Pesquisadores desenvolvem modelo de suscetibilidade a deslizamentos de terra pós-incêndio florestal

Em junho de 2016, o incêndio do Complexo San Gabriel devastou o sul da Califórnia. Enquanto queimava, o fogo causou danos que afetaram negativamente a área ao redor muito depois que as chamas se extinguiram. Em 2019, três anos após os incêndios terem sido extintos, os efeitos do desastre contribuíram para uma série de deslizamentos de terra após uma tempestade.

O professor e presidente da Berger, Farshid Vahedifard, do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, está desenvolvendo um modelo que pode prever o momento e a localização geral desses deslizamentos de terra rasos provocados pelas chuvas após incêndios florestais para ajudar as comunidades a mitigar danos maiores.

Vahedifard liderou um grupo multidisciplinar e multi-institucional com o objetivo de reduzir a vulnerabilidade de comunidades carentes aos impactos de incêndios florestais e riscos geológicos em cascata relacionados a incêndios florestais — como deslizamentos de terra — em um clima em mudança.

Houve um aumento sem precedentes na frequência e gravidade dos incêndios florestais em diversas regiões, com 2020 marcado como o ano mais ativo de incêndios florestais no oeste dos EUA. Embora os impactos diretos dos incêndios florestais sejam devastadores como eventos isolados, seu legado pode durar muito tempo depois que as chamas forem extintas.

Após incêndios florestais, riscos em cascata, como deslizamentos de terra e fluxos de detritos, podem ocorrer, resultando em um efeito cascata catastrófico. Riscos em cascata relacionados a incêndios florestais se estendem além das áreas queimadas e do entorno imediato, afetando populações locais e regionais.

Vahedifard e sua equipe estão trabalhando para aprimorar os modelos atuais para entender os fatores complexos que definem a evolução dos incêndios florestais e riscos em cascata e seus impactos. Como parte desse esforço, eles desenvolveram e testaram recentemente um modelo baseado em física para prever a suscetibilidade de áreas queimadas a deslizamentos de terra desencadeados por chuvas. Os pesquisadores descreveram seu trabalho em dois artigos recentes, intitulados “Modelagem hidromecânica da evolução da suscetibilidade a deslizamentos de terra em escala regional pós-incêndio florestal” em Geologia de Engenharia e “Estabilidade pós-incêndio de encostas não saturadas contra deslizamentos de terra provocados pela chuva” em O futuro da Terra.

Vahedifard e sua equipe também discutiram recentemente a interação entre riscos geológicos e mudanças induzidas por incêndios florestais nas propriedades do solo, cobertura da terra e processos próximos à superfície em seu artigo “Interdependências entre alterações induzidas por incêndios florestais nas propriedades do solo, processos próximos à superfície e riscos geológicos” em Ciência da Terra e do Espaço.

À medida que o incêndio florestal queima, ele enfraquece os sistemas de raízes e as copas das árvores e outras vegetações. Os incêndios também podem criar ou fortalecer uma camada hidrofóbica na superfície do solo, contribuindo para mais escoamento quando chove. Nos últimos anos, os incêndios florestais mudaram para elevações mais altas, e todos esses fatores se combinam para aumentar o potencial de deslizamentos de terra. O desenvolvimento urbano também avançou para áreas mais montanhosas, colocando algumas comunidades em risco de danos significativos devido a deslizamentos de terra.

A maioria dos modelos de previsão de deslizamentos de terra desencadeados por chuvas atualmente disponíveis são empíricos ou específicos da região e devem ser retreinados para cada área em que são usados. Muitos modelos dependem de dados históricos, que não levam em conta as mudanças nos padrões climáticos e de tempo.

Este estudo de Vahedifard e colegas é um dos primeiros a desenvolver uma estrutura baseada em física para gerar mapas de suscetibilidade de deslizamentos de terra rasos desencadeados por chuvas em áreas perturbadas por incêndios florestais. O modelo baseado em GIS leva em consideração os impactos temporais e espaciais do incêndio florestal nas propriedades do solo e da cobertura da terra, processos próximos à superfície e interceptação do dossel.

Com o projeto atualmente em seu terceiro ano, os pesquisadores aplicaram seu trabalho ao San Gabriel Complex Fire como um estudo de caso. Eles descobriram que áreas de queima moderada a alta estavam em maior risco de deslizamentos de terra em comparação com áreas não queimadas ou de baixa queima. No geral, o modelo pode potencialmente prever o momento e os locais gerais de deslizamentos de terra rasos desencadeados por chuvas após incêndios florestais, o que pode ajudar as comunidades a criar melhores estratégias para gerenciar riscos em cascata.

Na Tufts, Vahedifard desenvolve soluções transformadoras para questões emergentes relacionadas a comunidades e sistemas de infraestrutura resilientes ao clima, ao mesmo tempo em que incorpora justiça ambiental. Além de deslizamentos de terra e incêndios florestais, sua pesquisa abrange outros eventos extremos, incluindo secas e inundações. Em particular, ele se concentra nas necessidades e desafios enfrentados por comunidades historicamente carentes e socialmente vulneráveis ​​em relação a esses perigos.