Tempo de retorno

Seguindo nosso compromisso de abordar temas relacionados às áreas de atuação da empresa, hoje detalharemos um pouco sobre o tempo de retorno, um conceito que tem sido amplamente utilizado, especialmente após os recentes eventos climáticos extremos no Rio Grande do Sul.

Na hidrologia, o tempo de retorno é essencial para avaliar a frequência com que certos eventos de chuva ou vazão ocorrem. Ele ajuda a entender a probabilidade de ocorrência de um evento extremo e é fundamental para projetos de engenharia e gestão de recursos hídricos.

O tempo de retorno representa o intervalo médio entre eventos de uma certa magnitude. Por exemplo, se dizemos que uma cheia tem um tempo de retorno de 50 anos, isso significa que, em média, essa cheia ocorre uma vez a cada 50 anos. No entanto, isso não significa que ela ocorrerá exatamente a cada 50 anos, mas que, ao longo do tempo, essa é a frequência esperada.

O uso de tempos de retorno no dimensionamento de obras como bueiros, galerias de drenagem e pontes é fundamental para evitar enchentes e alagamentos em áreas urbanas. Em ambientes urbanos, a impermeabilização do solo impede a infiltração natural da água, aumentando o escoamento superficial durante chuvas intensas. Assim, as estruturas de drenagem precisam ser dimensionadas para suportar o escoamento resultante de chuvas com diferentes intensidades e frequências (já discutimos sobre precipitações intensas e as equações i-d-f).

Adotar o tempo de retorno como parâmetro no dimensionamento de projetos de drenagem ajuda a evitar riscos. A escolha do tempo de retorno adequado leva em consideração a importância da estrutura e o impacto que uma falha poderia causar. Por exemplo, um projeto de drenagem dimensionado para um evento com tempo de retorno de 2 anos será adequado para eventos menos intensos e frequentes, mas poderá falhar em caso de chuvas mais intensas, como aquelas com tempos de retorno de 10, 25 ou 50 anos.

Os tempos de retorno são conceitos fundamentais na hidrologia estatística, pois indicam a frequência com que um evento hidrológico ocorre. Por exemplo, um tempo de retorno de 10 anos significa que uma cheia dessa magnitude tem 10% de chance de ocorrer em qualquer ano. Na prática, esse conceito é essencial para planejar estruturas de drenagem e proteção contra inundações, pois permite projetar obras com base no risco e na frequência esperada de eventos extremos.

Podemos apresentar dois exemplos de utilização e definição do tempo de retorno: 

- Para uma galeria pluvial em uma rua urbana com pouco tráfego, um tempo de retorno de 10 anos pode ser suficiente;

- Já para uma ponte sobre um rio, que precisa suportar vazões muito maiores em períodos de cheia, o tempo de retorno deve ser maior, geralmente 100 anos ou mais, pois o impacto de uma falha seria muito grave.

O cálculo do tempo de retorno é baseado em uma fórmula simples da estatística, que pode ser encontrada na bibliografia especializada. Além do tempo de retorno, há outro conceito importante relacionado: a probabilidade de ocorrência de um evento em um ano específico. Ou seja, é a chance de um evento com um determinado tempo de retorno ocorrer em um ano específico.

Como apresentado, o tempo de retorno depende da importância da estrutura e do impacto em caso de falha. O Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT) estabelece diretrizes para o tempo de retorno no dimensionamento de estruturas, visando garantir segurança e funcionamento, mesmo em eventos de cheia. Normalmente, o DNIT recomenda que pontes sejam projetadas para suportar cheias com um tempo de retorno de 100 anos, o que significa que a ponte poderá suportar uma cheia com probabilidade de ocorrência de 1% em qualquer ano.

Para pontes menores ou estruturas localizadas em regiões de menor impacto, o DNIT pode recomendar tempos de retorno de 25 ou 50 anos. Já para pontes em áreas com alta densidade populacional ou maior tráfego, tempos de retorno ainda maiores podem ser recomendados, visando minimizar os riscos. Um exemplo, amplamente discutido na mídia, é a **vazão decamilenar** em estruturas de barragens. Isso significa que essa vazão tem um tempo de retorno de 10.000 anos e a chance de ocorrer em um ano qualquer é de 0,01%.

Na prática, o tempo de retorno ajuda engenheiros e gestores a projetarem estruturas como barragens, pontes e sistemas de drenagem, considerando eventos extremos. Quando se planeja uma obra, como uma ponte, costuma-se considerar uma vazão com tempo de retorno de 50 ou até 100 anos, para garantir que a estrutura resista a condições severas de cheia e minimize os riscos de falha.

Esse conceito é fundamental para decisões seguras e para a gestão de recursos hídricos, pois permite antecipar riscos e planejar obras que atendam à segurança da população e à preservação dos recursos hídricos.

O uso de tempos de retorno no dimensionamento de estruturas de drenagem e pontes é crucial para a segurança e eficiência das obras, ajudando a prevenir inundações e a evitar o desgaste prematuro das estruturas. A escolha do tempo de retorno deve equilibrar o custo da obra com o nível de risco tolerável, considerando a importância da estrutura e a probabilidade de ocorrência de eventos extremos, sempre levando em conta o impacto desses eventos na segurança da comunidade e no meio ambiente.

Usar tempos de retorno no dimensionamento de estruturas de drenagem urbana e pontes é essencial para planejar obras mais seguras e duráveis. Isso ajuda a proteger áreas urbanas contra enchentes e a manter a segurança de infraestruturas essenciais em eventos de chuvas intensas.