aula 00 - principais estruturas hidr_ulicas

8/20/2019 Aula 00 - Principais Estruturas Hidr_ulicas

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CURSO ON-LINE – AUDITORIA DE OBRAS HÍDRICAS P/ TCUPROFESSORES: FREDERICO DIAS E RAFAEL DI BELLO

1www.pontodosconcutsos.com.br

Olá pessoal!

É com grande satisfação que vimos dar nossa contribuição nessa suacaminhada rumo ao Tribunal de Contas da União, para concorrer ao cargo deanalista de controle externo. Com certeza, um dos melhores e mais cobiçadoscargos da administração pública.

Esse curso de Auditoria de Obras Hídricas será ministrado por dois professores,tendo em vista o amplo escopo do Edital de 2007 para o concurso do TCU. Defato, é praticamente impossível encontrarmos um profissional no mercado quedetenha tão vasto conhecimento, que vai desde obras conceitualmente maissimples, como microdrenagem e irrigação, até obras de maior complexidade,como portos e hidrelétricas.

Além de possuirmos experiências profissionais complementares, onde cada umdetém um conhecimento naturalmente mais aprofundado do que o outro emdeterminado tema, nosso propósito é o de que aquele que é “menosespecializado” no assunto possa contribuir com suas próprias dúvidas para oenriquecimento do material. Vamos às apresentações.

Meu nome é Frederico Dias, sou engenheiro civil, formado pela UniversidadeFederal de Minas Gerais. Entre os anos de 2004 e 2007, trabalhei na iniciativaprivada, tendo atuado em consultoria e projetos na área de recursos hídricos,principalmente para grandes mineradoras.

Após esse período, resolvi dar novo rumo à minha vida, visando prestarconcursos públicos. Em 2008, tive a grata satisfação de ter sido aprovado em 1ºlugar nacional no concurso para Analista de Finanças e Controle daControladoria Geral da União, área Controle Interno. Ainda no mesmo ano, fuiaprovado em 9º lugar no concurso para Analista de Controle Externo do Tribunalde Contas da União, cargo que ocupo hoje.

Eu sou o Rafael Di Bello, graduado em engenharia civil pela UniversidadeFederal do Rio de Janeiro e Mestre em Ciências de Engenharia Civil (ênfase deRecursos Hídricos) pela COPPE/UFRJ.

Em 1999 ingressei na empresa Engevix Engenharia S/A, atualmenteconsiderada a maior empresa na categoria “Projetos & Consultoria” pelo“Ranking da Engenharia Brasileira 2008” da Revista O Empreiteiro. Na Engevix,atuei em estudos e projetos de obras hídricas, notadamente nas áreas dehidrologia, hidráulica e meio ambiente de usinas hidroelétricas.

Em 2002, após muito me dedicar aos estudos, passei como 2º colocado doConcurso Público para Engenheiro Civil (Analista de Nível Superior) daEletrobrás, no Rio de Janeiro. Trabalhei na Divisão de Recursos Hídricos e


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Inventários daquela estatal até 2003, quando fui aprovado no Concurso Públicoda Agência Nacional de Águas (ANA) para o cargo de Especialista em RecursosHídricos (28º colocado), organizado pelo NCE/UFRJ. Mudei definitivamente paraBrasília no final de 2003.

Com lotação na Superintendência de Usos Múltiplos, trabalhei na ANA atémeados de 2005. Neste ano fui aprovado como 5º colocado geral no concorridoConcurso Público para o cargo de Especialista em Regulação de ServiçosPúblicos da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), promovido pelaESAF.

Na ANEEL, exerci minhas atribuições na Superintendência de FiscalizaçãoEconômica e Financeira (SFF) até 2006, período no qual me vi obrigado a sairum pouco da área de engenharia e aprender outros temas ligados à área

financeira, como auditoria e contabilidade. Em 2007 fui transferido para aSuperintendência de Fiscalização dos Serviços de Geração (SFG), onde pudevoltar para a engenharia, realizando fiscalizações em usinas termelétricas ehidrelétrica, em obras e em operação, por todo o país. Foi na SFG que tive meusprimeiros contatos com as fiscalizações desenvolvidas pelo Tribunal de Contasda União, já que a nossa área era responsável por responder aosquestionamentos do Tribunal relacionados à evolução da Conta de Consumo deCombustíveis Fósseis - CCC (subsídio para a geração de energia termelétricanos sistemas isolados da região Norte).

Como concurseiro que se preza não pode ficar parado, resolvi me inscrever no

Concurso Público de 2007 do Tribunal de Contas da União para o cargo deAnalista de Controle Externo, orientação Auditoria de Obras Públicas. Mesmobastante motivado, não apenas por se tratar de uma das melhores carreiras daAdministração Pública, mas também por ser a oportunidade que eu esperavapara ingressar no Tribunal fazendo o que eu mais gosto (fiscalizar obras), nãotive muito tempo para me dedicar aos estudos (o ritmo de trabalho na ANEELera alucinante). Portanto, Foi com um misto de surpresa e felicidade que recebia notícia de que tinha sido o 1º colocado da turma de Obras Públicas.

Atualmente, estamos lotados na Secretaria de Fiscalização de Obras (SECOB),especificamente na diretoria que trata de auditoria de obras hídricas, tema

correlato com nosso curso aqui e que permeou toda nossa vida profissional.

Além disso, estamos ministrando aulas (presenciais) sobre Auditoria de ObrasPúblicas no curso Cathedra, situado em Brasília.

Nesse ano, serão preenchidas 109 vagas para ACE e 21 para TCE, todas comlotação em Brasília (DF). As vagas para ACE serão distribuídas da seguinteforma: 90 vagas para Auditoria de Obras Públicas, 18 vagas para Tecnologia daInformação e 1 vaga para Medicina – Clínica Médica.


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Com essa decisão, o Tribunal evidencia a necessidade de, nesse momento, sepriorizar o acompanhamento das obras públicas, devido à sua relevância ematerialidade envolvida. Assim, os colegas aprovados serão lotados na Secob eexercerão uma das atividades mais nobres e relevantes da administraçãopública, qual seja, o controle da gestão dos recursos públicos federais.

Vamos ao que interessa: nosso curso versará sobre parte relevante dos últimoseditais do concurso do TCU, área de controle externo: auditoria de obrashídricas. Analisemos o conteúdo programático:

1 - Principais estruturas hidráulicas (tipos; finalidade; seções típicas; pré-dimensionamento; aspectos construtivos):A - barragens, soleiras, órgãos extravasores;B - tomadas d’água;

C - canais, condutos sob pressão;D - túneis, bueiros.

2 - Aproveitamento hidrelétrico:A - avaliação de potencial hidráulico;B - estruturas componentes;C - turbinas (tipos e aplicação) e geradores;D - aspectos construtivos;E - vantagens e desvantagens em relação a outras formas de geração deenergia.

3 - Irrigação e drenagem:A – conceito;B – finalidade;C - aspectos construtivos;D – principais condicionantes de um projeto de irrigação;E - operação e manutenção de um perímetro de irrigação.

4 - Obras de saneamento: aspectos construtivos; operação e manutenção.:A - abastecimento d’água – captação, adução, tratamento (ETA’s), recalque,reservação, distribuição;B – esgotamento sanitário - coleta e tratamento de esgoto (ETE’s, lagoas de

estabilização, fossas sépticas);C – Drenagem urbana - obras de defesa contra inundação e de macrodrenagem

– reservatórios de cheias, bacias de acumulação, alargamento de calhas fluviais,canalização de cursos d’água, reflorestamento da bacia hidrográfica;

5 - Obras portuárias:A - tipos de portos (genéricos e especializados);B - obras de implantação e de manutenção;C - principais equipamentos de operação;D - estruturas de proteção e atracamento;


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E - canal de acesso;F - aspectos construtivos;G - operação e manutenção.

Para abordar todos esses assuntos, nosso curso será formado de 8 aulas,distribuídas da seguinte forma:

Aula 0 - Drenagem Urbana (parte do item 4 do edital)

Aula 1 - Conceitos básicos de Hidráulica e Hidrologia

Aula 2 - Estruturas hidráulicas (item 1)

Aula 3 - Obras portuárias (item 5)

Aula 4 - Sistemas de abastecimento de água e esgotamento sanitário (item 4)

Aula 5 - Irrigação e drenagem (item 3)

Aula 6 - Aproveitamentos hidrelétricos (item 2)

Aula 7 - Outras formas de geração de energia (item 2)

Cabe ressaltar que no concurso do TCU de 2005 foram 95 questões deengenharia num total de 200. Dessas, 20 foram de Auditoria de Obras Hídricas.

No concurso de 2007 foram 80 questões de engenharia num total de 200.Dessas, 27 foram de Auditoria de Obras Hídricas.

Tabela 1 – Distribuição das questões por assuntoItem 2005 2007

1 Principais estruturas hidráulicas 5 82 Aproveitamento hidrelétrico - 33 Irrigação e drenagem 3 34 Obras de saneamento 12 65 Obras portuárias - 7

Total 20 27

Como pode ser percebido, a cobrança do tema “obras hídricas” aumentou de21% no concurso de 2005 (primeiro concurso voltado especificamente paraauditoria de obras públicas) para 34% no último concurso. É claro que nãotemos o dom de prever o futuro, mas não é difícil estimar que neste concurso de2009 o tema de obras hídricas continue sendo bastante relevante.

Muitas das grandes obras previstas no Programa de Aceleração do Crescimento(PAC), com as quais certamente os futuros Analistas do Tribunal terão que lidar,podem ser classificadas nesta parte do Edital. A título de ilustração, podemoscitar: (i) Transposição do Rio São Francisco; (ii) Eixo de integração Castanhão-


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Pecém (CE) e Adutora de Pirapama (PE); (iii) Usinas Hidrelétricas de SantoAntônio e Jirau (rio Madeira/RO), Passo São João (RS), Foz do hapecó (SC),Serra do Facão (GO), Simplício (RJ) e Baguari (MG); (iv) obras de dragagem emelhorias nos Portos de Paranaguá/PR, Rio Grande/RS, Itaqui/MA, Vitória/ES,Santos/SP e Itaguaí/RJ; (v) irrigação nos projetos de Propertins (TO), Pontal(PE) e Salitre (BA).

Chamamos atenção também para o fato de que o Edital pode cobrar um poucoalém das obras “hídricas” propriamente ditas (que envolvam “água”). Narealidade, se atentarmos para o item nº 2 do programa de obras hídricas, “Aproveitamento hidrelétrico: (...) vantagens e desvantagens em relação a outrasformas de geração de energia”, concluímos que outras obras de geração deenergia também se enquadram neste tópico do Edital. Neste sentido, a prova de2007 trouxe três questões (nos 162, 163 e 164), exigindo conhecimentos de

geração térmica, eólica e até mesmo solar! Quem sabe nesta prova de 2009 nãoserá cobrada uma questão sobre energia nuclear? Tal hipótese não parece nadaremota se levarmos em consideração que o governo pretende retomar em brevea Usina Termonuclear de Angra 3 (outra grande obra do PAC) e que o PlanoDecenal de Expansão do setro Elétrico indica a necessidade de construção pelomenos outras duas unidades nucleares de grande porte até 2016.

Devemos lembrar que o concurso do TCU não exige a comprovação degraduação em engenharia civil, portanto, esse material foi preparado para oscolegas engenheiros e também para os não-engenheiros.

Durante o curso tentaremos tornar a matéria mais fácil de ser assimilada pelosalunos. Como concurseiros, entendemos que o curso online deve ter umaqualidade e objetividade superiores à de um livro, ou mesmo de apostilas(muitas delas são cópias de livros). Com efeito, lembramos que um cursopreparatório para concursos, seja online ou presencial, não objetivaprofundidade do conteúdo ou a abrangência excessiva do tema, como um livro.Mas é imbatível no que diz respeito ao caráter estratégico e objetivo de auxílioao aluno que, apesar do pouco tempo disponível, tem como meta seguir trajetorumo à Administração Pública.

Por isso, faremos o possível para tornar o tema claro para o entendimento,

sempre trazendo o enfoque que as bancas têm dado para cada assunto. Assim,não se pretende aqui esgotar o tema, mas ir exatamente até a medida que asquestões anteriores de concurso nos indicam.

A metodologia que estamos propondo consiste em apresentar a teoria damatéria da forma mais enxuta possível, focando nos conceitos básicos que sãoconsiderados imprescindíveis para entender a lógica por traz das soluções deengenharia, exatamente da forma como pode ser cobrada no concurso, sempredeixando alguns detalhes para serem comentados durante a resolução dosexercícios de concursos anteriores.


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Deve-se ressaltar que assuntos aprofundados não serão abordados caso nãotenham sido até então cobrados em provas de concurso. Isso se faz necessário,dada a heterogeneidade da turma, composta em grande parte de não-engenheiros. Em outras palavras, como forma de alocar o tempo de estudo comfoco nos resultados práticos, evitaremos “perder tempo” em temas por demaisdetalhados e que exigem “decoreba”, os quais talvez façam a diferença em umaúnica questão de toda a prova, centrando esforços em conceitos fundamentaisque serão úteis para resolver diversas questões. Essa foi a fórmula utilizada pormim e por outros colegas que tiveram sucesso no concurso do TCU.

Esta aula demonstrativa tratará de parte do item 4 do edital. Vejam só:

- “Obras de defesa contra inundação e de macrodrenagem – reservatórios de

cheias, bacias de acumulação, alargamento de calhas fluviais, canalização decursos d’água, reflorestamento da bacia hidrográfica”.

Essa parte trata do tema drenagem urbana, sendo que esse assunto foi objetode questões tanto no concurso de 2005 quanto no de 2007. Além disso, comoem outros temas de engenharia civil, este está muito próximo de todos nós, poistrata basicamente das formas de conduzir as águas de chuva em uma cidade,sem causar transtornos à sociedade. E justamente por ser um tema de granderelevância para a sociedade é que a probabilidade de ser cobrado na prova ébastante grande.

Para o completo entendimento desse tema (drenagem), é necessário o estudode um assunto chamado “hidrologia” (estudo do ciclo da água, que envolve asfases: atmosfera, terra – superfície e subsolo - e mar). O estudo da Hidrologia,entretanto, é um pouco mais teórico e envolve formulações e cálculos maiscomplexos. Assim, trataremos aqui da maior parte da matéria (a parte maisprática das soluções de engenharia), ficando o restante para ser discutidoposteriormente, quando do necessário estudo da hidrologia para a perfeitacompreensão do tópico 3 (“avaliação do potencial hidráulico”).

I - INTRODUÇÃO

Essa matéria é fascinante, pois está diretamente ligada a problemas quevivemos no nosso dia-a-dia. Interessante observar que a drenagem urbana nãose restringe aos aspectos puramente técnicos impostos pelos limites restritos àengenharia. Engloba todas as medidas a serem tomadas que visem à atenuaçãodos riscos e dos prejuízos decorrentes de inundações aos quais a sociedadeestá sujeita.

O crescimento da população urbana no mundo tem como um dos efeitosnegativos o aumento da ocorrência de inundações. Na bacia hidrográfica rural, ofluxo é retido pela vegetação, infiltra-se no solo e o que resta, escoa pela


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superfície de forma gradual. O hidrograma1 produzido tem lentas variações devazão e os picos de enchentes são moderados.

Quando há enchentes, a água extrapola a calha menor do rio, ocupando seuleito maior, normalmente não ocupado durante a ocorrência de vazões normaisdo rio. Assim, com o crescimento das cidades e o mau planejamento daocupação do solo, há o loteamento dessas áreas (“calha secundária” do rio), quefreqüentemente serão atingidas por cheias naturais (Figura 1).

Fonte:Baptista (2007)Figura 1 – Representação dos leitos menor e maior de um curso de água

Adicionalmente, da urbanização decorre a impermeabilização do solo por meiode ruas, calçadas e pátios. A água antes retida pelas árvores, agora passa aescoar rapidamente por telhados também impermeáveis (Figura 2). Tudo isso

incrementa o escoamento superficial num período muito curto de tempo,aumentando as vazões de pico (Figura 3). Também aumenta a vazão de pico,um menor “tempo de concentração” da água na bacia, já que a velocidade doescoamento é maior.

(Imagino que vocês estejam pensando: “que é esse tal de tempo deconcentração”? Pessoal, o tempo de concentração é o tempo médio que umagota d’ água leva para percorrer o trajeto do ponto mais longínquo da bacia

1 Hidrograma – gráfico que demonstra a variação de vazão (em geral em m³/s) ao longo do tempo (em geral

em horas, ou frações desta).


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hidrográfica até a sua seção exutória, ou seja, o ponto de “saída” do escoamentocaptado naquela bacia, ponto este onde todo o volume de água é “despejado”em outro rio de maior porte ou diretamente no mar.)

Fonte: Tucci (2006)Figura 2 - Partição do volume precipitado em vazões superficiais, sub-superficiais esubterrâneas.

Figura 3 - Hidrogramas característicos de regiões urbanas (notem o pronunciamento dopico da cheia) e regiões rurais (pico “amortecido” devido à menor impermeabilização dasueprfície).

Portanto, ressaltamos que enchentes ocorrem:


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1 - devido à ocupação das áreas ribeirinhas (com retirada da vegetação que, emcondições naturais, iria “conter” a vazão e “obrigar” a água a se infiltrar);2 - devido à urbanização (que promove impermeabilização da superfície do solo,“obrigando” a água a escoar rapidamente pela superfície, quando do contrárioesta poderia infiltrar e escoar lentamente pelo subsolo).

Assim, no primeiro caso (ocupação irregular de áreas), as medidas mitigadoraspara o problema das enchentes dividem-se em (1) estruturais (por meio de obrashidráulicas: barragens e canalização) e (2) não estruturais (medidas preventivas:zoneamento e sistemas de alerta).

Já no segundo caso (urbanização), a medida mitigadora mais comumenteadotada é a canalização do curso de água. Todavia essa saída apenas transfere

o problema para jusante, não solucionando as inundações de forma definitiva.Outra medida (mais eficiente a longo prazo) é a adoção de soluções de retardoda vazão, como a construção de bacias de detenção, também chamadas baciasde acumulação.

Atenção pessoal: alguns professores consideram importante não confundir ostermos “Detenção” com “Retenção”!

Nas bacias e reservatórios de Detenção, há acumulação de “excessos” de água(parte da água fica “detida”, contida temporariamente), mas sem impedir quehaja um escoamento natural de saída (a água entra pelo topo e sai pelo fundo

do reservatório, apenas por gravidade). Em outras palavras, a “Detenção”implica em uma redução da vazão de saída da bacia em relação àquela queestá entrando, enchendo o reservatório. Após cessar a vazão de entrada, oreservatório continua “soltando” água pela sua saída, até secar completamente.

Já nos reservatórios de Retenção, conquanto também sirva para acumular água,grande parte da água fica de fato “retida”, sendo mantida aprisionada. Nessecaso, a água só é totalmente esgotada com auxílio de bombas, obrigando umcusto adicional com a operação dessas máquinas.

A literatura também descreve outros dispositivos para mitigar, atenuar, os efeitos

da urbanização, tais como: pavimento poroso, armazenamento em telhados epequenos tanques residenciais.

A título de síntese, podemos apresentar os caminhos percorridos pela água nossistemas de drenagem da seguinte forma:

1 – Com a precipitação, as águas decorrentes da chuva caem sobre ruas,telhados e edificações surgindo assim as torrentes, que escoamsuperficialmente nos pisos impermeáveis das cidades (asfalto, concreto etc.);


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2 – Essas águas vão ser conduzidas pelas vias e sarjetas até encontrarestruturas (veremos adiante quais são!) que as direcionem para tubulaçõessubterrâneas.3 – Então, são escoadas pelas tubulações que alimentam os condutossecundários, a partir dos quais são lançadas em fundos de vale, cursos d’águanaturais, no oceano, em lagos ou, no caso de solos bastante permeáveis,esparramadas sobre o terreno por onde infiltram no subsolo.

O sistema responsável pela captação da água pluvial e sua condução até osistema de macro-drenagem é denominado Sistema de Micro-Drenagem. A fasefinal do escoamento no fundo do vale, canais ou em cursos de água naturais é oque determina o chamado Sistema de Macro-Drenagem.

De qualquer maneira, como critério de projeto, é recomendável que o sistema de

drenagem seja tal que o percurso da água entre sua origem e seu destino seja omenor possível. A idéia é essa mesma que está na cabeça de vocês: se “livrar”do volume excessivo de água o mais rápido possível!

Além disso, é conveniente que esta água seja escoada por gravidade. Porém, senão houver possibilidade, pode-se projetar estações de bombeamento para estafinalidade, registrando-se o inconveniente dos custos de operação emanutenção constantes que esta solução exige.

II - MICRODRENAGEM

A microdrenagem urbana é definida pelo sistema de condutos pluviais em nívelde loteamento ou de rede primária urbana. De maneira sintética podemosafirmar que o sistema de microdrenagem (Figura 4) é o primeiro a entrar emcontato com as águas de chuva após elas encontrarem o solo.

Figura 4 – Sistema de Microdrenagem (Tucci, 1995)


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Em um sistema de microdrenagem, é possível identificar as seguintesestruturas:

- Meio-fio: elemento de pedra ou concreto colocado nos passeios de viaspúblicas paralelamente ao eixo da rua;

- Sarjetas: faixas da via paralelas ao meio-fio que com ele formam uma calha.São destinadas a conduzir a água pluvial. Pode-se calcular a capacidademáxima da sarjeta de condução considerando a água escoando apenas por suaseção ou por toda calha da rua;

- Sarjetões : calhas formadas pelo próprio pavimento, localizadas noscruzamentos das vias públicas e destinadas a direcionar a água pluvial queescoa pela sarjeta;

- Bocas-de-lobo : os dispositivos localizados em pontos estratégicos nassarjetas para captar águas pluviais e direcioná-las às galerias. Essas estruturassão freqüentemente cobradas em concursos públicos.

Alguns critérios principais de projeto:o Nos pontos mais baixos do sistema viário devem ser instaladas estruturas

denominadas “bocas-de-lobo”;o Tais estruturas devem ser colocadas de forma a não terem a sua

capacidade de engolimento ultrapassadas, bem como respeitar acapacidade da sarjeta. Lembre-se que a vazão conduzida pela sarjeta

aumenta durante o escoamento (pois recebe diversas “contribuições”laterais) até que haja uma boca-de-lobo que recolha toda essa água;

o Também as bocas-de-lobo não devem ser instaladas nos vértices dasvias, de forma a facilitar a travessia de pedestres e para que não haja aconvergência de torrentes.

As bocas-de-lobo podem ser bocas ou ralos de guias, ralos de sarjeta (grelhas),ou ralos combinados. Podem apresentar ainda depressão ou serem colocadasde forma simples ou múltipla (Figura 5).


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Figura 5 – Tipos de Boca de lobo (Tucci, 1995)

- Tubos de ligações: são canalizações destinadas à conduzir a águaproveniente das bocas-de-lobo até as galerias ou poços de visita;

- Galeria: canalizações públicas usadas para conduzir águas pluviaisprovenientes das bocas-de-lobo e das ligações privadas. Devem ser projetadaspara funcionar à seção plena com a vazão de projeto (seção plena significa a

tubulação integralmente coberta por água);

- Poço de visita: dispositivos localizados em pontos convenientes do sistema degalerias para permitirem mudança de direção, mudança de declividade,mudança de diâmetro e inspeção e limpeza das canalizações. Se a diferençaentre a tubulação afluente e efluente for maior que 0,70m, o poço de visita serádenominado poço de queda.

- Caixas de ligação: Função similar à do poço de visita, mas não permitevisitação;

- Trecho: parte da galeria entre dois poços de visita;

- Estações de bombeamento e condutos forçados: conjunto de obras eequipamentos destinados a retirar água de um canal de drenagem, quando issonão for possível por gravidade.

Para o adequado dimensionamento dessas estruturas de transporte da água é oprimeiro passo é a determinação da vazão máxima de projeto.

Temos que lembrar primeiramente que a precipitação (chuva) é um fenômenoaleatório. Por outro lado, a vazão em um instante de tempo qualquer, em


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determinada seção de uma calha condutora de água NÃO é aleatória e pode serdeterminada em função de uma série de parâmetros, tais como: precipitaçãoque no mesmo instante de tempo da vazão, precipitação em temposantecedentes (chuvas nos dias anteriores), geologia, topografia, coberturavegetal, estação do ano, contribuição subterrânea, obras no curso d’água,dentre outros.

O denominado “método racional” é bastante utilizado para determinar a vazãomáxima de projeto para bacias pequenas (< 3 km2). Essa restrição quanto aotamanho da bacia é devido ao fato de que, em bacias menores: (1) a chuvapode ser considerada uniformemente distribuída no tempo e no espaço e (2) oprocesso de amortecimento das vazões a montante é desprezível. Essasconsiderações podem ser consideradas condições de validade do métodoracional. Além disso, tal método tem como premissas (hipóteses aceitas como

verdadeiras):

- A duração da precipitação máxima de projeto é igual ao “tempo deconcentração” da bacia;- Adota coeficiente único de perdas de água;- Não avalia o volume de cheias e nem a distribuição temporal das vazões.

A vazão máxima é dada por:

Q=0,278.C.I.A, onde:

Q= vazão máxima estimada (m³/s);C = coeficiente de perdas, adimensional;I = intensidade da precipitação (mm/h);A = área de contribuição (km²)

Além do método racional, a literatura especializada descreve dezenas de“fórmulas empíricas” (obtidas de experiências práticas). Podem ser de 2 tipos:(a) vazões em função da área da bacia; ou (b) vazões em função daprecipitação. Apenas para ilustrar, apresentamos as seguintes fórmulas:

• Tipo (a): Q = {[600/(A+10)]+1}.A, válida para A < 1000 km²;• Tipo (b): Q = K.h.[(A^1,25) / (L^1,25)], onde Q = vazão com Tempo de

Retorno – TR - de 100 anos; K varia de 310 (para áreas úmidas) a 40(áreas áridas), h = precipitação de 1 dia com TR 100 anos.

A literatura preconiza que as estruturas de microdrenagem podem serprojetadas para o escoamento de vazões de 2 a 10 anos de Tempo de Retorno(TR), também chamada de Tempo de Recorrência.

O Tempo de Retorno é um conceito importante e que deve ser bem entendido. Adefinição mais completa e comumente aceita é: Tempo de Retorno é o intervalo


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médio de anos, dentro do qual, um evento hidrológico (por exemplo, uma cheia demagnitude Q0) é igualado ou superado em média uma vez, em um ano qualquer. SeP é a probabilidade desse evento ocorrer ou ser superado em um ano qualquer,

tem-se a relação T = 1 / P.

Algumas pessoas acham que se uma vazão com tempo de retorno de 10 anos (TR10 anos) ocorre HOJE, isto significa dizer que outra vazão igual ou maiorSOMENTE ocorrerá daqui a mais 10 anos... Isto NÃO é verdade pessoal!!!

Temos que entender que o conceito de tempo de recorrência é ESTATÍSTICO e,portanto, há um erro implícito nos valores calculados, pois os mesmos são tomadoscom base em uma amostra histórica limitada. O erro é tão maior quanto maislimitado for o nosso histórico medido.

Por exemplo, em projetos do setor elétrico, temos que as vazões medidas maisantigas (e confiáveis) datam do final da década de 20. Ou seja, nosso histórico devazões no país possui extensão máxima inferior a 90 anos. Então como é possívelque o vertedouro de uma usina hidrelétrica seja projetado para vazões de TR10.000 anos se nenhum ser humano registrou uma vazão medida há 10.000 anosatrás? Ora, porque a vazão é determinada com base em uma fórmula que consideraa probabilidade de ocorrência da vazão, mas que não dá certeza nenhuma de queela de fato irá ocorrer.

E se, por exemplo, tivéssemos uma amostra limitada de 1.000 vazões diáriasmedidas e quiséssemos saber qual seria o tempo de retorno associado a umavazão de, digamos, 10 m³/s ? Para termos uma estimativa VÁLIDA APENAS

PARA A AMOSTRA SELECIONADA bastaria contarmos quantos elementos sãoiguais ou superiores aos 10 m³/s e dividirmos pelo tamanho total da amostra(1.000) teríamos uma “frequência” (F) com que esse evento excepcionalocorreu. Por exemplo, se 25 vazões foram superiores a 10 m³/s, F= 25/1.000 =0,025, ou 2,5%. Dessa forma, teríamos que TR = 1/F = 1/0,025 = 40 anos.

Para amostras muito grandes, digamos, com 30 anos de dados de vazõesdiárias, ou seja, uma amostra com 10.950 elementos ( = 30 anos x 365dias/ano), podemos supor que a “amostra” é representativa em relação à“população” de dados (a “população” no caso seria toda e qualquer vazão diáriapossível de ocorrer). Logo, a freqüência (F) com que o evento ocorre na amostra

pode ser tomada como a probabilidade (P) desse evento ocorrer para qualquersituação possível e, portanto, temos a fórmula já mencionada: TR = 1/P.

Mas porque é necessário calcular uma vazão máxima associada a um tempo deretorno?

Ora, convenhamos que para os não-engenheiros o conceito de Tempo deRetorno é bem mais compreensível do que toda aquelas conversa sobre“amostra”, “população”, “probabilidade” etc., certo?


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É muito mais fácil convencer um tomador de decisão (um Secretário de Obras,um Prefeito, um Governador, um Ministro de Estado) de que um determinadosistema de drenagem projetado irá resistir a cheias que ocorrerão, em média, acada 5 anos, mas que a cada 10 anos, por exemplo, o sistema pode falhar eentão haverá inundações que trarão prejuízos à população. Bem, perfeito...Então porque não projetar e construir logo todo o sistema de drenagem pararesistir uma vazão de tempo de retorno de 100 anos, 1.000 anos, 10.000 anos,1.000.000.000 de anos???

A resposta é simples, quanto maior a cheia de projeto, maior devem ser asdimensões da sarjeta, da boca-de-lobo, das canalizações... Eventualmente podeser inviável tecnicamente ter uma dessas estruturas com grandes dimensões...Imagine por exemplo uma sarjeta para escoar uma vazão infinita, mas queocupe metade do espaço da rua para isso!!! No entanto, maior impeditivo

provavelmente não será uma questão de ordem técnica, mas sim o CUSTO dosistema para levar essa vazão em segurança para longe da cidade!

É muito comum se trabalhar com mais de uma alternativa quando sãoelaborados estudos de viabilidade técnica e econômica de projetos. Pode-se,por exemplo, realizar uma avaliação expedita (sem muito rigor, simplificada),cotejando os custos de sistemas para atender a vazões de TRs 2, 5 ou 10 anose os prejuízos advindos de enchentes para cada uma das alternativas. Comoregra geral, em regiões onde a ocupação humana é menos densa, onde umaeventual cheia não atinja indústrias, casa comerciais, residências, os tempos deretorno adotados podem ser menores (2 a 5 anos para microdrenagem). Por

outro lado, em situações onde haja grande densidade de pessoas, compossibilidade real de prejuízos diversos à população, são adotados TRs maiores(da ordem de 10 anos).

III - MACRODRENAGEM

As estruturas urbanas de macrodrenagem destinam-se à condução final daságuas captadas pela drenagem primária, dando prosseguimento ao escoamentodos deflúvios oriundos das ruas, sarjetas, valas e galerias, que são elementosanteriormente englobados como estruturas de microdrenagem. De fato, a

macrodrenagem de uma zona urbana corresponde à rede de drenagem naturalpré-existente nos terrenos antes da ocupação, sendo constituída pelos córregos,riachos e rios localizados nos talvegues e vales.

A degradação da drenagem natural e a construção de estruturas demicrodrenagem tornam necessárias medidas para implantação, tratamento ouampliação das vias de macrodrenagem.

São obras de macrodrenagem:


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- retificação e ampliação das seções de canais naturais;- construção de canais artificiais;- galerias de grandes dimensões;- estruturas para controle, dissipação de energia; amortecimento de picos,proteção contra erosões e assoreamento etc.

Figura 6 – Estruturas de Macrodrenagem (Baptista, 2007)

Os canais destinados à drenagem urbana podem ser abertos ou fechados. Estes

últimos são ainda mais complexos, pois em eventos extremos, o escoamentolivre (quando a superfície da água não toca o topo do canal e o escoamentoocorre sob pressão atmosférica) passa a ser forçado (sob pressão). Portanto, noprojeto de um canal desses deve-se levar em conta que o escoamento éessencialmente hidrodinâmico, isto é, a vazão transportada varia no tempo e noespaço de acordo com o evento hidrológico e as peculiaridades de traçado.

A literatura preconiza que as estruturas de macrodrenagem podem serprojetadas para o escoamento de vazões de 25 a 100 anos de período deretorno. A fixação da vazão exata depende de uma análise custo-benefício, queconsidera os riscos de prejuízos e o vulto dos investimentos necessários nas

obras, da mesma forma como já comentamos em relação à microdrenagem.

Aí você pergunta: E onde entra o Analista de Controle Externo do Tribunal deContas da União nisso? Bom, digamos que há um município sofrendo ano-a-anocom enchentes no período de chuvas. Essas enchentes causam não só muitotranstorno, como perdas materiais e problemas de saúde.

Então o município faz um convênio com o Ministério das Cidades para otratamento do fundo de vale do canal principal da cidade de forma a melhorar oescoamento e aumentar a capacidade de condução de vazões. É nossa funçãoir até o local para examinar se os recursos públicos federais estarão sendo


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aplicados da melhor e mais escorreita forma. Mais do que simplesmente verificarse o recurso está sendo gasto com a obra, devemos avaliar a economicidade doprojeto, ou seja, devemos verificar se (1) as especificações técnicas dosserviços, previstas no edital de licitação, estão sendo rigorosamente seguidas e(2) se tais especificações são adequadas para que a obra atingir o objetivoproposto de reduzir os transtornos da população, conforme prometido peloprefeito em sua campanha...

IV - CONTROLE DO IMPACTO DA URBANIZAÇÃO E DEFESA CONTRAINUNDAÇÃO

O impacto da urbanização pode ocorrer sobre a quantidade de água(enchentes), quantidade de sedimentos carreados e qualidade da água. Por sermais notório, o foco das questões recai sobre o controle da quantidade de água,

e esse será nosso enfoque aqui.

As medidas de controle do escoamento podem ser classificadas em: (1)medidas de controle estruturais (junto a medidas compensatórias) e (2) medidasnão-estruturais. Como forma de se otimizar todo o sistema, é interessante adotara combinação de algumas ou várias dessas medidas, notadamente acomposição de medidas estruturais e não-estruturais.

A seguir passaremos a analisar várias dessas medidas de controle.

Medidas de Controle Estruturais

As medidas de controle estruturais são aquelas que envolvem obras deengenharia projetadas para reduzir o risco de enchentes. Envolvem também asmedidas de controle compensatórias, que são utilizadas como técnicasalternativas de drenagem pluvial para reduzir ou controlar os excedentes pluviaisgerados pela impermeabilização e a poluição de origem pluvial, além deaumentar a recarga dos aqüíferos subterrâneos. Essas medidas compensatóriasapresentam-se em diferentes escalas espaciais e, sempre que possível,próximas às fontes geradoras.

Essas obras realizadas para controle de enchentes podem ser segmentadas, de

acordo com o tipo de ação sobre o hidrograma, em:

1 - Infiltração e percolação forçadas

A infiltração é o processo de transferência do fluxo da superfície para o interiordo solo. O fluxo de água através da camada não-saturada (não encharcada) dosolo até o lençol freático (zona saturada) é denominada de percolação.Caracteriza essa zona saturada o fato de haver apenas água entre grãos, sem apresença de ar.


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As vantagens desse tipo de ação são: o aumento da recarga, preservação davegetação, redução das vazões máximas a jusante e redução do tamanho doscondutos. Além disso, contribui para a melhoria da qualidade das águasescoadas, já que diminui a concentração dos poluentes presentes nelas.

As desvantagens são que os solos podem tornar-se impermeáveis com o tempodevido à colmatação (preenchimento do vazio entre os grãos com materiaisfinos, “vedando” a passagem de água). Ademais há risco de aumento do níveldo lençol freático, atingindo construções em subsolo. Cabe destacar que aliteratura não recomenda a adoção dessa solução quando a profundidade dolençol freático for baixa. Ou seja, se o nível da água que está no subsolo jáestiver muito próximo à superfície (baixa profundidade), “forçar” uma infiltraçãoem determinado ponto pode piorar o problema em um ponto próximo, com oretorno da água à superfície, brotando do solo.

- Planos e Valos de infiltração - Os planos de infiltração são formados poráreas gramadas laterais para receberem as águas da chuva provenientes deáreas impermeáveis. Os valos de infiltração são localizados paralelamente aruas, conjuntos habitacionais ou estradas, consistem em drenar lateralmente econcentrar o fluxo em áreas adjacentes, criando condições de infiltração aolongo do seu comprimento. Funcionam como reservatórios de detenção, quandoa precipitação supera a capacidade de infiltração do solo. Têm a vantagemtambém de diminuir a poluição a jusante.

- Trincheiras drenantes ou de infiltração - As trincheiras drenantes são

compostas por drenos enterrados utilizados para captar água que percolamaciços de solo ou para conduzir este escoamento para pontos de captaçãoe/ou lançamento. Geralmente são utilizadas em bordas de pistas de rolamento,dispostas longitudinalmente para evitar a subida do nível d´água no subleito dopavimento e também são adequadas para pequenas áreas de drenagem comolotes individuais ou quarteirões.

- Bacias de percolação - Estes dispositivos provocam o aumento da recarga dolençol freático, que por sua vez deve ser baixo para aumentar a capacidade dearmazenagem. A camada superior do solo é responsável pelo armazenamento edepende muito da porosidade. A água pode ser recolhida pelo telhado por meio

de calhas pluviais, criando as condições de escoamento direto para o solo.


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Figura 7 – Bacias de Percolação (Tucci, 1995)

- Pavimentos permeáveis – utilizados em grandes áreas como

estacionamentos, áreas públicas, praças, cemitérios, entre outras. Esse tipo depavimento pode ser de concreto ou asfalto poroso, sendo construído da mesmaforma dos tradicionais, com a diferença de que o material fino é retirado damistura de forma a torná-lo permeável. Também podemos ter o pavimento deblocos de concreto vazados.

Um pavimento permeável típico é formado pelas seguintes camadas (partindo-se da camada em contato com o solo existente) :

• Solo existente;• Filtro geotêxtil;• Reservatório de Pedra com agregado de 1” a 3”;• Filtro Granular (2,5cm de espessura e agregado de ½”);• Camada de superfície: (i) concreto ou asfalto poroso (5 a 10 cm de

espessura), ou (ii) blocos de concreto vazados (com orifícios verticaispreenchidos com areia grossa) assentes sobre uma camada de areia fina(filtro);

Há que se destacar que o pavimento permeável, justamente por sua construçãoprever “vazios” (inclusive na sub-base) por onde a água possa infiltrar, possuibaixa capacidade de suporte. Deve-se alertar que em estacionamentos deve-secuidar para que o aqüífero não seja contaminado pela infiltração de óleo dosveículos.

Figura 8 – Pavimento permeável

2 - Armazenamento

De forma a se reduzir o impacto causado pela perda de capacidade dearmazenamento da bacia, muitas vezes são construídos reservatórios dedetenção. Esses reservatórios podem ser de vários tamanhos e nem semprenecessitam de grandes áreas. Segundo o prof. Carlos Tucci (UFRGS), apesarde, no Brasil, a idéia de reservatório ser a de grandes obras, o reservatório dedetenção urbano pode representar uma pequena superfície de pequeno volume,


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que faça parte de uma área pública ou de um condomínio. Completa ainda quemesmo com um volume pequeno, uma bacia dessas é capaz de reduzir asvazões de pico significativamente. Deve-se ressaltar ainda a possibilidade daconstrução de bacias de detenção subterrâneas.

Esses reservatórios objetivam amortecer os picos de enchente e retardar oescoamento, propiciando um aumento no tempo de concentração, aliviando ofuncionamento da rede de drenagem. Podem ser projetados para manteremuma lâmina permanente de água (retenção) ou secarem após seu uso(detenção), cuja diferença já vimos na introdução desta aula.

Figura 9 – Bacias de detenção/retenção (Baptista, 2007)

A literatura menciona que as instalações de detenção desse tipo que tiverammaior sucesso foram as que se integraram a outros usos, como a recreação, jáque a comunidade, no seu cotidiano, usará esse espaço de recreação. Portanto,é desejável que o projeto desse sistema esteja integrado ao planejamento douso da área.

Ademais, o armazenamento pode ser efetuado em telhados, em pequenos

reservatórios residenciais, em estacionamentos e outros. Em telhados, há anecessidade de reforço das estruturas e manutenção constante.

Em lotes, o armazenamento pode ser utilizado para amortecer o escoamento,em conjunto com outros usos como: abastecimento de água, irrigação elavagem de automóveis.

3 – Aumento da eficiência do escoamento


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O aumento na eficiência do escoamento se dá por meio de condutos e canais,drenando áreas inundadas. Esse tipo de solução tende a transferir enchentes deuma área para outra, localizada mais a jusante (rio abaixo).

Quando há o alargamento da calha fluvial a capacidade do canal de conduzirvazões aumenta, diminuindo as possibilidade de inundações naquele trecho. Nomesmo sentido, a canalização de um curso de água também amplia acapacidade do rio de transportar uma determinada vazão, seja através doaumento da seção, da diminuição da rugosidade ou do aumento da declividadeda linha de água.

Entretanto, como exposto, este tipo de solução tende a não resolver o problemaem toda sua magnitude. Além disso, devido aos impactos no desenvolvimentoambiental, a tendência é reduzir ao máximo o uso dessa medida, procurando-se

aumentar a convivência harmoniosa da população com o seu meio natural.

4 – Diques e estações de bombeamento

O dique permite proteção localizada para uma região ribeirinha contra a águaque, naturalmente, extravasaria do rio em situações de vazões elevadas.Ressalte-se que é necessário planejar-se o bombeamento das áreas lateraiscontribuintes ao dique, já que as águas pluviais que deveriam chegar ao rionaturalmente acabam ficando represadas. As regiões protegidas pelos muroslaterais (diques) também é chamada de Polderes pela literatura especializada.

Figura 10 – Esquema sobre o funcionamento de diques para proteção cont ra inundações

Os pôlderes são encontrados em grandes áreas nos Países Baixos (Holanda). Amoderna província da Flevolândia foi construída quase inteiramente sobrepôlderes.

A cidade de New Orleans (Estados Unidos) foi parcialmente destruída quandoos velhos diques de proteção se romperam com a passagem do furacão Katrina,em 2005, inundando toda a área ensecada (pôlderes).


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No estado do Rio de Janeiro, o antigo DNOS e a SERLA construíram diversospôlderes para proteção de áreas urbanas na Baixada Fluminense e para áreasrurais, como em Papucaia, o pôlder de São José da Boa Morte.

5 – Controle da Cobertura Vegetal

Outro exemplo de medida de controle de inundação estrutural é oreflorestamento da bacia hidrográfica. A cobertura vegetal tem como efeito ainterceptação de parte da precipitação que pode gerar escoamento e proteçãodo solo contra a erosão. A perda dessa cobertura para uso agrícola temproduzido como conseqüência o aumento da frequência de inundações devido àfalta de interceptação da precipitação e assoreamento dos rios. A urbanização eo desmatamento produzem um aumento da freqüência de inundaçãoprincipalmente nas cheias pequenas e médias. Nas grandes cheias o seu efeito

é bem menor, pois a capacidade de saturação do solo e o armazenamento sãoatingidos, de modo que o efeito final pouco difere.

O principal instrumento jurídico brasileiro que normatiza a proteção dos recursosambientais é a Lei Federal 4.771/65, denominada de Código Florestal (BRASIL,1965). Nesta Lei consta que é proibido qualquer uso ou manejo com finseconômicos em Área de Preservação Permanente (APP) e se preconiza que afloresta ou outra forma de vegetação natural é considerada APP quando situadaao entorno das nascentes, ao longo dos cursos d’água e na bordas detabuleiros. Quando a APP estiver situada em área urbana, deve ser observado odisposto nos planos diretores e leis municipais de uso do solo.

Nesta mesma Lei, em seu artigo 16º, a Reserva Legal corresponde à coberturaflorestal de qualquer natureza, compreendida de no mínimo 20% da área decada propriedade, onde não é permitido o corte raso. Nas propriedades ruraiscom área entre 20 a 50 hectares, neste limite percentual também podem serincluídos os maciços de porte arbóreo, sejam frutíferos, ornamentais ouindustriais.

Segundo alguns autores, o reflorestamento de bacias envolve um custosignificativo, razão pela qual esta medida se mostra frequentemente inviável.

O estudo intitulado “Reflorestamento compensatório com vistas à retenção deágua no solo da bacia hidrográfica do Córrego Palmital, Jaboticabal, SP” utilizoua metodologia Florestamentos Compensatórios para Retenção de Água emMicrobacias (FCRAM), que possibilita determinar valores de perda de água eflorestamento compensatório das perdas (Borges, 2005)

A obtenção de dados em campo, como medições de infiltração da água emdiferentes solos e respectivos usos e ocupação, permite estimar a área decobertura florestal necessária para compensar as perdas de água porescoamento superficial na bacia hidrográfica.


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A conclusão do estudo mencionado foi a de que o reflorestamentocompensatório para reter 12,21 milhões de m³/ano de perda de água na baciado Córrego Palmital deve contemplar uma área de 942,73 ha, ou seja, 8,87 % daárea da bacia. Segundo os autores, esse reflorestamento pode ser feitoprioritariamente em área de preservação permanente ou em área para comporparte da reserva legal.

Medidas de Controle não-Estruturais

As medidas não estruturais são aquelas de caráter extensivo, com açõesabrangendo toda a bacia. Apresentam natureza institucional, administrativa oufinanceira, adotadas individualmente ou em grupo, espontaneamente ou por

força de legislação, destinadas a atenuar os deflúvios (vazões) ou adaptar osocupantes das áreas potencialmente inundáveis a conviverem com a ocorrênciaperiódica do fenômeno.

As medidas de controle não estruturais, como o próprio nome diz, nãoempregam uma obra física para o controle de inundações, utilizam-seprincipalmente de medidas institucionais, como planos diretores, legislações,educação da população, etc., fundamentalmente são constituídas por ações decontrole do uso e ocupação do solo (nas várzeas e bacias). Ajudam a populaçãoa conviver melhor com as enchentes, muitas vezes diminuindo a vulnerabilidadedas pessoas das áreas de risco aos inconvenientes das enchentes.

Adicionalmente, os CUSTOS envolvidos em medidas não-estruturais sãobastante inferiores aqueles envolvidos nas medidas estruturais. Podemos citarcomo exemplos práticos de medidas não estruturais as seguintes: (i) instalaçãode vedações temporárias ou permanentes nas aberturas das estruturas; (ii)elevação das estruturas existentes; (iii) construção de novas estruturas sobpilotis; (iv) seguro de inundação; (v) instalação de serviço de previsão e de alertade enchentes com plano de evacuação; (vi) regulamentação do uso da terra(incentivos fiscais), dentre outras.

Para que haja sucesso na implantação das medidas não estruturais, a

participação da população no processo é fundamental, principalmente comrelação aos aspectos de ordem cultural que podem de alguma forma atrapalharsua implantação ou serem alterados em decorrência da efetivação de taismedidas. Deve haver o comprometimento da população, assim como dasinstituições municipais para o sucesso das intervenções.

V - QUESTÕES DE CONCURSOS RELACIONADAS AOS TEMAS TRATADOS


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Pessoal, a partir de agora resolveremos questões de concursos anteriores para,por um lado, fixar a matéria tratada na aula, por outro, fazer comentários sobrealguns detalhes que restam para fechar a matéria. Em algumas questões vocêsirão reparar que fizemos alguns destaques (sublinhados) no enunciado, que nãoexistem no original. A idéia e chamar atenção de vocês para informaçõesimportantes no julgamento do item, principalmente quando o item é classificadocomo “errado”.

(ANA/2006) 105 Essa tabela serve para mostrar a importância daparticipação dos diversos setores no processo de planejamento e gestãode recursos hídricos.GABA: C

Questão relativamente simples. Aborda a necessidade da participação de todosos setores no planejamento e gestão dos recursos hídricos, que, no que tange àdrenagem urbana, também são uma forma de medida de controle não– estrutural, de natureza administrativa-institucional.

(ANA/2006) 106 De acordo com a tabela, os efeitos da urbanização sobreos recursos hídricos são mais sensíveis nas bacias maiores.GABA: E

Essa questão cobra do candidato a interpretação da tabela acima e oconhecimento da relação entre urbanização e impermeabilização. Pela tabelapercebe-se que quanto menor a bacia, mais forte a influência daimpermeabilização. Portanto, mais sensível ela é aos efeitos da urbanização.

(DETRAN/2008) Por drenagem urbana não se entende apenas aspectosmeramente técnicos relativos à engenharia, mas também um conjunto demedidas a serem tomadas que visem minimizar os riscos e os prejuízosdecorrentes de inundações, aos quais a sociedade está sujeita.GABA: C

Como dissemos no início da aula e pôde ser percebido ao longo dela, adrenagem urbana extrapola os aspectos de engenharia e engloba outras


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medidas (administrativas, institucionais e educativas) que objetivem diminuirriscos e prejuízos causados por enchentes.

(TCU/2007) Sabe-se que a urbanização é responsável pelo aumento doescoamento superficial urbano e, conseqüentemente, pelo aumento dafreqüência das inundações, portanto, um aspecto essencial para seconseguir uma urbanização de baixo impacto é combater o incremento noescoamento superficial, de modo a manter a resposta da bacia nas suascondições naturais, prévias à urbanização. A respeito desse assunto,

ju lgue os próx imos itens .

Pessoal, aqui vai uma dica de concurseiro. Esses enunciados no CESPEsempre nos ensinam muita coisa sobre a matéria que estamos estudando.Portanto, fiquem de olho neles!

Nesse caso, vejam como o trecho acima trata exatamente do que comentamosno início da aula.

(TCU/2007) 148 Reservatórios de cheias, cuja adoção deve-se limitar àmacrodrenagem, apresentam grande eficiência hidráulica na redução dovolume de escoamento superficial, mas exigem manutenção constante.GABA: E

Pessoal, eu percebi dois erros nessa questão. Os reservatórios de cheias não selimitam à macrodrenagem. Muitas vezes têm pequenas dimensões e atuam

sobre o hidrograma de um ou alguns lotes, por exemplo. Na verdade, quantomais reservatórios “distribuídos” por toda a rede de microdrenagem, melhor paraa rede de macrodrenagem, que recebe menos contribuições! Além disso, jávimos que se recomenda, para um uso otimizado, que os grandes reservatóriosde cheias sejam de uso múltiplo. Essa previsão faz parte inclusive da PolíticaNacional de Recursos Hídricos, conforme definido pela Lei 9433/1997. Outraimprecisão, de ordem hidrológica, é dizer que esses reservatórios reduzem ovolume de escoamento superficial na bacia. Na realidade eles reduzem a vazãoquando ela está já na calha do rio.

(TCU/2007) 149 Em regiões urbanas onde não há espaço suficiente para a

implantação de uma bacia de acumulação, recomenda-se a canalizaçãodos cursos de água, dando-se preferência aos condutos fechados sobpressão.GABA: E

Vimos que as bacias não precisam ter grandes dimensões para surtirem efeitona microdrenagem (regiões urbanas). Além disso, a canalização dos cursosd’água geralmente é a última opção recomendável, devido ao seu impacto noambiente, pois, como vimos, apenas transfere o problema para jusante (rioabaixo). Por fim, dá-se preferência aos canais abertos, de escoamento livre, não


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só pelo menor custo de construção (não é necessário construir uma laje parafechamento do canal), como pelas facilidades de manutenção. Um canal ao arlivre é muito mais simples de ser limpo com equipamentos de grande porte emaior produtividade, ao contrário do canal fechado, onde os operários trabalhamconfinados.

(TCU/2007) 150 O alargamento das calhas fluviais possibilita o transportede uma vazão maior no trecho retificado, sem a ocorrência detransbordamento do rio, mas também pode simplesmente transferir a cheiade um ponto para outro, a jusante, sem cont role efetivo da cheia.GABA: C

O alargamento das calhas resolve o problema imediato das cheias no local ondeas obras ocorrem, mas passa a conduzir uma vazão maior, podendo provocar

enchentes a jusante caso as águas encontrem algum “gargalo” no sistema, ouseja, um trecho que não sofreu o mesmo tipo de obras de alargamento da calha.

(TCU/2005) No manejo de águas pluviais, procura-se garantir o escoamentoda água de chuva em períodos críticos, o que evita problemas comoinundações e erosão. Para tanto, obras de engenharia são construídascom v istas a controlar, da melhor maneira possível, impactos gerados porprecipitações críticas. Acerca desse assunto, julgue os itens que seseguem.

(TCU/2005) 199 Boca-de-lobo com abertura na guia pode ser contínua ou

com depressão.GABA: C

Na aula de hoje aprendemos que as bocas-de-lobo podem ser de guia, comgrelha ou combinada, podendo ser contínua (o escoamento mantém-se noplano) ou haver depressão (o escoamento é “forçado” para que entre naabertura) nesses três tipos.

(TCU/2005) 200 Bacias de detenção não reduzem o volume de escoamentodireto durante uma precipitação c rítica.GABA:C

Vejam como mesmo em engenharia os temas se repetem! As bacias dedetenção reduzem a vazão, mas o volume de água escoado durante umaprecipitação (ou seja, durante todo o intervalo de tempo em que estiverchovendo) é o mesmo. Professor, não entendi nada! Pessoal, a vazão é ovolume de água (m³, litros, ...) que passa por uma determinada seção de umacalha em 01 (uma) unidade de tempo (hora, segundo, ...)! Por exemplo, em umabacia hidrográfica impermeabilizada, quando não há um reservatório deacumulação, todo o volume de água de chuva (m³) escoa rapidamente e seacumula quase no mesmo momento na seção de um canal. Aquele período de


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tempo curto, concentrando grande volume, resulta em uma grande vazão deágua (m³/s). Quando há um reservatório, o volume de água que vai passar pelocanal é o mesmo, mas num período longo, pois o reservatório “libera” a águaaos poucos. Assim, as vazões são menores, mas o volume total, ressaltemos, ésempre o mesmo.

(CEHAP/2008) Os sistemas de drenagem de águas pluviais sãocomponentes essenciais da infraestrutura urbana e rural e sua concepçãoé feita com base em determinados critérios técnicos. A respeito desseassunto, julgue os itens.

(CEHAP/2008) 41 Recomenda-se que os canais de drenagem a superfícielivre sejam de seção única, dimensionados com base na vazão máxima deprojeto.

GABA: E

O erro está em dizer que a seção deve ser única e, pior, dimensionada para ovalor máximo. Os canais de drenagem a superfície livre recebem escoamentodurante todo seu trajeto. Assim, conduzem vazões pequenas no seu início, maselas vão sendo incrementadas por novas contribuições durante todo o trajeto.Seguindo este raciocínio, em um determinado ponto a jusante (rio abaixo) énecessário um canal com maior capacidade (portanto, maior seção) do que amontante (rio acima). Um dimensionamento único com base na maior vazãoimplicaria em um “superdimensionamento” (as seções mais a montante ficariam“ociosas”) e, consequentemente, teríamos uma obra com um custo maior do que

o necessário. Lembrem-se de que em breve vocês serão parte do TCU edesperdício de recursos públicos é o que devemos combater!

(CEHAP/2008) 41 Os sistemas de drenagem bem concebidos devem suportar qualquer evento chuvoso.GABA: E

O erro está em dizer que seria qualquer evento chuvoso. Os sistemas dedrenagem são projetados para conduzir a vazão de projeto. Essa vazão resultade uma chuva de projeto. Esse evento chuvoso é calculado por estatística deacordo com as precipitações anteriores. Canais que sejam capazes de conduzir

qualquer vazão, associada a “qualquer evento chuvoso”, seriam inviáveis. Daívem o conceito de período de retorno. Assim, admite-se que eventualmenteesses canais possam transbordar. Essa freqüência de transbordamentodesejada é que vai definir a TR escolhida.

(CEHAP/2008) 41 Em áreas rurais, a preferência deve ser pelos canaisabertos a superfície livre, e não pelas galerias.GABA: C


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Sempre que possível deve-se preferir canais abertos e que possam serintegrados ao ambiente que o cerca. Além de motivos ambientais, há motivostécnico-construtivos para que assim seja. Como dissemos, eventualmente, deacordo com a chuva, os canais transbordarão. As conseqüências dessaexcepcionalidade em canais fechados são mais problemáticas do que ocorre emcanais abertos.

(MPOG/2008) A tendência atual na concepção de sistema de drenagem deáguas pluviais em ambientes urbanos incentiva a utilização dasdenominadas medidas compensatórias — bacias de detenção, planos deinfiltração, trincheiras de percolação, microrreservatórios etc. — comoinstrumento de controle do escoamento superficial.

Lembrando: fiquem atentos com os enunciados!

No que se refere a essas medidas compensatórias, julgue os itens que seseguem.

(MPOG/2008) 71 A incorporação de bacias de detenção promove umamortecimento da vazão de p ico do escoamento superficial.GABA: C

Correto. Vejam que nas questões anteriores o erro era afirmar que haveriaredução do volume escoado. Agora, está correto: há redução das vazões depico devido ao efeito de amortecimento das cheias pelo reservatório.

(MPOG/2008) 73 A pavimentação de superfícies com blocos intertravadosvazados que facilitam a infiltração da água no solo é recomendada paragrandes áreas, como estacionamentos de empresas transportadoras, porexemplo.GABA: E

Pessoal, o erro principal está no fato de que, como vimos no texto teórico, essespavimentos “vazados” possuem baixa capacidade de suporte (inclusive na suasub-base, que não deve ser compactada, justamente para permitir a passagemda água). Portanto, nada mais inadequado para um local onde os veículos que

trafegam são de grande porte e carregam muito peso (caminhões detransportadoras), não é mesmo? Conforme o enunciado destaca, são blocos“intertravados”. O que significa que um único bloco que se rompa (quebre)acaba por “desestabilizar” os blocos adjacentes que são “travados” nele.Portanto, para regiões com tráfego de veículos pesados, nada como o bom evelho pavimento convencional, com a base devidamente compactada parasuportar grandes cargas.

Além disso, outro fator restritivo para o uso dos blocos impermeáveis neste casoé que esses estacionamentos costumam ficar com muito óleo no piso devido ao


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fato de que são comuns vazamentos em caminhões antigos. Assim, haveria orisco de contaminação do aqüífero, pela infiltração da água contaminada.

(MPOG/2008) 74 Estruturas compensatórias são concebidas com umaúnica finalidade: controle do escoamento superficial, sendo consideradoinadequado o uso múltip lo dessas obras.GABA: E

Pelo contrário, é fortemente recomendado o uso múltiplo dessas áreas. Jácomentamos que essas estruturas devem estar integradas no planejamento douso do solo como um todo.

(MPOG/2008)75 Para aumentar a eficiência no controle do escoamentopluvial urbano é possível utilizar, de forma combinada, mais de um tipo de

medida compensatória.GABA: C

Exatamente. A adoção de mais de um tipo de método de forma conjunta podeotimizar a eficiência do controle do escoamento.

O projeto de um sistema de drenagem de águas pluv iais impl ica a adoçãode diversos critérios para a concepção e o dimensionamento dos seuscomponentes. Sobre esse assunto, julgue os itens a seguir.

(MPOG/2008)76 Para cidades com até 50.000 habitantes, deve-se adotar, no

projeto, vazão máxima com 10 anos de tempo de retorno, enquanto, paracidades com mais de 50.000 habitantes, deve-se usar vazão máxima com15 anos de tempo de retorno.GABA: E

A questão não citou se trata de micro ou macrodrenagem. De qualquer forma, aliteratura preconiza que o sistema de microdrenagem pode ser projetado paraum período de retorno que varia de 2 a 10 anos. Já o sistema demacrodrenagem, 25 a 100 anos.

(MPOG/2008)77 Nesse tipo de projeto, a boca-de-lobo é o único

componente que não é dimensionado utilizando-se unidades-padrãodisponíveis no mercado.GABA: E

As bocas de lobo são padronizadas (L=1m), como pode ser observado no dia-a-dia. No caso de ser necessário um comprimento maior, opta-se pela utilizaçãode duas, uma seguida da outra (múltipla).


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(MPOG/2008)78 Todo o sistema de galerias de águas pluviais deve serdimensionado para trabalhar à superfície livre, isto é, à pressãoatmosférica.GABA: C

O escoamento pode ser livre ou forçado. No primeiro caso, a pressão nasuperfície do líquido é igual à atmosférica, podendo o conduto ser aberto, comonos canais fluviais, ou fechado, como nas redes de esgoto sanitário. Noescoamento forçado,a pressão é sempre diferente da atmosférica e portanto oconduto tem que ser fechado, como em tubulações de sucção e recalque ouredes de abastecimento de água.

Segundo o documento Diretrizes básicas para drenagem urbana do municípiode São Paulo, o dimensionamento de galerias deve ser feito para que estas

funcionem como condutos livres. Entretanto, há situações em queeventualmente se deve verificar alguma condição de escoamento em cargadecorrente da passagem de algum evento excepcional.

(MPOG/2008)79 É correto que o projeto preveja que o escoamento de águanas vias de trânsito de veículos possa ocorrer na área da sarjeta ou,também, na área da rua propriamente dita.GABA: C

Vimos que a sarjeta pode ser dimensionada de forma que o escoamento daágua pluvial se dê apenas por ela, ou também pela calha da rua.

(MPOG/2008)80 O dimensionamento do sistema de drenagem de águaspluviais de uma bacia hidrográfica deve ser feito de montante para jusante.GABA: C

Pessoal, o termo “montante” refere-se à área acima, rumo à cabeceira. O termo“jusante” refere-se ao trecho abaixo, rumo à foz. A partir do dimensionamentodos trechos a montante é que podemos calcular as vazões que escoarão nostrechos a jusante.

(TCE-TO/2008)No que se relaciona a drenagem urbana, entende-se porbocas de lobo as canalizações destinadas a conduzir as águas p luviais.GABA: E

A questão forneceu o conceito de galeria. As bocas de lobo captam águaspluviais para direcioná-las às galerias.

(TCE-TO/2008)No que se relaciona a drenagem urbana, entende-se porbocas de lobo os dispositivos localizados em pontos convenientes dosistema de galerias para permitir mudança de direção.


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GABA: E

O conceito fornecido é o de poço de visita. Eles são dispositivos localizados empontos convenientes do sistema de galerias para permitirem mudança dedireção, mudança de declividade, mudança de diâmetro e inspeção e limpezadas canalizações

(TCE-TO/2008)No que se relaciona a drenagem urbana, entende-se porbocas de lobo os dispositivos destinados a permitir a limpeza detubulações.GABA: E

O conceito fornecido é o de poço de visita.

(TCE-TO/2008)No que se relaciona a drenagem urbana, entende-se porbocas de lobo os dispositivos destinados a permitir a mudança dedeclividade de tubulações.GABA: E

O conceito fornecido é o de poço de visita.

(TCE-TO/2008)No que se relaciona a drenagem urbana, entende-se porbocas de lobo os dispositivos localizados em pontos convenientes nassarjetas para captação de águas pluv iais.GABA: C

Esse é o conceito de boca-de-lobo. Vale comentar ainda que esse dispositivodirecionará as águas pluviais às galerias.

No Brasil, a concepção dos sistemas de drenagem das águas pluviaisurbanas foi evoluindo e, hoje, há uma tendência clara de se privilegiar aincorporação das denominadas medidas compensatórias a essessistemas. Acerca das medidas compensatórias, julgue os itens a seguir.(TJDFT/2008)104 Bacias ou reservatór ios de detenção têm seu uso limi tadoa grandes áreas.GABA: E

Como visto, esses reservatórios não precisam ser de grandes dimensões,apresentando notável eficiência mesmo quando em menores tamanhos.

(TJDFT/2008)105 Em áreas com lençol freático pouco profundo, não érecomendado o uso de estruturas de infiltração, tais como os pavimentosporosos.GABA: C


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Correto. Se o lençol freático for pouco profundo, há o risco de que o aumento deseu nível atinja construções em subsolo.

(TJDFT/2008)106 As medidas compensatórias possuem efeitos apenassobre o controle quantitativo do escoamento pluvial urbano, mas nãoapresentam qualquer benefício para a melhoria da qualidade desseescoamento.GABA: E

Vimos que as medidas compensatórias atuam também no controle qualitativo doescoamento. É que o acontece, por exemplo, com áreas gramadas, funcionandocomo planos de infiltração ou o caso de bacias de percolação que retêmpoluentes presentes na água pluvial.

(TJDFT/2008)107 As bacias ou planos de infiltração são as alternativasmais eficientes, se comparadas às outras, pois requerem menor espaço.GABA: E

Errado. As bacias/planos de infiltração necessitam de um espaço maior do queas estruturas lineares, como valas de infiltração, por exemplo.

Pessoal,

Nos vemos na próxima aula! Um forte abraço.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

Baptista, Márcio. Notas de Aula: Trabalho de Integração Multidisciplinar I -Drenagem Urbana. UFMG, 2007.

Borges, Maurício et. al., publicado em Scientia Forestalis n. 69, p.93-103, dez.2005, disponível em http://www.ipef.br/publicacoes/scientia/nr69/cap08.pdf ).

Júnior, Hildeberto. Aulas de Sistema de Drenagem urbana, 2008 (disponível emhttp://www.dec.ufs.br)

Naghettini, Mauro. Engenharia de Recursos Hídricos: Notas de Aula. UFMG,1999.

Nascimento, Nilo O. e Heller, Leo. Ciência, Tecnologia e Inovação na Interfaceentre as Áreas de Recursos Hídricos e Saneamento. Engenharia Sanitária eAmbiental. Vol 10, n.1, jan/mar 2005.

Neto, Antônio C. Sistemas Urbanos de Drenagem, 2005


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N o m e d o A l u n o - C P F d o A l u n o


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Ramos, carlos l., et. al., Diretrizes básicas para projetos de drenagem urbana nomunicípio de são Paulo. FCTH, 1999.

Tucci. Carlos E. M., et. al., Drenagem Urbana. UFRGS: ABRH, 1995.

Tucci, Carlos E. M., et. al., Hidrologia: Ciência e Aplicação, 2ª Ed. UFRGS:ABRH, 2000.

Tucci, Carlos E. M., et. al., Avaliação e Controle da Drenagem Urbana, UFRGS,2000.

Tucci, Carlos E. M. Curso de Gestão de Águas Pluviais. 2006.

aula 00 - principais estruturas hidr_ulicas

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