Utilização de SIG para gestão de dragagens portuárias

Utilização de SIG para gestão de dragagens portuárias

(Parte 4 de 6)

O processo de modelação conceptual dos dados compreende a descrição dos conteúdos dos dados e a sua estruturação. A complexidade dos dados adquiridos e informação produzida pelo IPTM torna necessária a construção de uma base de dados relacional. Essa base de dados permitirá o armazenamento estruturado dos dados, mostrando as relações entre eles. Uma base de dados desta natureza é o arranque para o modelo de SIG a implementar no IPTM.

Pode resumir-se um SIG, Figura 5, pelas suas cinco componentes essenciais: a entrada e integração dos dados; a interface com o usuário; as funções de processamento gráfico e de imagem; a visualização e impressão (plotagem); o armazenamento e recuperação de dados (organizados sob a forma de uma base de dados geográficos) (CÂMARA et al., 2001).

Figura 5. Componentes de um SIG, adaptado de CÂMARA, G. et al. (2001).

No âmbito das actividades desenvolvidas no IPTM, o SIG, se bem gerido, poderá desempenhar um papel fundamental na gestão, organização e planeamento das seguintes actividades (DIAS e MOTA, 2003):

• Construção e manutenção de portos (de recreio, de pesca, comerciais...);

• Construção de infra-estruturas que permitam a regularização e manutenção de canais de navegação (construção de cais, retenções marginais, molhes, esporões artificiais, fixação de barras...);

• Operações de dragagem para a manutenção e ampliação da navegabilidade dos canais portuários;

• Registo do local de imersão dos sedimentos portuários originados pelas operações de dragagem;

• Implementação de outras informações como sondagens geológicas (para a caracterização geomecânica dos materiais) e recolha de amostras sedimentares em estações de amostragem, com vista à caracterização e análise dos sedimentos;

• Necessidade de controlo ambiental e de outros tipos de controlo, como sejam a existência de viveiros de bivalves nas áreas destinadas a canais de navegação e suas implicações na alteração dos canais.

As principais etapas, propostas e desenvolvidas neste trabalho, para a organização da informação do IPTM, relativa às operações de dragagem e campanhas de sondagens geológicas, apresentam-se resumidamente no esquema da Figura 6.

IPTM – Estrutura da organização

Modelo de classificação de dados, no âmbito das operações de dragagem

Apresentação dos contaminantes discriminados na legislação em vigor

Especificações Técnicas para a Implementação de um SIG no IPTM

Modelo Conceptual de Informação Geológica

Modelo de dados georreferenciados

Apresentação de um caso de estudo

Aplicação de métodos de análise espacial Discussão de Resultados

Figura 6. Representação esquemática das principais etapas a desenvolver no IPTM, para a organização de parte da informação geográfica a usar.

No sentido de se tentar perceber o que já foi feito e o que não foi bem sucedido, foram recolhidos testemunhos quer de pessoal técnico do IPTM, quer de uma das entidades externas (ISEGI-UNL) que foi contactada para a implementação de um SIG. Os testemunhos são apresentados no ANEXO 1 (DIAS e MOTA, 2003).

A implementação de um SIG no Instituto Portuário e dos Transportes Marítimos - Sede afigura-se de grande importância, face aos avanços tecnológicos actuais e às necessidades crescentes de produção e tratamento de informação. Dadas as competências deste organismo ao nível da aquisição de dados e da produção de informação, deverão estar presentes critérios bem definidos e uniformizados que tenham em consideração as exigências e oportunidades que as novas tecnologias de informação disponibilizam. Deverão ser promovidas iniciativas no sentido da criação de grupos de trabalho com representantes dos vários organismos para a uniformização da informação geográfica segundo padrões nacionais (ou até europeus), visando a partilha dessa informação. Os padrões de uniformização devem, sempre que aplicáveis, obedecer a normas comunitárias.

No que respeita à opinião das pessoas envolvidas nas tentativas anteriormente feitas para implementar um SIG no IPTM-Sede, a falta de maturidade e articulação dos técnicos bem como dos órgãos de gestão e de decisão estavam na origem do insucesso. Nunca foi apontado como razão para este último, a baixa qualidade dos sistemas. Todas as pessoas envolvidas admitem que as falhas teriam sido humanas. Não foram apuradas com clareza, as reais responsabilidades dos insucessos verificados. Os técnicos do IPTM mostram a necessidade que sentem em ter um SIG. O ISEGI corrobora essa opinião. Assim, é preciso ter presente os diversos contextos em que a tentativa de implementação de um SIG se enquadra, em cada época.

O sector portuário teria muito a ganhar com a implementação de um SIG, na medida em que poderia gerir com maior eficácia e eficiência todo o espólio de informação relativa à sua área de jurisdição. Neste trabalho, procuram desenvolver-se algumas das etapas associadas ao desenvolvimento e implementação de um SIG no IPTM, no âmbito da gestão das operações de dragagem.

3. SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO DE MATERIAIS SEDIMENTARES PARA EFEITOS DAS OPERAÇÕES DE DRAGAGEM E GESTÃO DE DRAGADOS

A localização dos portos, tem colocado desde há algum tempo problemas a nível dos respectivos ambientes costeiros bem como da gestão do litoral, sendo que, a maior parte das intervenções de dragagem no litoral são efectuadas em áreas portuárias. Infelizmente, desde os anos 70, o Estado deixou de ter a seu cargo qualquer organismo que, de uma forma sistemática, se preocupasse com as intervenções de dragagem no litoral, ficando esta actividade ao sabor das obras de emergência e, sem qualquer plano de acção que permitisse levar a cabo um trabalho baseado num sistema de gestão integrada, com base na formação técnica de elementos nacionais e na divulgação dos conhecimentos (PAIXÃO, 2000). Apenas se todas estas actividades forem devidamente divulgadas será possível a sua apreciação pelo cidadão contribuinte e, também pelos governantes (PAIXÃO, 2000).

De um modo geral, quando se fala de portos e das actividades que neles se desenvolvem, há tendência em estabelecer uma associação a eventuais impactes negativos a este sector, colocando em relevo os efeitos da implementação de uma nova infra-estrutura, ou realçando os riscos e os efeitos da movimentação de materiais nas áreas portuárias. Contudo, com base na análise de situações preexistentes e no exame fisiográfico e sócioeconómico das diversas situações, é possível inferir um nível de questões reais, relativas ao sector portuário, diferentes da sensibilidade comum (PAIXÃO, 2000, 2001).

Numa análise objectiva constata-se, por exemplo que, em grande parte dos estuários, apenas fixando a sua configuração, tem-se possibilitado um certo controlo do regime hidráulico (fluvial e marítimo) de maneira a tornar viável a utilização segura das vias de navegação e a exploração portuária. Além disso, praticamente todas as áreas portuárias, situadas em zonas estuarinas ou em outras regiões, recebem efluentes e detritos muito diversos, originados a montante. Assim, uma área portuária não constitui propriamente um emissor de contaminantes, mas um receptor de materiais que podem já estar contaminados em diferentes graus quando atingem a zona portuária . Ainda que por vezes as operações de dragagem possam provocar a remoção de substâncias químicas contaminantes retidas em alguns leitos de sedimentos, é certo que, é possível hoje realizar as diversas operações necessárias de maneira a ter o controlo de todos os processos que, de qualquer modo apresentem algum risco (PAIXÃO, 2000, 2001).

Como é do conhecimento comum, sem profundidades adequadas em áreas portuárias e em portos de recreio, a navegação e o tráfego marítimo ficariam significativamente restringidos. Assim, as operações de dragagem e a deposição adequada dos materiais dragados são actividades essenciais para a navegação marítima industrial, como também, para o sector da defesa nacional. Estima-se que nas águas portuguesas sejam dragados anualmente cerca de doze milhões de metros cúbicos de materiais. Destes, cerca de quatro milhões são dragados em áreas portuárias, na sua maioria imersos em meio aquático, nos estuários, no mar aberto, ou depositados em dunas e praias, sendo uma grande parte dos materiais dragados utilizada na industria construtiva. Num contexto global, alguns locais das áreas costeiras e portuárias nacionais apresentam vestígios de materiais contaminados. No total de materiais dragados, cerca de 5% são pouco contaminados e, menos de 1% são contaminados (PAIXÃO, 2004b).

Com a dragagem de sedimentos, é possível que substâncias químicas perigosas, neles contidas, sejam libertadas para o ambiente aquático, causando a longo termo impactes ambientais, afectando os sistemas aquáticos, a industria de pesca e, outros usos legítimos do mar, sendo assim necessária uma gestão cuidada destas actividades por forma a serem minimizados os efeitos lesivos (PAIXÃO, 2004a).

Em Portugal, a morfologia costeira e a baixa disponibilidade de depósitos terrestres adequados, são constrangimentos chave nas estratégias de gestão dos sedimentos dragados. O volume anual médio de materiais dragados e escavados nas áreas portuárias, cerca de 4 milhões de metros cúbicos, não tem qualquer tipo de utilização útil ou benéfica (PAIXÃO, 2004b).

Neste contexto, o objectivo principal deste trabalho consiste no estudo da aptidão ambiental dos sedimentos a dragar para efeitos de imersão no mar, pela classificação dos materiais dragados originados nas operações de dragagem.

Assim, desenvolveram-se paralelamente dois tipos de métodos:

- Análises físico-químicas de sedimentos e comparação com os valores discriminados no Despacho Conjunto, que representam os limites de qualidade ambiental.

- Ensaios de classificação de materiais dragados e áreas de dragagem, pela realização de operações de análise espacial, recorrendo à álgebra de mapas, pela utilização de ferramentas SIG, nomeadamente a aplicação Spatial Analyst do ArcGIS 8.x da ESRI.

O modelo de dados, as operações de geoprocessamento e de análise espacial de informação geográfica, são representados em fluxogramas, que esquematizam as entidades geográficas, o seu formato de dados, e as operações a realizar.

Figura 7. Fluxograma representativo da organização da dissertação, quanto à implementação da metodologia.

Estes métodos foram implementados num caso de estudo, ver ponto 6, como se esquematiza na Figura 8.

Neste trabalho, pretende-se comparar a Simulação 1A com a Simulação 2A, esquematizadas na Figura 8, que permitem gerar as superfícies de estimação dos valores das classes de contaminação e das concentrações das substâncias químicas nos sedimentos dragados respectivamente, pela aplicação de três métodos de interpolação: IDW, Spline e Kriging, disponíveis no Spatial Analyst.

A análise comparativa dos métodos de interpolação é realizada recorrendo à análise comparativa das superfícies classificadas, Simulação 1B e 2B, nomeadamente pela análise das superfícies de aptidão ambiental dos materiais dragados para a imersão no mar, obtidas da classificação das superfícies geradas nas simulações 1A e 2A.

Cap. 1

Enquadramento da dissertação

Cap. 1

Enquadramento da dissertação

Cap. 2

Autoridade Nacional para a imersão no mar

Cap. 2

Autoridade Nacional para a imersão no mar

Cap. 3

SIistema de classificação de materiais sedimentares para efeitos das operações de dragagem e gestão de dragados

Cap. 3

SIistema de classificação de materiais sedimentares para efeitos das operações de dragagem e gestão de dragados

Cap. 4

Especificações técnicas para a implementação de um SIG no IPTM-sede

Cap. 4

Especificações técnicas para a implementação de um SIG no IPTM-sede

Cap. 5

Modelo conceptual de informação geográfica (geológica)

Cap. 5

Modelo conceptual de informação geográfica (geológica)

3.3Cap. 3

Análise espacial -tipo de dados

-o perações

3.3Cap. 3

Análise espacial -tipo de dados

-o perações 3.4Cap. 3

Modelação - método de classificação de áreas de dragagem

3.4Cap. 3

Modelação - método de classificação de áreas de dragagem

Tratamento dos dados e níveis de informação

Tratamento dos dados e níveis de informação

3.1Cap. 3

Informação necessária no âmbito das operações de dragagem

3.1Cap. 3

Informação necessária no âmbito das operações de dragagem

Amostragem dos materiais dragados

- Análises físico-químicas

Amostragem dos materiais dragados

- Análises físico-químicas

ANÁLISE FISIOGRÁFICA Interpolação pts cotados

ANÁLISE FISIOGRÁFICA Interpolação pts cotados

SIMULAÇÃO 1A

Interpolação do valor da CLASSE pts amostragem

SIMULAÇÃO 1A

Interpolação do valor da CLASSE pts amostragem

SIMULAÇÃO 2A

Interpolação do valor de [ ] da subst. química pts amostragem

SIMULAÇÃO 2A

Interpolação do valor de [ ] da subst. química pts amostragem

3.6Cap. 3

Gerar as superfícies de interpolação sobre os dados originais

3.6Cap. 3

Gerar as superfícies de interpolação sobre os dados originais

SIMULAÇÃO 1B

Classificação da grid valor da CLASSE

Área de dragagem

SIMULAÇÃO 1B

Classificação da grid valor da CLASSE

SIMULAÇÃO 2B

Classificação da grig valor de [ ] da subst. quím.

Área de dragagem

SIMULAÇÃO 2B

Classificação da grig valor de [ ] da subst. quím.

Área de dragagem

3.7Cap. 3

Classificar as superfícies de interpolação com base nos limites das 5 classes de contaminação

3.7Cap. 3

Classificar as superfícies de interpolação com base nos limites das 5 classes

Assim, pretende-se, seleccionar o método de interpolação mais apropriado (dos estudados), bem como, seleccionar a simulação que se mostrar mais adequada para análise espacial realizada.

Figura 8. Fluxograma representativo da organização da dissertação, quanto à implementação do caso de estudo.

3.1 INFORMAÇÃO NECESSÁRIA NO ÂMBITO DAS OPERAÇÕES DE DRAGAGEM

O termo dragagem é por definição, a escavação ou remoção de sedimentos ou rochas do fundo dos rios, lagos e, outros corpos de água, através de equipamento específico, genericamente denominado de draga, a qual, geralmente, consiste numa embarcação ou plataforma flutuante equipada com mecanismos necessários para se efectuar a remoção dos materiais dragados (TORRES, 2000).

As condições de execução das operações de dragagem, destinadas à construção de obras portuárias e marítimas, devem ser elaboradas com base nas especificações técnicas definidas no Despacho n.º 7/SEAMP/2001 do Secretário de Estado da Administração

Cap. 6

Caso de estudo

Modelo de dados georreferenciados para a classificação de áreas de dragagem

Cap. 6

Caso de estudo

Modelo de dados georreferenciados para a classificação de áreas de dragagem

Amostragem de materiais dragados

Amostragem de materiais dragados

Análise espacial –tipo de dados e operações

Análise espacial –tipo de dados e operações

Gerar as superfícies de interpolação sobre os dados originais

Gerar as superfícies de interpolação sobre os dados originais

6.1Cap. 6

Informação do porto de

Vila do Conde operação de dragagem

6.1Cap. 6

Informação do porto de

Vila do Conde operação de dragagem

ANÁLISE FISIOGRÁFICA Interpolação pts cotados

ANÁLISE FISIOGRÁFICA Interpolação pts cotados

SIMULAÇÃO 1A

Interpolação do valor da CLASSE pts amostragem

SIMULAÇÃO 1A

Interpolação do valor da CLASSE pts amostragem

SIMULAÇÃO 2A

Interpolação do valor de [ ] da subst. química pts amostragem

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