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1.Introdução

Neste trabalho acadêmico o assunto abordado é Drenagem Urbana. O objetivo é mostrar como funciona os principais tipos de captação, que vão desde micro drenagem a macro-drenagem ; Pretende-se também mostrar as vantagens e desvantagem além de custo e beneficios.

Cada vez mais vem aumentando a demanda para melhorar a qualidade de vida, isso juntamente com uma explosão demográfrica desordenada da população nos mostra que uma cidade bem projetada e com controle urbanisco não é so uma necessidade mas a unica forma sustentavel de se conviver.

A água, além de fonte de vida, foi a origem de todas as formas de energia que o homem vem utilizando durante a história, podendo ser a resposta para muitas questão desde o abastecimento energético como também guerras futuras. Entre os vários processos de drenagem usados atualmente vemos que não há literatura em língua portuguesa suficiente para trabalhos acadêmicos diversificados e diferenciados que a cada dia que se passa a natureza nos mostra com sua grandiosidade através de chuvas torrenciais que devido à impermeabilização do solo não tem para onde escoar-se.

A Drenagem Urbana não é só uma necessidade, mas uma prioridade e nesse trabalho tenho a prerrogativa de mostrar dos diversos tipos de drenagem enfatizar a drenagem urbana que se bem executado podem elevar a qualidade de vida da população, diminuir os risco de doenças e conseqüentemente elevar a produtividade em geral.

2. DRENAGEM URBANA

A maioria dos problemas ambientais sociais e economicos que o mundo de hoje enfreta esta localizado nas megalopoles, sendo ainda pior em paises subdesenvolvidos onde há falta de recursos.

(Fig. 1 fonte canholi 2005)

No Brasil cidades como São Paulo e Rio de janeiro e outras do mesmo porte se deparam com grandes desafios. O padrão de vida dos moradores dessas cidades vem decaindo rapidamente, os órgão públicos são praticamente incapazes de agir com eficiência no planejamento, controle e execução de medidas eficazes para alterar esse estado de coisas

Particularmente, o saneamento básico das grandes cidades brasileira se encontra numa situação caótica, principalmente no que diz respeito à coleta e tratamento dos esgotos domésticos e drenagem urbana.

(CANHOLI 2005)

A ação do homem tem papel determinante para este estagio deplorável em que se encontra o saneamento básico no pais no tocante a Drenagem urbana sendo as causas determinante para isto a:

Remoção da cobertura vegetal nativa: o que causa o assoreamento de rios que influência diretamente no caminho natural percorrido pela agua, além de erosão, aquecimento e nebulosidade são fatores que não só estão ligado diretamente na drenagem mas tambem com o meio ambiente.

Falta de profissionais qualificados:para execução e planejamento para obras de grande e medio porte.

Impermeabilização: os terrenos antes coberto com mata hoje com os aglomerados urbanos são cobertos com asfalto, calcadas e etc..

Conscientização da população em geral: com a falta de conscientização da população sobre o risco que pode haver ao ocupar areas de manancias de forma irregular além de lixo jogado em via pública que entope os bueiros e boca de lobo.

A drenagem urbana tem sido desenvolvida dentro de premissas estruturais onde os impactos são transferidos de montante para jusante sem nenhum controle de suas fontes. No escoamento esse processo tem provocado aumento da freqüência das enchentes e entupimento dos condutos e canais por sedimentos e a degradação da qualidade da água.

Dentro desse contexto o controle da erosão urbana é fundamental tanto na manutenção da capacidade de escoamento do sistema de drenagem como na qualidade ambiental. As características da produção dos sedimentos em bacias urbanas e de seu controle dentro da experiência internacional são descritas. Buscando destacar indicadores que possam ser aplicados às condições de urbanização de cidades brasileiras, são apresentadas estimativas de produção de sedimentos para bacias urbanas em algumas cidades do país. (Instituto de Pesquisas Hidráulicas - Universidade Federal do Rio Grande do Sul. )

O desenvolvimento urbano brasileiro tem produzido aumento significativo na freqüência das inundações, na produção de sedimentos e na deterioração da qualidade da água.

À medida que a cidade se urbaniza, em geral, ocorrem os seguintes impactos: aumento das vazões máxima aumento devido ao aumento da capacidade de escoamento através de condutos e canais e impermeabilização das superfícies; aumento da produção de sedimentos devido à desproteção das superfícies e a produção de lixo; deterioração da qualidade da água, devido à lavagem das ruas, transporte de material sólido e as ligações clandestinas de esgoto.

2.1. REMOÇÃO DA COBERTURA VEGETAL NATIVA.

A partir do momento em que se retira a vegetação nativa a um aumento significativo no volume do escoamento pois não há mais vegetação para drenar em parte a agua levando em decorrencia o aumento da velocidade de escoamento que aumenta a produção de sedimentos devido a desproteção do solo tornando-o cada vez menos resistente a erosão isso ocorre no inicio do desmatamento para ocupação populacional e por varias vezes acaba ocorrendo de maneira clandestina colocando em risco o meio ambiente e a população da jusante.(exemplo da fig 1a):

(http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.sefloral.com.br/)

De acordo com (Lloret ramos 1995) um exemplo claro de deposição de sedimentos e crescimento desordenados ocorreu com a região metropolitana de São Paulo nas bacias do rio Tietê e Pinheiros o solo da cabeceira frágil e de topografia acidentada resultaram num deposito de todo o material solido e de freqüentes cheias, sendo indispensável à dragagem deste material para minimizar tais impactos.

Observa-se um sistema inapropriado de ocupação da população ribeirinha que fica devido a estes fatores exposta a inundações de áreas que antes não eram alagáveis devido à subtração de espaço na várzeas. Devemos sempre lembrar que a ocupação da populacional se desenvolve no sentido jusante montante.

3 . IMPERMEABILIZAÇÃO DO SOLO;

Deve se lembrar que a ocupação populacional traz consigo uma demanda excessiva com meio ambiente que na maioria das vezes e reformulada por tecnicos e engenheiros que acabam por alterar o cursos naturais de rios, construção de galerias pluvias, canalização de rios e tudo isso para aumentar a area construtiva para moradia populacional.

A impermeabilização do terreno impede que água pluvial se infrite no solo, dessa forma não há um aumento no lençol freático e sim um aumento totalitário no pico da vazão a jusante, devido ao aceleração do escoamento porem a uma drastica diminuição da condução de sedimentos.

(Figura 2 .www.Brasilengenharia.com.br)

3.Termilógia Básica do sistema de drenagem

Um sistema de drenagem de águas pluviais é composto de uma série de unidades e dispositivos hidráulicos para os quais existe uma terminologia própria e cujos elementos mais freqüentes são listados a seguir. Greide - é uma linha do perfil correspondente ao eixo longitudinal da superfície livre da via pública. Guia - também conhecida como meio-fio, é a faixa longitudinal de separação do passeio com o leito viário, constituindo-se geralmente de peças de granito argamassadas. Sarjeta - é o canal longitudinal, em geral triangular, situado entre a guia e a pista de rolamento, destinado a coletar e conduzir as águas de escoamento superficial até os pontos de coleta (figura 3)

Sarjetões - canal de seção triangular situado nos pontos baixos ou nos encontros dos leitos viários das vias públicas, destinados a conectar sarjetas ou encaminhar efluentes destas para os pontos de coleta (Figura 4). Galerias - são condutos destinados ao transporte das águas captadas nas bocas coletoras até os pontos de lançamento; tecnicamente denominada de galerias tendo em vista serem construídas com diâmetro mínimo de 400mm. Condutos de ligação - também denominados de tubulações de ligação, são destinados ao transporte da água coletada nas bocas coletoras até às galerias pluviais . Poços de visita - são câmaras visitáveis situadas em pontos previamente determinados, destinadas a permitir a inspeção e limpeza dos condutos subterrâneos (Figura 6). Trecho de galeria - é a parte da galeria situada entre dois poços de visita consecutivos. Caixas de ligação - também denominadas de caixas mortas, são caixas de alvenaria subterrâneas não visitáveis, com finalidade de reunir condutos de ligação ou estes à galeria Bacias de drenagem - é a área contribuinte para a seção em estudo. Tempo de concentração - é o menor tempo necessário para que toda a bacia de drenagem possa contribuir para a secção em estudo, durante uma precipitação torrencial. Tempo de recorrência - intervalo de tempo onde determinada chuva de projeto é igualada ou suplantada estatisticamente; também conhecido como período de recorrência ou de retorno.

Chuva intensa - precipitação com período de retorno de 100 anos. Chuva freqüente - precipitação com período de retorno de até 10 anos. Chuva torrencial - precipitação uniforme sobre toda a bacia. Pluviômetro - instrumento que mede a totalidade da precipitação pela leitura do líquido acumulado em um recipiente graduado - proveta. Pluviógrafo - instrumento que registra em papel milimetrado especialmente preparado, a evolução da quantidade de água que cai ao longo da precipitação, ou seja, mede a intensidade de chuva.

4. Formas de micro drenagem.

O caminho percorrido pela água chuva sobre uma superfície pode ser topograficamente bem definidos, ou não. Após a implantação das cidades, o percurso natural das enxurradas passa a ser determinado pelo traçado das ruas e acaba se comportando da maneira que fica mais viável ao uso ou da estrutura da cidade o que na maioria das vezes e bem diferente do sue percurso natural.

A água originada da chuva direta sobre a via publica são escoadas pelas sarjetas que desemboca nos bueiros e todo os dutos de pequeno a médio porte que por ventura venha a ser desembocado em condutos secundários passam a acompanhar a topografia para minimizar os gatos com bombas de elevação atingindo assim o chamado sistema de macro drenagem.

5. Tipos de drenagem.

Existem varios tipos de sistema de drenagem que vao desde localização estrategicas para para colaborarem com o sistema de drenagem começando pela micro drenagem temos a sarjetas(fig 3) e sarjetoes tipico de paralelepipidos (fig 4) que canaliza a agua pluvial ate a bueiro( figura 5 e 5.1) que tem a função de mandar agua ate as galerias com dimensionamento superior a 4,5 metros quadrados o qual e denominado de macro drenagem.

Figura 3 - Modelo de sarjeta

Fonte DAEE/CETESB (1980)-

 

Figura 4 - Sarjetão típico em paralelepípedos

Fonte DAEE/CETESB (1980)-

Figura 5 – Bueiro( boca de lobo)

Fonte DAEE/CETESB (1980)-

Outro tipo de boca de lobo com grade.

 

Fonte DAEE/CETESB (1980)-

Figura 5,1

Galerias

O dimensionamento das galerias é feito através das equações de Chézy, Manning e outras expressões adotadas para o escoamento da vazão de projeto em regime

permanente uniforme. O problema principal é a determinação das declividades e

dimensões mais econômicas. No entanto, as normas seguintes podem orientar a escolha desses parâmetros. Os condutos devem ser calculados para escoamento permanente e uniforme à seção plena, e com velocidade não inferior a 76 cm/s.

Deve-se adotar condutos de no mínimo 30 cm de diâmetro para evitar obstruções.

Nunca se deve diminuir as seções à jusante, pois qualquer detrito que venha a se

alojar na tubulação deve ser conduzido até a descarga final. Para que se minimize o volume de escavação, a declividade dos condutos deve se adaptar o mais que for possível à declividade do terreno. Os ajustes nas conexões de condutos de seções diferentes deve ser feito pela geratriz superior interna. Porém, isto não se aplica a junções de ramais secundários que afluem em queda aos poços de visita.

Poços de Visita

Além de proporcionar acesso aos condutos para sua manutenção, os poços de visita também funcionam como caixas de ligação aos ramais secundários. Portanto, sempre deve haver um poço de visita onde houver mudanças de seção, de declividade ou de direção nas tubulações e nas junções dos troncos aos ramais.

Geralmente, os poços são construidos de concreto, tijolos, blocos de concreto ou metal corrugado. A figura 6 ilustra a forma mais usual de poços de visita de concreto ou de tijolos. O fundo do poço é, geralmente, de concreto e possui uma canaleta de seção semi-circular para o escoamento da água. Os ramais podem ser ligados diretamente ao poço, como mostrado na figura 6.a, ou pode-se, através de uma queda externa, ligá-los ao fundo do poço (figura 6.b). Quando a queda exceder 60 cm, normalmente, adota-se diâmetro superior a 1,20 m, o poço deve ser construído como esquematizado na figura 6.c. As tampas dos poços, assim como as molduras onde se encaixam, devem ser de ferro fundido com peso variando entre 90 kg ( quando submetida a tráfego leve) e 270 kg (em

(vias principais). As tampas não podem ser lisas para evitar que os veículos derrapem ao trafegar sobre elas. É aconselhável que as tampas sejam aferrolhadas, se houver possibilidade de saltarem por pressão de águas refluídas ou por explosão de gás de esgoto. Fonte DAEE/CETESB (1980)- Drenagem Urbana. Segunda Edição, São Paulo (SP).

Figura 6- Poços de visita.

Fonte DAEE/CETESB (1980)-

E por fim as posições das unidades de drenagem

(fig. 6.1)

Fonte DAEE/CETESB (1980)-

6. Medidas de controle

As medidas de correção e prevenção que visam minimizar os danos da inundações são relacionadas de acordo com sua natureza , em medidas estruturais e medidas não estruturais.

As medidas estruturais correspondem as obras que visam a correção e prevenção de problemas de enchente.

As medidas não estruturais são aquelas em que se procura reduzir os danos das inundações , não por meio de obra mas por meio normas , regulamentos e propaganda educacional.

6.1 Medidas estruturais.

As medidas estruturais correspondem as obras de engenharia , que podem ser intensiva e extensiva.

Medidas intensivas podem ser de quatro tipo: aceleração do escoamento; canalização da obra ; retardamento de fluxo; restauração da calha natural.

Medidas extensiva são os pequenos armazenamento efetuados na bacia, à recomposição da cobertura vegetal e o controle da erosão do solo ao longo da bacia.

6.2 Medidas não estruturais.

Em oposição às medidas estruturais que podem criar uma sensação de falsa segurança e até induzir à implantação da ocupação das áreas inundáveis, as ações não estruturais podem ser eficazes a custo mais baixo e com horizontes mais longos de atuação essas ações procuram disciplinar a população em geral com o consumo, atividades econômicas, ocupação territorial todas essas já relacionadas com um apoio de fundamental importância do governo federal e população.

7. Canalização de macro drenagem .

Canalização de córregos sem a devida análise de impactos a jusante (transferência de inundações de um ponto a outros) (figura 7)

Figura 7

(SEMADS, 2001)

A canalização de rios torna a velocidade de vazão ate 6 vezes maior do que a natural isso devido a volume de água que chega das galerias pluviais que na maioria das vezes acaba sendo um fator determinante na degradação das águas pluviais e de cursos receptores.(ver figura 7.1)

(Fig. 7.1)

http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://civilport.com.br/imgs/saneamento/rio_meier.jpg.

Com a canalização dos rios a demanda de agua cresce na jusante provocando inundações na população que mora nas porçoes de velocidade de escoamento ou nos fundos dos vales

Foto inundação transferência de inundação de um ponto a outro.(fig 7.2)

(Fig. 7.2)

http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://centraldenoticias.files.wordpress.com/2007/04/inundacao.

    1. Retardamento da vazão Piscinões e reservatórios.

Visando primordialmente o combate às enchentes na Região Metropolitana de São Paulo, através de uma abordagem geral dos problemas em todas as principais sub-bacias da bacia hidrográfica do Alto Tietê, foi elaborado o Plano Diretor de Macro drenagem da bacia do alto Tietê, que busca complementar as obras de melhoria hidráulica dos rios Tietê e Tamanduateí.

Esse plano em geral e denominado piscinões tem a função em face da impossibilidade prática de aumento da capacidade de descarga de alguns dos principais rios da RMSP, necessário aos incrementos de vazões de cheias associadas à crescente a forte urbanização, adota como solução de curto prazo a construção de reservatórios para o amortecimento de picos de cheias.

Ouseja, o piscinão se mostrou uma solução eficaz, uma vez que, concluído, produz efeito imediato, pois retém a água que está descendo e que iria transbordar pelo rio ou córrego.

Depois que a chuva passa, a água vai sendo liberada aos poucos, de forma controlada, a fim de evitar inundações a jusante, ou seja, para frente do reservatório construído.

O piscinão não é nada mais que a criação de uma nova várzea, uma área que possa acumular água.

UM exemplo do bom funcionamento e o piscinão do Pacaembu. (Ver fig. 7,3, 7,4 )

(fig. 7.3)

(Fonte Canholli 2005)

( fig. 7.4) fonte Canholli 2005)

7.2 Tipos de quebra de velocidade da água para jusante.

Conduzem as águas captadas por outros dispositivos de drenagem pelos taludes de cortes e aterros. Quando vindas de valetas de proteção de corte, deságuam na plataforma em sarjetas de corte ou em caixas coletoras. Quando as águas provém de sarjetas de aterro, deságuam geralmente no terreno natural. Também sangram valetas de banquetas em pontos baixos ou ao ser atingido o comprimento crítico, e freqüentemente são necessárias para conduzir pelo talude de aterro águas vindas de bueiros elevados.

Posicionam-se nos taludes de corte e aterro acompanhando suas declividades e também na interseção do talude de aterro com o terreno natural e nas transições corte-aterro.

Podem ser do tipo rápido ou em degraus. A escolha do tipo é função da velocidade limite do escoamento para não provocar erosão, das características geotécnicas dos taludes, do terreno, da necessidade de quebra de energia do fluxo e dos dispositivos de amortecimento na saída.

Sendo ponto bastante vulnerável, principalmente em aterros, requer cuidados especiais para evitar desníveis causados por caminhos preferenciais durante chuvas fortes, cujas erosões podem destruir toda a estrutura. Por isso, deve ser "encaixada" nos taludes de aterro, nivelada, e protegida com o revestimento indicado para os taludes.

Podem ter as formas:

  • Retangular, em calha (tipo rápido) ou em degraus;

  • Semicircular ou meia cana, de concreto ou metálica;

  • Em tubos de concreto ou metálicos.

      

(Fig. 7.5) fonte UFRJ/ 2008)

    1. Restauração de áreas úmidas (várzeas)

São obras que visam recompor as áreas de inundação natural de rios e córregos. Podem

ser associadas aos parques lineares e se aplicam geralmente às áreas ribeirinhas

alteradas ainda não densamente ocupadas.

A restauração de áreas úmidas é importante para restabelecer as áreas naturais de

inundação com efeitos positivos na redução das inundações a jusante, na redução das

cargas poluidoras de fontes difusas e à restauração do ecossistema ribeirinho um exemplo clássico são os banhados construídos (wetlands)

Wetlands são zonas de transição situadas no trajeto das águas que escoam por uma

bacia, entre as regiões mais altas e os talvegues. Incluem pradarias úmidas, mangues,

pântanos, charcos e várzeas. As wetlands abrigam flora e fauna típicas de solos

inundados ou saturados favorecendo, por isso, o desenvolvimento de um rico

ecossistema.

As wetlands funcionam como uma espécie de filtro natural, retendo e transformando

sedimentos, absorvendo nutrientes e purificando a água. Este processo é o resultado de

dezenas de transformações físicas e biológicas, incluindo sedimentação, absorção,

adsorção, mineralização, e transformações microbiológicas. Os processos naturais de

tratamento em uma wetland são movidos pela energia solar e eólica. Para muitos

poluentes a capacidade de tratamento é renovada continuamente, o que faz com que

funcionem como sistemas ecológicos praticamente auto-sustentáveis, exigindo muito

pouca manutenção.

As wetlands construídas podem ter capacidade de assimilação de poluentes igual ou

maior que as wetlands naturais. Além disso, funcionam como bacias de retenção e de

infiltração, reduzindo as vazões e os volumes de cheia.

Entre as principais funções de uma wetland, destacam-se:

Tratamento de efluentes secundários ou de águas poluídas do sistema de drenagem, promovendo a melhoria da qualidade da água dos corpos hídricos à jusante;

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