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E3-3.3T085

 

X SIMPÓSIO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA FÍSICA APLICADA

 

 

 


PRECIPITAÇÃO EM ÁREAS URBANAS – O CASO DE JUIZ DE FORA - MG

 

 

Jussara Rafael Ângelo – UFJF – jussarageo@yahoo.com.br

Cristiane Campos Toledo – UFJF – cristianegeo@yahoo.com.br

Helen de Oliveira Faria – UFJF – helengeo@bol.com.br

Luiz Alberto Martins – UFJF – lalberto@artnet.com.br

 


 

UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA

INSTITUTO DE CIÊNCIAS HUMANAS E LETRAS

DEPARTAMENTO DE GEOCIÊNCIAS

 

Palavras chaves: Climatologia Geográfica – Clima urbano – Precipitação Pluvial

Eixo: Aplicação da Geografia Física à Pesquisa

Sub-eixo: Planejamento Ambiental

 

 

I - INTRODUÇÃO

 

Em toda história da humanidade o homem tem sido um agente modificador da natureza. Entretanto, nas últimas décadas a interferência antrópica tem tomado um caráter cada vez mais predatório e degradante.

A cidade é a paisagem humanizada por excelência e, a ação do homem, nela alcança a maior intensidade, inclusive em aspectos não visíveis como na composição do ar e nos elementos do clima (temperatura, precipitações, ventos), de grande repercussão ambiental, posto que afetam de maneira imediata a todos os habitantes.

As instalações industriais, a circulação de veículos automotores, a retirada da cobertura vegetal, o revestimento do solo e pavimentação de vias de circulação, as modificações na topografia e tantas outras interferências antrópicas no sítio original, alteram substancialmente o balanço energético e o balanço hídrico da cidade, criando ambientes climáticos na maioria das vezes inconvenientes ao pleno desempenho das funções urbanas. Essas alterações no organismo urbano acabam por gerar profundas mudanças na atmosfera urbana.

A intensificação do processo de urbanização, justifica tais alterações, em decorrência da formação da ilha de calor e conseqüentemente aumento do processo convectivo que favorece a precipitação. Além disso o aparecimento da ilha de calor está associado à rugosidade urbana, propiciada pela diversidade das edificações, sobretudo por aquelas de grande porte.

Com relação aos poluentes, eles também tem sido considerados quando se trata do efeito urbano sobre as precipitações. As partículas emitidas principalmente por veículos e indústrias auxiliam a condensação em nuvens, que superpostas as áreas urbanas, desencadeiam as precipitações.

Inúmeros trabalhos têm relatado alterações na precipitação em cidades em latitudes médias. No Brasil vários estudos também vêm sendo feitos, nas grandes cidades, capitais e regiões metropolitanas, tais como São Paulo, Rio de Janeiro, Salvador e Porto Alegre.

Localizada no vale do Rio Paraibuna, na mesoregião da Zona da Mata, a cidade de Juiz de Fora - MG, cidade de porte médio, localizada a 43° 20’ 40” de longitude oeste e 21° 41’ 40” de latitude sul, vem apresentando uma enorme expansão da sua malha urbana, sobretudo nas últimas décadas. Inicialmente limitada a um dos principais alvéolos do vale, a ocupação tem atingido os vales secundários de afluentes do rio Paraibuna. Como conseqüência, surge uma nova paisagem urbana, com a impermeabilização das ruas, de estacionamentos e de áreas industriais.

A par de todas as características de ordem sócio-econômicas , cujos reflexos já se fazem sentir na qualidade ambiental, busca-se analisar a distribuição da pluviosidade.

 

II - OBJETIVO

 

O propósito deste estudo é avaliar a dinâmica das chuvas no período que compreende os anos de 1973 a 2002, a fim de observar a variação do número de dias chuvosos e o volume de precipitação.

Cabe também ao estudo analisar a intensidade das chuvas nessas décadas e observar as modificações ocorridas na atmosfera em decorrência do processo de expansão urbana e industrial ao qual passou a cidade mineira principalmente na última década. Assim, este estudo visa contribuir com os órgãos do setor público fornecendo subsídios para o planejamento urbano regional.

 

III - METODOLOGIA

 

Para esta pesquisa contamos com os dados da Estação Climatológica Principal (ECP), localizada no campus da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), gerenciada pelo Laboratório de Climatologia e Análise Ambiental (LabCAA) do Departamento de Geociências da UFJF.

O estudo teve como base os dados pluviométricos, relativos ao período de 1973 a 2002. Considerou-se como dia chuvoso o registro diário igual ou superior a 0,1 mm de chuva. O equipamento empregado na coleta dos dados, na ECP, é o pluviômetro do tipo Ville Paris, cuja leitura é feita de acordo com o padrão INMET, às 9h, 15h e 21h.

Para se chegar ao total diário de chuva, foram somados os totais parciais dos horários descritos acima.

 

IV -JUSTIFICATIVA

 

A evolução e o crescimento da população gerou um sistema urbano hierarquizado, e que normalmente vem acompanhado de uma complexa rede de transporte e uma intensa industrialização. Este processo, comum nas grandes e médias cidades eleva o grau de poluição e de mudanças no clima local, principalmente em lugares onde sua concentração é mais significativa.

Segundo Monteiro (1976), a cidade gera um clima próprio (clima urbano) resultante da interferência de todos os fatores que se processam sobre a camada de limite urbana e que agem no sentido de alterar o clima em escala local.

Diversas pesquisas vêm sendo feitas no sentido de observar os fatores humanos que contribuem para produzir alterações na atmosfera, entre elas fatores que modificam a pluviosidade da cidade com relação a área rural.

 De imediato podemos destacar o efeito da “ilha de calor” e a emissão de poluentes na atmosfera principalmente por veículos automotores.

A ilha de calor é resultante da concentração das atividades antrópicas, mais freqüente no centro da cidade, envolvendo maior gasto de energia por veículos motorizados, aparelhos eletrodomésticos e de ar condicionado, dentre outros, que geram a uma maior liberação de calor. Com relação às causas da energia térmica produzida na cidade há de se destacar o aumento das áreas edificadas em detrimentos das áreas verdes.

Esta malha de construções, com materiais dotados de grande condutibilidade térmica (concreto, entre pavimentos e asfalto) constitui, através da reflexão e da radiação em múltiplas direções, um sistema eficiente, que propicia a retenção de energia ao nível da cidade, ocasionando o aquecimento da atmosfera com ela em contato.

A fumaça, a poeira, o bióxido de enxofre ou sais (cloreto de sódio), junto aos resíduos da combustão de combustíveis fósseis tem a propriedade de umectabilidade, ou seja, a condensação na atmosfera começa na superfície destas partículas que são chamadas de núcleos higroscópicos. A presença destas partículas, atrelado ao aumento do processo de convecção, favorecido pela turbulência eólica causada pelo atrito com as edificações serão responsáveis por um aumento do total de dias chuvosos, um aumento no volume de precipitação e possíveis alterações na intensidade das chuvas segundo a literatura.

AYOADE (1986) afirma que “a condensação começa nestas substancias, antes que o ar esteja saturado e, no caso do cloreto de sódio, quando a umidade relativa do ar é de aproximadamente 78%”.

Há uma vasta bibliografia estrangeira que observa as alterações na dinâmica das chuvas como conseqüência da ação antrópica, entretanto devemos destacar o estudo de LANDSBERG (1956) por ser um dos pioneiros no conhecimento das alterações climáticas provocadas pela urbanização.

Segundo ele, dentre as modificações produzidas pelas cidades no clima local estão a elevação das temperaturas devido ao calor gerado e liberado nas cidades; o aumento da produção de núcleos de condensação, do total de chuvas e tempestades.(LANDSBERG, 1981)

DREW (1986) afirma que as modificações ocorrem a nível regional, no caso de grandes áreas urbanas industrializadas, com o aumento de 5% na precipitação anual, 10% dos dias de chuva mínima e 100% da neblina nos meses de inverno.

CHANGNON (1969), fez uma revisão das pesquisas sobre os efeitos urbanos na precipitação e concluiu que, eliminando-se as dificuldades associadas aos efeitos topográficos, marítimos e de exposição dos pluviômetros, tem-se encontrado aumentos produzidos pela atividades urbanas na precipitação anual e nos dias de chuva, da ordem de 5 a 16%. Constatou, também aumentos de 7 a 20% dos dias de aguaceiros de verão.

No Brasil podemos destacar o estudo pioneiro de Monteiro que no período correspondente a 1961/70, encontrou dezessete episódios de chuva com sensível produção de inundações no espaço metropolitano de São Paulo e conseqüentes prejuízos para a vida da cidade e seus habitantes. A partir da análise de dez episódios mais importantes, selecionados entre aqueles que maiores prejuízos trouxeram para a vida da cidade, o autor põe em evidência o aumento do número de inundações em função do processo de urbanização e, conseqüentemente, em decorrência da crescente impermeabilização do solo e deficiência da infra-estrutura de drenagem urbana, particularmente na área central da cidade (MONTEIRO, 1980).

PASCHOAL (1981) constatou em uma área próxima ao centro de São Paulo que nos anos 60, os casos de inundações aconteceram somente no verão, sob o impacto de chuvas intensas, mas, após 1970, inundações críticas começaram a ocorrer em todos os meses do ano, mesmo com aguaceiros moderados, comprovando, mais uma vez, a participação efetiva da atividade antrópica sobre essas ocorrências.

BRANDÃO (1992) analisou a evolução termo-pluviométricas no período de 1851-1990 para a cidade do Rio de Janeiro, visando identificar possíveis alterações climáticas, associadas com a expansão urbana daquela cidade. Com relação à pluviosidade, verificaram-se fortes desvios interanuais no período de analise e, também, o predomínio, a partir dos anos 40, de totais de precipitações anuais bem acima da média da série.

AGUIAR (1995) estudou o clima urbano na cidade de Manaus, a partir de dados climatológicos, abrangendo o período de 1901 a 1994. Visando encontrar as tendências da temperatura, umidade e precipitação, a análise serviu para demonstrar a influência do desenvolvimento urbano de Manaus nas mudanças climáticas verificadas e apresentam uma caracterização do clima urbano da cidade.

BRANDÃO (1997) analisou a pluviosidade no município do Rio de Janeiro verificou que o papel da ação humana na edificação do espaço urbano é decisivo. Segundo a autora, a diversidade de sítios e micro-ambientes climático da cidade faz com que os efeitos das chuvas sejam também diferenciados. Dependendo do local, uma pluviosidade de 40 milímetros ou menos pode causar grandes inundações”.

Em estudo recente no Rio de Janeiro BRANDÃO (2000) constatam o efeito da urbanização sobre a ocorrência de inundações na cidade, tendo em vista a intensificação das precipitações. Segundo a autora, em 1970, para causar uma cheia de dois metros em Bonsucesso era necessário chover 300 mm ininterruptamente. Hoje, bastam 50 mm para causar um estrago similar.

Desta forma o estudo da distribuição pluviométrica na cidade de Juiz de Fora cumpre um papel de suma importância, posto que a cidade vem apresentando uma elevada taxa de urbanização e um aumento considerável do setor industrial nos últimos anos com possíveis alterações na atmosfera urbana.

Juiz de Fora, cidade pólo da Zona da Mata Mineira teve início de sua ocupação no Vale do Rio Paraibuna, no período de expansão cafeeira, com a constituição de um mercado a partir de 1830. Nesse período ocorreu uma aceleração no processo de urbanização pois associado às atividades mercantis, desenvolve-se a atividade industrial, predominantemente ligada a produção de bens de consumo não duráveis, sobretudo têxteis, alimentícias e vestuários. Entre as décadas de 50 e 70 do século XIX a população salta de 600 para 12.500 habitantes.

Segundo MIRANDA (1990), de 1892 a 1915, a cidade moderniza-se, definindo-se o arruamento do núcleo central e vários projetos imobiliários são implementados. O rápido crescimento comercial e mercantil e o afluxo populacional geraram uma demanda específica pela implementação de um setor moderno de serviços de consumo coletivo.

No início do século XX, Juiz de Fora apresenta-se com um mercado amplo e diversificado. Entre 1915 e 1920 o crescimento demográfico é superior a 100%.

Entre 1916 até 1930, a cidade passa por um processo de modernização, ampliação da malha urbana e de embelezamento dos espaços públicos. A cidade expande-se para locais até então considerados periféricos e, assim, lentamente estabelecem-se novas áreas de ocupação. Intensificam-se as obras de calçamentos, aterros e arruamentos, que se estendem pelo fundo do vale principal e pelos afluentes do rio Paraibuna. Nestas circunstâncias a população passa a ocupar as encostas e os vales secundários que mais tarde se uniram ao núcleo central.

No período da Segunda Guerra Mundial e mesmo os anos seguintes até a década de 60, o processo de industrialização de Juiz de Fora sofre uma estagnação culminando com o fechamento de várias industrias têxteis tradicionais.

Entretanto, ao final da década de 60 adentrando pelos anos 70 novas industrias são implantadas na cidade com três configurações distintas do processo anterior de industrialização:

-         a instalação de industrias distantes do centro da cidade;

-         o surgimento de novos ramos industriais destacando-se o metalúrgico o farmacêutico e o alimentício;

-         grande participação de capital estrangeiro nas suas instalações.

Com o declínio das industrias têxteis a cidade passa a ser sustentada pelo metal mecânico em decorrência da implantação da Siderúrgica Mendes Júnior, hoje Belgo Juiz de Fora e a Companhia Paraibuna de Metais (Grupo Votorantim), fazendo do setor siderúrgico o principal responsável pelo desempenho industrial.

Desta maneira é retomado o ritmo de crescimento da população na área urbana de Juiz de Fora sendo que entre as décadas de 1940 a 2000 a população é quadruplicada, como se verifica na tabela 1.

 

Tabela 1

Evolução da População na cidade de Juiz de Fora, 1940 - 2000

 

Ano

População

1940

118.416

1950

129.032

1960

102.401

1970

238.510

1980

307.525

1991

385.996

1996

424.479

2000

456.796

Fonte: IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística

 

Outro fator que influenciou no crescimento urbano neste período foram os investimentos em políticas habitacionais, que valorizaram várias áreas periféricas devido a expansão da infra-estrutura e serviços. Estes programas de políticas habitacionais estimularam também a verticalização da cidade e assim a formação dos canyons urbanos.

As grandes indústriais têxteis que datam do final do século XIX e início do XX instalaram-se próximo ao centro possibilitando o adensamento da população em torno da área central. Mais recentemente a expansão de industrias de malhas de pequeno porte, também optaram pela instalação junto ao centro, a fim de facilitar o comércio varejista.

Conforme o que permite a legislação em vigor, Lei Municipal no 6.910 que ressalta sobre o ordenamento do uso e ocupação do solo, há o adensamento de múltiplas atividades na área central, o que lhe acarreta inclusive, intenso fluxo de veículos.

O processo de industrialização na década de 90 se intensifica com a chegada de novas industrias, principalmente de capital estrangeiro como a Mercedes Benz Automóveis que atraiu migrantes da microrregião e de outras partes do país, acarretando uma reorganização da infra-estrutura urbana.

Desta forma, Juiz de Fora constitui-se em um excelente universo de análise e estudos climatológicos, dada a sua importante participação econômica e social no estado, e consiste numa base de referência a estudos de planejamentos, quanto ao uso urbano, assim como de um novo reordenamento de território.

 O processo de expansão da malha urbana na cidade de Juiz de Fora no período de 1965 a 2002 pode ser visualizado no mapa em anexo (Anexo1).

 

V - RESULTADOS

 

Em primeira instância cabe ao estudo analisar os dados pluviométricos referentes à freqüência de dias chuvosos e o volume total de precipitação pluvial no decorrer das décadas.

 

Gráfico1

Fonte: LabCAA, 2003

 

No gráfico1, observa-se que a freqüência de dias chuvosos da primeira seqüência temporal corresponde a 34%. Já no período posterior esse índice elevou-se para 36%, sofrendo um acréscimo de 5,9%, conforme era esperado. Entretanto na última seqüência temporal nota-se um decréscimo de 16,6% em relação ao período anterior, surpreendendo as expectativas apresentadas pela literatura.

Quanto ao volume de precipitação também foram observadas algumas variações, que seguiram a mesma tendência da freqüência de dias chuvosos.

 

Gráfico 2

Fonte: LabCAA, 2003

 

O período que compreende os anos 1973 à 1982 contribuiu com 33,5% da pluviosidade relativas às três seqüências temporais. Na série seguinte esse índice saltou para 35,9%, resultando de um aumento de 7,2%. Conforme é afirmado por DREW (1986), em grandes áreas urbanizadas pode ocorrer um aumento de até 5% na precipitação anual. Porém, o período que corresponde aos anos de 1993 à 2002 foi marcado por uma queda na quantidade total de chuva, contribuindo com apenas 30,6%, caracterizando anos tipicamente mais secos.

RINCO (2003) numa análise do mesmo período observou uma tendência de maior ocorrência de desvios negativos com relação à média, isto é, os últimos anos vêm se caracterizando por um déficit hídrico.

Com base nessas análises é possível verificar que Juiz de Fora não acompanha as alterações pluviométricas mencionadas na literatura, pois é nítido que não há uma relação da distribuição pluviométrica com o processo de expansão urbana. Entretanto, devemos ressaltar que os dados pluviométricos com os quais trabalhamos pertencem apenas à Estação Climatológica Principal (ECP), cujas características da localização poderiam comprometer os resultados.

A ECP localiza-se em terreno do campus da Universidade Federal de Juiz de Fora, no topo de uma elevação, a cerca de 260 metros acima da área urbana central. A área apresenta-se livre de obstáculos naturais e somente nos últimos cinco anos vem apresentando sinais da expansão urbana.  As poucas construções caracterizam-se por residências de no máximo dois pavimentos e não há fluxo de veículos. O local é gramado e a vegetação em torno é de pastagens e arbustos.

Desta forma fez-se necessário analisar os dados pluviométricos de outros postos de coleta gerenciados pelo Laboratório de Climatologia e Análise Ambiental, cujos dados vêm sendo arquivados desde setembro de 2002.

Abaixo segue um mapa da localização dos postos de coleta, todos instalados no fundo do vale do Paraibuna.

 

 

 Mapa 1

 

O Colégio Stella Matutina e o posto Manoel Honório localizam-se na área central da cidade caracterizando-se por apresentarem uma complexa rede de serviços e uso residencial multifamiliar predominando edifícios entre 30 e 40 m, além de um intenso fluxo de veículos. A área é totalmente impermeabilizada e sem arborização.

O posto do Colégio Militar está instalado numa área plana e de extenso gramado. Está situada entre duas importantes vias de acesso da cidade, as quais possuem um intenso tráfego de veículos, o Acesso Norte e Avenida Juscelino Kubtscheck. Não é caracterizado por uma intensa urbanização em seu entorno. O bairro, Nova Era, é essencialmente composto por residências unifamiliares.

O posto Paraibuna de Metais está localizado no bairro Igrejinha, isolado da área urbana devido a uma descontinuidade no processo de urbanização, a noroeste da área urbana central. Por esse motivo não é representado no mapa.

Com base nas características do sítio dos diferentes postos de coleta, verifica-se variações microclimáticas subordinadas a própria estrutura do sítio, como os desníveis altimétricos, áreas verdes e áreas densamente urbanizadas.

Abaixo segue a distribuição espacial da pluviosidade em Juiz de Fora.

 

Gráfico 3

Fonte: LabCAA

 

Portanto, a variação significativa na distribuição das chuvas mostra que a localização do posto de coleta de dados é fundamental na definição da metodologia e dos objetivos da pesquisa.

 

 

Bibliografia

 

AGUIAR, F. E. O. As alterações climáticas em Manaus no século XX. Rio de Janeiro: UFRJ, Departamento de Geografia, 1995. Dissertação de mestrado.

 

AYOADE, J. O. Introdução a Climatologia para os Trópicos. São Paulo: Difel, 1986.

 

BRANDÃO, A. M. P. M. Tendências e oscilações climáticas na área Metropolitana do Rio de Janeiro. In: Natureza e Sociedade no Rio de Janeiro: Séc. Mun. De cultura, Turismo e Esportes, p. 143-200, 1992.

 

__________As chuvas e a ação humana:; uma i nfeliz coincidência. In: Tormentas Cariocas. Seminário de prevenção e controle dos efeitos dos temporais no Rio de Janeiro. Rio de Janeiro:; COPPE/UFRJ, 2000.

 

CHANGNON, S. A. Recent studies of urban effects on precipitation in the United States. Bulletin of American Meteorologic Society. v. 50, p. 411-421, 1969.

 

DREW, D. Processos Interativos Homem – Meio Ambiente. São Paulo: Difel, 1986.

 

LANDSBERG, H. The Urban Climates. New York: Academic Ezpress Inc., 1981.

 

MARTINS, L. A. A temperatura do Ar em Juiz de Fora – MG: Influências do sítio e da Estrutura Urbana. Rio Claro: UNESP/IGCE, 1996. Dissertação de Mestrado. (mimeogr.).

 

MIRANDA, S.R. Cidade, capital e poder – Políticas públicas e questão urbana na velha Manchester Mineira. Niterói: UFF, Dissertação de Mestrado (mimeogr.).

 

MONTEIRO, C. A.F. Environmental Problems in São Paulo Metropolitan Área: the role fo urban climate with special focus on flooding. In: Simposiun on Geographical A spects of Environmental Problems in Higly Urbanized Territories.24 th International Geographical Congress, IGU, Tokio, 1980.

 

__________Teoria e Clima Urbano. Teses e Monografias. São Paulo: IG/USP, n° 25,19876.

 

PASCHOAL, W. As inundações do Cambuci: percepção e reação do habitante e usuário de uma área central da metrópole a um de seus problemas sérios . São Paulo: USP, dissertação de mestrado, 1981.

 

RINCO, Liliane. Alterações na dinâmica superficial da microbacia de drenagem do ribeirão do Yungue: Juiz de Fora: 2003.130 p.(Trabalho de conclusão de curso).Universidade Federal de Juiz de Fora, DEGEO