Blog do Tucci

A Profa Cíntia Bertachhi Uvo é Meteorologista pelo Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas, mestrado em Meteorologia pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais e doutorado em Engenharia de Recursos Hidricos pela Universidade de Lund, Suécia. Atualmente é professora titular do Departamento de Engenharia de Recursos Hídricos da Universidade de Lund, atuando principalmente nos seguintes temas: hidrometeorologia, variacoes climáticas e seus efeitos na disponibilidade de recurso hídricos. Tem trabalhado em projetos vários países como Senegal, África do Sul, Tunísia, Irã, Japão e Estados Unidos.

Tucci - 1. Neste blog o Prof. Molion descartou que o efeito estufa estivesse realmente aquecendo o Planeta e o prof. Pedro Dias argumentou a relevância dos estudos do IPCC e o aquecimento global devido a emissão destes gases. Qual é a sua visão sobre o assunto?

Cíntia: Eu acredito firmemente que é a interação entre as variações climáticas naturais e efeito estufa que determinam nossa atual condição climática. Não há como excluir uma coisa ou outra. Importante é ressaltar que essas duas características climáticas agem em escalas de tempo diversas. Enquanto o efeito estufa tende a aquecer atmosfera continuamente, as variações climáticas oscilam em escala de tempo de anos a décadas e podem tanto esquentar quanto esfriar a atmosfera, dependendo da fase em que se encontram.
Infelizmente, a cultura científica da última década se desenvolveu de forma a separar mudança climática de causa antropogênica de variações climáticas naturais de forma a uma quase ignorar a existência da outra. Uma possível razão para essa separação está na incapacidade dos modelos climáticos de representar satisfatoriamente variações climáticas naturais, sendo o ENSO uma das poucas exceções. Dessa forma, muitos cenários climáticos foram desenvolvidos negligenciando-se quase que totalmente as variações climáticas naturais.
Entretanto, a partir de 2007, pelo menos aqui pela Suécia, novas pesquisas passaram a se direcionar para a integração dessas duas faces do clima, talvez levadas pela possível mudança de fase da Oscilação Decadal do Pacífico para sua fase fria, o que tenderia a resfriar a atmosfera. Passou então a ser importante saber o quanto do aquecimento atual é gerado pelas variações naturais e o quanto pela ação do efeito estufa. A grande dificuldade continua a ser a representação correta de variações climáticas naturais usando modelos físicos. Para essa escala de tempo, modelos puramente estatísticos têm se mostrado bem mais satisfatórios.

Tucci - 2. Segundo foi destacado pelo Prof. Dias, o IPCC avalia que atualmente os forçantes devido ao efeito estufa são maiores que os da variabilidade natural do clima, mas quando usamos os modelos climáticos para prever até o final do século os resultados não mostram os períodos anômalos como a década de 60 no rio Paraguai, que são mais graves para sociedade. Não seria uma falha destes modelos e qual seria esta confiabilidade?

Cíntia - Não compartilho da opinião de que as forçantes relacionadas ao efeito estufa seriam mais relevantes que as variações naturais. Ambas são importantes.
Existem importantes variações naturais que atuam em diferentes escalas de tempo. Por exemplo, a Oscilação Decadal do Pacífico, como o nome indica, oscila numa escala de dezenas de anos. Por outro lado, oscilações como a Oscilação do Atlântico Norte (NAO), a Oscilação Antártica (AAO) ou o El Niño-Oscilação Sul (ENSO), atuam em escala mensal a anual. Cada uma dessas oscilações modulam o clima global de forma diferente e razoavelmente definida, entretanto, a interação entre elas, isto é, quando várias dessas oscilações estão ativas ao mesmo tempo, as conseqüências no clima podem ser inesperadas, uma vez que elas interagem entre si de forma não linear.
Um excelente exemplo dessa interação é justamente a década de 60 no rio Paraguai. Durante toda essa década, os níveis desse rio estiveram muito abaixo da média. Como não houve mudança significativa do uso do solo e nem da água durante esses anos na bacia, a causa dessa anomalia no nível do rio foi basicamente a diminuição das chuvas, isto é, uma variação climática. Esses baixos níveis do rio foram, na verdade, resultado de uma interação entre diversos fenômenos climáticos. Durante essa década, a PDO esteve predominante e fortemente negativa, assim como a AAO e a NAO. Por outro lado, o ENSO esteve predominante e fortemente positivo. Cada um desses fenômenos climáticos atuarem diferentemente sobre a precipitação da região da bacia do rio Paraguai de forma direta ou indireta. A interação entre eles, nesse período, teve como conseqüência a redução das chuvas nessa região o que resultou em uma década de níveis abaixo da média no rio Paraguai.
Este caso é um exemplo claro que como a representação de fenômenos climáticos naturais, assim como a interação entre eles, ainda não é feita satisfatoriamente pelos modelos climáticos.

Tucci - 3. O grande dilema atual da sociedade é de ter observado que o clima não é estacionário como os engenheiros e estatísticos planejaram a infra-estrutura em geral como: energia, abastecimento de água, navegação, controle de inundação, agricultura, etc. A variação do clima tem sido a chave da sobrevivência econômica, social e ambiental. Como você recomendaria aos engenheiros planejar para o futuro?

Cíntia- Esse é realmente o grande desafio da engenharia moderna de infra-estrutura, a meu ver. Numa discussão sobre esse problema recentemente, ouvi um engenheiro argumentar que “o clima nunca foi estacionário a engenharia sempre considerou como se fosse. Por que mudar esse conceito agora?” Acho que é hora de mudar porque o conhecimento mudou. Hoje temos o conhecimento muito claro de que o clima varia em diferentes escalas de tempo. Seria imprudente continuar a considerá-lo como estacionário. Técnicas estatísticas mais avançadas devem ser usadas para o recálculo de curvas de IDF e também de período de retorno das chuvas.

Tucci - 4. Devido as incertezas dos modelos climáticos os pesquisadores têm usado “emsemble de condições iniciais” (vários valores iniciais) e emsembles de modelos” (vários modelos) para estimar o futuro do clima. O que se observa é que os modelos conseguem reproduzir os valores médios sazonais, mas filtram totalmente as variabilidades interanuais, que são as mais importantes. Isto é real? o que você acha que poderia ser feito para melhorar?

Cíntia- A idéia dos ensembles de modelos tem como base o reconhecimento de que modelos possuem erros inerentes a eles. Emsemble de modelos é uma tentativa de “balancear” os erros inerentes de diferentes modelos através de uma média entre eles. Note que o conceito de média está inserido no conceito de ensembles, por isso raramente outros valores, a não ser os médios, são bem representados pelo ensembles. Na verdade, se os modelos climáticos tivessem a capacidade de resolver satisfatoriamente as variações climáticas interanuais causadas por oscilações atmosféricas, uma média entre eles ainda poderia mostrar o sinal dessas variações. A grande questão volta então à capacidade dos modelos climáticos de resolver essas variações climáticas de forma satisfatória. Alguns modelos já começam a apresentar resultados melhores em relação a variações climáticas. Acredito que seja apenas uma questão de tempo para que modelos climáticos sejam capazes de representar satisfatoriamente as variabilidades climáticas naturais. Enquanto isso, os modelos estatísticos são uma melhor alternativa para se estimar variabilidades interanuais.

Tucci - 5. A restrição da emissão de gases para atmosfera poderia ter dois benefícios: o local, pela melhoria do ar circunvizinho e o mundial pela redução do efeito estufa. Você acredita que o segundo é realmente efetivo? como realmente comprovar isto com um sistema tão complexo?

Cíntia - A restrição da emissão de gases para a atmosfera será, sem dúvida, o resultado mais positivo de todo esse movimento em relação às mudanças climáticas e ao aquecimento global. Seja qual for a causa do atual aquecimento, natural ou antropogênica, a redução da poluição é um fato muito positivo para todo o meio ambiente.
Além de pela emissão de gases, o clima local pode ser afetado de forma muito intensa por mudanças no uso do solo, seja ela tão simples quanto a mudança no tipo de cultura plantada ou tão drástica quanto a derrubada de uma floresta para o cultivo do solo ou para a construção de uma cidade. Entretanto, a resposta da atmosfera local a essas mudanças, principalmente a mudanças pequenas, é pouco conhecida. Recentemente a Universidade de Lund iniciou uma pesquisa em cooperação com o IPH e o IAG-USP, para, com o uso de um modelo hidrológico completamente acoplado a um modelo atmosférico regional, examinar localmente os efeitos de variações do uso do solo e da água na atmosfera. Acredito que as respostas trazidas por essa pesquisa vão incrementar, consideravelmente, a possibilidade futura de um melhor entendimento das respostas da atmosfera a variações locais de solo e água.

Tucci - 6. Quais são as linhas de pesquisa que você considera fundamental para a realidade científica e tecnológica nesta área?

Cíntia - A meu ver, é extremamente importante, e urgente, melhorar nosso entendimento sobre a interação entre as variações climáticas naturais e também a causada pelo efeito estufa.
Importante também é manter espaço para as discordâncias entre grupos de pesquisa. Consenso raramente existe em ciência, especialmente em temas tão complexos.

Como reação aos fortes impactos ambientais vivenciados pelo forte crescimento econômico depois da segunda guerra mundial, a sociedade criou legislações para controle destes impactos logo depois dos anos 70 a nível mundial e no Brasil nos anos oitenta buscando controlar este processo por mecanismos chamados de “ comando-controle”.
A evolução do simples controle veio com os conceitos do desenvolvimento sustentável introduzido no final dos anos 80. A prática deste processo vem se consolidando dentro do mundo corporativo apenas nos últimos anos, onde os fundamentos do chamado ISR Investimento Socialmente Responsável são absorvidos e transformados em ações práticas. Isto envolve a combinação dos fundamentos da gestão como eficiência, lucro e ética se combinam com o social e o ambiental.
A tendência é que o investidor, além do lucro, escolha empresas que praticam princípios fundamentais relacionados aos aspectos sociais: respeito e valorização do pessoal, práticas trabalhistas adequadas, etc; práticas ambientais adequadas obtidas através de deferentes certificações, que são mecanismos independentes de avaliação das atividades e respeito ambiental. Por exemplo, a certificação de madeira obtida por floresta com manejo adequado, reuso da água dos processos industriais, tratamento de efluentes e obediência da legislação ambiental, entre outros. A governança envolve a ética corporativa, transparência, equidade entre as partes nas suas ações.
Os princípios do ISR evoluíram da década de 70 para cá por meio de vários grupos, desde Sullivan em 1971, CERES em 1989, Pacto Global das Nações Unidas, até os princípios do Equador em 2002.
O pacto Global tem 10 princípios que se baseiam no seguinte: direitos humanos, direitos do trabalho, princípios ambientais (Rio 92), convenção da ONU contra corrupção. Os princípios do Equador foram propostos pelo IFC ligado ao Banco Mundial, em 2002. Vários bancos internacionais e brasileiros são signatários dos princípios do Equador que se aplicam a financiamentos acima de US $ 10 milhões. Os principais fatores considerados nesta avaliação são: (a) Gestão de risco ambiental: proteção à biodiversidade e adoção de mecanismos de prevenção e controle de poluição; (b) Proteção à saúde, à diversidade cultural e étnica e adoção de Sistemas de Segurança e Saúde ocupacional; (c) Avaliação de impactos socioeconômicos, incluindo as comunidades e povos indígenas, proteção a hábitats naturais com exigência de alguma forma de compensação para populações afetadas por um projeto; (d) Eficiência na produção, distribuição e consumo de recursos hídricos e energia e uso de energias renováveis; (e) Respeito aos direitos humanos e combate à mão-de-obra infantil.
O mercado tem utilizado indicadores ambientais de grupos de empresas que adotam estes princípios nas suas práticas corporativas. Isto permite dar visibilidade aos grupos que adotam as práticas do ISR para o investidor. No Brasil dois dos principais indicadores são
Índice de Ações com Governança Corporativa Diferenciada (IGC) e o Índice de Sustentabilidade Empresarial (ISE). O primeiro mostra a evolução de algumas empresas do Novo mercado e possuem boa liquidez. O segundo compõe a evolução das ações de empresas consideradas sustentáveis.As empresas também possuem critérios específicos para fazerem parte do índice. No exterior cada bolsa possui um ou mais índices relacionados com o ISR. Este processo incentiva as empresas a adotarem os padrões esperados pelos índices.
Este é um processo em evolução que certamente trata de dar mais credibilidade na relação investimento e lucro com os aspectos sociais e ambientais.

Para uma revisão sobre o assunto leia o texto para download:
http://rhama.net/AVALIAISR.pdf

As inundações que aparecem com grande freqüência no noticiário sobre várias cidades brasileiras, no período chuvoso, leva a todos a questionar o seguinte: Por que tem ocorrido um aumento tão grande destas ocorrências, será que não existe solução? Este impacto, apesar de danoso para estes locais tem produzido o benefício de chamar a atenção da população para as inundações urbanas.
Para transformar um espaço natural em urbano, são construídas áreas impermeáveis, sarjetas, bueiros, condutos que alteram o escoamento da água precipitada em direção aos rios. O ambiente urbano aumenta o volume escoado, a produção de material sólido como sedimentos e lixo e a piora da qualidade da água devido a lavagem das superfícies urbanas contaminadas.
Os engenheiros foram ensinados no passado a drenar a água da chuva o mais rápido possível rio abaixo. Este processo aumenta ainda mais as inundações pois o escoamento acelerado é amplificado, chegando a aumentar de 6 a 7 vezes com relação as suas condições rurais. Infelizmente temos ainda universidade no Brasil que continuam ensinando desta forma!!! (se você estiver numa universidade deste tipo questione seu professor e denuncie).
Nos países desenvolvidos como Estados Unidos e outros da Europa, Austrália, entre outros identificaram desde da década de 70 que era insustentável economicamente continuar acelerando o escoamento para jusante e aumentando os canais e condutos. A solução foi buscar amortecer a inundação gerada pela impermeabilização ou recuperar a capacidade de infiltração natural das áreas impermeabilizadas através de pavimentos permeáveis ou drenando o escoamento de áreas impermeáveis para superfícies permeáveis. Este tipo de ação trouxe como benefício a redução da vazão para jusante e a diminuição do diâmetro dos sistemas de drenagem. Uma detenção (reservatório a seco) pode retornar a vazão de cheia aos valores de bacia rural utilizando apenas de 1 a 2% da área drenada com custo da ordem R $ 40 - 80/m3, que representa de 1/3 a 1/10 do custo da canalização.
Atualmente a legislação destes países exige : (a) vazão de projeto de um loteamento ou lote antes e depois da ocupação deve ser a mesma, portanto o proprietário deve introduzir o dispositivo que desejar, mas não transfere para o sistema público de drenagem o efeito da sua urbanização; (b) toda a drenagem proveniente de áreas impermeáveis como telhados deve passar por filtros que permita a melhoria da sua qualidade da água e do aumento da infiltração; (c) a drenagem preserva os condicionantes ambientais naturais; (d) os bueiros dos loteamentos retém parte do lixo que chega na drenagem. Grande parte da preocupação destes países atualmente está no controle da qualidade da água pluvial que transporta metais e produtos químicos de lavagem das ruas. O controle quantitativo das inundações já ocorreu.
A realidade das cidades brasileiras é ainda distante deste cenário e um dos principais problemas reside na formação defasada de engenheiros e arquitetos que atuam no ambiente urbano e da falta de legislação que obrigue o controle deste problema. A maioria das cidades utiliza sempre o conceito de canalização dos trechos que trazem dois prejuízos: custo muito superior ao controle sustentável e aumento das inundações rio abaixo.
A cidade de Porto Alegre aprovou no seu Plano Diretor Urbano (em 2000) a necessidade de controle do escoamento em nível dos novos loteamentos e novos empreendimentos estão se desenvolvendo dentro deste novo conceito de controle da vazão máxima na fonte, com bons resultados. Em Campo no Plano Diretor que está sendo realizado foi proposto o controle da vazão, da qualidade da água e dos sedimentos. Infelizmente esta ainda não é uma prática na grande maioria das cidades do país.
A solução dos problemas atuais continua sendo por meio da construção de condutos e canais como se observa no conjunto de projetos aprovado no âmbito do PAC do governo federal e implementado pela Caixa Econômica Federal, apesar do programa se chamar ironicamente de “ drenagem sustentável”. A demanda dos municípios continua distorcida por falta de qualificação de projetos.
A solução deste problema passa pela modernização de todo sistema institucional federal, estadual e municipal, pois atualmente em quase todas as cidades o esgotamento sanitário, lixo e drenagem urbano são tratados separadamente sem uma coordenação adequada de ações, como se a realidade pudesse ser separada para que cada um resolvesse uma parte (nove mulheres não geram uma criança em um mês!!). Não existe mais espaço para planos independentes e isolados.
A busca de uma drenagem sustentável passa pela capacidade do poder público de legislar, cobrar e desenvolver projetos de controle, do ensino de engenheiros e arquitetos de novos padrões de projeto e de ensinar a população a contribuir para esta sustentabilidade através de ações e controles do dia da cidade.

O comportamento do rio Paraguai no Pantanal foi uma grande surpresa para mim quando pela primeira vez trabalhei com as suas informações na década de 80. Este estudo foi um dos primeiros estudos de regionalização hidrológica no país, no qual criamos um manual para a Eletrobrás.
No início do estudo encontramos dois grandes desafios:

(a) ao contrário do que imaginávamos, a vazão nos afluentes e no próprio rio Paraguai diminui quando os rios entram no Pantanal (em alguns aumentam) durante as vazões altas e aumenta durante as vazões mínimas.
(b) verificou-se um grande aumento de vazão máxima e vazão média, depois de 1973, ao longo do rio Paraguai e afluentes. Os valores chegavam a variar de duas ordens de magnitude.

A diminuição das vazões (caso a acima) nos deixou muito intrigado por que não era em apenas um trecho, mas isto acontecia em quase todos dentro do Pantanal. Para encurtar este relato, depois de uma longa análise dos dados, verifiquei que os rios dentro do Pantanal, que é uma planície com baixa declividade, formam leques aluvionares com grandes planícies de inundação. As vazões (hidrograma) provenientes do Planalto do rio Paraguai (áreas acima de 200 m) descem para o Pantanal e seus rios possuem menor capacidade de escoamento devido à baixa declividade da linha de água, e restrições de escoamento a jusante. O volume excedente vai para as planícies e grande parte não retorna, retendo nos lagos internos que se formam. Parte se evapora, pois o balanço hídrico dentro do Pantanal é negativo (chuva é menor que evapotranspiração potencial) e parte se infiltra aumentando a recarga no período seco. No entanto, como os hidrogramas vêm com grande parte de sedimentos, as lagoas da planície que se formam tendem a colmatar o fundo e reduzir a parcela da infiltração. Nos afluentes do rio Paraguai como Cuiabá, Taquari, entre outros a tendência é de redução da ordem de 50% do volume de água e sedimentos para jusante que fica retido na planície e parte até no próprio leito, já que o rio tende a contribuir para a Planície e não ao contrário. Por exemplo, a cota de fundo da seção do rio Taquari, próximo ao rio Paraguai é a maior cota de fundo da seção que considera também a planície. Ao longo do rio Paraguai a redução pode chegar a valores de 20%.
Este tipo de cenário ocorre em menor escala em outros rios com grande planície de inundação, como em alguns trechos do Amazonas.

Quanto ao aumento das vazões (caso b acima), foi possível identificar a sua causa porque existe uma única série longa da bacia em Ladário, próximo de Corumbá, com dados de 1900 até os dias de hoje, enquanto todos os outros postos iniciaram depois de 1965. Verificou-se que ocorreu um período de 13 anos (1960-1973) com precipitações e vazões muito baixas. Em Ladario, entre 1900 e 1960 as cotas de inundações flutuaram em cerca de 4,0 m, enquanto entre 1960 e 1973 flutuaram em cerca de 2,00 m e depois de 1973 vêm flutuando acima de 5,0 m. Portanto, o aumento, foi o retorno a uma situação pré-existente e a década de 60 foi muito seca com áreas de inundação do Pantanal da ordem de 16 mil km2 enquanto que depois disso as áreas médias chegaram a 50 mil km2, com efeitos importantes da convivência da população e do próprio ambiente com os condicionantes climáticos.
Qual seria então a causa desta variação? Os três vilões (quando isto for um problema) tradicionais podem ser: uso do solo, mudança climática (antrópica) ou variabilidade climática (natural). Verificou-se que a grande parcela foi variabilidade climática natural com algum efeito do uso do solo.

Este conjunto de comportamentos hidrológicos observados faz do Pantanal um sistema em constante dinâmica, pois a água da planície é que permite a sustentabilidade do banhado, caso contrário a região tenderia se transformar numa área de cerrado, pois o seu próprio balanço hídrico não garantia umidade por períodos longos de seis meses quase sem chuva, como é a realidade local. No entanto, na variabilidade inter-anual isto produz descontinuidades como a década de 60 que leva o banhado (e a população que dele vive) a condicionantes restritivos para o banhado benéficos para parte da população que possuem gado. Um proprietário que comprou uma propriedade com 20% de chance de inundação ao ano na década 60, passa a ter mais de 85% de chance depois de 73.

Será que estamos preparados para estes caprichos do clima e da natureza?
Para mais informações sobre este assunto: http://rhama.net/revparagua.pdf
O artigo ainda não foi publicado e o documento é uma minuta

Figura 1 Mapa de fluxos do Pantanal

Figura níveis máximos no Pantanal