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Ferramentas e comparativos · 2026-10-27 · 8 min
Chuva crítica para escorregamentos a partir de um DEM e um KMZ, no navegador
Quanta chuva é preciso para a encosta acima de uma escola romper? A partir de um modelo do terreno e de um KMZ da área de estudo, o navegador calcula o escoamento, a probabilidade de escorregamentos rasos e o trajeto provável de um fluxo de detritos à medida que a tempestade avança, e dá a cada moradia, escola, unidade de saúde e via a sua chuva crítica.
Maquete 3D da quebrada Quirio em Chosica (Peru), recortada do relevo com paredes de terra: encostas coloridas de verde a vermelho-escuro conforme a probabilidade de escorregamento, água em azul pelas grotas e rótulos das moradias, escolas, posto de saúde e via expostos
Onde a chuva cai sobre encostas íngremes e expostas acima de uma cidade, o perigo não é só a água. O próprio terreno cede, e o que começa como um pequeno escorregamento na encosta pode descer por uma grota como fluxo de detritos e chegar às casas na sua saída. Explicar isso a quem mora ali, e a quem decide quando avisá-los, é difícil com um mapa estático.
Esta ferramenta mostra isso enquanto acontece. Você fornece a área de estudo como KMZ, ela pega o terreno do mapa e faz uma tempestade avançar passo a passo: quanto da chuva escoa, quais encostas ficam instáveis à medida que o solo absorve o resto, por onde um fluxo de detritos desceria a partir delas e com que chuva acumulada cada moradia, escola, unidade de saúde e via é atingida pela primeira vez.
O essencial
- Escoamento pelo número de curva SCS, ruptura de encostas pelo talude infinito com Monte Carlo, fluxo de detritos por um ângulo de alcance: métodos padrão e documentados.
- Cada elemento exposto do KMZ recebe uma chuva crítica e a causa: escorregamento, fluxo de detritos ou escoamento. Exporta em CSV e GeoJSON.
- Encostas que rompem mesmo sem chuva aparecem à parte: nenhum limiar de chuva as descreve.
- Roda no navegador em poucos segundos e não precisa de nenhum modelo IFC. É indicativa: não substitui uma avaliação de risco oficial.
Quebrada Quirio, Chosica, no fim de uma tempestade de 40 mm. O relevo é real; os marcadores foram inventados para o exemplo.
O que ela precisa
- A área de estudo como KMZ ou KML: um polígono com o seu limite (chamado "área de estudo", "limite", "bacia"… ou simplesmente o maior) e marcadores para o que está exposto. Lê pontos, linhas e polígonos, em pastas ou não.
- O terreno, do relevo do mapa ou de um DEM que você importa (GeoTIFF ou grade ASCII). Sem nenhum modelo IFC carregado, o próprio KMZ posiciona a cena e o mapa abre na área de estudo.
- A tempestade, dos presets do painel de inundação ou desenhada à mão como hietograma.
- O solo: grupo hidrológico, umidade antecedente, coesão, ângulo de atrito, espessura e peso específico, com valores padrão editáveis para solos residuais em encostas íngremes.
Os elementos expostos são reconhecidos pela pasta, nome, descrição ou dados: "vivienda", "I.E.", "colegio", "posta", "centro de salud", "carretera", "trocha" e seus equivalentes em outros idiomas. Uma linha sem nome é tratada como via. Sem KMZ, as escolas, unidades de saúde, moradias e ruas com nome vêm do OpenStreetMap.
Como cada passo é calculado
| Passo | Método | O que fornece |
|---|
| Escoamento | Número de curva SCS (TR-55), CN pela cobertura do OpenStreetMap e pelo grupo de solo | Quanto da chuva caída até agora escoa e quanto infiltra |
| Umidade | Água infiltrada sobre a porosidade drenável do solo, mais nas concavidades que recebem água de encosta acima | A fração saturada da camada de solo, célula a célula |
| Ruptura da encosta | Fator de segurança do talude infinito, 200 amostras Monte Carlo de c′, φ′, γ e espessura do solo | A probabilidade de a encosta romper, P(FS < 1) |
| Fluxo de detritos | Maior declividade a partir das rupturas prováveis, parado por um ângulo de alcance (12° por padrão) | Por onde os fluxos passam e onde param |
| Chuva crítica | O primeiro passo em que as células de um elemento rompem, são cruzadas por detritos ou passam de uma lâmina de escoamento | Um limiar de chuva por elemento, com a causa |
O número de curva dá a lâmina de escoamento para a chuva acumulada até ali[tr55]. O que não escoa entra no solo e eleva o lençol freático, mais rápido nas concavidades que drenam uma grande área acima. O modelo de talude infinito compara então a resistência do solo com o seu peso na encosta, com a água reduzindo o atrito[hammond]. As propriedades do solo nunca são conhecidas com exatidão, então cada uma é sorteada 200 vezes em torno do seu valor e a fração de sorteios em que a encosta rompe é a sua probabilidade.
Os fluxos de detritos começam onde a chuva fez a encosta romper e seguem o caminho de maior declividade. Param onde a linha da origem até a frente fica mais suave que o ângulo de alcance: a razão empírica entre desnível e distância que os fluxos de detritos atingem[corominas].
A tempestade, passo a passo
A linha do tempo reproduz a tempestade passo a passo. Nos primeiros milímetros só algumas manchas se destacam; no fim da tempestade as faces íngremes acima da grota estão em laranja e vermelho, e os trajetos dos fluxos de detritos descem delas até o fundo do vale. Os rótulos dos elementos expostos ficam vermelhos no passo que os atinge.
Primeiro passo da tempestade. Roxo: terreno que rompe mesmo sem chuva.
Depois de 250 mm acumulados. Os rótulos ficam vermelhos quando a chuva atinge o seu valor crítico.
Mais duas camadas mostram as partes da cadeia. Escoamento colore o terreno pelo que escoou até agora e deixa ver a rede de drenagem. Detritos mostra por onde os fluxos das rupturas prováveis passam (marrom claro) e onde param (marrom escuro).
Escoamento com cerca de 120 mm acumulados: a rede de drenagem se destaca.
Trajetos e depósitos de detritos depois de toda a chuva testada.
Encostas que rompem sem chuva
No exemplo, com o solo padrão, 13,6 ha rompem antes de cair uma gota: faces íngremes demais para um solo com essa resistência, normalmente rocha ou escarpas na realidade. O modelo não consegue dar a elas uma chuva crítica, já que nenhuma chuva é necessária, e contá-las daria a cada elemento abaixo de uma escarpa um limiar de quase zero. Elas aparecem em roxo, não fixam limiar nem geram fluxos de detritos, e um elemento sobre elas fica sinalizado. É a classe "incondicionalmente instável" do SHALSTAB[shalstab]. Onde elas importarem, os parâmetros do solo devem vir do campo.
A tabela de chuva crítica
A tabela lista todos os elementos expostos, do mais exposto ao menos: a chuva com que são atingidos e por quê. No exemplo, com os parâmetros padrão:
| Elemento | Chuva crítica | Causa |
|---|
| Carretera Central (trecho) | 1 mm | Fluxo de detritos |
| I.E. Inicial 520 | 7 mm | Escorregamento |
| I.E. N° 1201 | 70 mm | Escorregamento |
| Puesto de salud Quirio | 90 mm | Escoamento |
| Moradias (três grupos) | 140 mm | Escoamento |
Uma via atingida com 1 mm não é uma previsão de que um milímetro vai bloqueá-la: diz que as células que ela cruza estão abaixo de encostas no limite do equilíbrio neste modelo, a classe mais suscetível. Esse é o valor da tabela: uma ordem do que observar primeiro. Calibrados com eventos passados e solos locais, valores como estes são a base dos limiares de alerta precoce. A tabela exporta em CSV e em GeoJSON, que abre no QGIS ou no Google Earth.
O que ela não faz
- Não prevê chuva nem diz quando uma encosta vai romper. Diz quanta chuva cada local aguenta com os parâmetros informados.
- Usa um único solo para toda a área, com incerteza, não um mapa geológico. Afloramentos de rocha, colúvio e aterro parecem iguais para ela.
- A infiltração e a água subterrânea são simplificadas: sem fluxo lateral ao longo do tempo, sem drenagem entre tempestades.
- O relevo global (cerca de 30 m) suaviza grotas pequenas e faces íngremes. Um DEM local dá declividades melhores.
- Não substitui uma avaliação de risco oficial, a investigação de campo nem a calibração própria de um sistema de alerta precoce.
Referências
- Urban Hydrology for Small Watersheds (Technical Release 55) — USDA Natural Resources Conservation Service. O método do número de curva e suas tabelas de CN por cobertura do solo e grupo hidrológico.
- Level I Stability Analysis (LISA) Documentation for Version 2.0 — Hammond, Hall, Miller & Swetik, USDA Forest Service. O fator de segurança do talude infinito com parâmetros do solo incertos, avaliado por Monte Carlo.
- A physically based model for the topographic control on shallow landsliding — Montgomery & Dietrich, Water Resources Research 30(4). Chuva crítica a partir da topografia e do talude infinito; a classe "incondicionalmente instável".
- The angle of reach as a mobility index for small and large landslides — Corominas, Canadian Geotechnical Journal 33(2). Ângulos de alcance (H/L) de fluxos de detritos e outros escorregamentos.
Chuva crítica para escorregamentos a partir de um DEM e um KMZ, no navegador