Global evolution of spent fuel management options

O objetivo da maioria dos estudos sobre correlações entre deslizamentos e chuvas é a busca de um índice representativo da previsibilidade da chuva crítica, a partir da qual seja possível alertar, antecipadamente, a população das áreas de risco sobre a possibilidade de escorregamentos. Geralmente esse índice está relacionado à precipitação horária, à chuva diária ou à chuva antecedente, associada ao número de deslizamentos ou alguns aspectos do talude, tais como a geomorfologia, as condições de hidrologia ou de umidade do solo, entre outras (PEDROSA, 1994).

O principal trabalho que foi adotado como guia nos estudos relativos às correlações, além do estudo de algumas metodologias propostas no meio técnico brasileiro, advém de PEDROSA (1994). Deste trabalho extraiu-se uma série de informações concernentes que visam elucidar a estreita relação entre chuvas e escorregamentos (proeminente na prática, mas muito difícil de mensurar ou pré supor), de onde apresenta-se um sucinto histórico da experiência obtida por alguns pesquisadores, nesta linha de pesquisa. O trabalho de GUIDICINI e IWASA (1976) será apresentado à parte.

Segundo PEDROSA (1994), as experiências disponíveis em Hong Kong e no Brasil, basicamente podem ser resumidas nas seguintes:

Lumb (1975): Estudo da cidade de Hong Kong. Definição de categorias de risco de deslizamento associadas com a precipitação nas 24 horas do dia do evento e a chuva acumulada nos 15 dias que antecederam o evento. Previsão de 4 zonas de previsibilidade de

escorregamentos conforme a quantidade de registros - desastroso (>50), severo (entre 10 e 50), menor ou secundário (<10) e evento isolado. Base para análise de risco de escorregamento fundamentada na combinação entre a precipitação nas 24 h que antecedem o evento (> 100mm), a precipitação nos 15 dias que antecedem o evento (> 200mm), a categoria de risco em função do número de deslizamentos e chuva acumulada de 15 dias (menor: < 200mm, severo: > 200mm e < 350mm e desastroso: > 350mm) e a manutenção rigorosa e constante das soluções de estabilização.

Brand (1984 e 1989): Estudo da cidade de Hong Kong. Critério de advertência fundamentado na intensidade horária nas 24 horas anteriores ao evento. Com base na associação das precipitações pluviométricas ocorridas em 1 hora e 24 horas com o número de deslizamentos, foram propostas duas categorias de risco: principal (ou “major”) - mais que 10 deslizamentos em 1 dia e secundária (ou “minor”) - menos que 10 deslizamentos.

Costa Nunes (1982): Estudo em rodovias brasileiras. A intensidade deflagradora de escorregamentos é de 40mm/h.

Vargas (1986): Estudo em rodovias brasileiras. A precipitação crítica a partir da qual pode desencadear deslizamentos é de 50mm/h.

Tatizana et al. (1987a,b): Estudos na região da Serra do Mar - Brasil. Proposição de um modelo matemático com base em envoltórias de escorregamentos ⇒ I (AC) = K x (AC4d)-0,933, onde I (AC) é a intensidade horária, (AC4d) a chuva acumulada em 4 dias e K é um parâmetro que depende das condições geotécnicas da encosta, do modelo de ruptura e da intensidade de escorregamentos, da seguinte forma: K = 2,603 (escorregamentos induzidos), K = 3,579 (escorregamentos esparsos), K = 5,466 (escorregamentos generalizados) e K = 10,646 (escorregamentos do tipo corrida de lama).

Almeida e Nakazawa (1991): Estudo na região de Petrópolis - RJ. Correlação entre a precipitação acumulada de 4 dias com a pluviosidade superior a 30mm, representou melhor a probabilidade de risco de escorregamento. O limite de 40mm para a precipitação é um parâmetro deflagrador.

Cerri (1993): Estudos nas regiões de Cubatão, Litoral Norte e Baixada Santista - SP. Proposta baseada nas experiências de Guidicini e Iwasa (1976) e Tatizana et al. (1987a,b). É proposto o coeficiente de precipitação crítica (CPC), resultado da razão entre a intensidade horária registrada na hora “i” (Ii) e a intensidade horária crítica (Ici) para a ocorrência de deslizamentos induzidos, definidas a partir de Tatizana et al. (1987a,b), isto é, I = 2,603 x (AC4d)-0,933. Cerri usou, ao invés da chuva acumulada de 4 dias (AC4d), a chuva acumulada

de 3 dias e meio. Como resultados, Cerri obteve CPC = 1 (escorregamentos induzidos), CPC = 1,4 (escorregamentos esparsos), CPC = 2,1 (escorregamentos generalizados) e CPC = 4,1 (corrida de lama). Com base no CPC é proposto um plano preventivo consubstanciado no CPC efetivo (CPCef =CPC) e o CPC potencial (CPCpot), que leva em conta a intensidade horária potencial (Ipi), incluindo a chuva prevista para a hora h+i (previsão meteorológica). Baseando-se em Guidicini e Iwasa (1976), Cerri propõe o coeficiente de ciclo móvel CCM, correspondente à razão entre a chuva acumulada de 01 de junho até o dia i do evento e a chuva acumulada normal no mesmo período, diferentemente de Guidicini e Iwasa, que definiram o Coeficiente de ciclo com base na razão entre o registro acumulado até a data do evento e a pluviosidade média anual da região. O termo “normal” refere-se à acumulada de chuva até a data do evento, através de registros estatísticos do histórico de precipitação até a referida data e não à pluviosidade média anual. O valor CCM=1,2 representa evento de dimensões catastróficas. Através destes conceitos foram elaborados planos preventivos de Defesa Civil, introduzindo critérios técnicos de entrada e saída em 4 níveis (observação, atenção, alerta e alerta máximo).

Experiências de outros autores em outras regiões, podem ser encontradas no trabalho de PEDROSA (1994), inclusive sua própria contribuição, na qual foi aplicado o modelo proposto por Guidicini e Iwasa para a cidade do Rio de Janeiro, além da análise na cidade de Hong Kong.

A Proposta de Guidicini e Iwasa (1976)

Na experiência brasileira, Guidicini e Iwasa (1976) relatam estudos característicos de correlações entre dados de chuvas e deslizamentos nas áreas das regiões de São Paulo, Rio de Janeiro, Ceará, Sul de Minas Gerais e Tubarão/SC. Foram selecionados 101 episódios de chuva intensa e avaliada a importância das chuvas antecedentes para 3, 7, 15, 30, 60, 90 e 120 dias, associadas aos efeitos deflagradores de deslizamentos.

Basicamente, o trabalho possui as seguintes estratégias e características:

• Seleção das áreas levando-se em conta a ocorrência de escorregamentos, conjugada à existência de histórico de pluviosidade;

• Escorregamentos associados a episódios de elevada pluviosidade, entre algumas poucas horas e dois ou três dias. Índices de pluviosidade geralmente acima de 100mm e abaixo de 400mm;

• Levantamento de outros episódios de chuvas semelhantes, mesmo que não associadas a escorregamentos;

• Elaboração de quadros relacionando os episódios de chuva mais intensas, com a existência ou não de escorregamentos (ocorrências);

• A expressão “registro” é mais adequada do que “ocorrência” de escorregamento, pois estes podem ter ocorrido sem que tenham sido registrados;

• Avaliação da importância dos últimos 3, 7, 15, 30, 60, 90 e 120 dias anteriores aos episódios de chuva intensa. Foi observada uma elevação significativa dos gradientes com a aproximação ao dia do episódio de chuva intensa e uma tendência a estabilização para prazos superiores a 30 dias;

• Gradiente de Pluviosidade foi definido como a relação entre a pluviosidade acumulada até o dia anterior ao episódio de chuva intensa (exclusive) e a pluviosidade acumulada até uma data “n”, em dias, anterior ao episódio;

• Os casos associados a escorregamentos tendem a ocupar os pontos mais elevados de gradiente aos 3 e 7 dias;

• As áreas urbanizadas ou de ocupação antrópica intensa, apresentam forte incidência de escorregamentos, por ocasião de chuvas intensas, quando comparadas às áreas rurais (não foi descartada a possibilidade de ser apenas um reflexo do nível de informação por parte da imprensa).

• Após várias tentativas e de modo a permitir correlacionar entre si os registros de chuvas nas diferentes áreas, foram introduzidos os conceitos de “coeficiente de ciclo (Cc)” e “coeficiente do episódio (Ce)”, que, na realidade, podem ser interpretados como coeficientes de risco;

• Cc (coeficiente de ciclo ou histórico da pluviosidade) é a razão entre o registro acumulado até a data do evento e a média anual da pluviosidade da região. Utilizar o coeficiente de ciclo equivale a levar em consideração o volume total de chuva caído até a data do episódio (exclusive), contado a partir do início do ciclo (geralmente julho). Reconstitui-se, desta forma, em termos de pluviosidade, o ambiente dentro do qual irá ocorrer o episódio de chuva intensa;

• Ce (coeficiente do episódio) é a razão entre o registro pluviométrico do episódio e a média anual da pluviosidade. Representa a magnitude da chuva do dia do evento;

• A soma dos dois coeficientes representa o “coeficiente final (Cf)”. O Cf fornece condições de identificação da fenomenologia da ruptura.

Partindo destas pré análises, os autores elaboraram tabelas de cálculo dos coeficientes para cada localidade estudada, culminando nos gráficos de representação dos coeficientes Cc e Cf, como é exemplificado na Figura 5.9, onde foram considerados todos os casos estudados. Os casos mais prováveis de escorregamentos tendem a ocupar as posições mais elevadas, dentro do gráfico, o que corrobora a idéia sobre a importância do ciclo de chuva no desencadeamento dos processos de instabilização. Foram destacadas 4 faixas (níveis de risco), com crescentes probabilidades (de D para A) de ocorrência de escorregamentos, onde a cada faixa foi associado o conceito de “periculosidade”. Para o gráfico em termos de Cf, a faixa “A” eqüivale a probabilidade de 100% de ocorrência de escorregamentos, a faixa “B” 50%, a “C” 33% e a “D” 0%. A análise com base no Cc definiu as quatro faixas com as seguintes probabilidades de ocorrências de escorregamentos: “A” 100%, “B” 67%, “C” 31% e “D” 0%.

Uma observação interessante determinada pelos autores, diz respeito às estações particularmente chuvosas, onde pode-se observar que a chuva acumulada tende a penetrar, sucessivamente, na faixa de posição superior (faixas B ou A), aumentando o nível de risco para a ocorrência de movimentos de massas. O risco não é representado simplesmente pelo fato da curva acumulada penetrar em determinada faixa, mas sim pela possibilidade de ocorrer um episódio de chuva intensa que venha se somar a uma curva acumulada de posição já elevada, como é exemplificado na Figura 5.10 - Curva de periculosidade proposta por Guidicini e Iwasa para a região de Caraguatatuba/SP.

As principais conclusões fornecidas pelos autores são:

• Registros pluviométricos até 72 horas antes do evento, refletem bem o provável risco; • Índices de Pluviosidade superiores a 12% da pluviosidade média anual nos períodos de 24

a 72 horas, parece ser o detonador de escorregamentos. Índices superiores a 20% tendem a adquirir as dimensões de catástrofes;

• Níveis de Pluviosidade (Cf) elevados atingem, inevitavelmente, áreas virgens e áreas ocupadas, proporcionando que os demais fatores que atuam na estabilidade de encostas, tenham papel extremamente secundário;

• Índices pluviométricos entre 8% e 12% da pluviosidade média anual nos períodos de 24 a 72 horas só deflagram escorregamentos se o histórico pluviométrico permitiu ao meio, a manutenção de um elevado grau de saturação e concentração da umidade antes do evento, caso contrário, devido à baixa condutividade do meio, raramente ocasionarão escorregamentos;

• Índices pluviométricos menores que 8% da pluviosidade média anual, não são suficientes para deflagrar escorregamentos.

Quanto à concepção da proposta de correlação entre chuvas e escorregamentos, as análises de Guidicini e Iwasa foram resultado de um conjunto de dados de regiões diversas, com características diferentes, que não foram levadas em conta, além do fato de que para a distribuição das faixas A, B, C e D, dos coeficientes de ciclo e final, foram reunidas condições de pluviometria média anual extremamente distintas de diversas localidades. Isto pode acarretar, considerando as mesmas regiões originárias do método, que se forem plotados outros dados de chuvas que deflagraram escorregamentos, em um dos ábacos de representação de Cc ou Cf, ou até mesmo na carta de periculosidade, as probabilidades poderiam estar subestimadas ou apontando riscos em meses de intensa pluviosidade, se o local específico apresentar pluviosidade média anual bem acima da considerada pelos autores para aquela região.

Entretanto, tais considerações não invalidam a metodologia, e, pelo contrário, atraem novas investigações e reentradas de dados atualizados e precisos. O mais apreciável nos modelos de ábacos de Cc e Cf propostos, é que se pode perceber, nitidamente, a influência de uma chuva intensa, representada pelo Ce, no histórico da pluviosidade, elevando um evento aparentemente normal ou esperado, para uma condição de risco iminente.