Soluciones basadas en la naturaleza como estrategia de adaptación a los efectos del cambio climático : gestión de inundaciones urbanas en Belo Horizonte, Brasil

Abstract

El cambio climático ha evidenciado los desequilibrios metabólicos derivados de un intenso proceso histórico de urbanización con visiones disociadoras entre la ciudad y el entorno natural. Como consecuencia de ello, los centros urbanos se enfrentan a diversos retos que se han visto intensificados por los cambios globales derivados de la alteración del clima y que tienden a hacerse aún más frecuentes cuando se analizan las proyecciones globales de futuros escenarios climáticos. La cuenca hidrográfica de Ribeirão Arrudas, situada en Belo Horizonte – Minas Gerais (MG), es uno de estos territorios altamente urbanizados que sufre este tipo de desafíos, como inundaciones frecuentes. Estas son principalmente el resultado de la falta de una visión holística del drenaje del territorio, la elevada impermeabilización del suelo y la intensificación de los fenómenos de precipitaciones extremas. Cíclicamente, durante la temporada de lluvias la cuenca, junto con su infraestructura urbana y su población, sufre impactos materiales e inmateriales. En escenarios donde ganar resiliencia a través de los entornos urbanos parece ser la única opción frente a los desafíos futuros, conceptos como la adaptación climática territorial ganan protagonismo. Existen diversas formas de adaptar el territorio, pero esta investigación apuesta por aquellas que pasan por renaturalizar el tejido urbano. Las soluciones basadas en la naturaleza (SbN) engloban la adopción de medidas para proteger, gestionar de forma sostenible y restaurar ecosistemas naturales o modificados, al tiempo que aportan beneficios para el bienestar humano y la biodiversidad, y actúan como herramientas de adaptación al clima. Así, considerando un escenario realista, se propone intervenir en cerca del 7% del área de la cuenca del Ribeirão Arrudas mediante la implantación de SbN para controlar las inundaciones frente al cambio climático. Considerando todos estos factores, se ha analizado el comportamiento de la cuenca en relación con sus caudales máximos (crecidas) para tres condiciones con diferentes características climáticas: periodo histórico (1), escenario de proyecciones regionales de cambio climático para SSP2-4,5 y SSP5-8,5 (2) escenario de proyecciones regionales de cambio climático SSP2-4,5 y SSP5-8,5 considerando la implantación de cubiertas verdes y jardines de lluvia como SbN (3). Los resultados fueron generados para siete puntos distribuidos en la cuenca (P1, P2, P3, P4, P5, P6 y P7). Se observó que las SbN son más efectivas para crecidas de período de retorno (PR) bajo - próximo a 1 - y muy altos - mayores de 500, y menos efectiva para crecidas de PR intermedio. Para crecidas de PR igual a 1 año la mayor reducción de caudal máxima encontrada fue 4,6% en P6, para el escenario SSP2-4,5 o 5,3% para el escenario SSP5-8,5. Ya para crecidas de PR igual a mil años, las mayores reducciones fueron en P6, con 5,1% para el escenario SSP2-4,5, y en P4 con 4,5% para SSP5-8,5. Estos datos se hacen relevantes considerando que las crecidas de PR de un año son muy frecuentes y que las con PR de 1000 años, aunque poco probables, tienen una magnitud y poder destructivo muy relevante. Aunque los porcentajes de reducción de caudales máximos encontrados no son tan elevados, sí son importantes si tenemos en cuenta que estas reducciones pueden marcar la diferencia a la hora de evitar que los caudales máximos instantáneos se desborden y produzcan inundaciones. Cuando se evitan las inundaciones, también se evitan todos los daños y costes que suponen las pérdidas materiales y humanas que se producen con frecuencia en la cuenca del Arrudas.

As mudanças climáticas vêm realçando os desequilíbrios metabólicos resultantes de um intenso processo histórico de urbanização com visões dissociativas entre cidade e meio natural. Como resultado, os centros urbanos enfrentam diversos desafios que vêm se intensificando pelas mudanças globais resultantes das alterações climáticas e que tendem a ser ainda mais frequentes quando analisadas as projeções globais para cenários climáticos futuros. A bacia hidrográfica do Ribeirão Arrudas, localizada em Belo Horizonte – Minas Gerais (MG), é um desses territórios altamente urbanizados que sofre com tais desafios, como inundações frequentes. Estas são resultantes, principalmente, da ausência de visão holística de drenagem sobre o território, alta impermeabilização do solo e intensificação de eventos extremos de precipitação. Ciclicamente, durante a temporada de chuva a bacia, junto com sua infraestrutura urbana e sua população, sofre com impactos materiais e imateriais. Em cenários onde o ganho de resiliência pelos meios urbanos parece ser a única opção frente aos desafios futuros, conceitos como adaptação climática do território ganham destaque. Diversas são as maneiras de adaptar o território, mas essa investigação aposta por aquelas que permeiam a renaturalização do tecido urbano. A Soluções baseadas na Natureza (SbN) englobam a implementação de ações para proteger, gerenciar de forma sustentável e restaurar ecossistemas naturais ou modificados, ao mesmo tempo em que proporcionam benefícios para o bem-estar humano e a biodiversidade, e atuam como ferramentas de adaptação climática. Dessa maneira, considerando como um cenário realista, se propõe a intervenção em cerca de 7% da área da bacia do Ribeirão Arrudas, através da implementação de SbN para controle de inundações frente as mudanças climáticas. Considerando todos esses fatores, se analisou o comportamento da bacia em relação às suas vazões máximas para três condições com diferentes características climáticas: período histórico (1), projeções regionais de mudanças climáticas para SSP2-4.5 e SSP5-8,5 (2) projeções regionais de mudanças climáticas SSP2-4,5 e SSP5-8,5 considerando a implementação de telhados verdes e jardins de chuva como SbN (3). Os resultados foram gerados para sete pontos distribuídos na bacia (P1, P2, P3, P4, P5, P6 e P7). Observou-se que as SbN são mais efetivas para vazões de período de retorno (PR) baixo – próximo a 1 – e muito altos – maiores de 500, e menos efetiva para vazões de PR intermediário. Para vazões de PR igual a 1 ano a maior redução de vazão máxima encontrada foi 4,6% em P6, para o cenário SSP2-4,5 ou 5,3% para o cenário SSP5-8,5. Já para vazões de PR igual a mil anos, as maiores reduções foram em P6, com 5,1% para o cenário SSP2-4,5 e em P4 com 4,5% para o cenário SSP5-8,5. Esses dados se fazem relevantes considerando que vazões de PR de um ano são muito frequentes e as com PR de 1000 anos, apesar de pouco prováveis, tem uma magnitude e poder destrutivo muito relevante. Embora as porcentagens de reduções de pico de vazão encontradas não sejam tão altas, elas são importantes se levarmos em conta que essas reduções podem fazer a diferença na prevenção de picos de vazão instantâneos que transbordam e causam inundações. Quando as inundações são evitadas, todos os danos e custos em termos de perdas materiais e humanas que ocorrem com frequência na bacia do Arrudas também são evitados.

Climate change has highlighted the metabolic imbalances resulting from an intense historical process of urbanization with dissociative visions between the city and the natural environment. As a result, urban centers face various challenges that have been intensified by global changes resulting from climate extremes and that tend to become even more frequent when analyzing global projections for future climate scenarios. The Ribeirão Arrudas watershed, located in Belo Horizonte – Minas Gerais (MG), is one of these highly urbanized territories that suffers from such challenges, such as frequent flooding. Those are mainly the result of the absence of a holistic drainage vision for the territory, high soil sealing and intensification of extreme precipitation events. Cyclically, during the rainy season, the watershed, along with its urban infrastructure and population, suffers material and immaterial impacts. In scenarios where gaining resilience through urban environments seems to be the only option in the face of future challenges, concepts such as territorial climate adaptation are gaining relevance. There are many ways of adapting the territory, but this research focuses on those that permeate the renaturalization of the urban fabric. Nature-based solutions (NbS) involve implementing actions to protect, sustainably manage and restore natural or modified ecosystems, while providing benefits for human well-being and biodiversity, and acting as a climate adaptation tool. Considering all these factors, the behaviour of the basin in relation to its peak flows (floods) has been analysed for three conditions with different climatic characteristics: historical period (1), regional climate change projections scenario for SSP2-4.5 and SSP5-8.5 (2) regional climate change projections scenario SSP2-4.5 and SSP5-8.5 considering the implementation of green roofs and rain gardens as SbN (3). The results were generated for seven points distributed in the basin (P1, P2, P3, P4, P5, P6 and P7). It was observed that SbNs are most effective for low - close to 1 - and very high - greater than 500 return period (RP) floods, and less effective for intermediate RP floods. For floods of RP equal to 1 year, the highest maximum flow reduction found was 4.6% at P6 for the SSP2-4.5 scenario or 5.3% for the SSP5-8.5 scenario. Already for PR floods equal to 1,000 years, the largest reductions were in P6, with 5.1% for the SSP2-4.5 scenario, and in P4 with 4.5% for SSP5-8.5. These data are relevant considering that one-year RP floods are very frequent and that 1000-year RP floods, although unlikely, have a very significant magnitude and destructive power. Although the percentages of peak flow reductions found are not so high, they are important if we take into account that these reductions can make a difference in preventing instantaneous peak flows from overflowing and producing floods. When flooding is prevented, all the damage and costs in terms of material and human losses that frequently occur in the Arrudas basin are also prevented.