07/02/2018
Por Álvaro Diogo Sobral Teixeira, Douglas Gomes do Nascimento e
Luiz Eduardo Mendes, tecnólogos
Rios e córregos que atravessam tantas cidades pelo Brasil estão cada vez mais espremidos e confinados, causando problemas constantes de inundações e transtornos. Segundo Tucci [1], tal incômodo agravou-se devido à quantificação do impacto que a exploração humana provoca na bacia. Ou seja, fatores como desmatamento e impermeabilização da bacia agravam ainda mais os problemas de inundações, isso devido ao montante de água pluvial acrescido ao escoamento.
Estudos indicam mudanças climáticas regionais profundas devido à urbanização desordenada e mesmo assim o solo continua a ser impermeabilizado de maneira displicente, remediando os problemas causados pela incapacidade de respeitar os limites impostos pela natureza e suas necessidades, como as temporadas de cheia de um determinado curso d’água, através de técnicas de engenharia, que vão do incremento de velocidade no canal através de mudanças de revestimento das margens ou amortecendo as cheias utilizando reservatórios de detenção ou retenção, citando aqui os exemplos mais comuns [2].
E muitos desses prejuízos poderiam ser minimizados facilmente caso houvesse uma preocupação maior com a questão do uso e ocupação do solo ao longo de uma bacia e também respeitando o ciclo hidrológico.
Vale ressaltar que os sistemas de drenagem urbana, se alinhados ao conceito de desenvolvimento sustentável, vão além do objetivo inicial de prevenção de inundações e passam a conter benefícios indiretos diversos para a sociedade e para a natureza. Não diferente de outras bacias urbanas, a bacia do córrego Jurubatuba, localizado na cidade de São Bernardo do Campo, SP, possui sua área parcial ou quase completamente urbanizada, além de ser uma região de fácil acesso e com dados disponíveis para consulta, o que despertou o interesse por estudá-la.
Portanto, o presente trabalho buscou realizar a comparação da aplicação de projeto de drenagem urbana convencional com outro usando medidas compensatórias para uma mesma sub-bacia urbana através da análise da redução de vazão de escoamento e seu respectivo custo/benefício.
Material e métodos
O estudo se focou na hipótese de que a utilização de equipamentos e técnicas que compensem ou suprimem o volume do escoamento superficial, ou grande parte, das águas pluviais, se mostrassem aplicáveis e eficientes, analisando também o custo/benefício de cada projeto. Para realizar a comparação dos diferentes modelos de drenagem urbana aplicados no estudo, buscou-se inicialmente a separação dos projetos, aqui nomeados de:
-Projeto 1: A elaboração de uma nova rede de microdrenagem para a área da sub-bacia em questão, adotando práticas convencionais como captações em bocas de lobo e/ou bocas de leão. As captações foram dispostas de acordo com o Manual de Projeto de Drenagem Urbana da Cetesb [3].
Optou-se pela escolha do canal convencional em aduelas, pois sua execução apresenta facilidade em relação a mão de obra especializada, além de insumos a pronta entrega e empresas capacitadas para sua execução. Para seu dimensionamento utilizou-se o software “Canal”, obtendo-se seção de (3,00 x 2,00 m), e posteriormente devido à contribuição a jusante (3,50 x 2,00 m).
-Projeto 2: A elaboração do projeto de microdrenagem para a mesma área em estudo, utilizando além de práticas convencionais as medidas compensatórias, que são equipamentos que permitam a retenção/absorção da água pluvial, como bacias e poços de infiltração e o incremento de pavimentos permeáveis em áreas de estacionamento. Todas as análises e cálculos referentes aos dispositivos do projeto 2 foram extraídas do livro “Poluição Difusa”, de Plínio Tomaz [4].
A metodologia de cálculo utilizada para a obtenção da vazão foi a do tipo “Método Racional”, onde é facilmente aplicada em áreas de até 2 km². O método racional se baseia na seguinte expressão:
Q x 166,67 x C x i x A
onde:
Q = deflúvio superficial direto em litros por segundo;
C = coeficiente de escoamento superficial;
i = intensidade média de chuva, em milímetros por minutos; e
A = área da bacia de contribuição em hectares.
Resultados
A sub-bacia utilizada possui suas características peculiares, como altas declividades, por ser uma região de cabeceira, urbanização densa e uma via de circulação principal paralela ao talvegue.
Ressalta-se que na elaboração do projeto 2, com as medidas compensatórias, houve diversas dificuldades no desenvolver do dimensionamento. Primeiramente, pois a bibliografia existente apresenta de maneira ampla e clara os conceitos dos dispositivos, mas não apresenta claramente a aplicabilidade das fórmulas para o dimensionamento. O espaço disponível na sub-bacia que possibilitasse a aplicação dos dispositivos também apresenta outro desafio na aplicação dessa técnica, primeiramente porque os tipos de elementos a serem usados valorizam a infiltração da água no solo, sendo assim, há a necessidade de uma grande área para realizar a infiltração de forma mais eficiente. E ainda se deve levar em conta o tipo de solo local, pois existe a necessidade de uma boa condutividade hidráulica para favorecer o uso das técnicas compensatórias em questão, dado que não foi alvo do estudo apresentado. Portanto, anteriormente à aplicação da técnica, sempre haverá a necessidade de estudos geológicos na área através de sondagens e ensaios geotécnicos, para o bom funcionamento dos dispositivos.
Como resultado das diferentes aplicações de microdrenagem usadas no trabalho, foram obtidos dois hidrogramas distintos, um para cada técnica utilizada (figura 1).
O hidrograma 1 foi o resultado das obras de microdrenagem com o sistema convencional, no qual toda a vazão sobre a área da bacia convergia para o canal.
O valor de 17,86 m³/s foi alcançado devido à utilização de dispositivos e materiais que aumentam a velocidade e facilita o transporte até o canal principal.
O hidrograma 2 resultou da aplicação das obras de microdrenagem em conjunto com medidas compensatórias, onde a vazão que contribuía para o canal seria apenas o resultado da captação da microdrenagem convencional, uma vez que as técnicas compensatórias reteriam parte da vazão calculada.
O valor do hidrograma 2 apresenta uma diferença de 4,37 m³/s sendo o valor real de 13,49 m³/s. Essa diferença em relação ao hidrograma 1 é devido à retenção do escoamento proporcionado pelas técnicas de infiltração aplicadas.
O cálculo dos custos das obras sugeridas foi realizado através de planilhas de custos, tais como Siurb (Secretaria da Infraestrutura Urbana) e Sinapi (Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da Construção Civil) à época do estudo, adotando-se valores das duas emissões para a composição de preços das obras em questão. A emissão Siurb data de julho de 2010 e Sinapi de março de 2012.
Invariavelmente, a obra de microdrenagem do método convencional resultou-se mais cara, isso se deve ao fato de alguns materiais serem industrializados, tais como as aduelas em concreto e a tubulação em concreto adotada para o transporte da água pluvial até seu lançamento final. No estudo das medidas compensatórias, a variação de diâmetros mínimos e máximos no método convencional não passou do diâmetro mínimo adotado (600 mm), variando poucas vezes para um diâmetro acima, no ponto de lançamento. Isso traz um ganho considerável, com a economia no volume de movimentação de terra que deixaria de ser gerado, uma vez que na planilha orçamentária esse é um dos itens mais onerosos. O custo com o material para preenchimento dos dispositivos de infiltração (bacias de infiltração e trincheira de infiltração) apresentou o maior custo da planilha.
Conclusão
O presente estudo permite várias conclusões acerca da aplicabilidade das técnicas alternativas e de seus custos/benefícios na revitalização de uma bacia, dentre elas a clara necessidade de um estudo mais aplicado dos dispositivos para melhor entendimento do seu funcionamento e comportamento, desde as fórmulas para seu dimensionamento às melhores aplicações de acordo com as características da área, como também a influência e a mensuração do coeficiente do escoamento após a implantação dos dispositivos não-convencionais.
As técnicas alternativas possuem como desvantagem uma necessidade maior de área para sua implantação, o que dificulta sua aplicação em áreas urbanas já consolidadas como o caso da bacia em estudo, mas que pode ser facilitada através de legislações de uso e ocupação do solo.
Além dos benefícios diretos das técnicas alternativas para controle de inundações através da infiltração e alteração no coeficiente de escoamento, apresentam-se também ganhos indiretos como a reintegração do córrego à paisagem urbana, por exemplo, através de um parque linear e na melhoria da qualidade de vida, saúde pública e meio ambiente através do incremento de áreas permeáveis com aumento de áreas verdes.
Essas iniciativas de requalificação têm em comum a intenção de não somente melhorar a condição hidráulica da bacia e controlar inundação, mas também recuperar áreas que sofreram processos de degradação ao longo do tempo valorizando o patrimônio histórico, cultural e natural existente na bacia hidrográfica.
Sob o ponto de vista dos resultados obtidos nos dimensionamentos, nos hidrogramas e nos orçamentos, fica clara a viabilidade de execução em uma bacia com alta densidade demográfica, porém sendo possível notar que sua aplicação como ferramenta de planejamento seria muito mais eficiente e de fácil implantação em uma bacia em estado inicial de urbanização. Surge a dúvida sobre a falta de frequência em que essas técnicas são adotadas nos projetos pelos técnicos responsáveis, além da indagação sobre os gestores públicos dos recursos hídricos que não mostram uma posição de cobrança em relação às técnicas eficazes e ao mesmo tempo associadas à melhoria da qualidade urbana e ambiental.
Portanto, o trabalho apresentado mostrou ser possível projetar um sistema alternativo em uma bacia urbana consolidada e obter uma resposta positiva, diminuindo tanto a vazão excedente, como os custos com a obra, porém para um melhor custo/benefício faz-se necessário aprofundar os estudos em dispositivos instalados in loco e avaliar seus custos de manutenção periódica.
Referências
[1] Tucci, Carlos E. M. (2009): Hidrologia: Ciência e Aplicação. 4° ed. 1° reimp. Porto Alegre: Editora da UFRGS/ABRH.
[2] Nascimento, D. G.; Teixeira, Á. D. S.: Estudo comparativo entre custos-benefícios das técnicas convencionais e alternativas em drenagem urbana. Trabalho de graduação. Faculdade de Tecnologia de São Paulo: São Paulo, 2012.
[3] Cetesb. Drenagem urbana: manual de projeto. 3° ed. – São Paulo: Cetesb/Ascetesb, 1986.
[4] Thomaz, Plínio. Poluição difusa. São Paulo: Navegar Editora, 2006.