Modelos hidrológicos desenvolvidos por alunos da USP São Carlos ajudam a prever riscos de desastres

Estudantes da EESC desenvolveram nova versão de modelos comunitários capaz de reunir técnicas avançadas de simulações de inundações em rios e várzeas, com sistema de alerta antecipado, e também de secas severas

Cortesia: Mário Mediondo (EESC-USP)

Estudantes da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC), da Universidade de São Paulo (USP), desenvolveram uma nova versão de modelos hidrológicos e hidrodinâmicos comunitários capazes de reunir as técnicas mais avançadas de simulações de inundações em rios e várzeas, mesmo em locais com pouca ou nenhuma informação coletada previamente.
 
Além de oferecer previsões mais detalhadas, os novos modelos facilitam a definição de políticas públicas para zoneamento em áreas de risco e sistema de alerta antecipado com maior prevenção de riscos de desastres.
 
Os novos modelos foram desenvolvidos pelo laboratório Water-Adaptive Design & Innovation (TheWADILab) em colaboração entre professores e alunos da EESC e da Universidade do Texas, em San Antonio, nos EUA. Uma primeira versão do modelo hidrológico-hidrodinâmico com transporte de massas poluidoras foi publicada em revista especializada, e já existem aplicações, como o planejamento da drenagem futura da cidade de São Carlos (SP), outra para rompimento de barragens e até melhorias que aceleram o tempo de processamento interno e assertividade das estimativas desses modelos, incluindo a qualidade de água. Outras aplicações desses modelos estão sendo realizadas fora do Brasil, como em bacias com forte antropização na Índia e nos EUA.
 
“Considerando os desafios de simular eventos hidrológicos extremos em biomas sul-americanos, essa nova geração de modelos permite maior flexibilidade e versatilidade de adaptação em vários tipos de regiões, climas, relevos e usos do solo. Inclusive, houve simulações preliminares em regiões que sofreram desastres por inundações na África e no Oriente Médio. Isso permite seu uso aplicado para sistemas de alerta antecipados de inundações, mapeamento de áreas de vulnerabilidade e até previsões acopladas a modelos de mudanças climáticas, seguindo recomendações da Organização Meteorológica Mundial, especialmente para a iniciativa Alertas Antecipados para Todos, que busca soluções para grupos vulneráveis a riscos hidrometeorológicos”, destaca Mário Mendiondo, professor do Departamento de Hidráulica e Saneamento da EESC-USP e coordenador do grupo de alunos responsáveis pelo desenvolvimento dos novos modelos.
 
O objetivo é dar ainda mais robustez ao sistema para ser testado até o final de 2024 e a meta é que ele seja melhorado para se tornar operacional para a COP 30, em 2025. “Temos uma rede extensa de parceiros em todos os continentes, especialmente reunidos em torno do Digital Water Globe, a maior parte deles jovens pesquisadores que seguem de forma comunitária, ou seja, com código aberto para que outras comunidades de pesquisadores ou usuários possam tanto usufruir como melhorar e refinar os modelos de acordo com suas necessidades locais”, explica o coordenador.
 
Alimentação dos modelos
 
Apesar de os atuais modelos de previsão do tempo estarem cada vez mais populares e acessíveis, sozinhos eles não têm capacidade de informar eventuais impactos de enchentes ou inundações na superfície terrestre advindas desses modelos meteorológicos, como explica o professor.
 
“Isso acontece porque os modelos hidrológicos e hidrodinâmicos, que trabalham em escala de células ou pixels de superfície, precisam ser alimentados constantemente com informações da superfície do solo para serem mais assertivos, a partir da meteorologia e estado de umidade do solo, em escala de minutos, horas ou até em um prazo que pode variar entre três e cinco dias. Essas informações são preciosas e fazem toda a diferença para saber até que altura o rio subirá e, assim, salvar vidas em perigo”, destaca Mediondo.
 
Para ilustrar a relevância dos modelos desenvolvidos na Universidade, ele lembra da tragédia das fortes chuvas ocorridas no estado gaúcho: “Ali, houve o envio de alertas prévios do Cemaden [Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais] sobre as iminentes chuvas intensas e com riscos de inundações, deslizamentos e enxurradas. Contudo, esses alertas meteorológicos sem modelos hidrológicos/hidráulicos de superfície não estavam integrados à Defesa Civil local, que não tinha a certeza até onde chegariam as águas de inundação para retirar pessoas a tempo em bairros que foram literalmente arrasados no Vale do Taquari-Antas”.
 
“Em síntese, esses modelos hidrológicos/hidrodinâmicos não estão incorporados em nenhum sistema operacional de alertas nas mais de 40 mil áreas oficialmente mapeadas no Brasil sujeitas aos riscos de alagamentos, enxurradas e deslizamentos nos mais de mil municípios considerados prioritários e com mais de 60 milhões de pessoas morando em alta vulnerabilidade socioeconômica. Esses números ressaltam o forte apelo social para o uso de modelos hidrológicos e hidrodinâmicos mais avançados, de código aberto, comunitários, como os desenvolvidos pelos alunos da EESC”, diz o professor da USP.
 
De acordo com Mendiondo, os modelos também ajudam a estimar melhor os impactos e extensão de outros riscos de desastres, como as secas severas e até a melhor utilização de reservatórios de água doce. Esses temas hoje são tópicos principais de projetos Fapesp coordenados na EESC.
 
Contribuição da ciência comunitária
 
Um dos pontos de destaque neste trabalho foi a prática da ciência comunitária, com a contribuição de alunos da EESC, naturais de diferentes países latino-americanos, tanto no desenvolvimento como na aplicação desses modelos. Além dos brasileiros, o projeto contou com pesquisadores da Colômbia, Costa Rica e de Honduras.
 
“A alta sinergia de projetos interdisciplinares, a colaboração internacional e a transformação dessa ciência mais humanitária, com maior inclusão e diversidade, foram fundamentais para chegarmos nesse ponto do projeto, com modelos feitos por uma ciência comunitária que pode salvar vidas”, celebra Mendiondo.
 
Recentemente, o projeto foi aplicado como caso de estudo para auxiliar na prevenção de riscos de inundações na escala de país de Honduras e a partir dali o próximo passo foi a escala de toda a América Latina.
 
“Tudo isso movido pela criatividade e motivação dos alunos da USP em dar uma atitude social às pesquisas científicas de alto nível internacional e assim ajudar na curricularização das futuras atividades de extensão”, afirma o coordenador.
 
O projeto recebe o apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp); instituições de fomento à ciência no País, além da cooperação da Cátedra Unesco de Águas Urbanas da USP, renovada em 2024 e aderida à nova plataforma de Open Hydrology da Unesco; com Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia (INCT) do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) para Mudanças Climáticas Fase 2 (INCTMC2), coordenado pelo Cemaden do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI); e do Observatório Nacional de Segurança Hídrica e Gestão Adaptativa (ONSEAdapta), coordenado pela Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), e de Combate à Fome (coordenado pela Faculdade de Saúde Pública da USP).