Como os cientistas estão usando drones para reduzir o risco de inundações catastróficas de grandes lagos glaciais

imagem Vista do Lago Llaca, no Peru, tirada de um veículo aéreo sem tripulação. (Rodrigo Narro Pérez), Autor fornecido

No início da manhã de 13 de dezembro de 1941, os cidadãos de Huaraz, Peru, ouviram um estrondo terrível ecoar pelo vale. Em poucos minutos, uma torrente de água, gelo e pedras caíram sobre a cidade, destruindo um terço dela e matando pelo menos 2,000 pessoas.

A barragem natural de rochas e sedimentos soltos que tiveram contido Lago Palcacocha falhou. Oitenta anos depois, seu colapso continua sendo um dos desastres naturais mais trágicos do Peru.

Este tipo de evento catastrófico é conhecido como uma "inundação de explosão de lago glacial". Os lagos glaciais, como os encontrados em toda a Cordilheira Branca na cordilheira dos Andes, costumam ser represados ​​por morenas glaciais que podem atingir alturas de mais de 100 metros. Eles são impressionantes, mas muitas vezes são instáveis.

Chuvas fortes e avalanches de rochas, neve ou gelo podem elevar os níveis de água em lagos glaciais represados ​​por moreias, gerando ondas que ultrapassam a barragem de moreias ou causam seu colapso, liberando grandes quantidades de água. Esses desastres naturais são esperados apenas para tornaram-se mais comuns no Peru - e em todo o mundo, à medida que o aquecimento do clima derrete as geleiras a taxas historicamente sem precedentes.

Previsão de enchentes futuras

Esta história sombria estimulou pesquisa internacional na estabilidade das moreias que represam os lagos glaciais do Peru. A Cordilheira Branca, no norte do Peru, contém a maior concentração de geleiras tropicais no mundo. Prever quando ocorrerão essas enchentes - e quão destrutivas elas serão - é uma preocupação enorme para o mais de 320,000 pessoas que vivem rio abaixo.

Vigas de aço torcidas perto de uma mesa de piquenique. Os restos retorcidos de uma ponte de aço destruída por uma enchente de um lago glacial na Islândia em 1996. (Chris 73 / Wikimedia Commons), CC BY-SA

Modelos de engenharia geológica usar variáveis ​​como o tamanho e volume do lago, altura, largura e declive da barragem da moreia e dimensões do canal e do vale para estimar a estabilidade da barragem da moreia e o risco de inundação. Infelizmente, esses modelos não incluem muitas informações sobre a composição da barragem da moreia, que pode variar significativamente dependendo de sua localização e modo de formação.

Minha pesquisa, parte de uma colaboração entre a McMaster University e Instituto Nacional de Pesquisa sobre Geleiras e Ecossistemas de Montanha do Peru (INAIGEM), se concentra em estabelecer a origem dessas barragens de moreias e as características físicas das barragens e dos lagos que elas retêm. Esses recursos podem ter influência considerável na estabilidade da barragem e seu potencial de ruptura.

Usando UAV para entender a estrutura das barragens de moreias

As geleiras criam moreias transportando, depositando e empurrando pedregulhos, areias e sedimentos e argilas de granulação fina ao longo do fundo do vale e das paredes adjacentes do vale, muitas vezes formando uma barreira. Mas uma moreia pode ser muito mais estável do que outra, dependendo dos materiais que contém e de como é formada.

A água pode vazar por pontos fracos nas camadas empilhadas da moreia, levando sedimentos com ela, ou pedras soltas podem cair após uma perturbação como um terremoto. Esses pontos fracos tornam mais provável o colapso total da barragem da moreia. Localizar esses pontos fracos é uma etapa importante na previsão da estabilidade das barragens do lago e pode permitir que geocientistas e engenheiros projetem estratégias de remediação mais eficazes.

Meus colegas e eu estamos analisando a arquitetura de grandes morenas laterais, que se formam ao longo das laterais das geleiras, no sul da Islândia, usando veículos aéreos sem tripulação (UAVs ou drones) para coletar imagens de alta resolução. Nós use essas imagens para identificar e classificar áreas de sedimentos de granulação grossa e fina que podem formar zonas de vazamento de água e remoção de sedimentos e causar o rompimento da barragem. Planejamos pesquisas semelhantes de UAV de alta resolução em barragens de moreias na Cordillera Blanca para o início de 2022.

A pesquisa aumentará a confiabilidade dos modelos preditivos para identificar riscos potenciais de enchentes em lagos glaciais. Também identificará as áreas onde o trabalho de remediação, como a construção de canais de saída adicionais ou barreiras blindadas, é mais necessário para fortalecer a moreia.

pessoas em uma represa com vista para um lago glacial O trabalho de remediação realizado no Lago Llaca, Peru, em 1977, incluiu a construção de uma barragem. (Rodrigo Narro Pérez), Autor fornecido

Isso será particularmente importante à medida que as geleiras derretem mais rapidamente, o volume de água retido por essas barragens de moreias naturais aumenta e o poder destrutivo das enchentes também continua a aumentar. Um estudo recente realizado por pesquisadores da Universidade de Calgary mostraram que o volume de água em lagos glaciais aumentou em 50 por cento globalmente desde 1990.

Desde o início do século 19, uma estimativa Ocorreram 165 inundações de explosão de lago glacial represado por moreias. Além disso, aproximadamente 12,000 mortes em todo o mundo podem ser atribuídas diretamente a inundações em geleiras.

Nossa pesquisa no Peru fornecerá novos insights sobre a estabilidade de barragens de moreia que podem ser aplicados a outras regiões, como a Bolívia, o Himalaia e as Montanhas Rochosas canadenses, que também estão enfrentando um risco maior de inundações de lagos glaciais, à medida que o aquecimento do clima continua a derreter as geleiras.

Sobre o autor

Rodrigo Narro Pérez, candidato a doutorado, Escola da Terra, Meio Ambiente e Sociedade, Universidade McMaster
 

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Este artigo foi publicado originalmente em A Conversação

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