal Erosion Index in Taiwan: (4) The Erosion Index in the North Area of Taiwan. Journal of Chiese Soil and Water Conservation. 7. p.67-74. Mabbut, J.A. 1968. Review of Concepts in Land Classification. In Land Evaluation (G.A. Stewart ed.). p. 11-28. Australia: MacMillan. Meentemeyer, V. 1974. Climatic Water Budget Approach to Forest Problems: II the Prediction of Regional Differences in Decomposition Rate of Organic Debris. Publications in Climatology. V. 27. p. 35-74. Meentemeyer, V. 1977. Climatic Regulation of Turnover Rates of Organic Matter in Terrestrial Ecosystems. Environmental Chemistry and Cyclign Processes. ERDA Syposium Serie CONF760429. D.C. Adriano and I.L. Brirbin Eds. Meentemeyer, V.; Elton, W. 1977. The Potential Implementation of Biogechemical Cycles in BioGeography. The Professional Geographer. V. XXIX. N. 3. Martins Jr., P.P.; Rosa, S.A. 1994. Desenvolvimento de Metodologia para Enquadramento de Cursos d’Água. Estudo de Caso Rio das Velhas. Belo Horizonte: Fundação CETEC. Projeto MDBV. 1994. Notas Técnicas 4. Relatório Final. Publicações 6. Martins Jr., P.P. Tipificação das Descrições para Documentos de Estados de Preservação, Conservação e Degradação. Ouro Preto: Nota Técnica NT SACD 10 / 2012. 35p. Projeto SACD. (sob demanda a [email protected]). Inédito. Moss, M.M. 1983. Landscape Synthesis, Landscape Processes and Land Classification, Some Theoretical Methodologic Issues. Geojournal. V.7. N.2. Moss, M.M. 1985. Land Processes and Land Classification. Journal of Environmental Menagement. 20. p. 295-319. REFERÊNCIAS RECOMENDADAS Anderson, J.S. The relationship Between Soil Class and Forage. Unpublished Thesis. University of Guelph. Canada. Beek, K, J. From Soil Survey Interpretation to Land Evaluation. p. 29-42. http://www2.alterra.wur.nl/Internet/webdocs/ilri-publicaties/publicaties/Pub27/pub27-h2.pdf Dune, T, Leopold. L.B. 1978. Water in Environmental Planning. San Francisco: W.H. Freeman and Co. Davis, J.C. 1977. Statistics and Data Analysis in Geology. New York: Wiley. Fisher, R.A. 1953. Dispersion on a Sphere. Proc. Roy. Soc. Ser. A. Vol. 217.p. 295-305. Götsch, E. Homen e Natureza – Cultura na Agricultura. Centro de Desenvolvimento Agroecológico Sabiá. 1995 (1ª edição). www.centrosabia.org.br Hem, J.D. 1971. Study and Interpretation of the Chemical Characteristics of Natural Water. Geological Survey Water Paper Supply. Paper 1473. USGS. Hoffman, D.W. Crop Yields of Soil Capability Classes and Their Use in Planning for Agriculture. Unpublished Thesis. University of Guelph. Canada. Huang, C.T. S1978. Studies on the Rainfal Erosion Index in Taiwan: (4) The Erosion Index in the North Area of Taiwan. Journal of Chinese Soil and Water Conservation. 7. p.67-74. Krauskopf, K.B. 1976. Introduction to Geochemistry. New York: McGrawhill Co. Langbein, W.B.; Durum, W.H. 1967. The Aeration Capacity of Streams. USGS. Circ. 542. 6p.

3 VARIÁVEIS e FATORES de CLASSIFICAÇÃO de TERRAS – Gestão de Bacia Hidrográfica – Palavras-chave: variáveis disciplinares, agregação de variáveis, utilidade da agregação, significado das variáveis na dinâmica sistêmica.

A metodologia adotada é um conjunto de métodos provenientes de várias ciências que tratam dos vários sistemas. Em função dos vários sistemas e das interações entre os mesmos o que se deve ficar atento é de que algumas variáveis são mais ou menos sensíveis, outras traduzem aspectos estruturais, outras traduzem aspectos geodinâmicos e aspectos ecodinâmicos (Huang, S-L; Ferng, J-J. 1990). Na totalidade são variáveis indispensáveis como descritoras dos enfoques aplicativos considerados como de primeira instância (Tabela 3.1). As ramificações destes enfoques aplicativos são em si mesmos verdadeiros sistemas cartográficos, tais como: 01 – Pesquisa de uso hídrico ecodirecionado 02 – Pesquisa de uso agrícola ecodirecionado 03 – Pesquisa tipológica de terrenos com vista sobre as condições geotécnicas 04 – Pesquisa de processos geológicos dinâmicos 05 – Zoneamentos integrados das eco-unidades. 06 – Zoneamentos integrados pelas características dos geo-sistemas (rochas, solos e geoformas) 07 – Zoneamentos geotécnicos dos terrenos para as obras de engenharia 08 – Proteção de geo-recursos 09 – Determinação da vulnerabilidade geo-ambiental 10 – Adequabilidade optimal dos manejos da vegetação natural e da distribuição ecoespacial de projetos agrícolas 11 – Adequabilidade de uso optimal das terras 12 – Adequação do uso optimal dos recursos hídricos 13 – Estabelecer quadros matriciais para a decisão sobre enquadramento de cursos d’água em função das unidades de áreas homogêneas, além das demandas locais, considerando a susceptibilidade efetiva daquelas áreas e as propensões a respostas dinâmicas específicas de cada área. 14 – Estabelecer o quadro de sensibilidade das áreas homogênea em função dos vários fatores naturais e apontar medidas mitigadoras que eventualmente se façam necessárias. Com as caracterizações e definições acima estabeleceu-se quais devem ser os passos necessários para se articular um programa de adequação do uso da terra mesmo em bacia com ocupação intensiva. Um programa desse tipo não tem por objetivo tornar-se uma camisa de força, haja vista a complexidade de situações no campo e das resistências que os proprietários rurais podem oferecer por quaisquer motivos que sejam.

Assim é, que os procedimentos de orientação para uso da terra em áreas já muito ocupadas têm o aspecto de ser um modo de induzir a uma ordenação do território o mais cabível entre os aspectos de conservação da bacia hidrográfica e de sustentabilidade futura de todos os tipos de atividades econômicas rurais. A sequência de estudos que se deve estabelecer deve seguir uma ordem lógica de decisões sucessivas que deixem claro o processo de se decidir mesmo em situações de difícil contexto, que sejam operacionais ou mesmo sociais e dependentes da mentalidade dos atores, ou ainda por motivos financeiros, especialmente em situações em que se tenham estabelecido condições de custo irrecuperável. PROBLEMAS Alguns problemas característicos de bacias hidrográficas já ocupadas, ou com baixo nível de ocupação, envolvem os mesmos raciocínios e perguntas gerais: 1 – Quais são as condições mais sensíveis após o conhecimento das relações dos geosistemas “rochas/ geoformas/ solos/ formações superficiais” que se apresentam como mais críticas para a busca de soluções de planejamento do futuro, mitigações e de reorientações das condições atuais? 2 – Em que medidas outros estudos podem afirmar situações prévias já estabelecidas e situações inadequadas à sustentabilidade operacional econômica no futuro breve e longínquo? 3 – Quais são condições geotécnicas que favorecem a agricultura, silvicultura e pastoreio em condições ótimas, médias superiores, médias inferiores, críticas e péssimas em uma escala realizada pelas condições de estabilidade para uso, em função de parâmetros geotécnicos de sustentabilidade? 4 – Quais as condições edáficas mais propícias a partir do a priori das condições agroclimatológicas e da carta de aptidão de solos? 5 – Quais culturas são mais recomendáveis para se atuar com elas em face das condições hídricas reinantes e da “preservação / conservação” das condições de circulação hídrica? 6 – Quais as condições do relevo para as áreas reconhecidas como passíveis de uso sustentável, obviamente no entorno, considerando as técnicas de uso e de conservação com seus custos operacionais? Essas seis perguntas são genéricas, mas evidente o como se deve conduzir questões de uso da terra. CONDICIONANTES COMUNS às VÁRIAS BACIAS São condições óbvias para todos os tipos de bacias. Todavia, a simples condição de facilidade para a agricultura, sobretudo intensiva, não é condição plena para se decidir

agir como se tem agido no bioma Cerrado que será doravante a área de estudo de caso nesse livro. Há alguns aspectos que são críticos e devem ser Temas, considerados determinantes para a tomada de decisões: 1 – As zonas de recarga de aquíferos e as áreas precisas de recarga – onde estão, quais os tipos em função dos tipos de aquíferos, quais os tipos de condições de infiltração etc, 2 – Os solos sensíveis a erosão, 3 – As áreas de inundação periódica e permanente, 4 – Os vários níveis de declividades e as técnicas a serem usadas ante a erodibilidade das rochas e solos e erosividade pluvial, 5 – A efetiva conservação da circulação hídrica de montante a jusante, mesmo com atividades econômicas no em torno, 6 – A interconectividade de todos os tipos de comunidades de vegetação natural, remanescentes ou a serem intocadas dentro da bacia. Estes são assuntos críticos a priori. CLASSIFICAÇÃO e ZONEAMENTO da BACIA em ÁREAS HOMOGÊNEAS Algumas variáveis sensíveis e críticas para se aplicar em um modelo de zoneamento da bacia em função das condições de circulação hídrica podem ser articuladas de diversos modos: 1 – Reconhecimento dos tipos de aquíferos subterrâneos e suas localizações nas rochas e solos, para os aquíferos profundos e rasos. 2 – Mapeamento dos aquíferos superficiais na em todas as ordens de sub-bacias. 3 – Declividades em relação aos vários tipos de aquíferos. 4 – Estudo de maturidade do relevo de bacias para avaliar as áreas com maiores geopotenciais e maiores condições de erodibilidade em função da declividade e das condições líticas e edáficas. 5 – Avaliação da capacidade de assimilação de cursos d’água vistos no conjunto das subbacias, preferencialmente as sub-bacias de 3ª ordem definidas de montante a jusante. Outros temas de interesse são vários, mas os enumerados acima têm as características de se tratar com temas sensíveis. A Tabela 3.1 (Huang & Ferng, 1990) apresenta um conjunto de variáveis próprias para os diversos tipos de zoneamentos de tipo geoecológicos como acima descritos para serem estudados em todas as escalas de acordo com a proposição de Moss (1985).

São três os métodos amplos de zoneamento em áreas homogêneas do ponto de vista ecológico (Martins Jr., 2008). (M-1) O método de zoneamento das sub-bacias em áreas homogêneas ZSAH (M-2) Método integrado de zoneamento das sub-bacias e de temas focais ZSTF (M-3) Método de zoneamento de áreas geo-ecológicas regionalizadas ZAGR Desses três, o método M-1 é o que se trata nesse capítulo e se subdivide-o em seis subtipos de zoneamentos ecológicos com a classificação em sub-bacias como perspectiva, a saber (Tabela 3.1). Tabela 3.1 – Temas e variáveis por sub-bacias ou sub-regionais selecionadas para os diversos tipos de zoneamentos ecológicos de bacias (Huang & Ferng, 1990). Contexto Variáveis Classificação de terras / Zoneamentos Morfométrico

Capacidade assimilativa de cursos d’água

Área de drenagem. Comprimento axial de bacia. Fator de forma. Coeficiente de compacidade.

x x

x

x

Pedológicos

Áreas de tipos de solos. Drenagem de solos. Textura de solos. Capacidade de acumulação potencial de umidade.

x x

x x

x x x x

x

x

x

Fisiográfico

Altitude máxima. Altitude média. Altitude mínima. Áreas de intervalos de declividades. Índice de diversidade do terreno. Índice morfolitográfico. Índice pedogeomórfico. Direções angulares de drenagem. Índices de rugosidade de superfície.

Métrico e de configuração

Circulação hídrica

Ecounidades

Geotecnia

EcoAgroflorestal pastoril x

x x

x x x

x x

x

x

x

x

x x x

x x x

x x x

x x x x

x x x x

x

x

x x x

x x

x

x

x x x

x x

x

x

x x

Clima

Evapotranspiração potencial. Evapotranspiração real. Precipitação anual total.

Irrigação

SAR – taxa de absorção de Na. CSR – NaCO3 residual.

Hidrogeoquímico

pH Eh Condutividade em µS/cm. Temperatura oC. Oxigênio dissolvido. Vazões específicas. Índices de qualidade da água

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x x x

x x x

x x

x

x

x

x

x

x x

Tabela 3.1 – continuação Classificação de terras / Zoneamentos Contexto

Ecodinâmica

Variáveis por sub-bacias e/ou sub-regionais Medida anual de decomposição como % da produção de folhedo. Produtividade primária potencial líquida não ajustada. Produtividade primária valor ajustado. Índice de performance dos solos. Produtividade primária líquida potencial média. Produtividade anual líquida acima do chão. Escoamento superficial acumulado. Capacidade de acumulação. Áreas de assembléias vegetais.

Morfométrico

Capacidade Assimilativa de cursos d’água

Circulação hídrica

Ecounidade s

Geotecnia

x

Ecoagrícola x

x x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x x

x

x

x

x x

x

x x

Tabela 3.1 – Continuação Classificação de terras / Zoneamentos Contexto

Variáveis por sub-bacias e/ou subregionais

Geologia aplicada / Geotecnia

Índice de saturação de Langelier. Índice de Larson. Nível freático. Direções angulares de fraturas. Fontes e nascentes – áreas de segurança. Áreas de erosão atuais. Profundidade de nível freático. Áreas de empréstimos. Áreas de instabilidade. Taxa de progressão da erosão. Áreas potenciais de recursos minerais. Vulnerabilidade às várias fundações. Zonas de recarga de aquíferos.

Morfométrico

Capacidade assimilativa de cursos d’água

Circulação hídrica

Ecounidades

Geotecnia

Ecoagrícola

x

x

x x x x x

x

x

x

x

x x

x

x x

x x x

x

x

x

1 - Morfométrico 2 - Capacidade assimilativa de cursos d’água 3 - Qualidade da água 4 - Quantidade da água, que pode efetivamente ser dividido em três sub-tipos de zoneamentos para água superficial, para água subterrânea e também para ambas em um único zoneamento. 5 - Eco-unidades do bioma na bacia reconhecidas em cada sub-bacia. 6 - Geotecnia e obras de engenharia. 7 - Eco-agroflorestal pastoril

Acrescenta-se a Tabela 3.2 com as variáveis próprias para a cartografia do lidar com a erodibilidade dos solos tema este também tratado no livro Certificação da Qualidade da Produção Geo-ambiental e Econômica de Bacias Hidrográficas e de Propriedades Rurais (Martins Jr., 2012, inédito). Essa Tabela 3.2 ao incluir o aspecto da erodibilidade permite mapear como uma forma específica de classificação de terras e sub-bacias.

Tabela 3.2 – Variáveis para se estruturar as variações dos solos no território do ponto de vista da erodibilidade (org. Martins Jr., 2019). Classificação de terras / Zoneamentos Variáveis por subErodibiEcoCircuEcoContexto bacias e/ou subMorfo- lidade x Unidades Geolação agrípedométrico Erositecnia regionais hídrica cola Porosidade η -

vidade

lógica

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

é a relação entre o volume de vazios e o volume total da amostra

η = Vv / Va Índice de vazios é o volume de vazios pelo volume de sólidos

e = Vv / Vs Teor de umidade w - massa de água e massa sólida

w = MH2O / Ms Massa específica natural γ é a relação entre a massa da amostra e seu volume

γ=M/V Grau de saturação Sr - relação entre o Erodibilidade local e regional cartográfica

volume de água e o volume de vazios.

Sr = Vw / Vv Limite de liquidez é a fronteira entre o estado líquido e o plástico; medido experimentalmente pelo no de golpes dados pelo aparelho próprio.

Limite de plasticidade LP é o teor de umidade que determina a fronteira entre o estado plástico e o estado semi-sólido; medido.

Índice de plasticidade IP mede maior ou menor plasticidade do solo; fisicamente representa a quantidade de água necessária acrescentar a um solo para a mudança do estado plástico para o estado líquido.

Tabela 3.2 – Continuação das variáveis para se estruturar as variações dos solos no território do ponto de vista da erodibilidade (org. Martins Jr. 2019). Classificação de terras / Zoneamentos Contexto

Variáveis por subbacias e/ou subregionais

Índice de consistência é a

Morfométrico

Erodibilidade versus Erosividade x

Circula -ção hídrica

EcoUnidades pedológica

Geotecnia

Ecoagrícola

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

consistência do solo em função do teor de umidade.

Erodibilidade local e regional cartográfica

Ic = (LL - w) / (LL - LP) Coesão reflete a relação entre as partículas; é experimental.

x

Ângulo de atrito ϕ - é relativo ao arranjo dos

x

grãos de dada substância.

x

Erosividade pluvial

Para uma cartografia de bacia hidrográfica desde o ponto de vista da erodibilidade sobre um mapa de pedologia pode-se articular o mapa de erodibilidade articulado com o mapa de elevação digital do terreno e em integração com os remanescentes de vegetação nativa de modo a se poder salientar as áreas entendidas como disponíveis e/ou em uso do ponto de vista da sensibilidade a erosão. A articulação com um mapa de pluviosidade pode-se ainda entender as áreas mais sensíveis sob a relação ‘erodibilidade x erosividade’ tal que permita se estabelecer um amplo programa de boas práticas e de mitigação de áreas em processo de degradação. Todos esses métodos já são caracterizados como métodos próprios para os zoneamentos geo-ecológicos, e não implica que em um projeto de estudo se deva realizá-los todos, nem mesmo que se realize algum deles, haja vista o fato de que existem dois outros métodos distintos como se apresentam em seguida. Nesses três casos os resultados são diversos. Em M-1 apresenta-se uma cartografia com o qual se pode agrupar sub-bacias segundo o tema que foi escolhido entre os seis temas específicos acima citados. Em M-2 o zoneamento deve ser apresentado segundo algum tema focal, como por exemplo, a agricultura intensiva de oleaginosas. Em M-3 o enfoque é voltado para os vários sub-sistemas naturais do bioma dentro da bacia maior e também as relações entre a vegetação, a circulação hídrica e distribuição da água, altitudes e eventualmente micro-climas, visto por exemplo pela pluviosidade nas várias sub-bacias. Entende-se que os zoneamentos devam ser realizados em número mínimo e voltados para as questões reconhecidas em diagnósticos, ou por objetivos, de modo que as respostas dos zoneamentos possam atingir o objetivo central de auxiliar as decisões de quaisquer ordens.

Em todos os três casos M-1, M-2 e M-3 pode-se aplicar o método para o conjunto da bacia como um todo ou para as várias sub-bacias, neste caso classificando-as em grupos de homogeneidade segundo as variáveis determinantes do tema (Tabela 3.1). A recomendação que se faz é a de aplicar o método M-1 para sub-bacias de 3ª ordem cujas áreas permitem uma melhor apreensão da complexidade da questão enquanto as bacias de 2ª ordem se mostram de modo geral muito grandes para tratar em uma única carta de zoneamento. Todos esses tipos de zoneamentos ecológicos são, a rigor, feitos por temas e por isso são de utilidade para se montar modelos de gestão da bacia não mais voltados unicamente para questões biológicas, ecológicas e geológicas de modo genérico, mas com um apoio na geo-ecologia e na aplicabilidade de zoneamento como um documento de auxílio a decisões. Trata-se de documentos de ciência aplicável. VARIÁVEIS NECESSÁRIAS para MÉTODOS de ZONEAMENTOS ECOLÓGICOS As variáveis apresentadas na Tabela 3.1 acima são apresentadas com as definições, métrica e dimensionais das mesmas. Na Tabela 3.2 já se indica as variáveis com as fórmulas. Quanto ao uso das mesmas para bem representar a distribuição da erodibilidade recomenda-se agregar às informações de erodibilidade dos vários tipos de solos e complementar com uma análise completa e em cada tipo de solo, e em caso de haver dúvidas de representatividade recomenda-se crescer o número de amostras com o apoio de decisão aplicando-se a análise de variáveis regionalizadas em conjunto com os dados de pluviosidade, de elevação digital do terreno, e de ocorrência de áreas com vegetação nativa remanescente. CONTEXTO da FISIOGRAFIA São as seguintes variáveis: (1) altitudes máxima, média e mínima (2) índice de diversidade de terreno (3) índice morfo-litográfico (4) índice de rugosidade pela força vetorial do terreno (5) índice de rugosidade de superfície pela área (6) índice pedogeomórfico (7) direções angulares da drenagem (Figura 3.1). Para o cálculo de índices necessários há que especificar todas as áreas por rochas, geoformas, solos e em seguida rochas/ geoformas, rochas/ solos, geoformas/solos e rochas/ geoformas sejam no total da bacia seja em cada sub-bacia, de jusante a montante (Figuras 5 a 15).

Figura 3.1 – Variáveis do contexto fisiográfico necessárias para vários métodos de classificação de áreas homogêneas do terreno, tendo-se a fisiografia como referência.

ALTITUDES MÁXIMAS, MÍNIMAS e MÉDIAS A importância dessas variáveis serve para contribuir que se possam agregar áreas de bacias ou sub-bacias em áreas homogêneas com distribuição de altitudes expressivas no contexto. ÍNDICE de DIVERSIDADE do TERRENO Importância: A diversidade do terreno ao ser indicada por sub-bacia e ao se classificar o conjunto de sub-bacias de uma grande bacia pode-se ver grupos que se agregam por semelhanças. Recomenda-se usar o índice de diversidade de terreno de Shannon H = -ni / N log (ni / N) onde n

representa o número de unidades de malha do tipo i-ésimo de terreno; igualmente pode ser usado como medida de áreas totais de cada tipo de terreno. N é o número total de unidades de malha da bacia também podendo ser expresso por área. ÍNDICE MORFOLITOGRÁFICO

Importância: As diferentes Formações, Grupos e Super Grupos têm diferentes condições líticas que produzem formas de relevos próprias. Embora formas diversas possam ser expressas por diferentes litossomas a relação forma-substrato expressa uma peculiaridade de uma área e/ou de uma sub-bacia. Equações do índice morfolitográfico Iml = - mi / N log (mi / N)

mi N

representa o número de unidades de malha do morfotema i-ésimo. é o número total de unidades de malha dos substratos litossomáticos que sustentam a forma; se houver mais de uma unidade litossomática caberá ao juízo do geólogo decidir a unidade estratigráfica ideal bem como as rochas intrusivas a serem ou não tratadas em separado conforme for o caso.

ROCHAS O mapeamento de rochas é o clássico litoestratigráfico, onde para as questões superficiais e subsuperficiais as rochas são o suficiente já que não se entra em consideração sobre questões como as formações, grupos e supergrupos, como também atitudes e espessuras eventualmente mensuráveis de pacotes de rochas (Figura 3.2). As rochas são importantes pelo fato de que se deva pesquisar as relações rochas / geoformas / solos, que são as relações superficiais que contam para as questões da geodinâmica externa e dos planos de uso da terra. GEOFORMAS Em quaisquer vales de bacias a pesquisa das formas do modelado é importante pelo fato de que essas formas em parte condicionam o relevo, em parte são condicionadas pelas rochas subjacentes e condicionam em parte os solos, já que esses têm mais de um fator como causação dos mesmos (Figura 3.3). ROCHAS e GEOFORMAS As condições ambientais entre rochas/geoformas em qualquer bacia devem ser descritas pelas relações espaciais de associatividade entre as mesmas. As relações rochas e geoformas são consideradas de ambos os pontos de vista da Geomorfologia estrutural e/ou climática de relações espaciais entre rochas e geoformas; as medições de áreas podem ser em km2 ou hectares, conforme melhor convier. NÚMERO de ÍNDICES MORFOLITOGRÁFICOS Cada sub-bacia pode ter uma variável que indique o número de índices Iml necessários para descrever a sub-bacia e as eco-unidades. Imlij (área) = - Si / Ss log (Si / Ss) onde: Imlij advém da tabela de áreas medidas por elemento de grade sobre o terreno Si área do i-ésimo morfotema Ss área total do litossoma que sustenta a forma Imlij nos contornos da sub-bacia

Figura 3.2 – Retomada da carta litoFigura 3.3 – Mapa geomorfológico do estratigráfica da Bacia do Paracatu derivada e Paracatu, derivado e atualizado, disponível na atualizada (escala original de 1:250.000; Plano escala de 1:250.000 (CETEC, 1981; Martins Noroeste - CETEC, 1981). Jr. et al., 2006).

DIREÇÕES ANGULARES da DRENAGEM Importância: Qualquer que seja o tipo de drenagem, os drenos formam ângulos entre si ao longo de trechos do percurso total. Tais ângulos podem refletir características de estruturas rúpteis impostas às rochas e geradora de relevo. A medida das direções médias fornece um indicador discriminante de áreas de uma bacia hidrográfica. Modos de expressão: Os ângulos devem ser medidos tratando-se os drenos e trechos dos cursos d’água como linhas retificadas que representem aquela direção, apesar oscilações do curso d’água. As medidas devem ser feitas em azimutes. Uma vez feitas as retificações, deve-se medir os azimutes começando dos drenos mais altos para os de mais baixa altitude sucessivamente. A medida do azimute deve ser guardada em uma tabela reportando-se aos drenos de todas as ordens. Como expressão final das variáveis:  

média angular das tendências mais significativas expressas numa rosácea. média por ordem de drenos.

ÍNDICE de RUGOSIDADE de SUPERFÍCIE EXPRESSO pelo PARÂMETRO de ÁREAS Importância: Busca-se a quantidade de semelhança entre a área teste e uma superfície planar, que em si mesma não é determinante, em virtude de áreas com diferentes rugosidades poderem vir a ter a mesma superfície. Os dados básicos para este parâmetro são a série de medidas de transversos ortogonais li e wi nos quais n p W = Σ Wi L = Σ lj i=1 j=1 a área estimada

de

n,p Σ i, j=1

Âi

Â= W x L

=

i=n j=p Σ Σ wi . lj i =1 j=1

Esta área deve ser comparada à área de um polígono com mesmas dimensões externas que sejam iguais àquelas da área teste. A relação entre  / A’, onde A’ é a área do polígono de igual dimensão externa ao polígono da área-teste mostra uma relação curvilínea que se aproxima assintoticamente do infinito quando  cresce. As medidas são feitas em cartas topográficas. Outros modos de expressar índices de rugosidade são apresentados abaixo apenas com a indicação de definição de rugosidade entre vários autores. Outros índices de rugosidade existem disponíveis nos SIG. O conceito tradicional de índice de rugosidade é: "área tridimensional / área plana". Christofoletti sugere outro índice com esse nome, qual seja, o produto entre a amplitude altimétrica (H) e a densidade de drenagem (Dd), resultando na formulação: H* Dd Outra formulação de índice, para modelagem ambiental, tem as seguintes descrições:  "Topographic Index", "Wetness Index", "Compound Topographic Index - CTI" e outros nomes, conforme disponível em SIG. A fórmula é "área da bacia de captação específica / tangente da declividade da encosta". Também pode ser expresso onde CA é a área de contribuição específica e G é a declividade da encosta. Esse é calculável no ArcGis e outros SIGs.

ÍNDICE de RUGOSIDADE de SUPERFÍCIE EXPRESSO pela FORÇA VETORIAL da DISTRIBUIÇÃO de PLANOS TOPOGRÁFICOS Importância: Destina-se a descrever a orientação tridimensional das superfícies dentro da rugosidade da área em estudo. O sítio é simulado por um conjunto de superfícies planares intersectantes que são por sua vez definidas por grupos adjacentes de leitura de três elevações. As normas a estes planos são representadas por vetores. Estes vetores são calculados para suas médias, força e dispersão, usando os métodos. A força vetorial indica o comprimento resultante da soma dos vetores unitários e é obtido utilizando-se o método da direção do cosseno. A força vetorial é um parâmetro normatizado variando de zero a um, quando zero representa nenhuma orientação preferencial e um a orientação preferencial idêntica dos vetores. A força vetorial é usualmente alta e a dispersão vetorial, portanto baixa em áreas caracterizadas por elevações semelhantes. Em contrapartida elevações nãos sistemáticas fornecem uma força vetorial pequena e, portanto, alta dispersão dos vetores. Extração de parâmetros: leitura das altitudes por sub-bacia de modo iso-espaçado com as coordenadas iniciais da 1ª elevação lendo-se na linha 1, coluna 1 no canto superior esquerdo da carta com precisão de três decimais; leitura de coordenada da 1ª elevação lendo-se na linha 1, coluna 1 medida para a direita da posição da elevação no canto esquerdo superior do mapa também a três decimais. CONTEXTO MÉTRICO e de CONFIGURAÇÃO São as seguintes variáveis: (1) áreas de drenagem total das bacias (2) declividade do talvegue principal (3) área de drenagem a montante de local escolhido (4) comprimento axial de bacia (5) fator de forma ou índice de conformação. Essas variáveis são especialmente úteis para o zoneamento pelas características métricas das sub-bacias (Figura 3.4).

Figura 3.4 – Variáveis nos contextos de características métricas e de configuração de bacia hidrográfica.

ÁREAS de DRENAGEM É a área plana em projeção horizontal delimitada pelo divisor de águas, que é topográfico. Determinação: Por planimetria ou em SIG, expresso em km2 ou em hectares. COMPRIMENTO AXIAL da BACIA [em todas as ordens ou no total da bacia principal] É dado convencionalmente pelo comprimento do rio mais longo dentro da bacia considerada. Determinação:  medido em SIG obtém-se medida perfeita se o curso tiver muito bem vetorizado. DECLIVIDADE do TALVEGUE PRINCIPAL por TRECHOS A declividade é uma variável expressas em percentual significando a relação de caimento do talvegue por unidade de percurso. Sua importância é significativa porque permite substituir satisfatoriamente a declividade média do terreno da sub-bacia como descritor de área. O mapa de elevação digital de terreno fornece essa visão regional da declividade. A questão é que se precisa a medida certa da declividade na unidade malha. Equação: Extrai-se a declividade por trecho de talvegue expressa em diferença de cota e distância entre dois pontos em m/km; extrai-se a inclinação por segmento de reta representativo do trecho e calcula-se a média ponderada. Ii = (Yn - Y n-p) (Xn - X n-p) -1 onde: I Y X

inclinação ou declividade cotas em metros distância em km

FATOR de FORMA e ÍNDICE de CONFORMAÇÃO Significado: É um aspecto de importância para descrever sub-bacias segundo o aspecto da forma. Tal procedimento associa as medidas de forma da sub-bacia a uma forma geométrica conhecida. 1 – FATOR de FORMA ou ÍNDICE de CONFORMAÇÃO (Kf) Relaciona a largura média da bacia (l) com o seu próprio comprimento axial (L). largura média l = A/L Kf = 1/L

onde,

Kf = A/L2

Kf constitui um índice que aponta para a maior ou menor propensão de uma bacia a vir a ter enchentes. Maiores valores do fator de forma indicam maior probabilidade de vir a ocorrer enchentes. 2 – COEFICIENTE de COMPACIDADE (Kc) ou ÍNDICE de GRAVELIUS Relaciona o perímetro da bacia e a circunferência de círculo que possui igual área à da bacia. onde, a área do círculo de igual área a da bacia é A = πr2 r = (A/π)1/2 logo, Kc = P / 2πr Kc = 0,28 (P/A1/2) P perímetro da bacia C circunferência de círculo de área A r é o raio de um círculo de igual área à da bacia

UMA APLICAÇÃO ESPECÍFICA para o ÍNDICE de CONFORMAÇÃO Uma das aplicações de interesse, além daquelas mais eventuais no campo da Hidrologia, será o estudo classificatório de sub-bacias, sejam aquelas de 2ª ordem e aquelas até 7º ou 8º ordens dentro de uma bacia de 2ª ordem, com o uso do Índice de Conformação. Esses estudos seriam aplicáveis para averiguação classificatória de sub-bacias com maior ou menor grau de propensão a enchentes. Essas informações quando cartografadas são importantes para se considerar o fator enchente no âmbito do planejamento regional. Tais condições quando bem descritas como um potencial intrínseco às sub-bacias permitirá identificá-las em seus vários subconjuntos no total de sub-bacias de uma grande bacia de 2ª ordem, como primeiro passo para a compreensão das condições para o processo de se efetivar inundações. Todavia, essas condições intrínsecas não são únicas em virtude de alguns outros fatores, a saber: 1 – Distribuição regional da pluviosidade pelos aspectos: “total anual de chuvas”, “chuvas máximas na estação chuvosa”, “coeficiente de variação de pluviosidade no período chuvoso” e “número de dias de chuva no período chuvoso”. 2 – Tipos de solos a montante de algum conjunto de sub-bacias quando essas tenham mais propensão a enchentes determináveis pelos aspectos métricos do índice de conformação. 3 – Caracterização do “estado de conservação da vegetação natural” no conjunto das sub-bacias em consideração e a montante.

4 – Mapeamento da agricultura e do uso da terra e dos tratos conservacionistas. 5 – Áreas de terras a descoberto, expostas com encrostamento de solos ou com erosão. 6 – Efetivo transporte de sedimentos para o talvegue do rio que pode transbordar para além das condições naturais de inundações. 7 – Localização de obras humanas passíveis de serem afetadas pela inundação. O conjunto de informações assim geradas, ainda com informações sobre enchentes sabidas nos anos anteriores permite estabelecer uma política de prevenção ou mesmo de correção dos processos de enchentes. CONTEXTO dos SOLOS São as seguintes variáveis: (1) áreas de solos (2) método do complexo de cobertura de solos (3) índice de performance de solos (4) erosão superficial (5) textura de solos e (6) drenabilidade de solos. Em um estágio de maior detalhe introduz-se a (7) aptidão de solos com as condições, apto, inapto e restrito (Figura 3.5).

Figura 3.5 – Variáveis cartografáveis no contexto dos solos de uma bacia.

Métodos de Zoneamentos – Contexto No Relatório II – 1ª Etapa do Projeto “Metodologia para o Enquadramento Científico de Cursos d’Água no Contexto do Gerenciamento de Bacias Hidrográficas – Produção das Informações Básicas”, Nota Técnica NT MDBV 01/1992, 79p, nas páginas 22 a 25 (ver Memória Técnica da Fundação CETEC) é apresentada a conceituação matemática do índice pedogeomórfico. Essa conceituação deve ser idêntica para a geração dos índices pedo-litográficos e geomórficos, indistintamente, trocando-se apenas os símbolos para áreas de rochas, geoformas e solos em cada caso. Parte-se do último parágrafo da Conclusão do primeiro Tema da Nota Técnica, intitulado “Gestão Geo-Ambiental de Bacias Hidrográficas – Os Sistemas Geológicos como Fase Inicial de Decisão para Uso da Terra”.

“As relações quantificadas entre rochas, geoformas, solos, formações superficiais apresentam-se como uma contribuição fundamental para comprovar a pertinência dos processos de morfogênese e pedogênese no âmbito decisões sobre usos da terra. Também devem ser úteis para futuros mapeamentos e demais estudos de campo, por permitirem inferências indiretas prováveis a partir de elementos de rochas, solos e geoformas, aplicáveis a projetos agrícolas e estudos de compatibilidade de plantios para produção de energia de biomassa de forma compatível com os terrenos. Esses aspectos por não serem triviais demandam dos geocientistas, em colaboração com os engenheiros agrônomos, florestais e ambientais, a competência de estabelecer regras em diversas escalas de análise para se poder decidir os melhores modos de ocupar o terreno em função do substrato. Evidentemente, muitos outros fatores deverão ser confrontados, mas as relações  rochas / geoformas / solos / formações superficiais são os primeiros fatores a serem considerados para se estabelecer os modelos e cenários de Desenhos de Uso Optimal do Território – DUOT de qualquer bacia hidrográfica”. Esse tema constitui o Capítulo 4 desse livro. Com essa conclusão aponta-se para o sentido básico que se atribui para os cálculos dos índices pedo-geomórficos, pedo-litográficos e lito-geomórficos como variáveis próprias para serem aplicadas para a classificação da grande bacia, como um todo, ou da mesma grande bacia pelas sub-bacias para classificar em áreas homogêneas pelos geossistemas. Nas indicações em seguida aponta-se para a descrição desses índices nos quais as conclusões do primeiro tema desse capítulo indicam. ÍNDICES PEDO-GEOMÓRFICOS Os índices pedo-geomórficos são de particular interesse para a agricultura em uma visão regional nas escalas de 1:250.000 a 1:100.000 onde os aspectos mais marcantes são registrados. Pode também ser aplicada na escala de 1:10.000 dentro de propriedades rurais, que seria mais um índice de suporte à decisão em se tratando de usos intensivos da terra, como ocorre no Vale do Paracatu. Uma classificação de terras em geral, ou de subbacias realizadas tão somente com esse índice sobre fundo topográfico pode fornecer boas bases para decisões generalistas dentro de uma bacia de 2ª ordem. ÍNDICES LITO-GEOMÓRFICOS Os índices lito-geomórficos são importantes variáveis para se usar para classificação das sub-bacias em áreas homogêneas. As relações rochas/ geoformas são importantes tanto para geotecnia quanto para agricultura, a construção de rodovias, ferrovias, hidrovias, centrais hidroelétricas e outras obras de engenharia. Os dados a serem utilizados são aqueles da Tabela 5, que foram medidos para o conjunto da bacia de 2ª ordem. ÍNDICES PEDO-LITOGRÁFICOS Os índices pedo-litográficos são importantes variáveis para se usar para classificação das sub-bacias em áreas homogêneas. As relações rochas/ solos são importantes tanto para geotecnia quanto para agricultura, neste caso associadas com a carta de aptidão de solos.

Sem dúvida, que as questões sobre as relações de estabilidade podem ser indicadas com essa cartografia. As Figuras derivadas dos dados da Tabela 3.8, foram calculadas para a bacia de 2ª ordem vale do rio Paracatu. As Figuras 3.6 a 3.14 apresentam essas relações das rochas sob os principais tipos de solos dominantes na mesma bacia.

Figura 3.6 – Neste caso a rocha EoCtm está integralmente em contacto direto com o solo AQ.

Figura 3.7– Neste caso as rochas que estão sob o solo CX são EoCtm, EoCpd e EoCpa.

CONTEXTO das ROCHAS Rochas vistas por sub-bacias: Esta série de medidas pode ser necessária para se apreender as importâncias relativas dos vários tipos de rochas. Áreas de rochas por sub-bacia com base na carta lito-estratigráfica. Nesse caso as sub-bacias podem ser classificadas somente em função das rochas dominantes nas mesmas. É

uma informação pequena, mas pode eventualmente ser útil em algum caso específico, e nesse caso o tema da Geotecnia pode ser tratado se ainda incluir-se as Formações superficiais também

Figura 3.8 – Neste caso a rochas GX são EoCpd, EoCpc, EoCpa, EoCtm, EoCp, PCc, Ka, Kmc, Ku, Qa, TQd e TQda.

Figura 3.9 – As rochas que estão sob o solo LV são EoCtm, EoCpd, EoCpc, EoCp, Ka, Ku, Kmc, PCc, Qa, TQd, TQda.

Figura 3.10 - As rochas que estão sob o solo LVA são EoCtm, EoCpa, EoCpc, EoCp, Ka, Ku, Kmc, TQda, TQd.

Figura 3.11 - As rochas que estão sob o solo PV são EoCpa, EoCp.

Figura 3.14 - As rochas que estão sob o solo são EoCp, EoCp, EoCtm, Ku, Kmc, Ku, TQd, TQda, Qa

Figura 3.12 - As rochas que estão sob o solo PV são EoCp, EoCpa, EoCpc, EoCpd, EoCtm, PCc, Kmc, Ku, Ka, Kmc, TQd, TQda.

Figura 3.13 - As rochas que estão sob o solo RQ são EoCpc, EoCpa, EoCpd, EoCp, Ku, Kmc, Qa, TQd, TQda.

CONTEXTO das GEOFORMAS do TERRENO Geoformas vistas por sub-bacias:  Áreas de geoformas por sub-bacia com base na carta geomorfológica Declividade vista por sub-bacias:  Áreas de declividade do terreno por sub-bacia com base na carta do modelo digital de elevação com foco nas declividades. Os contextos das rochas / geoformas / solos e eventualmente declividades podem ser incluídos em um contexto maior dos Geossistemas. CONTEXTO HÍDRICO 1 - VARIÁVEIS HIDROLÓGICAS São as seguintes variáveis:  taxa de bifurcação de drenagem, número de drenos por sub-bacia, comprimento total da drenagem, densidade de drenagem, índice de

densidade de bifurcação, contribuições específicas, tempo de concentração (Figura 3.15).

Figura 3.15 – Variáveis no contexto de Hidrologia.

1 - VAZÕES ESPECÍFICAS 1.1 – CONTRIBUIÇÕES Específicas Médias de Longo Período Significado: É a relação entre a vazão média de longo termo em uma seção transversal do curso d’água e a área de drenagem relativa a esta seção. Equação:

qml = Qml / A

onde: qml = contribuição específica média de longo período Qml = vazão média de longo período A = área de drenagem 1.2 – CONTRIBUIÇÕES) Específica(s) Mínima(s) Significado: É a relação entre a vazão mínima média em uma seção transversal do curso d’água e a área de drenagem relativa à seção. Esta vazão pode ser associada a uma duração e a uma probabilidade de ocorrência. Equação:

qmín(d,t) = Qmín(d,t) / A

onde: qmín (d,t) = contribuição específica mínima com d dias de duração e T anos de período de retorno. Qmín(d,t) = vazão mínima média com d dias de duração e T anos de período de retorno. A = área de drenagem

1.3 - CONTRIBUIÇÕES Específicas Máximas Significado: É a relação entre vazão máxima média em uma seção transversal do curso d’água e a área de drenagem relativa à seção. Esta vazão pode ser associada a uma probabilidade de ocorrência. Equação: qmax(T) = Qmax(T) / A onde: qmax(T) = contribuição específica máxima de T anos de período de retorno. Qmax(T) = vazão máxima média com T anos de período de retorno. A – área de drenagem. As unidades são expressas em: l / seg km2 Comentário: As variáveis hidrológicas propostas neste trabalho devem ser regionalizadas, pois a regionalização de parâmetros de variáveis hidrológicas tem a finalidade de extrair o máximo de informações dos dados pontuais disponíveis em postos fluviométricos, extrapolando-os espacialmente dentro de um contexto temporal para locais onde não existam estes postos. A variável contribuição específica média de longo período permite indicar o potencial hídrico médio da bacia hidrográfica. As variáveis extremas, ou seja, contribuição específica mínima e contribuição específica máxima, regionalizadas poderão ser utilizadas como parâmetros para as funções de inferência que permitam estimar eventos hidrológicos de distintas durações e recorrências capazes de atender às demandas de projetos. 2 – NÚMERO de DRENOS por SUB-BACIA. No uso da classificação das sub-bacias de jusante a montante para fins de cálculos de classificação das sub-bacias na condição de grupos o número de drenos deve ser contado dentro de cada ordem. 3 – COMPRIMENTO TOTAL da DRENAGEM Todos os drenos devem ser medidos em metros ou quilômetros, conforme conveniência, totalizando-os por sub-bacia. 4 – DENSIDADE de DRENAGEM A totalidade das medições do comprimento dos drenos expressa em relação à área da subbacia em hectares ou km2 indica a densidade. Neste caso a densidade expressa algo diverso do número de drenos por sub-bacia e também poderia ser expressa pelo número de drenos de mais alta ordem dentro da sub-bacia em estudo, bem como os comprimentos totais desses drenos na sub-bacia. Tais dados refinam ainda mais a classificação de terras.

5 – TAXA de BIFURCAÇÃO de DRENAGEM Estabelece a relação do número de bifurcações, isto é, de cada encontro de drenos pelo comprimento total da drenagem na sub-bacia. Equação:

tbd = Nb / L dd = L/A

taxa de bifurcação densidade de drenagem

onde: L = comprimento total da drenagem Nb = número de bifurcações Idb = (Nb/L) (A/L) É importante desenvolver-se estudos da distribuição de frequência do Idb em função dos diversos tipos de formas de sub-bacias, associado aos tipos de padrões de drenagem para cada caso (dendrítico, treliça, retangular, pinada, paralela, radial, centrípeta, anelar, irregular). Esse tipo de estudo enriquece o conhecimento geológico, mas não é de aplicação decisória imediata. 6 – ÍNDICE de DENSIDADE de BIFURCAÇÃO Estabelece uma percepção da densidade relacionada à taxa de bifurcação, que depende do comprimento da drenagem pela própria densidade desta drenagem na sub-bacia. Equação:

Tb = Nb / L

dd = L/A

densidade de drenagem Idb = (Nb / L) (A/L)

índice de densidade de drenagem

7 – TEMPO de CONCENTRAÇÃO É o tempo contado a partir do início da chuva para toda bacia que contribui para o escoamento superficial na seção transversal estudada. Pode ser considerado como o tempo que uma parcela do escoamento superficial, no ponto mais distante da bacia, leva para chegar à seção considerada. O tempo de concentração é calculado através de fórmulas empíricas e ábacos que fornecem o valor desse tempo em função das características físicas da bacia hidrográfica. 2 – VARIÁVEIS HIDROGEOLÓGICAS São as seguintes variáveis: (1) áreas de exsudação (2) áreas das fontes e localização (3) zonas de recarga de aquíferos (4) áreas precisas de recarga de aquíferos (5) número de fontes por tipo de aqüífero em cada sub-bacia. São calculadas como áreas, localizações, vazões em fontes, tipologia de nascentes, tipos de áreas de recarga em função dos tipos de aquíferos.

CONTEXTO ECOLÓGICO DINÂMICO São as seguintes variáveis: medida anual de decomposição percentual da produção anual de folhedo, produtividade primária potencial líquida não ajustada, produtividade primária líquida potencial média, produtividade primária valor ajustado, produtividade anual líquida acima do chão (Figura 3.16).

Figura 3.16 – Variáveis no contexto da Ecologia dinâmica.

MEDIDA ANUAL de DECOMPOSIÇÃO PERCENTUAL da PRODUÇÃO ANUAL de FOLHEDO Significado: O folhedo é o estado da matéria orgânica caída ao solo e ainda não ativamente transformado em húmus. A medida anual de decomposição como percentual de produção do anual de folhedo é uma medida de eficiência bioenergética do ambiente associado à disponibilidade de precipitação, isto é, o escoamento superficial menos a percolação (Meentemeyr & Elton, 1977). Equação: d = log % = 1,127 + 0,0010181 x onde: x = Er (mm/ano) evapotranspiração real // r = 0,98 // r2 = 0,96 // N = 24 As medidas de decomposição levam em conta os sistemas em equilíbrio ártico, temperado frio, zonas temperadas e tropicais. Estimativas de Er anual são dadas nas Tabelas de Thornthwaite & Mather (1955). Os valores observados e estimados são apresentados na Figura 3.17.

Decomposição Anual Medida Como % de Produção Anual de Folhedo

10000

1000

Valores… valores…

100

d = log % = 1,127 + 0,0010181 x

10

1

0

200

400

600

800

1000 1200 1400 1600 1800 2000

Evapotranspiração Anual (mm) Figura 3.17 – Relação entre evapotranspiração anual e decomposição anual medida como % de produção anual de folhedo (citação de Meentemeyr & Elton, 1977).

PRODUTIVIDADE PRIMÁRIA POTENCIAL NÍTIDA NÃO AJUSTADA Significado: O processo de produtividade primária provê uma medida de uso inicial da interação energia / umidade pelo ambiente; é considerado o indicador mais apropriado da produção de biomassa em dado local; é, portanto, o primeiro nível trófico em qualquer ecossistema (Moss, 1985; Leith & Box, 1972). A relação da evapotranspiração real anual pela produtividade primária é mostrada na Figura 3.18. Equação:

PPN = 3.000 |1 – e (-0,0009695(Er-20) |

onde: PPN = g/m2/ano Er = evapotranspiração real em mm/ano e = base do logaritmo natural

Produtividade Primária (PPN) g/m2/ano

(Meentemeyer, 1977) 3000 2500 2000 1500

PPN =3000 |1 – e(– 0,0009695 (Er – 20) |

1000 500 0

0

250

500

750

1000

1250

1500

1750

Evapotranspiração Real Anual (mm) Figura 3.18 – Relação da evapotranspiração real anual pela produtividade primária (citação de Meentemeyer, 1977).

PRODUTIVIDADE PRIMÁRIA NÍTIDA POTENCIAL MÉDIA Significado: Na escala de ecodistrito toma-se a produtividade primária líquida. A proporção de cada valor de classe de solos, que cai dentro dos limites de cada ecodistrito deve ser determinada através dos valores de ponto médio para cada classe, que é assumida ser o valor medido representado por esta classe (Moss, 1985). Equação: onde: m – número dos valores de classes Aj* – a terra numa classe particular de solos como percentual da área total do ecodistrito. * Vj – é o valor de ponto médio do potencial da produtividade primário líquida para cada um. EVAPOTRANSPIRAÇÃO EFETIVA e POTENCIAL O termo [nítido] substituirá doravante o termo mais usual de [líquido] como uma opção proposta por esse autor. A produtividade primária provê uma [medida de quantificação do fluxo de energia e de informação] nas comunidades naturais. Uma das variáveis de significado para estimar trocas é a evapotranspiração efetiva Ee. Major [1963] relata que a Ee de ambientes terrestres é qualitativamente conecta à quantidade de plantas vasculares. A evapotranspiração efetiva é definida como a

precipitação menos o escoamento superficial menos a percolação. Como fenômeno é a quantidade de água que efetivamente retorna à atmosfera, sendo, portanto, o oposto da precipitação. Para que a água retorne à atmosfera é necessária a sua disponibilidade e a disponibilidade de energia solar que efetivará as mudanças do estado líquido para o de vapor. Portanto, a Ee é uma medida efetiva daquelas relações. A evapotranspiração potencial Ep é definível como o total de evapotranspiração que ocorreria se o solo de uma grande área, tendo vegetação típica do entorno, fosse mantido úmido constantemente ao nível ou acima da capacidade de campo [Sellers, 1965]. Esta medida é uma estimativa da energia solar utilizável no cálculo de Ee. Um problema se coloca para o cálculo destas variáveis no fato das assembléias vegetais estarem ou não em clímax, serem vegetação pioneira, áreas agrícolas ou áreas em degeneração e/ou desertificação. Tais situações devem ser consideradas à parte das populações em clímax para as quais foram calculadas a curva de Ee x log Pannac produtividade nítida acima do chão (Quadro 3.2). No Quadro 3.2 foram transcritos os dados de Rosenzweig [1968] pela sua importância na metodologia de estudo de trocas, especialmente para os cálculos de Ee e Pannac. Deve-se a Rosenzweig a descoberta dessas relações como matematicamente descritíveis. Quadro 3.2 – Dados de diversas procedências para o valor calculado de log Pannac e de log Ee segundo Rosenzweig (1968, p.69) – para referências ver autor. Código

Ambiente

Localidade

log Pannac

log Ee

Referências

A

arbusto creosote deserto

Nye Co., Nevada, USA

1,60

2,10

Odum, 1959

B

tundra úmida Ártica

Cape Thompson, Alaska

2,16

2,30

Rickard, 1962

C

tundra úmida alpina

Mt. Washington, US

2.16

2,37

Hadley and Bliss, 1965

pradaria com gramíneas altas

Norman,

D

2,75

2,79

Penfound, 1964

Oklahoma, US

E

Heath Bald (leiophyllum)

Great smoke Mts., Us

2,66

2,58

Whittaker, 1963

F

Heath Bald (rhododendron)

Great Smoke Mts., US

2,61

2,58

Whittaker, 1963

G

Heath Bald (rhododendron)

Great Smoky Mts. Us

2,69

2,58

Whittaker, 1963

H

Mixed Heath (Peregrine Peak)

Great Smoky Mts, US

2,58

2,72

Whittaker, 1963

Mixed Heath (Rock Spur)

Great Smoky Mts., US

2,80

2,69

Whittaker, 1963

K

floresta de beech-maple

Toronto Canadá

2,98

2,75

Bray, 1964

L

floresta tropical secundária

Kade, Ghana

3,34

3,09

Nye, 1961

M

floresta tropical

Yangambi, Congo, Leopoldville

3,46

3,12

Bartholomew, et al. 1953; Laudelout, 1953

Quadro 3.2 – Continuação de ‘Dados de diversas procedências para o valor calculado de log Pannac e de log Ee segundo Rosenzweig (1968, p.69) – para referências ver autor’. Código

Ambiente

Localidade

log Pannac

log Ee

Referências

N

dunas de areias frias do deserto

próximo a Rexburg, Idaho, US

2,24

2,34

Pearson, 1966

O

Oak-hickory forest

Oak Ridge, Tenn., US

3,08

2,92

Whittaker, 1966

P

cheatgrass

Hanford reservation, Washington, US

2,01

2,25

Rickard, 1962

Q

Fraser fir forest

Great Smoky Mts., US

2,75

2,61

Whittaker, 1966

R

Spruce fir forest, Mt. Mingus

Great Smoky Mts.

2,97

2,68

Whittaker, 1966

S

Spruce fir forest, Mt. collins

Great Smoky Mts.

3,01

2,64

Whittaker, 1966

T

Gray beech forest

Great Smoky Mts.

2,96

2,69

Whittaker, 1966

U

Gray beech forest

Great Smoky Mts

2,82

2,69

Whittaker, 1966

V

Hemlock mixed forest

Great Smoky Mts.

3,07

2,82

Whittaker, 1966

W

Upper cove forest

Great Smoky Mts.

3,04

2,74

Wittaker, 1966

X

deciduous cove forest

Great Smoky Mts.

3,09

2,85

Whittaker, 1966

Z

Hemlock rhododendron forest

Great Smoky Mts.

3,01

2,75

Whittaker, 1966

O método de estimativa de Ee foi desenvolvido por Thornthwait & Mather [1957] com base no conhecimento da latitude, temperatura média local mês a mês e a precipitação mês a mês. PRODUTIVIDADE ANUAL NÍTIDA ACIMA do CHÃO Significado: A produtividade bruta é definida como uma integral da taxa de fotossíntese ao longo do ano. A taxa de fotossíntese depende da concentração da matéria biótica, da água, da energia solar. Dado que o outro componente dióxido de carbono é mais ou menos constante 0,029% em ambientes terrestres ele se torna mais dispensável nos cálculos (Sellers, 1965). A equação de predição da produtividade incluindo o intervalo de 5% para a curva e o intercepto é: log Panac = (1,66 ± 0,27) log Er – (1,66 ± 0,07) onde: Panac = produtividade anual líquida acima do chão Er = evapotranspiração real (Rosenzweig, 1968) N = 20 Os valores observados e estimados da relação entre a evapotranspiração real e a produtividade nítida acima do chão são apresentados na Figura 3.16.

Log Comum da Produtividade Nítida Acima do Chão

4 3.5 3 Valores estiomados

2.5

Valores observados

2 1.5

Log Pan= (1,66 ± 0,27)log Er - (1,66 ± 0,07) 2

2.25

2.5

2.75

3

3.25

Log Comum da Evapotranspiração Real

Figura 3.16 - Relação entre a evapotranspiração real e a produtividade nítida acima do chão (segundo Sellers, 1965).

CONTEXTO da CLIMATOLOGIA São as seguintes variáveis: evapotranspiração potencial, evapotranspiração real, precipitação total anual (Figura 3.17).

Figura 3.17 – Variáveis no contexto da Climatologia.

EVAPOTRANSPIRAÇÃO POTENCIAL Significado: A quantidade de evapotranspiração que pode ocorrer se o solo de uma grande área, tendo vegetação típica de seus em tornos vier a se manter constantemente úmido, isto é, acima de sua capacidade de campo. A evapotranspiração potencial é a estimativa de energia solar usada para calcular a evapotranspiração real. A biotemperatura e a evaportanspiração real são correlacionáveis linearmente (Holdridge, 1969). Ep = 58,93 B onde:

Ep = evapotranspiração potencial B = biotemperatura Equação: Ep = 1,6 (10 T / I)a onde: Ep – evapotranspiração potencial medida em mm T – temperatura média mensal em oC I – índice de calor anual (soma dos valores dos índices de calor mensais para 12 meses determinados na equação) I = (T/5)1,514 função linear do índice de calor I Os valores calculados para Ep são ajustáveis e corrigidos usando-se nomogramas e tabelas. EVAPOTRANSPIRAÇÃO REAL Significado: A evapotranspiração real em ambiente terrestre é um fenômeno ligado a magnitude da atividade das plantas vasculares. É também entendida como a precipitação, menos o escoamento superficial, menos a percolação. É uma medida da disponibilidade simultânea da água e da energia solar em um ambiente durante um intervalo de tempo. Método e critérios de coleta de dados: Estimativas de evapotranspiração real a serem calculadas a partir da latitude da localidade, temperatura média mensal e precipitação mensal estão em Thorntwaite & Mather (1957). A estimativa da produtividade pode ser dada pela produtividade líquida acima do chão; outros tipos de dados de produção devem ser desenvolvidos oportunamente. Um valor ambiental específico não deve ser usado para predizer mais do que um dado de produtividade. Valores de fluxo de energia em comunidades na condição de clímax para a vegetação local são os únicos valores de fluxo de energia predizíveis a partir de qualquer variável climática geral. PRECIPITAÇÕES ANUAIS Essas variáveis são de importância diversa para vários quadros de decisão (Martins Jr., Coord., Nunes et al., 2006). A precipitação total anual tem como significado ser uma variável com a qual se expressa a precipitação em função real da área de ocorrência, com isto entendendo-se a sub-bacia, cada sub-bacia e a bacia maior em seu total, conforme conveniência. Uma generalização de valores numa bacia não teria o efeito discriminante desejável, como se esperaria decidir sobre temas de geotecnia e estabilidade em diferentes vertentes, por exemplo, bem como planícies, latitudes e zonas de microclimas. A variável é expressa em mm, ou mm/mês, ou mm/ano quando é a soma total do ano hidrológico, que pode ser contado pelo ano civil ou qualquer outro intervalo de 12 meses. Séries temporais são de grande valor para se utilizar em situações específicas de decisão

em áreas diversas de distintas sensibilidades à ação da pluviosidade (Figuras 3.17 a 3.24, Nunes, 2002; Coord. Martins Jr., Projeto CRHA Fundo Setorial CT-Hidro 2002). Chuva máxima anual

Chuva máxima no período chuvoso

Figuras 3.17 e 3.18 Coeficiente de variação anual

Coeficiente de variação do período chuvoso

Figuras 3.19 e 3.20 Número de dias de chuvas anual

Figuras 3.21 e 3.22

Precipitação máxima no período chuvoso

Período chuvoso

Período seco

Figuras 3.23 e 3.24 todos esses mapas têm a bacia do Paracatu ao centro o Distrito Federal ao noroeste e a bacia do rio São Francisco a sudeste e a sub-bacia do rio Sã Marcos a oeste.

CONTEXTO HIDROGEOQUÍMICO São as variáveis: pH, Eh, condutividade elétrica, temperatura, oxigênio dissolvido, índice de qualidade da água (Figura 3.25).

Figura 3.25 – Variáveis no contexto hidrogeoquímico.

Essas variáveis são extraídas em cursos d’água, em locais estrategicamente selecionados, em áreas de inundação periódica e inundação permanente, em nascentes, em poços tubulares e cacimbas. A cartografia de enquadramento de cursos d’água é um instrumento com o qual se elabora todo o raciocínio de qualidade com o qual a indicação de uso é feita e as indicações de mitigação são apontadas para se atingir as condições de qualidade de uso determinadas. Nesse contexto hidrogeoquímico aponta-se como produto das relações temas e variáveis, a descrição de um método de trabalho com o sistema amostral de qualidade sobre grandes áreas de bacias hidrográficas e a baixo custo operacional. MÉTODO AMOSTRAL REFERENCIAL para ASSINATURA HIDRO-GEOQUÍMICA e de QUALIDADE da ÁGUA em BACIA HIDROGRÁFICA Esse método é sugerido como uma inovação metodológica dentro desse capítulo para se estabelecer um Sistema de Decisão sobre Locações de Pontos Amostrais em bacias hidrográficas, SDLP, bem como de base para interpretação da análise de qualidade química da água. Cabe deixar claro que não se trata de locação de estações hidrométricas, mas efetivamente

de locais de amostragem de água. Pela característica desse sistema tem-se como premissas metodológicas: 1 – bem representar o território com um mínimo de despesas. 2 – amostrar o mais completamente em um ano hidrológico de referência. 3 – distinguir áreas não poluídas de áreas poluídas, aquelas como referências para essas. 4 – amostrar em sucessivos anos sobre uma base amostral de referência. 5 – atualizar a base de referência de 10 em 10 anos ou em tempos menores conforme seja o caso. PRIMEIRA VARREDURA para Localização de Pontos e/ou Trechos de Referência Tendo-se as premissas acima citadas como base, a filosofia amostral em proposição vai se embasar em algumas características das relações espaço-temporais em qualquer bacia, a saber: 1 – a série de medições da pluviosidade derivadas das estações climatométricas:  essas estações embora desejavelmente devam ser próximas uma das outras dentro de uma região e com um número total a ser considerado o adequado, apesar de serem dispersas sempre são mais corretamente utilizáveis do que número restrito de estações hidrométricas fluviais muito espaçadas na maioria das bacias do País; ou seja, as estações climatométricas podem estar mais espaçadas em virtude do fato de que os fenômenos climáticos recobrem regiões. 2 – as correções de erros por falta de registros confiáveis ou ausência dos mesmos em estações hidrométricas já foram tratadas metodologicamente acima para a bacia do Paracatu, tanto em teoria quanto na aplicação aos dados disponíveis. 3 - as relações métricas das diversas sub-bacias de 3ª ordem dentro de uma bacia de 2ª ordem são apenas um dos aspectos a serem computados para a caracterização do campo amostral para pontos de amostragem d’água. 4 – as localizações de fontes ou nascentes de quaisquer tipos sob os pontos de vista ecológicos e geológicos devem ser necessariamente amostradas em uma região, podendo vir a considerálas como pontos referenciais, quando se comprovar não estarem poluídas por íons, aníons e biocidas. 5 – as variações das chuvas (Figuras 3.17 a 3.24), Chuva máxima anual, Chuva máxima no período chuvoso e Precipitação máxima no período chuvoso) devem ser utilizadas como fatores complementares para decisão para se escolher pontos amostrais com as seguintes condições: a – as áreas mais chuvosas devem ser amostradas, tanto nos períodos secos e chuvosos, como potenciais pontos de referências para vazões específicas e para assinaturas hidroquímicas caso provarem-se que não estejam poluídas por íons, anions biocidas, outras substâncias tóxicas, com depleção de oxigênio livre, ou com DBO inconveniente a meios típicos, em diversos trechos de trajeto de um rio ao longo de uma mesma ocorrência lítica e/ou de solo. b – as áreas menos chuvosas devem ser amostradas tanto nos períodos secos e chuvosos como situações de referências para essas áreas. c – a chuva anual é importante de ser conhecida e nesse sentido as várias sub-bacias de 3ª ordem devem ser mapeadas segundo as suas distribuições em face da chuva anual; a rigor todas as sub-bacias podem ser mapeadas segundo as diversas variáveis da pluviosidade pela importância dessas variações na hidrodinâmica.

SEGUNDA VARREDURA para Localização de Pontos e/ou Trechos de Referência Nessa fase de elaboração do campo amostral de referência deve-se concentrar todos os esforços para se localizar pontos ou trechos sabidamente não poluídos, ou por via química ou por via biótica. Em princípio, as fontes ou nascentes já terão sido determinadas como pertencentes ao campo amostral de referência, atendidas as exigências de qualidade, e então alguns pontos ou trechos em altos das sub-bacias devam ser também selecionados, segundo os seguintes critérios: 1 – tanto quanto possível de fácil acesso. 2 – sem interferência do gado. 3 – guardado zelosamente pelo proprietário rural. 4 – o mais isolado possível. 5 – seguramente sem área de poluição difusa a montante ou ponto de difusão de poluentes também a montante. 6 – serem das partes mais altas da sub-bacia. No que diz respeito a partes médias e baixas das sub-bacias os critérios para se obter pontos ou trechos de referências devem ser os seguintes: 1 – não ter interferência direta ou indireta do gado. 2 – não ocorrer área de poluição difusa a montante em quaisquer partes da bacia de contribuição daquele trecho. 3 – não ocorrer área de poluição pontual a montante em quaisquer partes da bacia de contribuição daquele trecho. Esses nove condicionantes atendem a qualidade dos pontos ou trechos escolhidos para se obter bons resultados sobre os pontos amostrais que permitirão determinar as assinaturas físico-químicas e químicas das águas superficiais no todo da bacia com apreensão das variações em função dos solos e das rochas eventualmente mais ou menos agentes sobre as condições químicas. Importante ressalva deve ser dada em função da ocorrência de minerais especiais com alta mobilidade geoquímica para seus elementos componentes. Tais condições são naturais e pode ocorrer a lixiviação desses elementos por via natural. O conhecimento dessas áreas possíveis de distribuir esses íons deve ser observado na condição de se classificar um local ou um trecho como referenciais. TERCEIRA VARREDURA Os pontos ou trechos determinados como referenciais devem ser amostrados 4 vezes em um ano hidrológico para os pH, Eh, condutividade elétrica, temperatura da água, OD, DBO, principais íons e aníons e biocidas. Nessa fase os pontos ou trechos são definitivamente estabelecidos como referenciais, restando, todavia, observar alterações ambientais e econômicas a montante de modo a se evitar aparecer condições de poluição. QUARTA VARREDURA Nessa etapa, com a cartografia de pontos referenciais mínimos pode-se desde então escolher pontos ou trechos amostrais segundo os mais diversos critérios com vistas a se acompanhar a qualidade e as interferências sobre a qualidade da água, tomando-se como assinaturas hidrogeoquímicas os valores dos pontos ou trechos de referência.

TRATAMENTO REFERENCIAL de QUALIDADE NATURAL das ÁGUAS Esse tratamento deve-se dar em relação aos pontos ou trechos referenciais. Assim, para as descrições principais da físico-química deve-se recorrer às relações redox, diagrama | pH x Eh |, às relações | pH x Eh x OD |, a seleção por análise canônica ou por análise de grupamento de todos os pontos ou trechos referenciais para classificá-los segundo várias assinaturas hidroquímicas. As variáveis de condutividade elétrica, temperaturas, oxigênio dissolvido OD e demanda bioquímica de oxigênio DBO devem fazer parte desse conjunto básico de parâmetros a serem medidos, descritos e interpretados como referências naturais. Esses íons e aníons devem ser estudados com a definição das médias, desvio padrões, Q1, Q2, mediana e máxima para os pontos agrupados em subconjuntos (Scherrer & Martins Jr., 2009, in Projeto GZRP). Figura 3.25 – Mapa de pontos amostrais em fontes distribuídas ao longo da área de divisor de águas. Os resultados espaciais são para o elemento Ca ao longo da área tampão – medidas em mg/l (extraído do Projeto GZRP; Martins Jr., P.P. (Coord.); Carneiro. J.A.; Knupp, V.F.; Diniz, C.P.L.; Andrade, L.M.G.; Coutinho, V.S.C.; Vasconcelos, V.V.; Novaes., L.A.d’A.; Scherrer, L.R.; Oliveira, L.C.de; Fernandes, M.M.; Saraiva, C.C.S.; Baeta, A.M.; Bolivar, F.deC.; Santos, B.R.V. Instrumentos de Gestão de Recursos Hídricos Subterrâneos entre Bacias que Partilhem Zonas de Recarga de Aqüíferos. Belo Horizonte e Ouro Preto: Projeto GZRP. Memória Técnica do CETEC. Financiamento Edital 14/2006. FAPEMIG. Duração 2007-2009. Relatório Final. 1 Vol. 2009. 572 p. Anexo: Descrição das Fontes Amostradas; Mapas; Bases de Informação Cartográfica em jpg e shp).

Entre os muitos elementos estudados segue um exemplo de estudo para o cálcio da água de fontes em área do divisor de águas entre as bacias do Paracatu, Alto Paranaíba, São Marcos e São Bartolomeu coletada em fontes (Martins Jr. et al., Projeto GZRP), recobrindo mais de 11.000km2 (Figuras 3.25 a 3.27).

Com base nos resultados da Tabela 3.2, nota-se que a metade dos pontos amostrados possui concentração de Cálcio (mg/l) entre 0,275 e 1,790 (considerando o 1º e 3º quartil). Tem-se que a concentração média do Cálcio é igual a, aproximadamente, 2,05 mg/l, com desvio-padrão igual a 4,252 mg/l. A Figura 3.25 apresenta a distribuição da amostra com relação ao Cálcio. Tabela 3.2 - Estatística Descritiva para o Cálcio. Variável Cálcio (mg /l)

Casos

Média

DesPad

Mínimo

Q1

Mediana

Q3

Maximo

25

2.056

4.252

0.180

0.275

0.460

1.790

19.100

Fonte: dados primários da pesquisa (2009).

Figura 3.26: Diagrama de caixa do Cálcio.

A Figura 3.26 indica que a mediana do Cálcio é de 0,46 mg/l, pois a linha central da caixa encontra-se nesse valor. A variabilidade do Cálcio é representada, no gráfico, pelo comprimento da caixa. Este comprimento é calculado pela diferença do 3º e 1º quartil (1,515 mg/l). Assim, quanto maior o comprimento, maior será a variação do Cálcio. Como um dos objetivos do estudo é comparar o Cálcio entre as áreas na qual pertencem os pontos amostrados, neste caso, realizaram-se as estatísticas descritivas por grupo de áreas para o Cálcio considerando as três campanhas, Tabela 3.3 e Figura 3.26.

Tabela 3.3 - Estatística Descritiva para o Cálcio (mg/l) por área. Área Casos Média DesPad Mínimo Q1

Mediana

Q3

Maximo

Área_3

1

2.990

*

2.990

*

2.990

*

2.990

Área_1

3

0.893

0.957

0.230

0.230

0.460

1.990

1.990

Área_2

6

0.267

0.073

0.180

0.203

0.255

0.335

0.380

Área_4

4

0.448

0.051

0.390

0.398

0.450

0.495

0.500

Área_5

3

1.710

2.210

0.290

0.290

0.580

4.260

4.260

Área_6

3

0.600

0.239

0.340

0.340

0.650

0.810

0.810

Área_7

4

8.800

8.080

1.590

1.990

7.250

17.150

19.100

Área_8

1

0.220

*

0.220

*

0.220

*

0.220

Área_Total

25

2.056

4.252

0.180

0.275

0.460

1.790

19.100

Fonte: dados primários da pesquisa (2009).

A Figura 3.27, indica que a mediana do Cálcio (mg/l) para a área 7 (7,25 mg/l) é maior que as demais áreas, pois a linha central da caixa referente a esta área está na escala acima das demais no eixo mg/l. Além disso, esta área apresenta maior variabilidade do Cálcio do que as outras áreas, pois sua caixa tem comprimento maior. Em resumo, para os dados do Cálcio nas oito áreas, temos um valor mediano (amostral) maior na área 7 e, também, uma maior variação entre os pontos amostrados nesta área. Essas conclusões são válidas apenas para valores amostrais observados.

Figura 3.27 – Diagrama de Caixa para o Cálcio (mg/l) por área.

DINÂMICA das VARIAÇÕES do Cálcio. A Tabela 3.4 apresenta as relações comparativas ente o Ca como obtido em cada campanha.

Tabela 3.4 - Avaliação dos escores entre as Campanhas (1ª, 2ª e 3ª) referente ao Cálcio. Resultados Ca 1ª Campanha 2ª Campanha 3ª Campanha

Pontuação 0.28 0.61 0.46

Estatística 3.35

P-valor 0.188

Conclusão 1ª Cam.=2ª Cam.=3ª Cam.

Nota: – As probabilidades de significância (p-valor) referem-se ao teste de Kruskal-Wallis. – Os valores de p-valor em negrito indicam diferenças significativas. – Os resultados significativos foram identificados com asteriscos, de acordo com o nível de significância, a saber: p-valor < 0.01** (nível de confiança de 99,0%) e p-valor < 0.05 * (nível de confiança de 95,0%). Fonte: Dados da pesquisa própria com apoio da FAPEMIG.

Comparando-se as três campanhas quanto ao Cálcio, não foi verificada diferença significativa em relação às campanhas, pois a estatística apresentou um valor-p de 0.188. Neste caso, há evidência suficiente para afirmar que a concentração do Cálcio (mg/l) é igual entre as campanhas. Este resultado pode ser visto na Tabela 16. Por decorrência, pode-se admitir que os valores de Ca dissolvido seriam em si indicativos de condições ambientais e talvez o mesmo processo de infiltração nas águas superficiais e subterrâneas como equivalentes sobre o conjunto de pontos amostrados. Esse é, portanto, o tipo de estudo que aplicado a cada íon e aníon permite que se decida sobre a qualidade de um ponto ou trecho amostral como referências atendidas às condições acima especificadas. As Figuras 3.28a, b e c integram a visão da ocorrência do Ca nas três campanhas. ESTRATÉGIA AMOSTRAL de MONITORAMENTO O monitoramento deve ser contínuo no tempo, é de difícil amostragem, caro e de difícil operação em campo. Para tanto, o método aqui proposto e a escolha das variáveis pH, Eh, condutividade elétrica, temperaturas, OD e DBO por serem mais fáceis de serem obtidas servem como indicadores de custos mais baixos por poderem apontar para mudanças ambientais mais profundas, tanto do ponto de vista da química quanto biótico. Essas medições realizadas para os pontos amostrais de verificação da qualidade da água devem ser comparadas com as amostragens dos pontos e trechos referenciais e assim se terá um quadro de indicações de possíveis locais poluídos e com custos menores. Somente os pontos de indicações de alterações físico-químicas podem então ser amostrados para os íons e aníons previstos. Como funciona, portanto, o sistema referencial em relação aos locais amostrais para controle de poluição? Tendo-se um quadro sempre cada vez mais preciso das condições normais de assinaturas hidrogeoquímicas pode-se acompanhar as amostras das várias localidades nas quais se

monitoram a poluição a partir das relações entre vários pontos amostrais, a legislação e os pontos e trechos referenciais. Com efeito, esses referenciais nos dão os teores normais das assinaturas hidrogeoquímicas e assim, os pontos de amostragem para poluição podem ser analisados de modo comparativo e em relação com a legislação concomitantemente. Para se evitar amostrar todos os pontos escolhidos estrategicamente como pontos de controle da poluição, esses mesmos pontos podem ser amostrados periodicamente somente dos pontos de vista dos parâmetros pH, Eh, condutividade, temperaturas, OD e DBO de modo a se obter por meios dessas variáveis físico-químicas as probabilidades de se ter amostrado um local poluído ou não. Essa estratégia é a menos cara e os custos de análises de íons e aníons e de biocidas ficam somente para aqueles locais em que as variáveis físico-químicas apresentam indicações de alteração segundo os locais referenciais a montante do local de amostragem para poluição.

Cálcio – Ca

Figura 3.28a

Figura 3.28b

Figura 3.28c

Figura 3.28 – Resultados analíticos sobre o íon Ca em água de fontes. A Figura 3.28a é de Junho de 2007, a Figura 3.28b é de setembro de 2007 e a Figura 3.28c é de agosto de 2008.

CONTEXTO da IRRIGAÇÃO São as seguintes variáveis: SAR - taxa de absorção de Na, CSR – carbonato de Na residual. CONTEXTO da GEOTECNIA APLICADA São as seguintes variáveis:  índice de saturação de Langelier, índice de Larson, áreas de erosão atual, áreas de instabilidade, profundidade do nível freático, taxa areal de progressão da erosão, áreas de vulnerabilidade aos vários tipos de fundações, direções

angulares de fraturamentos, fontes e nascentes como áreas para segurança, zonas de recarga como áreas de segurança. CONTEXTO dos RECURSOS MINERAIS São as seguintes variáveis:  áreas de jazimentos sabidos, áreas de pesquisa mineral, áreas em mineração, áreas em descomissionamento, áreas descomissionadas, fontes de poluição, eventos comuns de impactos sobre corpos hídricos como mortandade de peixes. Esse contexto segue as regras da pesquisa de ocorrências e de jazimentos. Por certo que as noções de Distritos minerais e Províncias minerais são compatíveis com a noção de zoneamentos de bacias hidrográficas. Todavia, esse tipo de zoneamento não é ambiental, mas é um tipo de zoneamento que pode fornecer informações básicas para os pontos e trechos amostrais de referência para qualidade da água ou para a assinatura hidrogeoquímica. Serve também como um zoneamento para gestão das atividades minerárias dentro de bacias hidrográficas, sob os vários aspectos que interessam à gestão de bacias, que são: (1) potenciais de exploração mineral (2) localização de jazimentos em relação com áreas sensíveis da bacia (3) estudos de condições de risco ante a sensibilidade de áreas e a exploração mineral (4) questões ligadas a ocupação do espaço com as atividades de logística de transporte do mineral minério e (5) questões de ocupação do território entre essas, as questões de crescimento urbano e de conurbação. O zoneamento de bacias hidrográficas em função dos recursos minerais exploráveis ou em exploração pode seguir a carta metalognética e a distribuição de minerais que estejam fora do tipo metálico. Ademais, deve incluir as minerações em atividade, a em descomissionamento, as já descomissionadas e as atividades em fase de pesquisas. Nesse sentido deve-se retomar a produção inovadora do ano de 1981, apresentada por esse autor que é a Carta Mineira com os novos condicionantes da classificação das sub-bacias e/ou dessas com os Distritos ou ainda a Províncias. CONTEXTO da SEDIMENTOLOGIA São as seguintes variáveis:  descarga sólida total e granulometria de sedimentos. Esse contexto serve diretamente para dar suporte aos estudos de erosão natural, erosão induzida e de dispersão de resíduos como em atividade de mineração e da construção civil. Do ponto de vista da erosão pode-se considerar uma carta base de erodibilidade de solos, rochas e formações superficiais e as sub-bacias e a classificação dessas sub-bacias em decorrência dessa distribuição de base da erodibilidade. No caso, a carta de erodibilidade pelos grupos de sub-bacias informará as condições de base e as condições de erosão e transporte de sedimentos será o complemento para se averiguar um conjunto de relações expressivas:

(1) |áreas em erosão x transporte de sedimentos| (2) |áreas de deposição x áreas erodidas| (3) |repercussão de áreas erodidas x impactos sobre cursos d’água| (4) |perda de vazão x diminuição de hidropotencial para produção de energia de fonte hidroelétrica| e (5) perda de calagem para navegabilidade. O símbolo de duas barras equivale ao símbolo de intervalo aberto e nesse caso tem dois significados compatíveis (1) a possibilidade de mais de uma fonte de poluição a montante e (2) o fato de poder ser erosão natural ou erosão induzida. Esse modo de estabelecer um zoneamento de bacia hidrográfica é um processo inovador para a gestão geo-ambiental e econômica. Trata-se dos Zoneamentos das Fontes de Erosão, Processos de Transporte e Sedimentação com Impactos Ambientais como um tema especial e de importância prática notável. CONTEXTO das ÁREAS SENSÍVEIS São as seguintes variáveis das áreas sensíveis:  áreas de zonas de recarga, áreas precisas de recarga, áreas de inundação permanente e temporária, fontes e nascentes, pântanos, brejos, florestas de galerias, áreas típicas ecológicas, Veredas, áreas de alta declividade etc. As aplicações das variáveis se dão em diversos tipos de classificações em áreas homogêneas do terreno de uma bacia. Esse conjunto de mapas que classificam os terrenos da bacia por subsistemas (geossistemas, solos, circulação hídrica, agricultura, etc.), ou por sub-bacias ou eventualmente por temas de fundo com objetivos específicos, como, por exemplo, a erosão, a aptidão de solos etc, que constituem partes do primeiro método da sequência de zoneamentos ecológicos, a saber, (M-1) método de zoneamento das subbacias em áreas homogêneas ZSAH. As variáveis acima citadas e classificadas como de áreas sensíveis devem ser expressas em hectares ou km2 em função das dimensões de áreas. Devem ser desenhadas em mapas como áreas de especial destaque e em quaisquer dos métodos de classificação em áreas homogêneas, recomenda-se que essas áreas sensíveis sejam medidas em cada sub-bacia. Poderá ser que uma sub-bacia possa estar totalmente ligada a uma ou mais áreas sensíveis e isto trará para essa sub-bacia um status particular nos modelos de gestão geo-ambiental e econômico. (M-2) é o método integrado de zoneamento das sub-bacias e de temas focais ZSTF, para o qual se pode usar as mesmas variáveis acima descritas, em especial as variáveis de áreas sensíveis, sendo que essas áreas podem ser um dos possíveis temas focais. RESULTADOS da ABORDAGEM PLURIDISCIPLINAR Definiu-se que a Abordagem pluridisciplinar tem por característica tratar dados provenientes de sistemas que estejam em imediata vizinhança, em geral, com não muito mais do que 3 a 5 tipos de variáveis. Seus produtos são sempre por objetivos e entre eles

pode-se citar a carta de Aptidão de Solos, as cartas de geopotenciais hidroelétricos para quaisquer ordens de exploração, grandes, pequenas e minicentrais hidroelétricas, construção de vias de longas distâncias e mesmo vias vicinais, silvicultura e industrialização rural, entre outros Temas. Tabela 3.5 – Interseções mais marcantes de Temas para produção de resultados pluridisciplinares como indicados nas colunas1. Temas pluridisciplinares

Climatologia aplicada

Litoestratigrafia expressão superficial

Hidrogeologia

1

1

Reflorestamento de nativas

2

2

Uso de Culturas e cultivares

2

Corredores florestais ecológicos e econômicos

1

1

1

2

Hidrologia

1

1

1

1

1

1

2

1

1

1

1

1

2

1

1

1

1

Agronomia

1

1

1

2

2

2

2

1

2

1

1

Aptidão de solos Geotecnia aplicada

Topo grafi a

Uso da terra

Vegetação natural

2

Economia rural

Pedo logia

1

1

– Com o número 1 mostram-se as várias possibilidades de integrar, de modo direto, os diversos temas e variáveis de vários tipos, tais como:  hidrológico, climatológico, lito-estratigráfico, geológico estrutural, vegetação, uso da terra, engenharia florestal, agronomia, culturas, cultivares, variáveis de economia rural, geomorfologia, pedologia, aptidão dos solos, drenagem, topografia, geotecnia aplicada, cartografias em geral, limnologia, minicentrais hidroelétricas, geopotenciais hidrológicos, energia de biomassa, e outros mais disponíveis. Com o número 2 indicam-se integrações secundárias, também importantes em diversos casos.

A Tabela 3.5 apresenta temas objetivos de geotecnia, florestamento, corredores ecológicos e econômicos, plantação de determinadas culturas e cultivares em uma perspectiva de ciências disciplinares articuladas para um modelo de integração pluridisciplinar de auxílio à decisão. Os Temas disciplinares vêm necessariamente constituir uma ampla base de dados de caráter ecológico incluindo o substrato e a vegetação natural como os mais expressivos. Diversos métodos de suporte a essas cartografias por objetivos com bases em zoneamentos ecológicos são os organogramas / fluxogramas / modelagens geomatemáticas / cartografia regional de bacia / cartografia regional com as sub-bacias de 3ª ordem / classificação de unidades geo-ecológicas ou mesmo simplesmente ecológicas.

PERDA UNIVERSAL DE SOLOS Este tema é apresentado em uma série de Tabelas de 3.6 a 3.18 nas quais se consideram diversas formulações de medições dos fatores de perda universal dos solos. As referências são citadas nas tabelas e ao final. Esta síntese esteve sob orientação deste autor com o mestrando Marco Antonio Martins Cantisano (Eng. geólogo). A perda universal é um fenômeno normal embora seja em muito afetado pela intervenção antrópica que pode ampliá-la de modo notável ainda abaixo do processo erosivo strictu senso. A passagem da condição de perda natural universal ao processo erosivo é assunto de maior interesse para se poder avaliar as condições de conservação dos solos, e do uso das boas práticas com sucesso. As relações de perdas previsíveis à condição de perda real oferecem a diferença que pode ser atribuída aos efeitos da ação humana. Portanto, esse tipo de estudo deve fazer parte do processo de avaliação sub-regional a regional das condições de uma bacia hidrográfica. Os fatores cartografáveis são: A Perda de solos (ton / acre / ano) R Fator de chuva e de escoamento superficial K Fator de erodibilidade do solo L Fator de comprimento da vertente S Fator do gradiente da vertente C Fator de uso e manejo do solo P Fator de prática conservacionista Todos esses fatores podem ser expressos na cartografia em relação aos vários tipos de áreas do terreno tanto nas bacias quanto nas propriedades rurais.

Tabela 3.6 - Tabelas de definições e de significados das variáveis paramétricas. Wischmeier, W.H. & Smith, D. D. Predicting Rainfall Erosion Losses – A Guide to Conservation Planning. U.S. Department of Agriculture. Agriculture Handbook. n. 537. 1978. 58 p. A Perda de solos (ton / acre / ano) R Fator de chuva e de escoamento superficial K Fator de erodibilidade do solo L Fator de comprimento da vertente S Fator do gradiente da vertente C Fator de uso e manejo do solo P Fator de prática conservacionista

Variável a ser calculada normalmente por unidade de área para o conjunto de um campo É o número de unidades de índice de erosão da chuva mais um fator para o escoamento do degelo ou água de uso onde tal escoamento seja significante É taxa de perda de solo pelo índice de erosão para um solo específico quando medido em um lote unitário o qual é definido como o comprimento de 22 m (72. 6 pés), em um declive uniforme de 9% em um contínuo alqueive. É a razão de perda de solo para um comprimento de vertente sob condições normais em comparação com aquela de 22 m de comprimento em condições de alqueive. É a razão de perda de solo para gradiente de vertente sob condições normais em comparação com um gradiente de 9% em condições de alqueive. É a razão de perda de solos para uma área com específicas condições de uso e manejo em relação a uma área em contínuo alqueive É a razão de perda de solos com a utilização de uma prática conservacionista (plantio em nível, terraceamento etc.) com relação a um plantio de declive abaixo.

Tabela 3.7 – O Fator R do índice de erosividade. É um índice numérico que expressa a capacidade da chuva, esperada em dada localidade, de causar erosão em uma área sem proteção. Quando os outros fatores, à exceção da chuva, são mantidos constantes, as perdas ocasionadas pelas chuvas nos terrenos cultivados são diretamente proporcionais ao valor do produto de duas características da chuva: sua energia cinética total e sua intensidade máxima em 30 minutos (Bertoni et al., 1975). Esse produto representa um termo de interação, que mede o efeito R de como a erosão por impacto, salpico e a turbulência combinam-se com a enxurrada para transportar as partículas de solo desprendidas. Define a erosividade como a habilidade potencial da chuva para causar erosão, sendo função de suas características físicas tais como duração, quantidade, Índice de erosividade distribuição, intensidade etc. A erosividade da chuva é uma função da sua intensidade, quantidade e da chuva frequência. A variação do diâmetro da gota da chuva altera o resultado do cálculo da energia cinética pela fórmula própria O fator usado para estimar a perda anual média de solo tem que incluir os efeitos cumulativos das muitas tempestades de tamanho moderado, bem como os efeitos de algumas ocasionais severas; o índice não inclui as forças erosivas de escoamento através do degelo ou da irrigação (Wischmeier & Smith, 1978).

Tabela 3.8 – O fator P

P Fator de prática conservacionista

Tabela com valores de P para algumas práticas conservacionistas relacionadas ao comprimento e ao gradiente da vertente (Wischmeier & Simth, 1978). Definiram como a relação entre a quantidade de solo perdido por uma determinada prática conservacionista e a quantidade de solo perdido sob cultivo em vertentes abaixo, considerando-se iguais as condições para os demais fatores. É a intensidade esperada de perdas de solo com determinada prática conservacionista e as perdas de solo quando a cultura esta plantada no sentido do declive - morro abaixo. (Bertoni et al.). É uma função das classes de declive (Silva, 1978). Valores para o Brasil são apresentados em Marques et al. (1961).

Tabela 3.8 – O Fator K de erodibilidade do solo utilizável na cartografia de erodibilidade como proposta para a Certificação da Qualidade Geo-ambiental e Econômica do Uso dos Solos.

K Fator de erodibilidade do solo

Baseia-se em três propriedades físicas: a relação de dispersão razão entre teor de silte mais argila dispersa e teor de silte mais argila em amostra não dispersada], a relação de argila total para equivalente de umidade e a relação de erosão. Observou que a estabilidade dos agregados seriam um bom indicador da erodibilidade. Método nomográfico de cálculo da erodibilidade baseada em 5 parâmetros: percentagem de silte mais percentagem de areia muito fina, percentagem de areias maiores que 0,1 mm, percentagem de matéria orgânica, estrutura e permeabilidade Refere-se a propriedades intrínsecas dos solos que afetam velocidade de infiltração, permeabilidade e capacidade total de armazenamento de água, resistência às forças de dispersão, salpico, abrasão e transporte pela chuva e o escoamento (Bertoni et al., 1975). Resulta das propriedades que afetam sua capacidade de infiltração determinado a quantidade e a intensidade do deflúvio e as propriedades que influenciam sua capacidade em resistir à desagregação e ao transporte pela ação erosiva das gotas de chuva e do deflúvio (Wischmeier & Mannering, 1969; Silva e Freire 1978). É definido como sendo a susceptibilidade de um solo à erosão. Propriedades que afetam são basicamente textura e estrutura, que influenciam a capacidade e velocidade de infiltração das águas pluviais Expressa a influência das propriedades químicas e físicas do solo na erosão, através da infiltração, permeabilidade, capacidade retenção da água, resistência à dispersão, aplastamento, abrasão e as forças de transporte.

Tabela 3.9 – O fator LS

LS É a relação esperada de perda de solos por unidade de área Fator comprimento em declive qualquer em relação a perdas de solos e gradiente da correspondentes de uma parcela unitária de 25 m de vertente comprimento com 9 % de declive. (Bertoni et al., 1975) Tabela 3.10 – O fator de uso e manejo de solos.

C Fator de uso e manejo do solo

É a relação esperada entre as perdas de solo de um terreno cultivado em dadas condições e as perdas correspondentes de um terreno mantido continuamente descoberto e cultivado (Bertoni, 1975). Reflete a ação conjugada dos efeitos da vegetação e de seu manejo em relação à diminuição das perdas de solo (Silva, 1978). Envolve o manejo, que inclui combinações de cobertura vegetal, seqüência de cultivos, estado fenológico etc. Relaciona-se com os aspectos agronômicos e climáticos. Reflete a combinação dos efeitos dos seguintes fatores: cobertura vegetal, seqüência de cultivo, níveis de produtividade, clico da planta, práticas culturais, manejo dos restos culturais e distribuição das chuvas. Relaciona-se à seqüência de cultivos, produtividade e o tempo em que o solo permanece descoberto ou totalmente coberto, a quantidade de resíduos mantidos na superfície, incorporados ou semi-incorporados, o grau de revolvimento do solo, o efeito do cultivo anterior, as campinas, o tratamento para eliminar ervas daninhas e grau de rugosidade do solo. Define como sendo a razão entre as perdas de solo de uma parcela cultivada sob condições específicas de manejo, e as correspondentes a uma parcela mantida continuamente limpa e preparada para plantio. É um fator combinado que reflete a influência de: seqüências da cobertura vegetal no caso de cultivos, tipos de cobertura vegetal, e quantidade de chuva que cai durante os períodos em que as práticas agrícolas deixam os solos desprotegidos.

Tabela 3.11 – Equações para determinação dos fatores da equação geral de perda universal de solos.

VARIÁVEIS

EQUAÇÃO ORIGINAL [Wischmeier et al., 19580)

E = 916 + 331 Log10 [Wischmeier & Smith, 1978]

COMENTÁRIOS / UNIDADES Ec = energia cinética - kg/ m ha I = intensidade da chuva - mm/ h Y é energia cinética em ton. curta-pé / acre-polegada de chuva

[Lombardi Neto 1977]

X é a intensidade da chuva em polegadas / hora

EI R = 30 100

E é a energia cinética em péston / acre-polegada I é a intensidade em polegadas / h

R Fator de erosividade da chuva

E = 210, 2 + 89Log10 I

EI = média mensal do índice de erosão de Wischmeier r = precipitação média mensal em milímetros p = precipitação média anual em milímetros R = índice de erosão pluvial E = energia cinética da chuva (J/m2) I30 = máxima intensidade de chuva em 30 minutos (cm/h) I = a intensidade do intervalo em cm / h E = energia medida em joules/ m2 por cm de chuva

Tabela 3.12 – Equações para determinação do Fator de erodilidade do solo. VARIÁVEIS

K Fator de erodibilidade do solo

EQUAÇÃO ORIGINAL

100K = 2,1M 1,14 (10 −4 )(12 − a ) + 3, 25(b − 2) + 2,5( c − 3)

[Wischmeier & Smith, 1978]

M = (100 − % arg ila )[%(lim o + areia fina ]

COMENTÁRIOS / UNIDADES M = o, parâmetro tamanho da partícula definido acima a = % de matéria orgânica b = código de estrutura de solos da classificação de solos, e c = classe de permeabilidade do perfil A - % de matéria orgânica B - número correspondente a estrutura do solo segundo a seguinte codificação: 1, grânulo muito fino e grumo muito fino (10mm) C - classe de permeabilidade do perfil, segundo a seguinte codificação do USDA - Manual of Soil Survey: 1.rápida a muito rápida 2. mediamente rápida 3. moderada 4. moderadamente lenta 5. lenta 6. muito lenta

Tabela 3.13 – Equações para determinação do Fator de comprimento e declividade da vertente. VARIÁVEIS

EQUAÇÃO ORIGINAL

LS =

COMENTÁRIOS / UNIDADES

L (1, 36 + 0,97S + 0,1385S 2 ) 100

T = 0,145D1,18 T = 0,166C1, 63 LS

Fator de comprimento e declividade da vertente

m

 λ  2 LS =   65,41 sen θ + 4,56 sen θ + 0,065  72,6  [Wischmeier & Smith, 1978]

(

 λ  LS =    72,6 

)

m

[Wischmeier & Smith, 1978]

(

S = 65,41 sen 2 θ + 4,56 sen θ + 0,065 [Wischmeier & Smith, 1978]

)

L = comprimento do declive em metros S = grau de declive em percentagem T = perdas de terra em quilos / unidade de largura / unidade de comprimento D = grau de declive do terreno, em percentagem T = perdas de terra em quilos / unidade de largura C = comprimento de rampa do terreno, em metros λ = comprimento do declive em pés θ = ângulo de declive m = 0,5 se percentagem do declive for 5 % ou mais 0,4 se for 3,5 a 4% 0,3 se for 1 a 3% 0,2 se for menor do que 1%. λ = comprimento do declive em pés m = assume aproximadamente os valores dados na equação LS na seção anterior. θ = ângulo de declive.

Tabela 3.14 – Equações para determinação do Fator de comprimento e declividade da vertente. VARIÁVEIS

EQUAÇÃO ORIGINAL

E = 1,03D 0 , 65 C0 , 87 [Bertoni, 1959] LS

Fator de comprimento e declividade da vertente

[Wischmeier & Smith, 1958]

COMENTÁRIOS / UNIDADES

E = perda de solo em t / acre S = declividade em porcentagem E = índice de erosão D = declividade e C = comprimento do declive

LS = 0,00984C0 , 63D1,18 [Bertoni, 1959]

LS = fator topográfico C = comprimento do declive em metros

T = 0,018D1,18 C1, 63 [Bertoni, 1959]  λ  L=   22,1

m [Mopt, 1992]

( 0,43 + 0, 30S + 0,0435S 2 ) S= 6,613 [Mopt, 1992]

D = declividade em percentagem T = perdas de terra em quilos / unidade de largura D = grau de declive do terreno, em percentagem C = comprimento de rampa do terreno, em metros L = comprimento do declive λ = comprimento do declive em metros m = expoente influenciado principalmente pela interação entre o comprimento do declive e o declive S = declive em percentagem

Tabela 3.15 – Equações para determinação do Fator de comprimento e declividade da vertente. VARIÁVEIS

EQUAÇÃO ORIGINAL

 λ   (0,43 + 0,30S + 0,0435S 2 )  LS =     6,613  22,1    m

LS

Fator de comprimento e declividade da vertente

COMENTÁRIOS / UNIDADES

LS = fator topográfico λ = comprimento do declive em metros [Mopt, 1992] m = expoente influenciado principalmente pela 0,5 interação entre o  λ   LS =  (0,065 + 0,0454S + 0,0065S 2 ) comprimento do declive  22,1  e o declive S = declive em porcentagem = λ0,5 (0,0138 + 0,009655S + 0,00138S 2 ) para declives menores de 20% e comprimento LS = fator topográfico λ = comprimento do declive de declive menores que 350m [Mopt, 1992] em metros S = declive em porcentagem 0 ,6 1, 4  λ  S LS = fator topográfico LS =     λ = comprimento do declive  22,1   9  em metros para declives maiores que 20% [Mopt, 1992] S = declive em porcentagem LS = fator topográfico λ = comprimento do declive 0,3  λ   0,043 + 0,30S + 0,043S 2  em metros LS =     S = declive em porcentagem , , 22 1 6 613     LS = fator topográfico para declives menores que 9% [Wischmeier, 1982] λ = comprimento do declive 0,3 1, 3 em metros  λ  S S = declive em percentagem LS =     para declives iguais

 22,1   9 

ou maiores que 9% [Wischmeier, 1982]

Tabela 3.16 – Exemplo de medições de fração de perda de solos calculados para vertente em função das variações de declividades. Número de segmentos 2 3

4

5

Seqüência Fração de Perda de numérica Solos dos m=0,5 m=0,4 m=0,3 segmentos 1 0.35 0.38 0.41 2 0.65 0.62 0.59 1 0.19 0.22 0.24 2 0.35 0.35 0.35 3 0.46 0.43 0.41 1 0.12 0.14 0.17 2 0.23 0.24 0.24 3 0.30 0.29 0.28 4 0.35 0.33 0.31 1 0.9 0.11 0.12 2 0.16 0.17 0.18 3 0.21 0.21 0.21 4 0.25 0.24 0.23 5 0.28 0.27 0.25

Fração de perda i m + 1 − (i − 1)m + 1 = N m +1 onde:

de

solo:

i = seqüência numérica dos segmentos. / m = expoente comprimento da vertente (0,5 para declives ≥ 5%. 0,4 para declives de 4% e 0,3 para 3% ou menos). / N = número de segmentos de igual comprimento dentro daquele na qual o declive foi dividido.

Tabela 3.17 – Valores do fator topográfico, LS, para combinações específicas de comprimento da vertente e declividade. onde: λ = comprimento da vertente em pés / m = 0,2 para gradientes < 1%, 0,3 para declives entre 1 e 3%, 0,4 para declives entre 3,5 e 4,5%, 0,5 / para declives iguais ou maiores que 5% / θ = ângulo de declive. (Para outras combinações de comprimento e gradiente, interpole entre os valores adjacentes). Percentagem de declive

25

0.2 0.5 0.8 2 3 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20

0.060 0.073 0.086 0.133 0.190 0.230 0.268 0.336 0.496 0.685 0.903 1.15 1.42 1.72 2.04

Comprimento de vertente (em pés) 50

75

0.069 0.083 0.098 0.163 0.233 0.303 0.379 0.476 0.701 0.968 1.28 1.62 2.01 2.43 2.88

0.075 0.090 0.107 0.185 0.264 0.357 0.464 0.583 0.859 1.19 1.56 1.99 2.46 2.97 3.53

100 0.080 0.096 0.113 0.201 0.287 0.400 0.536 0.673 0.922 1.37 1.80 2.30 2.84 3.43 4.08

150 0.086 0.104 0.123 0.227 0.325 0.471 0.656 0.824 1.21 1.68 2.21 2.81 3.48 4.21 5.00

200

300

400

500

600

800

1000

0.092 0.110 0.130 0.248 0.354 0.528 0.758 0.952 1.41 1.94 2.55 3.25 4.01 3.86 5.77

0.099 0.119 0.141 0.280 0.400 0.621 0.928 1.17 1.72 2.37 3.13 3.98 4.92 5.95 7.07

0.105 0.126 0.149 0.305 0.437 0.697 1.07 1.35 1.98 2.74 3.61 4.59 5.68 6.87 8.16

0.110 0.132 0.156 0.326 0.466 0.762 1.20 1.50 2.22 3.06 4.04 5.13 6.35 7.68 9.12

0.114 0.137 0.162 0.344 0.492 0.820 1.31 1.65 2.43 3.36 4.42 5.62 6.95 8.41 10.0

0.121 0.145 0.171 0.376 0.536 0.920 1.52 1.90 2.81 3.87 5.11 6.49 8.03 9.71 11.5

0.126 0.152 0.179 0.402 0.573 1.01 1.69 2.13 3.14 4.33 5.71 7.26 8.98 10.9 12.9

Tabela 3.18 – Fatores, variáveis e mensuração. *F= força, L= comprimento; M= massa; T= tempo; m= expoente que varia de 0,2 a 0,5 (modificado de Foster et al., 1981) Fatores intensidade de chuva energia da chuva por unidade pluvial

Símbolos

Dimensões

Dimensional

Unidades

i ou I

comprimento / tempo

l/f*

e

compr.-força / área x compr.

l x f / l2 x l

milímetro / hora megajoule/ hectare x milímetro megajoule x milímetro/ hectare x hora quilograma / metro2 megajoule x milímetro / hectare x hora x ano toneladamétrica x hectare x hora / hectare x megajoule x milímetro

comprim.-força L – f x l / l2 x x comprimento. t / área x tempo massa / área x m / l2 x t tempo

Sistema internacional mm / h mj / ha x mm

erosividade de tempestade

Ei

perda de solo

A

erosividade anual

R

compr.-força x compr. / área x tempo x tempo

K

massa x área x tempo / área x compr.- força x compr.

L

(comprim./ comprim.)2

(l / l) m

m

m

S

adimensional

_

%

_

C

adimensional

_

sem unidade

_

P

adimensional

_

sem unidade

_

erodibilidade do solo

comprimento de vertente declividade de vertente manejo de culturas práticas conservacio-nistas

l – f x l / l 2x txT

m l2 x t / / l2 x l – f x l

mj x mm / ha xh kg / m2 mj x mm / ha xhxa

t x ha x h / ha x mj x mm

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4 ZONEAMENTOS ECOLÓGICOS – Gestão de Bacia Hidrográfica – Primeira Fase de Auxílio à Decisão sobre o Uso da Terra

Palavras-chave: Fase de auxílio à decisão, zoneamentos ecológicos, três métodos, aspectos a estudar.

Tendo-se discutido nos capítulos anteriores as bases de classificações das terras em unidades homogêneas e o significado dessa ‘representação homogeneidade/ heterogeneidade’ apresentou-se também as variáveis paramétricas mais importantes que permitem classificar de modo substancial os territórios. A partir de projeto de tese em que se utilizou o método da análise fatorial em modo R para estudo da bacia oceânica, em novo encontro com esforços de pesquisadores (Huang & Ferng, 1990, a, b) pudemos adotar certas formas de estudos da paisagem reportandoas ao estudo de bacia hidrográfica de modo a se poder tornar explícita as Abordagens inter- e trans- disciplinares e o sentido complexo e múltiplo da classificação, deste modo de fato utilitária. Estes autores deram importante passo no trato com a complexidade territorial. A classificação em si é um método de estudo e determinações para o auxílio à decisão. Ficou claro que o método (M-1) é particularmente um método de classificação com facetas caleidoscópicas para o sentido utilitário de decidir sobre atividades econômicas múltiplas sobre sete aspectos mais notáveis, a saber: (1) dos vários geossistemas e modos de expressar suas associações entre rochas, geoformas do relevo, solos e formações superficiais no sentido da Geotecnia, (2) das sub-bacias segundo a morfometria das mesmas, (3) do uso dos potenciais ideais da terra para fins agroflorestais e pastoris, (4) da Geotecnia para fins de segurança, de mitigação e de construções de engenharia, (5) da quantidade, qualidade e circulação das águas subterrâneas e superficiais, (6) da vegetação e áreas de projetos agrícolas (7) da capacidade assimilativa dos cursos d’água na qual a questão do potencial de depuração natural das águas superficiais ante a poluição se faz questão. A classificação em áreas homogêneas é o que de comum se denomina por zoneamento ecológico e econômico. Este é um dos temas com o qual se deve iniciar a sequência de estudos sobre instrumento de gestão, lembrando-se sempre que os mapeamentos disciplinares, portanto, como uni-sistemas constituem a base de toda informação. Nos capítulos seguintes 5 e 6 resolve-se questões ainda fundamentais das relações de sistemas abertos como as rochas / geoformas / solose as zonas de recarga e áreas

precisas de recarga como aspectos essenciais e abertos do processo de auxílio à decisão, ainda como fatores naturais e temas centrais aos zoneamentos. A discussão sobre os instrumentos de gestão ambiental, energética e econômica é, portanto um dos outros passos seguintes àqueles. Quanto aos zoneamentos constituem-se dois tipos gerais básicos:  os zoneamentos ecológicos ZE-L, os zoneamentos econômicos ZE-N. Na sequência desses dois tipos gerais podem vir os zoneamentos ecológicos e econômicos, que têm a característica de serem zoneamentos com objetivos econômicos estritos como fator norteador do zonemento. Um grupo de zoneamentos muito particulares são os estados das condições em que se encontram os territórios já que este tema não precisa forçosamente aparecer nos zoneamentos ecológicos. Trata-se, portanto, da descrição dos estados de Preservação – eP, de Conservação – eC, e de Degradação – eD dos territórios tema inovador desenvolvido no ano de 2012 (Martins Jr, 2012). Como instrumento seguinte deve-se trabalhar com o ‘Desenho de Uso Optimal do Território’ – DUOT, que se deve realizar com cenários convenietes DUOT-Ci (i= 1 a n). Por fim, o sistema de Certificações da Qualidade da Produção – CQP – geo-ambiental e econômica de bacia hidrográfica e dos vários tipos de propriedades rurais. Apesar de ser uma prática já consagrada, o zoneamento ecológico é visto aqui de diversos modos que podem traduzir a complexidade dos sistemas naturais. Assim deve-se perfeitamente usar o termo ‘zoneamentos ecológicos’ no plural, em virtude do fato de que estes zoneamentos podem ser realizados de diversos modos ante a complexidade e variedade de questões relativas aos vários sistemas naturais inorgânicos e orgânicos em articulação. Apresenta-se neste capítulo o grupo de zoneamentos ecológicos como atividade fundamental e produto científico essencial para a gestão ambiental, energética e econômica de bacias hidrográficas, bem como para estudar a produção econômica nelas instaladas, seja para produção de energia seja para as indústrias de alimentação e de transformação. Por toda parte em nosso País, a partir da década de 1980, a evolução da tecnologia agrícola permitiu um aumento de produtividade sem que a demanda por novas terras agrícolas fosse proporcional ao aumento de produção. Todavia, a demanda por novas terras não deixa de ser um fato, e imperativo, como parte de um aumento crescente da população humana e do comércio internacional. A Amazônia sofre por depredação com 18% das terras desmatadas já abandonadas em 2006. Por outro lado, a questão da produção de alimentos, de produção de energia associada às questões de segurança ambiental, também ligadas às mudanças climáticas provocam novas demandas por terras, e essas seguramente poderão ser muito fortes, tanto para a produção de cana de açúcar e etanol, quanto de plantas oleaginosas (biodiesel). Regionalmente as demandas por terras são críticas para regiões já tão impactas como nos Estados de São Paulo e Minas Gerais e Mato Grosso.

Seguramente que o aproveitamento de pastagens usadas e/ou abandonadas parcial ou totalmente, servirá para se resolver a pressão de demanda sobre novas áreas para desmatamento, pelo menos em tese, já que a ação normativa e de controle do Estado Federal ainda é fraca ou pelo menos de pouca eficiência. Isto é sabido, já que a tradição histórica no País é predatória e as funções de monitoramento, controle e punição são ineficientes ante os interesses econômicos e políticos. Questões ligadas às minerações e ao planejamento do território são críticas em diversas bacias, tais como as bacias do Paraíba do Sul e do rio das Velhas. Neste capítulo fica configurado o fato de que, embora se tenha um foco central na questão agrícola, pastoril, florestal e de industrialização rural, essas questões não estão dissociadas de outras questões, inclusive urbanas. Ligam-se, todavia, com o aspecto fundamental do sucesso para a gestão ambiental de bacias, que devem se fundamentar no conceito de Ordenamento do Território, que se define como:  o conjunto de técnicas, métodos, produtos de gestão informatizados e as ações administrativo-gerenciais que orientam as ações de se diagnosticar, planejar, prognosticar, programar e ordenar as atividades humanas dentro de territórios, de modo a criar condições de máxima produtividade, evitando todavia o crescimento de entropia interna ao sistema com a condição de determinar marcha para condições de irreversibilidades críticas, em quaisquer parcelas dos sistemas naturais, de cada subsistemas em específico como também das espécies de plantas e animais. ZONEAMENTOS ECOLÓGICOS Os Zoneamentos Ecológicos ZE-L, baseados em múltiplas ciências, portanto pluridisciplinares e interdisciplinares se, constituem como técnicas fundamentais para o planejamento regional ambiental tanto quanto para o planejamento socioeconômico, como uma parte dos procedimentos interdisciplinares fundamentais para o Ordenamento do Território. Diversos zoneamentos têm sido realizados no País, tais como o zoneamento ecológico ZE-L de Minas Gerais, executado na Universidade de Lavras e o zoneamento ecológicoeconômico ZEE do Estado do Maranhão. O Estado do Rio de Janeiro possui lei que dá diretrizes ao ZEE – Lei 4.063 de 02/01/2003. Oliveira (2004) em dissertação aponta para o aspecto absolutamente fundamental da abordagem ZE-L. Em pesquisas anteriores (Martins Jr. & Rosa, Projeto MDBV, 1992-1994; Martins Jr. et al., 1993-a, 1993-b, 1994-a, 1994-b, 1998) e nos capítulos 1 a 3 utilizou-se da noção de “classificações em áreas homogêneas de sub-bacias” (utilizando-se de todas ordens contadas do rio principal para os cursos próximos aos divisores de águas com outras bacias), como efetivos métodos de zoneamentos multi-sistemas / multi-objetivos, tendo como aspecto fundamental delinear áreas homogêneas para o gerenciamento de terras. São ferramentas informatizáveis  o Zoneamento Ecológico (ZE-L), o Zoneamento Econômico ZE-N e o Zoneamento Ecológico-econômico (ZEE), dos quais o ZE-L é o foco principal desse capítulo. Esse triplo Sistema Básico de Instrumentos de Gestão, com os vários tipos de zoneamentos ecológicos ZE-L, embora sejam métodos já disseminados

com variações entre autores, se inserem também no desenvolvimento de ramo de conhecimentos proposto para o campo epistemológico das Geociências Agrárias e Ambientais – GAA (Martins Jr., 1998). Bases pluri- e inter- disciplinares As bases pluridisciplinares dos zoneamentos ecológicos envolvem as referências fundamentais das seguintes ciências, engenharias e temas:  Geologia ambiental GA, Geologia estrutural GE, Estratigrafia Es, Geotecnia Gt, Pedologia Pd, Aptidão de solos AS, Análise e descrição de impactos ambientais IA, Hidrologia Hd, Hidrogeologia Hg, Zonas de recarga (ZRAs) e Áreas precisas de recarga (APRs) de aquíferos (Martins Jr. et al., 2006), Botânica Bt, Climatologia Cl, Implicações das Mudanças Climáticas IMC, e secundariamente Economia Física EF, Engenharia Florestal EF, Engenharia Elétrica EE, Engenharias Agronômica EAn e Agrícola EAc, Engenharia ambiental EA, Economia financeira EF. Como ciências de fundo para a montagem dos sistemas informatizados de gestão estão as:  Lógica Interdisciplinar (LI) (Martins Jr. et al., 2006), Engenharia e Arquitetura de Conhecimentos (Schreiber et al., 2000; Martins Jr. et al., 2006-2008 Projeto ACEE) e Inteligência artificial (IA). Quantificações Os zoneamentos ecológicos não podem ser confundidos com as cartas de uso da terra, cartas também diagnósticas, mas que têm a função apenas de descrever os usos, ainda que em casos diversos os autores dêem indicação de usos desejáveis. Nem tampouco podem ser confundidos com cartas de Aptidão de solos e cartas Agroclimatoógicas que são ambas, formas de zoneamentos voltados para a produção agrícola. Modelo de Compartimentação e Transferência De especial interesse é o mapeamento da circulação de massas e de energia nas várias compartimentações dos ecosssistemas, dentro de cada ecossistema e entre diversos ecossistemas. Essa circulação pode ocorrer em sistemas sequenciais, em sistemas em paralelo, em sistemas com parcial superposição ou mesmo integral superposição, nesse caso com distinção especial às variações de qualidades e funções de sistemas entrelaçados. A noção de análise por compartimento e transferência está na raiz desse zoneamento. Gersmehl (1976) desenvolveu-a em parte sem a análise quantitativa, mas apresentou um bom caminho para tal. Trata-se de uma simplificação operacional do modelo do ciclo mineral do ecossistema que pode prover uma ligação entre os processos em um ecossistema, de local a local. O modelo confere a explicitação dos seguintes aspectos: (1) a quantidade total de nutrientes minerais dentro do ecossistema depende da razão de monitoramento dos nutrientes para dentro e para fora do sistema.

(2) as quantidades de nutrientes dentro do sistema, da biomassa vivente, húmus e componentes do solo de um sistema são uma função das taxas de transferência desses nutrientes entre os componentes. (3) com o tempo um ecossistema tende à condição de equilíbrio, na qual, as quantidades de nutrientes dentro de cada sistema e dentro de cada compartimento permanecem as mesmas (Meentemeyer & Elton, 1977). ZONEAMENTOS ECONÔMICOS Cabe indicar que o segundo sistema de zoneamentos, a saber, o ZE-N é discutido oportunamente com fundamentação no conceito de Economia Física (Georgescu-Roegen, 1970; Robert Ayres, 1973; Odum, 1996). Juntamente como terceiro sistema de zoneamento o ZEE, é desenvolvido como uma integração de ambos os zoneamentos, ecológico ZE-L e econômico ZE-N, e são apresentados em capítulos seguintes. PROBLEMAS A questão central no planejamento do uso do território é voltada para três aspectos fundamentais já estabelecidos no capítulo 1: (M-1) O método de zoneamento das sub-bacias em áreas homogêneas – ZSAH (M-2) Método integrado de zoneamento das sub-bacias e de temas focais – ZSTF (M-3) Método de zoneamento de áreas geo-ecológicas regionalizadas – ZAGR Desses três, o método M-1 é o que se desdobra em pelo menos seis subsistemas. Nesse capítulo o mesmo se subdivide em seis sub-tipos de zoneamentos ecológicos para a classificação das sub-bacias como perspectiva, a saber: 1 - Morfométrico 2 - Capacidade assimilativa de cursos d’água 3 - Qualidade da água 4 - Quantidade da água, que pode efetivamente ser dividido em três sub-tipos de zoneamentos para água superficial, para água subterrânea e também para ambas em um único zoneamento. 4 - Eco-unidades do bioma na bacia reconhecidas em cada sub-bacia. 5 - Geotecnia 6 - Eco-agroflorestal pastoril O primeiro é o diagnóstico ecológico ZE-L, que pode ser de dois tipos: (1) os zoneamentos por temas ou zoneamento por sistemas, todos descritivos e de caráter genérico, sobre os sistemas existentes em seus vários estados de conservação e degradação e (2) quando o zoneamento ecológico é voltado para quaisquer objetivos referentes a cada tipo de planejamento que se deseje realizar. Esse segundo não é alvo específico desse capítulo.

O zoneamento por objetivos trata da questão do que é “o ideal para que as ações e os projetos executivos atendam para manter os pontos de vista sobre as condições de “sustentabilidade ambiental e econômica”. Tal zoneamento não somente descreve o que é, mas deve apontar para condições de sustentabilidade das interações do homem com o ambiente. Essa versão de zoneamento é muito rara como prática na ciência e na administração no País, mas há um caso tipo que são os zoneamentos agrícolas conduzidos no Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento M.A.P.A. Esse tipo de zoneamento que é agroclimatológico não é o mesmo que o Desenho de Uso Optimal do Território DUOT, mas trata-se de um zoneamento por potencialidades agroecológicas para a produção econômica agrícola. A economia, em especial a rural, é necessariamente retro-alimentada no tempo pela sustentabilidade ambiental. No caso de ocorrer não sustentabilidade geoambiental poderá transformar as atividades econômicas, especialmente as agrícolas, em condições nulas, ou quase nulas, ao longo de determinado intervalo de tempo. O problema central do zoneamento ecológico é o da articulação do pensamento geo-ambiental, com foco em análise de múltiplos sistemas, como base para o pensamento econômico, em especial Economia Física os quais podem ambos, enfocar a simples descrição de “o que é” e/ou “a descrição valorativa do que é”. OBJETIVOS (1) Apresentar aspectos epistemológico-metodológicos, alguns conteúdos conceituais, aspectos semióticos e sentidos utilitários dos ZE-L. (2) discutir alguns aspectos lógicos, ecológicos como parte própria dos ZE-L, para se chegar a uma modelagem mais adequada desses Zoneamentos ecológicos para bacias hidrográficas. (3) evidenciar a importância desses estudos para a Economia como atividade, e para a produção de energia hidroelétrica e de biomassa. FUNDAMENTAÇÃO Zonear um território é, portanto, classificá-lo em áreas homogêneas, tanto quanto integrar a totalidade das informações que formem quadros cognitivos específicos, que pressuponham e identifiquem a existência de estruturas na Natureza, bem como articulem essas estruturas da Natureza com as atividades econômicas humanas. O Zoneamento Ecológico constitui, portanto, o primeiro procedimento pluridisciplinar e interdisciplinar integrado para a gestão do território, tanto rural quanto das cidades em relação com os territórios das bacias. Dos sistemas para a gestão ecológica o ZE-L articula o diagnóstico que esse zoneamento é, por um lado, como uma vertente ontológica de descrição da Natureza, e por outro lado, oferece pressupostos para uma teoria econômica de uso da terra. Embora o assunto Economia Física não esteja no escopo do Zoneamento Ecológico ela deve permear esse tipo de Zoneamento, especialmente quando o mesmo é realizado por via de objetivos, e não somente por via de uma ontologia descritiva “sobre o que é”.

OS ZONEAMENTOS ECOLÓGICOS Os zoneamentos ecológicos, como parte das sucessivas etapas de estabelecimentos de um Modelo Geral de Gestão de Bacia Hidrográfica, são procedimentos e ferramentas de gestão a serem necessariamente baseados nas Abordagens Pluridisciplinar e Interdisciplinar (Martins Jr., 2002), desenvolvidas com diferentes métodos entre várias equipes de pesquisadores. Não existem ainda amplos consensos dos pontos de vista teórico e metodológico, bem como de conteúdo e semiótica para esses zoneamentos. Podem-se definir os zoneamentos ecológicos como métodos com produtos que integram, diferentemente, algumas práticas e alguns consensos, entre os diversos tipos de zoneamentos já realizados no País. Assim: 

Zoneamento Ecológico é uma base de informações cartográficas, quantitativas e textuais na qual todos os aspectos ecológicos da infra-estrutura da biosfera, litosfera e hidrosfera locais e da atmosfera, com os clima e micro-climas, são agregados em um quadro caracterizador dos processos naturais vigentes e das estruturas dos diversos sub-sistemas ecológicos, de modo a classificar o território em áreas homogêneas.

Essa definição apresenta-se ampla o suficiente para conter a grande variedade de zoneamentos já realizados. Por outro lado, para normatizar esse conceito, aponta-se para os seus aspectos predominantes de: (1) diagnóstico (2) reconhecimento conceitual e possibilidade descrição de diferentes sistemas naturais (3) dos vários paradigmas especialistas para realizar o diagnóstico e por fim (4) as representações da realidade com vários sistemas semióticos. Ao se normatizar o conceito pode-se perceber a amplitude de questões as quais devem ser tratadas em um zoneamento ecológico. Enumeram-se algumas questões como: (1) zoneamentos da vegetação natural, da agricultura e pastagens (2) erosão e estruturas susceptíveis à mesma (3) climas e relações plantas / terra / água (4) impactos antrópicos (5) produção agrícola no espaço e no tempo (6) os modelos de produtividade (7) sistemas de transporte, de fontes produtivas e de impactos dos mesmos sobre os sistemas naturais (8) áreas sistemicamente sensíveis e áreas com impactos existentes (9) distribuição demográfica e fontes de produção (10) logística existente para localização de indústrias rurais e para os sistemas de transporte (11) situações e impactos das minerações e (12) identificação das áreas com uso de insumos e seus impactos nas cadeias tróficas, e muitos outros temas e problemas.

Esses exemplos permitem indicar quão longe se pode ir com zoneamentos que, a rigor, podem ser tantos, quantas forem as necessidades de se perceber, estudar e poder planejar as ações sobre a sociedade e o ambiente. Para todos os efeitos considera-se o tipo de zoneamento ZE-L como um instrumento de gestão derivado das Abordagens Pluridisciplinar e Interdisciplinar, indispensáveis para o planejamento da sustentabilidade ecológica e econômica, quaisquer que sejam as condições ambientais em que esteja uma dada região. Anterior a essas Abordagens necessita-se dos já consagrados estudos das várias ciências especialistas com a Abordagem disciplinar e a cartografia disciplinar clássica dessas várias ciências. A Abordagem Interdisciplinar para um zoneamento tem, todavia, peculiaridades sobre os modos de desenvolvimento tanto quanto de apresentação de conteúdos e dados o que vem a ser impossível de se introduzir representações totais das questões que são propostas sobre a realidade de uma região em uma única carta. MÉTODOS para ZONEAMENTOS - ZE-L Os zoneamentos ecológicos, em seus múltiplos aspectos, precisam ainda de ser mais aperfeiçoados, chegando-se a consensos, desenvolvendo-os para a integração geoecológica e econômica, com indicações lógicas dos diversos procedimentos para os diversos tipos de zoneamentos possíveis, e de suas contribuições para o produto final que são os Zoneamentos Ecológico e Econômico - ZEE. Para realizar um dos tipos de zoneamento ZE-L, utilizou-se um método (Martins Jr. & Rosa, 1994-a; Martins Jr. et al., 2007) com sete variantes de classificação de sub-bacias em áreas homogêneas. Esse método geral foi aplicado na Alta Bacia do Rio das Velhas (Projeto MDBV, 1993), como também em uma sub-bacia dessa mesma Alta bacia, subbacia das Codornas (Viana, 1998; Cantisano, 1999). Todavia três métodos distintos e específicos estão desenvolvidos: (M-1) O método de zoneamento das sub-bacias em áreas homogêneas ZSAH – conforme tratado nos capítulos 2 e 3 é o tipo de zoneamento geo-ecológico de sub-bacias de nordens a ser realizado com o uso de numerosas variáveis medidas da lito-estratigrafia, geomorfologia, pedologia, vegetação, morfometria de bacias, geotecnia e outras ciências com suas variáveis, com as quais se avalia a classificação das várias sub-bacias de nordens em áreas homogêneas dentro de uma bacia maior, idealmente de 3ª ordem. São os seguintes zoneamentos (Martins Jr. & Rosa, Projeto MDBV, 1992-1994): (1) dos vários geossistemas e modos de expressar suas associações entre rochas, geoformas do relevo, solos e formações superficiais no sentido da Geotecnia, (2) das sub-bacias segundo a morfometria das mesmas, (3) do uso dos potenciais ideais da terra para fins agroflorestais e pastoris, (4) da Geotecnia para fins de segurança, de mitigação e de construções de engenharia, (5) da quantidade, qualidade e circulação das águas subterrâneas e superficiais, (6) da vegetação e áreas de projetos agrícolas e (7) da capacidade assimilativa dos cursos d’água na qual a questão do potencial de depuração natural das águas superficiais ante a poluição se faz questão.

Essas noções de sete variantes para a classificação do território em áreas homogêneas servem como base para um amplo zoneamento geoecológico e para dar suporte às posteriores análises das questões energéticas e econômicas, com especial foco nas questões agrícolas e de engenharia, bem como em questões de inserções urbanas. (M-2) Método integrado de zoneamento das sub-bacias e de temas focais ZSTF – é o zoneamento das mesmas sub-bacias com as mesmas variáveis paramétricas de M-1 cujos resultados se lançam sobre bases cartográficas de temas disciplinares específicos, de interesse, conforme o problema central em foco (erosão, mineração, produção florestal, produção agrícola, construção de estradas, de loteamentos, etc.). Nesses casos realça-se uma série de relações entre diversos tipos de processos geodinâmicos de superfície, em relação com estruturas em profundidade ou vice-versa, por um lado, e por outro com as associações das sub-bacias em classes e dessas estruturas e sub-bacias com as obras e ações humanas. (M-3) Método de zoneamento de áreas geo-ecológicas regionalizadas ZAGR – é baseado igualmente em correlações entre rochas, relevo, vegetação natural, geomorfologia e pedologia, tomados, todavia em conjunto para toda a bacia em questão, mas sem se considerar as sub-bacias de n-ordens da bacia maior, considerando a sub-bacia englobante como “o todo”. Como resultado obtém-se mapas com zonas de homogeneidade que serão tanto mais homogêneas quanto a escala de observação e os parâmetros que se desejem utilizar como referência de base para a homogeneidade o permitam. Consideram-se como zonas de homogeneidade aquelas determinadas pela conjugação dos aspectos geomorfológicos constituidores do relevo, pedológicos e de ecossistemas vegetais. Ao fim do processo se pode mapear sub-bacias de 2ª ou de 3ª ordem, ou de quaisquer outras ordens conforme as proporções espaciais da região e a conveniência em face da complexidade. Pode-se então aferi-las com as zonas homogêneas pelas variantes metodológicas M-1 e M-2 de zoneamento de sub-bacias. Tanto M-1 quanto M-2 são dois tipos de zoneamentos que devem ser aferidos entre si para se averiguar as coincidências entre grandes áreas homogêneas, por exemplo, pelo “método regional dos geossistemas + vegetação (M-3)” e pelo “método de classificação de sub-bacias em áreas homogêneas com as n-ordens de sub-bacias existentes”. Assim se tem as seguintes hipóteses optativas [M-1 + M-2] [M-1 + M-3] e [M-2 + M-3]. Pode-se desse modo observar como a agregação das sub-bacias acompanha, e em qual grau de acompanhamento, cada uma das áreas classificadas no zoneamento geo-ecológico regional M-3, bem como com a distribuição dos ecossistemas vegetais naturais, porventura ainda existentes. Cabe ressaltar que mesmo que não mais restem sistemas naturais, as imagens de satélites e de aerofotos de vôos antigos podem servir de base mínima de interpretação para as condições naturais anteriores e para as modificações antrópicas. As “relações das modificações versus a atualidade” permitirão montar projetos de mitigação ambiental e econômica.

ZONEAMENTO em ÁREAS HOMOGÊNEAS no ALTO RIO das VELHAS – Método ZSAH A sub-bacia do Alto Rio das Velhas, afluente de 2ª ordem do Rio São Francisco, é marcada por um intenso processo erosivo. Na Figura 4.1 apresenta-se essa área com indicação das localidades de erosão sobre a base de rochas. Na Figura 4.2 apresentam-se as localidades erodidas em função das sub-bacias classificadas em nove grupos distintos. Na sequência de Figuras 4.3 a 4.11 apresentam-se as imagens comparativas de classificação usando morfometria e os geo-sistemas, conforme indicadas na Tabela 3.1 (variáveis morfométricas e variáveis dos geo-sistemas).

Figura 4.1 – Alta Bacia do Rio das Velhas com a base de rochas estratigraficamente representadas. Os pontos são áreas erodidas com voçorocas profundas mesmo de até 60m em rochas de diversas idades com diversos potenciais geotécnicos para gerar problemas (Martins Jr. et al., 1998).

Figura 4.2 – Classificação das sub-bacias do Alto Vale do rio das Velhas em nove grupos segundo a morfometria e os geo-sistemas (rochas, solos, geoformas) e a localização das áreas erodidas com as características de erosão laminar, rvinas, voçorocas e deslizamentos (org Martins Jr, 1993).

Figura 4.3 – Classificação em áreas homogêneas segundo as vairáveis dos geo-sistemas e as variáveis morfométricas com as áreas dos morfotemas e as áreas de isodeclividades medidas por sub-bacias(org Martins Jr, 1993).

Pode-se observar que existem relações evidentes entre as classificações das Figuras 4.2 e 4.3 que oferecem agrupamentos que permitem realizar interpretações úteis para se modelar decisões em função de características particulares segundo cada grupo de subbacias. Assim, na Figura 4.2 as sub-bacias agrupadas a oeste de número 9 conincidem com três agrupadas no 8º sub-grupo da Figura 4.3. Assim, esses agrupamentos quando bem caracterizados e comparados permite de acordo com o conjunto de variáveis escolhidas poder chegar-se estabelecer modelos de gestão das sub-bacias com ênfases nas características dos sub-estratos. Obviamente este estudo classificatório para estabelecer uma visão integral de relações predominantes não é simples, mas é factível para se entender as áreas das sub-bacias e estabelecer diversos tipos de relações tais como as de sensibilidade, criticidade, estado de conservação, estado de degradação e tantos outros tipos de critérios que se necessite para definir ações de gestão, conservação, licenciamento agrícola, mitigação e muitas outras ações.

Na Figura 4.4 agregam-se todos os noves sub-grupos da classificação em função das variáveis dos geo-sistemas e das variáveis morfométricas. As diferenças de agrupamentos são notáveis, mas a numeração dos grupos em sequência não é o que importa e sim a relação das várias sub-bacias como se reúnem em mesmos grupos. Nota-se como fator prioritário que sub-bacias que se reúnem sistematicamente em mesmo grupos, não importa quais variáveis tenham sido usadas para classificá-las dão forte indicação de como as variáveis estão em alta correlação ou em alta sinergia e a partir dessa constatação pode partir para grupos mais específicos e avaliá-los quais são as peculiaridades de cada um e o que elas significam para o sistema de gestão.

Figura 4.4 – Conjunto de nove grupos de sub-bacias do Alto Vale do rio das Velhas agrupadas segundo a morfometria e os geo-sistemas. As diferenças indicadas no capítulo 2 aparecem como classificações distintas e esses agrupamentos distintos são aspectos importantes segundo a qualidade que os vários conjuntos de variáveis podem indicar. Assim a interpretação é relativa às sub-bacias segundo as variáveis escolhidas de modo associado.

a

b

Figuras 4.5 – a, b, agrupamentos 2 a 4 mostrando distinção da classificação em função das variáveis morfométricas e dos geo-sistemas.

Os estudos das relações entre os dois tipos de classificações podem fornecer algumas informações importantes entre morfometria de cursos d’água e das formas das subbacias e o substrato rocha/geoformas/solos. Neste exemplo de variáveis as características de agrupamentos são indicativas de relações naturais, mas que ainda faltaria as distribuições de estruturas reológicas dúcteis e rúpteis para se obter um quadro próximo ao completo.

c

d

Figuras 4.5 – Continuação de a, b, c, d agrupamentos 2 a 4 mostrando distinção da classificação em função das variáveis morfométricas e dos geo-sistemas.

A interpretação das áreas homogêneas exige critérios de comparabilidade que se fazem reconhecer por sucessivos passos de observação. O que se tem após várias rodadas com os vários grupos de variáveis, conforme descritas neste texto, apresentam resultados em vários modos. (1) algumas sub-bacias são sempre distinguidas em todas as rodadas de classificação (2) algumas sub-bacias tendem sempre a se ajuntar em quase todas as tentativas (3) algumas sub-bacias oscilam e distintos grupos de classificação com o uso de variáveis diversas. Estes três grupos vão permitir a fase interpretativa inicial da classificação. Aquelas subbacias que se separam sempre com quaisquer variáveis constituem 1 ou mais grupos distintos. As que tendem a ser unir em um nível mais alto, médio ou mesmo menor de associação tendem a ser de grupos idênticos aos próximos em estilo. Assim, ter-se-ão mapas com números de classificação das sub-bacias ao modo de mapasmudos. Com a sobreposição em um mapa de classificação sobre mapas de fundo ou de rochas, solos, geomorfologia, vegetação e ou modelo digital de elevação, assim os significados se tornam mais evidentes.

Ao se agrupar definitivamente as sub-bacias deve-se então montar matrizes de características dominantes e matrizes de uso específicos de boas práticas. Quando se trabalhar o ‘estado de Degradação eD’ ter-se-á melhor clareza dos procedimentos que devam vir a entrar no Desenho de Uso Optimal do Território até se definir o Mapa do Futuro. No caso particular da sub-bacia das Codornas (Figuras 4.6 e 4.7) ocorre assoreamento expressivo da barragem de mesmo nome, processo esse ainda em continuação. Por certo, os resíduos da mineração a montante são mais importantes no processo de assoreamento, mas a erosão dentro da sub-bacia das Codornas tem importância também relevante (Cantisano, 1999). Diversas indicações sobre a intervenção antrópica e as condições naturais permitiram realizar-se estudo de caso de zoneamento geo-ecológico, conforme o Método M1 – ZSAH na área do Alto Vale do rio das Velhas (Figura 4.1). No caso do Alto rio das Velhas o zoneamento das sub-bacias foi realizado pelo método de classificação hierárquica ascendente ou análise de grupamento (Davis, 1973) com as variáveis de rochas, geoformas e solos associados e as variáveis formas das sub-bacias. No caso da sub-bacia das Codornas, de 4ª ordem no Vale do rio das Velhas, o método foi o mesmo, com o acréscimo dos diversos mapas de Geologia Estrutural, de Estratigrafia, de aspectos notáveis do relevo com as geo-estruturas para o tema que esteve em foco – a erosão. Para a Alta bacia do Rio das Velhas realizou-se um zoneamento em áreas homogêneas pelos geossistemas (rochas + geoformas + solos) na escala de 1:50.000 e na sub-bacia das Codornas, para a mesma escala e a escala de 1:25.000. A forma de tratar a maior área e o maior número de variáveis implica que o zoneamento do Alto Rio das Velhas teria uma menor acurácia, ou maior agregação de sub-bacias, na representação em áreas homogêneas do que o zoneamento específico da sub-bacia das Codornas dentro da própria área do Alto rio das Velhas. A sub-bacia das Codornas é uma sub-bacia de 4ª ordem no Alto rio das Velhas (Figuras 4.2, 4.3, 4.4a e 4.4b). ZONEAMENTO ECOLÓGICO – Método ZEAH Os resultados consistiram na articulação das Abordagens disciplinar, pluridisciplinar e interdisciplinar (Martins Jr. et al., 2000; Cantisano, 1999) das seguintes formas: (1) executam-se os mapeamentos lito-estratrigráfico, topográfico, geológico-estrutural, das geoformas do relevo, da erosão e das sub-bacias; (2) de modo pluridisciplinar articulam-se dois a dois os registros de sistemas naturais próximos, como, por exemplo, [solos e formas] ou [solos e erosão], [tipos de rochas e erosão], [atitudes de rochas e erosão]; (3) de modo interdisciplinar toma-se a totalidade das variáveis paramétricas dos dados descritivos de estruturas em cada sub-bacia, e realiza-se a classificação dessas sub-bacias (Figuras 4.8a, 4.8b).

Figura 4.6 – Resultado da rodada de integração com o método de Análise de grupamento, da última rodada de uma série de testes com essa análise, com a qual se obteve uma divisão em áreas homogêneas que melhor represente as características de agregação das sub-bacias da bacia das Codornas da Figura 4.2; agregou-se a litoestratigrafia (áreas de rochas), áreas das geoformas do relevo, solos áreas de solos), morfometria (variáveis morfométricas) e erosão (Cantisano, 1999)

Método M1 – ZEAH.

17

Localização da Área de Estudo

DF

Escala Gráfica

Figura 4.7 – Mapa de divisão em 35 sub-bacias da sub-bacia de 4ª ordem das Codornas situada entre 20º 07’ 20” e 20º 17’ 20” de latitude Sul e 43º 50’ 00’’ e 44º 00’ 00” de longitude Oeste na Alta Bacia do Rio das Velhas, com aproximadamente 103 km2 nos municípios de Itabirito e Nova Lima com acesso pela Via JK (Br 040) e a estrada para Ouro Preto.

Figura 4.8a – Zoneamento das sub-bacias da bacia das Codornas com indicação de associatividade de áreas homogêneas e focos de erosão, bem como de rochas; trata-se de uma classificação por objetivos pelo Método M1 – ZSAH.

Figura 4.8b - Zoneamento das sub-bacias da bacia das Codornas com indicação de associatividade de áreas homogêneas pelo Método M1 – ZEAH.

ZONEAMENTO de ÁREAS GEO-ECOLÓGICAS REGIONALIZADAS A sub-bacia do Ribeirão Entre Ribeiros no Vale do Rio Paracatu foi tratada com o método M-3. Ela é marcada por uma intensa presença da atividade agrícola mecanizada, sobretudo com manejo irrigado. Isto ocorre em função de uma topografia favorável, principalmente nas porções centro-oriental da bacia. Contudo, a rápida expansão desses projetos, na última década de 1980, produziu e ainda produz problemas ecológicos e conflitos com a dinâmica natural. O aumento descontrolado da área ocupada por culturas, a intensificação do uso da água no processo produtivo agrícola, o manejo muitas vezes inadequado e o não planejamento da utilização dos recursos naturais, principalmente da água, geraram desconformidades ambientais e até mesmo sociais em Entre Ribeiros. Consequentemente, tais indicações sobre a intervenção antrópica e as condições naturais permitiram elaborar um estudo de caso de zoneamento geo-ecológico conforme citado no método M-3 (Andrade, 2007) (Tabelas 4.1 e 4.2). As Tabelas 4.1 e 4.2 mostram o resultado do cruzamento entre as classes de variáveis no formato de matrizes, sendo que a primeira indica os valores relativos de incidência e a segunda enaltece a associatividade. Ambas evidenciam as classes de maior frequência e representatividade. Vale mencionar que dentre as 287 possibilidades de interação observadas, 45 correspondem a quase 86% da área total da bacia. Ressalta-se que as 242 interações restantes, que juntas somam cerca de 14% da área total, também foram analisadas, traduzidas e classificadas com as propostas de Unidades concernentes às suas características.

Tabela 4.2a - Matriz de Correlação entre as classes de Geomorfologia, Lito-Estratigrafia e Pedologia destacando a Associatividade entre as classes (Andrade, 2007). Associatividade Áreas de Geoformas do relevo do mapa de Geomorfologia

Geoformas c

cr

A

B

crv d kerv kka krv pf r rc rv sa so soka st sto DC

Rochas

J

C D

E

L

M P

K

EoCp

F

G

H

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AA AB AF

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N Q R U W Y

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Z AC AD AE AH

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AT

Tabela 4.2b - Matriz de Correlação entre as classes de Geomorfologia, Lito-Estratigrafia e Pedologia destacando a Associatividade entre as classes (Andrade, 2007). Associatividade Geoformas

Áreas de solos do mapa pedológico Cxbd2 Cxbd3 Gxbd Lvad1 Lvad4 Lvd1 Lvd3 Lvd4 Rld1 Rld2 Rld4 Rle1 Rube2 DC

Rochas B

I

C

K

O

N

H J

S

R

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A

G

L

M

P

Q

U

T

X

V

E

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F

Y Z AD

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AG

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AP AR

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AQ

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AT

Zoneamento da sub-bacia do Ribeirão Entre Ribeiros consistiu na articulação das Abordagens disciplinar e pluridisciplinar (Martins Jr. et al., 2000) das seguintes formas: (1) extrai-se as variáveis dos mapeamentos lito-estratigráfico, topográfico, de aspectos especiais do relevo e dos tipos de solos e (2) de modo pluridisciplinar articulam-se os registros de sistemas próximos como, por exemplo, solos e formas, ou solos e rochas, rochas e formas através do método de matriz de correlação. Esse processo permite verificar o intercâmbio e a inter-relação entre as classes na área da bacia. Em seguida, ocorre uma relativização, isto é, verifica-se a frequência de associatividade entre as mesmas em relação à área total da bacia. De posse desses resultados é possível classificar, de acordo com a maior incidência, e assim, filtrar e selecionar as interações de classes mais representativas. Em sequência, procura-se analisar e interpretar as associações enaltecendo as características fisiográficas mais relevantes das áreas, tendo como auxílio os mapas de altimetria, curvas de níveis e do modelo digital de elevação do terreno. Aerofotos e imagens de satélite com trabalho de campo foram usadas para a interpretação da cobertura vegetal e das modificações antrópicas. Na sequência, atribuiu-se significados morfogeopedológicos, e ao final são estabelecidas as zonas homólogas que, consequentemente, definem as unidades de áreas homogêneas regionalizadas na bacia como um todo. Como resultado do ZAGR para a totalidade da sub-bacia de Entre Ribeiros as áreas homogêneas determinadas para os geossistemas são as seguintes: 1 – Áreas de superfície tabular elevada; 2 – Áreas de cristas e vertentes; 3 – Áreas de colinas e vertentes; 4 – Áreas associadas ao calcário; 5 – Áreas de superfície tabular intermediária; 6 – Áreas de pedimento - superfície tabular rebaixada; 7 – áreas de planícies aluvionares e hidromorfismo. A Figura 4.9 apresenta o zoneamento em áreas homogêneas geo-ambientais regionalizadas realizado na sub-bacia de Entre Ribeiros no Vale do Paracatu (Andrade, 2007).

Figura 4.9 – Áreas homogêneas geológico-ambientais com base em classificação sobre a totalidade dos ecossistemas do território da sub-bacia de Entre Ribeiros, de 3ª ordem, no Vale do Paracatu. A vegetação poderá tender, em muitas situações, a apresentar uma distribuição fitogeográfica que seja também fito-ecológica (in de Andrade, 2007) – Método M3 - ZAGR.

CONCLUSÕES Zoneamentos ecológicos ZE-L, feitos por quaisquer dos métodos discutidos, apresenta bases para os estudos ecológicos e econômicos sob aspectos como da estabilidade natural dos sistemas rochas, solos e relevos, das características de: (1) associatividade entre vegetação natural e rochas e solos (2) da erodibilidade e da erosão (3) das áreas para mitigação com reflorestamento (4) das áreas para agricultura (5) do estado de alteração dos sistemas naturais (6) da tipologia de impactos das atividades econômicas e outro temas consequentes. Todo e qualquer tipo de zoneamento ecológico é feito para servir de base para os estudos integrais de Ordenamento do Território, que têm por objetivos servir de base de informações para o auxílio à decisão sobre projetos de desenvolvimento regional e para a gestão ambiental e econômica de bacia hidrográfica e dos biomas. No nível da sequência de zoneamentos os ZE-Ls são os mais fundamentais. Conforme o zoneamento se faça em escala de maior detalhe melhor se pode dividir as sub-bacias e associá-las em áreas homogêneas. A classificação de áreas homogêneas com

as sub-bacias fornece associatividades entre unidades naturais, logo, unidades próprias que estão associadas à evolução do relevo e à circulação hídrica superficial. Todos os zoneamentos ZE-L dão respostas várias às demandas por auxílio à decisão sobre os temas de sustentabilidade, limitações das intervenções humanas, mitigação, áreas próprias para atividades agrícolas, para reflorestamento, para desenvolvimentos energéticos hidroelétricos e de biomassa para produção de madeiras, alimentos e biomssas para energia. Em muitos casos de objetivos específicos como esses dois últimos os ZE-L devem se associar a mapas de aptidão de solos e mapas de entropia dos perfis das sub-bacias de diversas ordens com os quais se obtêm indicações de áreas de potenciais hídricos. Estes são, portanto, os primeiros tipos de zoneamento que integram a sequência de estudos e de produção de instrumentos de gestão ecológica e econômica de bacia hidrográfica. Eles incluem informações fundamentais sobre a Geotecnia regional, os geossistemas, a morfometria das sub-bacias, a capacidade de assimilação de cursos d’água, o uso próprio das terras para agricultura, pastagens e silvicultura, os terrenos para obras de engenharia, as primeiras bases para modelar a Economia Física para todo tipo de produção ligada a recursos naturais, para a disponibilidade energética natural e os espaços potenciais para produção de energia de biomassa. Permitem também preparar as bases para um modelo de quantificação relativa de áreas para preservar, conservar e plantar alimentos e biomassa para produção de energia de modo racional, quando dirigido pelo enfoque de oferta e demanda de alimentos e outros temas de interesses para o espectro econômico. Esses são zoneamentos prévios e necessários para o Desenho de uso optimal do território DUOT e para a Certificação da Qualidade da Produção Geo-ambiental e Econômica de Bacias Hidrográficas CQPB. CONSIDERAÇÕES CONCLUSIVAS sobre INTERPRETAÇÕES QUALITATIVAS Deixa-se claro que as interpretações dos zoneamentos são ato contínuo às classificações e dependem das análises em função de fatores diversos como rochas, solos, geomorfologia, modelo digital de elevação e vegetação, de modo a ser apreender como as classificações, sobretudo aquelas de ordem da dinâmica energética da bacia, dos efeitos climáticos, da produtividade primária das florestas e campos, do sistema de drenagem e da circulação hídrica e outras para as classificações para aplicação orientativa para obras de engenharia civil e agronomia devam ser interpretadas. As interpretações devem ter como focos os modelos de conservação ambiental/ econômica, estado de Degradação eD e as intervenções para reter a dinâmica de degradação de ação antrópica e as relações de excelência em ecologia / energia / economia para os planos do Desenho de Uso Optimal DUOT com os cenários DUOT-Ci (i= 1,n) conforme são apresentados em capítulos adiante.

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5 SISTEMAS GEOLÓGICOS – Gestão de Bacia Hidrográfica – Segunda Fase de Auxílio à Decisão sobre o Uso da Terra * Capítulo publicado na forma de artigo na Revista Brasileira de Geociências 42 (Suppl 1): 96-113. Dezembro 2012.

Palavras-chave: relações rochas geoformas solos, ordem ideal para gestão do uso da terra, instrumentos de gestão, sucessos de gestão.

A questão dos métodos de gestão de bacias hidrográficas, vistos a partir dos problemas, objetivos e constatação de eficiência administrativa e eficácia de resultados está ainda longe de ser devidamente executado e avaliado positivamente para as condições do Brasil. A bacia do Paracatu com 45.060km2, tomada neste capítulo como estudo de caso, é a maior sub-bacia do Vale do São Francisco. A área dessa bacia é constituída por um conjunto de rochas pré-cambrianas e por uma sequência de depósitos sedimentares de idade Cretácia, além de sedimentos e coberturas detríticas do Terciário-Quaternário. PROBLEMAS São vários os problemas a que se propõe responder nesta inquirição desenvolvida a partir do ano de 2007 (Martins Jr. et al. 2006): (1) existe alguma ordem ideal para tratar com a gestão do uso da terra na totalidade de uma bacia hidrográfica? (2) se existir, essa ordem ideal pode ser usada, mesmo em bacias cujos processos de uso e degradação já sejam antigos e avançados? (3) qual a importância relativa das Geociências Agrárias e Ambientais – GAA (Martins Jr. 1998) para modelar os processos de gestão? (4) quais alguns dos aspectos fundamentais trazidos pelos conhecimentos científicos das Geociências que se podem considerar irredutíveis e condição sine qua non de sucesso na atividade da gestão geo-ambiental? OBJETIVO Apresentar a partir de cartografia das Geociências atualizada para a Bacia do Paracatu, hipóteses para as relações espaciais entre rochas, geoformas e solos por meio dos conceitos e relações entre morfogênese e pedogênese associadas. Essas hipóteses são confrontadas com os dados de compatibilidade superficial de uso da terra, criteriosamente

medidos, para a Bacia do Paracatu. Os resultados são apresentados de modo a responder às perguntas colocadas como Problemas. Entrementes, são discutidas também questões sobre como os atributos dos geossistemas possam ser importantes e fundamentais para o planejamento territorial, visando o desenvolvimento econômico sustentável. METODOLOGIA O Planoroeste II (CETEC, 1981) é a principal fonte de referência cartográfica. Essas informações foram digitalizadas e complementadas com bases cartográficas do Serviço Geológico do Brasil - CPRM, do Sistema de Informações Estatísticas e Geográficas do Estado de Goiás – SIEG e da RURALMINAS (1996). Nesta fase, foi de relevante importância a cooperação com a equipe do Instituto de Geociências Aplicadas de Minas Gerais – IGA. A cartografia de solo foi convertida para o novo Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (EMBRAPA, 1999), com base nos trabalhos de Marques e Martins Jr. (2004) para a Bacia do Rio Paracatu. Os mapas foram corrigidos com ferramentas topológicas nos softwares ArcView 3.2 e ArgGis 9.2. Para a análise da relação espacial entre os temas, foram utilizadas ferramentas básicas de análise espacial, tais como Intersect, Clip e Union. Para as operações de manipulação de banco de dados e operações matemáticas, foram utilizados, além dos softwares supracitados, também os programas MapInfo 9.0 e Excel. Para a discussão da pertinência do estudo ante os Problemas citados acima usou-se de uma abordagem epistemológica (Martins Jr. 2000) para testar “significados” reconhecíveis como “irredutíveis” e “essenciais” para a estabilidade de bacias hidrográficas e a sustentabilidade temporal das atividades econômicas rurais dentro do modelo fundamental apresentado por Martins Jr. (1998) ao se introduzir a proposição do desenvolvimento sustentável também como campo de conhecimento proposto para as Geociências Agrárias e Ambientais – GAA e em sucessivos projetos. HIPÓTESES Os aspectos gerais e fundamentais das lito-estruturas / geoformas / solos da bacia do Paracatu são mostrados ao modo de correlações para que se possa aplicar ao desenvolvimento de sistemas inteligentes de auxílio à decisão para Ordenamento do Território. Para tanto necessita-se obrigatoriamente dos aspectos de integração cognitiva das seguintes relações: Hipótese 1 - As relações sistêmicas entre rochas / geoformas / solos / circulação hídrica , em primeira instância, são os aspectos geológicos irredutíveis fundamentais. Hipótese 2 - A integração daquelas relações sistêmicas da hipótese 1, para ser aplicável a um sistema lógico interdisciplinar de auxílio à decisão, deve assentar-se segundo uma lógica que permita trabalhar com  associatividades comuns, associatividades eventuais e as anomalias associativas  que passam por uma “tipificação global das respectivas associações cogenéticas” às “perspectivas regionais e locais cogenéticas e anômalas” entre rochas, geoformas e solos.

Hipótese 3 - Com a aplicação de apropriada lógica deve-se poder caracterizar esboços com “indicações determinantes” para serem consideradas das escalas regionais ≤1:250.000 às escalas locais, em níveis de sub-bacias de 4ª a 8ª ordens ≥ 1:100.000, e de propriedades rurais de 1:25.000 a 1:5.000 para o auxílio à decisão em várias escalas de observação, decisão e interação entre níveis de decisão para as atividades rurais de quaisquer tipos. Hipótese 4 - Dentro da perspectiva de uma Arquitetura de Conhecimentos (Martins Jr. 2008), do regional ao local, deve-se tratar como condição fundamental as associações entre rochas, geoformas e solos que sejam, primeiramente, lógicas e cogenéticas, enquanto outras decorrem de transformações geotécnicas, geoquímicas e edafoquímicas mais específicas; nessas, os organismos têm mais importância na gênese e tipificação de solos, afastando-os de relações clássicas cogenéticas rochas-solos   então admite-se que as categorias de solos são, portanto, uma das instâncias centrais e mais fundamentais para a aproximação em escalas do regional ao local. RELAÇÕES GERAIS entre ROCHAS / GEOFORMAS / SOLOS Geoformas mais comuns Entre as geoformas mais comuns existentes em amplas áreas do planeta citam-se:  cuestas/hogbacks, plateaux de rochas granulares, relevos kársticos, planícies de inundação, vales encaixados, encostas com pedimentos, plateaux de lateritas e de cangas, quaisquer tipos de superfícies cortadas transversas a rochas dobradas, relevos íngremes com saibros ou saprolitos, colinas arredondadas, relevos aplainados de bacias sedimentares, planaltos rochosos de derrames de lavas, núcleos e vertentes de vulcões atuais ou antigos, planícies costeiras com lagoas como litorais de submersão, litorais de emersão com montanhas e encostas íngremes, áreas com dunas, vertentes com altas declividades >30%, etc. A Tabela 5.1 aponta para essas associações cogenéticas gerais e mais típicas, derivadas de processos de gênese de geoformas e solos que tenham maior correlação com a rocha portadora numa relação de pedogênese quando direta. Rochas e Estruturas Reológicas As estruturas rúpteis têm algumas propriedades importantes para o auxílio à decisão geoambiental. Aquelas são descontinuidades nas rochas que influem sobre: (1) a estabilidade de taludes (2) o processo de aprofundamento do intemperismo (3) a infiltração de água em aquíferos fraturados e/ou dobrados (4) a formação de saprolitos profundos. A morfogênese enquanto processo é determinante para os encaixes de cursos d’água, para áreas de inundação, paredões em planos de falhas, declividades várias das vertentes, áreas preferenciais de erosão etc. Todos esses aspectos são partes do quadro de auxílio à decisão regional e local para plantios florestais e escolha de áreas agronômicas, ou para mitigação

de áreas degradadas, ou com mau uso, com vistas às atividades econômicas e/ou à mitigação florestal. Os comitês de bacia hidrográfica ao planejarem em nível regional deverão ter um quadro de decisões a serem parametrizadas em função dessas estruturas e relações rochas / geoformas / solos / circulação hídrica e também com as estruturas dúcteis e rúpteis expostas. Em relação às estruturas dúcteis, rúpteis e tipos de rochas, essas associações seguem os tipos específicos de ambientes geotectônicos que codeterminam a produção de geoformas e relevos e, por conseguinte, algumas ordens e sub-ordens de solos, que por sua vez são associadas preferencialmente a determinadas geoformas (Tabela 5.1), como também são mais afins a determinadas rochas. Muitas variedades de solos são anômalas em relação ao substrato, e são de estrita derivação de condições específicas da geodinâmica externa mais recente. Não se pode deixar de levar em conta climas, micro-climas e agentes bióticos como eficazes fatores construtores de solos, afora a água em diversos níveis de presença, do ambiente úmido ao inundado. DISCUSSÃO sobre ROCHAS / GEOFORMAS / SOLOS no PARACATU Para Almeida (1977), a região de Paracatu se insere na faixa de dobramentos Brasília e abrange pequena porção, de uma unidade geotectônica maior, pré-brasiliana, denominada Craton São Francisco. Em relação aos aspectos estruturais (CETEC 1981), a região em estudo se caracteriza por uma porção central de Plataforma Estável, limitada a leste e oeste por Zonas de Deformações Marginais. Por Plataforma Estável entende-se a área cratônica onde as rochas pré-cambrianas apresentam-se, de modo geral, sub-horizontais e com evidências de deformações moderadas, mas algum grau de metamorfismo. Todavia, em alguns locais dessa plataforma, as rochas refletem reativações de falhamentos do embasamento cristalino. As zonas de deformações marginais apresentam dobras e falhas inversas com planos, aproximadamente, paralelos aos limites sul e oeste do cráton do São Francisco. ROCHAS O Vale está assentado em um grupo de rochas, que não é em si notável no que diz respeito à agricultura e a silvicultura. Não obstante, muitos solos do Cerrado regional, uma vez corrigidos e fertilizados têm oferecido condições excelentes para ser um dos vales de maior produção de grãos no País. As rochas regionais são derivadas dominantemente de sedimentos paleocosteiros e litorâneos situadas na faixa de dobramentos Brasília, ou quase borda com o paleocontinente Neo-proterozóico/Cambriano da plataforma São Francisco (Tabela 5.2 e Figura 5.1).

Tabela 5.1 – Tipos de rochas ígneas, metamórficas e sedimentares com vista a integrar em escala regional de 1:5.000.000 a 1:500.000 as relações mais notáveis rochas / geoformas / ordens de solos / aquíferos; tratam-se de conjuntos abertos com amplas possibilidades de variações rochas/solos , mas também com incompatibilidades de relações co-genéticas (org. Martins Jr., 2005). ROCHAS / grupos de rochas mais comuns

Ácidas: – 167oleri-granitos, adamalitos, grandioritos – 167olerimicrogranitos, microadamalitos, microgranodioritos

– alcali-riolitos, riodacitos, dacitos Ultrabásicas gabro / 167olerite / basalto

GEOFORMAS ou MORFOTEMAS

1 e 2 – (1) cordilheiras, (2) encostas íngremes com matacões de erosão esferoidal; (3) colinas meia-laranja, (4) picos íngremes; (5) vales encaixados; (6) relevos íngremes com saibros e saprolitos; (7) formas pão-deaçúcar;

ORDENS de SOLOS comuns*

Tipos de aquíferos e de zonas de recarga

Cambissolos. Neossolos. Latossolos.

1 e 2 – Aquíferos fraturados; em saibros com ou sem esfoleação esferoidal; aquíferos também dito confinados. Aquíferos rasos solos; aquíferos de transição

3 – intrusivas locais sem expressão regional.

plateaux de derrames.

3 – irrelevância

Nitossolos. Latossolos vermelhos.

Aquíferos de vários tipos: basaltos fortemente intemperizados superficiais; fraturados; confinados; co-distribuídos com encaixantes clásticas. Aquíferos rasos solos.

Básicas Alcalinas e sienitos: Super-saturados – 1 – qtz-sienitos / qtzmicrosienitos / qtztraquitos Saturados – 2 – sienitos / microsienitos / traquitos 3 – traquitos Sub-saturados – 4 – nefelina-sienitos /nefelina microsienitos / leucitófiro e fonolitos / lavas livres de leucitas e feldspatos nefelínicos

1, 2, 3, e 4 – encostas de cones vulcânicos e crateras. Diques. Derrames.

Cambissolos. Argissolos. Neossolos.

Aquíferos centrados em circulação hídrica em paleo-vulcões e pegmatitos; confinados e caracterizados como água mineralizada.

Tabela 5.1 – Continuação de Tipos de rochas ígneas, metamórficas e sedimentares com vista a integrar em escala regional de 1:5.000.000 a 1:500.000 as relações mais notáveis rochas / geoformas / ordens de solos / aquíferos; tratam-se de conjuntos abertos com amplas possibilidades de variações rochas/solos , mas também com incompatibilidades de relações co-genéticas (org. Martins Jr., 2005). ROCHAS / grupos de rochas mais comuns

Ultramafitos e Anortositos Rochas sedimentares e para-metamórficas arenitos / margas / argilitos /

carbonatos / dolomito folhelhos / filitos

GEOFORMAS ou MORFOTEMAS

ORDENS de SOLOS comuns*

Tipos de aquíferos e de zonas de recarga

idem, (1), (2), (3), (4), (5), (6), (7)

plateaux; planícies de inundação; deltas; planícies litorâneas; relevos aplainados de bacias sedimentares com diversos tipos de rochas sedimentares não metaformizadas. Relevos kársticos. Colinas. Plateaux de lateritas e de cangas, colinas, topos de peneplanos. Plateaux de quartzitos.

Latossolos. Cambissolos. Gleisssolos. Neossolos. Argissolos. Vertissolos.

Aquíferos clásticos diversos superficiais e submersos; aquíferos estratificados isolados; aquíferos estratificados em andares; aquíferos estratificados em andares intercomunicantes via entre-camadas e por via de estruturas rúpteis; Aquíferos kársticos. Aquíferos estratificados em folhelhos e filitos com estruturas rúpteis.

quartzitos

Aquíferos raros em quartzitos amplamente fraturados friáveis. Aquíferos pouco prováveis.

Rochas orto- e/ou para -metamórficas / fácies xisto

colinas com várias declividades.

xisto verde almandina anfibolito

idem. idem.

granulito eclogito

(1),(2), (3), (4), (5), (6), (7) idem

Cambissolos. Argissolos. Neossolos.

Idem Aquíferos rasos solos. Aquíferos em rochas altamente alteradas; muito fraturadas; confinados

*os solos, selecionados como típicos, podem ocorrer em outras rochas em virtude de alterações meteóricas diversas; a não-citação de outras ordens pedológicas e sub-ordens não as excluem desses contextos, todavia.

Tabela 5.2 – Rochas e estratigrafia da Bacia sedimentar de São Francisco no Vale do Paracatu apresentada na Figura 4.1 (CETEC e UFOP 1981, Martins Jr., 2006).

Legenda da coluna estratigráfica na Região Bacia Hidrográfica do Paracatu Noroeste de MG e Sudeste do DF QUATERNÁRIO Qa - sedimentos inconsolidados – argilas, cascalhos e areia TERCIÁRIO/QUATERNÁRIO TQd - sedimentos detríticos laterizados ou não ou TQdα - sedimentos detríticos laterizados ou não mais antigos. α - mais antigo CRETÁCIO Formação Urucuia Ku - Arenitos avermelhados ou róseo claros, localmente silicificados, com horizontes argilosos. Formação Areado Ka - Arenitos finos médios, com intercalações de siltitos e argilitos fossilíferos, cores variegadas do vermelho claro ao verde, localmente calcíferos, arenitos avermelhados com estratificação cruzada e conglomerados. Formação Mata da Corda Kmc – Tufos, Tufitos, Conglomerados e Arenitos Cineríticos EO-CAMBRIANO Super grupo São Francisco Grupo Bambuí Formação Três Marias EoCtm – Arcósios e siltitos arcosianos, micáceos, cores verde a marrom arroxeado. Formação Paraopeba EoCp – margas, siltitos argilitos, calcários e ardósias. EoCpd – margas, siltitos argilitos, calcários e ardósias com predominância de dolomitos. EoCpc – margas, siltitos argilitos, calcários e ardósias com predominância de calcários e margas. Formação Paranoá EoCpa – quartzitos, filitos e siltitos PRÉ-CAMBRIANO Formação Ibiá PCi – calcoxistos e clorita xistos Grupo Canastra PCc - quartzitos, filitos, calcários grafitosos e piríticos e xistos

Figura 5.1 – Carta lito-estratigráfica da Bacia do Paracatu derivada e atualizada (org. Martins Jr., 2004, escala original de 1:250.000; Plano Noroeste - CETEC, 1981).

GEOFORMAS O Vale comporta grande número de formas, mas as principais, que correspondem a mais de 90% das variações do terreno, são: st, pd, rv, so, ch, pt, sa, krv, r, d, itrv, cr, str, sto, kerv, ptrv, pdr, pf, crv, sor (Figura 5.2; Tabela 5.3).

Figura 5.2 – Mapa geomorfológico do Paracatu, derivado e atualizado, disponível na escala de 1:250.000 (CETEC, 1981; Martins Jr. et al., 2006).

Tabela 5.3 – Principais geoformas do Vale estão em 98% da área total.

1

2

3

4 5 6 7 8 9 10 11

12 13 14 15 16 17

Geoformas st - superfície tabular de aplainamento em área de planalto, com depósitos de cobertura arenosos e argilosos e rede de drenagem pouco densa, constituída por veredas. Ocorrência acentuada de áreas de infiltração, sobre formações arenosas. str - superfície tabular reelaborada – superfície de aplainamento em área de planalto, com depósitos de cobertura predominantemente arenosos; rede de drenagem constituída por veredas em densidade relativamente elevada. pd - pedimentos – vertentes de declividade inferior a 8% elaboradas sobre rochas expostas ou cobertas por formações superficiais que se integram com os depósitos colúvio-aluviais das superfícies de aplainamento. Áreas com escoamento superficial difuso. r - vertentes ravinadas – vertentes dissecadas pelo escoamento fluvial concentrado, elaboradas predominantemente sobre rochas de baixa permeabilidade. rv - vertentes ravinadas e vales encaixados – vertentes íngremes dissecadas pelo escoamento fluvial, concentrado em talvegues profundos. ch - vertentes em chevron – vertentes litólicas ravinadas e/ou com vales encaixados, elaboradas sobre flancos de estruturas dobradas. Áreas de escoamento superficial concentrado e difuso intenso. cr - colinas com vertentes ravinadas. crv - colinas com vertentes ravinadas e vales encaixados. krv - cristas com vertentes ravinadas e vales encaixados. kerv - cristas estruturais com vertentes ravinadas e vales encaixados. pt - patamares rochosos – superfícies de aplainamento exumadas resultantes da atuação de processos de erosão diferencial entre formações cretácicas e rochas do Grupo Bambuí. Áreas de escoamento superficial difuso intenso, com ocorrências de cascalheiras remobilizadas. sto - superfície de aplainamento degradada em área de planalto, com depósitos superficiais pouco espessos. Predomínio de escoamento superficial concentrado. sor - superfície ondulada com vertentes ravinadas. pdr - pedimentos ravinados. ptrv - patamares rochosos com vertentes ravinadas e vales encaixados. itrv - interflúvios tabulares com vertentes ravinadas e vales encaixados. d - depressões rasas de fundo plano – áreas de má drenagem com rebaixamento pouco pronunciado evoluídas sobre as superfícies de aplainamento, com ocorrências de solos hidromórficos e concentração de lagoas temporárias.

SOLOS Os solos mais comuns são os neossolos quartzarênicos, três tipos de cambissolos háplicos, três tipos de neossolos litólicos e cinco tipos de latossolos vermelhos. Essa dominância é própria às rochas típicas do Vale (Figura 5.3; Tabela 5.4). Tabela 5.4 – Principais solos do Vale segundo a classificação FAO-Brasileira/1995 (Marques et al., 2004) em número de 14, entre 40 tipos existentes.

Solos 1 2

3

4 5 6

7 8

9

10 11

12

13 14

LVd1 – LATOSSOLOS VERMELHOS Distróficos típicos argilosos A moderado álicos fase cerrado relevo plano e suave ondulado RQo3 – NEOSSOLOS QUARTZARÊNICOS Órticos típicos A fraco e moderado álicos + LATOSSOLOS VERMELHO AMARELOS Distrópicos típicos textura média A moderado álicos fase cerrado relevo plano e suave ondulado CXbd3 – CAMBISSOLOS HÁPLICOS Tb Distróficos típicos argilosos textura média A moderado álicos fase campo cerrado + LATOSSOLOS VERMELHO AMARELOS Distróficos típicos argilosos A moderado álicos fase cerrado fase relevo plano e suave ondulado RLd1 – NEOSSOLOS LITÓLICOS Distróficos típicos textura indiscriminada A fraco e moderado álicos fase campo cerrado relevo forte ondulado RQg – neossolos quartzarênicos hidromórficos típicos A fraco e moderado álicos fase campo cerrado relevo plano. CXbd2 – CAMBISSOLOS HÁPLICOS Tb Distróficos típicos argilosos textura média A moderado álicos + NEOSSOLOS LITÓLICOS Distróficos textura indiscriminada A fraco e moderado álicos fase campo cerrado relevo ondulado CXbd2 – CAMBISSOLOS HÁPLICOS Tb Distróficos típicos argilosos textura média A moderado álicos + NEOSSOLOS LITÓLICOS Distróficos textura indiscriminada A fraco e moderado álicos fase campo cerrado relevo ondulado RLd1 – NEOSSOLOS LITÓLICOS Distróficos típicos textura indiscriminada A fraco e moderado álicos fase campo cerrado relevo forte ondulado RLe1 – NEOSSOLOS LITÓLICOS Eutróficos chernossólicos + NEOSSOLOS LITÓLICOS EUTRÓFICOS típicos A moderado ambos textura indiscriminada fase floresta caducifólia relevo montanhoso + NEOSSOLOS LITÓLICOS Distróficos típicos A moderado, textura indiscriminada fase campo cerrado relevo montanhoso + AFLORAMENTOS DE ROCHAS LVd1 – LATOSSOLOS VERMELHOS Distróficos típicos argilosos A moderado álicos fase cerrado relevo plano e suave ondulado CXbd2 – CAMBISSOLOS HÁPLICOS Tb Distróficos típicos argilosos textura média A moderado álicos + NEOSSOLOS LITÓLICOS Distróficos textura indiscriminada A fraco e moderado álicos fase campo cerrado relevo ondulado RLd2 – NEOSSOLOS LITÓLICOS Distróficos típicos textura indiscriminada A fraco e moderado álicos + CAMBISSOLOS HÁPLICOS Tb Distróficos típicos argiloso e textura média A moderado álicos fase campo cerrado relevo ondulado e forte ondulado RLd1 – NEOSSOLOS LITÓLICOS Distróficos típicos textura indiscriminada A fraco e moderado álicos fase campo cerrado relevo forte ondulado LVAd5 – LATOSSOLOS VERMELHO AMARELOS Distróficos plínticos argilosos A moderado álicos + NEOSSOLOS QUARTZARÊNICOS Órticos típicos A fraco e moderado álicos fase campo cerrado relevo plano e suave ondulado

Figura 5.3 – Mapa de solos do Paracatu como 40 tipos mapeados disponível na escala de 1:250.000 (CETEC, 1981) atualizado em 2004 para o Sistema FAO-Brasileiro.

Rochas e Geoformas As condições ambientais entre rochas/geoformas do Vale são descritas pelas relações espaciais de associatividade na Tabela 5.5. As relações rochas e geoformas são consideradas de ambos os pontos de vista da Geomorfologia estrutural e/ou climática.

Tabela 5.5 – Relações espaciais entre rochas e geoformas no Vale em km2. Rochas / Geoformas

A Kit Kv c carv cd ch ckerv ckrv cr crc crv crvk cv d gf1 gf2 it itk itrv k kav kcrv ker kerv kka kr krv krvit pd pdr pdrv pf pfc pfcd pfve pt ptkrv pto ptpd ptpdr ptr ptrv r rc rcd rv rva rvk sa so soka sor st sto str tf1 tf2 tk v ve Total

EoCp

EoCpa EoCpc EoCpd EoCtm

78,16 3,70 182,96 24,89 17,06 152,25 23,52 344,05 53,30 659,30 122,51 18,51 218,93 1.057,94 80,11 0,53 7,42 81,77 4,42 2,72 14,68 4,63 1.470,60 14,37 80,33 2.302,53 6,08 77,53 133,26 0,06 320,80 0,38 2,65 16,66 5,06 15,17 32,98 1,34 2,45 60,41 384,15 72,75 820,91 6,50 231,66 3.895,74 1.063,29 15,28 470,34 259,72 763,51 110,39 6,92 7,31

2,64

2,33

9,38

3,99 12,75 0,38

1,45

0,04

Kmc

Ku

PCc

0,43

3,68

Qa

TQd

1,77

5,10

6,98 1,37 0,48 0,94

1,55

TQda

0,19

1,27 6,79 1,13 10,97

64,10 11,08 38,46

0,02

4,59

0,52

153,19

11,60

2,05

133,13 4,15

18,89

5,06

11,10 1,02

1,03 0,00 2,18 5,87 0,00 78,19

19,06 3,63

3,17 0,01

1,57

2,59

3,67 0,96 7,46 21,32 3,28 385,29 13,76 1,06

7,94

0,08

0,75

1,96

6,75

557,36 529,48

0,40

3,54 0,44 0,00 4,61 0,77

211,13 142,97

7,28

10,44

0,19 7,92

3,85

2,61 0,94 24,65 45,49

279,39 453,74 60,76 4,11

4,37 2,91

23,98 3,99

0,81 1,43

0,72 1.401,49

80,65

0,19

5,80 22,60 0,98 10,52 2,93

3,81

2,48

0,04 14,06

5,74 1,07

3,86

4,09 14,60 53,24 271,39 16,43 0,18 3,72 18,66

0,52 0,00 0,69 3,09 7,52

3,94 1,65

8,36 0,76

24,41 3,78

24,38 23,51

5,98

32,04

13,51 13,99 1.327,56

1,32 9,98 9,85

1,44 3,75 0,30 37,22 283,57 1.449,84 31,82 106,27 221,43 79,07 75,29 20,56 9,19 0,62 23,17 103,79 542,20 362,76 38,04 20,76 1,13 105,86 558,04 74,99 39,97 8,34 11,96 584,72 3.523,96 12,04 46,83 1,32 0,15 2,81 1,22 5,21 8,28 26,82 665,48

3,57

0,07 0,57

378,55 0,00 89,80 115,41

179,00

0,76

2,65 1,22 1,30 287,83 30,88 13,30 113,41

13,31

22,42 1,48 1,53

5,31

3,12

90,99 238,12 103,78 37,92 123,76 0,22 8,95 9,46 37,42 64,48 3,26 2,20 11,11 0,26 484,96 2,73 1.269,03 3,65 0,00 62,92 2,89 15,49 11,09 104,66

1,00 14,59 15.820,08

5,91

Ka

36,54 35,81 5,15 11,25 0,28

388,78 39,98 21,67 31,07 0,00 12,24 0,16 4,95 52,41 0,93 0,01 6,03

19,29 9,10 4,24

0,39

0,03 9,56

2,64 1,75

17,56 17,85

0,32 2,68 0,50 419,47 5.929,35 23,67 165,45 15,44 25,82 17,05 0,00 0,00 227,77 317,45 0,00 1.413,61 14,31 6,78 371,32 141,29 8,35 168,26 12,17 0,14 38,19

0,23 27,88

880,97 6.824,14 6.972,73 751,44 555,00 212,11 2.326,33 9.460,44 407,80

GEOFORMAS e SOLOS As condições ambientais entre geoformas/solos do Vale podem ser descritas como favoráveis para diversos tipos de projetos agrícolas, florestais e de zoocultura. Os simples aspectos obtidos das cartas de Aptidão Agrícola, os tipos de plantas com suas exigências ambientais e as técnicas agrícolas disponíveis formam um quadro de opções que podem ser combinadas e descritas em quatro níveis de complexidade de condições como: (1) ultra-favoráveis (2) favoráveis (3) restritas e (4) desfavoráveis. Esta classificação é própria do conceito de aptidão, mas precisa ainda ser referida a outros fatores para se obter um modelo mais amplo e representativo com:  (1) geotecnia do território da bacia hidrográfica (2) as formas do terreno (3) tipos de solos (4) zonas de recarga (5) áreas geo-ambientais específicas (6) áreas florestais naturais específicas (7) micro-climas, entre outros temas, todos eles a serem considerados de modo integrado, como determinantes para os quatro níveis de classificação acima citados. Isto não ocorre, todavia, para os mapas de aptidão de solos. Obviamente, nem todas as espécies florestais nativas ou econômicas serão necessariamente adequadas, nem mesmo em condições ultra favoráveis para plantio entre vários tipos de associações de solos / rochas / geoformas. Isto é compreensível pelo fato de que a classificação de aptidão agrícola é principalmente articulável aos tipos de plantas/solos. Necessita-se articulá-la aos conceitos de Ordenamento do Território, fato esse não elaborado metodologicamente em nosso País. No Vale as associações cogenéticas previstas na Tabela 5.1 são confirmadas (Tabelas 5.6a, 5.6b, 5.6c) e Tabela 5.7. Tabela 5.6a – Relações espaciais entre geoformas (linhas) e solos (colunas) em km2. Solos / AQd3 geoformas st

CXbd1

CXbd3

GMd

GXbd

LVAd4

17,47

49,78

190,26

279,09

14,32

rv

472,71

21,39

3,14

5,47

so

309,45

28,10

15,86

34,59

215,01

168,83

0,05

1,28

LVAd1 LVAd2 LVAd3

pd

sa

3,52

CXbd2

3,36

72,43

350,73

664,50

102,90 0,06

krv

119,38

0,43

r

119,56

0,06

d

3,97

itrv

191,72

cr

224,89

str sto

14,58 299,40

219,48

2,59

23,54

9,13

19,44

371,71

1546,83

0,63

26,16

13,25

42,34

4,33 6,44

291,43

9,14

115,13

99,15

kerv

15,78

ptrv

18,47

pdr

361,10

4,09

pf

122,51

4,85

crv

390,96

sor

523,52

12,15

4,14 31,97

1,43

15,94

102,01 0,08

0,07

5,54 4,36

9,41

1,12

5,20

16,88

0,03 0,42

Tabela 5.6b - continuação Solos / LVAd5 geoformas

LVAd6

LVAd7

LVAd8

LVd1

st

0,56

348,00

413,88

pd

24,17

0,05

54,45

rv

71,98

3,75

37,40

so

15,70

19,21

878,95

649,76

sa

225,91

krv

28,98

r

18,62

1,88

LVd2

LVd3

129,21

LVd4 189,76

Lvdf

LVe

2,90

2,52

32,91

25,25

0,75

2,94

692,35

0,07

27,50

20,19

0,02

3061,80

68,89

48,28

1176,43

101,96

0,91

31,34

0,84

1,85

17,55

0,23

6,47

1,31

3,61

16,27

0,29

1,05

1,48

Tabela 5.6b - continuação d itrv

345,33

10,56

16,91

42,05

1,94

8,08

cr

26,92

0,30

84,77

0,06

52,59

2,64

42,48

1113,03

9,87

363,55

14,25

0,12

8,23

0,12

str

481,42

sto

31,40

0,09

kerv

1,06

ptrv

0,17

pdr

44,06

3,91

8,77

16,62

24,22

70,75

pf

2,23

1,10

11,25

1,58

56,51 0,66

crv

2,94

7,87

sor

0,49

21,76

0,40

2,17 0,18

4,05 0,09

0,86

3,87

5,52 0,01

Tabela 5.6c – continuação Solos / geoformas

PVAe

st

52,73

pd rv

RLd1

2,41

RLd2

RLd4

RLe1

8,17

29,29

15,14

40,72

38,12

17,59

864,94

684,34

53,60

RLe2

RQg

RQo1

RQo2

RQo3

RQo5

1,23

43,29

38,87

3,73

10,27

3,68

21,41

135,88

27,67

32,33

81,58

RUbe2

so

129,43

51,05

93,17

18,88

72,01

12,07

0,75

63,10

9,44

sa

252,00

137,15

71,62

12,15

126,87

482,54 547,18

741,65

69,22

253,14

1820,50

74,44

628,61

3,12

155,95

1,69

18,31

23,28

7,04

151,49

101,63

18,73

79,17

5,36

0,53

23,42

13,75

30,44

krv r

9,67

d

2,27

itrv

11,45

260,14

20,11

cr

61,09

89,37

2,34

str

142,86

96,66

0,00

243,98

10,93

379,22

48,30

ptrv

319,24

106,14

5,78

pdr

99,53

710,08

11,12

pf

26,09

29,55

6,91

21,32

crv

202,12

51,42

29,31

sor

15,10

19,70

sto kerv

5,60

2,22

26,70 16,19

12,58 28,26

65,06

0,48

13,55

36,68 818,73 334,20

3,83

24,37

76,18

96,56 1263,16

92,85

5,23

6,19

0,42

10,98

114,24

5,97

7,52

0,83

105,08

3,95

0,67

0,15

21,32 4,24 109,33

0,34

2092,98

161,70

1,30

222,72

72,64

6,47

6,20

89,07

8,57

209,51

283,03

0,67

35,87

21,53

1497,98

13,31

58,89

1,80

2,77

23,84

Tabela 5.7– Relações em áreas entre principais geoformas e solos superpostos no Vale.

Geoformas 1 2

3 4 5 6 7 8 9

10 11 12

st - superfície tabular de aplainamento em área de planalto, str - superfície tabular reelaborada – superfície de aplainamento em área de planalto, pd - pedimentos – vertentes de declividade inferior a 8 r - vertentes ravinadas – rv - vertentes ravinadas e vales encaixados ch - vertentes em chevron – vertentes litólicas ravinadas e/ou com vales encaixados cr - colinas com vertentes ravinadas. crv - colinas com vertentes ravinadas e vales encaixados. krv - cristas com vertentes ravinadas e vales encaixados. kerv - cristas estruturais com vertentes ravinadas e vales encaixados. sto - superfície de aplainamento degradada sor - superfície ondulada com vertentes ravinadas.

Solos principais sobre geoformas LVd1 – LATOSSOLOS VERMELHOS Distróficos RQo3 – NEOSSOLOS QUARTZARÊNICOS + LATOSSOLOS VERMELHO AMARELOS Distrópicos CXbd3 – CAMBISSOLOS HÁPLICOS Tb Distróficos + LATOSSOLOS VERMELHO AMARELOS Distróficos RLd1 – NEOSSOLOS LITÓLICOS Distróficos RLd1 – NEOSSOLOS LITÓLICOS Distróficos RQg – NEOSSOLOS quartzarênicos hidromórficos CXbd2 – CAMBISSOLOS HÁPLICOS Tb Distróficos + NEOSSOLOS LITÓLICOS Distróficos CXbd2 – CAMBISSOLOS HÁPLICOS Tb Distróficos + NEOSSOLOS LITÓLICOS Distróficos RLd1 – NEOSSOLOS LITÓLICOS Distróficos RLe1 – NEOSSOLOS LITÓLICOS Eutróficos + NEOSSOLOS LITÓLICOS EUTRÓFICOS + NEOSSOLOS LITÓLICOS Distróficos + AFLORAMENTOS de ROCHAS LVd1 – LATOSSOLOS VERMELHOS Distróficos CXbd2 – CAMBISSOLOS HÁPLICOS Tb Distróficos + NEOSSOLOS LITÓLICOS Distróficos RLd2 – NEOSSOLOS LITÓLICOS Distróficos + CAMBISSOLOS HÁPLICOS Tb Distróficos

13

pdr - pedimentos ravinados.

14

ptrv - patamares rochosos com vertentes ravinadas e vales encaixados.

RLd1 – NEOSSOLOS LITÓLICOS Distróficos

15

d - depressões rasas de fundo plano

LVAd5 – LATOSSOLOS VERMELHO AMARELOS Distróficos + NEOSSOLOS QUARTZARÊNICOS

ROCHAS e SOLOS As condições ambientais entre rochas/solos do Vale podem ser descritas em conformidade com a Tabela 5.1. As relações dominantes rochas/solos contínuas em áreas de maior extensão de rochas são EoCp, EoCtm e TQd. Com relação aos solos, os dominantes são: CXbd1+2+3, LVd1+2+3+4, RLd1+2+4, RQo1+2+3+5, onde os valores índices numéricos indicam para cada valor um grande grupo de solos (Tabela 5.8; Tabela 5.1). RELAÇÕES GERAIS entre ROCHAS, GEOFORMAS e SOLOS Em face dos dados apresentados é possível iniciar a verificação das hipóteses levantadas na primeira parte do artigo como fundamentadas para a construção de modelos de gestão geo-ambiental e econômica. Em síntese, a evidência geral da Tabela 5.8 e o estudo de caso sobre o Vale do Paracatu permitem considerar como demonstradas as Hipóteses 1 a 3, que resumidas são as seguintes proposições finais às hipóteses:

(1) as relações sistêmicas entre rochas / geoformas / solos / e a incluir as formações superficiais geotécnicas  são os aspectos irredutíveis fundamentais para modelos de gestão do uso da terra (2) a integração dessas relações sistêmicas aplicáveis a um sistema lógico interdisciplinar de auxílio à decisão deve assentar-se, de fato, segundo uma lógica que permita trabalhar com  associatividades comuns, associatividades eventuais e anomalias associativas, amplamente evidentes dentro do Paracatu com 45.060km2, que é uma superfície expressivamente grande para servir de área-exemplo e (3) está apropriada a lógica que caracteriza a possibilidade de esboçar as articulações entre as características e as complementaridades das várias escalas regionais às escalas locais, para propriedades rurais e para o auxílio à decisão nesses diversos níveis. A Tabela 5.9 apresenta e confirma as relações entre rochas, solos e geoformas para a Bacia do Rio Paracatu, conforme se propõe com as três hipóteses acima confirmadas para modelar os usos da terra apoiado nas análises e confirmações que se apresentam neste artigo. CORRELAÇÕES entre ESCALAS de REPRESENTAÇÃO CARTOGRÁFICA A Hipótese 4 trata das categorias de solos que se evidenciaram, de fato, ser das instâncias as mais fundamentais, para a elaboração das decisões de uso da terra em escalas do regional ao local. As evidências relacionais das Tabelas 5.6a a 5.6c; 5.7; 5.8 e 5.9 permitem essa perspectiva integrada da importância dos solos, como os mais diversificados sistemas em função das rochas, essas em menor quantidade de variedades, seguida das geoformas em maior número, e os solos em maior número ainda. Todavia, a dominância de solos segue de perto as rochas e geoformas, com ocorrência de solos mais raros em áreas restritas, o que permite identificar-se as “associatividades comuns” da conclusão sobre a hipótese 2 como “associatividades dominantes”. Desta forma, pode-se conceber que a tipologia de solos seja o aspecto mais sensível para o auxílio à decisão geo-ambiental de gestão do uso da terra, sem exclusão dos outros geossistemas, que analisados podem informar o que a carta pedológica e a carta de aptidão de solos e a carta agroclimatológica não podem informar. Aquelas informações são de outras categorias do que essas. Assim, dentro de uma perspectiva de Arquitetura de Conhecimentos (Martins Jr. et al., 2006; Martins Jr. & Vasconcelos, 2008) de decisão do regional ao local, deve-se tratar como condição fundamental as associações entre rochas, geoformas e solos que sejam, primeiramente, lógicas e co-genéticas, enquanto outras associações decorrem de transformações geotécnicas, geoquímicas e edafoquímicas mais específicas. Nessas, os micro-organismos, os sistemas radiculares e o húmus têm mais importância na gênese e tipificação de solos, afastando-os de relações clássicas cogenéticas rochas-solos   mas no contexto dessas relações as categorias de solos são das primeiras e mais fundamentais instâncias para a aproximação em escalas do regional ao local.

Em segundo plano, para o planejamento do uso da terra para a agricultura, a silvicultura, pastagens, áreas de mitigação, produção de energia com mini-centrais hidroelétricas a fio d’água, produção de biomassa para energia e industrialização rural são necessários conhecimentos sobre as relações geotécnicas, que exigem a produção de cartas geotécnicas, com estudo de distribuição espacial de atributos físicos de rochas, solos e formações superficiais. Tabela 5.8 – Relações espaciais entre rochas e solos no Vale do Paracatu – km2. Em negrito, estão marcadas as interseções das rochas mais típicas encontradas sobre cada tipo de solo (análise por linha). Em vermelho, estão marcadas as intercessões dos solos mais típicos encontrados sobre cada tipo de rocha (análise por coluna). Rochas / Solos

EoCp

EoCpa

EoCpc

EoCpd

EoCtm

Ka

49,562

193,792

52,785

777,102

837,709

0,515

535,551

18,757

1

CXbd1

370,971

2

CXbd2

2.006,303

3

CXbd3

121,656

4

GMd

5,797

3,693

5

GXbd

218,775

0,026

6

LVAd1

229,246

7

LVAd2

28,767

8

LVAd3

2,257

9

LVAd4

1.064,459

10

LVAd5

0,137

11

LVAd6

137,271

12

LVAd7

91,179

13

LVAd8

157,497

14

LVd1

2.387,409

15

LVd2

21,866

16

LVd3

7,268

17

LVd4

1.411,638

18

Lvdf

0,623

2,270

236,489

5,135

35,922

20,605

5,050

102,221

1,515

2,082

227,405

594,136

22,146 0,001 8,104

54,173

220,001

122,586 35,293

3,668

6,721

34,001

38,144

77,154

4,343

66,769 19,413

19

LVe

49,378

20

PVAe

13,470

21

RLd1

3.639,472

16,928

45,466

22

RLd2

573,361

1,176

33,403

23

RLd4

915,558

24

RLe1

1.064,637

25

RLe2

628,587

26

RQg

27

RQo1

28

RQo2

7,074

29

RQo3

105,375

30 31 32

RQo5 RUbe2

2,076 289,092

_Aqd3

151,463

53,905 4,736 226,955

540,800

1.528,271

0,040

1.557,456

135,375

53,696 95,882

260,449

100,847

18,252

0,507

53,093

112,628

119,662

106,831

312,860

896,527

45,269 3,601 1,104

7,646

11,215

148,908

27,207

675,734

2.339,384

1.142,005 78,160

207,556 1,719

14,634

Tabela 5.8 – Continuação de Relações espaciais entre rochas e solos no Vale do Paracatu – km2 Rochas / Solos

Kmc

Ku

PCc

Qa

TQd

1

CXbd1

2

CXbd2

3

CXbd3

0,832

8,759

4

GMd

10,703

33,508

TQda

360,562 15,084

20,077

37,101

70,778

5

GXbd

1,259

0,837

85,315

6

LVAd1

131,411

58,886

437,200

7

LVAd2

3,336

83,311

8

LVAd3

16,625

344,879

9

LVAd4

112,978

421,723

10

LVAd5

5,443

573,783

11

LVAd6

29,317

679,807

12

LVAd7

47,068

572,013

13

LVAd8

16,429

14

LVd1

411,918

106,545

2.872,231

15

LVd2

155,605

16

LVd3

17

LVd4

18

Lvdf

19

LVe

20

PVAe

21

RLd1

106,310

22

RLd2

0,317

23

RLd4

24

RLe1

25

RLe2

0,425

0,823

23,735

160,268

245,309 14,022

14,411

48,436 0,236

41,766

44,947

553,278

5,757

29,389

67,271

17,189

64,464

31,845

10,216

37,398

6,569

61,829

31,787

15,147

5,804

3,854

6,243

10,011

20,375

374,336

211,403 12,690

26

RQg

27

RQo1

28

RQo2

29

RQo3

30 31 32

RQo5 RUbe2

172,285 9,179 5,910

0,770

1,421

0,536

0,450

71,562

691,218

21,727

51,677

67,706

501,677

10,193

1,724 1.628,987

1,581 202,818

40,774

36,678

_Aqd3

Tabela 5.9 – Relações principais entre solos, geoformas, rochas e materiais de origem (CETEC, 1981, p. 202, 203; Martins Jr et al., 2006). Classes de Solos

Superfícies Geomórficas ST

LVA, textura argilosa

STO SA pd

LVA plíntico textura argilosa

d, st d

Estratigrafia TQda Ku Kmc TQda Eop TQd EoCtm TQda Ku TQd

Materiais de Origem

Depósitos de cobertura do Cretáceo Superior / Terciário Inferior

Sedimentos detríticos pleistocênicos Depósitos de cobertura do Cretáceo Superior / Terciário Inferior Sedimentos detríticos pleistocênicos

Tabela 5.9 – Continuação de Relações principais entre solos, geoformas, rochas e materiais de origem (CETEC, 1981, p. 202, 203; Martins Jr et al., 2006) . Classes de Solos LVA, textura média

Superfícies Geomórficas STR STO SA

SA

Estratigrafia Ka, Ku EoCp TQd TQda Ku Kmc TQda EoCp TQd

SOKa

EoCp

ST

Kmc

SA

EoCtm TQd

ST LVd, textura argilosa

LVd, textura média

STO

vx, pt, rv

LVe, textura argilosa *

Dissecação/ mistas SA

EoCp

EoCp TQd

Materiais de Origem Sedimentos detríticos provenientes da alteração de arenitos cretáceos Sedimentos detríticos pleistocênicos Depósitos de cobertura do Cretáceo Superior / Terciário Inferior Sedimentos detríticos pleistocênicos, com provável influência de sedimentos, provenientes da alteração de rochas da F. Paraopeba Depósitos de cobertura do Cretáceo Superior / Terciário Inferior Sedimentos detríticos pleistocênicos Sedimentos detríticos provenientes da alteração de arenitos cretáceos, com provável influência de sedimentos, provenientes da alteração de rochas calcíferas da Fm. Paraopeba Sedimentos detríticos pleistocênicos provenientes da alteração de rochas calcíferas da Fm. Paraopeba Sedimentos detríticos pleistocênicos, com provável influência de sedimentos, provenientes da alteração de rochas calcíferas da Fm. Paraopeba Sedimentos detríticos provenientes da alteração de arenitos cretáceos, com provável influência de sedimentos, provenientes da alteração de rochas calcíferas da Fm. Paraopeba Sedimentos detríticos pleistocênicos provenientes da alteração de rochas calcíferas da Fm. Paraopeba Sedimentos provenientes da alteração de rochas básicas da Fm. Mata da Corda Sedimentos detríticos pleistocênicos provenientes da alteração de rochas calcíferas da Fm. Paraopeba

SOKa

EoCp

vx, pt, rv

EoCp

SOKa

TQd

LVdf*

ST, rc, crv

Kmc

PVAe, textura média

SOKa

TQd EoCp

PVAe, textura argilosa

Dissecação/ mistas SOKa, SA

EoCp

PVAe, textura média/argilosa

SOKa

TQd

NV similar *

Dissecação/ mistas

EoCp

teKa

TKd

Sedimentos detríticos pleistocênicos

teKa

TKd

Sedimentos detríticos pleistocênicos

STO

TQda EoCp, tm Eomb

Lve, textura média

PLe vértico, textura siltosa/argilosa * PLd plíntico, textura siltosa/argilosa * CXbd, textura argilosa e média

Sedimentos provenientes da alteração de rochas calcíferas Sedimentos detríticos pleistocênicos, provenientes da alteração de rochas da Fm. Paraopeba Sedimentos provenientes da alteração de rochas calcíferas da Fm. Paraopeba

Rochas essencialmente ardosianas dos Grupos Bambuí e Macaúbas

Classes de Solos

Superfícies Geomórficas SA Dissecação/ mistas SA – Soda te

Estratigrafia

tf, te

Qa

Dissecação/ mistas

EoCp

RLd

Dissecação/ mistas

EoCp EoCtm PCc Ka, mc

RLd, concrecionário

Dissecação/ mistas

EoCp, EoCtm PCc

CXe, textura argilosa *

RLd arenoso RLe* GMd GXbd, textura argilosa RQg RUbe

Dissecação/ mistas Dissecação/ mistas VE d d SA pt, tf d SA

EoCp, EoCtm EoCp TQd

Ka, Ku

Sedimentos detríticos pleistocênicos, provenientes da alteração de rochas calcíferas da Fm. Paraopeba Sedimentos detríticos pleistocênicos e recentes, provenientes da alteração de rochas calcíferas da Fm. Paraopeba Rochas ardosianas e calcárias da Fm. Paraopeba Rochas essencialmente ardosianas, mas também quartzíticas e areníticas do Pré-cambriano, Eocambriano e Cretáceo (formações Areado e Mata da Corda). Rochas essencialmente ardosianas, provenientes do grupo Bambuí, com influência de materiais lateríticos, provenientes do desmonte de níveis de acumulação Arenitos Cretáceos

EoCp

Rochas ardosianas e calcárias da Fm. Paraopeba

Qa TQda Ku TQd TQd EoCtm Qa

Sedimentos recentes colúvio-aluviais

TQd

STO

EoCp, EoCtm

STR Dissecação

Ka, Ku

V*

Tf, pf, SA

TQd, Qa

NV*

st, rc, crv

Kmc

LVef*

st, rc, crv

Kmc

RQo

Materiais de Origem

Depósitos de cobertura do Cretáceo Superior / Terciário Inferior Sedimentos detríticos pleistocênicos Sedimentos aluviais recentes Sedimentos detríticos pleistocênicos

Sedimentos provenientes da alteração de arenitos cretáceos Sedimentos pleistocênicos e recentes, detríticos e aluviais, provenientes da alteração de rochas calcíferas da F. Paraopeba Sedimentos provenientes de rochas básicas da F. Mata da Corda Sedimentos provenientes de rochas básicas da F. Mata da Corda

*Classes de solos com representatividade em nível de inclusão

São necessárias também as várias cartas de pluviosidade  chuva total anual, chuvas do período chuvoso, do período seco, coeficiente de variação anual das chuvas, número de dias de chuvas anual, chuva máxima anual, coeficiente de variação do período chuvoso, número de dias de chuvas no período chuvoso, chuva máxima no período chuvoso e chuvas de janeiro a dezembro, já que a chuva é entre os agentes naturais o mais ativo em regiões tropicais. Por certo, que os ventos e o tempo de foto-periodicidade são aspectos não negligenciáveis, também.

Com essas informações completa-se o sistema básico de informações para se iniciar os zoneamentos ecológicos, econômicos e ecológico-econômicos de bacias hidrográficas (Martins Jr. et al. 2008; Martins Jr. & Ferreira 2009; Martins Jr. et al. 2010). OBTENÇÃO das ÁREAS TOTAIS  Nativa, Plantada e Passível de Recuperação Considerando-se, portanto, as relações acima evidenciadas sobre as  rochas / geoformas / solos fica evidente que essas categorias de entidades geológicas são a base para a decisão e, portanto, o passo seguinte, ainda dentro da primeira etapa, implicará em se programar as áreas de: (1) conservação (2) preservação (3) mitigação e (4) utilização antrópica onde as questões de desmatamento, florestamento, reflorestamento, mitigação com obras de engenharia e a produção agrícola, de silvicultura e pastagens poderão ser planejadas e articuladas sobre os mapas de solos, ou sobre os mapas de Aptidão Agrícola de modo a que todas as restrições e multi-usos não explicitáveis nesses mesmos mapas possam ser integradas em uma nova categoria de mapas dos zoneamentos citados acima e na cartografia de Desenho de Uso Optimal do Território – DUOT (Martins Jr. et al. 2006; Martins Jr. et al. 2008; Martins Jr. et al. 2009; Martins Jr. et al. 2010). O planejar do uso do território implica em colocar em perspectiva todas as áreas potenciais, aquelas em uso, aquelas degradadas, bem como aquelas com necessidades específicas de técnicas de conservação ambiental bem como aquelas estritas para a preservação ambiental. Para tanto, outro grupo de cartografias serão necessárias a partir das informações que se devem agregar segundo a equação lógica abaixo, a saber, “planejar o Ordenamento Regional do Território” para se estimar a área total replantável, garantidos os interesses geo-ecológicos entre rochas/ geoformas/ solos/ áreas agrícolas e agriculturáveis e os interesses econômicos tem como uma equação fundamental básica, a seguinte:

Σ SF = SBH ± SRs − SGi − SSi − SCVr ± SAd ± SAv ± SP − SU − SOE − SCa onde, cada membro deve ser desenvolvido segundo a(s) questão(ões) em pauta: Σ SF - área total disponível para reflorestamento e/ou florestamento, em macro-visão SBH - área total da bacia SRs - área de rochas com formações superficiais sensíveis ou meta-estáveis SGi - áreas de geoformas mais ou menos inadequadas SSi - áreas de solos mais ou menos inadequados SCVr - áreas de coberturas vegetal remanescentes e áreas legais SAd - áreas com agricultura SAv - áreas agricultáveis SP - áreas de pastagens SU - áreas urbanas e urbanizáveis SOE - áreas de obras de engenharia SCa - áreas de corpos d’água ± - significa poder utilizar, ou não, para finalidades florestais”.

“A questão econômica também se apoia sobre as questões geo-ecológicas ou de adequação planta / água / solos / climas-microclimas de modo que as relações específicas entre produção de biomassa para energia – BE - e biomassa para alimentação – BA - se colocam de modo crítico no País, daí demandar estudos detalhados das bacias para o Mapa de Usabilidade como um instrumento de auxílio à decisão a fazer parte do ‘Sistema de Arquitetura de Conhecimentos e dos Sistemas Inteligentes de Auxílio à Decisão’ (família SisDec de sistemas)” (Martins Jr. et al., 2006; Marques & Martins Jr. 2004; Martins Jr. & Vasconcelos 2008). Esses sistemas podem ser desenvolvidos por todos os que se interessam nessas questões de gestão geo-ambiental e econômica. CONCLUSÕES A integração das relações entre  rochas/ geoformas/ solos/ formações superficiais apresenta aspectos fundamentais para o planejamento regional (escalas de 1:1.000.000 a 1:100.000), servindo de base como método para aplicação a quaisquer outras bacias, mesmo aquelas com estruturas geológicas e lito-estratigráficas bem distintas. Essas relações são de diversos tipos, especialmente em se tratando de questões que envolvem evidentes relações entre  rochas/ geoformas/ solos/ formações superficiais implicam na possibilidade de discernir em primeira instância: (a) estabilidade x instabilidade de terrenos (b) disponibilidade hídrica (c) declividades (d) estruturas dúcteis em relação às vertentes (e) estruturas rúpteis e aspectos do processo de infiltração da água pluvial (f) relações entre infiltração e escoamento superficial imediato pós-chuvas com ou sem desmatamento e onde a agricultura seja, ou não, organizada com métodos conservacionistas (g) a susceptibilidade a processos de “perda universal de solos” (Wischmeyer et al. 1958; Wischmeyer & Smith 1965; 1978) com atualizações ao método como desenvolvido para o Brasil por Bertoni et al. (1975) e Lombardi Neto (1977) e (h) susceptibilidade de indução ao processo erosivo, entre muitos outros aspectos. A separação de terras feitas do regional ao local é um procedimento fundamental para, de início, se descortinar áreas mais propícias e adequadas do ponto de vista ambiental para a produção agrícola, em especial, bem como as áreas para mitigação, conservação e/ou preservação em bacias como a do Paracatu em avançado estágio de ocupação. A questão se fechará com as etapas seguintes, que mediante o espectro de possibilidades extraídos dessa etapa inicial emergem ao se analisar, então, as condições geotécnicas, edáficas, hídricas e de relevo das áreas reconhecidas como passíveis de uso sustentável, obviamente em considerando as técnicas de uso e de conservação com seus custos operacionais. As bases cartográficas da bacia do Rio Paracatu servem de exemplo para a compreensão da gestão de territórios, sejam, em meio acadêmico, entidades governamentais, comitês de bacias hidrográficas ou empreendimentos privados.

As relações quantificadas entre rochas, geoformas, solos, formações superficiais apresentam-se como uma contribuição fundamental para comprovar a pertinência dos processos de morfogênese e pedogênese no âmbito decisões sobre usos da terra. Também devem ser úteis para futuros mapeamentos e demais estudos de campo, por permitirem inferências indiretas prováveis a partir de elementos de rochas, solos e geoformas, aplicáveis a projetos agrícolas e estudos de compatibilidade de plantios para produção de energia de biomassa de forma compatível com os terrenos. Esses aspectos por não serem triviais demandam dos geocientistas, em colaboração com os Engenheiros agrônomos, florestais e ambientais, a competência de estabelecer regras em diversas escalas de análise para se poder decidir os melhores modos de ocupar o terreno em função do substrato. Evidentemente, muitos outros fatores deverão ser confrontados, mas as relações  rochas / geoformas / solos / formações superficiais são os primeiros fatores a serem considerados para se estabelecer os modelos e cenários de Desenhos de Uso Optimal do Território - DUOT de qualquer bacia hidrográfica. REFERÊNCIAS Almeida, F. F. M. 1977. Evolução Tectônica do Centro Oeste Brasileiro no Proterozóico. In: Anais da Academia Brasileira de Ciências. Rio de Janeiro. 285-295. Bertoni, J.; Lombardi Neto, F.; Benatti Jr., R. 1975. Equações de Perdas de Solo. Boletim Técnico do Instituto Agronômico 21. Campinas. SP. p: 1-25. EMBRAPA. 1999. Centro Nacional de Pesquisa de Solos (Rio de Janeiro, RJ). Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. Brasília: EMBRAPA Produção da Informação; Rio de Janeiro: Embrapa Solos. 412p. CETEC. 1981. II Plano de Desenvolvimento Integrado do Noroeste Mineiro: Recursos Naturais. Belo Horizonte: Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais – CETEC-MG (extinta). Lombardi Neto, F. 1977. Rainfall erosivity: its distribution and relationship with soil loss at Campinas, Brazil. Purdue University, 53p. Ph.D.Thesis. Martins Jr., P.P. 1998. Fundamentos Conceituais para o Desenvolvimento e a Prática das Geociências Agrárias e Ambientais. A Terra em Revista. No. 4. Outubro. p.:10-15. Marques, A.F.S.e M.; Martins Jr., P.P. 2004. Organização dos Atributos de Solos em um Sistema Lógico de Conhecimento para Decisão no SisDec AGRO-HYDROS. Memória Técnica CETEC: Nota Técnica NT CRHA 08 / 2004. Martins Jr., P.P.; Ferreira, O.C.; Novaes, L.A. d’A.; Vasconcelos, V.V. 2006. In: Conservação de Recurso Hídrico no Âmbito da Gestão Ambiental e Agrícola de Bacia Hidrográfica. Projeto CRHA. Belo Horizonte e Ouro Preto: Relatório Final. Memória Técnica do CETEC. Martins Jr, P.P.; Vasconcelos, V.V. 2008. Protótipo de Sistema Especialista para Auxílio à Decisão em Direito Geo-Ambiental - Situações de Desmatamentos Rurais. Sistema EspecialistaIA-Meio-ambiente. Rio Claro: Revista Climatologia e Paisagem - CLIMEP. UNESP. Vol 3, Nº 2, p. 48-66. http://cecemca.rc.unesp.br/ojs/index.php/climatologia.2008 Martins J, P.P., Carneiro, J.A., Cambraia, J.A., Pereira, J.S., Paiva, D.A. 2008. Arquitetura de Conhecimentos em Ecologia-economia para Gestão Ambiental de Bacia Hidrográfica. Belo Horizonte: CNPq / CETEC. Relatório Final. 237p. Martins Jr, P.P. & Ferreira, O.C. 2009. Zoneamento Econômico de Territórios de Bacias Hidrográficas - Importância Ecológica. Revista Economia & Energia ECEN. No. 71. Dez/2008Jan/2009. Ano XI. p.: 23-38. Meio digital e impresso. (Em Português e Inglês). ISSN 15182932. Martins Jr, P.P.; Ferreira, O.C.; Vasconcelos, V.V.; Jano, D.R. 2010. Zoneamento EcológicoEconômico e Desenho de Uso Optimal dos Territórios de Bacias Hidrográficas. Rio de Janeiro:

Revista Economia & Energia, ECEN. ISSN 1518-2932. http://ecen.com. Ano XIV. No. 76: Janeiro/Março. 15p. RURALMINAS. 1996. Plano Diretor de Recursos Hídricos da Bacia do Rio Paracatu – PLANPAR. Consórcio MAGNA / DAM / EYSER - Governo de Federal, Governo do Estado de Minas Gerais, Governo do Distrito Federal, Brasil, Fevereiro. Wischmeier, W. H.; Smith, D. D.; Uhland, R. E. 1958. Evaluation of factors in soil equations. Agr. Eng., 39: 458-4622, 474. Wischmeier, W. H.; Smith, D. D. 1965. Predicting rainfall-erosion losses from cropland east of the Rocky Mountains. Agr. Handbook, nº 282, U. S. Dep. Agr., Washington, D. C..47p. Wischmeier, W. H.; Smith, D. D. 1978. Predicting rainfall erosion losses - a guide to conservation planning. Agr. Handbook, nº 537, U. S. D.

6 ZONAS de RECARGA e ÁREAS PRECISAS de RECARGA de AQUÍFEROS – Gestão de Bacia Hidrográfica – Terceira Fase de Auxílio à Decisão para Uso da Terra Palavras-chave: recarga de aquíferos, tipos de aquíferos, circulação hídrica, mapa de favorabilidade de recarga, potencialidade de recarga.

Entende-se o conceito de zonas de recarga de aquíferos – ZRA – como amplas áreas dentro de bacias hidrográficas onde ocorrem sucessivas áreas com efetiva recarga. Entende-se o conceito de áreas precisas de recarga – APR – como áreas onde ocorre a recarga efetiva dos aquíferos subterrâneos. Ambos conceitos foram estabelecidos no decorrer de projeto realizado em 2003 / 2006 (Martins Jr. et al., 2002) no qual tal modo de especificar esses dois aspectos teve o intuito de apreender a recarga sob ponto de vista regional ZRA e sob ponto de vista local APR, onde o fenômeno ocorre especificamente com infiltração no aquífero. Neste caso não se trata de infiltração em solos até o limite da capacidade campo, condição essa de muita importância para a circulação hídrica e para a vegetação, e nem tampouco para a infiltração em formações superficiais, segundo definição consagrada na Geotecnia. A recarga é um processo da geodinâmica externa ou supergênica do planeta, de importância central para a circulação hídrica em aquíferos profundos em sistemas rochosos vários e na superfície terrestre. PROBLEMA Em função de exigências de identificação de aquíferos e exigências de mensuração das condições de circulação hídrica continental a noção de ZRA deixa claro que se pode afirmar a existência de recarga em amplas áreas enquanto em outras áreas essa afirmativa pode não valer, e nem deve ser reconhecida. Isto era um problema até se resolver por critérios gerais de auxílio à decisão inter-escalar. Todavia, os critérios de reconhecimento dessas ZRA continuavam a ser dependentes de definição mais precisa quanto ao método de reconhecimento das ZRAs. Por outro lado, o reconhecimento de áreas precisas de APR ficava também sem critérios mais estritos de definição, sem que se tivesse que recorrer a mensurações caras e não factíveis para amplas regiões com múltiplas APRs. Muitos desses problemas estão resolvidos como se apresenta nesse capítulo. OBJETIVO 1 – Demonstrar a importância do reconhecimento de ZRAs e APRs como parte de uma possível terceira fase de procedimentos para auxílio à decisão, anteriores e necessários para o Desenho de Uso Optimal do Território – DUOT, o mapa do futuro, e como

conhecimento fundamental para o escrutínio de áreas legítimas para diversos usos, sob a condição de segurança ambiental que garanta a infiltração. 2 – Apresentar a caracterização cartográfica de favorabilidade de recarga de aquíferos que é um dos procedimentos específicos para tratar com a ZRA. 3 – Apresentar o procedimento de diagnóstico expedito de recarga de aquíferos com contextos locais, isto é, em APRs. ZRA e APR – A Recarga de Aquíferos Subterrâneos Entendido que as ZRA e as APR são estruturas importantes para a geodinâmica da circulação hídrica deve-se então ter como segundo aspecto do processo de planejamento de uso da bacia buscar reconhecer essas estruturas. É também comum se admitir que haja recarga acima dos mais altos topos na bacia, acima de todas as fontes mais altas. Esse tipo de recarga depende, por certo, de solos e de modo mais acentuado depende da porosidade. Eventualmente podem ser áreas de recarga de efetivos aquíferos subterrâneos estabelecidos em sistemas rochosos de vários tipos existentes em dada região, e cuja área de infiltração possa ocorrer estar nos altos topos por motivos estruturais ligados a estratigrafia. Para compreensão geral deste tipo de identificação de ZRA e APR em qualquer bacia, embora não seja meta deste livro discutir detalhadamente métodos, mas para entendimento alguns aspectos do método são apresentados como forma de procedimentos que viabilizem os reconhecimentos de ZRAs e APRs. Na Figura 6.1 tem-se as áreas dos sistemas rochosos que podem conter aquíferos. A sinalização desses sistemas não implica necessariamente que contenham aquíferos subterrâneos e nem tampouco se saiba onde estão os reservatórios. Para tanto, estudos específicos são demandados.

Figura 6.1 – Localização da Bacia do Rio Paracatu.

Figura 6.2 – Sistemas rochosos mais ou menos portadores de aquíferos em diversas estruturas e de diversos tipos. As áreas apenas indicam as possibilidades e não necessariamente as localizações. Este mapa é um primeiro passo para se buscar as zonas de recarga ZRA (com base em CETEC e RURALMINAS).

MÉTODOS e TÉCNICAS Os estudos de casos apresentados são para a bacia do rio Paracatu nos espaços potenciais de ocorrência de aquíferos nos 45.154km2. Já a partir da década de 1980, a bacia tem sido palco de diversos conflitos pelo uso da água e do solo, envolvendo projetos de irrigação, barragens hidroelétricas e assentamentos de reforma agrária (Vasconcelos; Martins Junior;

Hadad, 2012a). As Figuras 6.1, 6.2 e 6.3 apresentam a situação geral da bacia do Paracatu no que interessa à questão da água subterrânea.

Figura 6.3 – Relevo e Hidrografia do Vale do Paracatu. A litoestratigrafia da Bacia do Paracatu condiciona distintos sistemas aquíferos (Figura 6.3). Ao se relacionar os sistemas rochosos deve-se ter em mente que as rochas podem ser portadoras de reservatórios de aquíferos em função das condições líticas, dos espaços porosos, da estratigrafia e da influência das estruturas rúpteis e dúcteis em várias escalas de tamanhos que favoreçam a circulação e armazenamento da água. Os acamamentos sedimentares profundos (estratigrafia cretácea e coberturas detríticas do TerciárioQuaternário nos planaltos de cabeceira) apresentam-se como principais áreas potenciais para recarga e armazenamento das águas subterrâneas em aquíferos granulares (CETEC, 1981) pelo fato de serem as rochas sedimentares de maior potencial de reserva. As coberturas detríticas do Terciário-Quaternário rasas nas baixadas, assim como as coberturas aluviais quaternárias, possivelmente possuem um papel secundário, mais voltado à regulação de vazões (RURALMINAS, 1996). Os sistemas aquíferos ligados a acamamentos kársticos e metamórficos dependem bastante da presença de estruturas rúpteis e dúcteis, cuja heterogeneidade espacial é proveniente da história geológica estrutural ligada à formação da bacia (Martins Jr., in Projeto CRHA, 2006).

Hipóteses de trabalho no Vale do Paracatu As proposições metodológicas aqui propostas partem de hipóteses de pesquisa que favorecem o trato da questão em qualquer bacia hidrográfica: 1 – Os atributos ambientais (solo, rocha, vegetação, relevo, pluviosidade etc.) influenciam de modo diferenciado a formação dos componentes de vazão (subterrâneo, subsuperficial e superficial) dos rios; 2 – O comportamento espacial de surgências (nascentes) dos rios e o comportamento da vazão em seus cursos podem indicar, quantitativa e qualitativamente, a relação entre a recarga de aquíferos e os fluxos: – subterrâneo, subsuperficial e superficial; 3 – A comparação entre os fenômenos referentes às hipóteses 1 e 2 permite mapear as áreas com maior favorabilidade para a recarga de aquíferos, neste caso as zonas de recarga.

ZONAS de RECARGA de AQUÍFEROS ZRAs em FUNÇÃO da FAVORABILIDADE em ALTAS ÁREAS SUPRA SURGÊNCIAS Esse método caracteriza os atributos de favorabilidade de recargas de áreas em forma qualitativa probabilística. O estudo hidrogeológico se efetiva com base em inferências sobre piezometria, recarga e descarga dos aquíferos livres por meio do controle altimétrico de nascentes como foi proposto por Rennó & Soares (2003, p. 2587). A delimitação de áreas de recarga, da transmissividade e da descarga, por critérios de declividade e topologia altimétrica, parte da concepção de Souza & Fernandes (2000). O princípio em que se ancoram ambas as proposições é de que, em bacias de rios perenes, as áreas topograficamente acima das nascentes apresentam funções hidrogeológicas distintas das áreas a jusante, em especial no que diz respeito à predominância da função de recarga de aquíferos. Dessa forma, essa modalidade de mapeamento indica áreas com maior gradiente hidráulico e menor umidade do solo no momento pré-chuva, contribuindo para a infiltração e percolação das águas. Esse fato não exclui o que foi mencionado acima de que essas áreas não são necessariamente áreas de recarga em efetivos aquíferos subterrâneos profundos em sistemas rochosos específicos, tais como: 1 – aquíferos granulares 2 – aquíferos granulares fraturados 3 – aquíferos estratificados 4 – aquíferos kársticos 5 – aquíferos kársticos fraturados 6 – aquíferos alcalinos No entanto, entendendo-se que recarga pode ocorrer nessas áreas em função da linha de alta exsudação topográfica, para se determinar essas áreas acima das nascentes deve-se então partir da informação altimétrica dos pontos de surgência de modo a demarcar a linha de transição entre o predomínio dos possíveis processos de recarga e os de exsudação de eventuais aquíferos.

Nesse estudo de caso no Vale do Paracatu os pontos de localização das surgências são obtidos da base cartográfica do IBGE, de 1970, em escala de 1:100.000, ao passo que a altimetria de cada ponto é obtida pela interpolação das curvas de nível e pontos altimétricos da base de altimetria SRTM. Com efeito, a delimitação dessas áreas tem como base a elaboração de um plano de interpolação por krigagem da altitude das surgências. As surgências da Bacia do Paracatu foram locadas a partir da base de cartográfica do IBGE (1971), em escala de 1:100.000. Um modelo de elevação digital hidrologicamente consistente – MEDHC – foi elaborado com base no tratamento da topografia do radar SRTM (Jarvis et al., 2008) e da hidrografia do IBGE (1971), recondicionados com a extensão Hydrotools para ArcGis 10 e com os algoritmos de pré-processamento do programa Saga 2.0.8. O método de krigagem, bem como seus parâmetros, foram otimizados interativamente pelo algoritmo da extensão Geostatistical Analyst, do programa ArcGis 10.1. Esse plano krigado foi subtraído do modelo de elevação digital por álgebra de mapas, tendo como produto o mapeamento da altimetria relativa em relação às nascentes. A altimetria de cada nascente serve de base para a elaboração de um plano tridimensional com a interpolação geoestatística por krigagem ordinária gaussiana com 2 a 5 vizinhos por quadrante (45o). Apresentam-se três produtos de mapeamento da favorabilidade da recarga: [A] por classes qualitativas, [B] por unidades hidrológicas de paisagem, e [C] pela multiplicação de fatores ponderados formando um índice de favorabilidade de recarga. Nos mapas [A] e [C], são destacadas as áreas altimetricamente mais elevadas em relação ao nível das nascentes, como recurso de visualização de áreas com predominância de recarga. O funcionamento geral dos sistemas hidrogeológicos e das áreas de recarga no Vale do São Francisco e do Noroeste de Minas Gerais são apresentados nos estudos do Planoroeste II (CETEC, 1981) e em Ramos & Paixão (2004). O estudo mais regionalizado das zonas de recarga da bacia do Paracatu foi realizado por RURALMINAS (1996) e Martins Junior (2009). Esses estudos são importantes por indicar quais unidades geoambientais (conjugando litoestratigrafia, geomorfologia, pedologia e pluviometria) serão mais importantes para recarga dos aquíferos da Bacia do Vale do Paracatu. Como base nos estudos supracitados, adota-se a seguinte tipologia que caracterizaria a maior favorabilidade à recarga de aquíferos nas áreas altimetricamente acima das nascentes dessa bacia: - Lito-estratigrafia: litossomas porosos portadores de aquíferos. - Geomorfologia: áreas tabulares aplainadas formadas por processos de pedimentação. - Pedologia: neossolos quartzarênicos.

Com o superposicionamento (overlay) entre as bases cartográficas de litoestratigrafia, geomorfologia e de pedologia é possível mapear todas as formas de combinação (sobreposição) entre essas diferentes características favoráveis à recarga: 1 – os locais em que há favorabilidade concomitante entre as três bases cartográficas seriam as áreas de maior potencial para a recarga dos aquíferos. 2 – por conseguinte, as áreas com sobreposição de favorabilidade de duas bases cartográficas (dentre as três utilizadas) teriam ainda maior potencial de recarga do que as áreas com favorabilidade apenas de uma das bases cartográficas. 3 – por fim, as áreas altimetricamente acima das nascentes que não apresentam nenhum dos atributos favoráveis à recarga são as de menor potencial para a recarga dos aquíferos. Com a digitalização da litoestratigrafia, geomorfologia e pedologia da região por Martins Junior (2006), a partir das bases do Planoroeste II (CETEC, 1981), tornou-se possível a caracterização cartográfica das áreas de recarga escala de detalhe de 1:250.000. Os produtos cartográficos foram cotejados aos dados das estações climatológicas e pluviométricas, presentes em RURALMINAS (1996) e Nunes & Nascimento (2004). A cartografia de pluviometria foi obtida por meio da soma das bases de pluviosidade do semestre seco e do semestre chuvoso, de Nunes & Nascimento (2004), interpoladas pelo método do vizinho natural. Para o mapeamento por classes qualitativas utilizou-se dos seguintes critérios de favorabilidade: solos (neossolos quartzarênicos), geomorfologia (superfícies planas e tabulares) e litoestratigrafia (aquíferos porosos), com as bases cartográficas em 1:250.000 de Martins Junior (2006). Nesse aspecto, os locais em que ocorra a favorabilidade concomitante entre as três bases cartográficas seriam as áreas de maior potencial para a recarga dos aquíferos. Por conseguinte, as áreas com sobreposição de favorabilidade de duas bases cartográficas (dentre as três utilizadas) teriam um potencial de recarga maior do que as áreas com favorabilidade em apenas uma das bases cartográficas. Por fim, as áreas que não apresentam nenhum dos atributos favoráveis anteriormente citados seriam as de menor potencial para a recarga dos aquíferos. ABORDAGEM de UNIDADES HIDROLÓGICAS de PAISAGEM Foi utilizada a abordagem de unidades hidrológicas de paisagem para interpretar a diferença altimétrica em relação às nascentes e aos cursos d’água, com base nos critérios altimétricos utilizados por Rennó et al. (2008) e Gharari et al. (2011), classificadas nos termos de recarga, transiência1 e descarga (Souza; Fernandes, 2000). As ponderações (Quadro 6.1) tomaram por base estudos extensivos realizados em encostas, referentes a padrões de condutividade 1

Souza e Fernandes (2000) empregam a classificação de Área de Transmissividade, situada entre as áreas de Recarga e Descarga. Entretanto, o conceito de transmissividade já é utilizado convencionalmente na Hidrogeologia em um contexto mais estrito, como parâmetro hidráulico em testes de aquífero. De forma a evitar imprecisões de interpretação, propomos utilizar o termo Área de Transiência, em lugar de Área de Transmissividade.

hidráulica (Lewis et al., 2011), umidade superficial pré-chuva (Brocca et al., 2007; Crave; Gascuel-Odoux, 1997; Famiglietti; Rudnicki; Rodell, 1998) e profundidade do nível freático (Nobre et al., 2011). Foi utilizado o software Saga 2.0.8 para o cálculo da diferença altimétrica em relação ao curso d’água à jusante, aplicando-se o algoritmo descrito em Rennó et al. (2008). A multiplicação dos atributos do Quadro 6.1 permite o mapeamento de um indicador topográfico unificado dos processos de recarga e descarga que incorpora as informações dos dois critérios de diferença altimétrica relativa. Quadro 6.1 – Ponderação dos atributos das Unidades Hidrológicas de Paisagem Altitude em relação ao nível de nascentes Abaixo de -5 De -5 a +5 metros De +5 a +20 metros Acima de +20 metros; Flutuação do contato Transiência metros Descarga freático Recarga 0,7 0,85 1,6 2,25 Altitude em relação ao curso d’água de jusante Abaixo de +10 De +10 a +20 metros De +20 a +40 metros Acima de +40 metros Flutuação do contato Transiência metros Descarga freático Recarga 0,7 0,85 1,6 2,25

Enfim, para a elaboração do índice quantitativo de favorabilidade de recarga, foram tomados como base os mapeamentos de litoestratigrafia e pedologia (Martins Junior, 2006), pluviosidade (Nunes; Nascimento, 2004), declividade a partir da altimetria SRTM (Jarvis et al., 2008) e a ponderação do Quadro 6.1. Para as variáveis de solo, declividade e litoestratigrafia, utilizaram-se os mesmos valores de ponderação da planilha de diagnóstico expedito apresentada no primeiro método. Para a pluviosidade, a ponderação se deu diretamente na estimativa da precipitação (em metros/ano) interpolada para cada quadrícula raster. A multiplicação de cada um dos pesos leva ao índice geral de favorabilidade de recarga. Assim, com base nas bases cartográficas disponíveis, pode-se elaborar um índice ponderado de favorabilidade de recarga dos aquíferos. O método escolhido é o da modelagem baseada em conhecimento, consistindo no acesso a especialistas e à bibliografia consolidada. Desse modo, a ponderação mescla um ordenamento qualitativo a um quantitativo. Foram tomados como base os mapeamentos de litoestratigrafia e pedologia (Martins Junior, 2006), pluviosidade (Nunes e Nascimento, 2004) e declividade, esta última tomada pela altimetria SRTM. As classes de solo foram ordenadas em função de sua drenagem, de acordo com a tipologia proposta pela Sociedade Brasileira de Ciência do Solo (Santos et al. 2005), a partir dos dados primários do levantamento de solo da região (CETEC 1981). Por se tratar de um atributo generalista, com ênfase no resultado da circulação hídrica, o conceito de drenagem consegue englobar os processos realizados por parâmetros como permeabilidade, estrutura e condutividade – porém em uma escala de análise mais ampla que incorpora a capacidade de armazenamento do perfil de solo, a variação do lençol freático (quando for o caso) e os processos de fluxo na bacia hidrogeológica.

Desse modo, a ordenação de drenagem dos solos para a Bacia do Paracatu, do mais bem drenado para o menos drenável, é: neossolos quartzarênicos, latossolos, cambissolos, solos de horizonte B textural, neossolos litólicos, gleissolos. As classes litoestratigráficas, por sua vez foram agrupadas em aquíferos sedimentares profundos, aquíferos sedimentares rasos, kársticos, kársticos-fraturados e fraturados, assim ordenadas da mais relevante para a menos relevante, em relação à capacidade teórica de recarga do fluxo de subterrâneo. Para os tipos de solo, a referência balizadora foi o sistema Hydrology of Soil Types – HOST, adotado pelo Reino Unido, conjugando estimativas quantitativas aos critérios de drenagem de solos, profundidade permanente ou sazonal do aquífero e presença de camada impermeável ou semi-permeável. Para uso no Brasil, realizamos a correspondência entre a tipologia HOST e o Sistema Brasileiro de Classificação de Solos, levando em conta as taxas de infiltração e as estimativas de coeficientes que relacionam as taxas de escoamento superficial. Estes últimos coeficientes também foram utilizados como referência para a influência da declividade na recarga dos aquíferos. Quanto à influência do potencial do aquífero (classes litoestratigráfica), foram consideradas, preliminarmente, as regressões de litoestratigrafia sobre fluxo de base de Bloomfield et al. (2009), complementadas pelas estimativas de vazão de poços. As três ponderações são apresentadas na Tabela 6.2. Para a pluviosidade, a ponderação se deu diretamente na estimativa da pluviosidade (em metros/ano) para cada quadrícula raster. O critério de cálculo de totais parciais se dá por multiplicação dos índices de cada atributo. A modelagem multiatributo por multiplicação segue as recomendações de Clarke (2009), Tucci (2009) e Naghettini e Pinto (2007) para a modelagem hidrogeológica e hidrológica. Parte-se do pressuposto teórico de que se modela um fluxo contínuo de água (da precipitação à surgência), que será potencializado ou restringido quantitativa e qualitativamente pelas características ambientais, incluindo efeitos iterativos (USEPA, 1986). Tabela 6.2 - Ponderação preliminar da Drenagem de Solos e do Potencial de Recarga de Aquíferos Solos – (drenagem) Cambissolos Solos de horizonte B textural ou plíntico 6 2,5 1 Litoestratigrafia – (potencial de recarga do aquífero) Aquíferos porosos Aquíferos Karst profundos porosos rasos 3 2,2 1,4 Declividade (infiltração) Plano SuaveOndulado 0-3% Ondulado 8-20% 3-8% 2,5 1,5 1 Neossolos Quartzarênicos

0,6

Solos hidromórficos e aluviais 0,3

Kárstico/fissurado

Fissurado

Latossolos

Neossolos litólicos

1,1

Forte-Ondulado 20-45% 0,5

0,7

Escarpado > 45% 0,25

DIAGNÓSTICO EXPEDITO de RECARGA de AQUÍFEROS em CONTEXTOS LOCAIS Não existe obrigatoriedade de se realizar primeiramente o estudo de ZRAS ou de APRs. Todavia, em geral ao se abordar uma bacia hidrográfica é sempre melhor começar a caracterização da escala regional, a sub-regional às escalas locais. Este modo de proceder ajudar a aumentar a visibilidade das questões ligadas aos aquíferos sob os aspectos recarga e reservatórios bem como os aquíferos mais propriamente de transições, isto é, sem reservatórios específicos, mas com capacidade de acumular e facilmente fazer transitar da infiltração à exsudação. Assim o método que se discute nesta etapa insere-se no contexto de instrumentos ambientais de aplicação local, isto é, áreas precisas de recarga APRs. Inclui-se neste caso uma série de questões que necessariamente estão ligadas às legislações e a administração tais como fiscalização, autorizações de desmate, EIA/Rimas e averbações de reserva legal. Do ponto de vista da cartografia de APRs estes procedimentos são úteis por serem rápidos e de baixo custo, todavia eficientes em resultados. Servem, sobretudo, para se estabelecer procedimentos de pesquisa e levantamentos expeditos, além de também poder ser utilizado como recurso didático, para treinamento de pessoal em hidrogeologia. UM MÉTODO EXPEDITO de LEVANTAMENTO de APRs Trata-se de uma delimitação e caracterização ambiental expedita de áreas de recarga, envolvendo uma etapa de escritório e uma etapa de campo. A etapa de escritório consiste em identificar o domínio geológico e delimitar as áreas de maior favorabilidade de recarga, as quais são preliminarmente mapeadas como as que se situam topograficamente mais elevadas em relação às surgências. A etapa de campo envolve a validação e detalhamento dos produtos de escritório, seguidos de um diagnóstico hidrogeológico e ambiental expedito das áreas delimitadas, por meio de planilhas de ponderação desenvolvidas especialmente para esse fim, focando o aspecto de quantidade e qualidade da água (Quadros 6.3 e 6.4). O critério de cálculo de totais parciais da planilha se dá por multiplicação dos índices de cada atributo. Para os critérios do diagnóstico expedito, toma-se como referência um pequeno leque de modelos visuais geomorfológicos esquemáticos das situações clássicas de recarga e descarga de aquíferos com foco em surgências (Custódio; Llamas, 1976; Dahl; Hinsby, 2008; Junqueira Júnior, 2006; Valente; Gomes, 2005). As classes de solos são ponderadas em função de sua drenagem, em consonância com a tipologia proposta pela Sociedade Brasileira de Ciência do Solo (Santos et al., 2005). A referência balizadora foi o sistema Hydrology of Soil Types – HOST – (Boorman; Hollis; Lilly, 1995), adotado no Reino Unido, conjugando estimativas quantitativas aos critérios de drenagem de solos, profundidade permanente ou sazonal dos aquíferos freáticos e presença de camada impermeável ou semipermeável.

Quadro 6.3 – Ficha de diagnóstico ambiental expedito - recarga de aquíferos e quantidade de água. ATRIBUTO Vegetação na área de recarga – (infiltração menos evapotranspiração)

Potencialidade de RECARGA (Quantidade de Água)

Campo; Cerrado

Cerradão; Floresta decídua; Caatinga arbórea

1,3 1,1 Declividade (infiltração) Plano Suave0-3% ondulado 3-8% 2,5 1,5 Solos (drenagem) Neossolos quartzarênico s Latossolos (solos (solos arenosos profundos profundos) não arenosos)

Cultura permanente; Cultura temporária

Área desmatada; Floresta semidecídua; Caatinga

0,9

0,8

Ondulado 8-20%

Forte-ondulado 20-45%

1

0,5

Cambissolos (solos rasos); Solos de horizonte B textural (solos com camada argilosa) ou plíntico (enrijecida) 6 2,5 1 Rochas (potencial hídrico do aquífero) Arenito Acamament (porosos o detritoKarst profundos) laterítico (porosos rasos) 3 2,2 1,4 Tipologia de Recarga e Surgência Sumidouro e/ou Nascente de Vereda; ressurgência contato Dolinas cárstica litológico ou artesiana

1,5 1,3 1,2 Uso do Solo (compactação e impermeabilização) Vegetação Cultura nativa permanente; Pastagem Cultura temporária 1,5 0,8 0,5 Técnicas de conservação do solo e da água Barragens de TerraceaCamalhões em captação de mento curvas de nível água chuva 3 1,5 1,4 TOTAL – (multiplicação do peso de cada atributo)

Neossolos litólicos (solos muito rasos, com afloramentos rochosos)

Índice

Mata ciliar; Vegetação higrófita ou hidrófila; Floresta ombrófila 0,7 Escarpad o > 45% 0,25

Solos hidromórf icos e aluviais

0,6

0,3

Basáltico

Fissurado

0,9

0,7

Nascente de fratura

0,8

Solo exposto

Nascente intermite nte (independente do tipo) 0,4 Urbano; Industrial

0,3

0,1

Plantio direto

Sem técnicas

1,2

1

Para uso no Brasil, realizou-se a correspondência entre a tipologia HOST e o Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (EMBRAPA, 1999), levando em conta as estimativas de taxas de escoamento superficial (Carvalho, 2009) e taxas de infiltração (Mendonça et al., 2009; Rawls; Brakensiek; Saxton, 1982; Rocha; Daltrozo, 2008). Quanto à influência dos domínios litoestratigráficos, foram consideradas, preliminarmente, as correlações estatísticas entre litoestratigrafia e fluxo de base de Bloomfield, Allen e Griffith (2009), complementadas pelas estimativas de vazão de poços em diversos sistemas aquíferos (Mente, 2008; Rebouças, 2008). A influência do uso e cobertura do solo na recarga se baseou nas classificações teóricas de Valente e Gomes (2005) e Gomes (2008) e na sistematização de experimentos aplicados por Bruijinzeel (2004), Wickel (2009) e Wickel e Bruijinzeel (2009), além de levar em conta a mesma base bibliográfica referente às taxas de escoamento superficial e taxas de infiltração utilizadas para avaliação do potencial de recarga pelas classes de solo. O critério de ponderação para qualidade da água subterrânea segue o apresentado por métodos de amplo uso, como DRASTIC (Aller et al., 1987), POSH (Foster et al., 2003), SEEPAGE (Moore, 1988), RAVE (Deluca; Johnson, 1990) e RZWQM (Ma et al., 2000). Os demais itens de verificação seguem as orientações de avaliação ambiental de aquíferos propostos por United States Environmental Protection Agency (1986, 1993, 2008) e European Communities (2003). O diagnóstico também inclui produtos cartográficos, fotográficos e um relatório textual. A Figura 6.4 apresenta os sítios de estudo em que houve aplicação na Bacia do Paracatu. Os estudos de campo foram realizados de julho a outubro de 2011. Ademais, o método proposto de diagnóstico expedito, tanto no quesito quantidade quanto qualidade, pode ser utilizado em mapeamentos mais extensivos e detalhados, caracterizando áreas internas e externas em relação à delimitação de maior favorabilidade de recarga. O Córrego da Areia foi escolhido para receber essa forma de mapeamento extensivo, abarcando toda a bacia e não só a área de maior favorabilidade de recarga. Para essa subbacia, são apresentados e avaliados mapas com as classes das categorias de quantidade e qualidade de recarga, para cada geotopo. Como critério de diferenciação, os resultados de potencial de recarga (quantidade de água) para os geotopos externos à área delimitada de maior favorabilidade de recarga foram diminuídos em uma ordem de grandeza (divisão por dez), tomando como referência estudos sobre padrões de condutividade hidráulica (Lewis et al., 2011) e umidade superficial préchuva (Brocca et al., 2007; Crave; Gascuel-Odoux, 1997; Famiglietti; Rudnicki; Rodell, 1998). A planilha para segurança de recarga (qualidade da água) já considera a posição topográfica relativa do geotopo. Um dos sítios de estudo (Serrinha) recebeu abordagem cartográfica alternativa, de modo a avaliar a possibilidade de aplicação desse método por usuários sem capacitação para utilização de sistemas de informação geográfica – SIG.

Quadro 6.4 – Ficha de diagnóstico ambiental expedito para recarga de aquíferos (qualidade da água). Índice

ATRIBUTO Fontes de poluição Esgoto não tratado

Esgoto tratado; Fossa negra; Lixão; Mineração (metais)

Fossa séptica; Aterro sanitário

Pocilga; Curral; Granja; Mineração (não metais)

0,1

0,3

0,5

0,7

Pastagem; Plantação

0,9

Distância da fonte de poluição à surgência (autodepuração subsuperficial e subterrânea) 26-50 metros > 50 metros Despejo direto 1-5 metros 6-25 metros Poluição Difusa

0,1

0,2

0,5

0,8

1

Posição topográfica da fonte de poluição em relação à surgência (Profundidade do nível

Proteção Sobre a Recarga (Qualidade da Água)

freático) Várzea

Fundo de vale (excetuada a várzea)

Encosta

Topo de elevação

Tabuleiro em altitude

0,2

0,4

1

4

10

Transmissão no solo (autodepuração subsuperficial) Solos Neossolos Neossolos hidromórficos e litólicos quartzarênicos (solos muito (solos aluviais rasos, com arenosos afloramentos profundos) rochosos)

0,1

0,3

0,5

Transmissão do aquífero (autodepuração subterrânea) Kárstico Kárstico (dutos); (sumidouros e Basáltico Aluvial ressurgências)

0,3

Cambissolos (solos rasos); Solos de horizonte B textural (solos com Camada argilosa) ou plíntico, enrijecida

Latossolos (solos profundos não arenosos)

1

3

Fraturado

Poroso

0,5

0,6

1

3

Ravinas 0,85

Sulcos 0,9

Laminar 0,95

Sem erosão 1

Sedimentos no fundo do leito

Sem assoreamento (menos de 5% do fundo do leito)

Processos Erosivos

Voçorocas 0,8 Assoreamento Sedimentos não permitem a água aflorar

Mais de 50% da largura do leito com sedimentos aflorantes

Bancos de sedimento aflorando no leito

0,6

0,75

0,9 1 Vegetação no entorno da surgência (função tampão e filtragem biológica) Sem vegetação, com solo impermeabilizado ou compactado

Sem vegetação, com solo permeável

Campo; Até 5 metros de floresta; Até 10 metros de cerrado

5-30 metros de florestas; > 10 metros de cerrado

> 30 metros de floresta

0,25

0,5

0,75

1

1,5

Técnicas de conservação do solo e da água

1,2

Sem técnicas

Plantio direto

Camalhões em curvas de nível

1 1,3 1,7 TOTAL (multiplicação do peso de cada atributo)

Terraceamento

Barragens de captação de água da chuva

2

3

Nesse caso, utilizou-se a carta topográfica do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE (1971) como mapa de altimetria, por sobre onde foi desenhada a delimitação da área de maior favorabilidade de recarga. Para a carta de sensoriamento remoto, foi utilizada a imagem do satélite Quickbird, de 2008, obtida pelo programa Google Earth. O mapa de cobertura vegetal e uso do solo foi desenhado por meio da sobreposição de papel vegetal semitransparente por sobre a imagem de satélite, auxiliada pelo reconhecimento de campo, o qual demonstrou não ter havido alterações significativas de 2008 até 2011.

Figura 6.4 – Localização das áreas de estudo para o método de diagnóstico expedito. 1 – Vale do Córrego da Areia; 2 – Serrinha; 3 – Chapada da Serra do Boqueirão; 4 – Serra do Sabão; 5 – Serra das Araras; 6 – Lagoas do Rio da Prata; 7 – Captação do Córrego da Bica; 8 – Captação do Ribeirão dos Órfãos; 9 – Chapadão do Pau Terra.

Aquíferos de Transição Inclui-se também como parte de um método expedito o reconhecimento das formações superficiais de sedimentos granulares que podem funcionar como aquíferos, que devem ser mais bem definidos como ‘aquíferos de transição’. Neste caso a noção de reservatório de aquífero subterrâneo perde sentido para um corpo de uma formação sedimentar de clastos altamente permeável que acumula em tempo breve e, em tempo breve, pode liberar água em várias nascentes. Este é um caso típico dos sedimentos do Terciário Quaternário do Vale do Paracatu (Figura 6.5 a, b).

Figura 6.5 b -Locações de pontos de nascentes secas, ativas ou potenciais (org Martins Jr., Figura 6.5 a - (escala original 1:1.750.000) 2005) Figura 6.5 – (a) Aquíferos de transição em rochas sedimentares com maior percolação de entrada e saída. (b) Neste mapa pode-se observar que os pontos de nascentes dentro das áreas de transição são em número expressivo, embora nem todos liberem água a todo tempo ou o façam de modo intermitente (escala original 1:1.750.000, org. Martins Jr. 2005).

Figura 6.6 – Mapeamento da Favorabilidade de Recarga na Bacia do Rio Paracatu.

DESENVOLVIMENTO, RESULTADOS e DISCUSSÃO O resultado da delimitação da favorabilidade de recarga de aquíferos pode ser observado na Figura 6.6. Essa figura também apresenta os parâmetros optimizados pela interpolação por krigagem, junto aos mapas da interpolação e de seu desvio-padrão de predição, bem

como um mapa auxiliar que classifica as áreas altimetricamente superiores às nascentes com base em seu domínio geomorfológico, conforme proposto por IGAM (2006). A caracterização do favorabilidade de recarga da Figura 6.6 apresenta apenas o potencial dos atributos de solo, rocha e geomorfologia. Para uma noção mais acurada da recarga efetiva dos aquíferos, é preciso contrapor esse mapa à distribuição espacial dos parâmetros climáticos da bacia hidrográfica. Nesse aspecto, apesar de as características pedológicas, geomorfológicas e geológicas indicarem que as áreas mais favoráveis encontrar-se-iam no Leste da Bacia, os parâmetros climáticos são mais favoráveis à recarga dos aquíferos na região Oeste da Bacia. A análise do potencial conjugado dos fatores de solo, geologia, relevo e pluviosidade podem ser avaliados pelo índice de favorabilidade de recarga. Os resultados ainda mostram uma maior favorabilidade da recarga nas bordas a Oeste da Bacia, embora destaquem-se também os potenciais intermediários nas chapadas ao Sul da Bacia e nos planaltos a Noroeste. CARACTERIZAÇÃO CARTOGRÁFICA de FAVORABILIDADE de RECARGA de AQUÍFEROS Sem embargo, os mapeamentos das Figuras 6.6 e 6.7 demonstram uma diversidade da favorabilidade da recarga em toda a Bacia, tornando possível selecionar as áreas mais favoráveis para cada região, inclusive as localizadas nas áreas onde ocorram os maiores conflitos pelo uso da água, conforme as demandas para a gestão dos recursos hídricos. A Figura 6.7 avalia a favorabilidade de recarga na Bacia do Paracatu em relação aos atributos de solos, geomorfologia e litoestratigrafia, com uma visão geral da bacia e outra focando apenas as áreas mais elevadas em relação às nascentes. A Figura 6.8 apresenta a abordagem de Unidades Hidrológicas de Paisagem, conjugando os critérios de altimetria em relação ao nível de nascentes e ao curso d’água de jusante. A Figura 6.9 exibe também a distribuição espacial do índice quantitativo de recarga para a bacia, tanto na visão geral quanto com o foco nas áreas acima das nascentes. Os resultados obtidos para a Bacia do Paracatu demonstram que a favorabilidade dos atributos de recarga é mais acentuada na porção Leste da bacia, legando às chapadas ao Sul da bacia e aos planaltos a Noroeste uma posição de importância intermediária. As áreas de cristas sobre os litossomas fraturados receberam a menor favorabilidade de recarga, entre as áreas altimetricamente mais elevadas em relação às nascentes. Os vales fluviais também receberam baixos valores, especialmente em consideração à classificação da diferença altimétrica relativa ao nível das nascentes e aos cursos de água de jusante.

Figura 6.7 – Mapeamento de Unidades Hidrológicas de Paisagem.

Figura 6.8 – Estudo da atividade relativa da dinâmica de recarga nas várias unidades de paisagens hidrológicas.

Figura 6.9 – Mapas com o índice de favorabilidade de recarga de aquíferos na Bacia do Paracatu.

Em perspectiva de planejamento territorial, empreendimentos com maior uso de água subterrânea poderiam ser instalados preferencialmente nas áreas de maior recarga, assegurando a sustentabilidade das reservas hídricas. No caso da Bacia do Paracatu, essas as áreas de maior recarga sobre de aquíferos porosos profundos também são as que apresentariam, teoricamente, a maior capacidade de acumulação e margem de reservas utilizáveis. Nessas áreas de maior favorabilidade de recarga, também se potencializam os efeitos das ações de manejo do solo e das águas, tais como barragens de retenção e infiltração do escoamento superficial (barraginhas), plantio direto e/ou em nível, terraceamento, entre outros. Salienta-se que o trabalho de identificação e delimitação dessas áreas foi baseado em estudos de referência, dados secundários, análise cartográfica e técnicas de geoprocessamento o que pode facilitar a replicação para outras bacias com dados prévios, em face da não disponibilidade de recursos imediatos para acesso atual à verdade terrestre. Para uma caracterização mais precisa das áreas de recarga são necessários estudos hidrogeológicos mais detalhados, com maior abundância de dados primários, provenientes de estudos de perfuração de poços, traçadores e análises químicas das águas superficiais e subterrâneas.

Esses dados necessitariam ser conjugados a estudos mais detalhados de geologia estrutural, linhas de potencial piezométrico, identificação de fácies hidrogeoquímicas de águas superficiais e subterrâneas, bem como balanços hidroclimatológicos. Tais estudos poderiam identificar e quantificar melhor os prováveis fluxos das águas subterrâneas. DIAGNÓSTICO EXPEDITO de RECARGA de AQUÍFEROS em CONTEXTOS LOCAIS A seguir, são apresentados os resultados textuais, cartográficos e fotográficos para a Subbacia do Córrego da Areia (Figura 6.10), incluindo o mapeamento completo da bacia, por geotopos (Figura 6.11), com base nas planilhas dos Quadros 2 e 3. Em seguida, é apresentado o conteúdo cartográfico e fotográfico para o sítio da Serrinha (Figuras 6.12 e 6.13), ilustrando a possibilidade de aplicação por usuários sem capacitação em geoprocessamento. Os resultados detalhados referentes aos demais sítios de estudos podem ser encontrados em Vasconcelos, Martins Junior e Hadad (2012). A Tabela 6.2 apresenta os dados das planilhas de diagnóstico expedito para a área de maior favorabilidade de recarga em cada um dos sítios de estudo, com base nos critérios dos Quadros 2 e 3. RELATÓRIO TEXTUAL da SUB-BACIA do CÓRREGO da AREIA A área de estudo constitui-se em dois compartimentos geoambientais distintos quanto à recarga de aquíferos, sendo analisados em separado pelo diagnóstico expedito: a chapada, nas cabeceiras, e o carste, no vale. Sotoposto a esses dois compartimentos geoambientais, encontra-se uma estrutura sinclinal onde predominam siltitos, com lentes de arenito e de argilito (Furuhashi et al., 2005a). O esquema estrutural é apresentado na Figura 6.5.

Figura 6.10 – Estratigrafia do Vale do Córrego da Areia – baseado em Furuhashi et al. (2005a).

Na área superior, acima de 1.000m de altitude, apresentam-se latossolos vermelho-amarelos na forma de um relevo tabular plano a suave ondulado constituído pelo processo de pedimentação de sedimentos terciário-quaternários laterizados (CETEC, 1981; Furuhashi et al., 2005a) anteriores à dissecação da Bacia do Paracatu. Toda a chapada encontra-se ocupada por agricultura mecanizada de alto nível tecnológico, incluindo alguns pivôs de irrigação. Nessa área distinguem-se também lagoas temporárias, conectadas hidrogeologicamente às principais nascentes de encosta do vale por meio de estruturas lineares bastante evidentes.

No interior do vale, entre as cotas de 840m e 880m, encontram-se litossomas kársticos de afloramentos dolomíticos bastante evoluídos, com sumidouros, cavernas (algumas com mais de dois quilômetros de extensão), maciços e lapiás (Furuhashi et al., 2005b), integrando a Formação Vazante (Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais – CPRM, 2003). Uma floresta estacional semidecidual bastante preservada recobre esse compartimento geoambiental, sobre neossolos litólicos ou praticamente sobre a rocha carbonática aflorante. CONTEÚDOS CARTOGRÁFICOS e/ FOTOGRÁFICOS São padronizados os conteúdos e semiótica conforme os exemplos das Figuras 6.10, 6.11 e 6.12.

Figura 6.11 – Caracterização áreas maior favorabilidade de recarga - sub-bacia Córrego da Areia.

Figura 6.12 – Mapeamento extensivo para a Sub-bacia do Córrego da Areia

Figura 6.13 – Caracterização cartográfica com delimitação manual (sem auxílio de SIG) das áreas de maior favorabilidade de recarga na Serrinha, como exemplo prático dessa possibilidade metodológica.

SÍNTESE dos PRODUTOS por MÉTODO No Quadro 6.4, são apresentados os produtos obtidos em cada um dos métodos apresentados neste estudo. Quadro 6.4 – Produtos obtidos em cada um dos métodos Métodos

1

2

Produtos

Caracterização cartográfica de favorabilidade de recarga de aquíferos

Mapas

Diagnóstico expedito de recarga de aquíferos em contextos locais

Aplicação em 9 sítios na Bacia do Paracatu

Atributos de favorabilidade de recarga (qualitativo) Unidades hidrológicas de paisagem Índice de favorabilidade de recarga (quantitativo) Planilhas de Diagnóstico de Potencial e Segurança de Recarga (quantidade e qualidade da água) Análise cartográfica (delimitação, relevo, hidrografia, imagem de satélite, uso do solo, fotografia) Relatório textual de campo

SÍNTESE dos DIAGNÓSTICOS EXPEDITOS para os SÍTIOS de ESTUDO Analisando a Tabela 6.2, que inclui todas as áreas estudadas e não somente aquelas apresentadas acima como exemplos, a chapada com neo-solos quartzarênicos (Serra do Boqueirão) apresentou o maior potencial de recarga, enquanto as duas chapadas com latossolos (Chapada do Córrego da Areia e Chapadão do Pau Terra) apresentaram a maior proteção de recarga. Os menores potenciais de recarga se deram nas áreas declivosas, com predominância de aquíferos fraturados (Serra das Araras), mesmo quando associadas parcialmente a rochas kársticas (como na Serrinha). Por outro lado, a menor proteção de qualidade da água na recarga se deu nos campos hidromórficos (Lagoas do Rio da Prata) e vales kársticos (Vale do

Córrego da Areia). Os demais pontos de estudo apresentaram graduações intermediárias consistentes com os seus atributos atinentes ao ciclo hidrogeológico. Em relação ao mapeamento extensivo da Bacia do Córrego da Areia (Fig. 9), a mineração apresentou os piores valores para potencial de recarga e para a sua proteção qualitativa. As áreas cársticas e as áreas de encosta sobre litologia terrígena fraturada também apresentaram baixos valores para potencial de recarga e proteção. As áreas de chapada (excetuados os campos hidromórficos) apresentaram os maiores valores para ambas as ponderações. Tabela 6.2 – Consolidação dos Diagnósticos Expeditos de Recarga nos sítios de estudo selecionados. Neste livro discute-se tão somente o Córrego da Areia e Córrego da Serrinha, com base nos critérios dos Quadros 6.2 e 6.3.

2,2

1,3

0,7

1

4

0,43

Vale do Areia – Chapada

0,9

2

2,5

2,2

0,8

0,8

1,4

8,87

109,01

Vale do Areia – Karst

0,8

0,35

0,6

1,4

1,5

1,5

1

0,53

0,54

Serra do Sabão

0,9

0,5

0,8

1,2

-

1,5

1

0,65

2,16

Captação do Córrego da Bica

1,3

0,75

4

3

1,2

1

1

14,04

5,16

Captação do Ribeirão dos Órfãos

1,3

0,75

4

3

1,3

1,2

1,5

27,38

10,46

Chapadão do Pau Terra

0,9

2,5

2,5

2,2

1,2

0,8

1,2

14,26

100,04

Serra das Araras

1,3

0,4

0,6

0,7

0,8

1,5

1

0,26

1,14

Serrinha

0,9

0,35

0,9

1,1

-

1,3

1

0,41

1,71

Chapada da Serra do Boqueirão

1,3

2,5

6

3

1,25

1,3

1

90,31

10,69

Proteção sobre a recarga (qualidade da água)

Técnicas de conservação do solo e da água

1

Potencial de recarga (quantidade de água)

Uso do solo

2,5

Tipologia de recarga e surgência

Geologia

0,8

Declividade

Lagoas do Rio da Prata

Área de Estudo

Vegetação na área de recarga

Solos

Potencial de Recarga (Quantidade de Água)

Tabela 6.2 – Consolidação dos Diagnósticos Expeditos de Recarga nos sítios de estudo selecionados. Neste livro discute-se tão somente o Córrego da Areia e Córrego da Serrinha, com base nos critérios dos Quadros 6.2 e 6.3.

Proteção sobre a recarga (qualidade da água)

Técnicas de conservação do solo e da

0,2

0,8

3

0,95

1

1

1

4

0,43

Vale do Areia – Chapada

0,9

1

10

3

2,5

0,95

1

1

1 , 7

8,87

109, 01

Vale do Areia – Karst

-

-

4

0,3

0,3

1

1

1,5

1

0,53

0,54

Serra do Sabão

-

-

4

0,6

0,6

1

1

1,5

1

0,65

2,16

Captação do Córrego da Bica

0,5

1

2,5

1,7

3

0,9

0,9

1

1

14,0 4

5,16

Captação do Ribeirão dos Órfãos

0,95

1

2,5

1,7

3

0,8

0,9

0,8

1 , 5

27,3 8

10,4 6

Chapadão do Pau Terra

0,9

1

10

3

3

0,95

1

1

1 , 3

14,2 6

100, 04

Serra das Araras

-

-

4

0,3

1

0,95

1

1

1

0,26

1,14

Serrinha

0,95

1

4

0,8

0,75

1

-

0,75

1

0,41

1,71

Chapada da Serra do Boqueirão

0,95

1

10

0,5

3

1

1

0,75

1

90,3 1

10,6 9

Potencial de recarga (quantidade de água)

Transmissão no aquífero

1

Assoreamento

Transmissão no solo

0,95

Processos erosivos

Posição topográfica da fonte de poluição em relação à surgência

Lagoas do Rio da Prata

Área de Estudo

Fontes de poluição

Distância da fonte de poluição à surgência

Vegetação no entorno da surgência

Proteção sobre a Recarga (Qualidade da Água)

ANÁLISE INTEGRADA Os métodos desenvolvidos possuem uma coerência entre seus fundamentos e resultados, embora apresentem abordagens diversas e se adaptem a contextos de atuação diferenciados para subsídio aos instrumentos de política ambiental e de recursos hídricos. O método de diagnóstico expedito local e o de mapeamento do índice de favorabilidade de recarga compartilham o critério de delimitação referente às áreas altimetricamente acima das nascentes. O enfoque nas áreas de recarga altimetricamente acima das surgências privilegia a gestão de aquíferos em meso e micro-escalas, apresentando grande potencial para a resolução de conflitos por uso da água, visto que os sistemas hídricos de micro bacias tendem a ser mais sensíveis ao efeito das práticas de uso da água e do solo sobre suas reservas hídricas limitadas. Ademais, os programas comunitários de conservação das águas tendem a alcançar mais êxito quando em aquíferos rasos localizados, pois os usuários e a população observam mais diretamente os efeitos do incremento das recargas na vazão das nascentes e de poços. O método de diagnóstico local se beneficia da elaboração de produtos por meio de sensoriamento remoto, tais como mapeamento de uso do solo. Conforme se estende a escala de análise para áreas mais amplas, a elaboração de mapas de uso do solo por sensoriamento remoto torna-se mais trabalhosa e passa a depender da disponibilidade de tempo e recursos humanos do executor. Mesmo assim, em termos regionais, a compreensão da variação do uso do solo sobre as áreas de maior favorabilidade de recarga apresenta subsídios importantes para as políticas de conservação de recursos hídricos. O método de diagnóstico local e o de mapeamento do índice de favorabilidade de recarga partem de uma modelagem baseada em conhecimento, ou seja, por acesso a índices e escalas comparativas de atributos, existentes na bibliografia especializada e elaborada por profissionais expertises. Nesse aspecto, sua abordagem qualiquantitativa permite lançar mão da cartografia temática, utilizando os mesmos critérios de ponderação para solos (drenagem), litoestratigrafia (potencial aquífero) e declividade (separação entre infiltração e escoamento superficial). Todavia, o método local torna possível incorporar toda a diversidade de caracterização passível de obtenção em campo, com diversos outros atributos expressos na planilha de diagnóstico expedito e no relatório textual. Por outro lado, no índice de favorabilidade de recarga, por ser de escala regional, pode-se utilizar da diferenciação espacial da pluviosidade. Em uma perspectiva de planejamento territorial, empreendimentos com maior uso de água subterrânea poderiam ser instalados preferencialmente nas áreas de maior potencial de infiltração, assegurando a sustentabilidade das reservas hídricas subterrâneas. No caso da Bacia do Paracatu, as áreas de maior recarga que estejam localizadas sobre aquíferos porosos profundos também são a que apresentariam, teoricamente, a maior capacidade de armazenamento. Nas áreas de maior favorabilidade de infiltração, podem-se aproveitar melhor os efeitos das ações de manejo do solo e das águas, tais como barragens de retenção e infiltração de águas pluviais, plantio direto e/ou em nível, terraceamento, entre outros, em uma estratégia de

manejo integrado de ocupação do solo, recursos hídricos subterrâneos e superficiais. Nos casos em que os métodos propostos de caracterização de recarga de aquíferos apontarem para um risco significativo de impacto sobre a quantidade e a qualidade das águas, os órgãos ambientais podem optar por exigirem estudos adicionais que avaliem mais detalhadamente os impactos ambientais e suas possibilidades de mitigação. Nesse contexto, os produtos aqui desenvolvidos podem ser complementados por dados primários mais detalhados, provenientes de lisímetros, traçadores e análises químicas das águas superficiais e subterrâneas. Os produtos podem ainda ser conjugados a estudos mais detalhados de geologia estrutural, linhas de potencial piezométrico, identificação de fácies hidrogeoquímicas de águas superficiais e subterrâneas, bem como balanços hidroclimatológicos. Tais estudos podem auxiliar a aferir a confiabilidade das hipóteses obtidas nos produtos dos métodos aqui propostos, na medida em que contribuem para identificar e quantificar melhor os prováveis fluxos das águas subterrâneas e permitem uma compreensão mais abrangente dos fenômenos hidrológicos, hidrogeológicos e climáticos das áreas analisadas.

Conclusões à Terceira Fase RECONHECER ZONAS de RECARGA – ZRA e ÁREAS PRECISAS de RECARGA de AQUÍFEROS –APR A metodologia apresentada expõe a variabilidade espacial dos fatores que envolvem a favorabilidade da recarga dos aquíferos no estudo de caso proposto. A delimitação das áreas altimetricamente superiores às nascentes, pelo método de krigagem, seguida de sua caracterização por atributos de favorabilidade de recarga de aquíferos, cotejada ainda pelos dados climatológicos, evidencia que a recarga de aquíferos não pode ser encarada como espacialmente não distinta em sua distribuição espacial na bacia hidrográfica. Em virtude da cobertura extensiva de hidrografia e altimetria do IBGE e da altimetria Missão Topográfica Radar Shuttle, SRTM, para o território brasileiro, a delimitação das áreas altimetricamente superiores às nascentes pela técnica de krigagem torna fácil a replicabilidade para as demais bacias hidrográficas, como passo inicial para identificar as áreas de provável maior recarga e segundo passo para o processo de desenhar o território em suas características próprias para o auxílio à decisão sobre o uso da terra. A caracterização dos atributos favoráveis à recarga emprega mapeamentos temáticos básicos usualmente disponíveis para diversas bacias hidrográficas, especialmente as que já possuem plano diretor de bacia. Não obstante, as características favoráveis, a serem utilizadas para destaque no mapeamento, podem ser readaptadas conforme a cartografia disponível e o contexto hidrogeológico de cada bacia. Neste exemplo, a base de declividade, extraível da topografia, pôde ser usada em substituição ao mapeamento geomorfológico. Essa flexibilidade apresenta-se como um dos pontos fortes para potencial replicabilidade dessa metodologia. O método cartográfico proposto também é valido para aplicação em diversas escalas de análise, bastando, como pressuposto, a existência de bases cartográficas planialtimétricas

e temáticas em escala compatível com a área de estudo proposta, seja para perspectiva regional, seja para perspectiva de detalhe. Os resultados obtidos para a Bacia do Rio Paracatu demonstraram que, apesar da favorabilidade dos atributos de recarga ser mais acentuada na porção leste da bacia, embora se ressalve que as características climatológicas mais favoráveis encontram-se a oeste – o que lega as chapadas ao Sul da Bacia e os Planaltos a Noroeste a uma posição de importância intermediária. Os produtos cartográficos servem como subsídio relevante para a gestão territorial sustentável, abarcando a gestão hídrica, ambiental e econômica em relação à expansão das atividades antrópicas utilizadores de recursos naturais. Os métodos apresentados podem trazer subsídios para a delimitação e caracterização de favorabilidade de recarga, bem como avaliação de impactos e riscos referentes à circulação e à qualidade da água, em contextos locais e regionais, no âmbito de instrumentos das políticas de meio ambiente e de recursos hídricos, tais como:  Alocação de reserva legal, regulada pela Lei Federal no 12.651, de 2012, que dispõe sobre a proteção da vegetação nativa;  Implantação de empreendimento, na etapa de estudos de alternativas locacionais para o licenciamento ambiental, nos termos da Resolução Conama nº 1, de 1986, que estabelece as definições, as responsabilidades, os critérios básicos e as diretrizes gerais para uso e implementação da Avaliação de Impacto Ambiental;  Criação de unidades de conservação para a proteção de mananciais de abastecimento (nascentes ou poços), bem como para elaboração de seu plano de manejo. Nos casos em que a área de recarga já é ocupada total ou parcialmente, a ponderação dos atributos para qualidade da água na recarga serve como guia para avaliação dos riscos existentes; Estudos para delimitação da Zona de Amortecimento de Unidade de Conservação, nos termos da Lei Federal no 9.985, de 2000, que institui o Sistema Nacional de Unidades de Conservação da Natureza:  Delimitação e caracterização das zonas de influência, de transporte e de contribuição para proteção da recarga de fontes de água mineral (extraídas na forma de poços ou nascentes), conforme exigido pela Portaria DNPM nº 231, de 1998, a qual regulamenta as áreas de proteção das fontes de águas minerais;  Delimitação de áreas de proteção máxima; de restrição e controle; e de proteção de poços e outras captações, no âmbito das leis estaduais de proteção das águas subterrâneas;  Delimitação das áreas com direito de preempção (preferência de compra pelo Poder Público) ou desapropriação; e para delimitação de áreas com coeficiente diferenciado de aproveitamento no meio urbano, no âmbito dos Planos Diretores Municipais, nos termos da Lei Federal nº 10.257, de 2001.

Além disso, os métodos apresentados também podem oferecer informações inter-escalares adicionais aos estudos técnicos de outros importantes instrumentos de política ambiental e de recursos hídricos, tais como Planos Nacional e Estaduais de Recursos Hídricos, Planos Diretores de Bacia Hidrográfica, Zoneamentos Ecológico-Econômicos. Ainda no caso do diagnóstico expedito de campo, sua utilização se mostra promissora nos dois instrumentos a seguir, entre outros: o Relatórios técnicos para requerimentos de outorga de direito de uso da água para poços, nascentes e captações em cursos d’água de pequenas bacias hidrográficas; o Relatórios de Fiscalização Ambiental e de Inquéritos Civis Públicos, avaliando a possibilidade de agravante da pena e de multas para os crimes e ilícitos ambientais, ao destacar o impacto sobre a circulação das águas. Apresenta-se, a seguir, uma síntese das inovações técnico-científicas deste estudo: - Proposição de dois métodos complementares de avaliação de recarga de aquíferos em múltiplas escalas. - Mapeamento das áreas superiores às nascentes, por krigagem, como recurso cartográfico para foco da cartografia de áreas preferenciais de recarga. - Indicador integrado de Unidades Hidrológicas de Paisagem a partir do mapeamento da altitude em relação às nascentes (Rennó; Soares, 2003) e da altitude em relação aos cursos d’água (Rennó et al., 2008) como referência para o estudo das funções de recarga e descarga de aquíferos. Como disse o escritor Jean Giradoux (1946), “a Água é o elemento do qual a Terra nada pode esconder; sorve os seus mais profundos segredos... e os traz até nossos lábios.” É justamente em virtude desse intrínseco relacionamento entre as águas e os geossistemas que os avanços metodológicos aqui propostos pretendem contribuir para que, ao desvelar os segredos da hidrogeologia em cada região, consigamos gerir nossos recursos naturais e continuar trazendo as águas aos lábios de quem delas tanto precisa. RECOMENDAÇÕES Os resultados dessa metodologia restringem-se a uma avaliação qualitativa do potencial de recarga dos aquíferos, fundamentando-se na caracterização das áreas altimetricamente superiores às nascentes, cotejada visualmente à distribuição espacial dos dados climatológicos inferida pelo mapa de pluviometria. O fato de ser qualitativa é proposital por se tratar de reconhecer áreas sensíveis para se aplicar às exigências de preservação da terra ou de conservação, conforme for o caso. Para uma avaliação quantitativa da recarga, recomenda-se, como extensão da metodologia apresentada, que sejam traçadas relações geo-estatísticas entre as bases cartográficas de pluviosidade, de favorabilidade de recarga das áreas altimetricamente superiores às nascentes e aos dados auferidos da separação do componente de fluxo de base nas hidrógrafas das estações fluviométricas existentes nas bacias hidrográficas.

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7 ZONEAMENTOS ECONÔMICOS – Gestão de Bacia Hidrográfica – Quarta Fase de Auxílio à Decisão sobre o Uso da Terra Palavras-chave: economia física, equações lógicas, três tipos de zoneamentos econômicos, energia de biomassa, produção rural.

Por certo, o zoneamento econômico pode ser realizado logo após os zoneamentos ecológicos, mas isso não é recomendado. Tal fato advém de que se precisa de uma visão muito clara do substrato ou como aqui se denomina dos geossistemas, por motivo de se poder observar todas as parcelas de território mais próprias para os plantios em função das rochas, geoformas e solos, embora essa divisão não seja definitiva do ponto de vista da legitimidade geo-ambiental de se utilizá-las, consideradas as diversas condições de tecnologia de plantios e de outros usos para engenharia. Por um lado, as zonas de recarga e as áreas precisas de recarga como parcelas do território absolutamente sensíveis aos efeitos e erros na produção são ambientes críticos para se observar todas as medidas de segurança ambiental caso essas áreas venham a estar ocupadas ou já estejam ocupadas. O zoneamento econômico – ZE-N – de um território tem, sem dúvida, uma feição bivalente porque, ao mesmo tempo em que é econômico, deve ser fundamentado sobre um zoneamento ecológico – ZE-L – (Martins Jr. et al. 2006 a,b). Este permite indicar os fundamentos das atividades econômicas, sobretudo quando são desenvolvidas em íntima relação com o uso das terras, dos corpos d’água e dos ecossistemas e vegetação natural. Economicamente um zoneamento pode ser realizado sob três aspectos: (1) o zoneamento ad natura, ZE-Nan – nos quais as atividades econômicas, de quaisquer tipos, são reconhecidas em suas realidades possíveis dentro das condições norteadas pelo zoneamento ecológico; (2) o zoneamento diagnóstico – ZE-Nd – que retraça a realidade econômica atual de um território; (3) o zoneamento econômico das potencialidades e expansão econômicas – ZE-Np – de tipos: (a) potencialidades não efetivamente descobertas e/ou descritas, (b) potencialidades não exploradas, embora sabidas e (c) ambas as situações de (a) e (b), sobretudo quando avanços tecnológicos possam tornar explícitas novas possibilidades. Tratam-se, portanto, dos três tipos de ZE-N.

Ao fim, deve-se estabelecer um Modelo Integrado de Zoneamento Ecológico-energéticoeconômico – ZEEE, que é o modelo integral dos aspectos de zoneamentos com o qual se estabelecem as bases cognitivas para o planejamento e para a construção dos elementos de auxílio à decisão. A questão energética deve ser incluída tanto sob os aspectos ecológico quanto econômico. O zoneamento ecológico – ZE-L, e o econômico – ZE-N, são necessariamente baseados em múltiplas ciências, e são técnicas fundamentais para o planejamento regional ambiental tanto quanto para o planejamento sócio-econômico, como o conjunto de procedimentos interdisciplinares básicos para o Ordenamento do Território. Podem-se citar diversos zoneamentos atuais que têm sido realizados no País, tais como o ZEE de Minas Gerais, realizado na Universidade de Lavras, e o ZEE do Estado do Maranhão. O Estado do Rio de Janeiro possui lei que dá diretrizes ao ZEE – Lei 4.063 de 02/01/2003. No capítulo 2 e em pesquisas anteriores (Projeto MDBV, 2002-2004) (Martins Jr. et al., 1993-a, 1993-b, 1994-a, 1994-b, 1998) utilizaram da noção de “classificações de terras em áreas homogêneas com grupos de sub-bacias de n-ordens” como efetivos modos de zoneamentos multi-sistemas, tendo como aspecto fundamental delinear áreas homogêneas para o gerenciamento de terras. A dissertação de Oliveira (2004) aponta para outro aspecto fundamental da abordagem ZEE. Na Fundação CETEC juntamente com a Universidade Federal de Ouro Preto - UFOP, alguns projetos foram marcantes para o desenvolvimento de métodos de zoneamentos, a saber:  Projeto MDBV (1992-1994); Projeto MPEH (1995-1997); Projeto CRHA (20022006); Projeto GZRP (2007-2008). Com eles se obteve o desenvolvimento de um “triplo sistema de instrumentos de planejamento regional agro-ambiental”, dos quais o primeiro sistema divide-se em três sub-sistemas  o Zoneamento Ecológico (ZE-L), o Zoneamento Econômico (ZE-N), com suas três versões, e o Zoneamento Ecológicoeconômico (ZEE) (capítulo 2). Várias ciências, engenharias e temas são ncessários:  Economia Física EF, Geologia ambiental Ga, Geologia estrutural Ge, Litologia Lt, Estratigrafia Es, Geotecnia Gt, Pedologia Pd, Aptidão de solos AS, Impactos Ambientais IA, Hidrologia Hd, Hidrogeologia HG, Zonas de Recarga de Aquíferos (ZRAs) e Áreas Precisas de Recarga (APRs) de aquíferos (Martins Jr. et al., 2006), Botânica Bt, Técnicas de Conservação TC, Análise de Impactos sobre os biomas AI, Climatologia Cl, Análise exergética AE, Implicações das Mudanças Climáticas IMC, Engenharia Florestal EF, Engenharia Elétrica EE, Engenharias Agronômica EAn e Agrícola EAc, Economia Ec, Lógica Interdisciplinar (LI) e Inteligência Artificial (IA). PROBLEMAS A questão central no zoneamento econômico, ZE-N, é voltada para três aspectos fundamentais:

(1) o diagnóstico – ZE-Nd, que deve ter uma feição própria para os objetivos de cada tipo de planejamento que se deseje realizar, portanto podendo ocorrer diversos diagnósticos com olhares específicos, (2) zoneamento das relações de potenciais – ZE-Np, tais como para a produção agroflorestal e pastoril cujo tema, embora não alvo específico desse livro, deve tratar da questão do que é “o ideal para que as ações e os projetos executivos devam atender para manter os pontos de vista de ambas condições de sustentabilidade  a ambiental e a econômica”. A condição de economicidade é necessariamente retro-alimentada, no tempo, pela sustentabilidade ambiental. No caso de ocorrer degradação ou não-sustentabilidade, as atividades econômicas, e especialmente as agrícolas, poderão se tornar em condições quase nulas a nulas, ao longo de determinado tempo e (3) o outro problema central do ZE-N é o da articulação do pensamento geo-ambiental, com foco em análise de sistemas com o pensamento econômico, os quais podem ambos enfocar a simples descrição de “o que é” para a descrição valorativa de ”o que deve ser” como também a descrição de “o que pode ser” dada as mais variadas condições de preservação, conservação e tecnologia de ganhos operacionais e de produtividade. OBJETIVOS (1) Apresentar aspectos epistemológico-metodológicos, alguns conteúdos, e aplicações utilitárias dos ZE-N e (2) desenvolver alguns aspectos lógicos, ecológicos e econômicos como parte própria dos ZE-N para se chegar a uma modelagem mais adequada dos zoneamentos econômicos das bacias hidrográficas. FUNDAMENTAÇÃO em ECONOMIA FÍSICA Zonear economicamente um território é classificá-lo em áreas homogêneas ecológicas, como base dos processos de zoneamento, e então reclassificá-lo em bases econômicas a partir da base ecológica. Toda essa operação implica em integrar a totalidade das informações, que virão a formar quadros cognitivos específicos, e que pressuponham e identifiquem, de fato, a existência de estruturas ambientais na Natureza, bem como articulem essas estruturas da Natureza com as atividades econômicas atuais e potenciais. Assim, todo ZE-N deve ser um conjunto de zoneamentos, como “zoneamentos a múltiplos cenários”, em virtude das amplas opções econômicas em função da variação das relações de demandas versus possibilidades e ofertas. Após os procedimentos da abordagem disciplinar inicial, o binômio – Zoneamento Ecológico e Zoneamento Econômico – constitui, efetivamente, o terceiro procedimento com as “Abordagens Pluridisciplinar e Interdisciplinar”, para a elaboração de produtos essenciais para a gestão, tanto a rural quanto a das cidades, nos territórios das bacias.

Um sistema de cognição para a gestão econômica deve conjugar os três zoneamentos econômicos – ZE-Nan, ZE-Nd e ZE-Np – no âmbito de uma teoria econômica, especialmente a Teoria de Economia Física com base em análise exergética. Pode-se definir Economia Física no contexto da Economia Clássica, embora esse conceito seja ainda de pequena disseminação. A Economia clássica trata das relações de produção, consumo, comércio de bens etc., usando conceitos próprios como:  capital, valor, renda, custo de oportunidade, taxa de desconto e outros que tais. Ao longo dos séculos, diferentes temas têm ocupado a atenção dos economistas:  a disponibilidade de recursos naturais e a renda das nações, a acumulação de capital, a importância do trabalho humano, o papel da tecnologia no crescimento da produção. Adotando diferentes modelos para cada situação estudada, a Economia Clássica não logrou desenvolver, todavia, um modelo suficientemente geral para abranger as diversas tendências manifestadas. Exprimindo as variáveis econômicas em termos monetários, encerrou-se em si mesma, ignorando o ambiente da produção que, ao fim, representa a fronteira última para o desenvolvimento humano em todos os seus aspectos. Pesquisadores e cientistas com profunda percepção das relações produção-ambiente, como Georgescu-Roegen (1970) e Robert Ayres (1994, 1998) como também Odum (1996) e outros têm proposto aplicar as leis da Física, em especial as da Termodinâmica, ao fenômeno econômico. Alguns modelos já são usados para optimizar física e economicamente a conversão da energia (vd. Termo-economia) e para distribuir custos entre coprodutos de uma indústria, entre outros objetivos. As leis da Física envolvidas na Economia são as leis da Conservação da Massa e Energia (Primeira Lei da Termodinâmica) e a do Crescimento da Entropia (Segunda Lei da Termodinâmica) em sistema isolado. O conceito de valor associado a essas leis corresponde à função termodinâmica exergia 2, medida em Joule, que pode ser entendida como “energia disponível”, resultante da aplicação conjunta das leis básicas mencionadas. A exergia é calculável para qualquer substância, a partir do histórico de formação dos elementos químicos com base na Lei de Nernst (Terceira Lei da Termodinâmica), que estabelece ser nula a entropia das substâncias cristalinas puras à temperatura do zero absoluto (-273,2°C ou 0oK). Nessa sistemática, a agregação de valor é descrita pelo aumento da exergia do sistema, causada pela aplicação de algum trabalho mecânico sobre esse mesmo sistema. Do mesmo modo, a depreciação de qualquer sistema é descrita pelo decréscimo da exergia, devido a fenômenos irreversíveis que ocorrem no interior do sistema de produção. O dano ao meio ambiente é avaliado diretamente pela exergia dos rejeitos da produção e do

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A variação da exergia de um sistema, definida como o trabalho máximo que se pode obter ao levar um sistema termodinâmico do estado atual, descrito pela energia interna e a entropia do sistema, ao estado de equilíbrio com o ambiente é dada pela equação E = U – T0S, sendo T0 a temperatura do ambiente. A exergia no estado de equilíbrio com o ambiente é nula.

consumo. Em contrapartida a conveniência da reciclagem é feita pela comparação da exergia do rejeito com a exergia do produto, em alguma etapa intermediária da produção. Cabe ainda ressaltar que os sistemas naturais, que são sistemas abertos, possuem também exergia. Assim, podem-se citar algumas situações, tais como: (1) exergia hídrico motriz, de fato disponível, para produção de eletricidade; (2) exergia dos solos, proporcional às relações e demandas das plantas agrícolas em função do húmus e dos micro-nutrientes; (3) exergia da fotossíntese na produção de produtos naturais, como frutos, madeiras e biomassa e (4) exergia de princípios ativos em plantas da farmacopéia etc. Assim, a exergia é de fato o fator energético conversível em trabalho, tanto químico, natural e industrial, e que pode ser convertida em recursos financeiros que são apenas recursos simbólicos dos sistemas de produção – naturais e/ou antrópicos. Nesse sentido a exergia tem uma relação imediata com a eficiência da produção, quaisquer que sejam os seus tipos, bem como a eficiência dos produtos em gerar trabalho, sendo trabalho um conceito amplo que pode ser, neste caso, indicado na forma de “serviço para o homem”. A exergia pode também ser entendida como a parte energética da “informação” contida em uma substância química, por exemplo. Todavia, a exergia seria nesse caso, a parte da informação que pode exercer trabalho sobre o meio-ambiente, enquanto em termos ambientais uma substância química pode inclusive decompor sua exergia, isto é, a energia livre que é parte da energia interna total, e também pode, eventualmente, decompor sua energia retida na estrutura. A informação em geral, em se tratando de substâncias químicas é equivalente a toda a energia interna contida em uma substância, excetuada aquelas específicas dos átomos, salvo a fissão nuclear. Bem entendido que a energia interna total equivale à informação. Mas não é igual a esta, já que a forma e a informação devem ser consideradas unidades fundamentais do Universo. ZONEAMENTOS Como já visto os procedimentos para zoneamentos são necessariamente baseados nas Abordagens Pluridisciplinar e Interdisciplinar (Martins Jr., 2002; capítulos 2 e 3). Devem ser desenvolvidos com diferentes métodos, alguns já consagrados e novos métodos podem ser desenvolvidos. Não existem ainda amplos consensos sobre os pontos de vista teórico e metodológico, bem como de conteúdos e semiótica. Pode-se definir esses zoneamentos como uma metodologia com produtos que integram práticas e consensos entre os diversos tipos de zoneamentos já realizados no País; assim:  Zoneamento Ecológico é uma base de informações cartográficas e textual (alfanumérico), na qual todos os aspectos ecológicos da infraestrutura e da dinâmica da biosfera, litosfera e hidrosfera locais e da atmosfera são agrupados em um quadro caracterizador dos processos naturais vigentes e das estruturas dos diversos subsistemas ecológicos, de modo a classificar o território em áreas homogêneas.

Já a questão econômica que se coloca para um zoneamento tem como definição  Zoneamento econômico é método e produto, com bases cartográficas, no qual a realidade econômica atual é diagnosticada bem como os potenciais econômicos usados, ou não, de uma bacia hidrográfica devem ser também identificados e reportados ao zoneamento ecológico. Cabe ainda indicar que o método principal para os zoneamentos econômicos deve se basear, principalmente, na Análise Exergética e na Análise de Produção (GeorgescuRoegen, idem; Robert Ayres, idem). Essas definições parecem amplas o suficiente para conter as três variedades de zoneamentos econômicos propostos. Por outro lado, para se normatizarem esses conceitos, aponta-se para os seus aspectos predominantes de: (1) diagnóstico; (2) reconhecimento conceitual entre diferentes sistemas naturais e culturais; (3) os paradigmas especialistas para realizar o diagnóstico e por fim (4) as representações da realidade. Ao assim se normatizar o conceito, pode-se perceber a amplitude de questões com as quais se devem tratar em um zoneamento. Enumeram-se algumas questões como: (1) zoneamentos da vegetação natural, da agricultura e pastagens; (2) erosão, processos erosivos e estruturas susceptíveis à mesma; (3) climas e relações plantas / terra / água (4) impactos antrópicos; (5) produção agrícola no espaço e no tempo; (6) os modelos de produtividade; (7) sistemas de transporte, de fontes produtivas e de impactos dos mesmos sobre os sistemas naturais; (8) áreas sistemicamente sensíveis e áreas com impactos já existentes; (9) distribuição demográfica e fontes de produção; (10) logística existente para localização das atividades, indústrias rurais e cidades bem como para os sistemas de transporte; (11) situações e impactos das minerações; (12) condições para controle e/ou exclusão de uso insumos, etc. Esses exemplos permitem indicar quão longe se pode ir com zoneamentos que, a rigor, podem ser tantas quantas forem as necessidades de se perceber, estudar e poder planejar as ações da sociedade no e sobre o ambiente. Para todos os efeitos considera-se o tipo de zoneamento ZE-N, como parte de uma Abordagem Interdisciplinar – AI, indispensável para o planejamento da sustentabilidade, quaisquer que sejam as condições em que esteja uma dada região. Anterior a essa Abordagem, necessita-se dos consagrados estudos especialistas das várias ciências com a Abordagem disciplinar e a cartografia disciplinar clássica.

A QUESTÃO ECONÔMICA e a SUSTENTABILIDADE Em bacias hidrográficas a questão econômica se focaliza tanto no potencial quanto na produção de energia, na agricultura, silvicultura, pastagens, vias, logística e indústrias rurais, quando essas existirem fora das áreas urbanas e de vilas. Embora áreas urbanas façam parte de bacias hidrográficas, essas mesmas áreas merecem tratamento especial, por suas óbvias consequências sobre o meio circundante. A questão econômica deve ser vista com as seguintes variáveis: (1) área total plantada; (2) índice de continuidade da área total plantada; (3) índice de descontinuidade floral da bacia e seu impacto no(s) bioma(s); (4) índice de interligação de florestas e de maciços florestais; (5) produtividade nas diversas categorias de produtores e de campos agrícolas; (6) mobilização de capital; (7) endividamento dos produtores; (8) lucros; (9) agregação de valor nas proximidades geográficas; (10) usos de insumos; (11) riscos ambientais; (12) inclusão social nas diversas categorias de produtores; (13) uso ou não de processos efetivos de conservação de solos; (14) processos efetivos de conservação da água; (15) sucessos de medidas e de formas de produção que sejam ecológicas e econômicas; (16) potenciais não usados e potenciais disponíveis e (17) a produção efetiva de energia, entre outros. Esses 17 aspectos permitem elaborar modelos econômicos nos quais entram as relações de ganhos por área plantada, e sobre o qual se deve computar toda perda de integridade do ecossistema de modo a levá-lo para a condição de risco ambiental e à inadequação para a vida vegetal e animal. Retoma-se, portanto, um exemplo de uma equação lógica

para se constituírem algumas relações de Ecologia- economia com algumas variáveis (Tabela 7.1) (Martins Jr, 1998): Tabela 7.1 – Quadro de variáveis lógicas, ecológicas e econômicas e símbolos operacionais lógicos propostos (atualizado de Martins Jr., 1998).

Variáveis

Símbolos lógicos

área total da bacia – Atbh área total plantada – atp índice de continuidade da área total plantada Icatp índice de descontinuidade floral do bioma Idf interligação de florestas e de maciços florestais ifmf produtividade final nas diversas categorias de produtores pdcp mobilização de capital – mc endividamento dos produtores – ep lucros – ls agregação de valor nas proximidades – avp usos de insumos – usi riscos ambientais – rsa usos, ou não, de processos de conservação de solos – cs processos de conservação da água – pca sucessos de medidas e de formas de produção que sejam ecológicas e econômicas – see potencial energético – ptE produção de energia – prE Valor da sustentabilidade – Vs

(>) reporta-se a, conecta-se e/ou depende de. () é produzido por. (↔) reciprocamente se produzem. (∠) veto de uma opção e/ou de uma escolha, ou de alguma ação. (→) preferências do público que produzem preços de mercado, estrutura de preços, lógica de preços. () existência de um mercado que produz a satisfação de e/ou induz as preferências individuais. (β) interdependência dos níveis bióticos e da infra-estrutura geológica como a totalidade do ecossistema. ( ↑ ) dependência vertical dos ecossistemas para com os níveis mais internos e/ou profundos dos geo-sistemas. [ ] conjunto de valores agregáveis por diversas relações. ( ↓ ) restrição de uso da terra.

Apresentam-se abaixo duas equações lógicas, como exemplos de aplicações para análise das condições econômicas em um zoneamento ZE-N. Aquelas servem para estabelecer as bases de desenvolvimento de um sistema lógico de descrição dos usos econômicos para várias condições (vide Tabela 1): Condição 1:

Vs (>) [ atp + Icatp + Idf ] ) {[ mc – ep ] < ls }

(2)

medida em exergia, no caso da agricultura em energia. Cabe ainda salientar que os cálculos financeiros são aqueles já consagrados nas ciências econômicas, enquanto em Economia Física pode-se prosseguir com todo o balanço econômico, com as avaliações medidas e/ou estimadas de exergia das diversas fases produtivas, e somente ao fim expressar tudo em unidades financeiras, se necessidade houver.

Os aspectos econômicos são múltiplos e podem se combinar de diferentes modos. Nesse sentido, deve-se procurar apreender aqueles que podem ser gerais o suficiente para indicarem as relações entre a sociedade e a Natureza no que diz respeito aos recursos renováveis, ou aos não-renováveis, do modo que devem ser descritos em um ZE-N. O sentido de desenvolvimento auto-sustentado pode ser traduzido numa equação simples cujas variáveis são as seguintes (Tabela 7.2 in Martins Jr, 1998). Tabela 7.2 – Variáveis de relações entre sistemas naturais de produção renováveis e nãorenováveis e variáveis econômicas e lógicas (atualizado de Martins Jr., 1998).

 disponibilidade do recurso renovável [Drr]  disponibilidade do recurso não-renovável [Drn]  viabilidade de extração e transformação [Vet]  stentabilidade dos ecossistemas envolvidos [Se] agregação de tecnologia primária

 agregação de tecnologia avançada

[Atp] [Ata]

 custo de transporte [Ct],  custo e dispêndio de energia [Cde]  valor agregado [Va]  demanda de mercado [Dm], [il]  impactos locais  impactos tardios no ciclo do recurso natural-produtos-resíduos

[it].

De modo distorcido, as gerações dos séculos XVI ao XX negligenciaram um princípio ético básico, o de que “a Terra não é nossa, mas das gerações vindouras”. Dois exemplos notáveis no Brasil são os de desmatamento do Vale do Paraíba do Sul no Estado do Rio de Janeiro para as plantações de café no tempo do Império à República Velha, quando essas áreas perderam seus potenciais agriculturáveis e a migração da produção de café passou para o Estado de São Paulo. O resultado é o uma terra depauperada de difícil recuperação, embora ainda seja possível de recuperação. O desmatamento do Vale do Rio Doce foi realizado sem que tenhamos aprendido as lições do passado, sob o intento principal das empresas metalúrgicas e siderúrgicas situadas nesta bacia hidrográfica e alhures, na década de 1980. Por certo, que os preços ambientais agregados aos produtos atuais já deveriam, de fato, começar a agregar o passivo ambiental produzido pelas empresas que devem hoje, à Nação, a solução desse problema maior. Como agregar à Microeconomia industrial e à Macroeconomia social o custo real dessa restauração, sem inviabilizar um processo industrial? No entanto, o problema existe e sem uma lógica que associe mitigação com interesses socioeconômicos, tanto quanto a experiência o demonstre, ficará inviável o processo econômico para os séculos vindouros, e assim os ecossistemas que restam progredirão para irreversibilidade, inexoravelmente. O que ocorreu de fato é que os processos industriais implantados no Vale do Rio Doce não foram avaliados de modo algum quanto ao custo ambiental, daí decorrendo a devastação ecológica em que está o Vale. Como efetivamente agregar este custo à política ambiental e à política de preços industriais através dos dois princípios, o do imposto e o de controle atual da qualidade? Será isto uma causa perdida? Consideremos os aspectos abaixo como critérios que devem ser usados como parte de uma equação formal de viabilidade eco-sustentada de empreendimentos. São os seguintes

fatores a indicar a viabilidade eco-sustentada de exploração e/ou de produção de qualquer recurso numa perspectiva eco-sustentada (Tabela 7.3). Esses são alguns dos aspectos de ordem econômico-social que influem na perspectiva das relações da Ecologia e Economia no caso de extração de recursos naturais, tanto quanto no caso de implantação de indústrias e de projetos agronômico pastoris florestais. Nestes ainda pode ocorrer demanda excessiva de quantidade de água, o que pode, por sua vez, provocar stress ambiental na bacia hidrográfica. Tabela 7.3 – Fatores de viabilidade econômica e ecológica das atividades produtivas em relação com uma bacia hidrográfica (atualizado de Martins Jr., 1998).

      

acesso ao recurso, disponibilidade do recurso, valor de mercado, demanda e oferta relativas do recurso, finalidades para seu emprego, justificativa ética das finalidades, impactos sobre a área geográfica de extração,  conservação das áreas sistemicamente importantes,  valores da extração, transporte e transformação em relação com os possíveis impactos sobre o ambiente,

 problemas relativos à degradação ambiental paisagística,  impactos específicos sobre as águas,  disponibilização ou não de tecnologias limpas,  competitividade em função do custo das tecnologias mais eficientes e limpas,  retorno social em forma de impostos ambientais, e investimentos sociais,  relação com a gestão da bacia hidrográfica na condição usuáriopagador poluidor ou não,  possível efeito agregador de incremento populacional na vizinhança da área de produção ou extração.

O conceito de áreas totais – nativa, plantada e recuperável implica que em todo território encontraremos áreas com vegetação em diversos estados de alteração, áreas plantadas com agricultura e/ou com bosques mono-específicos e áreas que podem ser entendidas a serem replantadas para atenderem exigências ecológicas e/ou ecológico-econômicas. Planejar o ordenamento regional do território para se estimar a área total replantável, garantidos os interesses geo-ecológicos entre rochas/ geoformas/ solos/ áreas agrícolas e agriculturáveis e os interesses econômicos apresentados na equação fundamental lógica (eq.3). A questão econômica também se apóia sobre as questões ecológicas ou de adequação planta / água / solos / climas-microclimas de modo que as relações específicas entre produção de biomassa para energia – BE - e biomassa para alimentação – BA - se colocam de modo crítico no País. Efetivamente, a direção para as opções sobre as áreas adequadas para plantações nessas duas situações se apresenta atualmente sob o foco de interesses políticos e econômicos nacionais e internacionais. O fato de que a população cresce no planeta, que mais pessoas podem comer melhor, de que o capital internacional atua de modo especulativo sobre os

alimentos ante as pressões críticas dos preços da fonte de energia de maior exergia (como petróleo) faz com que as opções por terras devam obedecer à seguinte equação geral:

Σ SpAE ≡ SBH - SAd tradicionais - SCVr - SCa + ( eventual fração SAd + SP + áreas de semi ou total estabulamento de gado + SstEg