Durante o furacão Katrina e outras tempestades severas que atingiram Nova Orleans, quedas de energia, inundações e danos causados ​​pelo vento combinados para impedir que as pessoas recebessem água potável, Comida, cuidados médicos, abrigo, prescrições e outros serviços vitais.

Em um projeto de um ano, pesquisadores dos laboratórios nacionais Sandia e Los Alamos se uniram à cidade de New Orleans para analisar maneiras de aumentar a resiliência da comunidade e melhorar a disponibilidade de serviços essenciais de linha de vida durante e após o mau tempo.

A equipe usou cenários históricos de furacões para modelar como as tempestades causam inundações localizadas, interromper o sistema elétrico e cortar partes da comunidade de serviços de linha de vida. Os pesquisadores da Sandia desenvolveram uma ferramenta para analisar e identificar os grupos existentes de negócios e recursos da comunidade em áreas menos sujeitas a inundações, como postos de gasolina, mercearias e farmácias que poderiam ser equipadas com micro-redes para aumentar a resiliência.

Uma microrrede é uma área de infraestrutura elétrica reforçada que conecta vários edifícios por meio de um sistema de geração de energia localizada e controle automático, garantindo o acesso à eletricidade para esses edifícios, mesmo se a maior parte da rede elétrica de uma cidade cair. Sandia chama esses hubs de microrrede de "nós de resiliência" porque melhoram a disponibilidade de serviços essenciais para vizinhos próximos, permitindo uma adaptação aprimorada, resposta e recuperação de interrupções na rede elétrica.

"Eu diria que na grande maioria dos casos, a falha na prestação de serviços durante e após o mau tempo pode ser rastreada até inundações localizadas e perda de energia elétrica, "Robert Jeffers, um cientista de sistemas Sandia, disse. "Quando você descobrir como manter a energia ligada, você também habilita todos os outros serviços que as instalações podem fornecer. "

O principal objetivo de resiliência da comunidade da cidade de Nova Orleans, sujeito a um grande evento de tempestade, é fornecer aos cidadãos, com segurança, serviços de infraestrutura crítica da maneira mais rápida e confiável possível. O número de pessoas sem acesso a serviços de linha de vida tornou-se a métrica de resiliência que a equipe de pesquisa usou para avaliar melhorias potenciais de resiliência da rede.

O projeto foi financiado pelo Consórcio do Laboratório de Modernização da Rede do Departamento de Energia. O GMLC foi estabelecido como uma parceria estratégica entre o DOE e os laboratórios nacionais para reunir os principais especialistas, tecnologias, e recursos para colaborar com o objetivo de modernizar a rede elétrica do país. É um dos principais componentes da Iniciativa de Modernização da Rede do departamento, um esforço abrangente para ajudar a moldar o futuro da rede elétrica da nação.

A cidade de Nova Orleans foi o principal parceiro para definir a resiliência da comunidade neste projeto, e suporte adicional e experiência no assunto vieram de 100 Cidades Resilientes. O 100 Resilient Cities foi criado pela Fundação Rockefeller há cinco anos, durante o centenário da fundação. Este projeto é um dos muitos projetos de 100 Cidades Resilientes em todo o mundo com o objetivo de melhorar a resiliência urbana.

As informações também foram obtidas na Entergy New Orleans, o Conselho de Esgoto e Água de Nova Orleans e o Corpo de Engenheiros do Exército dos EUA.

Aplicação de dados históricos de tempestades para modelar impactos futuros

Jeffers disse que a equipe começou perguntando o que constituiria um cenário de tempestade de pior consequência para Nova Orleans. Quando os pesquisadores colocaram esta questão para funcionários da cidade e de serviços públicos, surgiu uma visão específica:um furacão de categoria 2 ou de baixo nível de categoria 3 - que não foi considerado grande o suficiente para uma evacuação obrigatória ou que acaba sendo maior do que o previsto - atinge a costa de Nova Orleans e perde força sobre a cidade. Neste cenário hipotético, a tempestade despeja de 20 a 25 polegadas de chuva durante um período de 24 horas e as bombas de drenagem em toda a cidade funcionam a uma fração de sua capacidade máxima durante o primeiro dia da tempestade. Em tal cenário, ele disse, muitos residentes seriam deslocados devido a inundações e quedas de energia sustentadas em toda a cidade e não teriam acesso a serviços básicos.

Os pesquisadores usaram duas trilhas históricas de furacão que apresentam condições com consequências devastadoras para análise e modelagem:o furacão Katrina e uma tempestade sem nome de 1947. A tempestade de 1947 foi escolhida porque se aproximou de Nova Orleans pelo sudeste e subiu o rio Mississippi, onde a infraestrutura crítica está localizada.

Os pesquisadores simularam essas tempestades usando suas trajetórias reais e modelaram seu impacto em uma gama de intensidades, velocidades e quantidade de chuva. Com base nessas simulações, eles modelaram o impacto das tempestades no desempenho de infraestruturas críticas e serviços de linha de vida associados. Os modelos foram responsáveis ​​por recentes melhorias de resiliência implementadas pela cidade de Nova Orleans, o Corpo de Engenheiros do Exército, Empresas privadas e empresariais após o furacão Katrina.

Com base nos dados de modelagem de tempestade e na saída da ferramenta, Jeffers disse que os pesquisadores desenvolveram novos algoritmos para identificar possíveis locais onde um nó de resiliência ou estratégias alternativas de modernização da rede teriam um impacto considerável na melhoria do acesso da comunidade aos serviços de linha de vida durante e após uma grande interrupção da rede elétrica.

A cidade e outras partes interessadas estão usando a análise para apoiar a consideração da tecnologia de microrrede dentro de um distrito resiliente.