64ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 3. Engenharia Civil

ESTIMATIVA DA ÁREA DO RESERVATÓRIO DO RIO BACANGA (SÃO LUÍS - MA) ATRAVÉS DE IMAGENS LANDSAT

Fernanda Alice Ferreira Gonçalves 1 Rafael Malheiro Ferreira 2 Rafael Le Masson de Souza 3

1. Aluna do curso de Engenharia Ambiental – Escola Politécnica/UFRJ 2. Dr./Orientador – Laboratório de Tecnologia Submarina COPPE/UFRJ 3. Msc./Orientador – Laboratório de Hidrologia e Meio Ambiente COPPE/UFRJ

INTRODUÇÃO:

A existência da barragem do Bacanga, São Luís - MA, sugere a implantação de uma usina maremotriz, uma vez que é comprovado seu potencial energético em função do estuário apresentar grandes variações de nível de maré. Construída em 1968, teve como principais objetivos encurtar a distância da cidade ao porto de Itaqui e a UFMA, assim como controlar as áreas naturalmente inundadas pela maré, a barragem não opera conforme as necessidades de extravasamento de vazão de prisma de maré e de grandes vazões provocadas por eventos intensos de precipitação. Prejuízos e calamidades decorrentes dessa prática são verificados no período chuvoso e são agravados pelo avanço irregular da população no entorno do reservatório. A implantação de uma usina maremotriz apresenta como benefício direto, além da geração de energia, impor um novo regime de funcionamento de barragem. Já como benefícios indiretos, podem ser citados a criação de um laboratório a céu aberto e a formação de recursos humanos para este tipo de aproveitamento. A vazão utilizada pelas turbinas na geração de energia está relacionada com a taxa de variação do nível do reservatório e a área inundada equivalente, portanto é de extrema importância uma estimativa confiável das áreas alagáveis em cada cota do reservatório.

METODOLOGIA:

Para estimar a área do reservatório do Bacanga, utilizaram-se métodos de sensoriamento remoto baseados na classificação do uso e cobertura do solo e no índice de diferença normalizada da água, NDWI, que posteriormente foram comparados aos dados obtidos em campanhas anteriores. As imagens utilizadas são do sensor Landsat TM 4 e 5 adquiridas em 21 de agosto de 1992 e 10 de setembro de 2008, respectivamente, e possuem resolução espacial de 30 x 30 m e menos de 10% de nebulosidade. Utilizou-se como métodos de classificação não supervisionada, o k-médias e isodata e, conjuntamente, o método supervisionado da máxima verossimilhança, com os objetivos de definir o número de classes existentes na imagem e comparar as estimativas. Enquanto os métodos não supervisionados se baseiam em critérios estatísticos para o agrupamento dos pixels da imagem em classes, o supervisionado permite a intervenção do analista através da definição de regiões de interesse. Alternativamente, foi utilizado o NDWI para estimativa da área do reservatório, por se tratar de um índice que ressalta os alvos caracterizados pela presença de água daqueles característicos de outras superfícies. O índice é calculado pela razão entre as bandas correspondentes a faixa verde do espectro e o infravermelho próximo, neste trabalho a expressão empregada foi (DN2 – DN4)/( DN2 + DN4).

RESULTADOS:

Primeiramente foi realizada a classificação não supervisionada para as imagens de 1992 e de 2008, com objetivo de avaliar a sensibilidade do número de classes em cada uma. Optou-se no método k-médias por 5 e 6 classes, apresentando pequena variação entre estas e no isodata foram selecionadas automaticamente 7 classes, na qual nenhuma informação foi agregada. Respectivamente a área do reservatório na média dos métodos resultou em 2,85 km² para a imagem de 2008, e 2,95 km² para a imagem de 1992. Em relação à classificação supervisionada, utilizando o método da máxima verossimilhança, a definição das regiões de interesse influenciou sensivelmente o resultado, isso foi evidenciado quando novas regiões de interesse foram geradas que conduziram a uma estimativa de 2,85 km² para 2008 e 3,0 km² para 1992. Os levantamentos topobatimétricos realizados em 1980 e 2007, apontam que para o nível atual do reservatório entre 3 e 3,5 m em relação ao zero da DHN, a sua área correspondente seria de 2,7 a 3,1 km². Outra estimativa foi realizada com emprego do NDWI, que agrupou os pixels característicos da água atribuindo-lhes números negativos e os demais atribuindo números positivos. Para esta aplicação, foi observado um grau de incerteza para determinar a faixa de transição entre os elementos de água e não água, tornando difícil a obtenção de uma estimativa confiável em relação à área.

CONCLUSÃO:

Dentro dos estudos de implantação da usina-laboratório maremotriz, a determinação da área do reservatório está relacionada com o potencial energético possível de ser extraído e com as regiões que não devem ser afetadas como conseqüência da variação controlada da cota. Neste sentido, a estimativa foi realizada a partir do processamento de imagens Landsat, disponibilizadas gratuitamente e se constituem de método acessível e prático, que poderá servir como subsídio para futuros levantamentos topobatimétricos nesta região Pode ser observado que as estimativas de área obtidas por métodos de classificação não supervisionada e supervisionada convergem para valores próximos, coerentes com aqueles oriundos do levantamento topobatimétrico de 1980. Em relação às diferenças entre as duas imagens de 1992 e 2008, foi verificada uma ligeira variação, o que não necessariamente significa uma redução do nível e área do reservatório, porque está próximo ao limiar do erro encontrado nos diferentes métodos. O método utilizando o NDWI, apesar da incerteza para quantificar a área do reservatório, é capaz de contrastar os alvos de massa de água e outras superfícies.

Palavras-chave: Energia maremotriz, Reservatório, Sensoriamento remoto.