Como podemos nos proteger de inundações fluviais?

As inundações fazem parte do ciclo natural da água e trazem consigo grandes benefícios ambientais – como recarregar os aquíferos, criar ambientes propícios para os ecossistemas, fertilizar os solos e aliviar os excessos de vazão de uma crescente, o que evita inundações abaixo do lugar onde ocorrem. No entanto, é necessário administrar adequadamente os riscos associados, já que representam um dos fenômenos naturais mais frequentes.

* Este artigo foi publicado na Revista Geociências SURA | Edição 2 | Setembro de 2017.

O que são inundações?

As inundações são, possivelmente, os fenômenos mais recorrentes na natureza e podem ser desencadeados devido a múltiplos fatores de origem natural, como tormentas tropicais, tsunamis, fenômenos macroclimáticos de grande escala – como o ENSO (El Niño Oscilación del Sur, em espanhol), principalmente em suas fases El Niño e La Niña –, e chuvas torrenciais geradas pela dinâmica climática local.

Dependendo de sua origem, as inundações podem ser classificadas principalmente em costeiras, pluviais e fluviais. 

Inundações costeiras: associadas ao aumento do fluxo das ondas devido a outro tipo de fenômenos naturais, como tsunamis e marés ciclônicas, essas últimas ocasionadas quando a trajetória e velocidade dos ventos de um ciclone tropical aumentam a altura das ondas sobre solos continentais, o que inunda zonas próximas à costa.

Inundações pluviais: relacionadas com a insuficiência na capacidade de eliminação das redes de águas pluviais, seja por erros nos projetos ou na construção do sistema, ou pela ocorrência de pre- cipitações extraordinárias que superam os parâmetros de design. 

Inundações fluviais: estão associadas ao transbordamento do fluxo de correntes naturais devido ao trânsito de crescentes que excedem a capacidade hidráulica do canal natural. São geradas quando um volume considerável de água, proveniente das chuvas ou dos processos de degelo, chega às correntes principais das bacias hídricas a uma velocidade tal que supera a capacidade dos leitos para transitar o fluxo. 

Existem outros tipos de mecanismos naturais que podem incidir na ocorrência de inundações, como deslizamentos induzidos por sismos ou por chuvas torrenciais em zonas de solos instáveis de alto declive.

Quando os deslizamentos ocorrem sobre a ladeira de uma corrente, o leito pode ser obstruído devido ao deslocamento de um volume de solo e rochas e formar uma represa natural. Essa estrutura pode falhar posteriormente, fazendo com que o volume de água represado acima seja liberado de maneira súbita, descendo com uma alta concentração de sólidos provenientes do material do deslizamento. 

Dependendo de sua origem, as inundações podem ser classificadas principalmente em costeiras, pluviais e fluviais.

 

Como estimar o potencial de inundação de um rio?

Existem basicamente três aproximações diferentes para estimar o potencial de inundação de um rio sobre um percurso específico em sua bacia hídrica. Cada aproximação tem vantagens e limitações frente às outras e sua eleição depende da escala espacial (regional ou local) de interesse, da necessidade pontual do estudo e do nível de detalhe desejado, o que garante em todos os casos a validade da aproximação selecionada para a região específica que será analisada, conforme explica o mestre Jaime Trujillo.

Aproximações geomorfológicas

Características: permitem realizar análise em uma maior escala espacial. Devido ao tipo de informação requerida, sua análise é econômica e rápida.

Fontes: topografia regional obtida a partir de sensores remotos como satélites. Registros de níveis fluviais históricos.

Usos: estudos regionais de inundação. Estudos de planificação e desenvolvimento urbano. Validação de estudos hidrológicos e hidráulicos. Análise de pré-viabilidade de projeto de obras de controle de inundações. 

Limitações: só é possível obter manchas de inundação aproximadas. Não são aptos ao projeto detalhado de obras hidráulicas.

Reconstruções de grandes inundações recentes

Características: permitem determinar zonas inundáveis em função da ocorrência
de eventos recentes.

Fontes: fotografias aéreas tomadas de zonas inundadas a partir de satélites,
voos tripulados ou drones.

Usos: estudos regionais de inundação. Estudos de planificação
e desenvolvimento urbano. Validação de estudos hidrológicos e hidráulicos.

Limitações: por si só não permitem associar a zona afetada à recorrência do evento.  Não é possível identificar o potencial de inundação em zonas não afetadas pelos eventos históricos ante eventos com uma menor probabilidade de excedência.

Modelos matemáticos 

Características: representam as condições físicas que dão lugar aos processos que originam as inundações fluviais.  Permitem obter parâmetros-chave para o design de obras hidráulicas, como a velocidade e profundidade do fluxo. É a aproximação que permite obter resultados com um melhor nível de detalhe.

Fontes: levantamento topográfico do leito e das planícies de inundação. Registros históricos de informação hidrométrica da corrente que será analisada.

Usos: estudos de detalhe para o design de obras hidráulicas. Estudos de planificação e desenvolvimento urbano.

Como estimar a frequência das inundações?

Na linguagem da engenharia relacionada com análises hidrológicas e hidráulicas é comum usar a expressão “período de retorno” para fazer referência à probabilidade de ocorrência de uma crescente de certa magnitude. Mas, o que isso significa? O conceito de “período de retorno” pode ser frequentemente confuso, já que costuma ser mal interpretado como a recorrência exata de uma crescente em um período de tempo específico. Por exemplo, quando falamos de uma crescente com um período de retorno de 100 anos acreditamos que estamos nos referindo a um evento que ocorre uma vez a cada 100 anos, o que não é totalmente correto. 

Na verdade, o período de retorno é uma estimativa do intervalo médio de ocorrência de uma crescente superior ou igual a certa magnitude. Assim, por exemplo, quando falamos de crescentes com períodos de retorno de dez anos, estamos nos referindo ao fato de que quando fizemos a média dos intervalos de tempo em que ocorreram eventos de igual ou maior magnitude obtivemos um intervalo médio de ocorrência de aproximadamente dez anos. No entanto, é possível que ocorra mais de um evento de igual ou maior magnitude em um período de tempo menor.

Isso significa que uma crescente com um período de retorno de 100 anos tem uma probabilidade de 1% de ser igualada ou excedida em um ano qualquer e uma crescente com um período de retorno de 50 anos tem uma probabilidade de 2% de ser igualada ou excedida em qualquer ano. 

Como mitigar as inundações?

Existem diferentes situações nas quais é inevitável ocupar zonas que apresentam algum potencial de inundação. A maneira em que alguns centros povoados são estruturados ou simplesmente os requerimentos específicos associados às atividades realizadas por alguns tipos de indústrias são exemplos disso. Por esse motivo, é muito importante entender a ameaça de inundação e dessa maneira realizar a gestão das ações propensas a mitigá-la.

Talvez o mecanismo mais eficaz para controlar a ameaça por inundações em centros povoados seja mediante os instrumentos de planificação urbana, os quais servem para definir e restringir os usos do solo em uma zona urbana ou rural a partir de suas capacidades e diferentes níveis de risco. No entanto, é possível encontrar zonas que, mesmo com esse primeiro controle por parte das entidades governamentais, apresentam um risco de inundação fluvial importante. Então, o que fazer?

Existem diferentes medidas estruturais e não estruturais para mitigar a ameaça por inundação nas zonas que poderiam ser afetadas diante de um evento dessa natureza. 

As medidas estruturais estão orientadas à definição, projeto e construção de obras civis que permitam mitigar a ameaça caso ela se materialize. Barreiras, terraplenagens, diques, muros de contenção, represas, reservatórios, dragados no leito e canalizações são algumas das medidas estruturais que, sob uma concepção adequada, uso dos materiais competentes e um processo construtivo correto podem ser determinantes na mitigação do risco.

Adicionalmente, existem outros tipos de medidas complementares que podem garantir a resiliência das instalações localizadas em zonas com determinado risco por inundação, como a distribuição e disposição de painéis elétricos em lugares altos, a instalação de válvulas antirretorno nos sistemas de eliminação e o uso de materiais resistentes ao contato com a água durante longos períodos.

Por outro lado, as medidas não estruturais se concentram na gestão do risco associado a esse tipo de fenômeno. Os estudos de avaliação de ameaça por inundação, os instrumentos de planificação urbana, as campanhas de conscientização em áreas de proteção ambiental, os sistemas de monitoramento e prognóstico de inundações fluviais e a elaboração de planos de ação e contingência fazem parte desse tipo de medida. 

Monitoramento e prognóstico 

Conhecer os mecanismos de monitoramento de variáveis hidrométricas relacionadas com inundações e estar informado sobre os prognósticos de inundação a curto e médio prazo constituem um aspecto-chave para a gestão adequada do risco por parte das entidades governamentais, tanto quanto para os responsáveis pelas decisões nas empresas, pois o conhecimento dessa informação pode ser determinante para salvaguardar a vida das pessoas, diminuir o impacto econômico e material e garantir a continuidade dos negócios.

Graças aos avanços tecnológicos relacionados com a telemetria, vem sendo possível tirar proveito da informação obtida por satélites, radares e outros tipos de sensores hidrométricos, com o objetivo de realizar o monitoramento de variáveis físicas inerentes às inundações, como precipitação, umidade do solo, níveis e vazões dos rios, o que permite se antecipar à ocorrência desse tipo de fenômeno.

A união desses sistemas de monitoramento constitui a base dos sistemas de alerta precoce, os quais se encontram comumente localizados nas bacias hídricas onde existe um alto índice de ocupação urbana, e são os encarregados de processar a informação capturada pelos sensores e emitir alertas sobre a ameaça de transbordamento dos rios. Geralmente estão integrados aos serviços hidrológicos e meteorológicos nacionais e locais.

Além dos alertas emitidos pelos sistemas de alerta precoce, a incidência de certos fenômenos meteorológicos de macroescala sobre o comportamento climático regional e a possibilidade de monitorar esses fenômenos permitem tomar medidas de precaução ao saber suas consequências em nível regional.

Um exemplo disso é a ocorrência do El Niño Oscilación del Sur, em espanhol em qualquer de suas duas fases extremas: El Niño e La Niña, as quais podem gerar chuvas persistentes por um longo período, dependendo da região geográfica. Esse fenômeno macroclimático apresenta seus primeiros sinais no Oceano Pacífico Equatorial antes que suas consequências sejam notadas em terra, por isso é possível monitorar seu estado atual e seu futuro impacto por meio de índices como o Índice de Oscilação do Sul (da sigla em inglês, SOI) e o Índice Multivariado do ENSO (da sigla em inglês, MEI) e dos boletins emitidos pela Administração Oceânica e Atmosférica Nacional dos Estados Unidos (NOAA, em inglês).

Fontes

• Jaime Trujillo D. Engenheiro civil e mestre em Ciências da Universidade do Mississippi. 
• Juan Pablo Restrepo. Engenheiro civil e especialista em Recursos Hidráulicos da Universidade Nacional da Colômbia.