Compreender os padrões de calor nas regiões urbanas pode melhorar a qualidade de vida nas cidades

 

Texto por:  Maximilian Kadzioch*
Tradução e edição: Sarah C. Schmidt 
Revisão técnica: Rodolfo Gomes

Desde 2007, o número de pessoas no mundo vivendo em cidades ultrapassou o número de pessoas vivendo em áreas rurais. Hoje, a população urbana é estimada em quase 4,2 bilhões de pessoas. Esse número é apenas um retrato da tendência atual de urbanização, um dos principais processos de mudança global. Embora a urbanização possa ser vista em todo o mundo, os países em desenvolvimento, em especial, experimentaram uma forte tendência de urbanização nas últimas décadas. A América Latina, por exemplo, mostra uma taxa significativamente maior de população urbana (quase 80%) do que a média mundial (cerca de 55%), como pode ser visto na Figura 1, abaixo.

Figura 1: Percentage of urban population of the total population in Latin America & Caribbean and the world average. Fonte: The World Bank Group, 2018 

O processo de urbanização leva a um crescimento das cidades, tanto em termos de expansão de sua área como do adensamento das edificações. Além das oportunidades socioeconômicas de geração de emprego e renda, a aglomeração de pessoas nas cidades é acompanhada de um aumento da vulnerabilidade a doenças, desastres naturais e catástrofes antropogênicas (causadas pela ação do ser humano). Este é um problema ainda maior nos países em desenvolvimento, onde as possibilidades de mitigação (redução dos impactos) e adaptação são mais limitadas do que nos países desenvolvidos, geralmente devido à falta de recursos financeiros e estruturas de governança adequadas.

Uma das maiores ameaças para a saúde da população nas cidades é o calor, especialmente na chamada ilha de calor urbana – ICU (urban heat island – UHI, em inglês), que tem uma temperatura significativamente mais elevada do que a do seu entorno. Em geral, regiões urbanas maiores e/ou mais densas apresentam temperaturas mais altas do que sua periferia rural, principalmente devido às características térmicas dos materiais de construção (que podem acumular mais ou menos calor do sol ao longo do dia) e da geometria urbana, bem como ao aquecimento ativo  (gerado pelos veículos, ares-condicionados e máquinas em geral ) (Figura 2). Esse fenômeno é conhecido como efeito de ilha de calor urbana e ele tem grandes impactos na saúde humana e no consumo de energia em cidades de todos os tamanhos.

Figura 2: Schematic heat island profile for different types of urban density. Fonte: Fuladlu et al., 2018

Além disso, os efeitos combinados da urbanização crescente e das mudanças demográficas (por exemplo, crescimento populacional e envelhecimento) aumentam o risco de estresse térmico, taxas de mortalidade, expansão de doenças infecciosas ou podem ser vetores de vírus, como, por exemplo, Zika ou Malária. Esses problemas são potencializados pelas mudanças climáticas, que estão levando a um aumento da temperatura global e a aumento na frequência e na intensidade de eventos extremos, incluindo ondas de calor. Essa tendência de aquecimento global pode ser observada para a cidade de São Paulo, por exemplo, onde se vê ao longo dos anos o aumento do número de dias com onda de calor por ano (Figura 3). 

Fugura 3: Number of heat wave days (NHWD) in the city Sao Paulo for the period of 1960 to 2015. Fonte: Geirinhas et al., 2017

O conhecimento sobre o desenvolvimento temporal de ilhas de calor em regiões urbanas, comparado com informações sobre a mudança e a expansão da infraestrutura, permite encontrar estratégias de adaptação e mitigação aos padrões de altas temperaturas dentro das cidades. Neste sentido, os dados de sensoriamento remoto (levantamento de informações sobre a superfície terrestre realizado por meio de sensores distantes ou remotos, como em satélites) oferecem a grande oportunidade de investigar simultaneamente a temperatura de uma cidade inteira e seus arredores. 

Para isso, o Landsat Missions se mostra como o recurso mais importante para obter esses dados, já que fornece informações contínuas para se pesquisar o que vem acontecendo a longo prazo com a temperatura da superfície da Terra, com registros desde 1972. Seus – por enquanto – nove satélites oferecem uma série temporal única de padrões de temperatura de qualquer cidade no mundo (Figura 4) com uma resolução espacial de até 60 metros, o que significa que a medição da temperatura é feita para uma área de 3.600 m². Essa combinação de consistência temporal e alta resolução espacial tornam os dados do Landsat uma fonte valiosa para analisar padrões de temperatura. 

Figura 4: Temporal overview of all nine satellites of the Landsat Missions.

Os sensores da frota Landsat são multiespectrais, ou seja, registram em diferentes faixas do espectro eletromagnético. Os dados da banda térmica (10,40-12,50 µm) podem fornecer uma medição da temperatura da superfície terrestre para qualquer região. A comparação das informações de temperatura das áreas rurais do entorno permite separar o impacto do efeito das ilhas de calor  do impacto da mudança climática na tendência de temperatura das cidades. Isso é importante para vincular as alterações no padrão de temperatura às alterações de infraestrutura urbana. 

Nos próximos meses, o projeto de pesquisa “Estimando a futura demanda por refrigeração na cidade de Campinas (SP): análise das tendências de temperatura a partir de dados climáticos e de sensoriamento remoto” (Estimating the future cooling demand in Campinas by analyzing urban temperature trends from climate and remotely sensed data) analisará o desenvolvimento da temperatura da região urbana da cidade  com dados obtidos pelo Landsat Missions, cobrindo os últimos 30 anos. 

O objetivo é reunir informações sobre o desenvolvimento temporal e espacial da ilha de calor urbana e conectar essas informações a questões práticas como demanda, consumo e distribuição de energia, bem como questões de saúde pública. O planejamento urbano pode aplicar conhecimentos relacionados para melhorar a infraestrutura urbana e o padrão de vida de uma população em constante crescimento. Os resultados desse projeto fornecerão importantes informações para a realização desse planejamento.

À medida em que a pesquisa avançar, traremos novos posts sobre o assunto, com resultados preliminares e conclusões.

*Maximilian Kadzioch é mestrando da Universidade Ludwig-Maximilians de Munique e realiza um projeto de pesquisa em nome da RLS-Network  na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). Graduado em geografia, suas pesquisas são focadas nas possibilidades de monitoramento, modelagem e gerenciamento de sistemas ambientais em questões que envolvem mudanças climáticas e sustentabilidade. 

 

O menino que descobriu o vento como fonte de energia e venceu a seca

 

Foto: Netflix/Divulgação

 

Quantas vezes você já recarregou o seu smartphone hoje? Alguma vez parou para fazer essa conta? Talvez não, se você tiver eletricidade disponível ao alcance de uma tomada (ou de uma bateria externa). Mas o garoto William Kamkwamba e sua família precisavam pensar sobre isso o tempo todo. Produtores rurais no Malawi, na África, eles não tinham acesso nem à eletricidade nem à água encanada. A falta desses recursos deixava sua família à mercê das secas, que comprometiam as plantações, sua fonte de renda. Para completar, o acesso à educação por ali era escasso, só quem podia permanecer na escola era quem podia pagar por ela.

Em meio a esse cenário, com uma hélice de ventilador de trator, peças de bicicleta, pedaços de cano e outros itens catados no lixo, William Kamkwamba, de apenas 13 anos, transformou uma ideia em prática: construiu um “cata-vento” para salvar a sua comunidade da fome. O start veio depois que o garoto tomou contato com um livro sobre energia eólica, aquela que é gerada a partir do vento. A história, baseada em fatos reais, é retratada no filme “O menino que descobriu o vento”, produção original da Netflix, que estreou no serviço de streaming em março de 2019.

O longa, dirigido por Chiwetel Ejiofor (“12 anos de Escravidão”), que também interpreta o pai de William, é inspirado no livro homônimo, escrito por Kamkwamba e pelo jornalista Bryan Mealer, publicado em 2009.

 

 

A invenção de William e o papel das energias renováveis em comunidades sem acesso a um sistema de distribuição

O que William fez foi criar uma tecnologia para gerar eletricidade por meio de uma fonte de energia renovável abundante na região, a eólica, que cresceu 12% no mundo em 2018. A invenção tinha uma função muito clara na cabeça dele: trazer água para irrigar as plantações de sua comunidade que foram destruídas pela forte seca na região.

Em um relato publicado no HuffPost US, ele contou que o insight veio depois que ele entrou em contato com livros de ciência de uma biblioteca local, pelos quais diz ter se apaixonado, e descobriu como funcionavam os motores e a eletricidade. “Um outro livro dizia que um moinho poderia bombear água e gerar eletricidade. Bombear água significava irrigação. Uma defesa contra a fome. Então eu decidi construir um moinho sozinho”, lembra Kamkwamba no TEDGlobal2009.

Mas para construir essa solução para salvar sua família e comunidade da fome, esse jovem de apenas 13 anos teve de passar por muitos desafios. Para descobrir o que aconteceu com William e sua família depois de sua invenção, recomendamos que assista o filme. Sinalizamos que o debate que ele levanta é pra anteontem: mais de 1 bilhão de pessoas ainda não têm acesso à energia elétrica, de acordo com o relatório “Monitorando o ODS 7: Relatório de Progresso Energético 2018”, publicado pelas Nações Unidas, Banco Mundial e Organização Mundial da Saúde (OMS). A maioria delas está no continente africano. A meta é que em 2030 cada uma dessas pessoas tenha eletricidade em suas casas.

Pensando na realidade brasileira, embora tenhamos avançado bastante nos últimos anos, 0,95% da população ainda está sem acesso à energia elétrica, segundo a publicação  “Quem ainda está sem acesso à energia elétrica no Brasil?”, do Instituto de Energia e Meio Ambiente (IEMA), o que corresponde à quase 2 milhões de pessoas, se pensarmos que o Brasil tem 208,4 milhões de habitantes. A maioria se encontra na Região Norte do país em lugares dispersos ou de difícil acesso. O documento ainda ressalta a importância das fontes renováveis de energia (como a dos ventos, a do sol, a da água e das plantas. Sim, você está lendo certo, das plantas)  para essas comunidades que ainda não estão ligadas à grande rede que compartilha a eletricidade gerada no país, o chamado Sistema Interligado Nacional.

Nesses locais, a eletricidade é gerada localmente, nos quais os geradores a diesel ou gasolina ainda são muito usados. Mas, como aponta o IEMA, eles têm desvantagens em relação às tecnologias renováveis, porque poluem o ar, têm um custo de combustível e manutenção mais caros, são mais barulhentos e quebram com maior frequência. Uma das soluções apontadas, por exemplo, é utilizar esses geradores de forma complementar às fontes de energia renovável disponíveis no local, como a fotovoltaica, eólica, hidráulica e biomassa.

Não por acaso, dentre os Objetivos do Desenvolvimento Sustentável (ODS) da ONU, está o  ODS 7, “Energia Limpa e Acessível”, com o intuito de “assegurar o acesso confiável, sustentável, moderno e a preço acessível à energia para todas e todos”. Os ODS são compostos por 17 objetivos que precisarão ser atendidos em 2030 como um esforço mundial para salvar a Terra e o que vive nela..

A história do menino William mostra que o acesso à água e à energia é uma questão urgente que permeia aspectos políticos, sociais, econômicos, tecnológicos e ambientais e que está longe de ser um problema isolado. Você já parou para pensar nisso? Nós, por exemplo, ficamos pensando em quais seriam as histórias de cada uma das outras milhões e milhões de famílias como a do William.

Texto: Sarah C. Schmidt

Revisão técnica: Rodolfo Gomes