Escola Politécnica da Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária PHD2537-Águas em Ambientes Urbanos

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1 Escola Politécnica da Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária PHD2537-Águas em Ambientes Urbanos Medidas de controle de drenagem localizadas no lote ou fonte (source control) Prof. Kamel Zahed Filho São Paulo,2008 Grupo 12: Fabrício Hyppolito Fernandes Raphael Ferreira Daibert Marcos Vinicius de Carvalho

2 Sumário 1. Introdução Objetivos Medidas de Controle da Drenagem Pavimentos permeáveis: Micro-reservatório: Bacia de Detenção Bacias de Infiltração Bacia de Retenção Bacia Subterrânea Faixa gramada Telhado reservatório Conclusão Referências Bibliográficas

3 1. Introdução O crescimento das cidades e conseqüentemente a impermeabilização da superfície provocou um maior volume no escoamento pluvial, na sua vazão e no volume que chega às canalizações, surgindo um novo problema para os municípios administrarem, o que tornou necessário a realização de um controle sobre esse efeito que é prejudicial para as áreas a jusante. Tal controle deve a principio ser realizado na fonte, no lote e muitas vezes geram conflitos de interesses, cabendo ao município saber administrar a questão através do seu código de obras ou do plano diretor. Dessa maneira procura-se controlar a vazão de novos empreendimentos e tentar regulamentar os já existentes com o uso de algumas medidas, muitas vezes até simples, mas fundamentais para o controle da vazão, sendo preciso que os órgãos municipais façam a supervisão junto aos empreendedores. 3

4 2. Objetivos O objetivo do trabalho é mostrar exemplos de medidas de controle na fonte e no lote, as suas principais características, dados qualitativos e alguns quantitativos sobre a sua utilização. Procurar-se-á dessa forma mostrar a importância de tais medidas e o porquê da sua necessidade em um município e como a sua operação influência na vazão a jusante, no meio-ambiente e na qualidade de vida das pessoas. 4

5 3. Medidas de Controle da Drenagem Seguem algumas das medidas utilizadas para o controle de drenagem: 3.1. Pavimentos permeáveis: Trata-se de supefícies porosas, que permitem infiltração de parte do escoamento superficial, direcionando-a para uma camada de reservação sob o terreno. Esta camada é fomada por pedras, de granulometria diferenciada. Os pavimentos permeáveis podem ser utilizados em passeios, estacionamentos, quadras esportivas ou ainda ruas de pouco tráfego. Em ruas de tráfego elevado, pode ocorrer entupimento por deformação, o que o tornaria impermeável. O sistema é mostrado na figura, segundo Araújo (1999): Segundo Araújo (1999), os pavimentos permeáveis são classificados em pavimento de asfalto poroso, pavimento de concreto poroso e pavimento de blocos de concreto perfurado preenchido com areia ou ainda grama. Os pavimentos de asfalto poroso e concreto poroso são construídos praticamente da mesma forma que os pavimentos convencionais, mas com retirada da fração de finos do agragado na mistura. Os pavimentos de blocos de concreto são construídos pela intercomunicação modular e suas células abertas são preenchidas com material granular. As principais restrições ao pavimento permeável são: alto nível da camada impermeável do solo, solo com baixa permeabilidade, ou ainda lençol freático em nível alto. Neste caso, deve-se fazer uma camada impermeável entre o solo e a camada de reservatório de pedras, e utilizar um dispositivo de drenagem por meio de tubos perfurados. 5

6 Com base em estudos experimentais realizados por Araújo (1999), foi comparada hidrologicamente a utilização de pavimentos de diferentes permeabilidades na redução do escoamento superficial, em módulos de 1,0 m2, tais como solo compactado, pavimento de concreto, paralelepípedos de granito, blocos de concreto pré-moldados intertravados, blocos de concreto com elementos vazados e concretos poroso. Os resultados obtidos neste experimento foram que os coeficientes de escoamento das superfícies foram: 0,5% para pavimento de blocos vazados, 3% para concreto poroso, entre 60% e 80% para solo compactado, de 70% a 80% para paralelepípedo de granito e blocos intertravados e 85% a 95% para pavimento de concreto O efeito obtido neste caso é a redução do escoamento pluvial gerado pelo pavimento, e também áreas de contribuição externas a ele Micro-reservatório: O Micro-reservatório é construído abaixo do nível do terreno das edificações, a fim de armazenar temporariamente água de chuva das áreas impermeabilizadas próximas a ele. Em geral apresentam estruturas do tipo caixa, construídos em concreto, alvenaria, dentre outros, ou ainda escavados no solo e preenchidos com brita. Neste caso, é importante executar um isolamento em tecido geotêxtil. As principais funções do Micro-reservatório são: Controle do escoamento das águas pluviais Minimização dos efeitos da impermeabilização do solo Recuperação de parte da capacidade de amortecimento da bacia O uso dos micro-reservatórios está sujeito a algumas restrições, como disponibilidade de espaços livres, profundidade da rede coletora principal, declividade dos lotes, nível freático alto e deposição de resíduos sólidos. 6

7 Reservatório Subterrâneo Retangular Corte A-A 7

8 Em simulações sobre o uso de micro-reservatório em lotes de 300 m2 a 600 m2, com períodos de retorno (TR) de 2 a 5 anos, onde os volumes escoados eram de 39% a 109% superiores aos de condições de pré-urbanização, Cruz (1998), com a utilização de microrreservatório de 2,5 m3 e com ocupação de 1% da área total do lote, obteve resultados em volumes iguais aos de pré-urbanização Bacia de Detenção A bacia de detenção é um reservatório mantido seco nas estiagens com finalidade de laminar os picos de escoamento superficial, liberando lentamente os volumes afluentes. Pode ser escavado ou ainda uma pequena barragem de terra ou de concreto. O fundo e os taludes podem ser de terreno natural, de terreno escavado ou de concreto. Para seu correto funcionamento deve-se instalar a montante, dispositivos como uma bacia de decantação e gradeamentos, prevenindo a entrada de sedimentos e lixo, enquanto a jusante deve-se ter também um extravasor de emergência para verter vazões acima da de projeto. Em locais com precipitação intensa pode ser necessário baixar o período de retorno de projeto, para viabilizá-la economicamente a obra, embora isso diminua a eficiência da obra. Se houver uma grande freqüência de dias chuvosos fica prejudicado o conceito de detenção, pois em presença s as chuvas médias o reservatório não estará vazio para recebê-las. Como as bacias de detenção não devem receber esgoto cloacal, tais estruturas devem passar por uma correta destinação dos esgotos domésticos à montante. Outro fator a ser levado em conta é a proliferação de mosquitos. Sabendo-se o tempo necessário para o ciclo reprodutivo das espécies locais devem-se procurar tempos de detenção inferiores a este. 8

9 Bacia de detenção (Schueler, 1987) 3.4. Bacias de Infiltração Semelhantes à anterior, mas neste caso, não há dispositivo de saída para esvaziamento deliberado. Trata-se de áreas isoladas de terreno destinadas à função de infiltração no solo dos excessos pluviais para ela destinados. Por questão de segurança, há um vertedor de emergência e, para preservação do fundo, um dreno enterrado no leito. Tal tipo de obra é recomendado para locais com solos permeáveis e com lençol freático profundo. 9

10 Bacia de infiltração (Schueler, 1987) As principais vantagens desse tipo de bacia são: controle de picos para grandes períodos de retorno, seu uso potencial como bacia de sedimentação durante a fase de construção do loteamento, custo acessível. As desvantagens seriam inaplicabilidade em solos pouco permeáveis, necessidade de manutenção freqüente, possível ocorrência de maus odores, possível desenvolvimento de mosquitos e fundo constantemente lameado, dificultando muito seu uso para lazer. Como esta situação é comum em países em desenvolvimento, esquemas de tratamento a montante devem ser efetivos sob pena de inviabilizar a área de infiltração. No Brasil, poucos exemplos existem dentro de loteamentos. Em São Paulo há um programa de implantação de várias bacias de detenção na macrodrenagem (piscinões), como medida corretiva, face aos gravíssimos problemas de enchentes urbanas. 10

11 3.5. Bacia de Retenção É um reservatório construído para não secar entre uma enxurrada e outra, retendo água constantemente em parte do seu volume. São destinados ao controle de cheias e a melhorar a qualidade da água das enxurradas. Como o reservatório sempre retém água, um parâmetro de dimensionamento é o tempo de residência, geralmente entre 2 e 4 semanas. Bacia de retenção (Schueler, 1987) As restrições de espaço e sanitárias persistem, assim como nas bacias de detenção. Em relação aos mosquitos deve ser tomado um cuidado especial, com operação de esvaziamentos forçados em épocas críticas de desenvolvimento de mosquitos perigosos à saúde pública. 11

12 3.6. Bacia Subterrânea A bacia subterrânea ou enterrada é um tipo de tanque estanque construído abaixo do solo, com paredes em concreto impermeável, permitindo o aproveitamento da superfície para outras finalidades, como uma praça, área verde gramada ou terreno de esporte. Pode-se ainda construi-la escavando o solo e preenchendo-o com material poroso estrutural, como a brita. Temos, portanto, que a bacia subterrânea funciona como uma bacia de detenção impermeável a céu aberto, amenizando o escoamento pluvial nela introduzido por efeito de laminação controlado na saída por orifício e válvula no fundo. Nas bacias subterrâneas em concreto também há um vertedor de extravasamento por questões de segurança. Bacia subterrânea (STU, 1993) Este tipo de bacia deve estar equipada com dispositivos de proteção contra poluição e aporte de sólidos (sedimentos e lixo) e dispositivos contra emissão de gases tóxicos que possam se formar. É necessário que seja feita uma limpeza após cada utilização, o que dificulta a sua utilização em regiões com frequencia de precipitações. 12

13 3.7. Faixa gramada Faixas gramadas são faixas de solo gramadas ou arborizadas utilizadas para reduzir a velocidade da água e infiltrar parte dos escoamentos oriundos das superfícies impermeáveis urbanas, tais como estacionamentos e outras superfícies. Na macrodrenagem funciona como uma zona de escape para enchentes. As faixas menores devem ser colocadas a montante do sistema de drenagem. Em termos de controle pluvial é um componente que diminui significativamente a velocidade do escoamento superficial, mas não reduz significamente seu pico. Seu principal benefício é a remoção de partículas poluentes como sedimentos finos, matéria orgânica e traços de metais. Na pequena escala, as faixas gramadas são recomendadas para aplicação em lotes e loteamentos, no entorno de superfícies impermeabilizadas ou associadas a outras medidas, por exemplo, pavimento poroso. Para garantir o escoamento laminar deve-se associar um difusor, como uma valeta ou uma soleira. Em uma escala maior as faixas gramadas (ou arborizadas) além de destinarem-se a amortecerem cheias freqüentes, podem assumir o papel de parque, para lazer e prática esportiva da população e prevenção contra invasões. Faixa gramada (Mecklenburg,1996) 13

14 3.8. Telhado reservatório O telhado reservatório funciona como um reservatório que armazena temporariamente águas pluviais incidentes, liberando-a gradualmente para a rede pluvial, através de um dispositivo de regulação de vazão associado a uma vazão máxima. Os telhados com menor inclinação, ditos planos são os ideais para a aplicação desta medida de controle compensatória, mas podem ser utilizados telhados inclinados, através de arranjs específicos conforme a figura abaixo: Telhados reservatório (Azzout, 1994) Pode-se projetar esse tipo de dispositivo na concepção do edifício, ou ainda instalá-lo posteriormente, desde que seja verificada a estrutura perante o novo carregamento. As principais vantagens de um controle deste tipo de controle local do escoamento pluvial são: economia na rede pluvial, diminuição de riscos de inundação no lote e uma conveniente adequação nas áreas urbanizadas, sem necessidade de ocupar espaço horizontal além da edificação, pois apenas agrega uma função a uma estrutura que existiria de qualquer forma. Dentre as desvantagens temos o aumento da freqüência de manutenção do telhado, a restrição de uma inclinação máxima de 2%, o que pode limitar a arquitetura em alguns casos, e a maior dificuldade de adaptação em telhado já existente, o que tem alto custo. 14

15 4. Conclusão As medidas mostradas são de extrema importância, comprovam serem fundamentais para manter o equilíbrio gerado pela urbanização descontrolada. Falta mostrar à população as causas e origens dos problemas, ou seja, a educação partir desde a escola até os meios de comunicação sobre as reais causas de inundações e enchentes localizadas. Depende das prefeituras terem quadro técnico competente e que saiba compreender os problemas encontrados no seu município e utilizar esse conhecimento na adequação dos imóveis, de novos empreendimentos e ter um plano diretor planejado e não atendendo a interesses de determinados setores. Também é preciso que os habitantes cobrem os seus representantes no executivo e legislativo e se organizem em associações para a discussão do zoneamento e crescimento urbano local. 15

16 5. Referências Bibliográficas Tucci, Carlos - Inundações Urbanas, Simpósio Brasileiro de Desastres Naturais, Tucci, Carlos Gestão de Inundações Urbanas, Porto Alegre, Brasil, Moura, Thales Augustos Estudo Experimental de Superfícies Permeáveis, Dissertação Mestrado. Revista Techne - Edição 116, Novembro 2006, Versão Digital. ARAUJO, P.; TUCCI, C.E.M.; GOLDENFUM, J A avaliação da eficiência dos pavimentos permeáveis na redução de escoamento superficial, RBRH, V5 n.3 p