ANÁLISE COMPARATIVA DE CUSTOS SOBRE O USO DE BACIA DE DETENÇÃO EM RELAÇÃO AO USO DO SISTEMA TRADICIONAL DE DRENAGEM

José Carlos Alves Barroso Junior Porto Alegre 2019 ANA LUIZA FORTES DOS SANTOS ANÁLISE COMPARATIVA DE CUSTOS SOBRE O USO DE BACIA DE DETENÇÃO EM RELAÇÃO AO USO DO SISTEMA TRADICIONAL DE DRENAGEM Este Trabalho de Conclusão de Curso foi julgado e aprovado para a obtenção do grau de Bacharel no Curso de Engenharia Civil do Centro Universitário Metodista – IPA. Porto Alegre,. Prof. Me. Claudio Bastos Sikilero Coordenador do Curso Apresentada à banca examinadora integrada pelos professores ______________________ Prof. REFERENCIAL TEÓRICO 14 2. URBANIZAÇÃO E inundações 14 2. Inundações Ribeirinhas 16 2. Inundações Costeiras 16 2. Inundações Urbanas 17 2. Avaliação Econômica das alternativas 39 2. Custos 39 1. INTRODUÇÃO As políticas econômicas adotadas no século passado – sobretudo a partir dos anos 50 – resultaram na industrialização e mecanização do campo.

Como consequência a este processo, houve um intenso fluxo migratório da população rural para a cidade. O processo de urbanização desencadeou impactos negativos para o ambiente urbano “sobre os recursos hídricos; o ciclo hidrológico; as variações climáticas; as cheias naturais dos rios; nos usos e ocupações do solo e; no balanço hídrico” (TUCCI, 2007; MOTA, 2008). Esses dispositivos se baseiam, segundo TOMINAGA (2013), na retenção e na infiltração das águas da chuva, e colaboram para a sustentabilidade do sistema, visando o rearranjo temporal e espacial das vazões e contribuem para a diminuição do volume escoado, reduzindo a probabilidade de inundações à jusante. Em países desenvolvidos, essas medidas compensatórias já são utilizadas, pois além de solucionar os problemas de drenagem, também é possível evitar os mesmos reduzindo impactos, custos e melhorando a qualidade de vida da população.

QUESTÃO DA PESQUISA Qual o custo da implantação de uma bacia de detenção, como medida compensatória para uma forma de controle do escoamento superficial, em comparação ao uso do sistema de drenagem tradicional? 1. OBJETIVOS DA PESQUISA 1. Objetivo geral Realizar um estudo de comparação de custos e eficiência da implantação de uma bacia de detenção – com armazenamento de água temporário - como medida compensatória para o controle de escoamento superficial, em relação ao método de drenagem tradicional. Estudos como este, buscam trazer uma nova forma de abordar essa problemática, podendo servir como referência para profissionais da área. REFERENCIAL TEÓRICO 2. URBANIZAÇÃO E inundações Conforme Tucci (2010, p. “a urbanização é um processo de desenvolvimento econômico e social resultado da transformação de uma economia rural para uma economia de serviços concentrada em áreas urbanas”.

A concentração de pessoas vivendo em áreas urbanas aumentou significativamente nos últimos anos, como mostra a Figura 1 – Taxa de urbanização. Inundações Ribeirinhas De acordo com Tucci (2008), as inundações ribeirinhas são processos naturais que acontecem no leito maior dos rios devido a oscilação “temporal e espacial da precipitação e do escoamento na bacia hidrográfica” (Figura 2). Figura 2: Características dos leitos do rio Fonte: Tucci (2008, p. Inundações Costeiras “Acontecem em regiões costeiras, quando condições meteorológicas provocam um aumento anormal do nível do mar, podendo levar essa água do mar para a terra, causando inundações nas regiões costeiras com a cota abaixo do nível da água. ” (Kipper, A. Inundações Urbanas De acordo com Tucci (2008), as inundações urbanas ocorrem em razão do efeito da impermeabilização do solo, do escoamento através de condutos ou obstruções ao escoamento devido a presença de dejetos indevidos na rede.

A água não segue mais esse ciclo mostrado na figura anterior, pois houve alterações no solo diminuindo sua permeabilidade. DRENAGEM URBANA Canholi (2013) aponta que, o aumento da impermeabilização devido a novas construções acaba gerando prejuízos que são transferidos para a sociedade, “a qual acaba por pagar grandes quantias em obras que se tornam rapidamente obsoletas devido ao constante aumento da impermeabilização da bacia” (CANHOLI, J, F. resumo). Sistema de Drenagem Tradicional O sistema de drenagem de modo tradicional pode ser geralmente considerado como: sistema inicial de frenagem e sistema de macrodrenagem, sendo que os dois são planejados e projetados conforme critérios diferentes. O Sistema Inicial é previsto para atender a drenagem de precipitação com risco de forma demorada, já o segundo atendendo precipitações de maneira superiores às de microdrenagem, podendo haver riscos com prejuízos humanos ou ainda materiais.

Há soluções alternativas, com intenção de reduzir os impactos da urbanização no comportamento hidrológico de bacias que são reservatórios naturais de águas pluviais, como por exemplo as trincheiras de infiltração, os valos de armazenamento, armazenamento em coberturas, armazenamento e infiltração nas áreas de estacionamentos, além de outras alternativas que são parte do sistema de microdrenagem. Macrodrenagem A macrodrenagem engloba todos os coletores de diferentes sistemas de microdrenagem. A macrodrenagem normalmente abrange áreas maiores que 4 km² ou 400 ha, mas há exceções, porque a malha urbana possui diferentes configurações dependendo dos projetos realizados para atender cada localidade. Os sistemas da macrodrenagem, em geral, devem ser projetados para receber precipitações muito superiores às da microdrenagem com riscos maiores e com potenciais prejuízos materiais e humanos.

Sistema de Drenagem Compensatório Para que seja compensado parte dos efeitos negativos na urbanização, sobre os processos hidrológicos, as técnicas acabam sendo compensatórias (TCs) ou ainda alternativas de drenagens que se baseiam em novos conceitos, a partir dos anos 70, na América do Norte e Europa, com benefícios para uma qualidade de vida e a preservação dos recursos ambientais no espaço urbano. Desenvolvimento de Baixo Impacto O Desenvolvimento de baixo impacto urbano, conhecido como (Low Impact Development, LID) é capaz de objetivar sobre uma paisagem hidrológica de maneira funcional, adotando um comportamento de maneira parecida com o natural, capaz de controlar não apenas um pico de vazão, como também o volume, a frequência, bem como a qualidade da percolação pluvial.

Esse desenvolvimento acaba por recuperar a capacidade sobre a infiltração as superfícies de zonas urbanas, proporcionando a redução dos impactos, bem como os ganhos paisagísticos e econômicos, em comparação com o controle sobre o método efetuado de condutos de mesma detenção. A utilização de LID é aplicado a para um novo desenvolvimento e a um redesenvolvimento, com a prioridade de apresentar as vantagens para uma implantação de velhos empreendimento com uma relação de métodos tradicionais. Conforme o Department os Defense (2004), o LID é entendido como uma forma estratégica para a gestão das águas de chuva, que são focalizadas em uma gestão hidrológica de maneira natural no local, com a finalidade de garantir meios de proteção para os recursos naturais e de requerimentos regulamentados de maneira ambiental.

O LID é capaz de empregar uma variação de característica natural e construída com a finalidade de reduzir o escoamento, realizar a filtragem de poluentes e facilitar a forma de percolação da água no solo. Portanto, objetivos e metas hidrológicas são incorporados a toda fase de planejamento, por mais rápido que pareça ser. O IMPs pode ser capaz de reduzir a percolação de forma integrada, com o controle de inúmeras unidades discretas, com pequenas partes para cada área, próximo as fontes, com a eliminação de necessidade para um controle centralizado (Department of Environmental Resources, 1999). A vantagem desta pratica é por conta de um estimulo na realização de processos de maneira física, biológica natural e química (Stormwater, 2004). A Tabela 1 mostra a comparação entre os atributos de maneira hidrológica com as práticas de LID convencionais.

Tabela 1 : Comparação entre os atributos de maneira hidrológica com as práticas de LID convencionais Adaptação do Department of Environmental Resources, 1999. Sendo que essas técnicas acabam sendo supracitadas por IMPs. Sendo que a micro gestão apresenta as seguintes vantagens: a) saber providenciar com uma maior proporção de leque as praticas que são usadas e adaptadas em condições locais; b) conseguir realizar a permissão para o uso de praticas de controle que consigam providenciar o controle de volume e manter as funções para a recarga realizando compensações com alternativas de modo significativo para a capacidade de infiltrações; c) conseguir permitir a prática de controle no lote para o qual é integrada a paisagem, com superfícies impermeável e com características locais d) proporcionar a redução dos custos com manutenções e construções, através de projetos com uma boa relação de custo e efetividade, bem como de participação de modo civil.

Os sistemas pequenos também podem acabar sendo distribuídos por micro gestão, sendo possível atribuir a grandes vantagens técnicas: sendo que um ou mais sistemas acabam falhando, sem comprometimento da integridade de maneira total e estratégica de controle local. A utilização do LID com qualquer implantação de solo é simplesmente por questão de desenvolvimento de forma numerosa, para que de forma criativa possa prevenir, deter, reter, tratar e utilizar o escoamento de forma paisagística multifuncionais de forma única para a utilização da terra. O uso do conceito sobre LID junto ao planejamento, acaba incluindo a consideração da hidrologia como uma maneira de realização dos projetos, a redução de impermeabilidade, a desconexão de superfícies de maneira impermeável o aumento dos caminhos de fluxo e a definição e localização dos dispositivos de controlo de micro gestão.

Talvez seja necessário ter terra de forma para criar uma área de fluxo. O caminho de fluxo: é uma metas do LID, com a finalidade de proporcionar um grande fluxo raso capaz de aumentar o tempo de escoamento das coberturas de telhado e das vias privadas e de sistemas de canais abertos de valos de drenagem. Sendo que o projetista é capaz de direcionar estas águas para uma bio-retenção, infiltrações e trincheiras, com poços de infiltrações ou cisternas localizadas de maneira estratégica, com a finalidade de capturar o escoamento antes que o mesmo alcance áreas de gramado. O nivelamento de maneira estratégica do grmado, pode ser feito para aumentar a rugosidade, bem como o tempo gasto para o escoamento superficial. A declividade do local e do lote: pode ser observada com base em construções com declividades de maneira íngreme, as quais aumentam de forma desnecessária com o distúrbio do solo residente, sendo que as construções boas, são aquelas que seguem uma linha de nivelamento.

Figura 4: Hidrograma da melhoria do CN por técnicas de LID Fonte: Department of Environmental Resources, 1999. Dimensionamento da bacia de detenção 2. Método Racional Segundo PORTO, 1995 as referências utilizadas para exemplificar o método racional são datadas do final do século XIX na Inglaterra, também conhecido como fórmula de LloydDavis (RAUDKIVI, 1979). Sendo que o método racional é o mais difundido na prática, para a determinação da vazão de pico em bacias de pequeno porte, bem como o dimensionamento de galerias pluviais e bueiros (PINTO et al. Pois a grande aceitação do método é devido a simplicidade dos resultados, os quais costumam ser satisfatórios, quando respeitadas as condições da validade. Mesmo que o método racional tenha sido realizado de forma original, com a finalidade de avaliar a vazão de pico, PORTO (1995), determina que o hidrograma é capaz de demostrar tal contribuição, desde que se possa admitir de maneira triangular para o mesmo e tendo o coeficiente C representado apenas para a transformação da total precipitação das chuvas efetivas.

Sendo assim, o volume escoado é dado por: Onde: • C = coeficiente de escoamento superficial; • i = intensidade máxima da precipitação; • tc = tempo de concentração da bacia hidrográfica; • A = área da bacia; • Qp = vazão de pico; • tb = tempo de base do hidrograma. Sendo que ao ser estabelecido este regime de maneira permanente Qp = CiA, resultando para que o tempo de base seja tomado por hidrograma: A Figura 6 a seguir é capaz de mostrar o raciocínio, para se chegar a este caso de duração de maneira total da chuva, sendo tc, o que geralmente não é verdade, sendo que a precipitação geralmente continua sendo apresentada com uma intensidade de maneira menor e por isso acaba tendo uma redução na vazão predominante. Figura 6: relação entre o volume escoado e o tempo de duração da cheia Fonte: porto ,1995.

Contudo, para td=tc o hidrograma apresentado através do método racional na Figura 4 é representado por um triângulo isósceles. O hidrograma acaba deduzindo conforme a conservação do volume de maneira escoada, sendo fundamental para a definição da duração das chuvas. Avaliação Econômica das alternativas 2. Custos REFERÊNCIAS AZEVEDO NETTO, J. M. D. São Paulo: Oficina de textos, 2005. COLLISCHONN, W. DORNELLES, F. Hidrologia para Engenharia e Ciências Ambientais. Porto Alegre: ABRH , 2013. wbdg. org/>. DEPARTMENT OF ENVIRONMENTAL RESOURCES. Low-Impact Development Design Strategies: An Integrated Design Approach. a. Introduction to Urban Stormwater in Austrália. Austrália. p. DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRA-ESTRUTURA DE TRANSPORTE (DNIT). Drenagem – Dispositivos de Drenagem Pluvial Urbana – Especificação do serviço. São Paulo: Cenege Learning, 2012. GROUP RAINDROPS. Manual de Utilização das Águas Pluviais (100 Maneiras Práticas).

Tradução: Fendrich, R. Oliynik, R. pdf > LOW IMPACT DEVELOPMENT. Low Impact Development Pilot Project Practices: Naval District Washington. Disponível em:< ftp://lowimpactdevelopment. org/pub> MORALES, P. R. wa. gov/Publications/Pub_Master. htm> NAHB RESEARCH CENTER. Municipal Guide to Low Impact Development. Maryland. Integrated Water Management Background to Modern Approach with Two Case Examples. In: Field. R. O'Shea, M. L. procempa. com. br/pmpa/prefpoa/dep/usu_doc/manual_de_drenagem_ultima_versao. pdf> Acesso em: 30 mar. PÔMPEO, C. p. Lewis Publishers. Florida. RICHTER, B. D. Porto Alegre:UFRGS – Programa de Pós Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental. Dissertação (Mestrado). No prelo. STORMWATER Community responses to runoff pollution. Natural Resouces Defense Council. T. D. Drenagem Urbana. Porto Alegre: Editora da Universidade/UFRGS, 1995.

TUCCI, C. M. Hidrologia: ciência e aplicação. Porto Alegre: Editora da Universidade/UFRGS, 1993. TUCCI, C. E. Disponível em:< https://lowimpactdevelopment. org/> U. S. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY. Low Impact Development (LID): A Literature Review.