Modelo oferece previsões com até 99% de acerto
Por meio da coorientação do pesquisador da Embrapa Pantanal (Corumbá-MS) Carlos Padovani, a doutora pela universidade Anhanguera-Uniderp Márcia Ferreira Cristaldo finalizou um sistema pioneiro de previsão para cheias de pequenas bacias hidrográficas como a do rio Aquidauana em Mato Grosso do Sul.
A bacia hidrográfica do rio Aquidauana é uma sub-bacia do rio Miranda, que por sua vez é afluente do rio Paraguai.
As previsões são geradas por meio de um sistema de inteligência artificial inspirado no funcionamento do cérebro humano, capaz de avaliar a interação de diversas variáveis. Em resumo, as redes do sistema foram alimentadas com dados locais de chuva e de níveis do rio Aquidauana e, então, treinadas para gerar previsões de cheias através da coordenação dessas informações.
Formado por redes neurais (RNAs) do tipo multilayer perceptron (de treinamento backpropagation) com parâmetros otimizados por algoritmos genéticos, que usam técnicas inspiradas pela biologia evolutiva, o sistema é o primeiro a ser elaborado para a região. “As previsões probabilísticas geradas por seu modelo estatístico são produzidas a partir da análise de dados de chuva acumulada elaborados, em sua maioria, pelo Instituto Nacional de Meteorologia (INMet). Já os dados de níveis do rio, por sua vez, vêm da Agência Nacional de Águas (ANA)”, descreve Carlos.
De acordo com Márcia, ao receber informações das séries históricas registradas entre os anos de 1995 a 2014, o sistema gerou previsões de 1 a 5 dias para a região. O melhor desempenho foi percebido no modelo para um dia de previsão – o que pode ser de grande valia ao se considerar, especialmente, a porção do rio Aquidauana vulnerável às inundações na planície Pantaneira. O nível do rio no local responde rapidamente às chuvas e pode aumentar drasticamente em apenas algumas horas. “A previsão para um dia tem 99% de acerto. Até 5 dias, o erro ainda é muito pequeno e o sistema faz uma ótima previsão. Para 5 dias, a margem de erro é de até 2 metros, apenas”, afirma a pesquisadora.
A bacia hidrográfica do rio Aquidauana é uma sub-bacia do rio Miranda, que por sua vez é afluente do rio Paraguai. Com mais de 21.000 km² de extensão, a bacia está situada na porção norte-centro-oeste de Mato Grosso do Sul e envolve 16 municípios. A população estimada para a bacia do rio Aquidauana era de aproximadamente 125 mil habitantes em 2010, de acordo com dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). Os municípios da bacia com o maior número de habitantes (em termos absolutos) na época eram Aquidauana, Anastácio e Terenos, somando cerca de 85 mil pessoas entre eles. As terras produtivas da bacia são utilizadas, principalmente, em atividades agropecuárias.
Em 2018, o rio Aquidauana sofreu uma das maiores cheias já registradas: seu nível ultrapassou os dez metros. Em função do grande volume de chuvas, o nível da água praticamente dobrou em menos de 24 horas. Em dado momento, não foi mais possível medir seu aumento porque a régua ficou submersa. O município de mesmo nome entrou em estado de emergência; cerca de 150 pessoas precisaram ser levadas para abrigos improvisados e mais de 10 mil alunos da rede pública matriculados em escolas de cidades próximas tiveram o regime de aulas afetado, de alguma maneira, pela enchente. “O monitoramento para a previsão de cheias de pequenas bacias hidrográficas é de grande relevância, oferecendo uma ferramenta importante para prevenir riscos à vida humana e evitar a ocorrência de prejuízos significativos nas zonas urbanas e rurais”, observa Carlos.
Após a conclusão dos estudos, os pesquisadores avaliam as possibilidades de implantação do sistema. “Estamos trabalhando com a UFMS para fazer um aplicativo de celular com esse programa”, diz Márcia. O projeto deverá incluir dados de radar na avaliação do sistema, que tem grande potencial para ser adaptado a outras bacias hidrográficas brasileiras de porte semelhante à do rio Aquidauana – fazendo desta uma alternativa de grande valor para a elaboração de políticas públicas e para a proteção, de forma geral, da sociedade que vive e trabalha na região. “Pensamos nos ribeirinhos, pecuaristas e quem mais pode ter a vida afetada pelas inundações. Assim, podemos utilizar os dados daquela região para auxiliar as pessoas”, finaliza a pesquisadora.
O doutorado de Márcia, que é professora da área de computação no Instituto Federal de Mato Grosso do Sul (IFMS), foi um projeto multidisciplinar orientado pelo professor Celso Correa de Souza, da Uniderp, com a colaboração de Leandro de Jesus e Hevelyne Henn, ambos do IFMS, e do professor Paulo Tarso, da Faculdade de Engenharias, Arquitetura e Urbanismo e Geografia (FAENG) da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS).