p Resolvendo problemas de forma interdisciplinar e humanitária:a TU Darmstadt e o Centro Aeroespacial Alemão estão desenvolvendo um sistema sustentável de abastecimento de água para favelas baseado em dados de satélite. p Os primeiros gráficos que o professor Peter Pelz, O projeto de Lea Rausch e John Friesen na parede falam por si:os dados de satélite da cidade indiana de Mumbai mostram o rápido crescimento da megacidade na forma de pequenos pontos que se condensam ainda mais de slide para slide. A população de 5,9 milhões em 1971 agora cresceu para 12,5 milhões, e de acordo com as estimativas atuais, 55 por cento das pessoas vivem em favelas. Na maioria dos países em desenvolvimento da Ásia, América do Sul e África, estes "assentamentos informais" são fixos na cidade, mas quase impossível de documentar em números precisos.

p Os três cientistas do Institute for Fluid Systems (FST) estão trabalhando com cientistas da computação da TU Darmstadt e geógrafos do Centro Aeroespacial Alemão (DLR) para pesquisar favelas e como elas se desenvolvem em megacidades. Eles querem otimizar o abastecimento de água para esses "pobres urbanos" e apoiar o desenvolvimento direcionado de infraestruturas nas favelas.

p "Ao fazer isso, queremos contribuir para alcançar as metas de desenvolvimento que as Nações Unidas estabeleceram para 2030, "explica o professor Pelz, quem é o chefe do FST. A dinâmica com que as megacidades e suas favelas estão se desenvolvendo é um tremendo estresse em suas infraestruturas. Em particular, a falta de abastecimento de água potável causa uma série de problemas - doenças, alta mortalidade infantil e falta de tempo para educação e trabalho, porque a aquisição de água vincula muitas capacidades.

p Sistema de abastecimento escalável e eficiente

p Para quebrar este círculo vicioso, os cientistas estão trabalhando em um sistema de abastecimento escalável e adaptado às condições locais específicas. "Nós não precisamos de uma granulação fina, mas um modelo de base ampla, "explica Friesen. O foco está, portanto, na busca de padrões gerais que se apliquem a cada megacidade.

p Os dados de satélite do DLR fornecem a base para isso. "Com relação à pobreza global nas cidades, ainda existem grandes lacunas em nosso conhecimento, "relata o cientista DLR Dr. Hannes Taubenböck." Muito se baseia em estimativas. "Usando dados de sensoriamento remoto, a equipe conseguiu determinar as morfologias típicas das favelas. Um desenvolvimento altamente denso e visivelmente não planejado, bem como pequeno, as casas baixas tornam essas áreas claramente distinguíveis das áreas planejadas formalmente nas imagens de satélite.

p Porque eles descobriram esta típica "estrutura binária, "os cientistas DLR são capazes de estabelecer a proporção de pessoas pobres nas cidades com muito mais precisão do que é possível, por exemplo, um censo. "Obtivemos números significativamente maiores do que os órgãos oficiais, "diz Taubenböck. Uma olhada nas estruturas da favela de Dharavi em Mumbai rapidamente revela a realidade. Em uma área onde 7.000 pessoas vivem em Darmstadt, existem 42.000 unidades residenciais. A população estimada é algo entre 500, 000 e um milhão de pessoas.

p Com base nos dados DLR, os parceiros de pesquisa agora também investigaram o tamanho das favelas. Os exemplos da Cidade do Cabo, Rio de Janeiro, Mumbai e Manila confirmam que embora as favelas possam variar muito, eles são quase do mesmo tamanho. Independentemente da cidade, país e continente ou geográfico, condições de fronteira política e econômica, a maioria tem área equivalente a, no mínimo, meio e no máximo cinco campos de futebol. “Se as favelas têm um tamanho globalmente uniforme, podemos desenvolver um transferível, sistema robusto e eficiente que determina a infraestrutura ideal para o abastecimento de água a todas as favelas, "diz Peter Pelz.

p Algoritmos se tornam os planejadores de infraestruturas

p As bases para este sistema são fornecidas pelos dados de satélite classificados do DLR e um modelo de custo no qual fluem fatores como os prognósticos de crescimento de favelas estabelecidos a partir da mineração de dados. Este modelo de custo é traduzido em um modelo de otimização matemática. Os algoritmos então calculam o sistema de abastecimento; não procurando uma solução global de forma inteligente. Devido à alta complexidade, as pessoas não são mais capazes de fazer isso. “Algoritmos tornam-se os planejadores de infraestruturas, "explicar Rausch, Pelz e Friesen. "É uma abordagem totalmente nova, "confirma o especialista em DLR Michael Wurm. As pessoas apenas definem as restrições para os cálculos. Estes são os custos ou, posteriormente, também os modelos de negócios, bem como as infraestruturas já existentes.

p Ao final, um gráfico está disponível visualizando o projeto de rede calculado com o sistema hidráulico, vários tipos de tanques de água, tubos ou veículos para transporte aquático. Os cientistas já aplicaram este método de "otimização discreta" usando uma série de favelas em Dhaka como exemplos. No momento, ainda leva várias horas para os cálculos para áreas menores com cerca de 20 favelas. Agrupar os dados da favela deve reduzir o número de variáveis ​​no futuro, o que aceleraria o processo, já que regiões metropolitanas como Dhaka têm muito mais de mil favelas.

p Enquanto isso, os pesquisadores da TU Darmstadt também estão explorando a questão de como as favelas realmente surgem. Usando o mecanismo de Turing - um modelo do matemático britânico Alan Turing explicando o surgimento de estruturas espontâneas - eles encontraram certos padrões de migração. Revelou, entre outras coisas, que as favelas sempre se desenvolvem quando a densidade populacional se torna tão grande que as pessoas de um determinado grupo, neste caso, os pobres, começar a "difundir" a partir de uma área. Isso confirma a convicção dos especialistas de que mesmo métodos matemáticos básicos podem ser usados ​​para explicar fenômenos sociais. O objetivo agora é incluir outras disciplinas que abordem o tema "Água para todos". "Este pode ser o núcleo para futuras pesquisas colaborativas, "diz Peter Pelz.