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Universidade Federal do Ceará
Centro de Ciências Agrárias

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Professor do CCA desenvolve pesquisa em universidade alemã

Data de publicação: 22 de agosto de 2013. Categoria: Notícias

O Prof. José Carlos de Araújo, do Departamento de Engenharia Agrícola do Centro de Ciências Agrárias (CCA), desenvolveu um trabalho com o objetivo de avaliar os impactos da densa rede de reservatórios que existe nas bacias semiáridas brasileiras sobre a disponibilidade de água nos períodos de seca e de cheias. A pesquisa foi feita entre agosto de 2012 e julho de 2013 como parte do estágio pós-doutoral do Prof. José Carlos realizado no Instituto de Ciências da Terra e Ambientais da Universidade de Potsdam, na Alemanha.

Segundo o relatório do projeto, ambos os questionamentos foram respondidos. Foi verificada a existência de uma topologia ótima da rede durante os anos de seca, que se aproxima bastante da topologia efetivamente construída. Através de dados de campo e modelagem física foi avaliado o impacto da rede sobre o fluxo de água e de sedimentos na Bacia do Alto Jaguaribe. O trabalho também comprovou, com base em dados, que as secas hidrológicas estão frequentemente em descompasso com as secas meteorológicas e a atual rede de reservatórios se aproxima bastante da rede ótima.

Abaixo você pode ler o resumo completo do projeto:

O projeto originalmente apresentado intencionava avaliar os impactos da densa rede de reservatórios existente nas bacias semiáridas brasileiras sobre a disponibilidade hídrica em momentos de secas. Após reavaliação do projeto, foi incluído o tema do impacto da rede sobre as cheias também. As duas perguntas científicas formuladas no projeto foram respondidas. Verificou-se a existência de uma topologia ótima da rede em anos de secas. Surpreendentemente, tal topologia aproxima-se bastante da topologia efetivamente construída.

Uma limitação da pesquisa realizada foi o fato de o fluxo de sedimentos não ter sido considerado na otimização. O motivo é que o modelo WASA-SED, que considera o fluxo de sedimentos, trata a rede de reservatórios de modo implícito, não se adequando a algumas análises. No entanto, como dispúnhamos também do modelo ResNetM, que trata os milhares de reservatórios explicitamente (isto é, conhece-se o volume, a área inundada e a posição georreferenciada de cada reservatório), optamos por elegê-lo para fazer o estudo de otimização. O preço pago por essa opção foi a impossibilidade de inserirmos o fluxo de sedimentos na análise, já que o modelo ResNetM só considera o fluxo de água.

A segunda pergunta também pôde ser respondida: o padrão da topologia ótima comporta-se como um sistema crítico auto-organizado, com avalanches (ondas de cheia conectando diversos reservatórios) de variadas magnitudes seguindo uma lei potencial. O sistema assemelha-se, portanto, a todos os sistemas críticos auto-organizados, como alguns sistemas de trânsito, geomorfológicos ou sociais, como devidamente explicitado por Bak.

Os seguintes objetivos e metas foram obtidos:

(i) foi realizada ampla revisão da literatura e a atualização do inventário georreferenciado dos reservatórios na Bacia do Alto Jaguaribe;

(ii) o impacto da rede de reservatórios sobre o fluxo de água e de sedimentos na Bacia do Alto Jaguaribe foi avaliado, quer através de dados de campo, quer através de modelagem física. O modelo WASA-SED foi parametrizado para a bacia e aplicado para passos diários (2003 – 2012), tendo apresentado excelente desempenho para cheias, mas desempenho insatisfatório para secas. Desenvolveu-se, então, um método de desagragação espacial da rede pluviométrica que não demandou dados adicionais, mas que incrementou sensivelmente o desempenho do modelo em períodos secos;

(iii) realizou-se estudo sobre o impacto da rede de açudes sobre a propagação de cheias. Avaliou-se que a atual rede de reservatórios se aproxima bastante da rede ótima, no que concerne à propagação de cheias e no que concerne à gestão das águas em regiões vulneráveis tanto às secas quanto às cheias;

(iv) foi elaborado um índice capaz de quantificar as secas hidrológicas em bacias com densa rede de reservatórios. Com base em dados (2003 – 2012), constatou-se que as secas hidrológicas estão frequentemente em descompasso com as secas meteorológicas. Comprovou-se, também, o papel central e inercial dos grandes reservatórios na ocorrência de secas hidrológicas, verificando-se a baixa resiliência dos pequenos açudes às secas; a importância de obras hídricas de diversas escalas para conviver com as secas; a centralidade dos grandes reservatórios para a convivência com secas de múltiplos anos; e a racionalidade com a qual a sociedade utiliza a água (garantia anual de 99%); (iv) comprovou-se que, contrariamente ao que se hipotetizou (a existência de um padrão segundo a Teoria do Caos), a densa rede de reservatórios existente no Semiárido Brasileiro comporta-se conforme um sistema crítico auto-organizado, de acordo com a teoria estabelecida por Per Bak;

(v) a pesquisa permitiu a redação de cinco artigos submetidos a periódicos de elevado padrão científico (Journal of Hydrology, Water Resources Management, Journal of Soils and Sediments, Hydrological Sciences Journal e Australian Journal of Water Resources), além de cinco outros apresentados em encontros científicos e um em revista (magazine);

(vi) foi elaborado um projeto internacional (PROBRAL: Capes/DAAD), com a inserção de duas instituições alemãs e três brasileiras;

(vii) foram elaborados três códigos computacionais para a execução desta pesquisa. Entendemos, portanto, que os objetivos mencionados no projeto original foram não somente atingidos, mas superados.

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