DRENAGEM URBANAAspectos de GestoGESTORES REGIONAIS DE RECURSOS HDRICOS Curso preparado por : Instituto de Pesquisas Hidrulicas Universidade Federal do Rio Grande do Sul Fundo Setorial de Recursos Hdricos (CNPq)

Andr Luiz Lopes da Silveira 2002Primeira Edio

1. GESTO DA DRENAGEM URBANA 1.1 Introduo Quem sai de casa em dias de chuva no quer caminhar em caladas alagadas nem atravessar ruas transformadas em piscinas, pelo desconforto evidente e dificuldade que impe ao deslocamento. Caso saia de carro no quer ter seu itinerrio interrompido ou sofrer uma pane causada pelo contato da gua com o motor. Para quem fica em casa, anda pelo comrcio ou freqenta prdios pblicos ou societrios, evidentemente tambm no tem nenhuma vontade de que estes sejam inundados, muito menos na sua presena. Tambm intolervel a qualquer pessoa que a circulao das guas na cidade seja veculo de contaminao ou cause risco de vida por afogamento ou desastres, como a destruio de casas. Neste contexto a Drenagem Urbana tem um uma funo precpua : minimizar a presena de excessos de circulao de gua, especialmente pluviais, em locais indevidos no meio urbano. Para minimizar o risco destes transtornos que existe a Drenagem Urbana. Ela, entretanto, no contra a acumulao de guas pluviais pois uma alternativa para seu controle o armazenamento transitrio em locais previamente estabelecidos. O que a Drenagem Urbana no deve promover o desequilbrio do ciclo hidrolgico e o agravamento de condies sanitrias e ambientais. Nem sempre a Drenagem Urbana foi pensada convenientemente. H hoje em dia uma conscincia de que abordagens divorciadas da realidade das cidades conduziram a situaes indesejveis. Especialmente a falta de considerao de uma gesto integrada das guas urbanas. 1.2 Diagnstico das guas Urbanas Em pases em desenvolvimento como o Brasil, um dos maiores problemas das guas urbanas a deficincia de coleta de esgoto cloacal, alm de um baixo ndice de tratamento daquele que coletado. H grande contaminao das guas de drenagem pluvial e dos mananciais pelo esgoto in natura. De 1989 a 2000 houve pouco avano no percentual de cidades com esgotamento sanitrio (47 para 52%) mas houve um incremento no tratamento do esgoto coletado de 20 para 35% (Pesquisa, 2002). Desta forma mais de 80% do esgoto cloacal in natura distribui-se por crregos, ruas e sistemas de drenagem. Por outro lado, 88% dos distritos contam com abastecimento de gua (61% se o abastecimento for com gua tratada). O abastecimento prejudicado pela contaminao dos mananciais. Quase 80% dos municpios declararam ter servio de drenagem urbana em 2000, mas apenas 45% destes apontaram a existncia de legislao municipal que exige a aprovao e implantao de sistema de drenagem pluvial para loteamentos novos e populares (Pesquisa, 2002). Portanto, h percentuais significativos de descontrole das guas urbanas e a viso setorizada da infra-estrutura de abastecimento e saneamento contribui para uma ineficincia da parte que tida como controlada. Wright (1997), citado por Tucci (2002) diagnosticou o seguinte para os pases em desenvolvimento :

planejamento e a construo do sistemas so baseadas em prticas de pases desenvolvidos que no consideram as reais necessidades locais, resultando em investimentos com baixo retorno; Falta de gerenciamento: dificuldades em financiamento, pouco contato com os clientes e centralizao; Grandes projetos: projetos com grandes custos no qual o pagamento dificilmente pode ser realizado pela populao pobre; Desempenho ruim da operao e manuteno dos sistemas

O referido autor sugere a ampliao de opes quanto a tecnologias, avaliao do desejo dos consumidores quanto ao pagamento dos servios e necessidades; melhoria da eficincia da cobertura com menor custo, inovaes institucionais e financeiras, educao em diferentes nveis e participao pblica. Na comparao entre pases desenvolvidos e em desenvolvimento, Tucci (2002) apresenta os cenrios respectivos de desenvolvimento dos aspectos da gua no meio urbano (Tabela 1). Nos pases desenvolvidos grande parte dos problemas foram resolvidos quanto ao abastecimento de gua, tratamento de esgoto e controle quantitativo da drenagem urbana. Nesta foi priorizado o controle atravs de medidas que obrigam a populao a controlar na fonte os impactos devido a urbanizao. Nos pases desenvolvidos prioridade o controle da poluio difusa devido as guas pluviais, que, evidentemente, tambm existe nos pases em desenvolvimento, mas a prioridade outra. Tabela 1 - Comparao dos aspectos da gua no meio urbano Infra-estrutura Pases desenvolvidos Brasil urbana Resolvido, cobertura total Grande parte atendida, tendncia de Abastecimento reduo da disponibilidade devido a de gua contaminao, grande quantidade de perdas na rede Cobertura quase total Falta de rede e estaes de Saneamento tratamento; as que existem no conseguem coletar esgoto como projetado; Grandes inundaes devido a Controlado os aspectos Drenagem ampliao de inundaes; quantitativos; Urbana Controle que agrava as inundaes Desenvolvimento de atravs de canalizao; investimentos para controle dos Aspectos de qualidade da gua nem aspectos de Qualidade da gua mesmo foram identificados. Grandes prejuzos por falta de Medidas de controle noInundaes poltica de controle estruturais como seguro e Ribeirinhas zoneamento de inundao

Nos pases em desenvolvimento, a prioridade o tratamento de esgoto. Em alguns pases, como o Brasil, o abastecimento de gua 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, como mencionado acima. 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. Alm disso, o conceito aplicado drenagem urbana e saneamento esteve estagnado durante o sculo XX nos pases em desenvolvimento, levando ao irracionalismo na implantao de solues e obras, no raro com efeito contrrio ao desejado. 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 de tratamento que no coletam esgoto suficiente, da mesma forma, que estaes de tratamento continuam funcionando abaixo da sua capacidade instalada; Redes de 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 que o conceito moderno, v drenagem urbana moderna enquadrada numa viso ampla de planejamento das reas urbanas, que envolve principalmente : planejamento do desenvolvimento urbano; transporte; abastecimento de gua e saneamento; drenagem urbana e controle de inundaes; resduo slidos; controle ambiental.

2. DRENAGEM URBANA MODERNA 2.1 Conceito atual : enfoque ambiental (a adotar) 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 (Silveira, 1999). Evidentemente, o conceito de sade evoluiu da abordagem sanitarista (higienista) abordagem ambientalista, entretanto ambas concordam no objetivo da sade s que houve uma extenso ao meio ambiente. Uma boa concepo e gesto da drenagem pluvial surge neste contexto como uma necessidade coletiva e indispensvel ao funcionamento das aglomeraes urbanas. Os equipamentos de drenagem e de tratamento de esgotos devem caracterizar os sistemas de saneamento como parte integrante da organizao dos espaos urbanos que valoriza os cursos dgua, preservando-os e at recuperando-os. Isto conduz noo de autosustentabilidade das cidades com respeito ao ambiente interno e externo. A cidade torna-se vivel pelos equipamentos de saneamento e drenagem mas estes mesmos equipamentos preservam a qualidade dos cursos dgua internos e de jusante (externos). Em suma, a cidade deve ser autnoma em relao ao meio ambiente hidrolgico e vice-versa (Sangar, 1995). Indicadores importantes de autonomia da cidade em relao ao meio ambiente so as taxas de ligaes de esgotos cloacais e a capacidade da rede de drenagem de atuar corretamente na maior parte do tempo. Integraes inter-bairros ou mesmo intermunicipais otimizando o tratamento de todos os esgotos e os sistemas de drenagem tambm contribuem para a autonomia, que se completa por uma gesto calcada no conhecimento fsico e operacional dos equipamentos que minimiza os riscos de alterao dos nveis mnimos de segurana e salubridade. Do ponto de vista do meio receptor (cursos dgua) a sua autonomia com relao cidade passa pela sua conservao de modo a permitir o desenvolvimento biolgico habitual e permanente das espcies que nele vivem naturalmente. A gesto disto deve monitorar o estado do meio receptor, o estado das fontes poluidoras, avaliar o impacto dos poluentes urbanos sobre os cursos dgua, gerando informaes que condicionem a regulao dos nveis de tratamento dos rejeitos urbanos em funo do estado atual do meio receptor, de como estes rejeitos podem impactar e das metas de qualidade para ele estabelecidas. 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-admnistrativa 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 (re-equilbrio 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 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. 2.2 Conceito antigo : enfoque sanitrio-higienista (a abandonar) O conceito sanitrio-higienista ainda est muito arraigado em nosso meio. Devemos cham-lo de antigo para enfatizar seu carter de ultrapassado. Pode ser resumido pelo princpio seguinte : toda gua circulante deve ir rapidamente para o esgoto, evitando insalubridades e desconfortos, nas casas e nas ruas

Em consequncia, as obras hidrulicas que surgiram como solues foram as de escoamento rpido como condutos, canais e galerias. A competncia exclusiva dos engenheiros em calcul-las ajudou a setorizar a drenagem urbana. O livrar-se rapidamente da gua tornou-se praticamente um dogma no meio tcnico, convencendo inclusive populao que aplica a mesma idia nas suas propriedades particulares urbanas. No Brasil, como parece ser em outros pases em desenvolvimento, h o agravante ainda do 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, estabelecendo um cenrio difcil para a implantao de qualquer conceito de drenagem urbana. Os sistemas de drenagem so muitas vezes vistos por grande parte da populao como locais de destino de dejetos e lixo. Muitos loteamentos em vrias cidades tiveram e, ainda tm, sua drenagem sem se basear em nenhuma norma tcnica, o que facilita a aceitao de projetos de eficcia duvidosa. E muitos problemas ambientais foram agravados pelo fato de que tradicionalmente a drenagem urbana de exclusiva responsabilidade do municpio e geralmente h pouca preocupao sobre consequncias jusante de aes locais implementadas montante. Muitos loteamentos em vrias cidades tiveram e, ainda tm, sua drenagem sem se basear em nenhuma norma tcnica, o que facilita a aceitao de projetos de eficcia duvidosa. E muitos problemas ambientais foram agravados pelo fato de que tradicionalmente a

drenagem urbana de exclusiva responsabilidade do municpio e geralmente h pouca preocupao sobre consequncias jusante de aes locais implementadas montante. Um exemplo tpico, dentre os vrios que diferenciam o higienismo do ambientalismo, que a drenagem urbana com esta ltima filosofia deve procurar no ampliar as cheias naturais. S este exemplo contraria o dogma do higienismo da evacuao rpida e preserva uma produo quantitativa de escoamentos compatvel com a natural. 2.3 Histria da drenagem urbana : evoluo dos conceitos do sc 19 ao 21 A drenagem pluvial foi assim tratada como uma prtica acessria at meados do sculo XIX, quando as capitais europias j formavam grandes aglomerados humanos. As mudanas ocorridas no tratamento da drenagem pluvial na segunda metade do sculo XIX, tiveram, entretanto, seu germe no sculo XVIII, quando constata-se na Itlia que as guas de banhados e zonas alagadias influenciavam na mortalidade pessoas e animais. Isto foi rapidamente levado em considerao na Inglaterra e na Alemanha e mais tarde na Frana, e desencadeia-se um processo de extino de banhados como medida de sade pblica. Tambm deu-se ordens para aterrar ou cobrir as fossas receptoras de esgoto cloacal, e substitu-las por canalizaes enterradas (Desbordes, 1987). Assim as redes de esgotos deveriam evacuar as guas contaminadas, o mais rapidamente possvel, e para mais longe dos locais de sua produo. Nascia a idia de livrar-se da gua nas cidades, seja ela de origem pluvial ou cloacal. Ou seja, nascia o conceito sanitarista-higienista. Curiosamente ento a drenagem pluvial como ao pblica no evoluiu em decorrncia da modernizao de prticas de engenharia em busca do conforto, mas sim de uma recomendao de profilaxia mdica. Evidentemente coube aos engenheiros e urbanistas a tarefa de materializ-la em obras e integr-las ao espao urbano, mas infelizmente isto s teve um impulso maior com a ocorrncia de epidemias de clera em grandes cidades do mundo no sculo XIX, destacando-se na Europa as dos anos 1832 e 1849. O fluxo de pessoas nas viagens martimas de ento, praticamente globalizaram a epidemia de clera e muitas cidades brasileiras sofreram com ela em 1855 (Costa Franco, 1992). Entre 1850 e o fim do sculo XIX muitas cidades importantes do mundo, principalmente as capitais europias, foram dotadas de grandes redes subterrneas unitrias de esgotos (esgotos pluviais e cloacais conduzidos pelos mesmos condutos). Sob o comando de seu famoso prefeito Haussmann, Paris torna-se emblemtica e referncia mundial por construir uma imponente rede de esgotos, ajudando a cristalizar o conceito higienista que passa a ser resumido pela expresso tout lgout no meio tcnico francs da poca. Apesar de hoje ser uma atrao turstica de Paris, no foi a rede de esgotos que deu fama a Haussmann, mas sim a profunda reforma urbanstica a qual ela estava associada dentro do conceito higienista. Haussmann buscava a higiene pblica com a abertura de espaos abertos, como avenidas largas e parques, obras que facilitariam ainda a instalao da infra-estrutura urbana, entre as quais as redes de esgotos (Souza e Damasio, 1993). 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 entre 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). Em seu opsculo Saneamento de Santos de 1898, 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). A intensidade das chuvas tropicais no favorem os sistemas unitrios. Entretanto, muitas cidades ou muitos bairros de cidades acabaram adotando um arremedo de sistema unitrio, destinando efluentes de fossas spticas para a rede pluvial. O conceito higienista predominou neste sculo 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. Havia necessidade de reflexes mais profundas sobre as aes antrpicas densas (urbanizao) sobre o meio-ambiente, particularmente sobre a quantidade e a qualidade dos recursos hdricos. Nascia o conceito ambiental aplicado drenagem urbana que 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, arroios 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. A maioria das obras de drenagem urbana no Brasil seguem, apesar disso ainda, 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 esgoto, evitando insalubridades e desconfortos, nas casas e nas ruas) e pelo fato das obras de infraestrutura por ele exigidas terem um comportamento dinamicamente restrito, portanto fceis de dimensionar, pois s tm a funo de transporte rpido. O livrar-se rapidamente da gua tornou-se praticamente um dogma no meio tcnico, convencendo inclusive populao que aplica a mesma idia nas suas propriedades particulares urbanas. No Brasil, como parece ser em outros pases em desenvolvimento, h o agravante ainda do 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, estabelecendo um cenrio difcil para a 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. A histria da drenagem urbana que o Brasil quer redirecionar uma histria j em andamento nos pases desenvolvidos. Agora 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.

3. CICLO HIDROLGICO NA CIDADE 3.1 Ciclo hidrolgico natural 3.1.1 Ciclo Hidrolgico Continental O ciclo hidrolgico o fenmeno global de circulao fechada da gua entre a superfcie terrestre e a atmosfera, impulsionado fundamentalmente pela energia solar associada gravidade e rotao terrestres. A superfcie terrestre abrange os continentes e os oceanos, participando do ciclo hidrolgico a camada porosa que recobre os continentes (solos, rochas) e o reservatrio formado pelos oceanos. Como se pode descrever o ciclo hidrolgico nos continentes ? Uma maneira identificar os fluxos dgua num corte do terreno como mostrado na figura a seguir.

Figura 1 - Ciclo hidrolgico na fase terrestre A precipitao, normalmente na forma um fluxo de gotas dgua atrado para a superfcie terrestre pela gravidade, por si s um fenmeno de origem meteorolgica complexa, apresentando grande variabilidade temporal e espacial. Caindo sobre um solo com cobertura vegetal, parte do volume precipitado sofre interceptao em folhas e caules, de onde, por ao dos ventos, uma parcela pode ainda atingir o solo. A evaporao depende de fatores climticos, de caractersticas da superfcie evaporante e da disponibilidade de gua para evaporar. J na queda a chuva sofre evaporao. Ocorre tambm evaporao de uma parcela da gua interceptada. Grande parte da evaporao advm, entretanto, da gua presente sobre o solo e dentro dele. Fatores climticos, como a radiao solar, o perodo de insolao, a temperatura do ar, a umidade relativa, o perfil de velocidades do vento e a presso atmosfrica, influenciam bastante a evaporao. Propriedades energticas da superfcie, como o albedo e a emissividade, completam as

grandezas para o estabelecimento da evaporao potencial. Mas ser a textura, a estrutura e as dimenses dos solos e seus perfis de umidade que condicionaro a evaporao real. A transpirao, que junto com a evaporao compe a evapotranspirao, depende dos mesmos fatores climticos da evaporao. Entretanto, em sendo um fenmeno biolgico na interface solo-atmosfera, a transpirao real depende da vegetao e da umidade do solo. A infiltrao promove a recarga da umidade do solo, permitindo que parte da precipitao que atinge a superfcie penetre a zona no saturada do solo. H infiltrao total da gua no solo (um meio poroso) enquanto sua superfcie no se satura, ou seja enquanto no h formao de uma delgada camada superficial de solo onde todos os seus poros esto plenos dgua. A partir deste momento, havendo precipitao suficiente, com a saturao avanando verticalmente a infiltrao decresce tendendo a uma taxa residual (teoricamente a condutividade hidrulica saturada do meio poroso - lei de Darcy). A umidade do solo realimentada pela infiltrao aproveitada em parte pelos vegetais que a absorvem pelas razes e devolvem quase tudo para a atmosfera na forma de vapor dgua transpirado. A infiltrao (passagem dgua da superfcie para o interior do solo) e a percolao (movimento dgua no interior do solo) na zona no saturada so governadas pelas tenses capilares nos poros e pela gravidade. A percolao acontece na zona no saturada quando sua umidade, excludas as parcelas aproveitadas pelos vegetais e as evaporadas pela superfcie do solo, se desloca no interior do meio poroso. Pode haver percolao em macroporos, gerando escoamento hipodrmico (piping paralelo superfcie), ou percolao vertical para o lenol fretico (zona saturada) onde se forma o escoamento de base dos cursos dgua (escoamento subterrneo). O escoamento superficial o excesso 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 superfcie 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 microrrede de drenagem efmera que converge para a rede de cursos dgua mais estveis, formada por arroios e rios. 3.1.2 Bacia Hidrogrfica Define-se bacia hidrogrfica como a superfcie drenada por um curso dgua. A bacia hidrogrfica uma rea de captao natural da gua de precipitao que faz convergir os escoamentos para um nico ponto de sada, seu exutrio. Compe-se no seu interior basicamente como um conjunto de superfcies vertentes e uma rede de drenagem formada por cursos dgua que confluem at resultar num leito nico no exutrio. As vertentes constituem os locais onde os escoamentos se produzem em funo da precipitao enquanto que a rede de drenagem a cu aberto encarrega-se de transport-los ao exutrio.

Esquematicamente, a bacia hidrogrfica pode ser considerada, portanto, como um sistema fsico onde a entrada o volume dgua precipitado e a sada o volume dgua escoado pelo exutrio. Descontando-se as perdas intermedirias como as da evapotranspirao e da infiltrao profunda, a resposta hidrolgica tpica de uma bacia hidrogrfica pode ser representada como na figura 2. Esta figura mostra como a bacia transforma uma entrada de volume concentrada no tempo (precipitao) em uma sada (escoamento) de forma mais distribuda temporalmente. Na mesma figura feita uma diferenciao entre um escoamento mais lento e outro mais rpido. A este escoamento rpido normalmente atribudo o nome de escoamento superficial, embora nem todos os escoamentos rpidos sejam superficiais. A separao entre escoamento superficial e subterrneo conveniente porque o primeiro possui uma relao de causa e feito com a precipitao que til no estabelecimento de elementos hidrolgicos de projeto. Na figura 2 isto significa que o volume no infiltrado da precipitao, conhecido por precipitao efetiva, igual ao volume escoado superficialmente. Dois fenmenos explicam a disperso no tempo do escoamento : a translao e o armazenamento. A translao produz um escalonamento no tempo dos volumes gerados na bacia em funo das distncias ao exutrio. razovel supor que a precipitao ocorrida perto do exutrio gerar um escoamento aue chegar mais cedo que os escoamentos gerados em locais mais distantes. A translao est intimamente ligada ao conceito de curvas iscronas da bacia. O armazenamento um fenmeno de natureza hidrulica. Todo escoamento cria uma carga (lmina dgua) que representa um armazenamento, mesmo que temporrio. Nas condies naturais, com atrito, quanto maior o volume a escoar na bacia tanto maior a carga, sendo o efeito do armazenamento maior na rede de drenagem em relao s vertentes. Tanto a translao como o armazenamento dependem profundamente da topologia da bacia hidrogrfica, isto , como esto dispostos no espao tridimensional as vertentes e a rede de drenagem.

Figura 2 - Viso esquemtica da resposta hidrolgica da bacia hidrogrfica

Da anlise das respostas hidrolgicas (vazes) em funo das precipitaes pode-se estabelecer coeficientes de escoamento, que so teis no diagnstico de uma bacia hidrogrfica. Uma bacia hidrogrfica fisicamente caracterizada pela sua fisiografia. Consideramse dados fisiogrficos todos aqueles dados e ndices derivados que podem ser extrados de mapas, fotografias areas e imagens de satlite. Basicamente so reas, comprimentos, declividades e ndices compostos destas medidas. 3.1.3 Balano Hdrico e Coeficientes de Escoamento O balano hdrico a contabilidade dos volumes dgua numa rea ou bacia segundo a lei da continuidade : num certo perodo de tempo, o volume dgua de entrada menos o volume dgua de sada deve igualar a variao dos estoques de gua na rea. O volume dgua de entrada geralmente proporcionado pela precipitao lquida que a chuva. Outras formas de precipitao so a neve e o granizo. O nevoeiro interceptado, o orvalho e a geada no so precipitaes mas podem ser contabilizados como tais. O volume dgua de sada constitudo pelo escoamento (superficial e subterrneo) que deixa a rea e pelos fluxos de evaporao e transpirao (evapotranspirao). Os estoques de gua cuja variao na bacia participam do balano hdrico so de natureza superficial (basicamente rios, lagos e geleiras) ou subterrnea (solos e rochas, nas zonas no-saturadas e saturadas). Todos os volumes podem ser expressos em lmina de gua no perodo de tempo, e a equao do balano hdrico pode ser expressa por : P = Q + ET + S onde P a precipitao, Q o escoamento, ET a evapotranspirao e S a variao (positiva ou negativa) dos armazenamentos de gua na bacia. Em algumas situaes, principalmente quando o perodo de tempo longo (1 ano ou mais), pode-se admitir S=0, e a equao se simplifica para : P = Q + ET Esta equao permite uma avaliao grosseira da evapotranspirao na bacia, dado que se conhea P e Q. Assim permite tambm uma avaliao simplificada de possveis impactos no balano hdrico, entenda-se em Q, quando a ET afetada, por exemplo, por um desmatamento ou a construo de um reservatrio. Em textos hidrolgicos comum encontrar D no lugar de ET, sendo D chamado de dficit hdrico. D=PQ O balano hdrico uma ferramenta de anlise e planejamento. Pelo balano hdrico pode-se inferir coeficientes de escoamentos C : C = Q/P

Tabela 2 Exemplos de Coeficientes de Escoamento

Regio/BaciaAmazonas Tocantins So Francisco Atlntico Leste Paran Paraguai Uruguai Atlntico Sudeste Europa sia Amrica do Norte Amrica do Sul

Q (mm) 1079 492 143 382 394 110 735 605 240 220 270 490

P (mm) 2460 1660 916 1229 1385 1370 1567 1394 600 610 670 1350

C 0,44 0,30 0,16 0,31 0,28 0,08 0,47 0,43 0,40 0,36 0,40 0,36

3.2 Desequilbrio do ciclo hidrolgico : efeito da urbanizao A urbanizao consome espao natural. Ao fazer isso impermeabiliza significativamente o solo, altera o fluxo e balano hdrico das guas urbanas e perturba o funcionamento de zonas ribeirinhas. As enchentes intra-muros so geradas dentro da prpria cidade. So enxurradas urbanas que causam alagamentos. Tucci (1993) as define com enchentes ou inundaes devido urbanizao. As enchentes ribeirinhas, por outro lado, ocorrem por extravasamento da calha de um rio em reas rurais ou urbanas. Em Tucci (2002) encontramos as seguintes definies : Inundaes de reas ribeirinhas: os rios geralmente possuem dois leitos, o leito menor onde a gua escoa na maioria do tempo e o leito maior, que inundado com risco geralmente entre 1,5 e 2 anos O impacto devido a inundao ocorre quando a populao ocupa o leito maior do rio, ficando sujeita a inundao; Inundaes devido urbanizao: as enchentes aumentam a sua freqncia e magnitude devido a impermeabilizao ocupao do solo e a construo da rede de condutos pluviais. O desenvolvimento urbano pode tambm produzir obstrues ao escoamento, como aterros e pontes, drenagens inadequadas e obstrues ao escoamento junto a condutos e assoreamento.

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 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 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 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. 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.

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

As inundaes devido a urbanizao, por outro lado, acarretam nos seguintes impactos principais (Tucci, 2002) : aumento das vazes mximas e da sua freqncia (ver figura) ; 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 aqferos;

Figura 3 - Impactos evoluo urbana em bacia japonesa (Yoshimoto e Suetsugi, 1990)3000populao

25inundaes

Populao (1000)

20 15 10 5

2000

1000

0 1920 1940 1960 1980 anos 2000 2020

0 2040

Figura 4 - Evoluo urbana e inundaes em Belo Horizonte (Ramos, 1998) Estes impactos so agravados mais ainda pela forma desorganizada como a infraestrutura urbana implantada (Tucci, 2002), tais como: (a) pontes e taludes de estradas que obstruem o escoamento; (b) reduo de seo do escoamento por aterros de pontes e para construes em geral; (c) deposio e obstruo de rios, canais e condutos por lixos e sedimentos; (d) projetos e obras de drenagem inadequadas, com dimetros que diminuem para jusante, drenagem sem esgotamento, entre outros. Com respeito aos coeficientes de escoamento Silveira (2000) apresenta resultados do impacto da urbanizao em algumas bacia urbanas Porto Alegre com ocupao residencial. Foram obtidas algumas funes expressando o coeficiente global de escoamento C em funo da taxa de urbanizao AURB e da taxa de impermeabilizao AIMP. O coeficiente de escoamento evolui rapidamente at uma taxa de impermeabilizao de 20% (equivalente a uma urbanizao de 50%), com C atingindo um valor entre 45 e 50%. A partir deste estgio, a

eventos de inundao

urbanizao avana sobre toda a bacia, e C encaminha-se mais lentamente para um valor de pouco mais de 60% (Figura 5). Isto significa que o potencial de aumento de escoamento com a urbanizao de 6 a 7 vezes, mas j atinge 4 a 5 vezes com uma urbanizao de 50% (admitindo-se um C mnimo de 10%, representando uma condio natural). A variao de C com a urbanizao, considerando-se os valores quantitativos obtidos, indica haver uma alterao significativa do balano hdrico nas bacias urbanizadas. medida que a urbanizao avana h menos perdas anuais por evapotranspirao e maiores parcelas do escoamento passam a circular na rede pluvial e nos arroios diminuindo a recarga dos aqferos, passando a haver menos escoamento de base. Se C evolui de 10 para 60% com a urbanizao, as perdas (basicamente por evapotranspirao) reduzem-se em cerca de 55%.

80Coeficiente de Escoam ento C (%)

80rea Im perm evel (AIMP) (%)

70 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80

70 60 50 40 30 20 10 0 90 100

C=f(AIMP) obs C=f(AURB) obs C=16,1AIMP^0,29+10 C=4,3AURB^0,55+10 AIMP=f(AURB) obs

Urbanizao (AURB) ou rea Im perm evel (AIMP) (%)

Figura 5 Coeficiente de escoamento e urbanizao em Porto Alegre (Silveira, 2000) 3.3 Re-equilbrio do ciclo hidrolgico urbano a reverso do quadro comentado no item anterior. Grande parte do problema decorre do descontrole da produo de escoamento pluvial. Infelizmente a filosofia higienista ainda perdura na prtica, por diversas razes, nos pases em desenvolvimento (Silveira, 2002). preciso adotar urgente solues que visem o re-equilbrio do ciclo hidrolgico urbano. Quantitativamente deve-se buscar : Favorecer a infiltrao da chuva no solo para no saturar a rede pluvial existente nem incentivar a construo excessiva de redes de condutos e canais para drenagem; Promover onde possivel a reservao temporria das guas pluviais para tambm no onerar a rede pluvial e propiciar alagamentos em locais indevidos.

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. O re-equilbrio quantitativo pode ser prejudicado, entretanto, por problemas qualitativos, que tambm devem ser re-equilibrados, como os seguintes : Carreamento de poluentes e contaminao para dentro do solo e aquferos junto com a infiltrao; Acumulao de poluentes, esgotos, sedimentos e lixo nos locais destinados acumulao de escoamento pluvial.

Em resumo, os re-equilbrios necessrios inserem-se dentro de uma filosofia ambientalista 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 (Silveira, 2002). A palavra-chave sustentabilidade. 3.4 Sustentabilidade no gerenciamento do escoamento superficial urbano A idia bsica integrao da drenagem urbana com todos os atuais setores ligados direta ou indiretamente gesto das guas urbanas. Sistemas pluviais, de esgotos, abastecimento de gua, virio, espaos pblicos, reas protegidas, de regulamentao da ocupao e expanso urbana devem ser pensados juntos. Conforme j comentado anteriormente, a cidade torna-se vivel pelos equipamentos de saneamento e drenagem mas estes mesmos equipamentos devem preservar e melhorar a qualidade dos seus cursos dgua. A cidade deve ser autnoma em relao ao meio ambiente hidrolgico e vice-versa, justamente por intermdio de um planejamento urbano integrado, incluindo, evidentemente a gesto igualmente integrada das guas urbanas. Para isso preciso romper com as prticas vigentes de um planejamento estanque, baseado em setores individuais.

4. OBRAS DE DRENAGEM URBANA E OUTRAS MEDIDAS DE CONTROLE 4.1 Premissas bsicas de controle e regulamentaes As obras de drenagem urbana e outras medidas de controle so instrumentos que ajudam gesto das guas urbanas. Elas, entretanto, tm premissas para serem implementadas, as quais dependem fundamentalmente da legislao. Elas devem incorporar premissas tcnicas para serem efetivas. 4.1.1 Legislaes Federal e Estadual De acordo com Tucci (2002) as legislaes que envolvem a drenagem urbana e a inundao ribeirinha esto relacionadas com: recursos hdricos, uso do solo e licenciamento ambiental. Quanto aos recursos hdricos, a Constituio Federal define o domnio dos rios, a legislao de recursos hdricos a nvel federal e estabelece os princpios bsicos da gesto atravs de bacias hidrogrficas, que podem ser de domnio estadual ou federal. Algumas legislaes estaduais de recursos hdricos estabelecem critrios para a outorga do uso da gua, mas no legislam sobre a outorga relativa ao despejo de efluentes de drenagem. A legislao ambiental estabelece normas e padres de qualidade da gua dos rios atravs de classes, mas no define restries com relao aos efluentes urbanos lanados nos rios. Dentro deste contexto o escoamento pluvial resultante das cidades deve ser objeto de outorga ou de controle a ser previsto nos Planos de bacia. Como estes procedimentos ainda no esto sendo cobrados pelos Estados, no existe ainda uma verdadeira presso direta para a reduo dos impactos resultantes da urbanizao. Quanto a uso do solo, a Constituio Federal, artigo 30, define que de responsabilidade municipal. Porm, os Estados e a Unio podem estabelecer normas para o disciplinamento do uso do solo visando a proteo ambiental, controle da poluio, sade pblica e segurana. Desta forma, observa-se que no caso da drenagem urbana que envolve o meio ambiente e o controle da poluio a matria de competncia concorrente entre Municpio, Estado e Federao. A tendncia dos municpios introduzirem diretrizes de macrozoneamento urbano nos Planos Diretores urbanos, incentivados pelos Estados. Observase que no zoneamento relativo ao uso do solo no tem sido contemplado pelos municpios os aspectos de drenagem e inundaes. O que tem sido observado so legislaes restritivas quanto proteo de mananciais e ocupao de reas ambientais. A legislao muito restritiva somente produz reaes negativas e desobedincia. Portanto, no atingem os objetivos de controle ambiental. Isto ocorre na forma de invaso das reas, loteamentos irregulares, entre outros. Um exemplo feliz foi o introduzido pelo municpio de Estrela/RS que permitiu a troca de reas de inundao (proibida para uso) por solo criado ou ndice de aproveitamento urbano acima do previsto no Plano Diretor nas reas mais valorizadas da cidade. Quanto ao licenciamento ambiental, basicamente so estabelecidos limites para construo e operao de canais de drenagem, regulado pela Lei 6938/81 e resoluo CONAMA n. 237/97. Da mesma forma, a resoluo CONAMA 1/86 art 2o , VII estabelece

a necessidade de licena ambiental para obras hidrulicas para drenagem. Antes de passar legislao municipal, h interferncias de um municpio em outro que dificilmente so solucionadas isoladamente. o caso de do gerenciamento de bacias urbanas compartilhadas: grande parte das cidades brasileiras possuem bacia hidrogrfica comum com outros municpios. Geralmente existem os seguintes cenrios: (a) um municpio est a montante de outro; (b) o rio divide os municpios. O controle institucional da drenagem que envolve mais de um municpio pode ser realizado pelo seguinte (Tucci, 2002): atravs de legislao municipal adequada para cada municpio; ou atravs de legislao estadual que estabelea os padres a serem mantidos nos municpios de tal forma a no serem transferidos os impactos; uso dos dois procedimentos anteriores.

Provavelmente a ltima hiptese dever ocorrer a longo prazo. A curto prazo mais vivel a primeira opo, at que o comit da bacia e os Planos Estaduais desenvolvam a regulamentao setorial. Portanto, quando forem desenvolvidos os Planos das bacias que envolvam mais de um municpio deve-se buscar acordar aes conjuntas com estes municpios para se obter o planejamento de toda a bacia. 4.1.2 Legislaes Municipal Em cada municpio existe uma legislao especfica definida pelo Plano Diretor Urbano que geralmente introduz o uso do solo e as legislaes ambientais, mas dificilmente aborda a drenagem urbana (Tucci, 2002). Belo Horizonte foi precursora neste processo e no seu Plano de Desenvolvimento Urbano de 1996 estabelece que toda a rea prevista como permevel poderia ser impermeabilizada, desde que compensada por uma deteno com volume estimado na razo de 30 l/m2 (PMBH,1996). No entanto, a legislao previa uma exceo, ou seja que a construo do mesmo dependeria de parecer de viabilidade de um engenheiro. Infelizmente, a exceo virou regra, pois geralmente as empresas obtiveram o parecer e praticamente nenhuma deteno foi construda. Em Porto Alegre o Plano Diretor foi denominado de Desenvolvimento Urbano e Ambiental (PMPA, 2000) e se tornou lei no incio de 2000. Este Plano introduziu artigos relativos drenagem urbana. O Plano especifica a necessidade de reduo da vazo devido urbanizao para as reas crticas atravs de deteno e remete a regulamentao ao Departamento de Esgotos Pluviais. O detalhamento desta regulamentao est em curso, mas todos os projetos de novos empreendimentos (loteamentos) so obrigados atualmente a manter as vazes pr-existentes. 4.1.3 Premissas Tcnicas de Controle Sucintamente, as premissas tcnicas de controle passam por uma ao na fonte (controle pluvial local) de forma integrada com o planejamento urbano.

Os fatores especficos que dificultam a modernizao da drenagem urbana nos pases em desenvolvimento, basicamente com dispositivos de infiltrao e reteno, podem ser agrupados em (Silveira, 2002): (1) novidade do enfoque ambientalista frente ao conceito higienista; (2) o processo de urbanizao legal e clandestina, sem controle efetivo; (3) alta contaminao do escoamento pluvial ; (4) excesso de produo de sedimentos e lixo; (5) fatores climticos que podem aumentar riscos epidemiolgicos e encarecer obras ; (6) a carncia tecnolgica da engenharia civil para solues modernas em drenagem urbana ; (7) a falta de interao da populao com a administrao pblica na busca de solues para a drenagem urbana. Para Tucci (2002) a grande dificuldade de implementar o controle na fonte da drenagem urbana reside: (1) na resistncias de profissionais desatualizados; (2) na falta de capacidade tcnica dos municpios para atuar na fiscalizao e controle, de forma efetiva; e (3) na falta de tratamento de esgoto e de um sistema eficiente de limpeza urbana. 4.1.4 Premissas Gerais de Controle A poltica de controle da drenagem urbana envolve dois ambientes: externo a cidade e o interno a cidade (Tucci, 2002). Na Figura 6, pode-se observar de forma esquemtica a caracterizao institucional dos elementos que podem permitir o gerenciamento dos controles da drenagem urbana. O gerenciamento atual no incentiva a preveno de inundaes ribeirinhas, por exemplo, j que a medida que ocorre a inundao o municpio declara calamidade pblica e recebe recursos a fundo perdido e no necessita realizar concorrncia pblica para gastar (Tucci, 2002). Como a maioria das solues sustentveis passam por medidas no-estruturais que envolvem restries a populao, dificilmente um prefeito buscar este tipo de soluo porque geralmente a populao espera por uma obra. Enquanto que, para implementar as medidas no-estruturais, ele teria que interferir em interesses de proprietrios de reas de risco, que politicamente complexo a nvel local. Existe uma grande inter-relao entre os elementos de uso do solo, controle ambiental e recursos hdricos tanto internamente na cidade como na bacia hidrogrfica. O gerenciamento da cidade controlado monitorando o que a cidade exporta para o restante da bacia, induzindo a mesma ao seu controle interno, utilizando-se dos meios legais e financeiros. O processo interno dentro da cidade uma atribuio essencialmente do municpio ou de consrcios de municpios, dependendo das caractersticas das bacias urbanas e seu desenvolvimento (Tucci, 2002). O mesmo autor comenta que o mecanismo previsto na legislao brasileira para o gerenciamento externo das cidades o Plano de Recursos Hdricos da Bacia. Analisa esse autor que, no entanto, dificilmente no referido Plano ser possvel elaborar o Plano de Drenagem de cada cidade contida na bacia. O Plano deveria estabelecer as metas que as cidades devem atingir para que o rio principal e seus afluentes atinjam nveis ambientalmente adequados de qualidade da gua.

Plano Diretor Urbano

AO INTERNA CIDADE

Uso do solo

Meio Ambiente

GESTO MUNICIPAL

Esgoto cloacal, drenagem urbana e resduo slido

LEGISLAO MUNICIPAL

RIOS EXTERNOS AS CIDADES

Uso do Solo

Meio Ambiente

GESTO ESTADUAL E FEDERAL

Recursos Hdricos

AO EXTERNA A CIDADE

Figura 6 Poltica de controle do ciclo da gua das cidades O Plano de Drenagem Urbana deve obedecer os controles estabelecidos no Plano da bacia no qual estiver inserido. Os mecanismos de induo bsicos para este processo so: (a) institucional e (b) econmico financeiros. Atualmente a legislao prev a outorga para efluentes. Desta forma, poderiam ser estabelecidos dois mecanismos bsicos: (1) definio de normas e critrios para outorga de efluentes que alterem a qualidade e quantidade de guas

provenientes de reas urbanas; e (2) estabelecimento de um Plano Integrado de Esgotamento Sanitrio, Drenagem Urbana e Resduo Slido. Em termos de financiamento, os elementos de induo para os municpios seriam os seguintes (Tucci, 2002) : (1) subsdio de parte dos recursos para elaborao dos planos pelo comit de bacia; e (2) criao de um fundo econmico para financiar as aes do Plano previsto para as cidades. O ressarcimento dos investimentos seriam atravs das taxas municipais especficas para esgotamento sanitrio, resduo slido e drenagem urbana, este ltimo baseado na rea impermevel das propriedades. 4.2 Diferena prtica entre microdrenagem e macrodrenagem Para uma correta gesto da drenagem urbana preciso ter claro seus conceitos e um deles, dos mais bsicos a distino entre microdrenagem e macrodrenagem. Bidone e Tucci (1995) definem a microdrenagem urbana como o sistema de condutos pluviais a nvel de loteamento ou de rede primria urbana. A macrodrenagem abrange crregos, rios, canais e galerias de maior porte. Um exemplo de microdrenagem dada na Figura 7.

Figura 7 Microdrenagem tradicional (Bidone eTucci, 1995)

4.3 Medidas de controle estruturais e no-estruturais As medidas de controle de inundaes podem ser classificadas em (Tucci, 1993): Estruturais, quando modificam o sistema, buscando reduzir o risco de enchentes, pela implantao de obras para conter, reter ou melhorar a conduo dos escoamentos. Estas medidas envolvem construo de barragens, diques, canalizaes, reflorestamento, entre outros; No-estruturais, quando so propostas aes de convivncia com as enchentes ou so estabelecidas diretrizes para reverso ou minimizao do problema. Estas medidas envolvem o zoneamento de reas de inundaes associado ao Plano Diretor Urbano, previso de cheia, seguro de inundao, legislaes diversas, entre outros.

As medidas estruturais so obras de engenharia implementadas para reduzir o risco das enchentes. Estas medidas podem ser extensivas ou intensivas. As medidas extensivas so aquelas que agem no contexto global da bacia, procurando modificar as relaes entre precipitao e vazo, como a alterao da cobertura vegetal do solo, que reduz e retarda os picos de enchentes e controla a eroso da bacia. As medidas intensivas so aquelas que agem numa escala menor, nos cursos dgua e superfcies, e podem ser obras de conteno como diques e plderes, de aumento da capacidade de descarga como retificaes, ampliaes de seo e corte de meandros de cursos dgua, de desvio do escoamento por canais e de retardamento e infiltrao, como reservatrios, bacias de amortecimento e dispositivos de infiltrao no solo. As medidas estruturais no so projetadas para dar uma proteo completa ao sistema pois isto exigiria um dimensionamento contra a maior enchente possvel, o que fsica e economicamente invivel na maioria das situaes. A medida estrutural pode, em alguns casos, como o de um reservatrio de amortecimento a montante, criar uma falsa sensao de segurana, permitindo a ampliao da ocupao das reas inundveis, que futuramente podem resultar em danos significativos. As medidas no estruturais, em contraponto, procuram reduzir impactos sem modificar o risco das enchentes naturais, e em alguns casos, estipular princpios que revertam os riscos artificialmente majorados por aes antrpicas s condies naturais. As aes no estruturais em drenagem urbana abrangem os mecanismos de estipulao dos princpios bsicos (filosofia), de estabelecimento de como estes princpios devem ser respeitados (legislao, normas e manuais tcnicos) e de preparao da sociedade para que eles venham a ser implantados e obedecidos na atualidade e no futuro. O custo de proteo de uma rea inundvel por medidas estruturais, em geral, superior ao de medidas no-estruturais. 4.4 Sistema mistos e separados Os sistemas mistos ou combinados usam um mesmo conduto para o esgoto pluvial e cloacal enquanto que os sistemas separados tm uma rede de condutos para as guas pluviais e outra para os esgotos cloacais.

Figura 8 Sistemas combinados ou mistos e sistemas separadores A legislao estabelece o sistema separador, mas na prtica isto no ocorre devido s ligaes clandestinas e falta de rede cloacal (Tucci, 2002). Devido falta de capacidade financeira para ampliao da rede de cloacal, algumas prefeituras tm permitido o uso da rede pluvial para transporte do cloacal, o que pode ser uma soluo inadequada medida que esse esgoto no tratado. Quando o sistema cloacal implementado a grande dificuldade envolve a retirada das ligaes existentes da rede pluvial, o que na prtica resultam em dois sistemas misturados com diferentes nveis de carga. As vantagens e desvantagens dos dois sistemas tm gerado longas discusses sobre o assunto em todo o mundo. Considerando a interrelao com a drenagem, o sistema unitrio geralmente amplia o custo do controle quantitativo da drenagem pluvial a medida que exige que as detenes sejam no sub-solo. Este tipo de construo tem um custo unitrio vrias vezes superior deteno aberta. As outras desvantagens so: na estiagem, nas reas urbanas o odor pode ser significativo; durante as inundaes, quando ocorre extravasamento, existe maior potencial de proliferao de doenas. Este cenrio mais grave quando os extravasamentos forem freqentes. 4.5 Obras clssicas e funo (ainda teis) 4.5.1 Obras de Microdrenagem Clssica Em Bidone e Tucci (1995) encontramos a definio dos principais obras e elementos utilizados no dimensionamento de um sistema pluvial : Galeria: canalizaes pblicas usadas para conduzir as guas pluviais provenientes das bocas-de-lobo e das ligaes privadas; um trecho a poro de galeria situada entre dois poos de visita; os dimetros comerciais correntes so os seguintes: 0,30; 0,40; 0,50; 0,60; 0,80; 1,00; 1,20 e 1,50 m; as galerias pluviais, sempre que possvel, devero ser lanadas sob os passeios; Poo de Visita: dispositivos localizados em pontos convenientes do sistema de galerias para permitirem mudanas de direo, declividade e dimetro, reunio de vrios coletores em cruzamento de ruas, alm da inspeo e limpeza das canalizaes; espaamento de 120 a 180 m dependendo do dimetro dos tubos.

Bocas-de-lobo: dispositivos localizados em pontos convenientes, nas sarjetas, para captao de guas pluviais das ruas; so locadas em ambos os lados da rua, quando a saturao da sarjeta assim o exigir ou quando forem ultrapassadas as suas capacidades de engolimento; espaamento mximo de 60 m entre elas recomendado caso no seja analisada a capacidade de escoamento da sarjeta; a melhor soluo para a instalao de bocas-de-lobo que esta seja feita em pontos pouco a montante de cada faixa de cruzamento usada pelos pedestres, junto s esquinas; no conveniente a sua localizao junto ao vrtice de ngulo de interseo das sarjetas de duas ruas convergentes. Tubos de ligaes: so canalizaes destinadas a conduzir as guas pluviais captadas nas bocas-de-lobo para as galerias ou para os poos de visita; Sarjetas: faixas de via pblica, paralelas e vizinhas ao meio-fio. A calha formada a receptora das guas pluviais que incidem sobre as vias pblicas e que para elas escoam; (os meios-fios so elementos de pedra ou concreto, colocados entre o passeio e a via pblica, paralelamente ao eixo da rua e com sua face superior no esmo nvel do passeio; Sarjetes: calhas localizadas nos cruzamentos de vias pblicas, formadas pela sua prpria pavimentao e destinadas a orientar o fluxo das guas que escoam pelas sarjetas; Condutos forados: obras destinadas conduo das guas superficiais coletadas, de maneira segura e eficiente, com preenchimento da seo transversal; Estaes de bombeamento: conjunto de obras e equipamentos destinados a retirar gua de um canal de drenagem, quando no mais houver condio de escoamento por gravidade, para um outro canal em nvel mais elevado ou receptor final.

Figura 8 Posio de bocas-de-lobo

a) Boca-de-Lobo de Guia

b) Boca-de-Lobo com Grelha

c) Boca-de-Lobo Combinada

d) Boca-de-Lobo Mltipla

e) Boca-de-Lobo com Fenda Horizontal Longitudinal

Figura 9 - Tipos de bocas-de-lobo (DAEE/CETESB, 1980)

Figura 10 - Seo de sarjeta O dimensionamento de uma rede de pluviais baseado nas seguintes etapas:

subdiviso da rea e traado; determinao das vazes que afluem rede de condutos; dimensionamento da rede de condutos.

Os principais dados necessrios elaborao de um projeto de rede pluvial de microdrenagem so plantas, cadastro, ocupao urbana, e caractersticas hidrolgicas do corpo receptor. Devem ser estudados diversos traados da rede de galerias, considerando-se os dados topogrficos existentes, o pr-dimensionamento hidrolgico e hidrulico e plano urbanstico. 4.5.2 Macrodrenagem Clssica A macrodrenagem recebe geralmente os aportes da microdrenagem e constituda por crregos, riachos e rios da zona urbana. Frequentemente crregos e riachos so retificados e encapados (engalerizados). O rol clssico de obras de macrodrenagem constitui-se de retificao e ampliao das sees de canais naturais, construo de canais artificiais, grandes galerias, alm de estruturas auxiliares para controle, dissipao de energia, amortecimento de picos, proteo contra eroses e assoreamento, travessias e estaes de bombeamento. 4.6 Obras modernas e funo (teis ao re-equilbrio do ciclo hidrolgico urbano) 4.6.1 Controle na Fonte O controle na fonte da drenagem pluvial urbana visa promover a reduo e a reteno do escoamento pluvial de forma a desonerar os sistemas tradicionais de esgotamento pluvial ou mesmo evitar ampliaes destes sistemas, ampliaes estas que so, muitas vezes, inviveis e de vida til curta face ao desenvolvimento urbano. Os sistemas tradicionais so conhecidos e exemplos tpicos so condutos e galerias pluviais enterradas, sarjetas, bocas-delobo, calhas coletoras de telhados, e arroios urbanos retificados ou engalerizados (enterrados). Enquanto os sistemas tradicionais visam a evacuao rpida das guas pluviais para jusante, os dispositivos de controle na fonte procuram reduzir e retardar escoamentos urbanos. Os dispositivos tradicionais, como tubulaes enterradas, podem ser substitudos por outros de

controle na fonte, mas no em todos os casos, pois um moderno projeto de drenagem urbana deve integrar harmoniosamente estruturas de transporte e de infiltrao e reteno. Muitos dispositivos de controle na fonte tm um objetivo mais amplo do que o controle quantitativo do escoamento pluvial, incorporando-se tambm o controle da poluio e dos sedimentos e lixo. Os dispositivos de controle na fonte so basicamente de dois tipos : Dispositivos de armazenamento e Dispositivos de infiltrao

Os dispositivos de armazenamento normalmente tm por objetivo primordial o retardo do escoamento pluvial para sua liberao defasada, e com pico amortecido, ao seu destino, que pode at ser um ponto de captao de uma rede pluvial existente. Reservatrios residenciais em lotes, bacias de reteno e deteno nos loteamentos ou na macrodrenagem so exemplos tpicos destes dispositivos de armazenamento. Os dispositivos de infiltrao, diferentemente dos de armazenamento, retiram gua do sistema pluvial, promovendo sua absoro pelo solo para reduo do escoamento pluvial. Pavimentos porosos, trincheiras de infiltrao, faixas e valas gramadas so alguns exemplos tpicos de tais dispositivos, mais adequados s escalas do lote e do loteamento. H muitos dispositivos mistos que promovem a infiltrao e ao mesmo tempo retardam o escoamento excedente. Depende da concepo da obra ou dispositivo, segundo a criatividade do projetista. Chamaremos aqui os dispositivos de controle na fonte de MCs (Medidas de Controle). Assim as MCs propem uma gesto ou controle do escoamento pluvial de forma distribuda no espao, preferentemente na origem. Embora muitas MCs sejam efetivamente dispositivos fsicos e obras, h medidas que aproveitam reas naturalmente aptas infiltrao das guas sem muitos investimentos. As MCs, alis, poderiam ser divididas em medidas compensatrias (elas compensam o efeito da impermeabilizao) e alternativas (medidas de substituio das solues tradicionais). A concepo de MCs tem muitas peculiaridades e deve-se buscar a situao ideal que modifica o processo de estudo tradicional de um sistema pluvial. At h pouco tempo, estes estudos eram feitos s depois do estudo urbanstico, consistindo basicamente de uma rede de condutos enterrados ao longo do sistema virio. Deve-se evitar que esta prtica se estenda ao projeto das MCs pois seguramente o projeto urbanstico j pronto vai restringir muito e at ocultar suas potencialidades de controle. O sucesso das MCs, de fato, segundo experincias em pases desenvolvidos, muito mais ntido quando o problema do saneamento pluvial levado em conta antes do projeto urbanstico. As oportunidades de otimizao do projeto se abrem, pois, por exemplo, se uma bacia de deteno necessria, ela no imposta ao projeto urbanstico, mas passa a ser um elemento de valorizao do ambiente, com plena conscincia das restries que ela possa engendrar na arquitetura do espao. As idias do presente item ajudam a compreender que as MCs abordadas a seguir no devem constituir-se em solues isoladas do contexto urbano e do saneamento pluvial global.

4.6.2 Elenco de Obras de Controle na Fonte A experincia internacional referente s MCs aponta para um elenco bsico de obras ou estruturas que pode ser listado como na Tabela 3. A vantagem primordial destas obras a razo da sua prpria concepo, isto , so obras que reduzem ou retardam o deflvio superficial direto, regulando e limitando as vazes geradas para jusante, para alvio de redes pluviais existentes, muitas vezes saturadas, e dos meios receptores naturais, freqentemente alterados fsica e qualitativamente pela funo de esgotamento pluvial urbano. Tabela 3 - Lista das Medidas de Controle (MC) bsicasObra Pavimento Poroso Caracterstica Principal Pavimento com camada de base porosa como reservatrio Funo Armazenamento temporrio da chuva no local do prprio pavimento. reas externas ao pavimento podem tambm contribuir. Efeito Retardo e/ou reduo do escoamento pluvial gerado pelo pavimento e por eventuais reas externas Retardo e/ou reduo do escoamento pluvial gerado em rea adjacente Retardo e/ou reduo do escoamento pluvial gerado em rea vizinha Retardo e/ou reduo do escoamento pluvial gerado na rea contribuinte ao poo Retardo e/ou reduo do escoamento pluvial de reas impermeabilizadas Retardo do escoamento pluvial da prpria edificao Retardo e/ou reduo do escoamento da rea contribuinte Retardo e/ou reduo do escoamento da rea contribuinte Retardo e/ou reduo do escoamento da rea contribuinte Amortecimento do escoamento afluente macrodrenagem Amortecimento de cheias e infiltrao de contribuies laterais

Trincheira de infiltrao

Reservatrio linear escavado Infiltrao no solo ou reteno, de no solo preenchido com forma concentrada e linear, da gua material poroso da chuva cada em superfcie limtrofe Depresses lineares em terreno permevel Infiltrao no solo, ou reteno, no leito da vala, da chuva cada em reas marginais Infiltrao pontual, na camada no saturada e/ou saturada do solo, da chuva cada em rea limtrofe Armazenamento temporrio do esgotamento pluvial de reas impermeabilizadas prximas Armazenamento temporrio da chuva no telhado da edificao Armazenamento temporrio e/ou infiltrao no solo do escoamento superficial da rea contribuinte Armazenamento temporrio e/ou infiltrao no solo do escoamento superficial da rea contribuinte

Vala de infiltrao

Poo de Infiltrao

Reservatrio vertical e pontual escavado no solo

Microrreservatrio

Reservatrio de pequenas dimenses tipo caixa dgua residencial Telhado com funo reservatrio Reservatrio vazio (seco)

Telhado reservatrio

Bacia de deteno

Bacia de reteno

Reservatrio com gua permanente

Bacia subterrnea

Reservatrio coberto, abaixo Armazenamento temporrio do do nvel do solo escoamento superficial da rea contribuinte Condutos e dispositivos com Armazenamento temporrio do funo de armazenamento escoamento no prprio sistema pluvial Faixas de terreno marginais a corpos dgua reas de escape para enchentes

Condutos de armazenamento

Faixas gramadas

H um favorecimento da prpria dinmica urbanstica com as MCs, pois certas delas permitem a viabilizao de zonas para as quais o esgotamento pluvial seria tcnica e financeiramente difcil, alm de adaptarem-se evoluo da ocupao urbana, pois possvel construir gradativamente vrias MCs sem a necessidade de construir preventivamente um grande sistema pluvial para a ocupao total prevista (Azzout et al., 1994). As informaes gerais da Tabela 3 apontam as caractersticas principais, funes e efeitos das MCs bsicas, como uma primeira orientao aos projetistas. H vrios fatores, que poderiam ser entendidos como critrios, que condicionam a escolha de obras de reduo e controle do escoamento. As medidas de controle (MCs) listadas na Tabela 3 mostram potencialidades diversas mas sua utilizao depende basicamente das situaes ou condies abaixo : rea controlada, capacidade de infiltrao do solo, fretico alto, aqufero em risco, solo frgil gua, subsolo duro, declividade alta, ausncia de exutrio, consumo de espao, fundaes e redes prximas, restrio de urbanizao, afluncia poluda, afluncia com alta taxa de sedimentos, riscos sanitrio e sedimentolgico por m operao, esforos e trfego intensos, flexibilidade de desenho, limites dimensionais da MC. Esta lista foi elaborada com base principalmente nas recomendaes de Schueler (1987) e Azzout et al. (1994). A primeira referncia diz respeito ao Manual de Drenagem de Washington (EUA) e a segunda baseia-se na experiencia francesa. rea controlada H uma tendncia das reas controladas serem menores para os dispositivos de infiltrao e maiores para os de reteno/deteno. Entretanto, isto pode ser relativo. Na verdade, pela prpria natureza dos dispositivos, h aqueles que foram concebidos para controle na fonte de pequenas reas e outros cuja potencialidade mais efetiva para reas maiores. Por isso, os valores apresentados na Tabela 4 so meramente indicativos. Tabela 4 reas contribuintes adequadas para as MCsMedidas de Controle 0 Pavimento Poroso Trincheira de Infiltrao Vala de Infiltrao Poo de Infiltrao Micro-reservatrio Telhado reservatrio Bacia de Deteno Bacia de Reteno Bacia Subterrnea Condutos de Armazen. Faixa Gramada 2 4 rea de Contribuio (ha) 6 8 10 12 14 20 40

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Capacidade de infiltrao do solo A capacidade de infiltrao do solo condiciona bastante o uso das MCs que infiltram a gua no solo, pois um parmetro que influencia muito o desempenho destes dispositivos. Baixas capacidades de infiltrao (abaixo de 7 mm/h) praticamente inviabilizam as MCs de infiltrao. Por outro lado, altas taxas de infiltrao prejudicam o uso de bacias de reteno, pois haveria dificuldade de manter os nveis dgua. A Tabela 5 d as indicaes para as MCs influenciadas pela capacidade de infiltrao. Tabela 5 Restries de capacidade de infiltrao do soloMedidas de Controle 0,5 Pavimento Poroso Trincheira de Infiltrao Vala de Infiltrao Poo de Infiltrao Micro-reservatrio (*) Bacia de Deteno (**) Bacia de Reteno Faixa Gramada 1,0 Capacidade de infiltrao (mmh-1) 1,5 2,0 4,0 7,0 13 25 60 200

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(*) variante infiltrante (sem fundo) (**) caso da variante chamada de bacia de infiltrao

viabilidade de implantao ! viabilidade depende de condio especfica invivel, a princpio Algumas das indicaes da Tabela 5 foram retiradas de Schueler (1987), Manual de Drenagem de Washington, EUA.

Fretico alto A situao de fretico alto e outras condies solo-aqufero esto reunidas na Tabela 6, que embasa a recomendao ou no das MCs quanto a estes aspectos. Considera-se o fretico alto quando normalmente est a menos de 1 metro de profundidade do fundo da MC. O fretico estando alto prejudicaria a sada de gua (exfiltrao) do dispositivo, diminuindo assim sua capacidade de drenagem da rea controlada, j que a prpria infiltrao no dispositivo ficaria reduzida. O fretico alto, portanto, inviabiliza as MCs de infiltrao, exceto o poo de infiltrao que poderia ser adaptado nestas condies. O fretico alto pode colocar dificuldades, por perigo de infiltrao de gua, na concepo de uma bacia subterrnea.

Tabela 6 Condies solo-aqufero para implementao das MCsMedidas de Controle Fretico alto Pavimento Poroso Trincheira de Infiltrao Vala de Infiltrao Poo de Infiltrao Micro-reservatrio Telhado reservatrio Bacia de Deteno Bacia de Reteno Bacia Subterrnea Condutos de Armazen. Faixa Gramada Condies solo-aqufero Aqufero em risco Solo frgil gua Subsolo duro

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viabilidade de implantao ! viabilidade depende de condio especfica invivel, a princpioAqufero em risco

Em zonas de recarga de aquferos pode haver perigo de contaminao por MCs que promovam a infiltrao. As recomendaes da Tabela 6 refletem isto, mas mesmo para aquelas MCs no infiltrantes preciso tomar medidas contra acidentes nestas zonas de recarga. Solo frgil gua Alguns solos argilosos ou com muitos finos podem desestruturar-se com a presena frequente de gua, perdendo sua capacidade de suporte e suas caractersticas hidrulicas. Tais solos, portanto, so inadequados para receber dispositivos de infiltrao e mesmo bacias de deteno e reteno, pois nestas o fundo pode tornar-se excessivamente barrento ou lodoso. A Tabela 6 mostra as avaliaes por MC. Subsolo duro O subsolo ou solo a pouca profundidade da superfcie, quando apresentam-se muito compactados ou possuem uma camada pedregosa, prejudicam a exfiltrao de eventuais dispositivos de infiltrao. A existncia de tal camada de impedimento prejudicaria, portanto, a exemplo de um lenol fretico alto, a capacidade de drenagem da rea controlada por uma MC de infiltrao, j que a prpria infiltrao no dispositivo ficaria reduzida. Por outro lado, no caso da presena de uma camada com rocha, a escavao seria dificultada, o que pode desestimular a construo de bacias de deteno, reteno e subterrneas. A Tabela 6 resume as recomendaes.

Declividade alta A declividade alta uma condio que se inscreve naquilo que se poderia chamar de condies de localizao (Tabela 7). Vrias MCs podem ter seu uso restringido por declividades do terreno altas. Schueler (1987) afirma que declividades acima de 5% ou mais no so boas, por exemplo, para pavimentos porosos e valas de infiltrao. E que uma declividade acima de 20% no prtica para uma trincheira de infiltrao ou uma faixa gramada. Tabela 7 Condies de localizao para implementao das MCsMedidas de Controle Declividade alta Condies de localizao Ausncia de exutrio Pavimento Poroso Trincheira de Infiltrao Vala de Infiltrao Poo de Infiltrao Micro-reservatrio Telhado reservatrio Bacia de Deteno Bacia de Reteno Bacia Subterrnea Condutos de Armazen. Faixa Gramada Consumo de espao Fundaes e redes prximas Restrio de urbanizao

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Ausncia de exutrio As MCs que no infiltram exigem, para sua descarga, um local de destino, um exutrio. H locais, entretanto, onde no h uma rede pluvial ou um crrego prximos para receber a gua. H outros locais em que, por questes ambientais, no permitido o despejo no meio natural. Assim, a ausncia de exutrio altamente limitante utilizao de MCs de armazenamento (Tabela 7). As MCs de infiltrao, a princpio, no tm maiores problemas quanto a isso, mas preciso prever o que fazer no caso de chuvas maiores que as de projeto. Consumo de espao Alguns locais so to pequenos ou densamente ocupados que no h possibilidade de implementao de MCs que ocupam um espao significativo. o caso de bacias de reteno e de deteno (Tabela 7). Pode ser tambm o caso de pavimentos porosos e bacias subterrneas.

Fundaes e redes prximas As MCs de infiltrao favorecem a percolao de gua no interior do solo e isto pode ser prejudicial a fundaes e redes urbanas (telefonia, por exemplo) prximas. Tambm pode haver problemas de contaminao de poos de captao de gua. Bacias de deteno e reteno, onde h tambm infiltrao, tambm no so recomendveis neste caso. A Tabela 7, acima, fornece o critrio de recomendao para cada MC, nesta situao. Restrio de urbanizao Certas MCs s se adaptam a um tipo especfico de urbanizao ou ocupao do solo. Os pavimentos porosos so colocados normalmente em estacionamentos ou vias de trfego leve, e no suportariam se a urbanizao evolusse para um uso com trfego intenso. As valas de infiltrao constituem outro exemplo, pois so concebidas para loteamentos com baixa densidade de ocupao e no seriam adequadas se a ocupao do solo passase a ser com alta densidade habitacional. A Tabela 7 d as indicaes por MC. Note-se que admitiu-se na Tabela 7 que uma provvel mudana de ocupao do solo no afetaria bacias de deteno ou reteno existentes, mas isto no garantido. Afluncia poluda Em pases em desenvolvimento, as condies sanitrias e sedimentolgicas podem ser altamente restritivas ao uso das MCs (Tabela 8). As MCs listadas no toleram afluncias poludas por esgoto cloacal e lavagem das ruas. Pode-se contornar este problema com estruturas de pr-tratamento a montante, mas dependendo da carga poluidora, podem conduzir a estruturas mais complexas e caras que a prpria MC protegida. Tabela 8 Condies sanitrias e sedimentolgicas para implementao das MCsMedidas de Controle Condies sanitrias e sedimentolgicas Afluncia poluda Afluncia com alta taxa de sedimentos Pavimento Poroso Trincheira de Infiltrao Vala de Infiltrao Poo de Infiltrao Micro-reservatrio Telhado reservatrio Bacia de Deteno Bacia de Reteno Bacia Subterrnea Condutos de Armazen. Faixa Gramada Risco sanitrio por m operao Risco de sedimentol gico por m operao

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Afluncia com alta taxa de sedimentos A exemplo do comentado para afluncia poluda, as MCs listadas no toleram afluncias com altas cargas de sedimentos e lixo (Tabela 8). A possibilidade de contornar o problema pode esbarrar no dimensionamento de estruturas de reteno de sedimentos e/ou lixo muito complexas e caras. Nas bacias de deteno e reteno de maior porte estas estruturas seriam mais viveis e a limpeza mecanizada (retroescavadeira) seria possvel. Risco sanitrio por m operao Em MCs de maior porte, que requerem operao de comportas e equipamentos mecnicos, como pode ser o caso de bacias de deteno e reteno, h o risco de m operao (e manuteno) e consequente acmulo ou disseminao de escoamentos altamente poludos. Em situaes onde no se pode garantir um bom funcionamento de tais estruturas elas no so recomendveis (Tabela 8). Micro-reservatrios e telhados reservatrios com m manuteno podem favorecer o desenvolvimento de mosquitos se entupimentos e acmulos dgua no forem resolvidos. Risco sedimentolgico por m operao As recomendaes so anlogas s do risco sanitrio. O acmulo de sedimentos, por m operao, sem providncias de remoo sistemtica, em bacias de reteno e deteno pode deix-las inoperantes (Tabela 8). Para as outras MCs, no h risco de uma m-operao (se for o caso) provocar um problema sedimentolgico de propores. Esforos e trfego intensos A estrutura em si da MC pode ser restritiva ao seu uso se ela for submetida a esforos ou trfego intenso. A Tabela 9 mostra para quais MCs h restries estruturais e de desenho. Por exemplo, os dispositivos de infiltrao sofrem degradao sob trfego intenso, seja de veculos ou de pedestres (neste ltimo caso, com exceo do pavimento poroso). As estruturas de bacias subterrneas e de condutos enterrados de armazenamento devem ser protegidas de esforos e vibraes para no trincar. O telhado reservatrio pode ser inviabilizado pela alta carga sobre a estrutura suporte, em alguns casos. Flexibilidade de desenho Ao comparar alternativas de MCs, algumas delas levam desvantagem por terem restries de desenho (Tabela 9). O micro-reservatrio de lote (estanque) exige arranjo que possibilite escoamento por gravidade at a rede pluvial. A bacia subterrnea tem desenho condicionado pela sua estrutura que deve resistir a esforos e pela necessidade de seu esgotamento por gravidade. O telhado reservatrio tem limitao ditada pela configurao arquitetnica da edificao. Limite na altura da MC Para as MCs de infiltrao e uma MC do tipo bacia, que igualmente conte com a infiltrao como modo de funcionamento, o cotejo entre o tempo de residncia desejado (geralmente 2 a 3 dias para efeito de remoo de poluio leve) e a altura desejvel para o dispositivo (condicionado pelo controle volumtrico) pode resultar numa limitao desta ltima, se a capacidade de infiltrao do solo no for suficiente. A Tabela 9 resume as recomendaes.

Tabela 9 Restries estruturais e de desenhoMedidas de Controle Restries estruturais e de desenho Esforos e trfego intensos Pavimento Poroso Trincheira de Infiltrao Vala de Infiltrao Poo de Infiltrao Micro-reservatrio Telhado reservatrio Bacia de Deteno Bacia de Reteno Bacia Subterrnea Condutos de Armazen. Faixa Gramada Flexibilidade de desenho Limite na altura da MC

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4.6.3 Descrio das obras de controle na fonte Pavimento Poroso Os pavimentos porosos so dispositivos que infiltram a gua cada sobre eles para um reservatrio na camada de base, geralmente de cascalho poroso. O revestimento da superfcie tambm, freqentemente, poroso, mas h variantes com revestimento impermevel com entradas pontuais para a camada de base porosa. So pavimentos que agem, normalmente, no controle do pico e volume do escoamento superficial, no controle da poluio difusa, e, quando infiltram a gua no solo, promovem a recarga de guas subterrneas. Os pavimentos porosos podem dividir-se em quatro tipos (Figura 11): Pavimento poroso de infiltrao e revestimento permevel Pavimento poroso de infiltrao e revestimento impermevel Pavimento poroso de reteno e revestimento permevel ; e Pavimento poroso de reteno e revestimento impermevel

Estes quatro tipos encerram duas qualidades de absoro (injeo) e duas de esvaziamento (evacuao) da camada porosa. Nos pavimentos de infiltrao a evacuao vertical e difusa para dentro do solo enquanto que nos pavimentos de reteno ela horizontal e direcionada para um exutrio (rede pluvial existente, por exemplo). Quanto absoro, tanto os pavimentos porosos de infiltrao quanto de reteno podem ter ou uma injeo (entrada) difusa, atravs de um revestimento permevel, ou localizada, atravs de captaes pontuais em um revestimento impermevel. Os pavimentos de reteno so usados sobre

solos com pouca permeabilidade ou sensveis presena de gua.

Figura 11 Tipos de pavimentos porosos (Azzout et al., 1994) H trs tipos bsicos de revestimento superficial permevel : (a) asfalto poroso; (b) concreto poroso; e (c) blocos vazados de concreto. A principal diferena de (a) e (b) para os revestimentos de concreto e asfalto convencionais a ausncia de areia fina na sua composio e o fato de serem colocados sobre uma base granular, com filtros geotxteis, evitando a migrao de finos para esta base.

Figura 12 Pavimentos porosos (Urbonas e Stahre, 1993)

No mercado europeu h a oferta de blocos alveolares em plstico como alternativa para reservao subterrnea em substituio camada porosa com cascalho. O preo maior mas h a vantagem de possuir um grau de porosidade maior. Os pavimentos porosos so adequados para uso em vias de trfego leve, estacionamentos, calades, praas e quadras de esporte. Promovem uma grande reduo no pico dos escoamentos gerados na superfcie e possuem vantagens adicionais de custo (comparada ao de uma rede pluvial convencional), conforto (menos rudo de trfego, menos poas dgua, menor risco de aquaplanagem) e melhoria ambiental (filtrao de poluentes leves e sedimentos finos e recarga do aqufero). As desvantagens incluem a colmatao das camadas permeveis, o perigo de contaminao do fretico, e a necessidade de manuteno regular especializada. Trincheira de Infiltrao As trincheiras de infiltrao so dispositivos lineares (comprimento extenso em relao largura e profundidade) que recolhem o excesso superficial para concentr-lo e promover sua infiltrao no solo natural. Existe uma variante, denominada trincheira de reteno, que adaptada para solos pouco permeveis, que direciona a sada de gua para um exutrio localizado.

Figura 13 Trincheira de infiltrao e de reteno (Azzout et al, 1994) A trincheira escavada no solo e preenchida com brita uniforme. Podem estar descobertas ou cobertas com grama ou com um revestimento permevel ( possvel projetlas de forma a serem invisveis no arranjo urbanstico). As paredes e o topo so revestidas por um filtro geotxtil para evitar penetrao de sedimentos. A gua recolhida infiltra pelas paredes e o fundo e exige que o solo tenha taxa de infiltrao nem muito baixa, para que o tempo de esvaziamento no seja elevado, nem muito alta a ponto de contaminar o fretico, por falta de filtragem no solo.

Figura 14 Trincheira de infiltrao (Schueler, 1987) A trincheira de infiltrao tem, portanto, a funo precpua de abater descargas de pico de um escoamento superficial e promover a recarga do aqufero, mas outra importante funo a de promover o tratamento do escoamento pela infiltrao no solo. Estes dispositivos no toleram uma captao de escoamentos com cargas altas de sedimentos, pois pode haver colmatao do solo e do filtro geotxtil. Uma carga alta de poluio, por exemplo esgoto cloacal, no pode chegar na trincheira pela incapacidade dela em tratar isso por meio da infiltrao no solo. Nestes casos, as trincheiras devem ter a montante estruturas de remoo de sedimentos, como de bacias de decantao ou faixas gramadas. J os escoamentos muito poludos devem ser desviados para conveniente tratamento ou despejo sem passar pelas trincheiras. As trincheiras de infiltrao devem ser dispostas a montante do sistema pluvial convencional, como contorno de estacionamentos, por exemplo. Devem ser longas e estreitas e sua utilizao no recomendada em reas industriais ou comerciais com pelo perigo de contaminao com substncias qumicas, pesticidas e derivados de petrleo. Nem devem ser posicionadas prximas a captaes de gua de poos. As maiores restries ao seu emprego ocorrero em locais com movimentos excessivos de terra (aporte significativo de sedimentos no previstos) e afluncia indesejada de esgotos carregados com matria orgnica o que , infelizmente, comum em loteamentos, cujo tempo para as construes ficarem prontas e disporem de convenientes redes pluviais e cloacais muitas vezes longo. A realidade urbana dos pases em desenvolvimento tende a limitar o uso das trincheiras de infiltrao a estacionamentos externos de edifcios residenciais e de empreendimentos comerciais como supermercados e shopping centers consolidados. tipicamente um dispositivo de controle de escoamento e poluio para reas consolidadas.

Vala de Infiltrao So depresses lineares gramadas do terreno concebidas para funcionar como pequenos canais onde o escoamento pluvial desacelerado e infiltrado parcialmente no percurso, com o excesso destinado a uma rede pluvial convencional. A vala de infiltrao pode incorporar pequenas barragens de desacelerao favorecedoras de infiltrao (Figura 15).

Figura 15 Vala de infiltrao (Schueler, 1987) Existe uma variante, chamada de vala de reteno (Figura 16) que contm barragens, vedando praticamente toda a seo transversal, com a finalidade de abater o pico do escoamento, controlado por orifcios. So alternativas para solos pouco permeveis.

Figura 16 Vala de reteno (Azzout et al., 1994) Em geral, as valas so apropriadas para lotes residenciais, loteamentos e parques, onde, em substituio a esgotamentos canalizados convencionais, evitam uma excessiva

acelerao dos excessos pluviais e tambm uma maior produo em volume, se a rea por eles ocupada fosse impermeabilizada. Os efeitos esperados das valas s so significativos para declividades menores de 5%. Nos pases em desenvolvimento, espera-se maiores dificuldades de funcionamento destas valas, em funo das altas intensidades de chuva, que podero saturar rapidamente o solo e promover escoamentos maiores em volume e velocidade, anulando seu efeito. Para chuvas menos intensas, porm freqentes, pode haver desconforto e perigos sanitrios pela constante presena de gua nas valas. Poo de Infiltrao Os poos de infiltrao so dispositivos pontuais que permitem a evacuao do escoamento superficial para dentro do solo. Construtivamente podem estar estruturados por um preenchimento com brita (meio poroso) ou por um revestimento estrutural fixando a parede interna e possibilitando o interior vazio. A Figura 17 ilustra o caso de um poo de infiltrao preenchido, onde nota-se o isolamento da brita por um geotxtil para evitar migrao de finos para dentro ou para fora do poo.

Figura 17 Poo de infiltrao preenchido com brita (Azzout et al., 1994) Mesmo se a camada superficial de solo pouco permevel pode-se aprofund-lo at atingir uma camada de solo permevel. Quando o lenol fretico est a pouca profundidade, passa-se a chamar poo de injeo pois ele adentra o lenol fretico (fala-se, neste caso, de injeo do escoamento superficial diretamente no fretico).A Figura 18 apresenta o esquema comparativo entre um poo de infiltrao e um poo de injeo.

Figura 18 Poo de infiltrao e poo de injeo (Azzout et al., 1994)

O poo de infiltrao (ou de injeo) abatem o escoamento superficial de alguns milhares de m2. O escoamento pode ser direcionado diretamente ao poo ou receber contribuio de outras reas atravs da conexo com um conduto pluvial. Representando uma tcnica alternativa de reduo e amortecimento de picos de escoamento superficial de uma rea, os referidos poos integram-se muito bem s solues urbansticas pois ocupam pouco espao e podem mesmo passar despercebidos se isto for uma escolha do projetista. A caracterstica pontual fazem dos poos de infiltrao ou injeo dispositivos por excelncia para um controle distribudo dos excessos pluviais, permitindo uma economia significativa na construo de redes pluviais convencionais. Entretanto preciso estar-se ciente da relativa pequena capacidade volumtrica de armazenamento dos poos. Em compensao associam-se muito bem a outras MCs (Figura 19).

Figura 19 Poo de infiltrao com bacia de infiltrao (Azzout et al., 1994) A recarga do fretico pelos poos uma vantagem que reequilibra o ciclo hidrolgico urbano, mas por outro lado representa um risco de contaminao das guas subterrneas. Como toda MC de infiltrao, os poos no toleram grandes cargas de sedimentos e poluentes. Estes escoamentos muito poludos devem ser desviados ou tratados previamente em estruturas especiais (com decantadores e filtros). Micro-reservatrio Referem-se a pequenos reservatrios construdos para laminar as enxurradas produzidas em lotes urbanos residenciais e comerciais com rea de at algumas centenas de m2. Em geral, so estruturas simples na forma de caixas de concreto, alvenaria ou outro material, ou so escavados no solo, preenchidos com brita, e isolados do solo por tecido geotxtil (semelhante a uma trincheira). Os microrreservatrios podem ser de deteno (Figura 20), tendo neste caso um dispositivo de sada tipo orifcio, que restringe a vazo efluente at um limite, ou de infiltrao no solo (Figura 21). Em ambos, preciso dispositivos de emergncia para evacuao do excesso vazo de projeto (vazo do orifcio de sada ou de infiltrao no solo). A cisterna uma variante que no possui dispositivo de sada normal, apenas de emergncia. Os microrreservatrios so MCs que normalmente respondem a uma necessidade de atendimento de uma restrio legal de produo de escoamento pluvial no lote, especificada geralmente na forma de uma vazo de restrio. Estas devem ser av