Modelagem e simulação urbana: estudos de evolução urbana para Candiota/RS

Por: Stéphanie Souza Hillal

Este trabalho apresenta os modelos de evolução urbana obtidos com a plataforma computacional CityCell para a cidade de Candiota, RS, cidade escolhida como objeto de estudo para a disciplina Oficina de Modelagem Urbana 3 do Programa de Pós-graduação em Arquitetura e Urbanismo da Universidade Federal de Pelotas – PROGRAU no primeiro semestre de 2019.

A plataforma CityCell é uma ferramenta de análise espacial baseado na teoria de autômatos celulares e opera através de uma matriz de células retangulares, onde o estado de cada célula é determinado a partir do estado das células vizinhas e por um conjunto pré-determinado de parâmetros. Juntos estes elementos e agentes interagem e são capazes de gerar modelos preditivos e dinâmicos (considerando o tempo), explorando, prevendo e sugerindo diferentes cenários urbanos. A regra de crescimento urbano utilizada foi “Threshold Potential”, como está na tese do professor Maurício Polidori (disponível em http://www.lume.ufrgs.br/handle/10183/6191). O tamanho da célula foi definido em 100m x 100m resultando em uma malha de 48 x 33 células que representam uma área de 93.380 ha.

Inputs utilizados:

Input para 1984.

Input para 2019.

Exercício 1: Legitimação do modelo
Conhecendo a dimensão da área efetivamente urbanizada no bairro Dario Lassance do ano de 1984 (através das cartas topográficas do exército brasileiro) foi possível calibrar o modelo para simular o crescimento urbano até o ano de 2019. Observando a mesma área em 2019 através de imagem de satélite, foi possível fazer uma comparação e obter o nível de acerto da simulação (imagens 01 e 02). O modelo obteve 70% de acertos na simulação de legitimação.

Imagem 01: 40 iterações; em marrom, crescimento simulado de 1984 a 2019.

 Imagem 02: 40 iterações; comparação da simulação com a realidade, com resultados pelo método FUZZY com raio R3, equivalente a 3 células de 100m; em verde escuro as células com acerto pleno; em verde médio as células com acerto em até 100m; em verde escuro as células com acerto em até 200m; em vermelho as células que o experimento não conseguiu simular.

Exercício 2: Simulação de crescimento futuro
Um segundo exercício consistia em realizar simulações para o futuro, a partir da área efetivamente urbanizada no bairro Dario Lassance existente em 2019. Em uma primeira simulação (imagem 03), todo o bairro existente tem grau de atração iguais, resultando em um crescimento concêntrico para as bordas da cidade. Já em um segundo estudo (imagem 04), o bairro Dario Lassance tem peso de atração 3 vezes maior que os outros bairros e como resultado temos uma cidade que se alonga um pouco mais ao norte.

Imagem 03: 40 iterações; em marrom, crescimento simulado de 2019 a 2059 com o input da cidade atraindo 3x mais que os outros.

Imagem 04: 40 iterações; em marrom, crescimento simulado de 2019 a 2059 com peso igual dos atributos.

Exercício 3: Simulação de crescimento futuro com polo de atração.
O terceiro exercício realizado com o CityCell considerou um polo de atração na estrada RS ao norte do bairro Dario Lassance, deslocado da área efetivamente urbanizada atual mas com o mesmo peso de atração que os outros bairros urbanos. Este polo de atração foi considerado como atributo urbano e poderia ser um condomínio ou um novo loteamento, por exemplo. Como resultado temos este polo como forte vetor de crescimento da cidade ao norte.

Imagem 05: 80 iterações; em marrom, crescimento simulado de 2019 a 2099 com peso maior nas estradas como atração.

Encaminhamentos:
As simulações a partir da modelagem urbana com a plataforma CityCell nos indicam os diferentes vetores de crescimento urbano a partir dos diferentes parâmetros informados ao modelo. Como crescer a cidade e quais impactos sobre os sistemas ambientais teremos com os diferentes potenciais de crescimento?

Na simulação com toda a área do bairro Dario Lassance efetivamente urbanizada com o potencial de crescimento 3x maior na cidade (imagem 03) o crescimento concêntrico nos indica a ocupação do solo nas áreas de campos (ver imagens do input), nas bordas do bairro. Já a simulação com polo de atração igual em todos os atributos (imagem 04), nos indica um vetor de crescimento sobre as estradas de acesso ao bairro (ver imagens do input). Pelo conhecimento adquirido in loco sabemos da atratividade do bairro, ou próximo a esta, considerando que a cidade de Candiota é polinucleada, ou seja, bairros afastados um do outro. Assim, podemos assumir como esperada a tendência do bairro Dario Lassance de espraiar-se concentricamente sobre a cidade de Candiota.

O crescimento sobre as estradas parece ter maior impacto ambiental que o crescimento concêntrico no bairro, a qual pode ser considerada com menor fragilidade ambiental e com funções menos decisivas no ecossistema local. Sendo assim, a cidade de Candiota enfrenta um dilema para a cidade do futuro, pois o modo de ocupação tradicional, polinucleado, trás inúmeras dificuldades de deslocamentos e acesso a serviços. Por outro lado, a ocupação concêntrica contribui para menor impacto ambiental. Uma possibilidade atenuante aparece no exercício 3, mostrado anteriormente, onde a expansão urbana mostra uma ocupação próximo as estradas, ambos em quantidades menores. Sendo assim, poderiam ser estudas tipologias de uso de solo menos impactantes para cada caso, de modo a minimizar impactos ambientais.