Em uma época de aquecimento global e condições climáticas extremas, os riscos de morar perto da água nunca foram maiores. A proteção contra tempestades e as barreiras contra furacões têm sido a solução para algumas comunidades, mas a que custo estético? Artistas e arquitetos podem tornar a engenharia mais bonita? Examinar as perguntas e explorar soluções nos ajudará a entender os desafios do mundo real que cercam os efeitos das mudanças climáticas globais.
A Grande Muralha da Louisiana
Entre 2008 e 2013, o Corp. de Engenheiros do Exército dos EUA - o mesmo grupo responsável pelo sistema inadequado de diques em Nova Orleans - completou uma barreira de furacões com quase duas milhas de largura em uma mistura de cursos de água a cerca de 20 quilômetros a leste do centro de New Orleans. Chamada de barreira de surto do Lago Borgne do Canal de Navegação do Porto Interno, a barreira de furacões de concreto e aço funciona em conjunto com o sistema de diques. A barreira é a primeira linha de defesa, mitigando as tempestades associadas aos furacões.
O que é uma tempestade ou maré de tempestade?
Um furacão é um centro de baixa pressão. Sobre a terra, os centros de baixa pressão não são fortes o suficiente para mover a terra. No entanto, os centros de baixa pressão que estão sobre a água podem realmente empurrar e mover a água. Os ventos com força de furacão sopram a água não apenas criando ondas, mas também criando uma cúpula ou uma onda de alta água. Juntamente com a maré alta normal, uma tempestade pode criar uma maré extrema além das ondas sopradas pelo vento severo do furacão. As barreiras contra furacões protegem as marés previstas.
Um surto de tempestade é um tsunami?
Uma tempestade não é um tsunami ou maremoto, mas é semelhante. A tempestade é uma aumento anormal do nível do mar, geralmente causado por condições climáticas extremas. A maré super alta também tem ondas, mas as ondas não são tão dramaticamente altas quanto um tsunami. Os tsunamis são literalmente "ondas portuárias" causadas por uma perturbação subterrânea, como um terremoto. Inundações extremas são o resultado de ambos os eventos.
Vivendo perto da água
Quando olhamos para um mapa de onde as pessoas vivem, não é difícil imaginar como a vida e a propriedade podem ser vulneráveis a intempéries. Embora construindo edifícios à prova de tsunami ao longo da costa é uma opção, uma maré crescente pode ser implacável. O Centro Nacional de Furacões dos EUA forneceu uma Exemplo animado em Flash de um Surto de Tempestade (Necessário plug-in Flash). Nesta animação, as tempestades junto com as ondas batendo não combinam com a pequena barreira que protege a estrutura.
Barreira do furacão de Fox Point, Providence, Rhode Island
Em Rhode Island, a poderosa tempestade de furacão Sandy em 2012 foi bloqueada por uma obra de engenharia de 1966. A tecnologia das barreiras contra furacões é um investimento para qualquer região, mas veja como elas funcionam.
A barreira do furacão Fox Point fica em East Providence, Rhode Island, situada do outro lado do rio Providence, que deságua na baía de Narragansett. Tem 3.000 pés de comprimento e 25 pés de altura. Foi construído entre 1960 e 1966 para proteger a cidade de uma maré de tempestade de 6 metros acima do nível do mar.
O sistema consiste em três portões Tainter, cinco bombas para água do rio e duas pedras e terra de 10 a 15 pés de altura diques ou diques ao longo da margem do rio. Com um custo de US $ 16 milhões (1960 dólares), os governos estaduais e locais pagaram apenas 30% do custo, enquanto o governo federal subsidiou a maior parte do custo do sistema de barreira contra furacões.
Como funciona?
Três portões Tainter, também chamados de portões radiais, podem fechar para fornecer uma barreira de meia milha de comprimento e 25 pés de altura entre a cidade de Providence e as águas da baía de Narragansett. A água que flui do rio Providence para o mar é bombeada à medida que se acumula atrás dos portões fechados. A estação de bombeamento, 213 pés de comprimento e 91 pés de largura, é construída de concreto armado e tijolo. Cinco bombas têm capacidade para bombear 3.150.000 galões de água do rio por minuto para a baía de Narragansett.
Cada portão Tainter tem 40 pés quadrados e pesa 53 toneladas. Projetados para se curvar para fora em direção à Baía para quebrar o impacto das ondas, os portões são abaixados por motores elétricos e a gravidade a 1,5 pés por minuto. Demora cerca de 30 minutos para abaixá-los, mas cerca de duas horas para elevar os portões de uma posição fechada, pois a gravidade trabalha contra eles sendo elevados. Se necessário, os portões podem ser abaixados e elevados manualmente.
Uma barreira para furacões precisa de uma estação de bombeamento?
O design de qualquer barreira contra furacões depende das condições. A estação de bombeamento em Fox Point é um elemento importante para proteger a cidade de Providence. Sem bombear a água do rio quando o rio é "represado" pelos portões, um reservatório se formaria e inundaria a cidade - exatamente o que a Providence está tentando evitar.
O portão de Tainter
O portão de Tainter foi inventado no século 19 pelo engenheiro americano e nativo de Wisconsin, Jeremiah Burnham Tainter. A porta curva é conectada a uma ou mais peças de estrutura triangular do tipo treliça. A extremidade larga da estrutura do triângulo é presa ao portão curvo, e o ponto do ápice da treliça gira para mover o portão.
O portão Tainter também é conhecido como portão radial. A gravidade e a pressão da água realmente ajudam a mover o portão para cima e para baixo, como ilustrado por Arif Setya Budi e também no animação fornecido pela Sociedade Histórica do Condado de Dunn, em Wisconsin.
Portões e Barragens de Tainter
Um portão Tainter também é usado em barragens, então uma barreira contra furacões também é uma represa? Sim e não. Uma barragem é certamente uma barreira de água, mas barragens e reservatórios geralmente não são construídos apenas para uso emergencial. O único objetivo de uma barreira de furacões é proteger-se de uma tempestade ou maré de tempestade. A cidade de Providence definiu duas funções centrais para Fox Point:
- "para retardar a maré alta de possíveis tempestades na baía de Narragansett"
- "manter o fluxo do rio de modo que o nível da água não fique muito alto atrás da barreira"
Parcerias governamentais
Como qualquer projeto de construção, uma necessidade deve ser reconhecida e o financiamento deve ser realizado antes que a arquitetura e a construção possam começar. Antes do Fox Point, a cidade de Providence era ameaçada todos os anos. Em setembro de 1938, o Furacão na Nova Inglaterra causou danos à propriedade de US $ 200 milhões e 250 mortes com apenas 3,1 polegadas de chuva. Em agosto de 1954, Furacão Carol causou danos à propriedade de US $ 41 milhões com a maré cheia na maré alta, 13 pés acima do normal. O Flood Control Act de 1958 autorizou a construção de uma barreira em Fox Point. O Corpo de Engenheiros do Exército dos EUA (USACE) assumiu o controle em fevereiro de 2010, salvando a cidade de Providence centenas de milhares de dólares a cada ano. A cidade mantém o sistema de diques e diques.
O portão de elevação vertical
Um portão de elevação vertical é semelhante a um portão de Tainter, pois eleva e abaixa para controlar o fluxo de água. Enquanto um portão Tainter é curvado, no entanto, um portão vertical não é.
O portão mostrado aqui, o portão Bayou Bienvenue, faz parte de um projeto maciço de US $ 14,45 bilhões em Nova Orleans - o Canal de Navegação do Porto Interior - Barreira de Surto do Lago Borgne, também chamada de A Grande Muralha da Louisiana. A parede de barreira de concreto construída pelo Corpo de Engenheiros do Exército dos EUA tem quase duas milhas de comprimento e 26 pés de altura.
Inundações e tempestades não são exclusivas dos Estados Unidos nem da América do Norte. Em todo o mundo Os engenheiros encontraram maneiras de controlar as inundações. Em uma era de clima extremo, esse tipo de solução de problemas é uma área próspera de estudos de engenharia.
Barreiras de inundação e sistemas de aviso
Por que uma grande área urbana como a cidade de Nova York não possui proteção contra tempestades? Em 2012, o tempestade do furacão Sandy inundou as ruas, metrôs e infra-estrutura da maior cidade da América. Desde então, os grupos de trabalho estudam a viabilidade de uma barreira contra inundações no porto de Nova York. Não importa que outros países industrializados ao redor do mundo tenham soluções de alta tecnologia para controle de inundações por anos.
Os seres humanos têm uma relação de amor e ódio com a água - o abundante composto da natureza é necessário para a vida, mas dezenas de pessoas morrem de eventos relacionados à água. Dez pessoas se afogam sem querer todos os dias. Acidentes de carro causados por inundações repentinas e condições climáticas extremas são imprevisíveis. Ou são eles?
Parece que qualquer um pode parar de subir as águas. Uma rápida pesquisa no Google por "paredes de barreira contra inundações" encontra uma variedade de produtos da Home Depot, Ace Hardware, Amazon e empresas comerciais maiores.
Não faz muito tempo que as comunidades usavam sirenes para alertar sobre os perigos relacionados ao clima. Hoje, algumas comunidades continuam a usar essa abordagem simples para inundações. Com uma mistura de câmeras localizadas (geralmente em drones), software de mapeamento e aplicativos de alerta de desastres, empresas como Beholder Technology com sede em Austin, Texas, oferece "consciência situacional remota" às comunidades - ou seja, eles avisam sobre estradas inundadas e situações perigosas antes que as equipes de emergência possam chegar há. Aplicativos de desastre são consideradas soluções de alta tecnologia nos Estados Unidos, mas as barreiras ao furacão não seriam mais úteis?
Fontes
- Agência de Gerenciamento de Emergências, City of Providence, 5 de novembro de 2012
- Fatos da barreira do furacão Fox Point, cidade de Providence em www.providenceri.com/efile/705
- Relatório de atualização para Rhode Island, Corpo de Engenheiros do Exército dos EUA, New England District, 31 de julho de 2012 em www.nae.usace.army.mil/news/Reports/ri.pdf
- Corpo de Engenheiros do Exército dos EUA. IHNC - BARREIRA DE SURGE DO LAGO BORGNE, Atualizado em junho de 2013, http://www.mvn.usace.army.mil/Portals/56/docs/PAO/FactSheets/IHNC-LakeBorgneSurgeBarrier.pdf
- Centros de Controle e Prevenção de Doenças. "Afogamento não intencional: obtenha os fatos". 28 de abril de 2016, https://www.cdc.gov/homeandrecreationalsafety/water-safety/waterinjuries-factsheet.html