Muita gente enxerga barris de chuva, vasos sanitários de baixo consumo e instalações hidráulicas mais eficientes apenas como jeitos de economizar água e reduzir a conta. Para quem planeja drenagem urbana, porém, essas medidas quase nunca entram na lista de “infraestrutura de verdade”.
Um novo estudo indica o contrário: quando um número grande de casas adota essas mudanças ao mesmo tempo, o efeito coletivo pode reduzir de forma perceptível as inundações nas ruas e os extravasamentos de esgoto - mesmo com chuvas mais intensas e elevação do nível do mar associadas às mudanças climáticas.
Where the flooding problem begins
O trabalho se concentrou em Cramer Hill, um bairro residencial de Camden, em Nova Jersey, encostado no Rio Delaware.
Cerca de 9.400 pessoas moram ali, distribuídas por aproximadamente 1,3 milha quadrada, com boa parte da área dentro da zona costeira de risco definida pelo estado.
As marés avançam pelo sistema de drenagem. As tempestades fazem o esgoto “voltar” pelos canos. Quando o bairro alaga, o que aparece nas ruas não é só água da chuva.
Camden, como Filadélfia e muitas cidades antigas da Costa Leste, usa um sistema de esgoto combinado. Um único tubo leva esgoto e água de chuva até a estação de tratamento.
Em temporais fortes, esses tubos não dão conta, e o excedente é despejado no rio. Juntas, as duas cidades liberam cerca de 16 bilhões de galões dessa mistura por ano, mesmo após décadas de adequação a regras federais.
What happens when homes help
A equipe foi liderada pela Dra. Amanda Carneiro Marques, professora assistente na Faculdade de Engenharia da Universidade Drexel.
Os pesquisadores construíram um modelo hidráulico quarteirão por quarteirão de Cramer Hill, com base em registros de chuva e maré de 2014, e então testaram nele 16 combinações de intervenções domésticas.
As estratégias externas - barris de chuva e cisternas - foram analisadas separadamente das internas, incluindo reúso de água cinza, em que a água da pia alimenta a descarga do vaso sanitário, e dispositivos mais eficientes no consumo.
Variaram-se tamanhos de barris, taxas de adesão e diferentes combinações. Cada cenário foi acompanhado em cinco pontos de descarga onde o esgoto deságua no Rio Delaware.
Até este artigo, ninguém havia modelado essas estratégias em conjunto e com esse nível de detalhe. Estudos anteriores tratavam as soluções externas e internas como questões separadas e menores.
When whole neighborhoods participate
Quando 75% das residências no modelo adotaram o pacote completo - barris de chuva, equipamentos eficientes e reúso de água cinza - os extravasamentos do sistema combinado caíram em até 11%.
O volume de água de inundação nas ruas caiu em até 13%. Esses números vieram de mudanças dentro das casas, não de novos túneis ou de ampliação da capacidade de tratamento.
“This finding is an important and encouraging piece of information for municipalities that are facing similar challenges,” disse Marques.
“Although broad adoption of these measures can be challenging to achieve, confirmation of their effectiveness may help make the case.
Stress test for climate
Uma melhora sob as condições de 2014 é uma coisa. A questão real era saber se as correções domésticas continuariam funcionando com um clima mais severo ao redor.
A equipe rodou o modelo novamente com condições mais duras: chuva 10%, 20% e 30% acima dos níveis atuais, além de elevação do nível do mar de 1 pé, 3 pés e 6 pés.
Mais chuva significou mais extravasamento - como era esperado. Mares mais altos limitaram a drenagem e pioraram o alagamento superficial, aparentemente por elevar o nível da água contra as saídas do esgoto. Os dois efeitos se intensificaram conforme os parâmetros aumentavam.
A surpresa foi o pacote doméstico. Mesmo nessas condições mais severas, as intervenções ainda reduziram o extravasamento e os volumes de inundação em 11% a 13%. Esse nível de “resistência” não havia sido medido antes nessa escala
Small changes add up fast
A coautora Fernanda Cruz Rios, Ph.D., descreveu a abordagem como água circular - manter a água da chuva no local e direcionar a água da pia para o vaso sanitário, em vez de mandá-la para o esgoto.
Menos água descendo pelo ralo significa menor demanda sobre o abastecimento da cidade, menos energia gasta no tratamento de esgoto e menos pressão nas tubulações durante tempestades. Um barril de chuva sozinho não faz isso. Vários milhares fazem.
“While those may seem like small steps at the individual level, we found that if they are widely adopted, they can have a significant collective impact,” disse Cruz Rios.
As duas cidades publicam relatórios das concessionárias que documentam a dimensão do problema. O novo modelo consegue considerar milhares de escolhas domésticas junto com soluções maiores de infraestrutura.
Bringing households into flood planning
Para planejadores municipais de drenagem de águas pluviais, o modelo é a contribuição mais prática do estudo. Cidades como Camden e Filadélfia construíram seus planos de drenagem em torno de soluções centralizadas - tubulações maiores, infraestrutura verde pública e desvios a montante.
Medidas no nível das residências ficaram, em grande parte, fora desses modelos. Faltava uma estimativa sólida do quanto elas poderiam contribuir.
Este estudo fornece esse número. Ele dá aos planejadores uma forma de comparar programas descentralizados - descontos, barris de chuva subsidiados e reformas hidráulicas - com o custo de um novo túnel ou de uma atualização na estação de tratamento.
O sistema de esgoto combinado, um desenho do século 19 que ainda atende milhões de americanos, tem um histórico longo de sobrecarga. E deve continuar pressionado conforme as tempestades se intensificam. A pergunta é o que funciona junto com ele.
Why the results need more testing
Cramer Hill representa um sistema de drenagem em uma única cidade, testado com um único ano-base de dados.
Saber se as reduções de 11% a 13% se manteriam em diferentes arranjos de tubulação, inclinações do terreno ou sistemas de drenagem exigirá testes em outros lugares.
A taxa de adesão de 75% das casas, que gerou os maiores resultados, também é uma suposição otimista - a maioria dos programas voluntários com descontos registra participação bem menor.
Turning conservation into flood protection
Uma combinação realista de estratégias domésticas de água, adotada pela maioria das casas de um quarteirão, pode reduzir tanto o extravasamento do esgoto quanto o alagamento em percentuais de dois dígitos.
O benefício também se mantém sob várias décadas de estresse climático projetado. Nenhum dos dois achados havia sido estabelecido com firmeza antes deste artigo.
O que pode mudar é a conta por trás dos programas de incentivo. Descontos para barris de chuva e equipamentos eficientes no uso de água, tradicionalmente, foram tratados como política de conservação.
Este estudo também os coloca como política de controle de enchentes - parte de um plano mais amplo de resiliência, e não um detalhe.
“No single intervention can fully address the intertwined challenges of combined sewer overflow and flooding,” disse Marques.
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