No verão de 2021, os viajantes em Glenwood Canyon, no Colorado, foram evacuados com segurança antes que enormes montes de lama e rochas enterrassem estradas e destruíssem pontes, graças a um sistema de alerta de fluxo de detritos desenvolvido em parte pelo Serviço Geológico dos EUA. O sistema alertou os funcionários do Departamento de Transportes do Colorado sobre eventos de chuvas intensas, proporcionando um tempo crucial para as evacuações.

O sistema de alerta foi implementado depois que o incêndio em Grizzly Creek em 2020 devastou o cânion, consumindo mais de 32.000 acres de floresta, deixando para trás uma paisagem preparada para fluxos destrutivos de detritos. Quando a chuva cai sobre estas áreas marcadas pelo fogo, a precipitação pode transformar-se rapidamente em lamas, rochas e detritos que se movem rapidamente, representando uma séria ameaça às pessoas, às propriedades e ao vital corredor Interstate 70 que atravessa o coração do desfiladeiro.

Perante esta ameaça iminente, uma equipa de cientistas do USGS embarcou numa missão para prever os fluxos de detritos pós-incêndio. Ao combinar tecnologia de ponta, investigação inovadora e parcerias colaborativas, estes especialistas estão a transformar as cinzas da devastação num sistema de alerta precoce e proteção.

Monitoramento da área queimada

Após o incêndio, os cientistas instalaram uma rede de pluviômetros e sensores de umidade do solo em toda a área acidentada do incêndio. Esses instrumentos fornecem dados em tempo real sobre a intensidade e duração das chuvas, que são fatores críticos na determinação da probabilidade de fluxo de detritos.

“Quanto mais compreendermos os factores que contribuem para os fluxos de detritos, mais bem equipados estaremos para prever os seus impactos”, disse Francis Rengers, geólogo do USGS e principal autor do estudo. “Nosso objetivo é fornecer aos gestores de emergência e às autoridades locais as ferramentas necessárias para manter o público seguro”.

Desenvolver limites de precipitação para segurança

Os cientistas utilizam modelos para estimar as quantidades de chuva que podem desencadear fluxos de detritos com base em informações específicas do local, tais como a intensidade e a duração das chuvas, a gravidade das queimadas e as propriedades do solo. Após as tempestades, a monitorização da precipitação ajuda os cientistas a refinar os limites de precipitação e a testar a precisão dos seus modelos de previsão para eventos futuros. Este processo contínuo de monitoramento e teste garante que os sistemas de alerta precoce sejam tão precisos e confiáveis ​​quanto possível, dando às equipes de emergência e ao público a melhor chance de permanecerem seguros durante possíveis eventos de fluxo de detritos.

Colaborando para um alerta antecipado aprimorado

O Serviço Meteorológico Nacional ajustou estes limiares de precipitação utilizando o seu conhecimento local sobre tempestades e comparou-os com as precipitações previstas para desenvolver alertas precoces. Aproveitando sua experiência em previsão e modelagem meteorológica, os meteorologistas do NWS trabalharam em estreita colaboração com os cientistas do USGS para desenvolver um sistema de alerta de fluxo de detritos de última geração. Ao combinar dados de precipitação dos medidores do USGS com modelos meteorológicos sofisticados, o sistema pode emitir alertas para comunidades e autoridades rodoviárias no caminho de potenciais fluxos de detritos.

“A colaboração entre o USGS, o CDOT e o Serviço Meteorológico Nacional tem sido fundamental para melhorar a nossa capacidade de prever e fornecer alertas para estes perigos perigosos pós-incêndio”, disse Erin Walter, hidróloga do serviço NWS. "Ao reunirmos os nossos recursos e conhecimentos, somos capazes de fornecer um nível de consciência situacional e de alerta precoce que seria impossível para qualquer agência alcançar sozinha."

Mapeamento das zonas de perigo

Outro aspecto importante da pesquisa da equipe envolve o uso de tecnologia de mapeamento a laser de alta resolução, conhecida como lidar, para criar mapas 3D detalhados do terreno do cânion. Ao comparar mapas topográficos lidar antes e depois do incêndio, os cientistas podem identificar onde começaram os fluxos de detritos e calcular o volume total de material que foi recolhido e depositado pelos fluxos.

Estas ferramentas científicas permitem aos investigadores testar o seu modelo atual para estimar os volumes de fluxo de detritos, o que é fundamental para o planeamento. Embora o modelo tenha superestimado os volumes observados, a equipe reuniu dados suficientes para recalibrar o modelo para melhor precisão no futuro.

Protegendo infraestrutura crítica

O sistema de alerta de fluxo de detritos foi colocado em ação quando cientistas se uniram ao Departamento de Transportes do Colorado. O CDOT está encarregado de implementar medidas para proteger a infraestrutura crítica em Glenwood Canyon.

“Nossa principal prioridade é garantir a segurança do público que viaja e das comunidades vizinhas”, disse Keith Stefanik, engenheiro-chefe do CDOT. "Uma maneira de fazer isso é garantir que nossa infraestrutura seja resiliente. Trabalhando lado a lado com o USGS e o NWS, conseguimos adotar uma abordagem proativa para mitigar os impactos dos fluxos de detritos. Desde o início sistemas de alerta para barreiras físicas, estamos comprometidos em nossos esforços para proteger o cânion e as comunidades que dependem dele."

Colocando o sistema em teste

No verão de 2021, aproximadamente 6 meses após a contenção do incêndio em Grizzly Creek, uma série de intensas tempestades de monções atingiram a paisagem marcada pelas queimadas. As chuvas desencadearam enormes fluxos de detritos que soterraram estradas, destruíram pontes e obstruíram o poderoso Rio Colorado com toneladas de sedimentos. O impacto económico foi surpreendente, com as perturbações nos transportes a custarem cerca de 1 milhão de dólares por hora.

O sistema de alerta de fluxo de detritos alertou com sucesso os funcionários do CDOT sobre vários eventos de chuva intensa, permitindo que os viajantes evacuassem e evitassem danos. Embora tenham ocorrido fluxos de detritos, as abordagens de encerramento de estradas utilizadas pelo CDOT ajudaram a minimizar o perigo para os viajantes.

Construindo um futuro mais resiliente

Nos próximos anos, as lições aprendidas em Glenwood Canyon repercutirão em todo o Ocidente, informando e inspirando novas parcerias, inovações e novas estratégias para viver com a ameaça dos fluxos de detritos pós-incêndios. Ao trabalharem em conjunto, o USGS, o NWS e o CDOT não estão apenas a proteger vidas e meios de subsistência a curto prazo, mas também a construir uma base para um futuro mais resiliente face a um clima em mudança.

Fornecido pelo Serviço Geológico dos Estados Unidos