Os desastres naturais estão piorando. De acordo com dados da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional dos anos de 2016, 2017 e 2018 foram históricos:em cada um desses anos, o número médio de desastres que custou pelo menos US $ 1 bilhão foi mais do que o dobro da média de longo prazo. À medida que o número e o custo dos desastres continuam a aumentar, as comunidades estão procurando maneiras de se adaptar e se tornar mais resilientes.

Uma comunidade resiliente, conforme definido pela National Academy of Sciences, deve ser capaz de preparar e planejar, Recuperar de, e melhor se adaptar a desastres reais ou potenciais. A resiliência pode ser avaliada em termos da robustez da infraestrutura física de uma comunidade, como sua resposta social é organizada, o índice de sinistralidade e o sucesso de suas políticas públicas. Esses sistemas estão conectados, com um distúrbio em um propagando-se por muitos, afetando a resiliência geral.

Pesquisadores no campo da ciência de desastres estudam todos esses sistemas - no entanto, é um campo enorme, e os especialistas são frequentemente compartimentalizados. Pesquisadores de Engenharia Civil e Ambiental da Universidade de Michigan, liderado pelo Professor Sherif ElTawil, desenvolveu o projeto Interdependências na Resiliência da Comunidade (ICoR) para quebrar as barreiras, reúna todos esses dados, e permitir que os pesquisadores vejam a imagem completa. Este é um passo fundamental para a construção de comunidades resilientes a desastres.

El-Tawil explicou, "Considere um furacão. Os vários aspectos de um desastre de furacão podem ser representados por modelos específicos, por exemplo, a pressão do vento, resposta de construção, comportamento das pessoas, etc. Todos esses modelos podem funcionar em conjunto para representar o cenário geral de desastre. Isso é o que é tão único sobre este projeto:ele permite que o mais alto nível de pesquisa integrativa seja feito. "

Para abordar a natureza complexa do problema que está sendo abordado, a equipe do projeto ICoR inclui especialistas em uma variedade de áreas. O professor Vineet R. Kamat do CEE e o professor associado Jason McCormick atuam como diretores adjuntos, e a Professora Associada Carol Menassa do CEE e o Professor Assistente Seymour Spence atuam como Co-Investigadores Principais. O foco deste projeto é desenvolver uma plataforma computacional que pesquisadores de diferentes disciplinas podem usar para conectar seus modelos e trabalhar juntos em um cenário de desastre. A plataforma integrativa deste projeto servirá de elo entre os modelos de pesquisa de diversos campos.

Os usuários poderão carregar modelos computacionais individuais e simulações de várias disciplinas para a plataforma e executá-los simultaneamente. Isso permitirá a exploração das complexas interações que ocorrem entre diferentes sistemas antes, durante e após desastres naturais. "Isso não era algo que poderíamos ter feito no passado porque simplesmente não tínhamos o poder de computação, "disse Spence." Estes são muito intrincados, cálculos interdependentes que agora podemos explorar. "A plataforma pode usar modelos estabelecidos e também permite a criação de novos modelos específicos de disciplina, abrindo a porta para descobertas científicas que podem afetar a forma como planejamos desastres naturais como furacões.

Como Spence explicou, "Os furacões estão entre os perigos naturais mais caros que afetam os Estados Unidos, com perdas superiores a US $ 300 bilhões nos últimos cinco anos. Queríamos testar a recuperação da comunidade no contexto da resiliência usando um novo modelo de recuperação de furacão. Quando integramos este modelo por meio da plataforma com um modelo de vulnerabilidade baseado em física existente, fomos capazes de quantificar a resiliência de uma comunidade residencial sujeita a furacões de categoria 5. É esse tipo de informação que pode, em última análise, levar a estratégias para a adaptação a longo prazo da comunidade à ameaça. "

Os dados são poderosos, mas não é fácil comunicar números brutos. Portanto, a equipe de pesquisa cria simulações visuais em 3-D que podem ser executadas em tempo real, usando dados computados de software externo. Isso ajuda a transmitir as descobertas da equipe ao público, tornando mais fácil entender e confiar no modelo. Um modelo recente retrata o efeito de ventos fortes em uma vizinhança de casas, conforme calculado por Ph.D. aluno Ahmed Abdelhady. "Esses visuais são muito impressionantes, "disse Abdelhady." Você pode ver o céu ameaçador, a chuva caindo, as telhas voando de edifícios. Isso realmente ajuda você a visualizar o dano potencial à comunidade e a encontrar possíveis soluções para aumentar a resiliência da comunidade. "

Transmitir essas informações às comunidades é uma parte importante do projeto ICoR. O objetivo é que as comunidades possam usar o modelo para simular como um desastre as afetaria. Pode ajudar a identificar lacunas e mostrar como diferentes soluções (por exemplo, o uso de clipes de furacão para fortalecer a conexão entre o telhado do edifício e sua parede, um dos pontos mais fracos em edifícios de madeira) pode ajudar a preencher essas lacunas.

"O recurso mais poderoso desses modelos é a capacidade de prever, "disse Abdelhady." Você pode prever o resultado de todos os planos de mitigação propostos, em seguida, use um algoritmo de otimização para priorizá-los e chegar à melhor combinação. "El-Tawil elaborou, "Por exemplo, você verá que uma solução custa US $ 5 milhões e melhoraria a resiliência da comunidade em cinco por cento, mas outra solução custa US $ 1 milhão e melhoraria a resiliência em 10%. Com essas simulações fornecendo esse tipo de dados, as comunidades podem informar, decisões responsáveis ​​sobre as melhorias propostas.