Luciana Constantino |Agência FAPESP – Cientistas do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) propõem combinar modelos de previsão de expansão urbana, mudança de uso do solo e também hidrodinâmica para criar uma metodologia capaz de fornecer informações geográficas que identifiquem os locais com maior risco de alagamento nas cidades, incluindo aquelas causadas por chuvas extremas.
O trabalho pioneiro é baseado em dados de São Caetano do Sul, na Região Metropolitana de São Paulo. Pode ser utilizado por outros municípios na construção de políticas públicas e na tomada de decisões para enfrentar os impactos desses fenômenos, podendo evitar, além da destruição de prédios e Infraestrutura, a morte de moradores.
Os resultados preliminares da pesquisa, financiada pela FAPESP por meio de dois projetos (20/09215-3 Isso é 21/11435-4), foram publicados na revista Água. Fazem parte do trabalho do doutorando. Elton Vicente Escobar Silva do INPE, primeiro autor do artigo.
Em parceria com as universidades federais da Paraíba (UFPB) e do Rio Grande do Sul (UFRGS) e órgãos locais, os pesquisadores “testaram” o modelo com dados da Defesa Civil do município referentes à enchente registrada em 10 de março de 2019, quando três pessoas morreram afogadas e várias ruas de São Caetano do Sul ficaram com quase 2 metros (m) de água.
“Trabalho com modelagem há anos, com foco nas mudanças de uso e cobertura do solo em áreas urbanas. Eu queria combiná-lo com simulação de inundação. A oportunidade surgiu com o projeto do Elton”, conta Agência FAPESP Cláudia Maria de Almeida Assessora de Silva e pesquisadora do Inpe, onde coordena o Laboratório Cidades focado em pesquisa teórica e de aplicação em sensoriamento remoto urbano.
E acrescenta: “Um diferencial do estudo é, além de aliar a modelagem hidrodinâmica da área urbana à complexidade da rede de drenagem pluvial subterrânea, utilizar dados reais para parametrizar e validar o modelo. Combinamos imagens de altíssima resolução espacial e aprendizado profundo [aprendizado profundo]. Tudo isso está ligado grandes dados e a cidades inteligentes [cidades inteligentes]”.
Discussões em torno do conceito de cidades inteligentes iniciado em meados da década de 2010 envolvendo questões tecnológicas, como semáforos integrados ou pontos de ônibus com wi-fi. Recentemente, passaram a incluir temas relacionados à sustentabilidade e qualidade de vida dos moradores.
Segundo a Organização das Nações Unidas (ONU), a população mundial chegou a 8 bilhões de pessoas no ano passado, sendo que 56% vivem em áreas urbanas. Estima-se que até 2050 a população cresça para 9,7 bilhões de pessoas, das quais 6,6 bilhões estarão nas cidades (cerca de 68% do total).
O atual ritmo de expansão dos municípios é duas vezes mais rápido que o crescimento populacional. Com isso, a área global coberta por assentamentos urbanos deverá subir para mais de 3 milhões de quilômetros quadrados (km dois) nas próximas três décadas, o que equivaleria ao território da Índia.
O planejamento da cidade, no entanto, não se move na mesma velocidade. Com a urbanização desenfreada há, por exemplo, mudanças no uso e cobertura do solo, aumento da área de superfície impermeável e mudanças na hidrologia. Esse cenário, aliado à maior frequência de eventos extremos causados pelas mudanças climáticas, expõe os municípios a vulnerabilidades, como enchentes, enchentes e deslizamentos de terra durante o período chuvoso.
cruzamento de dados
Para a modelagem hidrodinâmica, o grupo de pesquisadores utilizou o software HEC-RAS (Sistema de Análise de Rio do Centro de Engenharia Hidrológica, na sigla em inglês). É um programa de computador que pode simular o fluxo e a elevação da superfície da água, além do transporte de sedimentos.
Na análise da extensão das áreas sujeitas à inundação, foram adotados dois modelos digitais de terreno (MDT) com diferentes resoluções espaciais – de 0,5 m a 5 m. O DTM é uma representação matemática da superfície do solo, que pode ser manipulada por programas de computador e geralmente é representada na forma de uma grade retangular, na qual um valor de elevação é atribuído a cada pixel. Vegetação, edifícios e outros recursos são removidos digitalmente. Além disso, quatro diferentes intervalos de computação (1, 15, 30 e 60 segundos) foram adotados para avaliar o desempenho das saídas da simulação.
Os melhores resultados foram obtidos com as simulações com resolução espacial de 5 m, que mostraram os mapas de inundação com maior cobertura dos pontos alagados (278 de um total de 286 pontos, ou seja, 97,2%) nos menores tempos de cálculo . Eles ainda mapearam pontos de alagamento que não foram observados pela Defesa Civil ou pelos cidadãos de São Caetano do Sul durante a enchente.
“Nossa ideia era criar uma metodologia de apoio aos tomadores de decisão. Simulamos como será a mudança de uso do solo nos próximos anos e também o que isso impacta na rede de drenagem fluvial. A partir daí, é possível fazer simulações com cenários. Um exemplo é cruzar os milímetros de chuva em um determinado intervalo de tempo para projetar o que ela pode causar em uma área do município. Com isso, os gestores poderiam tomar decisões para evitar prejuízos econômicos e perdas de vidas”, diz Silva.
Os pesquisadores destacam a necessidade de os municípios terem bancos de dados atualizados para esse tipo de trabalho, como é o caso de São Caetano do Sul. “O modelo funciona e é alimentado por dados. É importante que as cidades consigam ter bancos de informações atualizados, incluindo registros referentes a casos extremos, como grandes enchentes e inundações”, avalia Almeida.
Intensamente ligado à capital e aos vizinhos Santo André e São Bernardo do Campo, o município de São Caetano do Sul tem um histórico de enchentes: foram 29 ocorrências entre 2000 e 2022, segundo os pesquisadores.
Por outro lado, é a cidade mais sustentável entre as 5.570 do Brasil, segundo o Índice de Desenvolvimento Sustentável das Cidades (IDSC). E, com uma população estimada em cerca de 162.000 habitantes, possui 100% dos domicílios com esgotamento sanitário adequado, 95,4% dos domicílios urbanos em vias públicas arborizadas e 37% em vias com urbanização adequada (presença de bueiros, calçadas, calçadas e meio-fio). ), segundo o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE).