A nossa infra-estrutura está a ser construída para um clima que já desapareceu
Os nossos tubos de drenagem, reservatórios, linhas eléctricas, estradas, sistemas de esgotos, e muito mais, são todos concebidos com base em dados climáticos do passado. Mas com a crise climática vem a incómoda percepção de que o passado não pode prever o que vamos precisar no futuro.
Em 1979, o Corpo de Engenheiros do Exército previu que, até 2014, o 'Lago Optima' de Oklahoma, teria 600.000 visitantes por ano, acampando, pescando, navegando e nadando. Em vez disso, em 2014 o lago estava vazio, uma extensão seca de terra com cerca de três milhas de comprimento. Continua abandonado.
O lago e a barragem de Optima destinavam-se originalmente a controlar as inundações de Beaver Creek e do rio Norte do Canadá. Porém, após 45 milhões de dólares terem sido gastos na sua construção, o lago nunca encheu e nunca atingiu mais de 5 por cento da sua capacidade.
Em outras partes do mundo, ocorreu o oposto. Uma barreira de inundação erguida nos anos 90 nos Países Baixos para proteger Roterdão irá provavelmente falhar 25 anos mais cedo do que estava previsto quando foi construída pela primeira vez nos anos 90. A substituição da barreira custará cerca de mil milhões de euros, dos quais 10 milhões seriam apenas o custo de a derrubar.
Esta é uma questão que os engenheiros e urbanistas continuam a enfrentar, e que revela um problema inerente à forma como planeámos, concebemos, construímos, e fizemos previsões em torno de todas as nossas infra-estruturas. Na sua essência, este problema gira em torno de um conceito chamado estacionaridade.
A estacionaridade é a ideia de que, estatisticamente, o passado pode ajudar a prever e planear o futuro - que as variações no clima, fluxo de água, temperatura e gravidade das tempestades permaneceram e permanecerão estacionárias, ou constantes.
Quase todas as decisões infra-estruturais com que vivemos foram tomadas com o pressuposto da estacionaridade. Os engenheiros fazem escolhas sobre os tubos de drenagem das águas pluviais com base em dados passados de centímetros de chuva. Os engenheiros de pontes concebem fundações que podem resistir a uma certa intensidade de fluxo de água com base na severidade que um determinado local conheceu no passado. Os reservatórios são concebidos para conter água com base em informações históricas sobre o fluxo de água, e as necessidades históricas de água de uma comunidade.
E não é só a água. Os peritos escolhem os materiais de que as linhas eléctricas devem ser feitas com base no calor que já esteve antes num determinado local; se as linhas ficarem demasiado quentes, podem ficar flácidas ou em curto-circuito. O asfalto racha a altas temperaturas, mas é possível conceber misturas para resistir a temperaturas extremas; essas decisões de mistura são tomadas com base em dados meteorológicos do passado. Pistas de comboios, pistas de aeroportos, centrais eléctricas, sistemas de esgotos - todas elas são concebidas tendo em mente o clima do passado.
No entanto, a suposição de um mundo estacionário não resistiu ao teste do tempo, ou das alterações climáticas. Em 2019, a temperatura média em todo o mundo estava 1,7 graus acima da média do século XX; foi o segundo ano mais quente de sempre a ser medido. A temperatura do planeta tem vindo a aumentar de forma constante e os cinco anos mais quentes desde 1880 tiveram todos lugar desde 2015. O aumento da temperatura global está a causar temperaturas e climas extremos que os dados climáticos do passado não podem prever completamente.
Os especialistas dizem que precisamos de uma mudança ideológica na forma como pensamos sobre as infra-estruturas e como estas interagem com o ambiente - descartando a noção de que a nossa história pode ditar o que precisamos no futuro, e em vez disso virarmo-nos para versões mais adaptáveis e flexíveis de infra-estruturas que abracem uma incerteza profunda
"Quando as pessoas dizem que a estacionaridade está morta, estão a dizer que é o passado já não é um bom guia para o futuro", disse Giulio Boccaletti, o director de estratégia e embaixador global da água na The Nature Conservancy. "Isso é bastante importante para um sector como a água que baseou essencialmente os seus projectos em estatísticas do passado."
A não-estacionaridade significa que vivemos num mundo onde não existe tal coisa como o "normal", onde cada novo ano vem cheio de incertezas e a ameaça de extremos que nunca vimos antes. E "a estacionaridade não pode ser reavivada", declarou o jornal Science.
Os engenheiros têm constantemente de fazer escolhas quando concebem infra-estruturas. Se estiver a projectar uma estrada com um sistema de águas pluviais - um tubo por baixo da estrada que afasta a água para evitar inundações - de que tamanho faria o tubo? Teria de ser de um tamanho diferente dependendo se vivia em San Diego, Minneapolis, ou na cidade de Nova Iorque. Os engenheiros não se limitam a escolher um diâmetro aleatório que julgam ser bom - o processo é sistemático, disse Mikhail Chester, professor associado de engenharia civil, ambiental e sustentável na Universidade Estatal do Arizona. "Muitas vezes, a nível nacional, existem sociedades de engenharia que farão recomendações que se integram nos códigos das cidades", disse Chester. "E estas dizem que quando se projecta uma conduta de águas pluviais, é necessário que esta seja capaz de acomodar um evento de 10 anos, ou algo do género".
Um evento de 10 anos não é quando algo acontece de 10 em 10 anos. É quando um evento, como um terramoto ou uma inundação, tem uma probabilidade de 10 por cento de ocorrer todos os anos. Um evento de 100 anos, raramente utilizado na concepção de infra-estruturas, tem uma probabilidade de 1% de ocorrer em cada ano.
Onde é que os engenheiros obtêm essa probabilidade? As estações meteorológicas que recolhem dados - o fluxo de água, a temperatura - temos registos que remontam a 40 a 60 anos. Quando tentam decidir qual o tamanho do projecto, vão frequentemente ao Serviço Meteorológico Nacional ou ao sítio Web da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica. Eles ligam a localização das infra-estruturas para as quais estão a projectar, e vêem como tem sido o passado para essa área. "Este conceito está em todo o lado nas infra-estruturas", disse Chester. Está também intimamente ligado à estacionaridade. Só é útil utilizar dados do passado se se assumir que o futuro será semelhante ao passado. "
Há vinte anos, as discussões sobre estacionaridade versus não estacionaridade eram inexistentes no contexto das infra-estruturas, disse Chester. Só nos últimos 10 anos se começou a discutir, a pesquisar e a publicar sobre como conceber infra-estruturas não estacionárias.
Para complicar ainda mais as coisas, as infra-estruturas não são concebidas apenas para os próximos anos. Idealmente, são para durar décadas.
Ainda não há uma resposta fácil a esta pergunta. A modelação climática é imperfeita, mas digamos que uma previsão estima que as inundações irão ficar 12% piores. Deverão os engenheiros fazer tubos de tempestade 12 por cento maiores? "Não funciona bem dessa forma", disse Chester. "A elevação de tudo não é financeiramente viável". Não temos dinheiro suficiente para melhorar as infra-estruturas que temos, quanto mais começar a torná-las ainda maiores para a incerteza no futuro. É aqui que estamos, como engenheiros, a tentar conciliar o que fazer".
Quando as temperaturas sobem, há mais evaporação, levando a mais secas em algumas áreas, mas também mais humidade na atmosfera, e assim mais chuva noutras. O nível do mar subiu cerca de 7 polegadas desde o início do século XX. Os verões estão a ficar mais quentes. A precipitação durante o furacão Harvey foi 15 por cento mais intensa e três vezes mais provável de ocorrer devido às alterações climáticas causadas pelas actividades humanas.
As nossas infra-estruturas já são inadequadas face a estas mudanças e, no futuro, quando o clima tiver mudado ainda mais, tornar-se-ão ainda mais inadequadas. Em 2014, pela primeira vez, o relatório de Avaliação Climática Nacional incluiu uma secção sobre as formas como as alterações climáticas ameaçavam as infra-estruturas. Os autores destacaram como a energia, os esgotos, as estradas, a água potável estão todos ligados uns aos outros, e um evento climático extremo poderia causar um efeito de cascata, como em 2011, quando uma onda de calor levou a 20 falhas diferentes nas infra-estruturas em apenas 11 minutos, afectando milhões no Arizona, Califórnia, e México.
"Não é irrazoável pensar que se vai começar a ver mais falhas de bens em condições mesmo normais", disse Chester. "Mas o pior vão ser os extremos".
A solução é desenvolver infra-estruturas que sejam ágeis, flexíveis, e em última análise adaptáveis, em vez de robustas, imutáveis, e permanentes.
Uma forma de o conseguir é através da modularidade, infra-estrutura inerentemente adaptável, que pode ser alterada mais facilmente, e com compatibilidade do tipo hardware, podendo facilmente elevar a altura das pontes, ou alterar o tamanho ou o alcance da drenagem, ou conceber infra-estruturas com múltiplas utilizações. Um exemplo disto é que em Kuala Lumpur, podem utilizar os seus túneis de tráfego como túneis de águas pluviais se houver uma tempestade extrema ou chuva intensa.
Há um campo da ciência da decisão chamado tomada de decisões sob "profunda incerteza", e os engenheiros iniciaram a sua incursão nesta disciplina; a colaboração será crucial para o futuro. O simples facto de se tomar o tempo necessário para prever uma miríade de condições futuras e caminhar através dos resultados também é útil, e não é algo que aconteça de forma fiável agora com a concepção de infra-estruturas. Em vez de planear o financiamento até um projecto estar completo, poderia antecipar futuras mudanças e adaptações que precisam de ser feitas no orçamento desde o início.
No Reino Unido, o Projecto 2100 do Estuário do Tamisa foi um dos primeiros a considerar rigorosamente a incerteza profunda e as alterações climáticas logo desde o início do processo de planeamento. Uma grande parte do plano era a actualização ou substituição da Barreira do Tamisa, que protege Londres de inundações devido a uma vaga de tempestades. Em vez de olhar para o que aconteceu no passado para determinar como modificar a barreira, o grupo planeou múltiplas opções possíveis para o futuro, criou um "mapa de adaptação" com diferentes escolhas que surgiram dependendo do que se estava a passar com o clima, como um livro de aventuras de escolha próprio informado pelo clima.
Outra abordagem chama-se "minimizar o arrependimento futuro". "É uma forma totalmente diferente de encarar os problemas", disse Chester. "Não sei quão mau vai ser". O que eu sei, é que ao tomar decisões, quero minimizar o recuo na forma como tomo essas decisões. Essencialmente quero olhar para uma série de cenários de formas que poderia adaptar, e perguntar a mim próprio, 'Se estou totalmente fora nesses cenários, quão mau é isso? Quanto gastei, quantos recursos desperdicei, e quais foram as preocupações sociais, políticas e de capital para o fazer"?
Precisamos de construir infra-estruturas que sejam seguras para falhar. Tradicionalmente, as infra-estruturas são concebidas para serem seguras até um certo ponto - estes eventos de 10 ou 100 anos. Qualquer coisa sobre isso, e graves consequências ocorrem. Neste momento, não concebemos infra-estruturas com essa falha em mente. Pensar nas consequências logo no início do processo de concepção obriga os engenheiros e urbanistas a trabalharem para as evitar.
Tudo isto não significa desrespeitar completamente o passado. "Precisamos de alguma forma de misturar o que sabemos do passado com o que podemos inferir sobre o futuro", disse Milly. "Continuar a medir e observar o sistema real é uma parte crucial deste esforço, porque nos dá feedback sobre onde os modelos climáticos podem estar no alvo ou desviar-se".
O não estacionário é um problema estatístico que reflecte um problema mais existencial: Como se tomam decisões no contexto de profunda incerteza? Como planeia o futuro, quando finalmente aceita que o futuro não se parecerá com o passado?
A estacionaridade e a não-estacionaridade podem servir como metáforas adequadas para pensar sobre a crise climática em geral. Não podemos continuar a comportar-nos no futuro como o fizemos no passado, porque mudámos demasiado o ambiente para o fazermos. Mesmo fora das infra-estruturas, precisamos de agir de forma diferente do que antes. O que Nietzsche escreveu, "Deus está morto" significava que a progressão da ciência, filosofia e sociedade do Iluminismo já não precisava de se enquadrar em torno das regras da religião e da fé. Da mesma forma, uma vez que "a estacionaridade está morta", já não podemos ter fé num mundo constante e imutável e a promessa de que um futuro será como o passado.
A nossa infra-estrutura médica só foi capaz de lidar com os extremos com que já tinha lidado no passado. Foi incapaz de se adaptar a um evento extremo novo e sem precedentes, como este da pandemia. Não fomos capazes de escalar facilmente os testes, o rastreio de contactos ou as políticas sociais e económicas para ajudar as pessoas à medida que o país se fechava. Ficámos sem equipamento médico essencial como EPI e ventiladores.
"Quando a situação muda - e especialmente se a mudança for anómala, de alto impacto, e rápida, dando pouco tempo para a adaptação - tal sistema será muito frágil, uma vez que as condições a que foi adaptado já não prevalecem", escreveram os autores.
Alterações climáticas, pandemias, crescimento populacional, procura de recursos - todos estes factores reflectem a rapidez e o quanto as nossas sociedades estão a mudar, e desafiam-nos a inovar e a desenvolvermo-nos juntamente com elas.
"O facto é que ao longo dos próximos 100 anos, tudo vai mudar porque a natureza está a mudar de forma bastante significativa", disse Boccaletti. "E por isso temos de transitar para um sistema de gestão mais adaptativo e resiliente".
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(tradução minha)
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