Danielle Soares Fabrão¹ & Jorge Luiz Steffen²

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1 ANÁLISE DA UTILIZAÇÃO DE PISOS PERMEÁVEIS E VEGETAÇÃO EM ESTACIONAMENTOS PARA MELHORIA DAS CONDIÇÕES DE INFILTRAÇÃO E APROVEITAMENTO DE ÁGUAS PLUVIAIS. Danielle Soares Fabrão¹ & Jorge Luiz Steffen² ¹Aluna do curso de Arquitetura e Urbanismo da UFMS, bolsista de Iniciação Científica CNPq PIBIC ²Professor da UFMS, Departamento de Hidráulica e Transportes; jsteffen@nin.ufms.br Resumo: A intensa urbanização aliada ao inexpressível planejamento de redes de drenagem urbana acarreta em diversos sinistros como as enchentes e inundações, que afetam a população das cidades. A preocupação com os aspectos ambientais e de sustentabilidade na sociedade de uma forma geral tornam necessária o estudo de soluções projetuais que melhorem a infiltração das águas pluviais em locais próximos à sua origem para atenuar os referidos impactos. Buscou-se amenizar esses problemas com a utilização dos espaços livres da UFMS para melhor aproveitamento das águas pluviais, utilizando tecnologias de baixo impacto, visando diminuir a quantidade de água escoada no sistema de drenagem pública e aumentando a qualidade da água infiltrada e armazenamento para utilização em processos de limpeza e irrigação. As tecnologias de baixo impacto são instrumentos que visam o uso eficiente dos recursos naturais, restringindo os impactos ambientais das obras. Foram obtidas duas propostas de projeto para o estacionamento central, priorizando a utilização de tecnologias de baixo impacto, aliado ao uso de vegetação para melhoria do conforto térmico e estético, visando melhorar o processo de infiltração das águas pluviais no solo. Palavras chave: espaços livres, LID (tecnologias de baixo impacto). Abstract: The intense allied urbanization to the it lacks of planning of nets of urban draining causes diverse accidents as floods and floodings, that affect the population of the cities. The concern with the ambient aspects and of support in the society of one forms generality becomes necessary the study of projetuais solutions that improve the infiltration of pluvial waters in next places to its origin to attenuate the cited impacts. One searched to brighten up these problems with the use of the free spaces of the UFMS for better exploitation of pluvial waters, using technologies of low impact, aiming at to diminish the amount of water drained in the system of public draining and being increased the quality of the infiltrated water and storage for use in cleanness processes and irrigation. The technologies of low impact are instruments that aim at the efficient use of the natural resources, restricting the ambient impacts of the workmanships. Two proposals of project for the central parking had been gotten, prioritizing the use of technologies of low impact, ally to the use of vegetation for improvement of the thermal and aesthetic comfort, aiming at to improve the process of infiltration of pluvial waters in the ground. Key works: free spaces, LID (Low Impact Development).

2 INTRODUÇÃO Com o crescimento da população e a intensificação da urbanização sem planejamento, a impermeabilização do solo tem gerado o aumento do escoamento das águas pluviais que sobrecarregam o sistema de drenagem urbano, causando problemas de enchentes e inundações. Segundo Mota (2000), o desmatamento, a pavimentação do solo, as construções, os movimentos de terra, os aterros de reservatórios e cursos d água, as alterações no escoamento, são responsáveis pela redução da infiltração e aumento do volume superficial de água, criando sérios problemas de drenagem. De acordo com Barros et al. (1998), quando a precipitação é intensa e o solo não tem capacidade de infiltrar, grande parte do volume escoa para o sistema de drenagem, superando sua capacidade natural de escoamento. O excesso do volume que não consegue ser drenado ocupa a várzea inundando de acordo com a topografia das áreas próximas aos rios. Estes eventos ocorrem de forma aleatória em função dos processos climáticos locais e regionais. Este tipo de inundação é denominado pelo autor como inundação ribeirinha. Os sistemas de drenagem urbana tem por objetivo garantir o escoamento das águas pluviais. No entanto, o desmatamento e a impermeabilização do solo, por construções e pavimentações, resultam no aumento do volume e da velocidade do escoamento superficial, sobrecarregando o sistema e ocasionando as inundações. A urbanização e as obras de canalização ocorridas a partir da década de 1960 aumentaram os eventos de inundações urbanas. A partir dos anos 1970, os países desenvolvidos, ao perceber a ineficiência destas ações, mudaram a maneira de gerenciar a drenagem urbana através do controle não-estrutural e medidas de controle de volume através de detenção e infiltração das águas pluviais. No Brasil, a falta de desenvolvimento técnico atualizado, aliado a falta de interesse em soluções mais econômicas, fez com que os investimentos fossem realizados em grandes obras de engenharia hidráulica, tendência de drenar o escoamento pluvial para fora das áreas urbanizadas, buscando o mais rápido e eficiente afastamento das águas de chuva (Barros et al., 1998). Spirn (1995), em seu livro o Jardim de Granito, diz que as forças da natureza: Reconhecidas e aproveitadas, representam um poderoso recurso para a conformação de um habitat urbano benéfico; ignoradas ou subvertidas, ampliam os problemas que há séculos castigam as cidades, como enchentes, deslizamentos

3 a poluição do ar e da água. Infelizmente as cidades têm explorado as forças naturais que existem dentro delas. A autora ressalta que os espaços livres públicos e privados podem funcionar, a exemplo de Swodlands, no Texas, como efetivo sistema de drenagem de águas pluviais, absorvendo águas das cheias e prevenindo enchentes mais abaixo. (Spirn, 1995) Os estacionamentos, atualmente, ocupam grandes áreas impermeabilizadas nas cidades, portanto são áreas potenciais na busca de melhores condições de infiltração das águas de chuva, controle de temperatura e umidade. Todos esses fatores influenciam na qualidade de vida nas cidades, além do que a utilização da vegetação nos espaços urbanos pode diminuir os impactos ambientais, como as enchentes, assoreamento dos corpos de água, poluição dos mananciais urbanos, erosões e ilhas de calor, que são comuns nas cidades atuais. As medidas de controle estruturais são aquelas que alteram o rio ou bacia, as obras de micro e macrodrenagem. Enquanto as medidas não-estruturais são instrumentos de planejamento das cidades. (Barros et al., 1998) A tendência atual é de intensificar o uso de medidas não-estruturais como reguladoras do ambiente, visando a diminuição de obras mitigadoras. As leis de planejamento como o Estatuto das Cidades, o Plano Diretor, a Lei Orgânica do Município, o Plano Diretor de Drenagem Urbana, são instrumentos não-estruturais que direcionam ao desenvolvimento sustentável. Pretende-se demonstrar os potenciais de incorporação desses conceitos na melhoria das condições ambientais do estacionamento central da UFMS, no campus de Campo Grande, por entender que esta é uma área de contribuição para as enchentes, ao propor a utilização de arborização associada aos pisos permeáveis. MATERIAL E MÉTODOS A área de estudo desta pesquisa, o estacionamento central, Figura 01 e 02, está inserida no campus de Campo Grande da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS). Segundo a Carta de Drenagem do município de Campo Grande/MS (1997), a área localiza-se na microbacia do Bandeira, tendo como curso d água contribuinte o córrego Cabaça. Algumas de suas características físicas estão descritas no Quadro 1.

4 Figura 01 Vista aérea do estacionamento central Fonte: Google Earth. Acesso em agosto de 2008 Pela sua proximidade à áreas alagáveis, conforme identificado pelo Plano de Trabalho do Plano Diretor de Drenagem Urbana de Campo Grande (2008), o projeto do estacionamento contribuirá para a melhoria da drenagem na região. QUADRO 1: Características da situação atual Situação atual Área total 4.810,30 m² Caracteríticas Pavimentação asfáltica 1.913,99 m² Determina o local de passagem de veículos. O pavimento encontra-se deteriorado. Blocos de concreto 2.622,18 m² Área exclusiva para parada de veículos, piso impermeável. Quantidade de vagas 145 Quantidade de árvores 65 As vagas estão dividas entre área exclusiva de parada (89 vagas), dispostas à 45º, demarcadas apenas por pintura que se encontra deteriorada. E faixa de estacionamento em fila (56), sem delimitação no piso, na via de circulação de veículos. Os canteiros de árvores medem aproximadamente 50 cm de diâmetro e localizam-se a cada duas vagas. Não são bem definidos, não garantem a qualidade do desenvolvimento das espécies. As raízes rompem o pavimento de concreto. Para melhor compreensão da área de estudo, e para coleta de dados a fim de elaborar novas propostas para o estacionamento, foi realizado o levantamento topográfico em agosto de No levantamento foram demarcados pontos alinhados para que através da obtenção da cota de cada ponto, fosse verificada a declividade do terreno, indicando o sentido do escoamento gerado na superfície.

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6 Através do levantamento, foram identificados os pontos de escoamento do estacionamento e as canaletas que recebem e escoam as águas pluviais, como pode ser observado na Figura 03. A água escoada do estacionamento é recolhida por quatro canaletas e encaminhada ao sistema de drenagem do campus. Apesar de a área do estacionamento central do campus apresentar vegetação, fator que poderia contribuir para melhores condições de infiltração, o sistema de drenagem está subdimensionado e não garante suporte ao grande volume de escoamento superficial gerado que, aliado à falta de manutenção em eventos de chuvas torrenciais, ocasiona acúmulo de água na pista. Figura 03 - Canaleta por onde são escoadas as Figura 04 Estacionamento central da águas pluviais do estacionamento UFMS: acesso e vagas Fonte: Simone Fortes de Oliveira Lima Fonte: Simone Fortes de Oliveira Lima Na situação atual, observada na Figura 03, as vias de circulação de veículos têm sentido único e medem 4 m de largura, incluindo a faixa de estacionamento em fila. Neufert (2004) recomenda que as vias de circulação para estacionamento a 45º em sentido único meçam 3,5 m. Segundo Neufert (2004), esta disposição de vagas garante um aproveitamento relativamente bom da superfície e é fácil entrar e sair da vaga. Quando dispostas a 90º, perpendiculares a via de circulação de veículos, as vagas ocupam menos espaço na superfície, no entanto, o raio de giro dos veículos torna-se maior, por isso para as vias de circulação de veículos, recomenda-se que tenham 5,5 m em sentido único. Para a nova proposta, optou-se por vias de circulação de 6 m, por conta do tráfego de caminhonetes, comum na área de intervenção.

7 As vagas de parada, existentes na situação atual, são maiores que o necessário e não possuem qualidade na ocupação da superfície. Para o tamanho das vagas, optamos pelas dimensões de 2,5 m x 5 m, facilitando as manobras para estacionamento. Atualmente, não há vagas para deficientes físicos. Para as propostas, abaixo descritas, foram reservadas 3% (três por cento) das vagas, de cada situação, com as seguintes medidas: 2,5 m x 5,0 m e têm faixa de 1,4 m de largura para as manobras de entrada e saída do veículo, recomendadas por Neufert (2004). Por entender que a situação atual não contempla as necessidades do usuário, por conta da falta de demarcação de vagas e de organização do espaço físico, foram elaboradas duas propostas de projeto, analisando a melhor organização espacial, largura de calçadas e vias de veículos e quantidade e disposição de vagas de parada, objetivando otimizar o uso do estacionamento, seguindo as diretrizes projetuais dadas por Neufert. Com o intuito de incorporar o projeto aos sistemas naturais, limitando riscos e efeitos ambientais adversos, na concepção do projeto foram utilizadas tecnologias de baixo impacto, que visam atuar no gerenciamento e controle do escoamento de águas pluviais. Em LID (Low Impact Development) leva-se em consideração as características naturais do local e do afluente para que danos ao meio sejam minimizados. Devemos estabelecer uma infra-estrutura viável para restringir o impacto ambiental negativo e encorajar o uso eficiente de recursos. (Souza et al., 2005). Sob esta perspectiva, foram escolhidos pavimentos permeáveis de diversos usos, visando o controle das águas pluviais na fonte. Desta forma haverá o controle de volume e das funções de recarga do lençol freático, compensando alterações feitas pelo homem processos de urbanização, impermeabilização do solo, capacidade de infiltração. O intuito é fazer com que o projeto modifique o menos possível o ambiente natural. Evitar o escoamento de grandes volumes de águas pluviais no leito das vias, privilegiando o seu lançamento na drenagem natural. Segundo Araújo, os pavimentos permeáveis são superfícies porosas ou com vãos, que permitem a infiltração de parte do escoamento superficial para a parte interna de uma camada situada sob o terreno, formada por pedras de granulometria diferenciada, que será absorvido pelo solo, e que deve ser adequadamente protegida contra colmatação.

8 Urbonas & Stahre (1993), citados por Araújo et al. (1999), classificam basicamente três tipos de pavimentos permeáveis (Figura 05): (i) pavimento de asfalto poroso; (ii) pavimento de concreto poroso; (iii) pavimento de blocos de concreto vazados. O bloco de concreto vazado possui restrições quanto ao uso, pois possui uma baixa capacidade de suporte de cargas. Sua execução somente é possível em locais com rampas suaves, terrenos com boa capacidade de infiltração e lençol freático relativamente profundo. Este pavimento é preenchido com material granular, como areia ou vegetação rasteira, como grama. Shueller (1987), em Araújo et al. (1999), descreve outras vantagens: Algumas outras vantagens são: redução ou eliminação da rede de drenagem, preservação do equilíbrio de água natural do local, controle das descargas de pico e do volume do escoamento superficial, remoção de poluentes e uma superfície mais segura para dirigir. As principais desvantagens são: alto risco de entupimento, necessidade de inspeções regulares e um possível risco de contaminação das águas subterrâneas. Figura 05 Tipos de pavimentos permeáveis. Fonte: Urbonas e Stahre, 1993 apud Araújo, Para escolha do pavimento de bloco de concreto vazado foi observada a pesquisa realizada por Araújo et al. (1999). O bloco de concreto vazado gera pouco escoamento superficial, tendo, para a cidade de Porto Alegre, um coeficiente de escoamento de 0,03. O coeficiente de escoamento é obtido pela razão entre a chuva e o escoamento totais. Para uma simulação de chuva total de 18,33 mm em determinado solo o escoamento total foi de 0,5 mm, e o mínimo escoamento gerado foi provavelmente devido ao arremate de concreto

9 junto à face coletora do quadro metálico da amostra. Observa-se, portanto, que estes pavimentos não apenas mantêm as condições originais de geração de escoamento superficial, mas podem reduzir estes valores a praticamente zero. Com isto, mostram ser dispositivos altamente recomendados para o controle dos volumes escoados. Levando em conta o baixo poder de suporte e problemas de manutenção, opta-se em indicar este pavimento somente para as áreas de tráfego leve, como as paradas de veículos. Segundo Araújo et al. (1999), o pavimento de concreto poroso se assemelha aos pavimentos convencionais com a diferença de que a fração de areia fina é retirada na mistura de agregados. Os pavimentos permeáveis são colocados sob a camada de areis fina para prevenir a migração da areia fina para a camada granular. O Centro de Estudos de Manutenção da Infra-Estrutura Civil CEMIC produziu e analisou traços para o pavimento de concreto poroso. Em uma simulação de precipitação o sistema com revestimento em concreto permeável apresentou eficiência maior, quando comparado ao sistema revestido com blocos intertravados de concreto e que o sistema de revestimento com grama. Quanto à resistência, como não existem normas específicas de resistência à compressão para uso em passeios e vias de tráfego leve, os resultados obtidos não podem ser descartados para tal finalidade, especialmente porque, em relação aos resultados tração na flexão, o concreto selecionado alcançou 64,4% do valor estabelecido por norma para solicitações de veículos comerciais de linha (Santos et al., 2008). Outro dispositivo proposto como controle de escoamento e infiltração das águas pluviais, são as valas de bio-retenção, que são áreas dispostas em cotas mais baixas em relação ao terreno, ajardinadas que usam solos porosos e vegetação para armazenar e filtrar o escoamento superficial. O objetivo deste é promover a recarga das águas subterrâneas, permitindo a evapotranspiração e reduzindo o escoamento superficial. Ajuda na manutenção do ciclo hidrológico em condições semelhantes às existentes anteriores ao desenvolvimento da área ou da urbanização da mesma. As plantas atuam na filtragem das águas pluviais retirando os poluentes tais como os metais pesados, derivados de petróleo, nutrientes e fertilizantes. As figuras 06 e 07 ilustram uma típica bio-retenção utilizada em área de estacionamento (Lima, 2009).

10 Figura 06 Típico sistema de bio-retenção (Prince George s County Department of Environmental Resources,1993). Fonte: South Lake Union Discovery Center Figura 07 Corte de um sistema de bioretenção Fonte: Moretti e Nishihata, 2006 RESULTADOS Com o projeto de duas propostas para o Estacionamento Central da UFMS, objetivou-se a análise de diversas possibilidades de disposição e quantidade de vagas, ampliações e quantidade de área de infiltração das águas pluviais no solo.

11 Em todas as propostas foram utilizados pavimentos drenantes em todo o estacionamento. Nas vagas de estacionamento foi proposto a utilização de bloco de concreto vazado aliado à vegetação rasteira. Nas vias de circulação de veículos e de pedestres foi proposto a utilização de concreto poroso, além de áreas de biorretenção. As águas pluviais são captadas e conduzidas através de tubulação aos tanques de biorretenção e aos reservatórios. Desta forma parte da água infiltra no solo para recarga dos aqüíferos subterrâneos e manutenção das vazões dos cursos d'água nas épocas de seca. A água armazenada no reservatório deverá ser utilizada para fins de irrigação e limpeza. Na alternativa 1, propôs-se um aumento de 14,2% sobre a área atualmente utilizada, com o intuito de otimização do espaço, além de garantir o conforto ao usuário, obedecendo as normas de dimensionamento de faixas de rolamento e vagas de estacionamento (Neufert, 2004), facilitando sua utilização, além de oferecer maior conforto térmico e visual através da vegetação proposta e da utilização de pavimentos drenantes. Neste projeto, apresentado a seguir na Figura 08, foi mantido o tipo de organização das vagas de parada, dispostas à 45º em relação às vias de circulação de veículos. Esta angulação facilita as manobras feitas pelos motoristas. Os dois pavimentos propostos no projeto são permeáveis, de modo a facilitar a infiltração da água pluvial no solo e sua contenção nos reservatórios localizados sob o passeio de pedestres. A pista de rolamento possui 3,5 m de largura e cada vaga tem 2,5 m x 5,0 m. Com esta proposta obtivemos área total de 5284,31 m², sendo que destas: a área de rolamento corresponde à 1647,76 m²; a área de pavimento das vagas (bloco de concreto vazado) à 2143,75 m²; e a área de biorretenção à 1492,81 m². O número de vagas resultante foi de 136. Na alternativa 2, apresentada na Figura 09, propôs-se um aumento de 21,9 % da área atualmente utilizada. As vias de passagem de veículos somam 2404,45 m², as vagas de parada de veículos, 1830,96 m² e a área de biorretenção a 1575,05 m². As vagas para veículos foram dispostas ortogonalmente às vias de circulação de veículos. O arranjo geométrico possibilita a obtenção de um maior número de vagas. A via de circulação de veículos, de concreto poroso, tem largura de 6 metros e cada vaga de parada de veículos, tem 2,5 m x 5,0 m foi revestida com concregrama, como na proposta anterior.

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14 Quadro 02: Comparação entre o estacionamento existente e as propostas com uso de pavimentos permeáveis Situação atual Alternativa de projeto 1 Alternativa de projeto 2 Área total do estacionamento [m²] 4.810, , ,46 Área total de via de veículo (concreto poroso) [m²] 1.913, , ,45 Área de vagas (bloco de concreto vazado) [m²] 2.622, , ,96 Número de árvores 65ou Área de biorretenção [m²] , ,05 Número de vagas Nesta proposta, o número de vagas resultante foi de 145, sendo de que destas cinco são adaptadas para deficientes físicos. O Quadro 02 mostra a comparação entre as alternativas e a situação atual. DISCUSSÃO Verifica-se, nas alternativas de projeto para o estacionamento do campus da UFMS, a ampliação da área permeável e, simultaneamente, a melhoria no desenho do estacionamento, visando o conforto do usuário, no acesso as vagas e no conforto ambiental gerado pela melhor implantação das espécies arbóreas. A redução da área impermeabilizada implica a redução dos gastos com pavimentação e com o sistema de drenagem das águas pluviais. Atualmente o estacionamento não possui espaços bem definidos, seja de passagem ou parada de veículos. A arborização não exerce um papel importante para a infiltração das águas pluviais, nem para o conforto ambiental da área, por conta da maneira como a árvore está inserida no local, sem preocupações com seu valor paisagístico. As alternativas de projeto visam ordenar o espaço, atribuindo-lhe características que garantam o conforto do usuário, como a largura das vias de pedestres e de veículos e a definição de vagas de parada, através do desenho. Além disso, com o uso de tecnologias de baixo impacto há uma melhoria significativa nos aspectos ambientais. Para adequar o projeto às normas designadas por Neufert (2004), foi proposto aumentar a área útil utilizada. Dessa forma pode-se garantir a melhor organização espacial do traçado, respeitando a ergonomia dos espaços. Na alternativa de projeto 1, houve um decréscimo no número de vagas, no entanto as funções estão mais organizadas, os canteiros

15 de bioretenção e das espécies arbóreas estão definidos, garantindo os aspectos ambientais, que são a base deste projeto. CONCLUSÕES A utilização de pavimentos permeáveis em estacionamentos é perfeitamente compatível. As legislações e a preocupação em gerir menos impactos com a construção civil, tendem à exigência de utilização de tecnologias de baixo impacto em áreas livres. Considerando que atualmente, cem por cento da área do estacionamento é impermeável e que com a proposta ela se torna totalmente permeável, é evidente o ganho com relação à infiltração e com a melhoria no micro-clima local devido ao uso intensivo da vegetação. Os estudos realizados demonstram que a utilização de pavimentos permeáveis em áreas livres, como o estacionamento, torna-se desejável uma vez que o piso permeável mostra-se eficaz na infiltração de águas pluviais, garantindo conforto térmico e segurança ao usuário. Identificam-se possibilidades de aperfeiçoamento no projeto do estacionamento compatíveis com a segurança e o conforto do usuário, a melhoria das condições ambientais, em busca de uma nova qualidade paisagística. REFERÊNCIAS ARAÚJO, Paulo R.; TUCCI, Carlos E. M. e GOLDENFUM, Joel A. Análise da Eficiência dos pavimentos permeáveis na redução de escoamento superficial. Simpósio de Hidráulica e Recursos Hídricos dos Países de Língua Portuguesa Silusba Coimbra, BARROS, Mario T. de; TUCCI, Carlos E. M. e PORTO, Rubem la Laina. Drenagem Urbana. Gerenciamento, simulação e controle. 1. Ed. Porto Alegre: UFRGS, CARTA DE DRENAGEM DE CAMPO GRANDE. CARVALHO, Pompeu Figueiredo de e BRAGA, Roberto (organizadores). Perspectivas de gestão ambiental em cidades médias. Rio Claro: UNESP IGCE Laboratório de Planejamento Municipal Deplan, MOTA, Suetônio. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL. Introduçao à engenharia ambiental. 2. ed. Rio de Janeiro: ABES, 2000.

16 MORETTI, R. S. ; NISHIHATA, N. M.. Estacionamento-parque:qualificação paisagística. Téchne. Revista de Tecnologia da Construção, v. 116, p , NEUFERT, Ernst. Arte de projetar em arquitetura. Editora GG, 17ª edição, PLANO DIRETOR DE DRENAGEM URBANA. Revisão do Plano de Trabalho. Consórcio RES Planejamento em Drenagem Urbana, Janeiro de SANTOS, Sílvia; SALES, Luis Fernando P.; BEBER, Andriei J.; SAGAVE, André Matte e FOGOLARI, Simoni. Pavimentos drenantes com concretos sem finos. Anais do 50º Congresso Brasileiro do Concreto. Setembro, SOUZA, Christopher Freire; TUCCI Carlos Eduardo Morelli e POMPÊO, César Augusto. Diretrizes para o estabelecimento de loteamentos urbanos sustentáveis. VI Encontro Nacional de Águas Urbanas. CREA-MG, Belo Horizonte, 2005.