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Usando um novo conjunto de dados, Rafael Prieto-Curiel do Complexity Science Hub e seus colegas analisaram as coordenadas e a superfície de 183 milhões de edifícios em quase 6.000 cidades em todos os 52 países da África. Com seu modelo, eles quantificam a forma das cidades. Assim, eles mostram que se a população de uma cidade dobra, a demanda de energia associada aos deslocamentos triplica. Esses resultados mostram claramente como será importante planejar cidades em rápido crescimento de maneira sustentável.
“Nosso modelo nos permite estimar os requisitos de transporte e as necessidades de energia das cidades africanas com uma precisão nunca antes vista”, diz Prieto-Curiel, pesquisador do Complexity Science Hub.
Juntamente com Jorge E. Patino da Universidad EAFIT e Brilé Anderson da OECD, ele estudou um conjunto de dados recentemente publicado do Google AI. Com esses dados inéditos, os pesquisadores mediram a distância média entre edifícios em 6.000 cidades africanas e o utilizou como um proxy para a demanda de energia relacionada à mobilidade. A África é um lugar excepcional para esta pesquisa. Em comparação, existem menos de 400 áreas metropolitanas nos EUA. Além disso, as cidades africanas crescerão mais rápido do que nunca.
“Com base na distância entre os edifícios, calculamos a distância esperada e o tempo de viagem para cada pessoa dentro de uma cidade”, explica Prieto-Curiel. O resultado: dobrar a população significa triplicar os custos de energia. Afinal, mais pessoas estão viajando longas distâncias.
Cidades grandes tendem a ser redondas, cidades pequenas em forma de salsicha
Este efeito triplicador deve-se em parte à morfologia urbana e à forma como as cidades crescem. “Construir edifícios maiores (área e altura) perto do centro da cidade reduz a distância de deslocamento, bem como o consumo de energia da cidade e ajuda a preservar os espaços verdes”, explica Prieto-Curiel em uma de suas descobertas.
A equipe também aprendeu que as grandes cidades tendem a ter uma forma diferente das cidades menores. À medida que crescem, as cidades maiores tendem a se tornar um pouco mais arredondadas e compactas. Cidades menores tendem a ter mais formato de salsicha.
Forma de Salsicha Aumenta a Poluição
Imagine duas cidades com o mesmo número de habitantes. Se um for redondo e compacto, os objetos e as pessoas estarão relativamente próximos uns dos outros. Se o outro tiver a forma de uma salsicha, algumas pessoas devem gastar mais tempo e energia para ir de um lado para o outro. O problema com isso não é apenas o tempo, mas também a poluição. Então uma cidade parecida com uma salsicha causa mais poluição por causa de sua forma.
“Frequentemente, as cidades crescem na periferia à medida que mais moradias são construídas em áreas onde a cidade está crescendo. Esse tipo de crescimento urbano aumenta as distâncias de deslocamento e torna mais difícil fornecer serviços suficientes para as novas casas, como esgoto e eletricidade”, disse. Prieto-Curiel explica.
Um olhar sobre o futuro da África
Em muitas partes do mundo já ocorreu uma extensa urbanização. Na África, as próximas três décadas trarão mudanças profundas, indicam as previsões. Atualmente, cidades como Cairo, Lagos, Luanda, Dar es Salaam, Nairóbi e Adis Abeba abrigam milhões de pessoas, e espera-se que aumentem consideravelmente de tamanho nas próximas décadas.
“Até 2050, a África terá mais 950 milhões de pessoas vivendo em cidades, acima dos 574 milhões de pessoas em 2015”, afirma Prieto-Curiel. Mais edifícios – apartamentos, escolas, hospitais, etc. – terão de ser construídos.
Onde e como esses novos edifícios são construídos é muito importante porque as decisões de hoje estarão conosco nas próximas décadas. E a morfologia resultante das cidades impacta permanentemente nas necessidades energéticas de uma cidade. “Devemos planejar especialmente aquelas cidades que crescerão extremamente rápido nos próximos vinte anos com consideração especial. Elas devem ser extremamente resistentes a muitos desafios”, enfatiza Prieto-Curiel.
Combinando Enormes Quantidades de Dados
Para realizar este estudo, a equipe de pesquisa reuniu grandes quantidades de dados: um novo conjunto de dados do Google AI forneceu coordenadas de cada edifício nas cidades da África. Em combinação com dados de Africapolis, Centro Aeroespacial Alemão e OpenStreetMap, os pesquisadores mediram a forma de quase 6.000 cidades em toda a África.
Eles então construíram um conjunto de indicadores. Indicadores como o número de edifícios, sua superfície construída, a quantidade de espaço usado pelo centro da cidade, quão alongada ou compacta é uma cidade – para citar apenas alguns. Esses indicadores tornam todas as cidades comparáveis pela primeira vez — grandes e pequenas.
“Até agora só tínhamos imagens de satélite, mas era muito difícil manipular essas fotos. Principalmente em cidades menores, não é tão fácil identificar o que é um prédio”, explica Prieto-Curiel. O novo conjunto de dados de acesso aberto do Google AI mudou isso. Usando um processo de aprendizado de máquina, ele pode definir os vértices de cada edifício como coordenadas. Como uma cidade feita de peças de Lego.
Novos Dados, Novas Chances
Grande parte do conhecimento coletivo das formas urbanas nas cidades africanas e das futuras necessidades energéticas baseou-se em amostras de apenas algumas cidades. Avanços como os dados usados para este estudo e suas descobertas são fundamentais para o futuro das cidades. Só assim poderemos colocar a urbanização em um caminho de resiliência e sustentabilidade nas próximas décadas.
“Nossos resultados mostram que as necessidades futuras de energia para o transporte podem ser incrivelmente complicadas se as tendências continuarem”, afirma Prieto-Curiel. Projetar formas urbanas compactas, densas e melhor conectadas ajudará as cidades a serem mais sustentáveis e habitáveis. Particularmente no caso das cidades africanas que experimentarão um rápido crescimento nas próximas décadas.
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