modelagem de alternativas de traçado de ferrovias com uso de ferramentas de sig e parâmetros

188 Pages·2015·48.56 MB·Portuguese

by  Sabrina Albuquerque

UnB - UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA
IG - INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOCIÊNCIAS APLICADAS

MODELAGEM DE ALTERNATIVAS DE TRAÇADO DE
FERROVIAS COM USO DE FERRAMENTAS DE SIG E
PARÂMETROS GEOAMBIENTAIS
Área de Concentração: Geoprocessamento e Análise Ambiental
Sabrina Moreira de Albuquerque

ORIENTADOR(A): Dr(a). Noris Costa Diniz
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO EM GEOCIÊNCIAS APLICADAS

PUBLICAÇÃO: NUMERAÇÃO 077/2015
BRASÍLIA/2015

i
UnB - UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA
IG - INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOCIÊNCIAS APLICADAS
MODELAGEM DE ALTERNATIVAS DE TRAÇADO DE
FERROVIAS COM USO DE FERRAMENTAS DE SIG E
PARÂMETROS GEOAMBIENTAIS
Sabrina Moreira de Albuquerque

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO SUBMETIDA AO PROGRAMA DE PÓS-
GRADUAÇÃO EM GEOCIÊNCIAS APLICADAS DO INSTITUTO DE
GEOCIÊNCIAS DA UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA, COMO PARTE DOS
REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE MESTRE EM
GEOCIÊNCIAS.
APROVADA POR:
________________________________________________
Profa. Dra. Noris Costa Diniz
(Orientador)
________________________________________________
Prof. Dr. Gustavo Macedo de Mello Babtista
(Examinador Interno)
________________________________________________
Prof. Dr. André Pacheco Assis
(Examinador Externo)
ii
BRASÍLIA/DF, DE FEVEREIRO DE 2015.
FICHA CATALOGRÁFICA
Sabrina Moreira de Albuquerque
MODELAGEM DE ALTERNATIVAS DE TRAÇADO DE FERROVIAS COM USO DE
FERRAMENTAS DE SIG E PARÂMETROS GEOAMBIENTAIS [Distrito Federal]
2015.
Nº.p., 210 x 297 mm (IG/UnB, Mestre, Geociências Aplicadas, 2015). Dissertação de
Mestrado - Universidade de Brasília. Programa de Pós-Graduação em Geoprocessamento
Aplicado
1. FERROVIA 2. SIG
3. AHP 4. GEOAMBIENTAL
5. TRAÇADO
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
ALBUQUERQUE, S. M. (2015). MODELAGEM DE ALTERNATIVAS DE TRAÇADO
DE FERROVIAS COM USO DE FERRAMENTAS DE SIG E PARÂMETROS
GEOAMBIENTAIS. Dissertação de Mestrado em Geociências Aplicadas, Publicação
N°.077/2015, Programa de Pós-Graduação em Geociências, Instituto de Geociências,
Universidade de Brasília, Brasília, DF, no.p.
CESSÃO DE DIREITOS
AUTOR: Sabrina Moreira De Albuquerque
TÍTULO: Modelagem de alternativas de traçado de ferrovias com uso de ferramentas de
SIG e parâmetros geoambientais.
GRAU: Mestre
ANO: 2015
É concedida à Universidade de Brasília permissão para reproduzir cópias desta dissertação
de mestrado e para emprestar ou vender tais cópias somente para propósitos acadêmicos e
científicos. O autor reserva outros direitos de publicação e nenhuma parte desta dissertação
de mestrado pode ser reproduzida sem a autorização por escrito do autor.

________________________________________________
2015
Brasília, DF – Brasil.
iii
DEDICATÓRIA

Para Meus Pais.

“A persistência é o menor caminho do êxito”.
Charles Chaplin.
iv
AGRADECIMENTOS

Em especial aos meus Pais e meu irmão, sempre presentes na minha vida.
A Prof. Dra. Noris Costa Diniz, pela orientação desde os primeiros passos na pesquisa
científica, pelo incentivo, confiança e amizade.
Ao Instituto de Geociências, pela infraestrutura e recursos oferecidos para a realização
deste trabalho.
Aos membros da banca, Gustavo Baptista – IG/UnB, André Pacheco – FT/UnB por
aceitarem prontamente o convite para avaliação deste trabalho e pelas valiosas sugestões.
Aos colegas Adriana Panhol, Leandro Lino e Murilo por terem contribuído com sua
expertise para minha pesquisa.
A todos os profissionais que pude ter contado durante esse período pois a experiência
de cada um serviu de incentivo.
Aos meus amigos por sua amizade, paciência e carinho, que sempre pude contar em
momentos tranquilos ou difíceis,
Ao Thiago, pela amizade, apoio e valiosas sugestões sempre.
v
RESUMO

MODELAGEM DE ALTERNATIVAS DE TRAÇADO DE FERROVIAS COM USO
DE FERRAMENTAS DE SIG E PARÂMETROS GEOAMBIENTAIS
Autor: Sabrina Moreira de Albuquerque
Orientador: Profa. Dra. Noris Costa Diniz
Programa de Pós-Graduação em Geociências
Brasília, Fevereiro de 2015.
Atualmente o transporte ferroviário no Brasil ocupado por uma malha relativamente
pequena, dada a importância desse tipo de transporte e a eficiência que este demonstra no
trato de transporte de carga, é notável perceber que esse tema tem sido discutido com mais
frequência no cenário político e econômico. Com isso, essa Dissertação de Mestrado visa
modelar alternativas de traçado de ferrovia com uso de ferramenta SIG (Sistema de
Informação Geográfica) e parâmetros geoambientais. Para isso foi utilizado a metodologia
de Análise Multicritério AHP (Analytic Hierarchy Process) e ferramentas de
Geoprocessamento para a cálculo de distância de menor custo. A partir desse método foi
possível gerar um traçado que atendeu as questões de restritividade ambiental, aptidão
física do terreno e atratividade socioeconômica. De forma geral, o trabalho atingiu seus
objetivos e expectativas, sendo possível a modelagem de um traçado preliminar constituído
por meio de uma análise multicritério e multidisciplinar, que possibilitou, não apenas a
criação de cenários diversos que auxiliou na tomada de decisão quanto ao melhor traçado,
mas também permitiu trazer a esses cenários diferentes por meio da escolha das bases
utilizadas, por exemplo, o potencial mineral que permite uma visão sob a perspectiva
futura desse nicho.
Palavras-chaves: FERROVIA, SIG, AHP, GEOAMBIENTAL, TRAÇADO.
vi
ABSTRACT
MODELING OF RAILWAYS TRACE OF ALTERNATIVES WITH GIS TOOLS
AND EQUIPMENT AND PARAMETERS GEOENVIRONMENTAL
Author: Sabrina Moreira de Albuquerque
Supervisor: Profa. Dra. Noris Costa Diniz
Post-Graduation Program in Geosciences
Brasilia, February of 2015.

Currently the railway in Brazil occupied by a relatively small mesh, given the importance
of this type of transport and the efficiency that this demonstrates the load carrying tract, it
is remarkable to realize that this topic has been discussed more often on the political scene
and economic. Thus, this Master's Dissertation aims to model railway alignment
alternatives using GIS tool (Geographical Information System) and geo-environmental
parameters. For this we used the methodology of Multicriteria Analysis AHP (Analytic
Hierarchy Process) and GIS tools for calculating distance lower cost. From this method it
was possible to generate a tracing who answered the questions of environmental
restriction, physical fitness of the ground and socioeconomic attractiveness. In general, the
work achieved its goals and expectations, it is possible to model a preliminary railway
alignment made through a multi-criteria and multi-disciplinary analysis, which allowed not
only the creation of various scenarios that helped in making the decision as to the best
route but also possible to bring these different scenarios by choosing the bases used, for
example, mineral potential which allows a further view in perspective of the niche.
Key-words: RAILROAD, GIS, AHP, GEOENVIRONMENTAL, RAILWAY
ALIGNMENT.
vii
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 1
1.1 Contextualização e apresentação do tema .................................................................... 1
1.2 Objetivos ...................................................................................................................... 2
1.2.1 Objetivo geral ...................................................................................................... 2
1.2.2 Objetivos específicos ........................................................................................... 2
1.3 Organização do Trabalho ............................................................................................. 2
2 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO ............................................................ 3
2.1 Delimitação da área de estudo...................................................................................... 3
2.2 Características climáticas ............................................................................................. 6
2.3 Características socioeconômicas .................................................................................. 6
2.3.1 Demografia e aspectos sociais ............................................................................ 6
2.3.2 Aspectos Econômicos .......................................................................................... 9
2.4 Características Ambientais ......................................................................................... 14
2.4.1 Vegetação .......................................................................................................... 14
2.4.2 Áreas de Proteção Ambiental ............................................................................ 17
2.4.3 Hidrografia........................................................................................................ 19
2.5 Características Físicas ................................................................................................ 19
2.5.1 Geologia e Litologia.......................................................................................... 19
2.5.2 Geomorfologia .................................................................................................. 22
2.5.3 Pedologia .......................................................................................................... 26
3 FERROVIA .................................................................................................................... 28
3.1 Histórico ..................................................................................................................... 28
3.2 Principais Características do Modal Ferroviário ........................................................ 33
3.3 Traçado e Geometria .................................................................................................. 35
3.3.1 Critérios do Projeto Geométrico....................................................................... 36
3.3.1.1 Especificação de raios ...................................................................................... 37
3.3.1.2 Superelevação ................................................................................................... 39
3.3.1.3 Velocidade ......................................................................................................... 41
3.3.2 Infraestrutura Ferroviária ................................................................................ 44
4 ASPECTOS GEOAMBIENTAIS................................................................................... 45
4.1 Geologia ..................................................................................................................... 46
viii
4.2 Geomorfologia ........................................................................................................... 47
4.3 Pedologia .................................................................................................................... 50
4.4 Processos Morfogênicos e Riscos Geológicos ........................................................... 54
4.4.1 Intemperismo ..................................................................................................... 55
4.4.2 Erosão ............................................................................................................... 55
4.4.3 Movimentos de Massa ....................................................................................... 56
4.5 Áreas de Proteção Ambiental ..................................................................................... 57
4.6 Socioeconomia ........................................................................................................... 60
5 GEOPROCESSAMENTO APLICADO......................................................................... 61
5.1 Sistema de Informação Geográfica – SIG .................................................................. 61
5.2 Superfície de Custo .................................................................................................... 67
5.3 Custo de distância ...................................................................................................... 68
5.4 Aplicação Gerencial e Técnica................................................................................... 68
5.5 Analise Multicritério – AHP ...................................................................................... 70
5.6 Mapeamento para análise de Risco, Aptidão e Favorabilidade ................................. 73
5.6.1 Metodologia da cartografia geotécnica ............................................................ 74
5.6.2 Avaliação de suscetibilidade e aptidão ............................................................. 75
5.6.3 Unidades de análise e aplicações da carta geotécnica..................................... 75
6 MATERIAL E MÉTODOS ............................................................................................ 78
6.1 Pesquisa Metodológica............................................................................................... 79
6.2 Visão Geral Sobre a Coleta de Dados ........................................................................ 85
6.2.1 Questionários .................................................................................................... 88
6.2.2 Declividade........................................................................................................ 88
6.2.3 Uso do Solo ....................................................................................................... 89
6.2.4 Densidade de Vias ............................................................................................. 90
6.3 AHP – Análise Hierárquica de Processos .................................................................. 91
6.4 Álgebra de Mapas ...................................................................................................... 99
6.5 Definição de Traçados.............................................................................................. 101
7 ANÁLISE ..................................................................................................................... 104
7.1 AHP – Análise Hierárquica de Processos ................................................................ 104
7.2 Álgebra de Mapas .................................................................................................... 109
7.2.1 Mapa de Restritividade Ambiental .................................................................. 110
7.2.2 Mapa de Aptidão Física .................................................................................. 112
ix
7.2.3 Mapa de Atratividade Socioeconômica........................................................... 114
7.3 Definição de Traçados.............................................................................................. 117
8 CONCLUSÕES ............................................................................................................ 131
9 APÊNDICES ................................................................................................................ 148
9.1 Imagens Área de estudo ........................................................................................... 148
9.2 mapa geodiversidade ................................................................................................ 152
9.3 mapa rodovias do pará ............................................................................................. 154
9.4 Planilha de Dados da Base Geoespacial................................................................... 156
9.5 Questionário ............................................................................................................. 157
9.6 Mapas de Traçado .................................................................................................... 170

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