Pesquisa Entre secas e inundações

Estudo mapeia a bacia hidrográfica da RMBH com base em eventos extremos

O comportamento hidrológico no Brasil é sazonal: no Sul e Sudeste, por exemplo, as chuvas começam no fim da primavera e se intensificam no verão, enquanto o período seco permanece durante o outono e inverno. Embora esse padrão se repita ano a ano, a distribuição de chuvas dentro do período chuvoso não acontece de forma proporcional, da mesma forma que alguns períodos de estiagem se estendem por mais tempo e despertam o risco de crise hídrica e racionamento de água. Essa inconstância dos índices pluviométricos acende o alerta para a necessidade de serem pensadas, constantemente, medidas para atenuarem os efeitos desses eventos hidrológicos.

Foi justamente um desses períodos de longa estiagem, mais precisamente o que assolou a Região Metropolitana de Belo Horizonte (RMBH) no ano de 2014 e que se prolongou até 2015, que despertou no professor Márcio Campos, do Curso de Engenharia Elétrica do Campus Contagem, o interesse em investigar o tema. A partir daí, ele desenvolveu a pesquisa Previsão de inundações e secas nas bacias hidrográficas de Belo Horizonte utilizando a análise estatística de eventos extremos, desenvolvida por meio do Fundo de Incentivo à Pesquisa (FIP), da PUC Minas.

“A previsão de chuvas é de extrema relevância para o planejamento de operação de reservatórios de água, para implementação de políticas públicas e para a defesa civil, entre outros”, justifica o professor. A partir das análises extraídas, é possível, por exemplo, identificar regiões mais vulneráveis e priorizar investimentos nesses locais, planejar o controle dos níveis dos reservatórios, ajudar a garantir operações mais assertivas em períodos de secas e também quando há excesso de chuvas, entre outras medidas.

Para identificar o comportamento das precipitações na RMBH, Márcio Campos analisou estatisticamente os dados pluviométricos da região, desde a década de 1940 até os dias atuais, coletados no HidroWeb, banco de dados que reúne informações históricas sobre recursos hídricos do Brasil, como qualidade da água, quantidade de chuvas, nível e vazão dos rios e quantidade de sedimentos das bacias hidrográficas de todos os estados brasileiros, mantido pela Agência Nacional de Águas (ANA) com foco em eventos extremos: inundações e secas severas.

As informações registradas no banco de dados, recolhidas por meio de 23 pluviômetros espalhados pela bacia hidrográfica da região, foram analisadas por meio de técnicas estatísticas e de inteligência artificial baseadas em ‘séries temporais’. A coleta dos dados foi automatizada com um software, desenvolvido pelo professor, para dar suporte a pesquisas e análises estatísticas de dados. Para identificar os eventos extremos, foi utilizada uma medida internacional, denominada Índice Padronizado de Precipitação – Standardized Precipitation Index (SPI). Com esse índice, foi possível calcular a precipitação acumulada e verificar a ocorrência dos eventos, em uma escala que categoriza o SPI em sete níveis, que vão de extremamente chuvoso a extremamente seco.

Perfil semelhante

O resultado foi o mapeamento de três regiões com perfil de chuvas semelhantes. A primeira engloba os municípios de Baldim, Belo Horizonte, Betim, Brumadinho, Caeté, Florestal, Ibirité, Itatiaiuçu, Jaboticatubas e Juatuba; uma segunda região composta pelas cidades de Nova Lima e Mateus Leme; e a terceira, que agrupa Lagoa Santa, Sabará, Vespasiano, Pedro Leopoldo e Taquaraçu. Nessas regiões, é possível perceber a prevalência de períodos chuvosos entre 1976 e 1985 e a de períodos secos de 1986 até 2015, sendo que o período seco de 2014, que durou três meses e foi o motivador da pesquisa, atingiu marca recorde. Os testes estatísticos realizados não apontaram chuvas extremas em nenhuma região, mas apontaram secas extremas nas estações de Brumadinho, Nova Lima, Lagoa Santa, Jaboticatubas, Juatuba e Pedro Leopoldo.

Novo algoritmo

A pesquisa produzida por Márcio Campos está vinculada à sua tese de doutorado, na qual ele desenvolve novas técnicas de previsão de eventos extremos, baseados em inteligência artificial, a partir das séries históricas de determinados eventos. “Como vivemos em uma região muito suscetível a eventos hidrológicos, resolvi direcionar a pesquisa para essa área, mas essa técnica se aplica a várias áreas do conhecimento como, por exemplo, em bolsas de valores, em que se faz necessário preverem grandes altas ou grandes baixas de suas ações”, afirma.

A partir do levantamento do perfil de chuvas da região, o professor pretende desenvolver um algoritmo de previsão baseado em técnicas de inteligência artificial que, utilizando dados históricos, possa apontar tendências de estiagem e de inundações, bem como identificar os ciclos (ou seja, a periodicidade) em que estes fenômenos se desenvolvem para permitir que os órgãos públicos possam fazer um planejamento de médio prazo. Um protótipo já foi desenvolvido e aplicado para a estação de Ponte Nova do Paraopeba, localizada em Juatuba. “Os resultados qualitativos obtidos indicam que o algoritmo tem desempenho, no mínimo, tão bom quanto outras técnicas estatísticas, de aprendizado de máquina e de inteligência artificial”, revela o professor.

Políticas públicas

Segundo a Secretaria de Meio Ambiente de Contagem, avaliações de situações extremas são realizadas periodicamente no município, e há planejamento em diversas frentes, como projetos com foco na valorização dos recursos hídricos, fiscalização e educação ambiental, como o Contagem das Nascentes, Cidade Verde. Já as políticas para o período chuvoso são convergidas no Plano de Contingência da Defesa Civil do município, que prevê a valorização da prevenção e a manutenção de alerta nesses períodos.

“A enchente, muito mais que pelo excesso de chuva, é causada pela falta de planejamento urbano e excesso de degradação ambiental. Atuando de forma efetiva em locais de erosão e carreamento de material e fazendo esforço para manutenção da cobertura vegetal, o município age efetivamente neste problema, pois, com o plantio em massa de árvores, há, consequentemente, a diminuição do impacto pluviométrico”, explica Eric Machado, da Diretoria de Planejamento Ambiental e Fiscalização de Meio Ambiente.