246

14. HISTRIA DA DRENAGEM URBANA

14.1. CONCEITO HIGIENISTA

Entre 1850 e o fim do sculo XIX, Paris tornou-se uma referncia mundial por

construir uma importante rede de esgotos, denominada TOUT GOUT, ajudando a

cristalizar o conceito higienista (higiene pblica).

O conceito higienista no demorou a chegar ao Brasil como testemunham as primeiras

redes enterradas de esgoto sanitrio implantadas em 1864 no Rio de Janeiro, mas ele somente

seria aplicado mais decididamente aps a proclamao da Repblica em 1889 (Melo Franco,

1968). Nesta poca, havia no mundo um casamento bem sucedido a filosofia higienista e o

domnio da hidrulica de condutos e canais que permitia promover o saneamento junto com as

reformas urbansticas. Os sanitaristas da poca estavam atentos a isso e, no fim do sculo

XIX, o Brasil v surgir entre eles a grande figura do engenheiro fluminense Saturnino de

Brito (1864-1929), formado pela Escola Politcnica do Rio de Janeiro. Adepto do

positivismo, ele revoluciona o conceito higienista no Brasil ao trabalhar no saneamento da

cidade de Santos (Obras, 1943). Saturnino de Brito, apresenta argumentos slidos em favor do

sistema separador absoluto (redes de condutos separados para esgotos pluviais e cloacais)

contra o sistema dominante da poca que era o unitrio.

Em decorrncia da atuao de Saturnino de Brito, j no incio do sculo XX, o

conceito higienista, usando uma rede de drenagem pluvial separada dos esgotos domsticos,

ficou estabelecido como regra para as cidades brasileiras. Em 2000, cerca de 82% dos

municpios brasileiros com redes subterrneas tinham sistemas separadores (Pesquisa, 2002).

OBSERVAO: A intensidade das chuvas tropicais no favorecem os sistemas

unitrios, pois a vazo muito grande comprometendo o tratamento do esgoto.

O conceito higienista predominou at sculo XX no mundo inteiro, mas o fim da sua

histria j foi decretada nos anos 60, nos pases desenvolvidos, quando a conscincia

ecolgica exps suas limitaes para levar em conta os conflitos ambientais entre as cidades e

o ciclo hidrolgico.

247

14.2. CONCEITO AMBIENTAL

O conceito ambiental aplicado drenagem urbana fez com que os cones das solues

higienistas deixassem de reinar sozinhos, ou seja, o rol de obras tradicionais como condutos,

sarjetas, bocas-de-lobo, crregos retificados, entre outras, teria de ser ampliado para admitir

solues alternativas e complementares evacuao rpida dos excessos pluviais, dentro de

um contexto de preservao ambiental (Tucci e Genz, 1995). Obras de reteno e

amortecimento de escoamentos, como pavimentos permeveis, superfcies e valas de

infiltrao, reservatrios e lagos de deteno e a preservao dos arroios naturais passaram a

fazer parte do vocabulrio da drenagem urbana. Alm disso, o enfoque ambiental preconiza

tambm o tratamento dos esgotos pluviais que podem ser to poluidores quanto os esgotos

cloacais.

14.3. TENDNCIA DOS CONCEITOS NO BRASIL

A maioria das obras de drenagem urbana no Brasil ainda segue o conceito higienista.

A razo principal que o conceito ambiental muito mais difcil e caro de aplicar porque

exige aes integradas sobre grandes reas, com conhecimento tcnico multidisciplinar, ao

contrrio das aes higienistas, voltadas a solues locais, e concebidas unicamente por

engenheiros civis. Alm disso, o conceito higienista, embora ultrapassado, exerce ainda um

atrativo muito grande pela sua simplicidade (toda gua circulante deve ir rapidamente para o

sistema de captao, evitando insalubridades e desconfortos, nas casas e nas ruas) e pelo fato

das obras de infra-estrutura por ele exigidas terem um comportamento dinamicamente restrito,

portanto fceis de dimensionar, pois s tm uma funo de transporte rpido, isto , pegar e

largar rpido.

O livrar-se rapidamente da gua tornou-se praticamente um dogma no meio tcnico,

convencendo inclusive populao que aplica a mesma idia na suas propriedades

particulares urbanas. No Brasil, como parece ser em outros pases em desenvolvimento, h o

agravante ainda de o conceito higienista ser mal aplicado, seja por falta de recursos, mau

dimensionamento, m execuo ou por manuteno deficiente. Adicionalmente, as presses

scio-econmicas exercidas pela sociedade brasileira como um todo agravam o quadro

248

estabelecendo um cenrio difcil para implantao de qualquer conceito de drenagem urbana,

sobretudo a ambiental: urbanizao acelerada e desordenada, criao de um mosaico de

ocupaes (favelas desassistidas vizinhas a bairros equipados) e nvel de educao ambiental

deficiente (arroios e bocas-de-lobo vistos por grande parte da populao como locais de

destino de dejetos e lixo).

A histria da drenagem urbana no Brasil apesar dessas dificuldades parece estar hoje

numa transio entre a abordagem higienista e a ambiental. Muitas capitais, como Rio de

Janeiro, Belo Horizonte, Porto Alegre e Curitiba, esto promovendo aes no sentido de

estabelecer planos diretores de drenagem urbana, seguindo os preceitos do conceito ambiental

que passa pela conscientizao de que a drenagem urbana deve se integrar ao planejamento

ambiental das cidades, deixando de ser apenas um mero problema de engenharia.

O que importa uma correta gesto dos impactos do meio urbano sobre o meio-

ambiente hidrolgico e isto transcende a um simples receiturio de obras padro e remete a

uma abordagem mais complexa incluindo aspectos tcnicos de engenharia, sanitrios,

ecolgicos, legais e econmicos e que exige uma conexo muito mais estreita com a

concepo e gesto dos espaos urbanos. O ciclo hidrolgico elemento chave na definio

do saneamento urbano e da drenagem.

Portanto, as conseqncias do conceito higienista so:

Acelerao do escoamento,

Afastamento rpido dos picos de cheias para os corpos receptores, com

sobrecargas destes, comprometendo principalmente a macrodrenagem.

14.4. CONCEITOS INUNDAES, ENCHENTES E DRENAGEM (TUCCI,

2002)

14.4.1. Inundaes

Os rios transbordam sempre que as chuvas forem muitos intensas. Normalmente um

rio, ou mesmo um pequeno crrego, escoa por um canal natural que suficiente para

transportar apenas uma pequena quantidade de gua durante o tempo todo.

Quando ocorrem as chuvas contnuas por longos perodos de tempo, aquele canal que

alimentado por estas chuvas pode transbordar, passando a ocupar uma faixa lateral ao canal.

249

Esta faixa tem o nome de vrzea ou zona de inundao natural. Ainda hoje, muitos campos de

futebol so feitos nas vrzeas de rios, o futebol de vrzea. Muito antes que os homens

construssem as primeiras cidades, os rios inundavam suas margens durante a poca das

chuvas.

Rio

Vrzea (Zona de inundao)

Vrzea (Zona de inundao)

14.4.2. Enchente

As enchentes so mais graves que as inundaes porque a gua das chuvas ocupa uma

rea maior do que simplesmente as vrzeas dos rios.

No caso de uma enchente, no se pode falar em transbordamento dos rios. Uma

enchente muito mais que isto porque mesmo que os rios sejam bem largos e profundos,

ainda assim no so suficientes para transportar a grande quantidade de gua das chuvas.

As grandes enchentes que ocorrem uma vez a cada 20 ou 30 anos so fenmenos

naturais provocados por chuvas excepcionais, ou seja, chuvas muito raras muito intensas ou

contnuas. Mas, se a cada vez que ocorre uma chuva mais ou menos forte, tambm ocorrem

enchentes nas cidades, alguma coisa est errada.

14.4.3. Drenagem

A drenagem um conjunto de obras construdas com a finalidade de evitar

inundaes freqentes. Um sistema de drenagem composto basicamente pelas bocas de lobo

que captam as guas das chuvas que escoa pelas ruas, caladas e sarjetas e pelas galerias

pluviais que recebem essas guas e conduziro as mesmas para os rios e canais que

atravessam a cidade.

250

14.5. GUA NO MEIO URBANO

Nos pases em desenvolvimento, a prioridade n 2 o tratamento de esgoto. Em alguns

pases, como o Brasil, o abastecimento de gua, prioridade n 1 que poderia estar resolvido,

devido grande cobertura de abastecimento, volta a ser um problema devido a forte

contaminao dos mananciais (Tucci, 2002). Este problema decorrncia da baixa cobertura

de esgoto tratado. As regies metropolitanas expandem-se na periferia, justamente onde se

concentram os mananciais, agravando sua condio. A tendncia de que as cidades

continuem buscando novos mananciais sempre mais distantes e com alto custo. Neste

contexto, o estgio do controle da qualidade da gua resultante da drenagem est ainda mais

distante nos pases em desenvolvimento. At o controle quantitativo da drenagem urbana

ainda limitado nesses pases.

Tucci (2002) fala em um ciclo de contaminao urbana que se observa nas cidades

brasileiras devido a um gerenciamento precrio.

A ineficincia pblica segundo Tucci (2002) observada em vrios domnios das

guas urbanas que podem ser resumidos no seguinte:

Perda significativa (cerca de 40%) da gua tratada nas redes de distribuio

urbana;

Redes que no coletam esgoto suficiente, da mesma forma, que estaes de

tratamento continuam funcionando abaixo da sua capacidade instalada:

Redes pluviais com dois problemas bsicos:.(a) transporte indesejado de esgoto

cloacal in natura, assim como da contaminao do escoamento pluvial (carga

orgnica, txicos e metais); (b) canais e condutos so construdos sem muito

planejamento, havendo excesso deles, cujo efeito apenas de transferir

inundaes de um local para outro dentro da cidade, a custos insustentveis

para os municpios.

Isto demonstra que os aspectos relacionados com a infra-estrutura das guas urbanas

tm sido planejados de forma inadequada. Grande parte dos problemas citados est

relacionada com a forma setorial de como so tratados. Por isso, a gesto integrada das guas

urbanas v a drenagem urbana moderna enquadrada numa viso ampla de planejamento das

reas urbanas, que envolve principalmente:

planejamento do desenvolvimento urbano;

251

transporte;

abastecimento de gua e saneamento;

drenagem urbana e controle de inundaes;

resduo slidos;

controle ambiental.

14.6. DRENAGEM URBANA MODERNA

O enfoque ambiental da drenagem urbana moderna preocupa-se com a manuteno e

recuperao de ambientes saudveis interna e externamente rea urbana, ao invs de s

procurar sanear o interior da cidade, segundo preceitos meramente sanitaristas.

A drenagem urbana moderna deve ter os seguintes princpios (Tucci e Genz, 1995):

No transferir impactos para jusante;

No ampliar cheias naturais;

Propor medidas de controle para o conjunto da bacia;

Legislao e Planos de Drenagem para controle e orientao;

Constante atualizao de planejamento por estudo de horizontes de expanso;

Controle permanente do uso do solo e reas de risco;

Competncia tcnico-administrativa dos rgos pblicos gestores;

Educao ambiental qualificada para o poder pblico, populao e meio

tcnico.

Na verdade h a proposio de mudana de paradigma da gesto da drenagem urbana

de um enfoque sanitrio-higienista (do livrar-se das guas pluviais o mais rpido possvel)

para um enfoque ambiental (reequilbrio do ciclo hidrolgico para mais perto do natural) que

segue os princpios acima, destacando-se o controle na fonte. Para isso necessria uma

verdadeira integrao entre todos os chamados setores da gua.

Para Tucci (2002) esta integrao est vinculada ao reconhecimento de que as

seguintes inter-relaes devem ser efetivamente consideradas no planejamento urbano:

o abastecimento de gua realizado partir de mananciais que podem ser

contaminados pelo esgoto cloacal, pluvial ou por depsitos de resduos slidos;

a soluo do controle da drenagem urbana depende da existncia de rede de

252

esgoto cloacal e suas caractersticas;

a limpeza das ruas, a coleta e disposio de resduos slidos interfere na

quantidade e na qualidade da gua dos pluviais.

O enfoque sanitrio-higienista que setorizou demasiadamente a drenagem pluvial

influenciou at a estrutura institucional municipal. Hoje, os municpios apresentam uma

capacidade institucional limitada para enfrentar problemas to complexos e interdisciplinares.

14.7. POR QUE ATUALMENTE OCORREM TANTAS ENCHENTES NAS

CIDADES?

Algumas cidades so mais sujeitas a inundaes e enchentes porque nasceram muito

prximas de rios. A gua necessria para tudo; assim, nada mais natural que os homens de

antigamente construrem suas casas e vilas ao lado de rios. Com o passar do tempo, estas vilas

transformaram-se em grandes cidades.

Outras cidades, comearam a sofrer com as enchentes mesmo situando-se longe dos

rios. Algumas das causas das enchentes so devidas prpria construo das cidades e tudo

que elas contm: casas, prdios e ruas.

Vamos aqui explicar um pouco disso de uma forma bem simplificada.

Quando construmos uma casa, um ptio, ou uma calada, o que estamos fazendo

revestir a terra, o cho. Antes da construo a gua da chuva podia penetrar no solo com mais

facilidade. Mas depois, a gua da chuva no consegue se infiltrar e ento ela escorre pelas

superficies. Isto se chama impermeabilizao do solo. Em um campo aberto com rvores, uma

grande parte da gua da chuva fica retida nas rvores ou infiltra-se no solo. Mas o que ocorre

em uma rea ocupada com muitas construes?

Quando a superficie por onde a gua escoa lisa, por exemplo, no caso dos ptios

de cimento ou das sarjetas ou ainda o asfalto das ruas, a velocidade da gua pode ser muito

maior do que quando a gua escoa por uma superficie mais spera, como um gramado.Isso

significa que a gua escoa mais depressa e pode se acumular nos pontos mais baixos de uma

rea da cidade.

Por isso, com o crescimento das cidades, temos maiores acmulos de gua da chuva

que no se infiltra no solo e, portanto, escoa mais rpido em direo aos pontos crticos.

253

14.8. O QUE FAZER PARA EVITAR ENCHENTES E INUNDAES?

Vamos enumerar algumas coisas que podem estar ao nosso alcance. Primeiramente,

em nossa prpria casa e depois vamos tambm pensar em nosso bairro e na cidade em que

vivemos.

Evitar fazer grandes ptios cimentados. Um quintal mantido com grama, horta

ou rvores facilita a infiltrao da gua das chuvas no solo ou mesmo a

reteno desta gua nas folhas das plantas.

Se em nosso ptio existe um crrego, devemos mant-lo aberto e limpo.

Quando canalizamos um crrego com um bueiro ou construmos sobre ele,

estamos dificultando a passagem da gua.

Os esgotos domsticos no devem ser ligados s galerias pluviais. Se no

existe rede de esgotos em nosso bairro, devemos buscar os rgos responsveis

para que faam a sua parte. Enquanto isso, podemos tratar os esgotos de nossa

casa com uma fossa.

No jogar papis ou lixo nas ruas porque as bocas de lobo ficaro entupidas e

no podero dar entrada para a gua nas galerias pluviais.

Um lote na margem de um crrego no um bom local para se construir uma

casa. Mais cedo ou mais tarde, este crrego vai transbordar e poder causar

srios prejuzos. As margens dos crregos e rios devem ser conservadas sem

construes, numa faixa de 30 metros (varia de municpio para municpio).

Os loteamentos devem ter rea verde nas partes mais baixas e prximas dos

crregos. As reas verdes ajudam a infiltrao e a reteno da gua das chuvas.

Um loteamento de uma rea situada em um morro deve ser muito bem

planejado porque, na maior parte das vezes, a construo de ruas e casas nestas

reas mais altas ir agravar muito as enchentes nas reas mais baixas. Isto sem

contar ainda o perigo dos deslizamentos.

254

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15. GERENCIAMENTO DAS GUAS

15.1. DESEQUILBRIO DO CICLO HIDROLGICO: EFEITO DA

URBANIZAO

medida que a urbanizao avana h menos perdas anuais de evapotranspirao e

maiores parcelas do escoamento passam a circular na rede pluvial e nos arroios diminuido a

recarga dos aqferos, passando a haver menos escoamento de base.

A figura 70 mostra o efeito da urbanizao sobre o comportamento hidrolgico.

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an

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15.2. EFEITO DA URBANIZAO SOBRE O ESCOAMENTO SUPERFICIAL

O escoamento superficial o excesso de gua no infiltrado da precipitao que surge

sobre o solo pela ao da gravidade, na direo das cotas mais baixas, vencendo

principalmente o atrito com a superficie do solo. , por isso, um escoamento rpido se

comparado ao escoamento subterrneo e mesmo ao hipodrmico. Pode ser capturado por

depresses e banhados (deteno superficial), onde infiltra, evapora ou amortecido. O

escoamento superficial livre manifesta-se inicialmente na forma de pequenos filetes de gua

que se moldam ao microrrelevo do solo. A eroso de partculas de solo em seus trajetos na

topografia existente molda, por sua vez, uma microrede de drenagem efmera que converge

para a rede de cursos dgua mais estveis, formada por arroios e rios.

A figura 71 mostra o efeito da urbanizao sobre o escoamente superficial.

Figura 71 Efeito da urbanizao sobre o escoamento superfcial, segundo TUCCI, 2002.

Em sntese, a urbanizao desequilibra o fluxo natural das guas, seja ela mesmo

alterando os volumes dos diversos processos hidrolgicos, seja interpondo-se ao caminho

natural delas.

As consequncias objetivas da urbanizao so as seguintes:

Inundaes ribeirinhas: ocorrem principalmente pelo processo natural no

qual o rio escoa pelo seu leito maior, assim este tipo de enchente decorrncia

256

de processo natural do ciclo hidrolgico, de modo que, quando a populao

ocupa o leito maior, que so reas de risco, os impactos so freqentes (Tucci,

2002);

Inundaes intra-urbanas: a impermeabilizao do solo reduz ou at mesmo

evita a infiltrao da chuva no solo, produzindo mais gua para drenagem e a

rede pluvial acelera os escoamentos, favorecendo a acumulao de gua em

pontos de saturao.

Com respeito s inundaes ribeirinhas, baseado em Tucci (2002), podemos apontar o

seguinte:

na quase totalidade das cidades brasileiras, mesmo as com Plano Diretor, no

existe nenhuma restrio quanto ao loteamento de reas de risco de inundao,

e uma seqncia de anos sem enchentes razo suficiente para que

empresrios loteiem reas inadequadas;

populao de baixa renda invade com facilidade reas ribeirinhas que

pertencem ao poder pblico;

reas de mdio risco, que so atingidas com freqncia menor, sofrem

prejuzos significativos quando as enchentes as atingem.

Desta forma, os principais impactos sobre a populao so (Tucci, 2002):

prejuzos de perdas materiais e humanas;

interrupo da atividade econmica das reas inundadas;

contaminao por doenas de veiculao hdrica como leptospirose, clera,

entre outras;

contaminao da gua pela inundao de depsitos de material txico, de

estaes de tratamentos entre outros.

As inundaes devido a urbanizao, por outro lado, acarretam nos seguintes impactos

principais (Tucci, 2002):

aumento das vazes mximas e da sua freqncia;

aumento da produo de sedimentos devido desproteo das superfcies e

produo de resduos slidos (lixo);

deteriorao da qualidade da gua superficial e subterrnea, devido a lavagem

das ruas, transporte de material slido e s ligaes clandestinas de esgoto

cloacal e pluvial e contaminao de aqiferos;

257

15.3. REEQUILBRIO DO CICLO HIDROLGICO URBANO

Deve-se buscar:

Favorecer a infiltrao da chuva no solo para no saturar a rede pluvial

existente nem incentivar a construo excessiva de rede de condutos e canais

para drenagem.

Promover onde possvel a reservao temporria das guas pluviais para

tambm no onerar a rede pluvial e propiciar alagamentos em locais indevidos.

OBSERVAES: 1) O ideal fazer com que o ciclo hidrolgico em meio urbano

tenha volumes dgua nos diversos compartimentos (escoamento superficial, infiltrao no

solo, evapotranspirao) em nveis anlogos situao de pr-urbanizao.2) Os

reequilbrios necessrios inserem-se dentro de uma filosofia ambientalisla da gesto da

drenagem pluvial, na qual a drenagem urbana deve se integrar ao planejamento urbano

ambiental das cidades, deixando de ser apenas um mero problema de engenharia. A palavra-

chave sustentabilidade.

15.4. IMPACTOS DO DESENVOLVIMENTO URBANO NA DRENAGEM

15.4.1. Consideraes

Com a urbanizao, temos os principais impactos de quantidade e de qualidade, tais

como:

bacias de pequeno porte, onde se concentra a rea impermeabilizada;

aumento da vazo de pico e antecipao da frequncia de ocorrncia;

aumento do volume do escoamento superficial;

diminuio da evaporao e da recarga subterrnea;

aumento da poluio de origem pluvial;

aumento da produo de sedimentos.

Aumento da vazo mdia de cheia (6 a 7 vezes) devido impermeabilizao.

258

Reduo do tempo de concentrao e aumento das reas impermeveis devido

canalizao.

15.4.2. Fatores agravantes das inundaes

Temos:

Canalizao de crregos sem a devida anlise de impactos jusante

(transferncia de inundaes de um ponto para outros).

Uso do sistema de drenagem para esgotamento sanitrio domstico e industrial;

Ocupao das reas de inundao pela populao depois de anos de cheias

menores;

Aumento da produo de sedimentos;

Geralmente, as reas mais atingidas so de populaes pobres;

No existe tradio em medidas preventivas nas reas de inundao.

259

16. IMPORTNCIA E COMPETNCIA DOS SISTEMAS DE DRENAGEM

16.1. RESPONSABILIDADE

No Brasil, institucionalmente, a infraestrutura de microdrenagem reconhecida como

competncia dos governos municipais que devem total responsabilidade para definir as aes

no setor, ampliando-se esta competncia em direo aos governos estaduais e at federais na

medida em que crescem de relevncia as questes de maior abrangncia como dissipador de

energia, canalizao de rios, estudo das bacias hidrogrfica, etc.

16.2. OCUPAO DO SUB-SOLO NA VIA PBLICA

Um sistema de drenagem de guas pluviais por ser constitudo de tubulaes de

grande porte, normalmente interfere com outras redes tais como, tubulaes de gua, esgoto,

gs, dutos (cabos) eltricos, telefnicos, etc. Esse aspecto deve merecer cuidadoso estudo,

principalmente na fase de execuo, quando pode aparecer tais obstculos cadastrados ou no.

16.3.CONSEQUNCIAS DA URBANIZAO

Na implantao de uma cidade, o desmatamento pode causar eroso num certo local

do terreno e consequentemente assorear outros locais mais baixos, isto se, o desenvolvimento

urbano ocorrer de forma desordenada.

Uma ocupao urbana bem planejada deve sempre prever obras que, possibilitem

adequado escoamento das guas pluviais excessivas, evitando inundaes, acmulo de gua

parada e velocidades excessivas. Com o aumento da rea impermevel (aumento da vazo)

muitas cidades esto passando por dificuldades (transtornos) nas regies sujeitas as

inundaes com prejuzos materiais, sociais e sanitrios.

Uma coleta de lixo ineficiente, somada a um comportamento indisciplinado dos

260

cidados, acaba por entupir galerias, bueiros e poluir ainda mais as guas do corpo receptor

(rio, lago).

Os problemas de controle de poluio diretamente relacionados drenagem urbana

tm sua origem na deteriorao da qualidade dos cursos receptores das guas pluviais. Alm

de aumentar o volume do escoamento superficial direto, a impermeabilizao da superficie

tambm faz com que a recarga subterrnea, j reduzida pelo aumento do volume das guas

servidas (conseqncia do aumento da densidade populacional), diminua ainda mais,

restringindo as vazes bsicas a nveis que podem chegar a comprometer a qualidade da gua

pluvial nestes cursos receptores, no bastasse o fato de que o aumento do volume das guas

servidas j um fator de degradao da qualidade das guas pluviais.

Dentre os problemas relativos ocupao do solo, sobressaem-se as conseqncias da

proliferao de loteamentos executados sem condies tcnicas adequadas, decorrente da

desonestidade e da ausncia quase total de fiscalizao apropriada, idnea e confivel, o que

dificulta (e muito) a aplicao de critrios tcnicos na liberao de reas para loteamento.

Como conseqncia direta da ausncia absoluta da observao de normas que

impeam a ocupao de cabeceiras ngremes e de vrzeas de inundao, so ocupados

terrenos totalmente inadequados ao assentamento. Os problemas sociais decorrentes,

principalmente, da migrao interna, faz com que grandes contingentes populacionais se

instalem em condies extremamente desfavorveis, desprovidos das mnimas condies de

urbanidade, inviabilizando a imposio das mais bsicas normas de atenuao de inundaes.

Compostas em grande parte por indivduos analfabetos ou semi-alfabetizados, estas

comunidades no tem interesse em qualquer tentativa de elucidao de problemas tipicamente

urbanos.

O xodo rural e o conseqente crescimento desenfreado e catico das populaes

urbanas no Brasil tm contribudo negativa e significativamente aos problemas relacionados

s questes da drenagem urbana. A inexistncia de controle tcnico da distribuio racional

da populao dificulta a construo de canalizaes para que se possa eliminar reas de

armazenamento. Dentro da realidade brasileira, a hipertrofia acelerada e desordenada das

grandes cidades faz com que dificilmente seja possvel impedir o loteamento e a ocupao de

reas vazias, j que no h interesse do poder pblico em desapropri-las e ocup-las

adequada e racionalmente, fazendo que surjam reas extensas e adensadas sem qualquer

critrio (Professor: Antonio Cardoso Neto).

261

16.4. PLANO DIRETOR

Um plano de desenvolvimento urbano deve considerar de modo mais amplo os

aspectos relativos ao escoamento de guas pluviais, procurando controlar a

impermeabilizao com mais reas permeveis (grama, brita, elementos vasados, etc),

preservar reas para reteno natural e principalmente rea para escoamento dos excessos de

gua ao longo dos fundos de vale.

Assim, um plano diretor deve considerar o problema do escoamento das guas

superficiais excessivas e, principalmente, adequar os fundos de vale para as vazes de

enchentes que ali podero ocorrer. Muitas vezes mais econmico adequar o uso de um

fundo de vale as inundaes peridicas do que construir obras de proteo contra essas

inundaes.

altamente recomendvel que um plano diretor de drenagem urbana evite medidas

locais de carter restritivo (que freqentemente deslocam o problema para outros locais,

chegando agravar as inundaes jusante), atravs da bacia hidrogrfica como um todo.

O plano diretor deve possibilitar a identificao das reas a serem preservadas e a

seleo das que possam ser adquiridas pelo poder pblico antes que sejam ocupadas, loteadas

ou que seus preos se elevem e tornem a aquisio praticamente impossvel. tambm

recomendado um estudo da zona de inundao. O plano de drenagem deve ser articulado com

outras atividades urbanas (abastecimento de gua, rede de esgoto, transporte pblico, planos

virios, etc). Do plano deve tambm constar a elaborao de campanhas educativas que visem

a informar a populao sobre a natureza e a origem do problema das enchentes, sua

magnitude e conseqncias.

OBSERVAO: A solicitao de recursos deve ser respaldada tcnica e

politicamente, dando sempre preferncia adoo de medidas preventivas de maior alcance

social e menor custo.

O plano de Drenagem Urbana deve obedecer aos controles estabelecidos no plano da

bacia no qual estiver inserido, lembrando que o uso do solo, a Constituio Federal, define

que de responsabilidade do Municpio.

O esquema a seguir mostra o controle do ciclo da gua nas cidades.

262

OBSERVAO: Na implantao da urbanizao de uma cidade, o projeto de

drenagem dever fazer parte do projeto de urbanizao e de todas as demais obras de infra

estrutura. Para implementar medidas sustentveis na cidade necessrio desenvolver o

Plano Diretor de Drenagem Urbana. O Plano se baseia em princpios onde os principais so

os seguintes: (a) os novos desenvolvimentos no podem aumentar a vazo mxima da

jusante; (b) o planejamento e controle dos impactos existentes devem ser elaborados

considerando a bacia como um todo; (c) o horizonte de planejamento deve ser integrada ao

Plano Diretor da cidade; (d) o controle dos efluentes deve ser avaliado de forma integrada

como o esgotamento sanitrio e os resduos slidos.

16.5. ALTERAES NO CORPO RECEPTOR

Com a implantao de um sistema de guas pluviais, conseqentemente aumentar a

vazo de pico no ponto de lanamento, alterando as condies de escoamento do corpo

receptor (rios, lagos, oceanos).

As bocas de descarga das galerias de guas pluviais, quando no h dissipador de

energia so facilmente obstrudas pelo crescimento da vegetao circunvizinha tubulao.

263

Este crescimento faz com que os materiais slidos encontrados no interior da tubulao e

carregados pela chuva, se acumulem nos pontos de lanamento prejudicando o bom

funcionamento da galeria, podendo surgir reas alagadas.

16.6. REAS DE CONHECIMENTO

Num projeto de galeria de guas pluviais h a necessidade de rever alguns assuntos de

Hidrologia e de Hidrulica, como veremos no decorrer deste material.

OBSERVAO: Como na maioria dos projetos que envolvem a Engenharia

Sanitria, o de guas Pluviais importante que se conhea as reas (terrenos) adjacentes,

principalmente as reas montante e a jusante da rea em questo.

16.7. RESERVATRIOS URBANOS SECOS

Alguns lugares pblicos principalmente os localizados em zonas baixas das cidades,

podem ser utilizados para armazenar temporariamente as guas das chuvas, atravs de

reservatrios enterrados ou semi-enterrados com o propsito de amortecimento das descargas

mximas.

Atualmente a maior dificuldade no projeto e implementao desses reservatrios a

rea disponvel e a quantidade de lixo transportada pela drenagem que obstrui a entrada da

gua nos reservatrios, e com o seu represamento pode vir a se constituir em uma eventual

fonte de molstias e at de epidemias.

16.8. DRENAGEM EM RODOVIAS

As guas em rodovias devem ter seu escoamento controlado, pois poder ocorrer

eroso nos acostamentos e taludes de cortes, resultando em manuteno cara e perigosa

264

devido ao trfego de veculos.

As valetas ao longo das rodovias, em geral, so construdas em forma de V raso, j

que essa seo pode ser facilmente conservada e oferece menos riscos aos veculos.

Estimativas indicam que aproximadamente um quinto (1/5) do custo das rodovias

destina-se a valas, bueiros e outras estruturas que visam drenagem.

16.9. ESTUDOS PARA IMPLANTAO DE UM SISTEMA DE DRENAGEM

16.9.1. Diagnstico da situao atual

Devemos aplicar uma metodologia apropriada, iniciando pela coleta de dados tais

como, situao scio-econmica da rea a ser beneficiada; condies naturais do escoamento;

intensidades de chuvas; valores das vazes j ocorridas; dificuldades de implantao das

obras; tipo de terreno etc. Com os dados confiveis, justifica-se a necessidade da execuo da

obra, como por exemplo, indicando as reas que esto sujeitas s inundaes, os prejuzos

sociais, materiais e sanitrios.

16.9.2. Prognstico da situao

Devemos considerar os dados de crescimento econmico, social e urbano, pois, as

vazes de escoamento superficial so estimadas considerando a previso da

impermeabilizao no horizonte do projeto. Portanto, aps a anlise de todos os dados

resultados qualitativos e quantitativos do prognstico, estes normalmente que definem a

implantao de um sistema de galeria, pois a situao futura sero mais crticas (severas) que

as atuais.

16.9.3. Solues alternativas

Obviamente antes de se implantar qualquer sistema, devemos considerar o benefcio e

o custo que em regra alto. De um modo geral sempre so feitos estudos alternativos visando

diminuir os custos.

265

16.9.4. Estudos Regionais

No caso de crregos que atravessam zonas urbanas e suburbanas, deve-se levar em

conta o tipo de canalizao a ser feita: um canal em terra sem revestimento ou um canal

revestido. Observe que um canal sem revestimento custar menos, mais em compensao

exigir, cuidados com a proliferao de mosquitos aps as enchentes em locais onde houver

grama, eroso em seus taludes, desapropriaes ou reduo de faixas laterais destinadas ao

trfego.

Apesar de independentes, as obras de macrodrenagem e microdrenagem, mantm um

estreito relacionamento, devendo ser projetadas conjuntamente para uma determinada rea.

As obras de macrodrenagem consistem em retificar ou ampliar as sees dos cursos

naturais, construo de canais artificiais ou galerias de grandes dimenses e estruturas

auxiliares para proteo contra eroses e assoreamento.

Os revestimentos utilizados em canais podem ser de concreto armado ou ciclpico,

alvenaria de pedra argamassada, pedras, pr-moldados, gabies e gramas em pontos

raramente atingidos pela gua com plantio de placas ou mudas.

Vantagens de revestir os canais:

- diminui os desbarrancamentos dos taludes;

- diminui as eroses de fundo e das margens;

- diminui as perdas por infiltrao;

- aumento da velocidade da gua;

- impede o crescimento da vegetao, e;

- diminui a freqncia da manuteno.

OBSERVAO: A maior desvantagem o custo.

16.9.5. Consideraes finais

Infelizmente, na prtica, tem-se mostrado que a relao entre custos das obras e os

prejuzos previsveis quase sempre a soluo adotada no a mais tecnicamente conveniente.

Apesar de haver uma tendncia generalizada de se declarar prejuzos maiores que os

realmente ocorridos, os danos causados, por exemplo, por uma inundao so grandes,

podendo ocasionar perdas de vidas humanas, alm de prejuzos materiais e perda de prestgio

de administradores municipais.

266

17. PARTES CONSTITUTIVAS DE UM SISTEMA DE DRENAGEM URBANA

17.1. MICRO E MACRODRENAGEM

A microdrenagem urbana consiste do sistema de condutos principais a nvel de

loteamento ou de rede primria urbana em que capta atravs de bocas-de-lobo as guas

excessivas e as leva para os fundos de vale, vrzeas, etc, enquanto que a macrodrenagem

abrange crregos, rios, que so responsveis pelo escoamento final (normalmente aps o

dissipador de energia) dessas guas.

17.2. SARJETAS

So pequenos canais situados ao longo da guia (meio fio) com a finalidade de dirigir o

escoamento superficial para a captao. As sarjetas devem manter o fluxo dentro de sua

capacidade e dentro das velocidades admissveis mnimas e mximas pr-estabelecidas por

normas.

17.3. CAPTAES

So dispositivos (caixas de concreto ou alvenaria) chamados de BOCAS DE LOBO

localizados em intervalos ao longo das sarjetas, com a finalidade de captar o escoamento

superficial quando a vazo ultrapassa a capacidade da sarjeta (guas excessivas) ou quando a

gua tende a ficar parada (pontos baixos) ou ainda quando a velocidade for muito grande.

Observe nos cruzamentos de ruas e ou avenidas que as bocas de lobo se localizam antes das

faixas de pedestres.

267

17.4. CONDUTOS DE LIGAO

So condutos que tm como finalidade, encaminhar a gua captada galeria

propriamente dita. So condutos que ligam as bocas de lobo as caixas de ligao mais

prximas ou a poos de visita ou at mesmo ligam boca de lobo com boca de lobo.

17.5. CAIXAS DE LIGAO

So caixas de concreto ou alvenaria sem tampo externo para visita (sem entrada para

os homens do servio). Destinadas a ligar galeria aos condutos de ligao de bocas de lobo

ou conectar duas ou mais canalizaes de esgotamento de bocas de lobo, quando se desejar

reuni-las em um nico conduto.

17.6. POOS DE VISITA

Poo de visita uma cmara visitvel atravs de uma abertura existente na sua parte

superior, ao nvel do terreno, destinado a permitir a reunio de dois ou mais trechos

consecutivos.

Proporcionam acesso as pessoas de servio aos condutos para inspeo, limpeza e

reparos e funcionam como caixas de ligao. So semelhantes aos P.V. de esgoto.

Podem ser previstos nas seguintes situaes:

- mudanas de direo ou declividade da galeria;

- junes de galerias;

- mudanas de dimetro;

- trechos longos, de modo que a distncia entre dois poos de visita sucessivos

no exceda cerca de 100 metros. Esta distncia pode ser maior ou menor de acordo

com a velocidade de escoamento e do sistema de limpeza e manuteno.

268

17.7. GALERIAS

So canalizaes fechadas e subterrneas, destinadas a receber as guas pluviais

atravs dos condutos de ligao e conduzi-las ao seu destino final que pode ser um rio, lago,

oceano, etc.

17.8. CANAIS DE DRENAGEM

So obras artificiais destinadas a conduzir o excesso de gua de uma regio, que

depende principalmente da topografia do terreno e da natureza do solo, que determinam a

declividade longitudinal do canal e as inclinaes dos taludes. Tambm existem outros fatores

que podem interferir no projeto principalmente na construo de um canal de drenagem, como

por exemplos, a existncia de obras prximas ou no alinhamento do futuro canal, condies

construtivas etc.

17.9. DISSIPADOR DE ENERGIA

So obras especiais destinadas a diminuir as velocidades do fluxo de gua, para evitar

efeitos prejudiciais estrutura ou natureza de um canal. Os dissipadores de energia so

utilizados nas bocas de descarga das galerias, que tambm ajudam a evitar o crescimento da

vegetao no ponto de lanamento.

17.10. PISCINES

Os piscines (enormes reservatrios) tm o objetivo de armazenar as guas das chuvas

durante o pico e reduzir a velocidade com que elas chegam aos rios e crregos, evitando

transbordamento e alagamento em regies baixas.

269

Aps as chuvas, as guas armazenadas so liberadas atravs de comportas.

So Paulo possui vrios piscines com volume de armazenamento variando de 100000

m a 500000 m.

17.11. APRESENTAO EM PLANTA DAS PRINCIPAIS PARTES

CONSTITUINTES

A seguir temos exemplos de localizao de bocas de lobo (BL), condutos de ligao

(CL), caixas de ligao (CX), poos de visita (PV) e a galeria propriamente dita em ruas

pblicas.

Exemplo 01 Localizao das singularidades, condutos de ligaes e galeria ao longo

de uma rua, segundo a Secretaria Municipal de Servios Pblicos da cidade de Maring.

270

Passeio

Passeio

Passeio

Passeio

faixa de

pedestre

sarjeta

PV Galeria

45

45

45

45

CL CL

CX

CX

CL

CL

Exemplo 02 Localizao das singularidades, condutos de ligao e galeria num

cruzamento, segundo a Secretaria Municipal de Servios Pblicos de Maring.

271

18. MANUTENO E LIMPEZA DOS SISTEMAS DE GALERIAS DE

GUAS PLUVIAIS

18.1. INTRODUO

Dentre as possibilidades de poluio dos mananciais, daremos nfase poluio

provocada pelo lanamento de poluentes atravs das galerias de guas pluviais que possam

prejudicar a qualidade da gua de rios e lagos que abastecem diversos municpios.

Quando uma galeria obstruda normalmente ocasiona o surgimento de reas alagadas

com transtorno para a populao local. A desobstruo se faz necessria, onde muitas vezes

h a necessidade de se refazer trechos inteiros da galeria obstruda com custos altssimos.

A prtica tem mostrado que em muitos casos mesmo que um projeto de galeria de

guas pluviais tenha sido projetado e executado conforme as Normas Brasileiras ainda assim

tm trazido problemas como os citados.

18.2. MANUTENO DAS BOCAS DE LOBO

18.2.1. Consideraes

A limpeza rotineira de bocas de lobo atribuio em geral ao Servio de Limpeza

Pblica por estar ligada varrio das vias pblicas e por no depender de abertura e

reconstruo de pavimento.

imprescindvel proceder a sua limpeza peridica a fim de se evitar o carregamento

de slidos para os ramais e galerias de guas pluviais obstruindo-os total ou parcialmente.

A freqncia de limpeza de bocas de lobo deve ser executada em funo das

caractersticas de cada regio.

272

18.2.2. Caractersticas pluviomtricas

Regies onde o ndice pluviomtrico alto (limpeza mais freqente) ou baixo

(limpeza menos freqente) a chuva carrega os materiais encontrados nas vias pblicas para o

interior das caixas das bocas de lobo, com possibilidades desse material ir para a galeria

obstruindo-a.

18.2.3. Caractersticas da vegetao

A arborizao do Municpio tambm de grande importncia para determinao da

freqncia de limpeza das bocas de lobo, sendo as rvores, grandes contribuintes para o

depsito de folhas e flores nas vias pblicas, que acabam sendo levadas junto com a argila

para o interior das caixas das bocas de lobo.

18.2.4. Caracterstica do Solo

Um solo arenoso facilmente carregado pela chuva e mesmo quando ele se encontra

depositado no interior da boca de lobo, ele facilmente carregado pela chuva seguinte. Um

solo argiloso, por sua vez, se deposita no interior das bocas de lobo em muitas vezes junto

com folhas e flores compactado de forma que a chuva no consegue transport-los atravs da

galeria, permanecendo no interior da boca de lobo at sua retirada.

18.2.5. Caractersticas topogrficas

Cidades que possuem uma topografia muito acidentada tem ruas e avenidas com

grande declividade o que em geral acarreta certa dificuldade para captar essas guas atravs

das bocas de lobo, onde uma percentagem considervel passa pela boca de lobo sem ser

captada trazendo transtornos jusante. J em lugares com baixa declividade, fundos de vale,

estas reas esto sujeitas a inundaes e alagamentos.

18.2.6. Caractersticas econmicas

Nas cidades, devem ser feito um levantamento das caractersticas comerciais das

vrias regies, para a determinao da freqncia da limpeza das bocas de lobo.

273

Regies onde h presena de supermercados, comrcio cerealista, feiras livres, so

locais onde restos de alimentos, embalagens so constantemente encontrados nas vias

pblicas e que, no havendo uma boa limpeza das mesmas, podem ser carregados para o

interior das bocas de lobo.

Com estas consideraes, o municpio deve fazer uma escala de freqncia de

limpeza, onde com mais freqncia nesse tipo de comrcio e com menos freqncia, por

exemplo, em zonas residenciais.

OBSERVAO: O ideal fazer uma limpeza antes e outra aps o perodo de

chuvas.

18.3. EXECUO DA LIMPEZA DAS BOCAS DE LOBO

18.3.1. Limpeza manual

A limpeza manual executada com a utilizao de ps de ngulo reto e ganchos.

Primeiro retiram-se a tampa da boca de lobo utilizado um gancho prprio para tal ou

at mesmo com uma picareta. Retirada a tampa, faz-se a limpeza retirando-se todo o material

do interior da caixa com auxlio das ps. Quando o material se encontra muito compactado a

sua retirada feita com o auxlio de gua que ajuda a descompactar o material, atravs de

caminhes pipa.

Aps a retirada do material verificado o estado de conservao dos condutos de

ligao e da galeria, limpando o passeio e o leito carrovel e retirando no mesmo dia todo o

material encontrado.

OBSERVAO: O sistema manual de limpeza cansativo, incmodo e de baixo

rendimento.

18.3.2. Limpeza mecanizada

A limpeza pode ser feita por:

274

18.3.2.1. Caminhes eductores

Possuem equipamentos com dispositivos aspiradores que sugam o material depositado

no fundo da caixa. Atravs da utilizao de um tubo acoplado uma mangueira de suco do

caminho, executada a limpeza, a extremidade livre do tubo serrilhada e um sistema

hidrulico de movimentao da mangueira possibilita o esboroamento do material para sua

posterior aspirao.

Estes veculos possuem tambm um sistema especfico para a remoo do material

compactado, atravs da utilizao de jatos de gua que tambm servem para a lavagem final

dos passeios e da pavimentao circunvizinha caixa.

18.3.2.2. Caminho hidro-jato vcuo (tatuzo)

Possui um reservatrio com capacidade para 6000 litros de gua, uma bomba de alta

presso, mangueiras e bicos especiais para a desobstruo e limpeza das tubulaes. O

caminho possui mais um reservatrio para 4000 litros equipado com bomba de suco

utilizada para a retirada de detritos das bocas de lobo, caixas de ligao e poos de visita.

18.4. DESOBSTRUO DE RAMAIS E GALERIAS

A desobstruo de ramais e galerias constitui um dos servios mais trabalhosos entre

os atribudos Limpeza Pblica, pois requer em muitos casos abertura e reposio de

pavimentao, construo de novos poos de visita, bocas de lobo, reconstruo de trechos de

galeria de guas pluviais e outras obras.

A limpeza de galeria acontece juntamente com a limpeza e manuteno das bocas de

lobo, sendo, portanto, de igual importncia, trazendo benefcios sade pblica e ao conforto

da populao.

Recomenda-se tambm a limpeza da boca de descarga da galeria, pois uma vez que

esta estiver obstruda (principalmente pelo crescimento da vegetao local), a limpeza dos

ramais e da galeria no teriam os resultados desejados.

275

18.5. CAUSAS MAIS COMUNS NA OCORRNCIA DE OBSTRUO DE

GALERIAS DE GUAS PLUVIAIS

18.5.1. Pequena declividade da galeria

Mesmo utilizando as declividades mnimas permitidas por Normas, conforme os

materiais depositados nas ruas e avenidas o seu transporte utilizando as guas das chuvas

dificultado, resultando na sua obstruo parcial ou at mesmo total.

18.5.2. Ausncia ou deficincia das atividades de varrio das vias pblicas

A ausncia da varrio peridica das vias pblicas resulta em um acmulo de diversos

materiais tais como folhas, flores, galhos de rvores pequenos, solo, papis e lixo de pequenas

dimenses que vo parar nas sarjetas e so carregados pelas guas das chuvas para as bocas

de lobo, tubulao de ligao, caixa de ligao, poos de visita e no fundo da galeria, que com

o passar do tempo sofrem um processo de compactao e com isso diminuindo a seco de

escoamento.

18.5.3. Ausncia da manuteno das bocas de lobo

A manuteno e limpeza das bocas de lobo como vimos um dos fatores mais

importantes para se evitar a obstruo da galeria de guas pluviais.

18.5.4. Intensidade das precipitaes

Observe que as chuvas rpidas e fracas na maioria das vezes prejudicam o escoamento

das guas pluviais, que transportam materiais levando-os at o interior das tubulaes

depositando-os ali mesmo sem atingir as bocas de descarga, j com as chuvas de longa

durao e de grande intensidade estas j por possurem um grande volume de gua, carregam

os materiais at o lanamento da galeria evitando assim a sua obstruo.

276

18.5.5. Caractersticas da vegetao circunvizinha galeria

A presena de rvores de grande porte atravs de suas razes pode penetrar nas juntas

dos tubos (cimento e areia) indo para o interior da tubulao, formando uma malha onde os

materiais que esto sendo carregados pela gua da chuva so interceptados (parcialmente ou

totalmente) e assim obstruindo trecho.

18.5.6. Lanamento de lixo domstico nas galerias

O lanamento de folhas, flores e lixo encontrados nas sarjetas e passeios para o

interior das bocas de lobo atravs da limpeza (varrio) feita pelas donas de casa e

comerciantes so cenas vistas diariamente. Ainda podemos notar outros tipos de

desinformao da populao, tais como lavagem de caladas e sarjetas empurrando

normalmente com uma vassoura a sujeira para as bocas de lobo, a falta de coleta de lixo em

algumas regies que resultam no carregamento de parte desse lixo para as galerias.

OBSERVAES: 1)Materiais de grandes dimenses, como pedaos de madeira,

tijolos, garrafas descartveis, entre outros so constantemente encontrados no interior das

bocas de lobo, caixas e galerias. 2)O trabalho com TATUZO (equipamento de alta presso

destinado a fazer a limpeza de tubulaes entupidas) necessita de uma retro-escavadeira

para a retirada do lixo acumulado e um caminho para carregar este lixo.

277

19. HIDRULICA DOS SISTEMAS DE DRENAGEM URBANA (MEDIDAS

CONVENCIONAIS)

19.1. TIPOS DE ESCOAMENTO EM CANAIS

19.1.1. Permanentes

O escoamento ou regime permanente se a velocidade local em um ponto qualquer da

corrente permanecer invarivel no tempo, em mdulo e direo. A profundidade, a vazo e a

rea molhada etc. mantm constante ao longo do canal, com uma continuidade de vazo.

19.1.2. No permanentes

O escoamento ou regime no permanente se a velocidade em um certo ponto varia

com o passar do tempo, que neste caso no existe uma continuidade de vazo.

A altura dgua, a rea molhada e o raio hidrulico variam de seo para seo e no

tempo.

OBSERVAO: O escoamento dito uniforme desde que as velocidades

(trajetrias) sejam paralelas entre si e constantes ao longo de uma mesma trajetria e a linha

dgua paralela ao fundo (altura da gua constante). Quando as trajetrias no so

paralelas entre si o escoamento dito no uniforme, a declividade da linha dgua no

paralela declividade de fundo e os elementos variam de seo para seo.

Classificao dos movimentos:

Q e V constantes = movimento permanente e uniforme

Q constante e V varivel = movimento uniformemente variado

Q e V variveis = movimento variado

278

19.2. ELEMENTOS GEOMTRICOS DOS CANAIS

19.2.1 rea molhada (AM)

a rea da seo reta do escoamento, normal direo do fluxo.

19.2.2. Permetro molhado (PM)

o comprimento da parte da fronteira slida da seo do canal (fundo e paredes) em

contato com o lquido.

19.2.3. Raio hidrulico (RH)

a relao entre a rea molhada e o permetro molhado (RH = AM / PM).

19.2.4. Altura da gua ou tirante dgua (y)

a distncia vertical do ponto mais baixo da seco do canal at a superfcie

livre.

19.2.5. Altura de escoamento da seo (h)

a altura do escoamento medida perpendicularmente ao fundo do canal.

19.2.6. Largura de topo (B)

a largura da seco do canal na superfcie livre, funo da forma geomtrica da

seo e da altura dgua.

19.2.7. Altura hidrulica ou altura mdia (hm)

a relao entre a rea molhada e a largura da seo na superfcie livre. a altura de

um retngulo de rea equivalente rea molhada.

279

19.3. CONSIDERAES SOBRE O PROJETO E CONSTRUO DE

CANAIS URBANOS

19.3.1. Retificao e alargamento

Devem ser feitas, na medida do possvel, de jusante para montante, pois o contrrio

quando ocorrer chuvas intensas, jusante poder sofrer ainda mais com as condies de

escoamento.

A retificao de canais e crregos deve ter cuidados especiais devido diminuio do

comprimento longitudinal com o aumento da declividade e conseqentemente da velocidade.

19.3.2. Envelhecimento do canal

O projetista deve prever um aumento da rugosidade das paredes e fundo dos canais em

torno de 10 a 15% devido ao uso e m manuteno do mesmo.

19.3.3. Folga na altura dgua

Prever uma folga em torno de 20 a 25% da altura dgua, acima do nvel mximo de

projeto (40cm no mximo). Esta folga importante como fator de segurana, visto que,

poder haver deposio de materiais no fundo do canal e garantia na previso da vazo.

19.3.4. Canais de concreto

Prever drenos nas paredes e fundo, com certo espaamento longitudinal, para evitar

subpresso quando o nvel do lenol fretico estiver alto.

19.3.5. Canais em pedras argamassadas

Devem prever drenos nos taludes, pois a alvenaria de pedras possuem uma certa

permeabilidade, considerando que o fundo seja de concreto magro.

19.3.6. Declividade em canais

280

Deve garantir uma velocidade mnima (mdia) para evitar deposio de materiais em

suspenso e crescimento de plantas aquticas e uma velocidade mxima (mdia) para evitar

eroso do material das paredes e fundo do canal.

A tabela 11 mostra alguns valores recomendados para a velocidade mdia de

escoamento em canais.

TABELA 11 Velocidade mdia em canais em funo dos materiais e das paredes.

Material das paredes do canal Velocidade mdia (m/s)

Areia 0,30 a 0,60

Terreno arenoso 0,60 a 0,75

Terreno argiloso 0,75 a 0,85

Terreno de aluvio 0,85 a 0,90

Terreno argiloso-compacto 0,90 a 1,20

Solo cascalhado 1,20 a 1,50

Pedregulho, piarra 1,50 a 1,80

Rochas sedimentares moles 1,80 a 2,45

Alvenaria 2,45 a 3,05

Rochas compactas 3,05 a 4,00

Concreto 4,00 a 6,00

19.3.7. Inclinao dos taludes

A mxima inclinao dos taludes deve ser menor que o ngulo de repouso do material

de revestimento.

A tabela 12 mostra alguns valores para taludes de canais abertos.

281

TABELA 12 Declividade mdia de taludes em canais abertos

Natureza das paredes Z = tg

Canais em terra, sem revestimento 0,3 a 0,5

Canais em saibro, terra porosa 0,50

Cascalho rolio 0,60

Terra compacta, sem revestimento 0,70

Terra muito compacta, paredes rochosas 0,80

Rochas estratificadas 2,00

Rochas compactas, alvenaria acabada,

Concreto

19.4. ENERGIA (CARGA) ESPECFICA (PORTO, 2001)

Muitos fenmenos que ocorrem em canais podem ser analisados utilizando-se o

princpio da energia.

Uma mesma vazo pode ser escoada num canal, com a mesma energia especfica de

duas formas diferentes, conforme a declividade do canal.

1 Grande lmina de gua y1 e pequena velocidade, isto , grande energia potencial

e pequena energia cintica (escoamento subcrtico).

2 Pequena lmina de gua y2 e grande velocidade, ou seja, pequena energia

potencial e grande energia cintica (escoamento supercrtico).

A energia especfica por unidade de peso, em uma seo qualquer do canal dada por:

2

2

VE y

g

Isto , a energia especfica a soma da altura dgua no canal (y) com a carga cintica

(V/2g).

A figura 72 mostra a seo de um canal para uma vazo constante e a figura 73 ilustra

a variao da energia especfica (E) com a altura dgua (y).

282

Figura 72 - Seo de um canal Figura 73 - Energia Especfica (E) x Altura dgua (y)

Considerando a equao da continuidade Q = SV e a equao da energia especfica E

= y + g2

V2, temos a equao das vazes.

2

2

..2 Sg

QyE

yESgQ ..2

A figura 74 mostra a representao grfica denominada de curva das vazes, onde Q

representa o valor de uma vazo para duas lminas y1 e y2. Q ser mximo para o yc (y

crtico).

Figura 74 Vazo x lminas dgua.

283

CONCLUSES

01. Um dado valor de E, pode ocorrer em duas profundidades diferentes y1 e y2

(figura 4).

02. Existe um ponto E (mnimo) ao qual corresponde uma profundidade crtica, yc.

Este ponto denominado de crtico Ec (figura 4).

03. O fluxo no ponto crtico ou em suas proximidades instvel. Uma alterao

pequena de energia pode causar uma alterao significativa na altura da gua, razo pela qual

deve-se evitar projetos de canais funcionando nas proximidades do regime crtico.

04. A classificao quanto ao regime de escoamento pode ser determinado da

seguinte maneira:

Se y > yc subcrtico ou fluvial

Se y = yc crtico, e

Se y < yc supercrtico ou torrencial.

19.5. ESCOAMENTO CRTICO

19.5.1. Definio

Corresponde ao estgio em que a energia especfica mnima para uma dada vazo ou

o estgio em que a vazo mxima para uma dada energia especfica.

19.5.2. Velocidade crtica (Vc)

Considerando a equao da energia especfica E = y + g2

V2 e a equao da

profundidade mdia ym = 2(E y), temos:

Vc = my g => .c cV g y

Onde: yc = altura crtica

284

19.5.3. Nmero de Froude (Fr)

O nmero de Froude permite classificar os escoamentos livres e dado pela seguinte

frmula para canais.

m hr

VF

g

Onde:

v velocidade mdia na seo

g acelerao da gravidade

hm altura hidrulica da seo.

Conforme o valor do Nmero de Froude, temos:

Se Fr < 1 subcrtico ou fluvial

Se Fr = 1 crtico

Se Fr > 1 supercrtico ou torrencial

OBSERVAO: Para a seo retangular a altura hidrulica (hm) igual altura

dgua (y), isto , hm = y.

19.6. MOVIMENTO PERMANENTE UNIFORME (ESCOAMENTO LIVRE)

19.6.1. Frmulas

19.6.1.1. Equao da continuidade:

Q = A V

19.6.1.2. Frmula de Chzy:

V = C I RH

285

19.6.1.3. Frmula de Chzy utilizando a equao da continuidade:

Q = C A I RH

19.6.1.4. Frmula de Manning

n

R C

61

H

V = n

1 3

2

HR 2

1

I

19.6.1.5.Composio de frmulas anteriores:

namento-dimensio de

parmetros

I

Q n =

geomtrica forma

32

HR A

286

TABELAS

As tabelas 13 e 14 fornecem os valores n para a frmula de Manning.

TABELA 13 Valores de n em funo das condies das paredes

287

TABELA 14 Valores de n.

Fonte: BANDINI, Hidrulica, vol.1.

288

19.7. SEO DE CANAIS

19.7.1. Seo retangular

- profundidade crtica (yc) 2

32 g

c

Qy

b

- velocidade crtica (Vc) .c cV g y

- declividade crtica (Ic) 2/3

c

Q.

Ic H

nA R

19.7.2. Seo trapezoidal

- fator da seo crtico (Zc): Zc = g

Qc

- fator da seo (Z): Z =

c

23

cc

y z 2 b

y y z b

onde z = tg

Bordo livre

289

19.7.3. Seo circular

- Velocidade Mxima

Se = 257 ou D

y = 0,81

- Vazo mxima

Se = 302,5 ou D

y = 0,94

- ngulo Central ()

= 2arc cos (1 2 D

y)

- rea molhada (Am)

AM = D2

8

sen -

- Raio Hidrulico (RH)

RH = 4

D (1 -

sen)

- Corda (B)

B = D sen

2 = 2 y) - (D y

Profundidade

- Normal

yN = D 2

2 cos - 1

- Crtica

yC = 8

D

2sen

sen -

- Fator da Seo (Z)

Z =

2

1

2sen 32

D sen - 22

5

2

3

290

291

EXERCCIOS

01) Um canal retangular com revestimento em concreto mal conservado com 3,0m

de largura transporta 6,0m3/s, determinar os itens 1.1, 1.2, 1.3 e 1.4.

1.1 A profundidade crtica yc;

1.2 A velocidade crtica Vc;

1.3 A declividade crtica Ic.

1.4 Altura (bordo) livre.

Bordo livre

yc

292

1.5 Se o mesmo canal tiver uma declividade de 0,002m/m determinar a

profundidade normal y.

1.6 Classificar o regime de escoamento em subcrtico (fluvial) crtico ou

supercrtico (torrencial).

02) Um canal trapezoidal construdo em gabies (rochas irregulares) em boas

condies, com 3m de largura no fundo e taludes de 1H : 1V e declividade de 0,005m/m,

conduz uma vazo de 15m3/s. Determinar.

2.1 A profundidade normal yN.

2.2 A profundidade crtica yc.

293

2.3 Classificar o regime de escoamento em subcrtico (fluvial), crtico ou

supercrtico (torrencial).

03) Um canal feito para galeria de guas pluviais, em concreto n = 0,0135 tem

dimetro de 1,20m e declividade de fundo de 0,0055m/m com uma lmina de gua igual

0,96m. Determinar os itens 3.1, 3.2, 3.3 e 3.4.

3.1 O ngulo central ;

3.2 A rea molhada Am;

3.3 O raio hidrulico RH;

294

3.4 A capacidade da galeria Q.

3.5 Para essa mesma galeria s que funcionando para uma vazo de 0,7m3/s, qual

ser a altura da lmina y e verificar o tipo de escoamento.

3.5.1 Capacidade a seo plena QSP.

Determinar os itens 3.1, 3.2, 3.3 e 3.4.

3.5.2 Entrar na tabela: Condutos circulares parcialmente cheios e determinar y.

3.5.3 Classificar o escoamento em subcrtico (fluvial), crtico ou supercrtico

(torrencial).

295

EXERCCIOS

01) Um canal retangular em concreto n = 0,0135, com 3,00 de largura, conduz

3600 l/s, quando a profundidade de 1,5m. Determine:

1.1 energia especfica E;

1.2 o regime de escoamento;

1.3 a profundidade crtica;

1.4 a velocidade crtica;

1.5 a declividade crtica.

02) Um canal de drenagem, trapezoidal, em terra com vegetao rasteira nos

taludes e fundo, com taludes 1,5H : 1,0V, declividade do fundo 1% e a largura do leito junto

ao fundo de 4,00m, e conduz uma vazo de 20m3/s.

Determinar:

2.1 a profundidade normal, yn;

2.2 a velocidade relativa y, V(y);

2.3 profundidade crtica, yc;

2.4 vazo crtica, Qc.

Bordo livre

296

03) Uma galeria de guas pluviais de 1,0m de dimetro, coeficiente de rugosidade

de Manning n = 0,0135 (concreto) e declividade de fundo I = 2,5 103

m/m transporta, em

condio de regime permanente e uniforme, uma vazo de 1,20m3/s.

3.1) Determinar a altura dgua y e a velocidade mdia Vm.

3.2) Qual seria a capacidade de vazo da galeria, se ela funcionasse na condio de

mxima vazo?

04) Uma galeria de guas pluviais de concreto, aps anos de uso, apresentou a

formao de um depsito de material solidificado, como mostra a figura. Supondo que o nvel

dgua na galeria permanea constante e que o coeficiente de rugosidade do material

solidificado seja o mesmo do concreto, determine em que percentagem foi reduzida a

capacidade de vazo da galeria.

y = 0,70D

y = 0,20D

297

20. ESTIMATIVA DAS VAZES DE GUAS PLUVIAIS

20.1. INTENSIDADE DAS CHUVAS (i)

A intensidade das chuvas (i) a medida da quantidade de chuva que cai numa rea

num certo tempo.

EXEMPLO:

Uma chuva de 10mm/h, significa que em 1 hora caiu por m, uma altura de gua de

10mm = 1cm = 0,01m. Considerando que no h evaporao nem infiltrao.

Chuva

1m

1mh = 1cm

Portanto, o volume acumulado em 1 hora para uma chuva de 10mm, ser:

V = Ab.h

V = 1m . 0,01m

V = 0,01m

A intensidade da chuva a ser considerada para os estudos do escoamento superficial

o parmetro bsico para a elaborao do projeto das galerias. Assim sendo, o projetista deve

obter a equao da chuva para a localidade em questo ou as curvas intensidade x durao x

freqncia.

A intensidade mdia (im) da precipitao sobre toda a rea drenada uma grandeza

que mede a altura de gua precipitada na unidade de tempo (mm/hora ou l/s . ha).

Existem vrias equaes correspondentes s chuvas intensas que so em funo do

tempo de durao da chuva (t) em minutos e do perodo de recorrncia (T) em anos. Veja

algumas delas dadas em mm/h.

298

im = 1,025

0,172

22) t(

T 7,3462

(So Paulo)

im = 1,15

0,217

26) (

T 5950

t (Curitiba)

im = 1,09

0,213

10) t(

T 2085

(Maring)

OBSERVAO: Para transformar a unidade mm/h para l/s . ha, basta dividir pelo

fator de transformao 0,36.

EXEMPLO: im = 108 mm/h corresponde a 300l/s . ha

As frmulas citadas so vlidas para t 120 minutos, pois as chuvas com durao

superior a 120 minutos normalmente no so catalogadas, porque no dimensionamento de

galerias o tempo de concentrao raramente atinge esse perodo.

Portanto, para o dimensionamento das galerias de guas pluviais s interessam as

chuvas de maior intensidade, capazes de produzirem maior volume de gua na unidade de

tempo.

As chuvas de maior intensidade so registradas em aparelhos chamados pluvigrafos.

Os registros feitos atravs de grande nmero de anos por um pluvigrafo dizem que a

intensidade mdia de uma chuva tanto maior quanto menor for a sua durao.

20.2. PERODO DE RETORNO OU TEMPO DE RECORRNCIA (T)

20.2.1. Conceito

Para se decidir o grau de proteo conferido populao com a construo das obras

de drenagem, deve-se determinar a vazo de projeto. Deve-se, tambm, conhecer a

probabilidade (possibilidade de ocorrncia) P de o valor de uma determinada vazo ser

igualado ou superado em um ano qualquer. A vazo de projeto imposta de tal forma que sua

299

probabilidade P no exceda um determinado valor pr-estabelecido.

EXEMPLOS:

1. Uma chuva de 5mm/h e tempo de ocorrncia 5 anos.

Significa: Essa chuva s ocorre com essa intensidade (ou maior) uma vez em cada 5

anos. Tambm podemos dizer que a possibilidade de ocorrncia de 20% (1/5).

2. Calcular a vazo de um canal para um perodo de retorno de 30 anos.

Significa: Uma vez a cada 30 anos o canal transbordar.

20.2.2. Consideraes para a escolha de T

1. A escolha e justificativa de um determinado perodo de retorno, para uma

determinada obra prende-se a uma anlise da economia e da segurana da obra. A sociedade

atravs de seus representantes pode ajudar a decidir o risco aceitvel pela comunidade e

quanto ela est disposta a pagar pela proteo desta obra.

2. Quanto maior for o perodo de retorno, maiores sero os valores das vazes de

pico encontrados e, conseqentemente mais segura e cara ser a obra. Conseqentemente,

quanto menor for T, a chuva ter uma menor intensidade (maior durao) obras de menor

porte e menor custo. Lembramos tambm que quanto maior o porte das obras a sua

interferncia no ambiente urbano sero maiores, conseqentemente teremos desapropriaes,

relocao de populaes, interrupes no trfego, prejuzos no comrcio isto durante a fase de

construo das obras, que induzem a custos adicionais e implicaes polticas de tratamento

delicado. Por isso, de um modo geral, so escolhidos perodos de retorno pequenos (quanto

menor maior o risco).

3. Para adotar um T, considera-se a dificuldade em melhorar ou ampliar certa

obra e as conseqncias quando no fizer tal obra, como os transtornos para a comunidade

quando houver inundaes, alagamentos com certa freqncia e acidentes com prejuzos

calculveis como, por exemplo, a destruio de aterros e incalculveis como morte de

animais, pessoas, etc.

O emprego de um perodo de retorno maior, qualquer que seja o seu valor, significa

que o engenheiro quer adotar um risco calculado. Todavia, h uma possibilidade de que

aquele perodo de retorno da chuva ser excedido ao menos uma vez em N anos.

4. Nas reas residenciais o acmulo de gua nas ruas e principalmente nos

cruzamentos (depende da freqncia e durao), tem menos importncia que numa zona

300

comercial esta menos importante que uma na zona industrial.

5. Cabe ao engenheiro decidir (correr riscos) quando um projeto de drenagem

envolve simultaneamente vrios perodos de retorno, como por exemplo, a drenagem em

rodovias com um valor de T e bueiros com outro valor para T.

20.2.3. Tabela para T

A tabela 15 nos sugere alguns valores para o perodo de retorno, em funo da

ocupao da rea.

TABELA 15 Perodo de retorno em funo da ocupao da rea.

Tipo de obra Tipo de ocupao Perodo de retorno (anos)

Micro-drenagem Residencial 2

Micro-drenagem Comercial 5

Micro-drenagem Edifcios de servios ao pblico 5

Micro-drenagem Aeroportos 2-5

Micro-drenagem reas comerciais e artrias de trfego 5-10

Macro-drenagem reas comerciais e residenciais 50-100

Macro-drenagem reas de importncia especfica 500 Fonte: CETESB

De um modo geral:

- canalizao de rios...........................................T = 30 anos.

- rede de guas pluviais (cidade)........................T = 10 anos.

20.3. TEMPO DE DURAO DA CHUVA (td)

o tempo que decorre entre o cair da primeira gota at o cair da ltima gota na rea

em estudo.

Escolhido o tempo de recorrncia ainda h a necessidade de se estabelecer o tempo de

durao da chuva que deve estar associado precipitao que poder causar a maior vazo de

pico em uma seco considerada.

Mostra-se que essa durao da chuva, para a qual ocorre a maior vazo de pico

aproximadamente igual ao perodo de tempo que uma gota de gua terica precipitada no

301

ponto da bacia mais distante da seco considerada, leva para atingir essa seco, ou seja, o

tempo necessrio para que toda a rea de drenagem passe a contribuir para a vazo na seo

estudada. Portanto, a maior vazo de pico dada quando: o tempo de durao da chuva

igual ao tempo de concentrao.

Em sntese:

CHUVAS

- Fortes (intensas) curta durao.

- Fracas (baixa intensidade) so prolongadas.

20.4. TEMPO DE ESCOAMENTO SUPERFICIAL (ts).

O escoamento superficial considera o movimento da gua a partir da menor poro de

chuva, que caindo sobre um solo saturado de umidade ou impermevel escoa pela sua

superfcie. Na verdade o escoamento superficial comea algum tempo aps o incio da

precipitao (uns 10 minutos aps) e cresce com o tempo at atingir um valor sensivelmente

constante medida que a precipitao prossegue. Cessada esta, ele vai diminuindo, at anular-

se.

Parte da gua das chuvas interceptada pela vegetao e outros obstculos, de onde se

evapora posteriormente. Do volume que atinge a superfcie do solo, parte retirada em

depresses do terreno parte se infiltra e o restante escoa pela superfcie, logo que a

intensidade da precipitao supere a capacidade de infiltrao no solo e os espaos nas

superfcies retentoras tenham sido preenchidos.

As trajetrias descritas pela gua no seu movimento so determinadas, principalmente,

pelas linhas de maior decline de terreno, portanto o escoamento superficial influenciado pela

vegetao, tipo de solo, declividade do terreno, da rea da bacia, etc.

O tempo de escoamento superficial corresponde ao tempo que a gua leva para chegar

do ponto mais distante (tempo de percurso da gua maior) at a seo considerada que num

sistema de galerias pluviais o incio da mesma.

O tempo de escoamento superficial (ts), dado em minutos, pode ser obtido pelas

frmulas de:

302

GEORGE RIBEIRO

0,04)(100.I . ).2,005,1(

L 16

pts

10min (galeria de guas pluviais)st

Onde:

L comprimento do maior percurso (talvegue) em Km.

I declividade mdia do percurso em m/m.

p relao entre a rea coberta de vegetao pela rea total da bacia.

TALVEGUE(L)

Q

KERBY

ts = 1,44

47,0

I

L

n

Para galerias de gua pluviais, recomenda-se: ts 10 minutos.

Onde:

ts tempo de escoamento superficial em minutos

L comprimento do maior percurso em metros

I declividade do percurso (mdia) em metro por metro

n coeficiente relativo natureza do terreno (tabela)

A tabela 16 nos d o valor de n para a frmula de Kerby, em funo da natureza do

terrreno.

303

TABELA 16 Coeficiente n da Frmula de Kerby.

Caracterstica do terreno n

Superfcie lisa e impermevel 0,02

Terreno endurecido e desnudo 0,10

Pasto ralo, superfcie desnuda e moderadamente spera 0,20

Pasto denso (altura mdia) 0,30

Vegetao baixa e densa 0,40

OBSERVAO: Em percursos com trechos de declividades diferentes ts deve ser

calculado trecho a trecho e somado depois os tempos.

20.5. TEMPO DE CONCENTRAO (tc) (CANHOLI, 2005)

20.5.1. Conceitos

Tempo de concentrao relativo a uma seo de um curso de gua o intervalo de

tempo contado a partir do incio da precipitao para que toda a bacia de drenagem passe a

contribuir na seo em estudo. Corresponde ao tempo que a gua leva para ir do ponto mais

distante da bacia at a seo considerada (maior tempo de percurso).

Logo, o tempo de concentrao (tc) dado por:

304

tc = tS1 + tS2

Onde:

tS1: o tempo que leva uma gota de gua caindo em um ponto extremo da bacia, at

chegar ao vale de maior extenso (talvegue). Em geral se caracteriza por pequenas alturas de

lminas dgua e baixas velocidades. Pode ser calculada pela frmula de George Ribeiro

adaptada.

4,05,0

8,0

2.

..091,0

mm

sIi

Lnt

Onde:

n o coeficiente de rugosidade de Manning (s/m5/2).

L o comprimento do trecho.

im total precipitado em 24 horas para recorrncia de 2 anos (mm).

Im a declividade mdia do terreno (m/m).

A tabela a seguir (Tabela 17) apresenta alguns valores de n para escoamento em

superfcies.

TABELA 17 Valores de n para escoamento em superfcies.

Tipo de Superfcie n (Manning)

Asfalto liso 0,011

Concreto liso/ rugoso 0,012

Pisos cermicos 0,015

Pavimento intertravado/ paraleleppedo 0,024

Gramados (esparsos/ densos) 0,15/0,24

Vegetao arbustiva (leve/ densa) 0,40/0,80

Plantaes rasteiras (normais) 0,13

ts2: o tempo que leva uma gota de gua para percorrer o talvegue at a primeira boca

de lobo. Ocorre aps o trecho sobre a superfcie ts1, onde o escoamento tende a se concentrar,

formando canais rasos. Pode ser calculado pela seguinte frmula.

2S

Lt

V

Onde:

L o comprimento do trecho (m).

305

V a velocidade mdia do escoamento no trecho (m/min).

Para estimar a velocidade mdia, podemos usar o grfico da Figura 75.

Figura 75 - Estimativa da velocidade mdia em canais rasos (SCS, 1986).

pt : o tempo de percurso dentro da galeria (canalizao). Idem caso anterior,

isto :

p

Lt

V

Onde, 1/ 2 2/31

. . HV I Rn

Portanto:

1 2c pS St t t t

20.5.2. Tipos de Chuvas

a) Chuva de baixa intensidade (uniforme) e grande durao.

306

OBSERVAO: A partir t = tc, sem infiltrao, haver apenas o escoamento

superficial atingindo a vazo mxima e constante.

b) Chuva intensa (uniforme ) e de curta durao.

Consideraes:

01) Quando em uma rea de drenagem, a durao da chuva corresponde a toda a rea

da bacia que contribui para o escoamento, ou seja, o tempo de durao igual tempo de

concentrao da chuva, a vazo ser dita mxima ou crtica ou ainda vazo de pico.

02) Se por acaso o percurso da gua que aflui a um determinado ponto puder ser

efetuado de maneiras distintas, considera-se o maior tempo de percurso.

307

20.6. COEFICIENTE DE DEFLVIO (C)

O coeficiente de deflvio ou coeficiente de escoamento superficial ou coeficiente de

Runoff representa no projeto de galerias de guas pluviais, a parcela de gua de chuva cada

na rea contribuinte que atinge a respectiva boca de lobo.

Esse coeficiente, inferior unidade, depende principalmente:

- do grau de permeabilidade da rea contribuinte.

- do tempo de durao da chuva.

- do tipo e utilizao do solo.

- da declividade de bacia.

Se as reas contribuintes das bocas de lobo que alimentam uma seco da galeria

forem constitudas de subreas com coeficientes diferentes, deve ser adotado para a rea total

um coeficiente resultante da mdia ponderada desses coeficientes.

O coeficiente de deflvio pode aumentar no futuro, pois se uma rea hoje

pavimentada com paraleleppedos sem rejuntamento no futuro pode receber um capeamento

asfltico.

O valor C normalmente aumenta tambm, com a durao da chuva, pois a medida que

a chuva se desenvolve as depresses nos terrenos vo enchendo de gua o terreno permevel

vai se saturando e com isso aumentando o escoamento superficial.

O valor de C pode ser estimado empregando-se a expresso de Horner:

C = 0,364 log tc + 0,0042 p 0,145

Onde:

tc tempo de concentrao em minutos

p porcentagem (taxa) da rea impermeabilizada (ex: p = 80% - rea urbana

ocupada ou que ser ocupada).

A tabela 18 apresenta alguns valores de C (coeficiente de Deflvio), que podem ser

sugeridos para projetos de redes de drenagem.

308

a) De acordo com a ocupao da rea.

TABELA 18 (a) Valores do coeficiente de Runoff (C).

Natureza da ocupao da rea Coeficiente C

reas centrais, densamente construdas, com ruas

pavimentadas 0,70 a 0,90

reas adjacentes ao centro, com ruas pavimentadas 0,50 a 0,70

reas residenciais com casas isoladas 0,25 a 0,50

reas suburbanas pouco edificadas 0,10 a 0,20

b) De acordo com o revestimento da superfcie.

TABELA 18 (b) Valores do coeficiente de Runoff (C).

Natureza da Superfcie Coeficiente C

Cobertura das construes 0,70 a 0,95

Pavimentao de concreto 0,80 a 0,95

Pavimentao asfltica em bom estado 0,85 a 0,90

Pavimentao asfltica m conservada 0,70 a 0,85

Pavimentao a paraleleppedos com

juntas argamassadas 0,75 a 0,85

Pavimentao a paraleleppedos sem

rejuntamento 0,50 a 0,70

Pavimentao de pedras irregulares sem

rejuntamento 0,40 a 0,50

Revestimento de macadame 0,25 a 0,60

Revestimento de cascalho 0,15 a 0,30

Terreno desnudo 0,10 a 0,30

Terrenos livres e ajardinados/ gramados

- solos arenosos

1 2% 2% < I < 7%

I 7% - solos pesados (argilosos)

1 2% 2% < I < 7%

I 7%

0,05 a 0,10

0,10 a 0,15

0,15 a 0,20

0,15 a 0,20

0,20 a 0,25

0,25 a 0,30

309

20.7. MTODO RACIONAL

O mtodo racional traz resultados bastante aceitveis para o estudo de pequenas

bacias (reas 1km2) e tc 20 minutos, tendo em vista a sua simplicidade de operao bem

como da inexistncia de outro mtodo de melhor confiabilidade.

O mtodo racional no leva em considerao alguns fatores, tais como:

a) condies de permeabilidade do terreno, variam durante a precipitao.

b) retardamento natural do escoamento provocado por armazenamento temporrio

de depresses existentes nas bacias ocasionando alterao no pico de cheia.

c) variaes da intensidade da chuva, isto , admite uma precipitao uniforme e

constante em toda a rea de contribuio.

A seguir temos o hidrograma adotado (baseado no mtodo racional) em forma de um

tringulo issceles com a base igual ao dobro do tc, onde td = tc.

Para estimar a vazo pluvial (vazo de pico), a frmula mais utilizada a chamada

frmula racional.

Qp = C im A

Onde:

Qp a vazo pluvial, em l/s

C coeficiente de escoamento, superficial ou de deflvio ou de Runoff.

im intensidade mdia de chuva (mxima mdia), em l/s ha

A rea de drenagem, em h

310

OBSERVAES:

1) O seu nome, valor racional, devido razo Qp/im.

2) Quanto maior a importncia de uma obra na rea em estudo, como por

exemplo, piscines, rebaixamento da calha de rios, reservatrios de hidreltricas, ser

necessrio um estudo mais detalhado das precipitaes e vazes de projeto.

EXERCCIOS

01) A figura a seguir mostra um hidrograma do mtodo racional em termos de

vazo especfica, (vazo/rea), com o coeficiente de Runoff C = 0,70.

(l/s.ha)

Tempo (minutos)

10 20 30 40 50 60

50

100

150

200

250

300

350

00

contr

ibui

o u

nitria

Considerando o tempo necessrio para que toda a rea de drenagem passe a contribuir

para a vazo na seo considerada; determine o tempo de durao da chuva em minutos, o

tempo de concentrao em minutos e a intensidade de precipitao em litros por segundo por

hectare.

02) Um determinado trecho de galeria dever receber e escoar o deflvio

superficial oriundo de uma rea estritamente comercial de 2,50 ha, com um coeficiente de

escoamento superficial correspondente as reas adjacentes ao centro, com ruas pavimentadas.

Se o tempo de concentrao previsto para o incio do trecho de 16,6 minutos, calcular a

311

vazo de jusante do mesmo.

03) Toda a rea da figura abaixo contribui para as bocas de lobo assinalada.

Observe as subreas e determine o coeficiente de escoamento superficial (C) para toda rea

em questo.

20m 10m 40m 10m 20m

30m

10m

40m

Pavimentao Asfltica Rua

B.L

B.L

rea Comercial

Central

(prdios)

c=0,80

Parque

(gramado)

c=0,15

Bairros

(alguns

prdios)

c=0,60

rea sem

melhoramentos

(desnuda)

c=0,20

Parque

(gramado)

c=0,15

Rua

Rua

Rua

c = 0,90

04) Um determinado trecho de galeria dever receber e escoar o deflvio

superficial oriundo de uma rea de 1,85ha, onde 18% correspondem a ruas asfaltadas e bem

conservadas, 6% correspondem pavimentao de concreto, 46% de gramados em solos com

declividade de 3%, alm de 30% de telhados cermicos. A sua inclinao mdia de 2%. Se o

tempo de concentrao previsto para o incio do trecho de 14 minutos, calcular a vazo de

jusante do mesmo.

05) Encontrar um coeficiente de escoamento adequado para uma rea de pequena

inclinao, bem urbanizada (rea adjacente ao centro), onde 22% correspondem a ruas

asfaltadas e bem conservadas, 8% de passeios cimentados, 36% de ptios ajardinados e 34%

de telhados cermicos. Que setor da rea urbana parece ser este (c)?

06) DACACH (1984) Considerando que um estacionamento retangular (figura a

seguir) possui 28m x 30m, onde a sua rea plana, impermevel e a declividade linear e

est indicada pela seta. Considerando ainda que as linhas 01, 02, 03, ..., 12, so paralelas

312

canaleta e que as gotas cadas na linha 1, levam 1 minuto para chegar na canaleta, na linha 2,

levam 2 minutos e assim sucessivamente at a linha 12.

Tempo de recorrncia: 5 anos.

0

1 2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

30m

28m

ESTA

CIONAM

ENTO

CANALETA

5

10

15

20

25

30

5 10 15 20 25 30 35

Vazo (l/s)

Tempo (min)

0

Determinar:

6.1 A vazo mxima em litros por segundo, que atingir a canaleta e representar as

variaes da vazo de chegada na canaleta.

6.2 A vazo mxima em litros por segundo, para uma chuva de 6 minutos de

durao e representar as variaes da vazo de chegada na canaleta (mesmo grfico

acima).

Respostas:

01) td = 30 minutos

tc = 30 minutos

im = 357 l/s.ha

02) Qj = 397 l/s

03) C = 0,48

04) Qj =

05) C =

06) 6.1 Q = 23,6 l/s

6.2 Q = 16,7 l/s

313

21. MEDIDAS NO CONVENCIONAIS (CANHOLI, 2005)

21.1. INTRODUO

Os conceitos inovadores para aumentar a eficincia hidrulica dos sistemas de

drenagem tm por objetivo:

- reter os escoamentos pluviais nas proximidades de suas fontes;

- retardar os escoamentos atravs de reservatrios;

- aumentar os tempos de concentrao;

- reduzir as vazes mximas (picos);

- retardar o fluxo das calhas dos crregos e rios;

- incrementar o processo de infiltrao.

21.2. MANEIRAS DE INFILTRAO

21.2.1. Superfcies de infiltrao

Permitem que as guas superficiais percorram o terreno coberto por vegetao (ex:

grama). Em reas pouco permeveis devem ser instalados drenos para eliminar guas

paradas.

21.2.2. Valetas de Infiltrao

So valetas revestidas com vegetao (grama) adjacentes a ruas e estradas ou junto s

reas de estacionamento para favorecer a infiltrao.

21.2.3. Lagoas de Infiltrao

So projetadas com nvel dgua permanente e volume de espera.

314

21.2.4. Bacias de Percolao

construda por meio da escavao de uma valeta que posteriormente preenchida

com brita ou cascalho, sendo sua superfcie reaterrada. O material granular promove a

reservao temporria do escoamento, enquanto a percolao se processa lentamente para

o subsolo.

21.2.5. Pavimentos Porosos

a) So constitudos normalmente de concreto ou asfalto convencionais, dos quais

foram retiradas as partculas mais finas. Podem ser construdos sobre camadas permeveis

geralmente bases de material granular.

b) Elementos celulares, normalmente de concreto, tambm colocados sobre a base

granular.

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21.2.6. Infiltrao

So medidas de conteno nas fontes mais recomendadas, quando no se dispe de

espao ou ainda quando a urbanizao existente, j consolidada, inviabiliza outras medidas.

importante observar a posio do lenol fretico como tambm o tipo de solo.

21.3. DETENO DE ESCOAMENTOS

realizada atravs da reservao