artigo na revista-araÚjo, p. r., tucci, c. e. m., goldefum j. a

7/22/2019 artigo na revista-ARAJO, P. R., TUCCI, C. E. M., GOLDEFUM J. A.

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RBRH - Revista Brasileira de Recursos HdricosVolume 5 n.3 Jul/Set 2000, 21-29

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AVALIAO DA EFICINCIA DOS PAVIMENTOS PERMEVEIS NAREDUO DE ESCOAMENTO SUPERFICIAL

Paulo Roberto de Arajo, Carlos E. M. Tucci e Joel A. GoldenfumInstituto de Pesquisas Hidrulicas da UFRGS - Porto Alegre RS

Caixa Postal 15029 CEP 91501-970 Porto Alegre, RS

RESUMO

A utilizao dos pavimentos permeveisem reas urbanas visa: reduzir a vazo drenadasuperficialmente, melhorar a qualidade da gua econtribuir para o aumento da recarga de gua sub-terrnea.

Neste estudo foi avaliada a eficincia dospavimentos permeveis na reduo do escoamentosuperficial, atravs de simulaes experimentais,comparando o escoamento gerado em diversostipos de pavimento e no solo compactado. Foramefetuados experimentos utilizando simulador dechuva em mdulos de 1 m

2, para quatro diferentes

tipos de coberturas urbanas: a) terreno existente;b) superfcies semi-permeveis; c) superfcies im-permeveis e; d) superfcies permeveis.

A anlise comparativa entre os pavimentospermeveis e os outros tipos de pavimentos permi-tiu avaliar a reduo no escoamento superficialgerado e fornecer elementos para escolha desta

soluo em diferentes projetos de reas urbanas,tais como estacionamentos e passeios de reaspblicas e privadas.

INTRODUO

A ocupao urbana atravs de reas im-permeveis como telhados, passeios, ruas, esta-cionamentos e outros, altera as caractersticas devolume e qualidade do ciclo hidrolgico, trazendocomo resultado o aumento das enchentes urbanase a degradao da qualidade das guas pluviais.

A drenagem urbana tem sido desenvolvidacom o princpio de drenar a gua das precipitaeso mais rpido possvel para jusante, produzindoaumento da freqncia e magnitude das enchen-tes. Este aumento traz consigo o acrscimo daproduo de lixo e a deteriorizao da qualidadeda gua.

As aes pblicas para as solues dessesproblemas no Brasil esto voltadas, na maioria dasvezes, somente para as medidas estruturais. Assolues geralmente encontradas por parte dopoder pblico tm sido as redes de drenagem, que

simplesmente transferem a inundao de um pontopara outro a jusante na bacia sem que se avaliemos reais benefcios da obra. Estas aes de visolocal atuam sobre o efeito e no sobre as causasdo aumento da vazo, que so: o aumento dassuperfcies impermeveis; aumento da densidadede drenagem (microdrenagem); reduo da rugosi-dade; mudanas de geometria de cursos dguanaturais.

A tendncia moderna na rea de drenagemurbana, a busca da manuteno das condiesde pr-desenvolvimento atuando na fonte da gera-o do mesmo. Para tanto deve-se utilizar de dis-positivos de acrscimo de infiltrao e do aumentode retardo do escoamento.

Um tipo de dispositivo utilizado com estefim o pavimento permevel, que capaz de re-duzir volumes de escoamento superficial e vazesde pico a nveis iguais ou at inferiores aos obser-vados antes da urbanizao, reduo do impactoda qualidade da gua e dos sedimentos.

Neste estudo so apresentadas a instala-

o experimental e as simulaes utilizadas com oobjetivo de analisar a eficincia de pavimentospermeveis na reduo de escoamento superficial,em comparao com solo compactado e tambmcom pavimentos impermeveis e semi-permeveis.

PAVIMENTO PERMEVEL

Pavimento Permevel um dispositivo deinfiltrao onde o escoamento superficial desvia-do atravs de uma superfcie permevel para den-tro de um reservatrio de pedras localizado sob a

superfcie do terreno (Urbonas e Stahre, 1993).Segundo Schueller (1987), os pavimentos perme-veis so compostos por duas camadas de agrega-dos (uma de agregado fino ou mdio e outra deagregado grado) mais a camada do pavimentopermevel propriamente dito.

O escoamento infiltra rapidamente na capaou revestimento poroso (espessura de 5 a 10 cm),passa por um filtro de agregado de 1,25 cm dedimetro e espessura de aproximadamente 2,5 cme vai para uma cmara ou reservatrio de pedrasmais profundo com agregados de 3,8 a 7,6 cm de


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Avaliao da Eficincia dos Pavimentos Permeveis na Reduo de Escoamento Superficial

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dimetro. A capa de revestimento permevel so-mente age como um conduto rpido para o escoa-mento chegar ao reservatrio de pedras. Oescoamento, neste reservatrio, poder ento serinfiltrado para o subsolo ou ser coletado por tubosde drenagem e transportado para uma sada. As-sim, a capacidade de armazenamento dos pavi-mentos porosos determinada pela espessura doreservatrio de pedras subterrneo (mais o escoa-mento perdido por infiltrao para o subsolo).

Urbonas e Stahre (1993) classificam os pa-vimentos permeveis basicamente em trs tipos(Figura 1):

i. pavimento de concreto poroso;ii. pavimento de asfalto poroso;iii. pavimento de blocos de concreto vazados

preenchidos com material granular, como

areia ou vegetao rasteira, como grama.

A camada superior dos pavimentos poro-sos (asfalto ou concreto) construda de formasimilar aos pavimentos convencionais, mas com aretirada da frao da areia fina da mistura dos a-gregados do pavimento.

Os blocos de concreto vazados so colo-cados acima de uma camada de base granular(areia). Filtros geotxteis so colocados sob a ca-mada de areia fina para prevenir a migrao daareia fina para a camada granular.

Urbonas e Stahre (1993) mencionam que

no existem limitaes para o uso do pavimentopermevel, exceto quando a gua no pode infiltrarpara dentro do subsolo devido a baixa permeabili-dade do solo ou se o nvel do lenol fretico foralto, ou ainda se houver uma camada impermevelque no permita a infiltrao. Neste caso o pavi-mento permevel poder funcionar como um poode deteno, utilizando para isso uma membranaimpermevel entre o reservatrio e solo existente.O sistema de drenagem com tubos perfuradosespaados de 3 a 8 m deve completar este disposi-tivo nesta situao. O sistema dever prever oesgotamento do volume num perodo de 6 a 12

horas. H, igualmente, restrio quando a qualida-de da gua de infiltrao levar poluio de guassubterrneas.

A utilizao dos pavimentos permeveis,em um contexto geral, pode proporcionar uma re-duo dos volumes escoados e do tempo de res-posta da bacia para condies similares ou atmesmo, dependendo das caractersticas do subso-lo, condies melhores que as de pr-desenvolvimento, desde que seja utilizado racio-nalmente, respeitando seus limites fsicos, e desdeque seja conservado periodicamente (trimestral-

mente) com uma manuteno preventiva, evitandoassim o seu entupimento.

As principais limitaes destes dispositivopodem ser:

quando a gua drenada fortemente con-taminada, haver impacto sobre o lenolfretico e o escoamento subterrneo;

falta de controle na construo e manuten-o que podem entupir os dispositivos tor-nando-os ineficientes.

DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTOPERMEVEL

Equaes - O dimensionamento envolve a de-terminao do volume drenado pela superfcie ou

por outra contribuinte que escoe para a rea dopavimento. A precipitao obtida com base notempo de retorno escolhido e da curva intensidade,durao e freqncia do local.

Para o dimensionamento de um sistema deinfiltrao total (sem tubos de drenagem na partesuperior do reservatrio), o reservatrio de pedrasdeve ser grande o suficiente para acomodar o vo-lume do escoamento de uma chuva de projetomenos o volume de escoamento que infiltradodurante a chuva. O volume de escoamento superfi-cial gerado pela precipitao pode ser estimadoatravs de:

Vr = (ip+ c ie) . td (1)

onde Vr o volume de chuva a ser retido pelo re-servatrio (em mm), ip a intensidade mxima dachuva de projeto (em mm/h), ie a taxa de infiltra-o do solo (em mm/h), td o tempo de durao dachuva (em horas) e c um fator de contribuio dereas externas ao pavimento permevel, que podeser estimado pela equao:

Ap

Ac.ic

p= (2)

onde Ac rea externa de contribuio para opavimento permevel e Ap rea de pavimentopermevel.

A profundidade do reservatrio de pedrasdo pavimento permevel determinado por:

f

VrH = (3)

onde H a profundidade do reservatrio de pedras(em mm) e f a porosidade do material.


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Figura 1. Pavimento permevel (Urbonas e Stahre, 1993).

A porosidade pode ser determinada pelaequao:

T

GL

V

VVf

+

= (4)

onde VL o volume de lquidos, VG o volume devazios e VT o volume total da amostra.

Estimativa dos parmetros- Os pavimen-tos permeveis somente so viveis para taxa deinfiltrao superior a 7 mm/h. Para a sua estimativadeve-se realizar uma sondagem a uma profundida-de de 0,6 a 1,2 m abaixo do nvel inferior do reser-vatrio de pedras a fim de verificar o tipo de soloexistente (j que tipos de solos com um percentualsuperior a 30% de argila ou 40% de silte e argilacombinados no so bons candidatos para este

tipo de dispositivo). A camada impermevel ou onivel do lenol fretico no perodo chuvoso deveestar pelo menos 1,2 m abaixo do pavimento.

Para determinar a profundidade doreservatrio de pedras, necessrio selecionar otipo de material a ser utilizado no mesmo. Schueller(1987) recomenda o uso de brita 3 ou 4 no reserva-trio de pedras.

Foram feitos alguns ensaios de porosidadepara uma brita 3 (comercial) e chegou-se a valoresde porosidade da ordem de 40 a 50%. Desta for-ma, com os valores de porosidade e volume de

gua a reter pode-se estimar a profundidade doreservatrio de pedras. Aconselha-se, por questesprticas, utilizar profundidade mnimas do reserva-trio de pedras de 15 cm.

INSTALAO EXPERIMENTALO experimento, efetuado na rea do Institu-

to de Pesquisas Hidrulicas (IPH) da UniversidadeFederal do Rio Grande do Sul (UFRGS), consistiuna simulao de chuvas sobre diferentes tipos desuperfcie.

As simulaes de chuva tm por objetivodeterminar as leis de infiltrao e o escoamentosuperficial na escala pontual para relacion-la pos-teriormente com a dinmica da gua em parcelas ebacias maiores. Elas fornecem um melhor conhe-cimento dos processos bsicos da produo de

escoamento em diversas situaes, no espao eno tempo, permitindo comparar a eficcia do usodos pavimentos permeveis em relao a outrostipos de coberturas na reduo do volume de guade um escoamento superficial gerado por um de-terminado evento de chuva.

O simulador de chuvas utilizado nas simu-laes foi o aparelho concebido por Asseline eValentin (1978). Segundo Silveira e Chevallier(1991), este simulador tem a capacidade de gerarprecipitaes com intensidades variveis sobreuma parcela alvo de 1 m2.

(i) e (ii) Concreto ou Asfalto Poroso (iii) Blocos de Concreto Vazados


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A gua bombeada a uma vazo constan-te at um aspersor fixado a um brao, cujo movi-mento pendular define a intensidade da chuvaaspergida sobre a parcela de 1 m2. O dispositivo deasperso fixado no topo de uma torre metlica deaproximadamente 4 m de altura. As quatro faceslaterais da torre so cobertas com tecido resistentepara minimizar o efeito do vento sobre o jato doaspersor. O circuito hidrulico composto de umabomba eltrica e um tonel dgua, que alimenta oaspersor atravs de um conjunto de mangueiras.Dois manmetros, um colocado logo a jusante dabomba eltrica e outro no alto da torre, servempara controlar a presso, que deve ser constante ecompatvel com a vazo do aspersor. Para realizaras medies na parcela de 1 m2, esta isolada porum quadro metlico vazado cravado na superfcie aser avaliada. No lado que recebe o fluxo do esco-amento superficial h pequenos furos (que devemestar posicionados ao nvel do terreno) pelos quaisa gua atinge uma calha coletora que rene todo ofluxo e o remete, por um tubo, cuba de umlingrafo (Silveira e Chevallier, 1991).

SUPERFCIES ESTUDADAS

As superfcies escolhidas para execuodos ensaios de simulao de chuva foram (Figu-ra 2):

Solo compactado com declividade de 1 a

3%; Pavimentos impermeveis: uma parcela de

concreto convencional de cimento, areia ebrita, com declividade de 4%;

Pavimentos semi-permeveis: uma parcelade superfcie com pedras regulares de gra-nito com juntas de areia, conhecidas porparaleleppedos, com declividade de 4%; eoutra parcela revestida com pedras deconcreto industrializado tipo pavi S igual-mente com juntas de areia, conhecida porblocket, com declividade de 2%;

Pavimentos permeveis: uma parcela deblocos de concreto com orifcios verticaispreenchidos com material granular (areia)com declividade de 2% e uma parcela deconcreto poroso com declividade de 2%.

Solo compactado

A parcela de solo compactado (Figura 2) foiinstalada sobre uma antiga rua de cho batido (quehoje se encontra desativada), executada em umcorte do terreno natural h mais de 40 anos atrs.

A simulao no solo compactado foi efetu-ada para se ter um parmetro das condies depr-urbanizao do local de testes. provvel queo terreno escolhido tenha as suas condies natu-rais de infiltrao modificadas, em funo de terhavido um pr-adensamento por motivo do trfegoque existiu no passado. Este fato coincide comuma situao generalizada que ocorre nas reasurbanas, onde o solo natural alterado sofrendouma compactao mecnica natural, alm de mis-turas com outros materiais de diferentes granulo-metrias.

A parcela de solo compactado tinha decli-vidade variando de 1 a 3% (declividade mdia de2%). A superfcie apresentava-se coberta por vege-tao rasteira tpica da regio. O solo argiloso ata profundidade de 70 cm segundo classificaoUSDA (Cauduro e Dorfman, 1990). Aps esta pro-

fundidade o solo est classificado como franco.

Pavimento impermevel

Foi necessrio efetuar-se simulaes dechuva sobre uma parcela impermevel para se terum parmetro de comparao de locais totalmenteimpermeabilizados, como passeios, estacionamen-tos de shopping centers e supermercados. A su-perfcie escolhida para representar a parcelaimpermevel foi o pavimento de concreto de cimen-to, areia e brita (Figura 2), devido ao fato de talsuperfcie ser muito utilizada nos locais citadosanteriormente e por ser de fcil execuo.

O pavimento de concreto foi construdo emum mdulo de dimenses 3 x 3 m e espessura entre10 e 12 cm, sendo isolada uma parcela de 1 m2atra-vs de um quadro metlico chumbado no pavimento.A construo foi efetuada de modo que o pavimentoficasse no mesmo nvel da rua.

Pavimentos semi-permeveis

Foram utilizados dois tipos de pavimentossemi-permeveis: blocos de concreto industrializado

do tipo Pavi S (blockets) e paraleleppedos de grani-to (Figura 2). A escolha destes pavimentos ocorreuem funo de que tais superfcies so muito utilizadasna regio da grande Porto Alegre e por apresentaremuma boa taxa de infiltrao de gua por suas juntasde areia.

Os pavimentos de blocos de concreto e deparaleleppedos j existiam na rea experimental,construdos para experimentos anteriores, sendo quea escavao de cada superfcie foi feita de modo quea superfcie ficasse no mesmo nvel da rua e que aspedras ficassem confinadas lateralmente (Genz,1994).


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Figura 2. Pavimentos simulados.

As pedras interiores na parcela de 1 m2

de paraleleppedo tm um tamanho mdio de13 x 18 cm, em 7 linhas paralelas face coleto-ra. As juntas tm uma largura mdia de 1 cme perfazem 6 linhas contnuas, paralelas face

coletora, com 6 juntas por cada linha de pedra. Aspedras interiores da parcela de 1 m2de blocos deconcreto industrializados formam nove linhas nosentido paralelo face coletora, possibilitando 8linhas de junta, com cinco juntas por linha de pedrae juntas com espessura mdia de 4 mm.

Antes de comear as simulaes foi ne-cessrio executar uma limpeza em ambas as su-perfcies, pois apresentavam-se cobertas porvegetao rasteira do tipo capim. Esta vegetaoindica a presena de matria orgnica e sedimen-tos mais finos nas juntas de areia dos pavimentos epossivelmente este material possa a vir reduzir a

taxa de infiltrao destas superfcies devido aoentupimento causado por estas partculas. Estasituao, mais uma vez, coincide com uma situa-o generalizada que ocorre a estes tipos de pavi-mentos, onde as partculas so carreadas para asjuntas e o entupimento inevitvel.

Pavimento permevel

Foram utilizadas duas superfcies de pavi-mentos permeveis: blocos de concreto industriali-

zados e vazados do tipo S e uma parcela deconcreto poroso (Figura 2).

No dimensionamento do reservatrio de pe-dras foi utilizado o sistema de infiltrao total, onde a

nica maneira da gua sair do reservatrio de pedras atravs da infiltrao para o subsolo. Foi adotadachuva de durao de 10 min, com perodo de retornode 5 anos. Utilizando-se a curva IDF do Posto Reden-o, na cidade de Porto Alegre (Goldenfum et al.,1990), obtm-se a intensidade mxima de chuva iguala 111,9 mm/h, estimando-se, portanto, o volume a serretido pelo reservatrio em 17,5 mm. Sendo a porosi-dade da brita 3 igual a 46%, obteve-se uma altura dereservatrio de 37,3 mm. Esta profundidade baixaporque foi utilizada uma chuva com perodo de retor-no relativamente pequeno e por no haver reas decontribuio externas para o pavimento permevel.Como seria impossvel a execuo de uma camada

de brita com esta espessura, j que a prpria dimen-so da brita ultrapassaria aquela altura, resolveu-seadotar uma profundidade de 150 mm, correspondente mnima espessura verificada em projetos semelhan-tes.

Blocos Vazados - O mdulo de blocos vaza-dos foi construdo para que a superfcie prontaficasse no mesmo nvel da superfcie e os blocosficassem confinados lateralmente. A escavao foiexecutada em uma rea de 2,0 x 2,0 m, com pro-


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fundidade de 20 cm. No centro desta foi novamenteescavado no terreno uma abertura com rea de1,0 x 1,0 e espessura de 15 cm, com a funo defuturamente ser o reservatrio de pedras dos pavi-mentos permeveis. O solo, na base da abertura,no foi compactado para evitar uma reduo nacapacidade de infiltrao do terreno. Na base daabertura de 1,0 x 1,0 foi colocado um filtro geotxtilcom a finalidade de separar o agregado grado dosolo e assim evitar a migrao do solo para o re-servatrio de pedras, quando este estiver na condi-o de enchimento. O vo de 1,0 x 1,0 m foipreenchido com brita 3 de granito at o topo, perfa-zendo uma espessura final de agregado igual a15 cm. Aps a compactao manual do agregado,novamente foi colocado um tecido geotxtil sobre acamada de agregado com a finalidade de prevenira migrao da areia mdia da camada superiorpara dentro do reservatrio de pedras. Uma cama-da de 10 cm de areia mdia foi colocada sobretodo o mdulo de 2,00 x 2,00. Por fim, os blocosvazados foram assentados sobre a areia e as jun-tas e os orifcios dos blocos de concreto forampreenchidos com areia. A declividade final da par-cela ficou em 2%.

Concreto poroso - O pavimento de concretoporoso (tambm denominado concreto sem finos)foi executado seguindo o trao 1:6 da Tabela 1,com brita 1 (comercial) de granito. O concreto semfinos deve ser pouco adensvel e a vibrao apli-

cada por perodos muito curtos, para que a pastade cimento no escorra para o fundo. Tambm nose recomenda o adensamento com soquetes poispodem resultar massas especficas localizadaselevadas. Para o concreto sem finos no existemensaios de trabalhabilidade; somente possvelavaliar visualmente se a camada de revestimentodas partculas adequada. Os concretos sem finostm baixo valor de coeso; por isso as formas de-vem ser mantidas at que se tenha desenvolvidouma resistncia suficiente. A cura mida impor-tante, especialmente em climas secos e com ocor-rncia de vento devido s pequenas espessuras da

pasta de cimento (Neville, 1982).A construo foi semelhante dos blocos

vazados com a nica diferena no revestimentosuperficial, que foi o concreto poroso com espessu-ra de 15 cm.

SIMULAO DAS SUPERFCIES

Foram efetuadas simulaes da chuva deprojeto (durao de 10 min, perodo de retorno de 5anos e intensidade de 111,9 mm/h) sobre as parce-

las de solo compactado, pavimento impermevel(concreto), pavimentos semi-permeveis (blocos deconcreto e paraleleppedos) e pavimento perme-vel (blocos de concreto vazados). O resumo dosresultados das simulaes pode ser observado naTabela 2.

O coeficiente de escoamento obtido pelarazo entre a chuva e o escoamento totais. A umi-dade do solo antes da simulao de chuva foi cal-culada a partir da calibrao da curva de umidadeem relao contagem de sonda de nutrons eest referenciado profundidade de 50 cm.

Os escoamentos foram discretizados emintervalos de 30 segundos e, por apresentaremgrande variabilidade em decorrncia desta discreti-zao, passaram por um filtro de mdia mvel dos3 primeiros elementos. Em funo deste filtro oshidrogramas comeam a decair antes dos 10 minu-

tos (tempo de durao da simulao). A Figura 3apresenta os escoamentos superficiais observadosnas simulaes.

Nas simulaes no mdulo de concreto ob-servou-se escoamento superficial imediatamenteaps o incio da chuva. O coeficiente de escoamen-to neste pavimento foi 44% superior ao da simula-o no solo compactado. Este coeficiente mostraque praticamente toda a chuva gerou o escoamen-to coletado na cuba do lingrafo. A diferena (5%)entre os volumes precipitado e escoado se deudevido parcela de gua que fica retida no quadrometlico e a uma pequena absoro no concreto,

no sendo registrada pelo lingrafo. Ao trmino dasimulao, o tempo de esvaziamento foi maior queo das outras superfcies. Isto ocorreu devido aoarmazenamento de gua nas irregularidades dasuperfcie do concreto e tambm pelo acmulo degua dentro do quadro metlico, causado por faltade capacidade de vazo do tubo que saa da facecoletora. Este resultado refora a necessidade deutilizao de dispositivos de reduo do escoamen-to superficial, uma vez que o excesso gerado emreas cobertas com este tipo de pavimento (ououtros pavimentos impermeveis) contribui direta-mente para o crescimento das cheias urbanas.

Nas simulaes nas superfcies semi-permeveis o escoamento superficial tambm co-mea imediatamente aps o incio da chuva, masos volumes gerados so inferiores aos do concreto.Na simulao no mdulo de paraleleppedos, ocoeficiente de escoamento , inclusive, menor doque o observado no solo compactado: nos blocosde concreto observou-se coeficiente de escoamen-to 22% superior ao do solo compactado; nos para-leleppedos foi registrado coeficiente de escoamen-to 11% menor que o do solo compactado. Pode-seconcluir que, embora no haja garantia de manu-


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Tabela 1. Caracterstica dos concretos sem finos para agregado de 9,5 a 19 mm. (McIntosh,Botton e Muir, 1956 apud Neville, 1982).

Relao Cimen-to/agregadoem volume

Relaogua/cimento

em masas

MassaEspecfica

(Kg/m3)

Resistncia aCompresso28 dias - MPa

1 : 6 0,38 2020 141 : 7 0,40 1970 121 : 8 0,41 1940 101 : 10 0,45 1870 7

Tabela 2. Resultados das simulaes de chuva nas superfcies simuladas.

SoloCompactado

Concreto Bloco deConcreto

Paralele-ppedo

ConcretoPoroso

BlocosVazados

Data 03/06/98 28/10/98 29/07/98 13/10/98 13/04/99 27/01/99

Hora Incio 14h06min 15h15min 15h20min 11h20min 14h55min 10h08min

Intensidade simulada (mm/h) 112 110 116 110 120 110

Chuva total (mm) 18,66 18,33 19,33 18,33 20,00 18,33

Escoamento total (mm) 12,32 17,45 15,00 10,99 0,01 0,5

Coeficiente de escoamento 0,66 0,95 0,78 0,60 0,005 0,03

Umidade inicial do solo (cm3/cm3) 32,81 32,73 32,71 32,72 0,329 32,24

0

20

40

60

80

100

120

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Tempo (min.)

Esc.

Sup.

(mm/h)

Solo Compac. Blockets Paraleleppedo Concreto Bloc. Vazados Conc. Poroso

Trminoda chuva

Figura 3. Escoamento superficial observado nas diversas superfcies ensaiadas.


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teno das condies de pr-desenvolvimento, huma significativa reduo em comparao com oescoamento gerado em superfcies impermeveis.Seu uso em reas urbanas, embora possa acarre-tar aumento de escoamento superficial em relaoa reas ainda no ocupadas, pode contribuir para ocontrole da gerao de escoamento superficialquando instalados em substituio a pavimentosimpermeveis.

importante ressaltar que se observou umvolume de escoamento gerado no pavimento deparaleleppedo bastante inferior ao dos blocos deconcreto. As possveis causas para tal diferenaso:

a rea da junta da parcela de blocos deconcreto menor do que a de paralelep-pedos, o que se traduz em menor capaci-

dade de infiltrao. Os blocos de concretotm uma junta de aproximadamente 4 mm,perfazendo uma rea mdia de juntas de5% da rea da parcela, enquanto que opavimento de paraleleppedos tm umajunta de aproximadamente 10 mm, corres-pondendo a uma rea mdia de 10% darea da parcela;

o pavimento de paraleleppedo mais irre-gular que o dos blocos de concreto possu-indo mais depresses nas juntas e tendo,consequentemente, mais capacidade dereteno de gua;

possvel ter ocorrido algum vazamento degua atravs das laterais do quadro metli-co da parcela de paraleleppedo, reduzindoo escoamento superficial medido e provo-cando uma taxa de infiltrao (calculadapor balano hdrico da parcela) bem maiorque a da realidade.

Na simulao de chuva nos pavimentospermeveis praticamente no ocorreu escoamentosuperficial. O pequeno escoamento gerado foi pro-vavelmente devido ao arremate de concreto junto face coletora do quadro metlico. Foram efetuadas

trs simulaes de chuva nos blocos vazados epara as trs simulaes o resultado foi o mesmo(apenas 0,5 mm de escoamento gerado). J naparcela de concreto poroso, nos trs ensaios reali-zados na parcela o coeficiente de escoamento nopassou de 0,01. Observa-se, portanto, que estespavimentos no apenas mantm as condiesoriginais de gerao de escoamento superficial,mas podem reduzir estes valores a praticamentezero, dependendo das condies antecedentes eda capacidade do reservatrio de pedras. Com isto,mostram ser dispositivos altamente recomendados

para o controle dos volumes escoados. Levandoem conta seu baixo poder de suporte e problemasde manuteno, recomenda-se que estes pavimen-tos sejam utilizados em caladas e em estaciona-mentos para veculos leves em reas de shoppingcenters e grandes supermercados.

ANLISE DO CUSTO

O custo obtido para a implantao de cadapavimento pode ser visto na Tabela 3. Todos oscomponentes de material e mo-de-obra foramretirados de REGISUL (1999). Nos custos de mo-de-obra foram includos todos os custos indiretosgastos com encargos sociais.

O uso de pavimentos permeveis pode e-liminar a necessidade de caixas de captao etubos de conduo da gua, pois o dispositivo pra-

ticamente no gera escoamento quando as condi-es locais permitem sua adoo prevendo-seinfiltrao plena no solo.

Alm dos custos de implantao dos pavi-mentos permeveis existe o custo de manutenoque consiste na limpeza dos poros dos pavimentosporosos (concreto poroso) com jatos dgua e m-quinas de aspirao de sedimentos e poeiras. Es-tes custos no foram estimados devido inexistncia de empresas especializadas na manu-teno deste tipo de dispositivo no pas. No entan-to, para se ter uma idia o custo mdio gasto emum manuteno nos Estados Unidos na ordem

de 1 a 2% do custo de implantao do dispositivo.

CONCLUSES

Nas simulaes efetuadas no mdulo depavimento impermevel praticamente toda chuvagera escoamento superficial, com acrscimo de44% no coeficiente de escoamento, em compara-o com a simulao no solo compactado, mos-trando a potencialidade de crescimento das cheiasurbanas em funo de uma utilizao intensa destetipo de cobertura.

As simulaes nas superfcies semi-permeveis apresentaram escoamento superficialinferior ao do concreto: nos blocos de concretoobserva-se crescimento de 22% no coeficiente deescoamento e nos paraleleppedos registradaqueda de 11% neste coeficiente, sempre em com-parao com o solo compactado. O seu uso emreas urbanas pode contribuir para o controle dagerao de escoamento superficial quando instala-dos em substituio a pavimentos impermeveis.

Na simulao de chuva no pavimento per-mevel praticamente no ocorreu escoamento


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Tabela 3. Custo de implantao dospavimentos.

Tipo de pavimento Custo unitrio (m2)

Blocos de concreto 10,10Paraleleppedo 16,74Concreto impermevel 13,14Blocos vazados 18,22Concreto poroso 19,06

superficial. Sugere-se, por questes de resistnciaestrutural e de manuteno, que estes pavimentossejam utilizados em estacionamentos para veculosleves, especialmente em reas de shopping cen-ters e grandes supermercados, uma vez que elesmostram ser dispositivos altamente recomendadospara o controle dos volumes escoados, apresen-

tando inclusive reduo em comparao com ascondies de pr-desenvolvimento.Neste estudo no foi analisada a capacida-

de de reduo da carga de poluentes pelo uso depavimentos permeveis, mas este tambm umdos grandes benefcios deste tipo de pavimento.

As limitaes identificadas foram quanto anecessidade de manuteno e o maior custo porm2. O aumento do custo especfico pode ser com-pensado pela reduo da drenagem resultante darea, j que grande parte do volume se infiltrar.

Deve-se ressaltar tambm, que o pavimen-to apresentar uma melhoria importante para inun-

daes freqentes e de alto risco, no entantoquando o reservatrio estiver cheio para grandesvolumes de precipitao o pavimento poder apre-sentar uma menor ineficincia do que apresentadanos experimentos.

AGRADECIMENTOS

Agradecemos o suporte financeiro provido atravsdos projetos de pesquisa Avaliao e controle dosimpactos ambientais decorrentes da urbanizao(PRONEX - MCT, CNPq, FINEP) e Controle de

cheias devido a urbanizao (RECOPE/REHIDRO- Subrede 3 - MCT, FINEP). Agradecemos, tam-bm, o auxlio prestado na execuo dos experi-mentos pelo bolsista de iniciao cientfica AndrMitto e pelos hidrotcnicos Paulo dson Marques eLuiz Gregrio Raupp.

REFERNCIAS

ASSELINE, J. e VALENTIN, C. (1978) Construction etmise au point dun infiltrmetre aspersion Cah.

ORSTOM, srie Hydrology, Paris, Vol. 15, n. 4, p.321-50.

CAUDURO, F. A., DORFMAN, R. (1990) Manual deensaios de laboratrio e de campo para irrigao edrenagem Porto Alegre, PRONI, IPH/UFRGS,216p.

GENZ, F. (1994) Parmetros para a previso e controlede cheias urbanas Porto Alegre, UFRGS - Cursode Ps-Graduao em Recursos Hdricos eSaneamento Ambiental. D 180. Dissertao deMestrado.

GOLDENFUM, J. A., CAMAO, B., SILVESTRINI, J.(1990) Chuvas Intensas em Porto Alegre -Determinao de Curvas I-D-F Porto Alegre,IPH/UFRGS, 26p.

NEVILLE, A. M. (1982) Properties of Concret(Portugus) Propriedades do Concreto. So Paulo,PINI. XVI, 738p. IL.

REGISUL discriminada (1999) Listagem discriminada decomposies de servio Porto Alegre. Maro.

SCHUELLER, T. (1987) Controlling Urban Runoff: APractical Manual for Planning and Designing UrbanBMPs Washington, metropolitan WashingtonCouncil of Governments.

SILVEIRA, A. L. L. e CHEVALLIER, P. (1991) PrimeirosResultados sobre Infiltrao em Solo CultivadoUsando Simulao de Chuvas (Bacia do rioPotiburu, RS) In: Simpsio Brasileiro de RecursosHdricos, 9, 1991, Rio de Janeiro. Anais. Rio deJaneiro: ABRH/APRH. 4v. v. 1, p. 213-21.

URBONAS, B. e STAHRE, P. (1993) Stormwater BestManagement Practices and Detention PrenticeHall, Englewood Cliffs, New Jersey, 450p.

Analysis of Permeable Surfaces inOverland Flow Control

ABSTRACT

Porous pavements are used in urban areasin order to reduce the overland flow as well as toimprove the water quality and groundwater re-charge recovery.

In this paper an evaluation of the porouspavements efficiency in the reduction of overlandflow is presented. Experimental simulations using a

rainfall simulator were performed over 1 m2parcels,with five different types of urban soil pavements: a)natural soil; b) concrete pavement; c) granitestones; d) concrete S-shaped blocks; e) and con-crete garden blocks.

A comparative analysis of the behaviour ofthe porous pavements and other surfaces made itpossible to verify the reduction of overland flowand provided elements for the selection of thesedevices in different urban area projects.

artigo na revista-araÚjo, p. r., tucci, c. e. m., goldefum j. a

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