Foto de capa: Brisbane City Council, disponível em <https://goo.gl/QxPqfu>
Os eventos hidrológicos podem causar diversos impactos negativos aos sistemas antrópicos, como perdas de produtividade agrícola e cessão da produção industrial, quando ocorrem períodos longos de estiagem, ou prejuízos econômicos resultantes de grandes inundações fluviais, as quais também podem causar danos às atividades agrícolas e irreparáveis prejuízos socioeconômicos.
Os problemas advindos desses fenômenos naturais devem ser encarados com seriedade, em um programa de planejamento que considere o monitoramento ambiental, a prevenção, a mitigação de impactos e a adaptação dos sistemas às novas necessidades, frente às incertezas futuras.
Quando pensamos no planejamento e controle do uso do solo, tais eventos devem ser condicionantes primárias para o correto zoneamento das atividades humanas. Para eventos de inundações em médias e grandes bacias, o sistema de previsão e alerta é uma das principais ferramentas para redução de impactos, possibilitando o imediato início de ações para proteger as áreas ocupadas, como operação dos sistemas hidráulicos de defesa (reservatórios, diques móveis, comportas, etc) e evacuação de áreas de alto risco.
Porém, para o melhor funcionamento do sistema de alerta, uma atividade se faz imprescindível: o mapeamento das áreas de risco.
Para isso, geralmente, são utilizadas duas metodologias:
Mapas de cheias históricas da região, classificando cada local quanto à frequência de alagamento observada ao longo do tempo.
Mapas de inundação, baseados em modelagem hidrológica-hidrodinâmica.
O primeiro caso depende de um criterioso e responsável banco de dados para geração de séries históricas de cheias, indicando os locais e as profundidades atingidas, durante um longo período de tempo. Com certeza, isso é raríssimo e, na maior parte dos casos, a segunda opção é adotada, com a elaboração de um robusto e confiável modelo matemático, capaz de representar com confiança os processo de transformação da chuva em vazão (modelo hidrológico) e o consequente comportamento do escoamento da cheia (modelo hidrodinâmico) na bacia.
Com um modelo matemático apropriado, podem ser geradas respostas que possibilitam a elaboração de diversos mapas temáticos que auxiliam na tomada de decisão para o gerenciamento de riscos de inundação. Como já comentado aqui, o risco pode ser entendido, de forma simples, como o produto entre a probabilidade de ocorrência de um dado fenômeno pela suas consequências potenciais. Em outras palavras, o risco é igual ao perigo versus o dano.
Para as inundações, o perigo se manifesta de três formas distintas, intensificando diferentes danos potenciais:
- Profundidade de alagamento
Mapa de alagamento da Bacia do Canal do Mangue, na cidade do Rio de Janeiro. (resultado preliminar de pesquisa em andamento)
- Tempo de permanência alagado
Indicador normalizado que representa o tempo de permanência alagado, aplicado para a Bacia do Canal do Mangue. (resultado preliminar de pesquisa em andamento)
- Velocidade de escoamento
Indicador normalizado que representa a velocidade de escoamento da cheia sobre a superfície, aplicado para a Bacia do Canal do Mangue. (resultado preliminar de pesquisa em andamento)
Mais comumente, são criados os mapas de profundidade de alagamento, que podem dar uma primeira noção da magnitude dos impactos potenciais, cruzando a profundidade com as perdas esperadas nas construções, por exemplo. O segundo tipo de perigo, que considera o tempo em que um dado local fica submergido, se relaciona com perdas econômicas com criação de congestionamentos, lucro cessante e aumento na incidência de doenças com veiculação hídrica.
Essas duas parcelas são extremamente importantes em bacias que sofrem com inundações graduais, quando a cheia fluvial ocorre lentamente, assim como a sua recessão, podendo haver a inundação de áreas inteiras por dias seguidos.
Porém, em bacias de médio ou pequeno porte, processos relacionados com a ocorrência de enxurradas são mais frequentes e, nesses casos, a velocidade com que a cheia se propaga é de extrema importância. Isso ocorre porque quanto mais rápido o escoamento acontece, maior será seu potencial de destruição. Para avaliar tal potencial, inúmeros estudos relacionam a velocidade com a profundidade do escoamento.
Para dar uma ideia do que isso significa, pense que você precisa atravessar uma rua inundada. Se a profundidade de alagamento estiver com cerca de 40cm, inicialmente pode parecer molezinha passar, mas se a velocidade do escoamento se aproximar de 2m/s, há grande probabilidade de você não conseguir se estabilizar e cair, podendo ser arrastado pela correnteza formada. Assim como em um caso em que a rua esteja com 1,0m de água, mas o escoamento seja praticamente nulo, uma pessoa normal conseguirá passar sem grandes problemas, a não ser que encontre um poço de visita aberto ou se contamine com uma leptospirose. Porém, a partir de uma velocidade aproximada de 0,7m/s, será quase impossível se manter em pé.
O mesmo ocorre para a resistência estrutural das edificações, havendo um dano maior quanto maior for a relação profundidade X velocidade de escoamento. Essa característica baliza os estudos de segurança de barragens, nos quais devem ser elaborados Mapas de Impacto Hidrodinâmico, que representam, no espaço, as magnitudes do Fator de Velocidade (profundidade X velocidade) do escoamento da onda de cheia.
Casos particulares podem agravar muito o potencial de destruição de uma onda de cheia, como por exemplo, a ocorrência de uma onda de cheia com lama. Esse caso foi estudado em uma hipótese de trabalho da pesquisa de mestrado da Luiza, que poderá nos contar mais depois :).
A AquaFluxus desenvolve estudos de modelagem matemática com foco no mapeamento de riscos de inundação, utilizando o modelo MODCEL, desenvolvido na UFRJ pelo professor Miguez. Esse modelo, em constante aprimoramento e desenvolvimento, permite a simulação da cheia ocorrendo tanto na calha principal do rio, como em suas planícies marginais, possibilitando a avaliação das três parcelas do perigo aqui apresentadas (profundidade; tempo de alagamento; velocidade de escoamento) em toda a região modelada.
O modelo MODCEL está apto a representar eventos de cheia ocasionados por chuvas intensas, assim como por eventuais rupturas de barragens. Se tiver interesse em cotar esse serviço, é só entrar em contato conosco.
