O aumento da frequência e intensidade de eventos climáticos extremos em decorrência das mudanças climáticas têm gerado um grande desafio para a engenharia e a gestão de infraestrutura. Uma ferramenta central para lidar com esses desafios é o conceito de “período de retorno”, essencial para planejar, projetar e implementar obras que minimizem os riscos associados a eventos como ressacas, tempestades, enchentes e secas.
Em ambientes marítimos, é de especial interesse o cálculo de extremos de marés (para projetos de drenagem, barreiras, entre outros) e extremos de ondas (para dimensionar obras em contato com ondas de gravidade).
O que é o Período de Retorno?
O período de retorno é uma medida probabilística usada na engenharia e na climatologia para estimar a frequência com que um evento extremo de uma certa magnitude (ou maior) pode ocorrer em determinado local. Expresso em anos, ele indica a média de tempo entre eventos similares, como uma chuva intensa que ocorre, em média, uma vez a cada 50 anos (evento de 50 anos), ou uma seca severa que ocorre a cada 100 anos.
Na prática, o período de retorno ajuda a dimensionar as estruturas de engenharia, como sistemas de drenagem, barragens, pontes, orlas e prédios, de forma a garantir que esses empreendimentos suportem eventos climáticos de uma gravidade previamente definida. Esse cálculo envolve métodos estatísticos aplicados a dados históricos, como o maior nível de maré atingido na última década e as ondas mais altas num determinado ponto costeiro.
Aplicações na engenharia civil e infraestrutural
Os projetos de obras costeiras devem levar em consideração as forçantes naturais máximas de um determinado local. Estruturas como pontes e barreiras, por exemplo, são projetadas para resistir a eventos com períodos de retorno específicos. Um exemplo é o planejamento de sistemas de drenagem em áreas litorâneas. Projetos de macrodrenagem e microdrenagem devem levar em consideração as marés extremas da região, para que sejam evitados problemas como alagamentos, inundações e poluição das águas em áreas urbanizadas em momentos de chuvas fortes com incidência de marés altas. Obras costeiras contra erosão, portos e obras estuarinas também podem se beneficiar com o conhecimento das cotas máximas de maré e altura de ondas extremas locais.
Como os eventos extremos são determinados?
A determinação dos eventos extremos (maior incidência de uma forçante num determinado período) envolve a análise de dados climáticos históricos. Primeiramente, engenheiros e climatologistas identificam eventos climáticos extremos que ocorreram no passado e determinam suas magnitudes. Em seguida, aplicam métodos estatísticos, para extrapolar a frequência com que eventos dessa magnitude podem ocorrer no futuro.
Um desafio é que esses cálculos normalmente partem do princípio de que o clima permanece estável ao longo do tempo. No entanto, com as mudanças climáticas, eventos de períodos de retorno altos, como inundações de 100 anos, têm ocorrido com maior frequência, desafiando a confiabilidade das estimativas.
O cálculo do período de retorno envolve análise estatística, dados históricos de eventos climáticos em uma região específica e estudos específicos para cada atividade. São usados registros meteorológicos, hidrológicos e até estudos de sedimentos e vegetação para reconstruir padrões climáticos.
Além disso, os cálculos de parâmetros extremos devem ser constantemente atualizados à medida que se observa uma maior frequência de eventos extremos associados às mudanças climáticas.
Acesso a relatórios especializados
Contar com dados extremos específicos para o local do empreendimento, já no início do planejamento, pode auxiliar todo o ciclo de vida do projeto. Isso evita que os primeiros projetos conceituais sejam baseados em dados de baixa qualidade, que podem gerar retrabalhos e cálculos de investimentos fora da realidade. A disponibilidade de bases de dados e tecnologias de Data Science, com apoio de especialistas, podem auxiliar empresas e instituições que necessitam de resultados rápidos de extremos ambientais.
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