À medida que as alterações climáticas amplificam as inundações urbanas, eis como as comunidades podem tornar-se ‘cidades-esponja’

“Quando chove, chove forte” já foi uma metáfora para coisas ruins que aconteciam em grupos.Agora está se tornando uma afirmação de fato sobre as chuvas em um clima em mudança.

Em todo o território continental dos EUA, eventos intensos de precipitação em um único dia estão se tornando mais frequentes, alimentado pelo aquecimento do ar que pode reter níveis crescentes de umidade.Mais recentemente, as áreas ao norte de Houston receberam 30 a 50 centímetros de chuva em vários dias no início de maio de 2024, levando a estradas inundadas e evacuações.

No início do ano, San Diego recebeu 2,72 polegadas (7 centímetros) de chuva em janeiro22 que danificou quase 600 casas e deslocou cerca de 1.200 pessoas.Duas semanas depois, um rio atmosférico despejou 5 a 10 polegadas (12 a 25 centímetros) de chuva em Los Angeles, causando deslizamentos de terra generalizados e deixando mais de um milhão de pessoas sem energia.

Eventos como estes despertaram interesse nas chamadas cidades-esponja – uma abordagem abrangente à mitigação de inundações urbanas que utiliza designs inovadores de paisagem e drenagem para reduzir e abrandar o escoamento, ao mesmo tempo que permite que certas partes da cidade inundem com segurança durante condições meteorológicas extremas.As técnicas da cidade esponja diferem de outras abordagens de gestão de águas pluviais porque são dimensionadas para tempestades muito maiores e precisam ser aplicadas em quase todas as superfícies urbanas.

Sou um engenheiro de recursos hídricos que estudos e projetos estratégias para a gestão sustentável das águas pluviais urbanas.Em resposta aos recentes episódios de inundações, alguns países dos EUAas cidades estão a começar a tomar medidas no sentido da incorporação de conceitos de cidades-esponja nos seus planos de gestão de águas pluviais, mas a maioria destes projectos ainda são pilotos.Para que este conceito evolua para o novo padrão de desenho urbano, as autoridades municipais e os promotores terão de encontrar formas de ampliar e acelerar este trabalho.

O problema das águas pluviais

Por mais de um século depois dos EUAas cidades começaram a instalar sistemas de esgoto centralizados em meados de 1800, os canos transportavam águas pluviais – chuva ou neve derretida que foge de ruas e edifícios – para rios ou portos próximos.Esta abordagem reduziu as inundações locais, mas poluiu as águas adjacentes e exacerbou os riscos de inundações mais a jusante.

O 1972 Lei da Água Limpa foi projetado para tornar as águas do país pescáveis ​​e navegáveis ​​até 1983, mas não conseguiu atingir esse objetivo.Uma das principais razões foi que a lei inicialmente se concentrou em reduzir apenas fontes pontuais – descargas de poluição provenientes de uma fonte identificável, como uma conduta que descarrega resíduos humanos ou industriais.

No final da década de 1980, o Congresso alterou a lei para abordar fontes difusas ou difusas de poluição da água, incluindo águas pluviais.Os engenheiros começaram a projetar sistemas para capturar sedimentos na “primeira descarga” do escoamento, uma vez que se acreditava que poluentes nocivos, como metais pesados, aderiam a essas partículas.

Até hoje, a infraestrutura verde e outras práticas de gestão de águas pluviais nos EUAsão normalmente projetados para deter, reter ou filtrar apenas os primeiros 2,5 a 5 centímetros (1 a 2 polegadas) de escoamento.Individualmente, eles não conseguem capturar todo o escoamento gerado durante tempestades maiores, o tipo de eventos que são tornando-se mais frequente devido às mudanças climáticas.Além disso, a gestão das águas pluviais muitas vezes não é necessária em parcelas de terreno mais pequenas, que podem representar colectivamente uma grande fracção das bacias hidrográficas urbanas.

Todos estes factores limitam a capacidade das infra-estruturas verdes para reduzir os riscos de inundações.

Tornando a infraestrutura mais ecológica, pouco a pouco

O termo “cidade esponja” originado na China por volta de 2010, mas nos EUAcidades têm empregou ideias semelhantes desde a década de 1970 melhorar a qualidade da água em rios e córregos.

No início dos anos 2000, a ideia de projetar comunidades para filtrar e absorver águas pluviais ficou conhecida como infraestrutura verde.Os reguladores e as empresas de serviços públicos consideraram-na uma estratégia potencialmente rentável para cumprir as regulamentos federais de água limpa.Nas cidades onde os sistemas de esgotos pluviais existentes descarregam directamente em riachos, lagos e rios, a infra-estrutura verde tinha o potencial de filtrar os poluentes das águas pluviais antes de estas fluirem para esses cursos de água.

Em centenas de cidades, principalmente no Nordeste e Centro-Oeste, as águas pluviais e residuais são transportado nas mesmas tubulações de esgoto.A infra-estrutura verde ofereceu uma estratégia para desviar as águas pluviais do sistema de esgotos para locais onde pudessem penetrar no solo.Isso ajudou a reduzir as chances de os sistemas de esgoto transbordarem e enviarem águas pluviais e águas residuais não tratadas nas águas locais.

Cidades como Filadélfia, Nova York, Cincinnati, São Francisco, Cleveland, Washington, D.C. e Kansas City, Missouri, têm gastou bilhões de dólares nos últimos 20 anos, para modernizar paisagens desenvolvidas com jardins de chuva, telhados verdes, pavimentos permeáveis, zonas húmidas construídas e outras medidas de controlo de águas pluviais à escala local.A maioria desses sistemas, entretanto, foi instalada em áreas que produziam maior poluição da água e não eram dimensionadas para lidar com grandes tempestades.

Na melhor das hipóteses, a infra-estrutura verde foi instalada em terrenos de propriedade pública e necessária em empreendimentos novos ou redesenhados de grande escala.Revelou-se muito mais difícil incorporar infra-estruturas verdes em parcelas de terreno mais pequenas e de propriedade privada, que colectivamente constituem uma percentagem significativa de áreas de bacias hidrográficas urbanas.

Em algumas cidades, alguns novos empreendimentos ainda são aprovados sem qualquer sistema de tratamento de águas pluviais necessário ou análise das formas dramáticas pelas quais as suas águas pluviais podem causar inundações em propriedades a jusante e adjacentes.E em muitas cidades, as águas pluviais de pequenas parcelas de terra podem passar sem tratamento para sistemas de esgoto canalizados.Se muitas dessas parcelas estiverem localizadas na mesma vizinhança, esta prática comum pode aumentar os riscos de inundação a jusante.

Cada superfície é importante

Em meu laboratório na Universidade Drexel estamos estudando soluções para inundações na região de Eastwick, no sudoeste da Filadélfia.Este bairro fica na extremidade jusante de uma bacia hidrográfica suburbana de 77 milhas quadradas.Quando chove forte rio acima, Eastwick inunda.Em 2020, a tempestade tropical Isaias inundou algumas casas com mais de 4 pés (1,2 metros) de água.

Os nossos modelos informáticos sugerem que se a infra-estrutura verde convencional tivesse existido para tratar o escoamento de 65% das superfícies impermeáveis ​​da bacia hidrográfica, Isaias não teria causado a inundação de Eastwick.Mas isso representa cinco vezes mais tratamento do que o que as comunidades a montante estão a planear como parte dos seus planos. planos estaduais de redução de poluentes de águas pluviais.

Alguns críticos dizem que este nível de ecologização não é técnica, logística ou socialmente viável.Mas para que a noção de cidades-esponja se torne realidade, as cidades terão eventualmente de descobrir como chegar lá.

Para chegar a 65%, estas cidades precisariam tratar o escoamento de quase todos os telhados, estacionamentos e superfícies de estradas com alguma forma de infraestrutura verde.Se o espaço dedicado para novos jardins pluviais e zonas húmidas no terreno for limitado, os estacionamentos poderão ser adaptados com asfalto permeável ou betão que permita a passagem da água até ao solo por baixo.Os telhados poderiam ser convertidos em telhados verdes com vegetação que retêm e retêm águas pluviais.

Nesta visão de cidade-esponja, as ruas seriam recontornadas para direcionar as águas pluviais para parques e campos recreativos construídos abaixo da superfície da rua e projetados para inundar com segurança durante condições climáticas extremas.As áreas naturais existentes seriam aproveitadas para armazenamento de águas pluviais, melhorando a sua ecologia.

Dependendo de onde ocorrem chuvas extremas, estes sistemas podem funcionar individualmente ou em conjunto, imitando a modularidade e a redundância encontradas nos ecossistemas naturais.

Encontrando o dinheiro

Nas cidades-esponja, cada superfície precisa estar conectada a um espaço que possa inundar com segurança.Passar da infra-estrutura verde tradicional para cidades-esponja requer políticas, planos e incentivos integrados que apliquem este tipo de soluções onde quer que chova.

Os estacionamentos podem ser projetados para inundar e liberar água lentamente.O mesmo pode acontecer com quadras de basquete, parques, praças e até ruas, conforme prescrito em Copenhague, o plano de gestão de Cloudburst da Dinamarca.

Tal transformação do ambiente construído não pode ser totalmente financiada pelos serviços públicos de águas pluviais.Estas organizações enfrentam uma série estonteante de requisitos regulamentares e não conseguem aumentar as taxas acima da capacidade de pagamento dos seus clientes.

Uma forma de arrecadar mais dinheiro seria por meio de colaborações entre agências municipais responsáveis ​​por melhorias em estradas, parques, pátios escolares e outros terrenos públicos que também atraem dólares federais, como Projetos de resiliência Cloudburst da cidade de Nova York..Em alguns casos, o financiamento de terceiros poderia complementar o esforço.Um exemplo é uma colaboração entre a cidade de Nova York e o Trust for Public Land para adicionar recursos de infraestrutura verde a um pátio escolar do Bronx para ajudar a reduzir inundações locais.

As cidades também poderiam oferecer incentivos para modernizar e ampliar os sistemas existentes de gestão de águas pluviais em terras privadas.Poderia ser criado um sistema de comércio para vender a capacidade residual a proprietários próximos que não tenham oportunidades de gestão de águas pluviais no local.

Esta estratégia não é barata, mas a inação também não.Inundações interiores causou US$ 177,9 bilhões em danos de 1980 a 2022, e desastres de bilhões de dólares são tornando-se mais frequente com as mudanças climáticas.

À medida que os eventos climáticos extremos se tornam mais prevalentes, espero que os padrões de planeamento e design urbano evoluam para incluir conceitos de cidade-esponja.E esta abordagem mais robusta à gestão de águas pluviais continuará a figurar de forma proeminente em todos os tipos de decisões municipais e privadas de concepção e desenvolvimento.