1 Introdução

Dentre as estratégias adotadas pelo ser humano para explorar recursos naturais, destaca-se a forma como ele ocupa os espaços. Até a década de 1950, somente 32,2% dos brasileiros viviam em cidades (FARIAS et al., 2017); dados de 2010, por sua vez, atualizam a população brasileira residindo em áreas urbanas para 84,4% (IBGE, 2010). Essa ocupação acelerada, sem planejamento de espaços urbanos, é acompanhada pelo aumento da impermeabilização do solo e da canalização e retificação dos cursos hídricos em áreas urbanas, ações que colaboram para a ocorrência de alagamentos e inundações (TUCCI, 2008).

Em Juiz de Fora, município polo da Zona da Mata mineira, o transbordamento de córregos e rios é fato comum nos noticiários locais¹. O domínio morfoclimático de mares de morros, as intensas chuvas no período de novembro a março (INMET, 2021) e o alto adensamento urbano geram condições propícias para deslizamentos de terra e inundações (RODRIGUES, 2020) – como ocorrem nas áreas urbanizadas da Bacia Hidrográfica do Córrego Ipiranga (BHCI) (Figura 1), região sul da cidade.

Figura 1.
Delimitação da área em estudo, a Bacia Hidrográfica do Córrego Ipiranga, na cidade de Juiz de Fora, Minas Gerais
Fonte: Os autores (2020)

A fim de evitar o transbordamento de cursos hídricos, algumas alternativas foram adotadas pelo poder público de Juiz de Fora a partir da década de 1940, como a retificação e a canalização de córregos e rios (MACHADO, 2016). As medidas, no entanto, não conseguiram evitar esses transtornos em épocas de chuva na BHCI (SILVA; MACHADO, 2011), onde os córregos Teixeiras e Ipiranga² seguem transbordando de forma recorrente mesmo após algumas intervenções do poder público.

A frequência com que as inundações assolam a área aponta para a necessidade de estudos relacionados à permeabilidade do solo e ao sistema de drenagem na bacia. Tucci (2008) orienta que é necessário priorizar os leitos naturais de escoamento dos cursos hídricos, amortecer as vazões pluviais e aumentar a permeabilidade do solo como estratégias para a promoção de um ambiente mais natural e sustentável. Tais ações dialogam diretamente com os princípios da infraestrutura verde: uma rede de áreas naturais e seminaturais planejada e gerenciada de modo a promover benefícios ambientais, econômicos e sociais para a região em que se insere, dando origem a espaços urbanos sustentáveis, resilientes e inclusivos (MONTEIRO; FERREIRA; ANTUNES, 2020). Exemplos práticos desse tipo de infraestrutura incluem os sistemas que integram áreas de preservação ambiental, parques (naturais ou urbanos) e espaços livres públicos, como praças e vias (SCHUTZER, 2014).

Ao associar a infraestrutura verde à rede de drenagem pluvial preexistente em uma bacia hidrográfica, espera-se reduzir a degradação ambiental promovida pela ocupação desordenada do solo (MAROPO et al., 2019), contribuir para a valorização dos espaços urbanos (MAGALHÃES; NERI, 2018), aumentar os espaços públicos (MAGALHÃES; NERI, 2018; SCHUTZER, 2014), melhorar o microclima (MAGALHÃES; NERI, 2018; HERZOG; ROSA, 2010; CORMIER; PELLEGRINO, 2008) e mitigar alagamentos e inundações (MAGALHÃES; NERI, 2018; HERZOG; ROSA, 2010). No entanto, a BHCI é fortemente adensada, apresentando na sua área mais urbanizada (Unidade de Planejamento S2, segundo o zoneamento municipal) 5.840,88 habitantes por km² (JUIZ DE FORA, 2019), não possibilitando intervenções de grande porte na região.

Nesse contexto, este trabalho tem por objetivo realizar a caracterização morfométrica e de ocupação do solo da BHCI, identificando as áreas mais adensadas e propondo soluções baseadas em princípios da infraestrutura verde para esses locais, não só para corroborar na mitigação de inundações, mas, principalmente, para melhorar a qualidade de vida na região com o aumento da permeabilidade do solo e a arborização.

2 Metodologia

A proposição de soluções para a Bacia Hidrográfica do Córrego Ipiranga está sintetizada no Quadro 1 e foi adaptada da metodologia de Cardoso e Baptista (2011).

Quadro 1.

Etapas metodológicas do estudo

Fonte: Os autores (2022)

2.1 Diagnóstico da área de estudo

Utilizando-se o software ArcGis, versão 10.5 (ESRI, 2020), foram elaborados mapas da bacia a partir de análises de campo e de dados obtidos junto à Secretaria Municipal de Meio Ambiente e Ordenamento Urbano de Juiz de Fora. Os dados vetoriais de hidrografia, hipsometria e divisões municipais administrativas do município empregavam como sistema de referência de coordenadas o datum SAD 69 convertidos para o datum SIRGAS 2000, projeção UTM 23 S.

Os mapas produzidos objetivaram avaliar a relação entre características geomorfológicas e de uso e ocupação do solo (e.g., declividade, presença de vegetação e áreas edificadas no entorno do curso hídrico) e a dinâmica de inundações na região. As áreas susceptíveis a inundações foram mapeadas utilizando as curvas de nível levantadas pela Prefeitura de Juiz de Fora (JUIZ DE FORA, 2007) (malha de um metro), simulando a área de inundação considerando que o nível d´água atinja até um metro acima do nível das margens do Córrego Ipiranga. Essa cota foi estabelecida após constatar, em relatos de reportagens, a altura da água em situações de transbordamento do córrego e analisar imagens dos locais de inundação no entorno dos córregos Teixeiras e Ipiranga, na rua Ibitiguaia. Além disso, considerou-se o trabalho de mapeamento a laser das cotas altimétricas contratado pela Prefeitura de Juiz de Fora, que conferiu uma base de dados apurada da região da BHCI com cotas de um em um metro, e o mapa hipsométrico da bacia gerado com base nesse levantamento, que apresenta a variação percentual da declividade do terreno.

A partir da análise dos mapas produzidos, foram extraídas características morfométricas da bacia necessárias para entender sua forma, seu relevo e sua rede de drenagem. Inicialmente, as características coletadas foram: área, perímetro, declividade e altitude da bacia (inclusive áreas verdes e urbanizadas), ordem de Strahler (1957) dos cursos de água e comprimento dos canais. Em seguida, procedeu-se ao cálculo de outros parâmetros morfométricos (Quadro 2), como observado nos trabalhos de Cardoso et al. (2006), Ribeiro e Pereira (2013), Santos et al. (2012) e Servidoni et al. (2021).

Quadro 2.

Descrição dos parâmetros morfométricos utilizados

Fonte: ¹Villela e Mattos (1975); ²Schum (1956); ³Cardoso et al. (2006); ⁴Horton (1945); ⁵Santos et al. (2012)

2.2 Diagnóstico da área de estudo

As diretrizes projetuais propostas nesse trabalho foram construídas a partir da análise de trabalhos nacionais e internacionais sobre infraestrutura verde e recuperação de cursos hídricos (CORMIER; PELLEGRINO, 2008; MAROPO et al., 2019; MCFARLAND et al., 2019). Como estudos preliminares mostram que a região da BHCI já sofreu intervenções e é altamente antropizada (GERHEIM, 2016; SILVA; MACHADO, 2011), optou-se por estruturar intervenções que harmonizassem com a realidade do local (evitando desapropriações, por exemplo) e reduzissem os impactos antrópicos nos cursos hídricos da bacia hidrográfica.

2.3 Características Climatológicas na BHCI

Juiz de Fora, município na Zona da Mata do estado de Minas Gerais, possui clima do tipo Cwa, segundo a classificação climática de Köppen, genericamente chamado de Tropical de Altitude: um clima mesotérmico de verões quentes, coincidente com a estação chuvosa (LABCAA, 2009). Ao analisar os dados pluviométricos do local (como ilustrado na Figura 2, produzida com dados do pluviômetro disponível no bairro Santa Efigênia), tem-se que a precipitação anual acumulada é de cerca de 1.532 mm, o que representa uma condição de alta pluviosidade, sobretudo nos meses de precipitações mais intensas, que se refletem em casos recorrentes de inundações em várias áreas da bacia.

Figura 2.
Precipitação média entre 2011 e 2020 registrada na BHCI
Fonte: INMET (2021). Elaborada com os dados do pluviômetro no bairro Santa Efigênia (D1177)

3 Resultados e discussão

Por meio do mapeamento da BHCI, foi possível caracterizar a região através do cálculo de parâmetros geométricos, geomorfológicos e de drenagem, como sintetizado na Tabela 1.

Diferentemente de bacias hidrográficas com forma mais circular, como do Alto Sapucaí (SERVIDONI et al., 2021) e de Vargens de Caldas (RIBEIRO; PEREIRA, 2013), que apresentam maior tendência a enchentes, a BHCI possui formato irregular e estreito (KC = 1,42; KF = 0,21), sendo pouco similar a um círculo pelos parâmetros de Villela e Matos (1975). A bacia em estudo também apresenta relevo pouco acidentado (RR = 0,04), o que favorece a infiltração da precipitação (BRUBACHER, OLIVEIRA; GUASSELI, 2011; PIEDADE, 1980). Essas características, desconsiderando o nível de ocupação do solo na região, indicam uma bacia com baixa tendência a episódios de transbordamento dos cursos hídricos.

A drenagem na BHCI é classificada como regular (DD = 2,28 km/km²; CM = 0,44 km²/km), com baixa frequência de canais (DH = 2,03 canais/km), o que reduz a capacidade da água de escoar (favorecendo a infiltração) e formar novos cursos hídricos (SANTOS et al., 2012). Com relação à sinuosidade dos canais, estes possuem formas transitórias (IS = 1,40), havendo certo equilíbrio entre trechos retilíneos e sinuosos, o que reduz moderadamente a velocidade de escoamento e indica uma média tendência a enchentes (BRUBACHER; OLIVEIRA; GUASSELI, 2011).

Entretanto, diagnostica-se que a baixa tendência a enchentes expressa pelas características morfométricas e de drenagem da bacia contrasta com os recorrentes episódios de transbordamento de curso hídrico na região. Logo, levanta-se a hipótese de que as inundações na região não são oriundas de tais características, devendo-se atentar para as intervenções antrópicas operadas no entorno do córrego Ipiranga e seus afluentes.

3.1 Ocupação do solo

O entorno do córrego Ipiranga começou a ser ocupado a partir da década de 1930 (MARTINS, 2014), época em que não havia instrumentos legais para garantir a manutenção sustentável da vegetação arbórea, principalmente no entorno de cursos hídricos (MOURA, 2016). Essa lacuna legal pode ter colaborado para que a especulação imobiliária reduzisse as áreas verdes com processos acelerados de urbanização não planejada e, consequentemente, ocupasse áreas sujeitas a inundações. Como apontado por Martins (2014), a partir da década de 1940, a comercialização de loteamentos não assistidos por serviços de saneamento básico aumentou a ocupação irregular do espaço urbano e os problemas de saúde relacionados a contaminação por meio hídrico na população. Para gerenciar a crise sanitária na região, o poder municipal promoveu canalizações, rebaixamentos e retificações de córregos – ações que tornaram o bairro ainda mais cobiçado por novos moradores e que acentuaram a impermeabilização do solo, os processos erosivos (o tipo de solo da região, o Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico (LVAd28), se caracteriza por apresentar maior susceptibilidade à erosão (AMARAL, 2004)) e a degradação da vegetação ribeirinha (MARTINS, 2014).

O processo de urbanização nessa região – inclusive sobre áreas de preservação – ganhou maior fôlego a partir dos anos 2000, principalmente no bairro Santa Luzia, devido à sua proximidade com a região central do município e à variedade de equipamentos urbanos disponíveis na região para atender à população, com a Unidade de Pronto Atendimento (UPA), áreas de lazer, comércio e serviços diversificados. A tendência é que novos empreendimentos geradores de adensamento urbano continuem a ser instalados nos bairros próximos ao bairro Santa Luzia, acentuando o fluxo de pessoas e automóveis na região – fato que é, inclusive, incentivado pelo poder público ao reclassificar algumas vias, adotando zoneamento mais permissivo a construções (JUIZ DE FORA, 2014). Há, ainda, projetos que visam à urbanização de outras áreas, o que pode estender as ocupações à cabeceira do canal principal da bacia, tomando áreas de pastagens e matas próximas. Portanto, a fim de evitar a urbanização desordenada que ocorreu na primeira metade do século XX, é necessário ordenar a ocupação dessas novas áreas e prezar pela conservação da parca vegetação existente.

A conservação de áreas verdes, seja no entorno de cursos de água ou em fragmentos em meio à área urbana, reduz a vulnerabilidade do solo aos processos erosivos e atenua em eventos chuvosos a gravidade dos riscos hidrológicos, como alagamentos e inundações. Atualmente, têm-se cerca de 48,2% da área da bacia ocupada por vegetação rasteira e arbórea, uma proporção próxima a de área edificada (44,4%). Entretanto, essa maior urbanização se concentra na porção Leste da bacia, impactando diretamente o entorno do córrego Ipiranga (Figura 3).

Figura 3.
Uso do solo na Bacia Hidrográfica do Córrego Ipiranga (2020) em Juiz de Fora/MG, Brasil
Fonte: Os autores (2021)

O adensamento urbano no entorno do córrego Ipiranga levou à redução da vegetação ripária do curso hídrico (Figura 4, detalhe A), restando somente cerca de 21% de vegetação conservada; na região do bairro Santa Luzia (Figura 4, detalhe B) esse valor é reduzido para 13%, havendo maior concentração de vegetação em áreas de preservação delimitadas a jusante (Figura 4, detalhe C). O córrego Teixeiras, por sua vez, ainda possui 45% de sua vegetação ripária conservada, principalmente na área próxima à sua nascente. Esse cenário indica o descumprimento do Novo Código Florestal (BRASIL, 2012) e corrobora a tese da ocupação indevida das áreas de inundação do corpo hídrico – visto que, dos 142 casos de alagamentos, enxurradas e inundações na bacia entre 2000 e 2014, 52 correspondiam a ocorrências em Áreas de Preservação Permanente (APP) (GERHEIM, 2016). Logo, reforça-se a necessidade de se conservar a vegetação ripária, pois esses espaços atenuam o efeito das enchentes ao reterem a água em áreas mais permeáveis.

Figura 4.
Áreas de Preservação Permanente (APP) de curso d’água e de nascente conservadas e urbanizadas na Bacia Hidrográfica do Córrego Ipiranga
Fonte: Os autores (2021)

Ademais, ao avaliar as regiões mais suscetíveis a inundações no entorno do córrego Ipiranga, destaca-se a área comercial no bairro Santa Luzia (indicada na Figura 5 e compreendida entre rua Torreões, rua Ibitiguaia, rua Água Limpa e avenida Santa Luzia), associada às áreas com declividade de até 6%.

Figura 5.
Áreas suscetíveis a inundações no perímetro da Bacia Hidrográfica do Córrego Ipiranga, com destaque para a Área Comercial do bairro Santa Luzia
Fonte: Os autores (2021)

3.2 Propostas de intervenção

Considerando o histórico de urbanização não planejada na região, tem-se que a ocupação irregular da BHCI se estendeu para o leito maior de seus cursos hídricos, o que compromete as edificações e a vida da população que reside na região. Logo, é um desafio propor tipologias de infraestrutura verde de grande porte que não envolvam a desapropriação de terras. As intervenções em vias ou passeios públicos, por sua vez, são dificultadas pela irregularidade de dimensões.

A fim de atender a essas restrições, as diretrizes projetuais propostas neste trabalho agrupam-se em duas intervenções principais: inserir áreas permeáveis em meio à mancha urbana do bairro e executar bacias de detenção. As intervenções propostas buscam aumentar o número de áreas permeáveis no bairro Santa Luzia e adjacências e suscitar a reflexão quanto ao atual valor de área mínima permeável exigido pela legislação municipal: 10% (JUIZ DE FORA, 2018a).

3.2.1 Áreas permeáveis em meio à mancha urbana

Reconhecendo as restrições espaciais que impedem grandes intervenções nas áreas já urbanizadas no entorno dos cursos hídricos, foi proposta a construção de jardins de chuva e a gradual substituição da pavimentação nas vias por pavimentos permeáveis (Figura 6). Tais tipologias aumentam a infiltração das águas pluviais no solo e, consequentemente, minimizam o escoamento superficial, aumentando o tempo de detenção e evitando inundações em pontos mais próximos ao exutório da bacia (MORSCH; MASCARÓ; PANDOLFO, 2017).

Figura 6.
Croquis indicando a implantação de jardins de chuva (A e B) e de pavers ecológicos em vagas de estacionamento (B) na rua Ibitiguaia. As vias, por sua vez, também podem ter o revestimento substituído por placas permeáveis
Fonte: Os autores. Figuras modeladas no Adobe Photoshop (ADOBE, 2020)

Os jardins de chuva são depressões topográficas, geralmente construídos com solos de alta porosidade, que recebem o fluxo pluvial das áreas impermeabilizadas ao seu redor (CORMIER; PELLEGRINO, 2008). A presença de vegetação e microrganismos no solo contribuem para a biorremediação dos poluentes trazidos com o escoamento superficial (CORMIER; PELLEGRINO, 2008; MCFARLAND et al., 2019). Propõe-se a construção de um canteiro próximo à rotatória existente na interseção da rua Ibitiguaia com a avenida Santa Luzia (Figura 6A) e ocupação de parte das vagas de estacionamento na rua Ibitiguaia (como mostrado na Figura 6B), na avenida Santa Luzia e na avenida Maria de Almeida Silva – vias com maior tendência de inundações na bacia –, totalizando 1.121,97 m² de área permeável.

Quanto aos pavimentos permeáveis, recomenda-se que sejam construídos com placas drenantes (sugeridas tanto para estacionamentos quanto para pistas de rolamento) e pavers ecológicos (exclusivo para as áreas de estacionamento). As placas drenantes ou permeáveis são peças de concreto porosas, fabricadas com menos argamassa que o habitual; por sua vez, os pavers ecológicos – também conhecidos como pisogramas – caracterizam-se pela presença de vazios entre as peças que permitem o plantio de grama (FERNANDES, 2019). A substituição das pistas de rolamento impermeabilizadas por placas drenantes nas vias e Maria de Almeida Silva (Figura 7A), Ibitiguaia (Figura 7B) e Santa Luzia (Figura 7C) poderia contribuir para o aumento da área de infiltração em 37.430,76 m².

Figura 7.
Alocação das intervenções propostas no entorno dos Córregos Ipiranga e Teixeiras, com destaque para a pavimentação permeável na Avenida Maria Almeida Silva (A), Rua Ibitiguaia (B) e Avenida Santa Luzia (C)
Fonte: Os autores (2021)

3.2.2 Bacias de detenção

Outra tipologia passível de execução em áreas ainda pouco adensadas são as bacias de detenção. Esses reservatórios complementam os sistemas de drenagem ao possibilitar tanto a retenção de parte do excesso de água em áreas marginais aos cursos d’água quanto a retenção da água antes que essa atinja a calha do rio – em ambas situações protegendo as áreas de jusante (SANTOS, 2009). No entanto, visto que não há muitos espaços disponíveis para a execução de bacias de detenção no entorno imediato dos córregos Teixeiras e Ipiranga (a região proposta por Pizzo e Galil (2021) para uma bacia de detenção, por exemplo, foi ocupada por um empreendimento imobiliário ainda em 2021), essa estratégia deveria ser considerada pelo poder público em áreas de expansão urbana, a fim de ordenar a ocupação do território.

Diferentemente dos piscinões de chuva encontrados em São Paulo (SANTOS, 2009), as bacias de detenção permitem projetos paisagísticos para converter o entorno em áreas de recreação e lazer (CORMIER; PELLEGRINO, 2008) (e.g., Figura 8). Dessa forma, criam-se espaços públicos que promovem maior aproximação entre sociedade e natureza, permitindo que a população desenvolva novas relações de respeito e cuidado com o ambiente ao seu redor (MORSCH; MASCARÓ; PANDOLFO, 2017).

Figura 8.
Croquis de uma bacia de detenção. Em (A), tem-se a nomenclatura usual dos elementos que constituem a bacia (proposta como uma quadra poliesportiva). Em (B), tem-se ilustração da bacia de detenção preenchida por água
Fonte: Adaptado de Mota (2013). Figuras modeladas no SketchUp (TRIMBLE, 2020)

Visto que as águas conduzidas a esses reservatórios temporários carrearão materiais de assoreamento e o lixo despejado nos cursos hídricos (SANTOS, 2009), o poder público deverá atuar a fim de manter as bacias de detenção, bem como os aparelhos no seu entorno, e dispor corretamente os resíduos delas retirados.

4 Considerações finais

Nessa pesquisa, apresentou-se a Bacia Hidrográfica do Córrego Ipiranga em Juiz de Fora/MG e, a partir da síntese de dados geomorfológicos e de ocupação do solo, propôs-se quais regiões seriam mais suscetíveis a inundações. Com isso, foi possível propor tipologias de infraestrutura verde para minimizar os problemas de inundações na região considerando a urbanização atual. As intervenções propostas foram: construção de jardins de chuva no entorno dos córregos Ipiranga e Teixeiras; substituição do asfaltamento nas vias principais, avenida Santa Luzia, rua Ibitiguaia e avenida Maria de Almeida Silva por pavimentação permeável; e construção de bacias de detenção em áreas pouco adensadas da bacia hidrográfica, a fim de ordenar a expansão urbana.

As soluções propostas alinham-se com princípios de sustentabilidade ambiental, econômica e social, visto que não envolvem a desapropriação de moradias e contribuem para o aumento das áreas verdes públicas. Contudo, cabe salientar que a condição de ocupação e impermeabilização do solo é tal que as medidas propostas têm como objetivo apenas mitigar os efeitos das inundações, uma vez que se torna impossível impedi-las dada a atual ocupação do leito da Bacia Hidrográfica, que eventualmente será retomado pelo curso hídrico nos períodos de chuvas extremas. Recomenda-se, portanto, que estudos futuros ampliem o espectro de intervenções para a região, avaliando sua eficácia, balizada em análises de custo-benefício.

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VILLELA, S. M.; MATTOS, A. Hidrologia aplicada. São Paulo: McGraw Hill, 1975. 250 p.

Notas

Notas de autor

Información adicional

COMO CITAR (ABNT): CARVALHO, Y. M. et al. Caracterização geomorfológica e de ocupação do solo de bacia em área urbanizada de Juiz de Fora/MG e proposição de infraestrutura verde como agente promotor de qualidade de vida e minimizador de inundações. Vértices (Campos dos Goitacazes), v. 25, n. 2, e25218091, 2023. DOI: https://doi.org/10.19180/1809-2667.v25n22023.18091. Disponível em: https://essentiaeditora.iff.edu.br/index.php/vertices/article/view/18091.

COMO CITAR (APA): Carvalho, Y. M., Rodrigues, J. F. A., Silveira, F. J., & Pinto, V. G. (2023). Caracterização geomorfológica e de ocupação do solo de bacia em área urbanizada de Juiz de Fora/MG e proposição de infraestrutura verde como agente promotor de qualidade de vida e minimizador de inundações. Vértices (Campos dos Goitacazes), 25(2), e25218091. https://doi.org/10.19180/1809-2667.v25n22023.18091.