Introdução: Entenda os Principais Desafios das Inundações Urbanas no Brasil
As inundações urbanas representam o tipo de risco associado a fenômeno climático ao qual está exposta a maior parcela da população brasileira. Consequentemente, também é o tipo de risco ambiental mais prevalente para a gestão de infraestruturas críticas no meio urbano, afetando não apenas as estruturas viárias e de drenagem, como também as redes e equipamentos de distribuição de água, coleta de esgoto e sistemas elétricos.
Para além do contexto das mudanças climáticas, as alterações locais, como o aumento da impermeabilização do solo e a ocupação desordenada, intensificam os riscos, exigindo abordagens inovadoras para planejamento e prevenção.
Dada a natureza deste tipo de fenômeno, embora haja fatores de incerteza (como eventos climáticos extremos), a identificação dos locais suscetíveis às inundações é possível a partir de evidências do meio físico.
Logo, novas tecnologias baseadas em geotecnologias podem contribuir significativamente para a mitigação desses riscos.
O Problema das Inundações Urbanas e Seus Impactos na Infraestrutura
1. Urbanização Acelerada e Aumento dos Riscos de Alagamentos
As inundações são fenômenos naturais inerentes à dinâmica fluvial, mas são amplamente influenciadas pela urbanização acelerada, que altera essas dinâmicas e leva a mudanças em suas magnitudes e frequências.
É amplamente reconhecido que:
- A canalização de rios,
- A redução de áreas de infiltração,
- A construção em planícies de inundação,
reduzem a capacidade de armazenamento de água, aumentando a velocidade e a intensidade de inundações e alagamentos progressivamente (Rodrigues et al., 2019).
Dado o processo crescente de adensamento urbano no território brasileiro, é razoável esperar uma igual progressão destes eventos.
2. Consequências nas Redes de Drenagem e Esgoto
Na drenagem urbana, sistemas de galerias pluviais podem se tornar insuficientes diante do volume excessivo de água, pois em boa parte foram projetados para vazões e taxas de escoamento inferiores às atuais.
Além disso:
- A falta de manutenção e obstruções por resíduos sólidos agravam os impactos,
- Há intensificação de danos a propriedades,
- Interrupção dos fluxos urbanos,
- Aumento de riscos para a população (inclusive pela veiculação hídrica de doenças).
As redes de esgoto são igualmente impactadas, uma vez que, nas cidades brasileiras, é recorrente sua interceptação com as estruturas de macro/microdrenagem. Isso leva ao aumento da pressão sobre as tubulações, podendo causar:
- Vazamentos,
- Retorno de esgoto a imóveis,
- Colapsos estruturais,
- Elevação de custos de manutenção e recuperação.
O excesso de volume de água pode ainda sobrecarregar as estações de tratamento, levando ao transbordamento de efluentes e contaminação de cursos d’água.
3. Vulnerabilidades na Distribuição de Água e Qualidade Hídrica
Para as redes de distribuição de água, inundações podem comprometer estações de bombeamento e reservatórios, resultando em:
- Contaminação,
- Interrupções prolongadas no abastecimento,
- Necessidade de medidas emergenciais para garantir a segurança do abastecimento.
O contato da água com poluentes urbanos pela infiltração de poluição difusa compromete a qualidade da água tratada.
Tanto em redes de distribuição quanto de coleta/afastamento de esgoto, a submersão de equipamentos eletromecânicos (em elevatórias e boosters, por exemplo) na ocasião de uma inundação leva:
- À interrupção da operação,
- A uma custosa reabilitação e substituição dos ativos verticais.
4. Impactos Diretos no Setor Elétrico e Serviços de Utilidade Pública
No setor elétrico, alagamentos comprometem diretamente a operação das subestações e redes de distribuição, causando:
- Interrupções prolongadas,
- Danos estruturais de alto custo,
- Riscos de curtos-circuitos e falhas em equipamentos críticos.
Para todos os serviços de utilidades públicas, as unidades medidoras de consumo também podem ser afetadas em um episódio de inundação, demandando ações de substituição para normalização da prestação do serviço, o que necessariamente incorre em perdas de faturamento.
5. Custos e Perdas Operacionais: Medidores, Manutenção e Faturamento
Em todos os casos, é altamente relevante para uma prestadora de serviços de utilidade pública identificar seus ativos horizontais e verticais expostos a este tipo de risco.
Isso somente pode ser alcançado com o emprego da ciência do “onde”, ou seja, com soluções que permitam o mapeamento e análise espacial.
Geotecnologias para Mitigação de Riscos a Inundações
1. Mapeamento de Áreas de Risco com LiDAR e Sensoriamento Remoto
O uso de tecnologias de geração de dados primários, como LiDAR e imagens de sensoriamento remoto (por satélites, drones etc.), tem sido fundamental para o mapeamento de áreas de risco, permitindo a modelagem precisa da dinâmica das inundações.
Modelos digitais de superfície com alta resolução podem:
- Identificar regiões onde a urbanização aumentou o volume e velocidade de escoamento,
- Detectar mudanças no direcionamento do fluxo,
- Auxiliar na implantação de soluções estruturais ou baseadas na natureza (Simas et al., 2023).
2. Modelagem Hidrológica e Hidrodinâmica Integrada ao GIS
A modelagem hidrológica com sistemas de informação geográfica (SIG) e hidrodinâmica permite prever cenários de inundação com alta precisão, otimizando o planejamento urbano.
Ferramentas para modelagem, como o Flood Simulation da Esri, permitem simular com alto nível de detalhe e de forma dinâmica, em ambiente tridimensional, a progressão das cheias e avaliar impactos de novas infraestruturas.
3. IoT e Inteligência Artificial no Monitoramento em Tempo Real
A internet das coisas (IoT) e a inteligência artificial desempenham um papel crucial neste ponto.
Sensores de monitoramento em tempo real podem fornecer dados de:
- Chuva,
- Nível dos rios,
- Funcionamento de sistemas de drenagem.
Esses dados são processados por algoritmos de IA que emitem alertas precoces e otimizam a operação de infraestruturas, como bombas de recalque e válvulas automáticas.
4. Sistemas de Telemetria e Análise de Dados para Saneamento
Para os sistemas de saneamento, estão disponíveis tecnologias de telemetria de dados de pressão e vazão, que possibilitam a antecipação de falhas estruturais e a ativação de sistemas de contenção emergencial.
Esses sistemas de telemetria hoje são compatíveis com o GIS, permitindo:
- Um monitoramento em vista eficiente,
- Tomada de ação e mobilização rápidas,
- Maior controle sobre a integridade dos ativos.
5. Redes Elétricas Inteligentes (Smart Grids) e Proteção contra Inundações
Sistemas de distribuição elétrica podem ser protegidos com redes inteligentes (smart grids) que utilizam sensores para monitoramento contínuo, permitindo:
- Isolar falhas,
- Redirecionar a distribuição de energia em caso de emergência,
- Reduzir significativamente riscos operacionais.
A utilização de materiais resistentes à umidade e sistemas elevatórios para equipamentos críticos minimiza os danos durante episódios de inundação.
Conclusão: Cidades Resilientes: O Futuro da Gestão de Riscos Climáticos
A adoção de tecnologias avançadas para o planejamento e monitoramento de inundações é essencial para garantir a resiliência das infraestruturas urbanas.
Geotecnologias, modelagem hidrológica, IoT e IA oferecem soluções eficazes para a gestão proativa de riscos, possibilitando uma resposta mais ágil e eficiente frente aos desafios climáticos.
Eficiência Operacional e Redução de Custos com Planejamento Antecipado
Para gestores de ativos de redes de utilidades públicas como saneamento e distribuição elétrica, investir nessas ferramentas não é apenas uma questão de segurança, mas também de eficiência operacional e redução de custos com danos e manutenção corretiva.
A resiliência urbana dependerá cada vez mais da capacidade de integrar conhecimento geoespacial, dados em tempo real e tomada de decisão automatizada para mitigar impactos e proteger infraestruturas críticas.
Referências:
ESRI CANADA, 2024. How to create a flood simulation in ArcGIS Pro. Disponível em: https://resources.esri.ca/water/how-to-create-a-flood-simulation-in-arcgis-pro-2
RODRIGUES, C.; MOROZ-CACCIA GOUVEIA, I. C.; LUZ, R. A.; VENEZIANI, Y.; SIMAS, I. T. H.; SILVA, J. P. Antropoceno e mudanças geomorfológicas: sistemas fluviais no processo centenário de urbanização de São Paulo. Revista do Instituto Geológico (Online), v. 40, p. 105-123, 2019.
SIMAS, I. T. H.; RODRIGUES, C. ; HOOKE, J. M. . Geotechnologies and increased accuracy in original and anthropogenic morphologies mapping applied to flood risk assessment. SEMIL/SP: Derbyana, v. 45, p. 1-17, 2024.
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