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As inundações são um dos desastres naturais mais mortíferos e dispendiosos nos EUA, causando milhares de milhões de dólares em danos todos os anos. Só em 2024, as inundações destruíram casas em mais de uma dúzia de estados e ceifaram mais de 165 vidas.
O sudeste do Texas foi atingido repetidamente por enchentes repentinas na primavera e depois atingido novamente pelo furacão Beryl. Num momento de partir o coração, um menino de 4 anos foi arrastado depois que o carro de sua família foi submerso durante uma tempestade perto de Fort Worth.
No Alto Centro-Oeste, dias de chuva em maio causaram inundações ao longo do rio Mississippi e seus afluentes. Uma tempestade lenta no Nordeste em agosto causou inundações catastróficas em Connecticut.
As montanhas da Carolina do Norte e do Tennessee sofreram algumas das inundações mais devastadoras do ano, quando os remanescentes do furacão Helene atingiram em setembro. Chuvas fortes caíram sobre montanhas, transformando riachos e rios em torrentes que arrastaram casas e veículos. Mais de 100 pessoas morreram na Carolina do Norte e seis trabalhadores afogaram-se quando a sua fábrica de plásticos foi inundada no Tennessee.
Departamento de Transporte do Texas via AP
Tempestades como estas intensificam-se mais rapidamente, enfraquecem mais lentamente e produzem precipitações mais extremas que a terra não consegue absorver com rapidez suficiente. Embora muitas zonas costeiras estejam a tornar-se mais preparadas para furacões e inundações causadas pelas marés, o risco de inundações interiores é menos compreendido ou facilmente antecipado.
Estas catástrofes sublinham a importância de avisos de cheias rápidos e precisos. Eles também são um lembrete de que ainda existem grandes lacunas nos sistemas que monitoram os níveis dos fluxos nos EUA.
A cobertura atual é inferior a 1% das hidrovias
O Serviço Meteorológico Nacional utiliza modelos avançados para emitir alertas de enchentes. Estes modelos baseiam-se em tendências históricas, informações sobre a cobertura do solo e numa rede de mais de 11.800 medidores de fluxo – sensores que fornecem dados quase em tempo real sobre precipitação, caudal e profundidade da água – para simular o fluxo de água. Muitos desses dados estão disponíveis online em tempo real.
No entanto, a rede de medição de fluxo cobre menos de 1% dos rios e córregos do país.
A implantação de um único sensor custa mais de US$ 25.000 para medidores federais permanentes, e quase 70% desses custos podem recair sobre as comunidades. Estes elevados custos iniciais, combinados com o aumento das despesas operacionais, limitam significativamente a cobertura dos sensores – particularmente em bacias hidrográficas pequenas e urbanas propensas a inundações repentinas. O Serviço Geológico dos EUA reconhece que estes sensores por si só não fornecem dados suficientes em intervalos suficientemente rápidos para abordar totalmente o risco de inundações .
Sem dados, o risco é muitas vezes subestimado
O risco de inundação pode ser estimado em cursos de água sem medidores de fluxo, mas não com tanta precisão.
Nessas áreas, os computadores usam dados de cursos de água semelhantes para estimar o fluxo dos rios. No entanto, estes pressupostos, juntamente com os dados limitados e a evolução dos efeitos das alterações climáticas, introduzem incerteza.
Os modelos resultantes subestimam frequentemente o fluxo em riachos mais pequenos e ignoram os efeitos da urbanização. Em particular, podem ignorar novos riscos em áreas de rápido desenvolvimento, onde as alterações na paisagem e mais pavimento podem rapidamente canalizar a água de formas arriscadas.
Esses modelos de inundação são usados para mais do que avisos. Eles também orientam as avaliações de risco para o desenvolvimento, seguros e decisões sobre a construção de infraestruturas de proteção, pelo que a precisão é importante.
Um estudo de caso na Filadélfia
Uma inundação repentina em julho de 2023 em Lower Makefield, um subúrbio de Filadélfia ao longo do rio Delaware, destaca os desafios da cobertura insuficiente de dados na urbanização de bacias hidrográficas.
Em 15 de julho, fortes chuvas transformaram Houghs Creek, um pequeno afluente do rio Delaware, em uma torrente mortal, destruindo a Washington Crossing Road e prendendo vários veículos. Os sobreviventes relembraram o caos:
“De repente, 7 centímetros de água, 10 centímetros de água, trinta centímetros de água vindo em nossa direção”, disse Chloe Weissman.
“Este enorme jorro de água acabou de descer… de uma colina”, acrescentou Eli Weissman. “À medida que descia, os carros começaram a flutuar. [We] apenas tentamos sobreviver, deitados de costas, com os pés para baixo, agarrando árvores, agarrando vinhas, agarrando tudo o que podíamos para nos mantermos à tona.
Imagem do Google
Julie Arbit/Universidade de Michigan
O Serviço Meteorológico Nacional emitiu um alerta de enchente repentina às 17h18, mas um alerta por telefone só foi acionado às 18h09 – após o início da enchente. Embora o rio Delaware tenha um curso de água próximo, os modelos de inundação não previram as rápidas inundações ao longo deste pequeno afluente.
A urbanização em torno de Houghs Creek tornou estes eventos mais perigosos e menos previsíveis, à medida que superfícies impermeáveis canalizam rapidamente a água para áreas baixas. A inundação repentina ressaltou a necessidade de dados hiperlocais para melhorar os modelos preditivos e permitir avisos mais precoces e precisos.
Expandindo a cobertura dos níveis de inundação dos riachos
Colmatar as lacunas de dados é essencial para melhorar a previsão meteorológica e a gestão de emergências.
Uma solução promissora é expandir a rede de streamgage através de parcerias público-privadas e incentivar governos estaduais e locais, pequenas empresas, instituições académicas e organizações sem fins lucrativos a construir e operar os seus próprios sensores. Uma maior cobertura permite previsões de cheias mais precisas e oportunas, levando a melhores alertas, comunidades mais preparadas e respostas de emergência mais eficazes quando ocorrem catástrofes.
Engenheiros do Digital Water Lab da Universidade de Michigan criaram um exemplo de solução de baixo custo e fácil de implantar para monitoramento de inundações. Em seu núcleo está um controlador conectado a um sensor ultrassônico que mede os níveis de água de uma forma semelhante à forma como os morcegos navegam usando o som. Os dados podem ser transmitidos em tempo real para análise rápida.
Laboratório Digital de Água/Universidade de Michigan, CC BY-ND
A simplicidade e o preço acessível – cerca de 800 dólares por sensor – deste sistema permitem uma implementação generalizada, fornecendo informações críticas às comunidades. Técnicas como a validação de leituras em relação às medições de precipitação, a calibração de sensores com estações de monitoramento federais e o uso de aprendizado de máquina supervisionado podem aumentar a confiança no valor desses dados gerados por terceiros e por cidadãos.
Eventualmente, sensores não federais como estes poderão ser integrados em modelos federais de inundação.
Entretanto, os investigadores criaram bases de dados de código aberto que consolidam todos os dados de medição conhecidos e permitem ao público fornecer informações. Esses conjuntos de dados combinados permitem modelos de inundações mais avançados e robustos, como o modelo de previsão de inundações do Google, que cobre grandes áreas do país.
Futuro do monitoramento de inundações
Várias universidades estão a trabalhar em conjunto numa colaboração chamada FloodAware para desenvolver um sistema que integra “câmaras de inundação”, publicações nas redes sociais, sensores de cidades inteligentes e muito mais para detectar e alertar os residentes sobre inundações repentinas. Reunir estas ferramentas poderia expandir enormemente os dados disponíveis para meteorologistas e gestores de emergência, melhorando as avaliações e alertas de risco de inundação.
A combinação de diversas fontes de dados numa plataforma partilhada estabeleceria um sistema de monitorização de cheias mais abrangente e acessível. Acreditamos que isso capacitaria as comunidades com as informações de que necessitam para defender medidas de protecção, aumentando, em última análise, a resiliência face às alterações climáticas.
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