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Pesquisadores apontam a necessidades de aplicação do conceito de cidade inteligente e melhor planejamento

Repórter ABC, com EBC – Uma combinação de modelos de previsão de expansão urbana e de mudança do uso do solo e hidrodinâmicos resultou em uma metodologia capaz de fornecer informações geográficas que identificam os locais com maior risco de inundações em cidades, inclusive as provocadas por chuvas extremas.

O estudo é pioneiro e foi realizado com base em dados de São Caetano do Sul, na região metropolitana de São Paulo. A cidade foi escolhida por ter passado por eventos extremos de inundações.

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, considerando a enchente de 10 de março de 2019, quando três pessoas morreram afogadas e diversas ruas em São Caetano do Sul ficaram com quase dois metros de altura de água.

Os resultados preliminares do estudo, que recebe apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), foram publicados na revista Water. Eles são parte do trabalho do doutorando Elton Vicente Escobar Silva, também do Inpe, primeiro autor do artigo, orientado por Claudia Maria.

Para a modelagem hidrodinâmica, o grupo de pesquisadores utilizou o software Hec-Ras (Hydrologic Engineering Center’s River Analysis System, na sigla em inglês). É um programa de computador que consegue simular o fluxo e a elevação da superfície da água, além do transporte de sedimentos.

Na análise da extensão de áreas inundáveis foram adotados dois modelos digitais de terreno (DTM, na sigla em inglês) com diferentes resoluções espaciais – de 0,5m e 5m. O DTM é uma representação matemática da superfície do solo, que pode ser manipulada por programas de computador e geralmente representada em forma de grade retangular, na qual um valor de elevação é atribuído a cada pixel.

Vegetação, edifícios e outras características são removidas digitalmente. Além disso, quatro diferentes intervalos de computação (1, 15, 30 e 60 segundos) foram adotados para avaliar o desempenho das saídas das simulações.

Os melhores resultados foram obtidos com as simulações de resolução espacial de 5m, que mostraram os mapas de inundação com maior cobertura dos pontos alagados (278 em um total de 286 pontos, ou seja, 97,2%) nos menores tempos de cálculo. Chegaram a mapear pontos de inundação que não foram observados pela Defesa Civil, nem por pessoas de São Caetano do Sul durante a inundação que atingiu a cidade.

“A nossa ideia foi criar uma metodologia de suporte para os tomadores de decisão. Simulamos como será a mudança do solo nos próximos anos e também o que isso impacta na rede de escoamento 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 pode ocasionar em uma área do município. Com isso, os gestores poderiam tomar decisões visando evitar danos tanto econômicos quanto de vidas perdidas”, disse o pesquisador Elton Vicente Escobar Silva.

Ligado com a capital e com os vizinhos São Bernardo do Campo, Santo André, o município de São Caetano do Sul tem um histórico de inundações – foram 29 ocorrências entre 2000 e 2022, segundo os pesquisadores. Não diferente, a cidade de Mauá também vem registrando alagamentos ao longo dos anos.

Por outro lado, São Caetano do Sul 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 162 mil moradores, apresenta 100% de domicílios com esgotamento sanitário adequado, 95,4% de domicílios urbanos em vias públicas com arborização e 37% em vias com urbanização adequada (presença de bueiro, calçada, pavimentação e meio-fio), de acordo com o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE).

O experimento pode vir a ser usado 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 edificações e de infraestrutura, a morte de moradores, apontam os pesquisadores. Além disso, tem baixo custo.

A plataforma e a capacitação de pessoal técnico são investimentos de baixo custo. “Os dados, caso estejam disponíveis, não implicam inversões de recursos públicos. No entanto, a obtenção de dados não disponíveis pode demandar custos, que, a depender do porte da prefeitura, serão facilmente cobertos”, explicaram os pesquisadores Cláudia Maria de Almeida e Elton Vicente Escobar Silva.

Cidades Inteligente e Planejamento das Cidades

Para a pesquisadora Claudia Almeida, um diferencial do estudo é, além de aliar modelagem hidrodinâmica para área urbana à complexidade da rede de drenagem subterrânea pluvial, usar dados reais para parametrizar e validar o modelo.

“Conjugamos imagens de altíssima resolução espacial e deep learning [aprendizado profundo]. Tudo isso está ligado à big data e às smart cities”.

O conceito de smart cities (cidades inteligentes) começou a ser discutido nos anos 2010, envolvendo questões tecnológicas, como semáforos integrados ou paradas de ônibus com wi-fi. Recentemente, passaram a incluir temas voltados à sustentabilidade e qualidade de vida dos moradores.

Segundo a Organização das Nações Unidas (ONU), a população mundial atingiu oito bilhões de pessoas no ano passado, sendo que 56% vivem em áreas urbanas. Estima-se que até 2050 a população crescerá para 9,7 bilhões de pessoas, das quais 6,6 bilhões estarão em cidades (cerca de 68% do total).

O estudo alia modelagem hidrodinâmica para área urbana à complexidade da rede de drenagem subterrânea pluvial, utilizando dados reais para parametrizar e validar o modelo. Além disso, o estudo conjugou imagens de altíssima resolução espacial e deep learning, em uma abordagem que está ligada à big data e às smart cities (cidades inteligentes).

O conceito de smart cities começou a ser discutido nos anos 2010, focando em aspectos tecnológicos, como semáforos integrados e paradas de ônibus com wi-fi. Entretanto, atualmente, o termo engloba temas relacionados à sustentabilidade e qualidade de vida dos moradores. A Organização das Nações Unidas (ONU) alerta para a crescente população mundial, que atingiu oito bilhões de pessoas no ano passado, com 56% vivendo em áreas urbanas. A estimativa é que até 2050, a população mundial chegue a 9,7 bilhões de pessoas, sendo que 6,6 bilhões estarão concentradas em áreas urbanas, cerca de 68% do total.

Nesse cenário, torna-se imprescindível um melhor planejamento urbano das cidades para que possam ser transformadas em cidades inteligentes, com tecnologias que permitam o uso eficiente dos recursos naturais e infraestruturas urbanas. Uma gestão eficiente de água, energia, resíduos, transporte e mobilidade, além de áreas verdes e espaços públicos, são fatores-chave para a qualidade de vida dos habitantes e o desenvolvimento sustentável das cidades.

O estudo realizado pode ser considerado um importante avanço para o desenvolvimento de cidades inteligentes, uma vez que oferece soluções para o gerenciamento de águas pluviais e contribui para a redução de impactos ambientais e sociais. É necessário que governos, empresas e sociedade civil estejam alinhados e comprometidos com um planejamento urbano sustentável e inovador para enfrentar os desafios das cidades do futuro.