diss julio camooli

JULIO FRACAROLLI CANHOLI

Medidas de Controle in Situ do Escoamento Superficial em reas Urbanas: Anlise de Aspectos Tcnicos e Legais

So Paulo

2013



Dissertao apresentada Escola Politcnica da Universidade de So Paulo para obteno do Ttulo de Mestre em Engenharia.

So Paulo

2013



Dissertao apresentada Escola Politcnica da USP para obteno de Ttulo de Mestre em Engenharia

rea de Concentrao: Engenharia Hidrulica e Sanitria

Orientador: Prof. Mario Thadeu Leme de Barros

So Paulo

2013

FICHA CATALOGRFICA

Canholi, Julio Fracarolli Medidas de controle in situ do escoamento superficial em

reas urbanas: anlise de aspectos tcnicos e legais / J.F. Canholi. -- So Paulo, 2013.

167 p.

Dissertao (Mestrado) - Escola Politcnica da Universidade de So Paulo. Departamento de Engenharia Hidrulica e Am-biental.

1.Escoamento superficial 2.Espao urbano I.Universidade de So Paulo. Escola Politcnica. Departamento de Engenharia Hidrulica e Ambiental II.t.

Lulu, Meca, Paty e Ana por todo amor e pacincia.

Srgio e Fiorenza, pela inspirao e carinho.

AGRADECIMENTOS

Agradeo a todos aqueles que direta ou indiretamente participaram deste trabalho, em especial ao meu orientador Mario Thadeu Leme de Barros pelas suas contribuies e incentivo ao desenvolvimento desta pesquisa.

Aos professores do Departamento de Engenharia Hidrulica e Ambiental da Poli, principalmente Rubem La Laina Porto, Monica Porto, Jos Rodolfo Scarati Martins e Jos Carlos Mierzwa, os quais acompanham meu desenvolvimento acadmico desde a graduao nesta escola.

Aos meus colegas da HIDROSTUDIO Engenharia, pela pacincia, cooperao e pelas muitas discusses sobre esse trabalho, especialmente a Ruy Kubota, Vera Silvia, Claudia Maria Miranda, Arnaldo Kutner, Jos Roberto dos Santos Vieira, Melissa Graciosa, Adriano Estevam, Gustavo Coelho, Roberto Falanque, Bruno Bertoni, William Vichete e Rodrigo Bertaco.

Aos engenheiros Flvio Conde da FCTH e Carla Voltarelli Silva do LabSid pela disponibilidade e auxlio com fornecimento de dados e materiais essenciais para execuo deste trabalho.

s minhas colegas do grupo de pesquisa, Vanesca Sartorelli Medeiros, Erika Tominaga e Cren Izabel Rocha.

Aos coordenadores e colaboradores do PPGEC, especialmente ao professor Sidney Seckler e Wandra Dantas.

Aos meus amigos e familiares pela compreenso nos muitos momentos de ausncia durante o desenvolvimento desta dissertao.

RESUMO

Os novos empreendimentos em construo na Regio Metropolitana de So Paulo (RMSP) ao no mitigar os impactos nos sistemas de drenagem repassam seus custos para a sociedade, a qual acaba por pagar grandes quantias em obras que se tornam rapidamente obsoletas devido ao constante aumento da impermeabilizao da bacia. Em muitas cidades ao redor mundo, buscou-se contrabalancear os efeitos da urbanizao atravs da implantao de medidas de controle na fonte encorajadas por regulamentaes, leis ou decretos. Em muitos casos, a introduo deste tipo de soluo levou a resultados adversos, no s devido escolha do dispositivo, como tambm devido s normas dispostas nas regulamentaes existentes. Foi realizado um estudo de caso para um grande empreendimento da RMSP, utilizando o software SWMM. O estudo avaliou quatro diferentes cenrios de ocupao com anlise do desempenho tanto na fonte quanto na bacia do empreendimento e na bacia de ordem superior. Entre os cenrios incluram-se situaes com a instalao de microrreservatrios e jardins de chuva. Os resultados mostraram que, utilizando a lei das piscininhas aplicvel ao municpio e ao estado de So Paulo (Lei municipal 41.814/02 e Lei estadual 12.526/07), foi possvel abater o pico de cheia em 20% nas reas diretamente controladas, e entre 11% e 9% no empreendimento e sua bacia. Na bacia de ordem superior foi observado uma piora em 0,4% no pico. Alterando a localizao dos microrreservatrios foi possvel dobrar sua eficcia. Os resultados para os jardins de chuva foram piores para os eventos pouco frequentes, porm, estes dispositivos conseguem diminuir em 64% o nmero de eventos com gerao de escoamento superficial para as reas controladas, eventos ligados fortemente qualidade das guas. Concluiu-se que a lei vigente hoje na RMSP atende apenas parcialmente seu objetivo de controle de cheias. Considerando que essa lei apresenta boa oportunidade para aumentar a eficcia do sistema de drenagem, seu contedo deve ser revisto, luz dos resultados obtidos nesta pesquisa. Alm disso, uma lei que permite controlar a poluio difusa, fator de degradao dos rios urbanos.

Palavras-Chave: Regulamentao de guas Urbanas. Controle na fonte. Planejamento e Gesto da Drenagem Urbana.

ABSTRACT

New urban developments may cause serious inconvenience on urban drainage systems when their hydrologic impacts are not properly mitigated. Many cities around the world tried to minimize the effects of urbanization by implementing source control measures encouraged by regulations, laws or ordinances. In many cases, the introduction of this type of solution has led to adverse outcomes, not only because of the choice of the device, but also due to regulations control standards. This study evaluated four different urbanization scenarios in order to analyze So Paulos ordinance efficacy on controlling hydrologic impacts of new developments. Among these scenarios, the installation of micro reservoir and rain gardens were evaluated. Results showed that it would possible to attenuate peak flows from source controlled areas by 20%., and by 11% and 9% considering the contribution from the whole development of the catchment, respectively. When the location of the micro reservoir was changed, it was possible to double the attenuation efficacy. The use of rain gardens showed worse results for peak flow attenuation. However, these devices can reduce by 64% the number of runoff events from controlled areas, which are strongly linked to water quality. It was concluded that the existing law (municipal law 41.814/02 and state law 12.526/07) only partially meets its goal for flood control. The law presents a good opportunity to increase the effectiveness of urban drainage systems and its contents should be revised in order to allow non point source pollution control and urban river degradation.

Keywords: regulations. Source Control. Urban Drainage Planning and Management.

LISTA DE FIGURAS

Figura 3.1 Hidrograma para situao anterior e posterior urbanizao ............... 22

Figura 3.2 Limites da BAT e da RMSP em contraste com a mancha urbana......... 25

Figura 3.3 Retificao do Tiet na foz do Rio Tamanduate .................................. 27

Figura 3.4 Classificao das medidas de conteno ............................................. 37

Figura 3.5 Efeitos da deteno a jusante ............................................................... 38 Figura 3.6 Resposta do hidrograma de ps-desenvolvimento com microrreservatrios .................................................................................................... 63

Figura 3.7 - Resposta do hidrograma de ps-desenvolvimento com LID .................. 63

Figura 3.8 Exemplo de bioreteno ........................................................................ 65

Figura 3.9 Poo seco em construo ..................................................................... 66

Figura 3.10 Trincheira de infiltrao ....................................................................... 68

Figura 3.11 Zona de amortecimento e filtragem prxima ao passeio ..................... 69

Figura 3.12 Bacia de infiltrao antes e aps um evento de chuva ....................... 70

Figura 3.13 Valeta gramada ................................................................................... 71

Figura 3.14 Barril de chuva .................................................................................... 72

Figura 3.15 Telhados verdes em rea densamente urbanizada em Berlim ........... 73

Figura 3.16 Perspectiva de alagado construdo para o Parque D. Pedro II ........... 75

Figura 3.17 Alagado construdo no Qiaoyuan Park em Tianjin - China .................. 75 Figura 3.18 Bloco de concreto permevel e concreto poroso asfltico no Laboratrio CTH ........................................................................................................ 77

Figura 3.19 Bacia de reteno no cemitrio da Vila Formosa ................................ 78

Figura 4.1 Ocupao nas proximidades da Cermica de So Caetano ( esquerda) em 1958 .................................................................................................................... 89

Figura 4.2 Foto area da vrzea do Ribeiro dos Meninos nas proximidades da Cermica So Caetano em 1958 .............................................................................. 90

Figura 4.3 Bacia hidrogrfica da Cermica So Caetano ...................................... 91

Figura 4.4 Bacia Hidrogrfica da Cermica So Caetano com Hidrografia (galerias) .................................................................................................................................. 92

Figura 4.5 Delimitao de sub-bacias .................................................................... 93

Figura 4.6 Diagrama unifilar da bacia de estudo .................................................... 93

Figura 4.7 - Diagrama unifilar da bacia de estudo com denominao das bacias..... 94

Figura 4.8 Representao de um reservatrio no-linear ...................................... 96

Figura 4.9 Representao do retngulo equivalente .............................................. 98

Figura 4.10 Imagem de satlite da Cermica So Caetano em 2008 .................. 104

Figura 4.11 Projeto do loteamento na rea da Cermica So Caetano ............... 104 Figura 4.12 Representao do esquema de transferncia de gua da biorreteno ................................................................................................................................ 111

Figura 5.1 Croqui do microrreservatrio utilizado para a composio de custos (sem escala) ............................................................................................................ 155 Figura 5.2 Croqui do jardim de chuva utilizado para composio dos custos (sem escala) ..................................................................................................................... 158

LISTA DE TABELAS

Tabela 3.1 Resumo das causas e efeitos da urbanizao ..................................... 24

Tabela 3.2 Concentraes de poluentes no escoamento superficial na bacia do Crrego Mandaqui ..................................................................................................... 32

Tabela 3.3 Estimativa dos sedimentos depositados na drenagem urbana............. 33

Tabela 3.4 Relao entre rea do lote e volume a reservar para Guarulhos ......... 46

Tabela 3.5 Relao entre rea do lote e volume a reservar ................................... 50

Tabela 3.6 Matriz de deciso de uso e ocupao do solo ...................................... 80

Tabela 3.7 - Matriz de deciso das caractersticas locais ......................................... 81

Tabela 3.8 Matriz de deciso de quantidade e qualidade ...................................... 82

Tabela 3.9 Nmero de dispositivos a serem combinados de acordo com a origem do escoamento e qualidade da gua do corpo receptor ........................................... 82

Tabela 3.10 Matriz de deciso de meio ambiente e comunidade ........................... 83

Tabela 4.1 Parmetros de entrada para sub-bacias .............................................. 98

Tabela 4.2 Parmetros adotados ........................................................................... 99

Tabela 4.3 Parmetros de Horton para diferentes tipos de solo .......................... 101

Tabela 4.4- Composio porcentual dos diferentes grupos de solos em cada um dos litotipos ocorrentes na Bacia do Alto Tiet .............................................................. 102

Tabela 4.5- Composio porcentual dos diferentes grupos de solos na Bacia do Ribeiro dos Meninos .............................................................................................. 102

Tabela 4.6 CN para diversos tipos de cobertura na Bacia do Ribeiro dos Meninos ................................................................................................................................ 102

Tabela 4.7 - reas impermeveis para Cermica So Caetano e loteamento ........ 105 Tabela 4.8 Volumes a serem implantados ........................................................... 105

Tabela 4.9 Galerias existentes nas sub-bacias .................................................... 105

Tabela 4.10 reas ocupadas pelos jardins de chuva de acordo com cada Lei .... 112

Tabela 5.1 Resultados para a Bacia Empreendimento ........................................ 116

Tabela 5.2- Resultado para Bacia 1 ........................................................................ 117

Tabela 5.3 Resultado para Bacia 2 ...................................................................... 118

Tabela 5.4 Resultados para as diferentes leis e cenrios de 1 a 3 para a Bacia Empreendimento ..................................................................................................... 131

Tabela 5.5 - Resultados para as diferentes leis e cenrios de 1 a 3 para a Bacia 1 ................................................................................................................................ 132

Tabela 5.6 - Resultados para as diferentes leis e cenrios de 1 a 3 para a Bacia 2 ................................................................................................................................ 132

Tabela 5.7 - Resultados para as diferentes Leis e cenrios de 1 a 4 para a Bacia Empreendimento ..................................................................................................... 148

Tabela 5.8 - Resultados para as diferentes Leis e cenrios de 1 a 4 para a Bacia 1 ................................................................................................................................ 148

Tabela 5.9 - Resultados para as diferentes Leis e cenrios de 1 a 4 para a Bacia 2 ................................................................................................................................ 149

Tabela 5.10 Custo de implantao do sistema de reservatrios .......................... 156

Tabela 5.11 Custos de manuteno anual do sistema ......................................... 157

Tabela 5.12 Custo de implantao dos sistemas de jardins de chuva nas sub-bacias ...................................................................................................................... 159

Tabela 5.13 Custo mdio anual de manuteno do sistema ................................ 159

Tabela 5.14 Benefcios aferidos para a Lei de So Paulo .................................... 160

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

APP rea de Proteo Permanente

BAT Bacia Hidrogrfica do Alto Tiet

BDI Benefcios e Despesas Indiretas

BH Belo Horizonte

CN Curve Number

DAEE Departamento de guas e Energia Eltrica

ESD Escoamento Superficial Direto

GR Guarulhos

IMP Integrated Management Practices

JC Jardim de Chuva

LID Low Impact Development

MR Microrreservatrio

PDMAT Plano Diretor de Macrodrenagem do Alto Tiet

PMSP Prefeitura Municipal de So Paulo

POA Porto Alegre

RMSP Regio Metropolitana de So Paulo

SUDS Sustainable Urban Drainage Systems

TR Tempo de Recorrncia

WSUD Water Sensitive Urban Drainage

LISTA DE SMBOLOS

A rea da sub-bacia (m)

Ae rea do empreendimento (ha)

Ai rea impermevel (%)

Aimp rea Impermevel (m)

c Coeficiente de Impermeabilizao

d Profundidade da gua (m)

dp Armazenamento em Depresso (m)

f(t) Infiltrao em funo do tempo (mm/h)

f0 Infiltrao Inicial (mm/h)

fc Infiltrao Mnima (mm/h)

i ndice Pluviomtrico (mm/h)

IP Intensidade da Chuva (mm/h)

K Constante de Decaimento (k-1)

kc Fator de Compacidade

Le Largura do Retngulo Equivalente (m)

n Coeficiente de Rugosidade de Manning

P Permetro da Bacia (m)

Q Vazo (m/s)

S Declividade (m/m)

SD Armazenamento Mximo (mm)

t Tempo (horas)

T Perodo de Retorno (anos)

V Volume (m)

Vr Volume de Reservao (m/ha)

W Largura da Sub-Bacia (m)

SUMRIO

1. INTRODUO ........................................................................................................ 17 2. OBJETIVOS ............................................................................................................. 19

3. REVISO BIBLIOGRFICA................................................................................. 20 3.1 IMPACTOS DA URBANIZAO NAS GUAS URBANAS .................................................................. 20 3.2 PANORAMA DA DRENAGEM URBANA NA RMSP .......................................................................... 24

3.2.1 Contextualizao ............................................................................................................... 24 3.2.2 Atuais Desafios .................................................................................................................. 29

3.3 GERENCIAMENTO DA DRENAGEM URBANA ................................................................................. 34 3.3.1 Formas de Manejo do Escoamento Superficial ............................................................ 36 3.3.2 Medidas de Controle Locais e Regionais ...................................................................... 37 3.3.3 Medidas de Controle na Fonte ........................................................................................ 38

3.4 ARCABOUO LEGAL E REGULAMENTAES DISPONVEIS .......................................................... 40 3.4.1 As Experincias Internacionais ....................................................................................... 41 3.4.2 As Experincias Brasileiras ............................................................................................. 43 3.4.3 Anlise Crtica sobre as Regulamentaes para Controle do Escoamento na Fonte 51

3.5 NOVOS CONCEITOS EM DRENAGEM URBANA ............................................................................. 57 3.6 SISTEMAS DE DRENAGEM URBANA SUSTENTVEIS (SUDS) ..................................................... 58 3.7 URBANIZAO DE BAIXO IMPACTO (LID)..................................................................................... 60

3.7.1 Dispositivos Utilizados em Projetos de LID e SUDS ................................................... 63 3.7.2 Anlise Comparativa e Adequao dos Dispositivos .................................................. 78 3.7.3 Anlise Crtica sobre LID e SUDS .................................................................................. 83

4. ESTUDO DE CASO ............................................................................................... 88

4.1 METODOLOGIA DE TRABALHO ...................................................................................................... 88 4.1.1 Caracterizao da Bacia .................................................................................................. 89 4.1.2 Discretizao da Bacia para Fins de Modelao Hidrolgica .................................... 92 4.1.3 Etapas de Anlise dos Dispositivos................................................................................ 94

4.2 MODELO DE SIMULAO HIDROLGICA ...................................................................................... 95 4.2.1 Breve Descrio do Modelo SWMM .............................................................................. 97 4.2.2 Sub-Bacias ......................................................................................................................... 97 4.2.3 Infiltrao .......................................................................................................................... 100 4.2.4 Ns e Arcos ...................................................................................................................... 105 4.2.5 Dados Pluviomtricos ..................................................................................................... 106 4.2.6 Dimensionamento dos Microrreservatrios ................................................................. 109 4.2.7 Escolha da Tcnica de Baixo Impacto e seu Dimensionamento ............................. 110

5. RESULTADOS OBTIDOS................................................................................... 113

5.1 RESULTADOS PARA CONTROLE DA QUANTIDADE ..................................................................... 113 5.1.1 Efeito do Aumento da Impermeabilizao Comparao dos Cenrios 1 e 2 ..... 113 5.1.2 Efeito da Utilizao dos Microrreservatrios - Cenrio 3 .......................................... 119 5.1.3 Anlise Comparativa com Alterao na Localizao e no Tipo de Reservatrios - Cenrio 3 Modificado ................................................................................................................... 133 5.1.4 Efeito da Utilizao de Jardins de Chuva Cenrio 4 .............................................. 135

5.2 RESULTADOS PARA O INDICADOR DE QUALIDADE ..................................................................... 149 5.2.1 Anlise de Custo das Alternativas ................................................................................ 154

5.3 ANLISE FINAL DO ESTUDO DE CASO ........................................................................................ 161

6. CONCLUSO ........................................................................................................ 164

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REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ...................................................................... 168 APNDICE A CARACTERSTICAS DAS BACIAS SIMULADAS ................ 175 APNDICE B VOLUMES IMPLANTADOS ....................................................... 179 APNDICE C ORAMENTOS ............................................................................ 181

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1. INTRODUO

Desde o incio do sculo XX os municpios que hoje compem a Regio Metropolitana de So Paulo (RMSP) vm desenvolvendo e implantando medidas para a mitigao dos eventos de inundao e seus inerentes danos.

A RMSP ainda encontra-se em franco desenvolvimento, principalmente nas zonas perifricas, e essa nova ocupao ocorre de forma totalmente no planejada, com a populao ocupando reas de risco, principalmente reas de proteo permanente (APP) junto a rios e crregos, em geral reas de vrzeas destinadas ocupao por enchentes naturais. Nas reas j consolidadas, nota-se um movimento de adensamento, com potencial aumento de impermeabilizao do solo, e tambm de mudana no uso do solo.

Em uma regio com grande carncia de investimentos em reas como educao, sade e segurana, o montante de recursos direcionados para a drenagem urbana restrito. Isto posto, torna-se imprescindvel que os poucos recursos, quando aplicados em novas obras de controle de cheias, no se tornem rapidamente obsoletos devido expanso da urbanizao, uma vez que esta gera novos impactos negativos no ciclo hidrolgico local.

Os novos empreendimentos habitacionais, comerciais e industriais, construdos ou em construo na RMSP tem gerado um incremento na impermeabilizao do solo da bacia. O aumento da impermeabilizao, e o consequente aumento nos aportes de volumes e vazes no sistema pblico de drenagem, so responsveis, em grande parte, pelo aumento da frequncia das inundaes e pela alterao do ciclo de vida dos dispositivos de drenagem. Soma-se a este problema a instalao de sistemas de microdrenagem convencionais, com o afastamento rpido das guas pluviais, que tendem a amplificar os picos de vazes devido reduo do tempo de concentrao das bacias.

Os novos empreendimentos, ao no mitigar esse impacto, repassam seus custos para a sociedade, a qual acaba por pagar grandes quantias em obras que se tornam rapidamente obsoletas devido ao aumento da ocupao e desenvolvimento da bacia. Na verdade, o empreendedor privado deveria, de alguma forma, ser

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responsabilizado pela gerao de escoamentos superficiais ampliados em seu novo empreendimento. Isto incluiria o aporte de recursos para a sua operao e manuteno, minimizando desse modo, os impactos negativos na drenagem local e regional.

A conteno das guas drenadas em reas urbanas, principalmente em zonas onde os sistemas de drenagem se mostram prximos saturao, pode auxiliar na reduo dos picos de cheia, quer pela reservao de volumes, como pelo retardamento da transferncia destes para os corpos receptores.

Em muitas cidades ao redor mundo, buscou-se contrabalancear os efeitos da urbanizao atravs da implantao de medidas de controle na fonte. Essas medidas usualmente so encorajadas a partir de regulamentaes como, por exemplo, restries de descargas mximas, ou manuteno das descargas aos nveis de pr-urbanizao (impacto zero).

Nesse sentindo esta dissertao de mestrado pretende analisar a viabilidade destas medidas para a manuteno de nveis aceitveis de escoamento superficial em uma regio em expanso to problemtica como a RMSP, bem como as formas de desenvolvimento de uma possvel regulamentao, e o custo de implantao destas alternativas.

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2. OBJETIVOS

A presente dissertao apresenta uma anlise das leis, decretos, normas e regulamentaes mais utilizadas em grandes centros urbanos para o controle do escoamento superficial in situ em novos empreendimentos, principalmente com relao s metodologias de clculo nas quais estes dispositivos se baseiam.

Para tanto foram realizados estudos comparativos entre as diferentes regulamentaes nacionais encontradas, visando verificar as suas eficcias sob os pontos de vista tcnico, econmico e ambiental.

A partir desses estudos comparativos, pretendeu-se desenvolver subsdios tcnicos de forma generalizada os quais podem dar suporte a uma reviso do decreto de lei que regulamenta a aplicao destas medidas de controle. As leis analisadas so aplicadas em algumas cidades brasileiras. A dissertao deu maior destaque lei vigente na cidade de So Paulo.

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3. REVISO BIBLIOGRFICA

3.1 IMPACTOS DA URBANIZAO NAS GUAS URBANAS

O crescimento vertiginoso da urbanizao dos municpios brasileiros tem provocado mudanas profundas no ciclo hidrolgico das bacias hidrogrficas nas quais eles esto inseridos.

A falta de planejamento, inerente ao rpido desenvolvimento e crescimento dessas cidades, assim como a ineficaz fiscalizao e regulamentao da ocupao e do uso do solo, tem aumentado os problemas relacionados s guas urbanas, envolvendo questes relacionadas sua quantidade e qualidade.

A urbanizao altera significativamente as condies naturais de infiltrao, cobertura vegetal, topografia e as redes naturais de drenagem superficial das guas. Modifica sobremaneira os processos de como as guas se distribuem entre a superfcie terrestre, o subsolo e a atmosfera.

Os maiores impactos decorrentes dessa interao so consequncia do uso de gua para abastecimento pblico, do desenvolvimento de atividades econmicas e tambm devido relao dos assentamentos urbanos com as guas de chuva e as superfcies das cidades. A partir dessas duas interaes, podemos dividir os impactos da urbanizao das guas em gerao de esgotos e alterao dos fatores hidrolgicos relacionados s guas de chuva (BUTLER e DAVIES, 2011).

Sendo assim, a gua tanto uma artria como uma veia para a vida urbana, e a existncia dos aglomerados urbanos provoca alteraes no somente restritas quele local, mas com reflexos em toda a bacia (TUCCI e MARQUES, 2000).

Os efeitos da urbanizao nos processos hidrolgicos resultam principalmente da alterao do uso do solo, que tem por consequncia a impermeabilizao causada pela deposio do tecido urbano sobre a superfcie e a remoo da cobertura vegetal. CAMPANA e TUCCI (1994) demonstraram que o grau da urbanizao pode ainda amplificar seus efeitos. Esta amplificao relaciona-se principalmente com a densidade do assentamento urbano, o que acarreta em maiores usos de materiais

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impermeveis, como asfaltamento de ruas, na consolidao da infraestrutura e, mais importante, na valorizao do espao fsico, que leva ao aumento da presso sobre as reas ribeirinhas e de vrzeas alterando significativamente o curso natural dos rios e suas condies de escoamento.

A impermeabilizao das superfcies pelo avano da urbanizao impede o armazenamento de gua no solo e, por conseguinte a recarga dos aquferos, diminuindo o escoamento de base dos crregos, tendo influncia direta no regime de escoamento e na qualidade das guas. Geralmente ligada remoo de vegetao e terraplanagem, a impermeabilizao do solo reduz a interceptao das guas de chuva pelas plantas e o armazenamento em pequenas depresses do solo.

Como resultado, ocorre um incremento significativo no volume de gua a ser escoado superficialmente. Este escoamento, ao ocorrer nas superfcies das reas urbanizadas, atinge velocidades muito superiores do que aquelas usuais ao escoamento nas superfcies naturais do solo. Desta maneira, possvel observar uma diminuio no tempo de concentrao da bacia, isto , no tempo necessrio para toda a bacia contribuir no seu exutrio. Os cursos dguas existentes podem ser afetados, principalmente em sua estabilidade, a partir da impermeabilizao de apenas 10% da superfcie da bacia (BOOTH e JACKSON, 1997).

O tempo de concentrao pode ser ainda drasticamente diminudo a partir do momento que a bacia comea a contar com superfcies revestidas e dispositivos que tem como funo realizar a conduo das guas de chuva para os corpos dgua, como calhas, sarjetas e tubulaes, como tambm alteraes no revestimento e na morfologia dos prprios cursos dgua como canalizaes rpidas e galerias.

O uso desses materiais e tcnicas pode ser extremamente nefasto para a drenagem superficial conforme descrito por LEOPOLD (1968). Em seu estudo foi demonstrado que uma bacia em processo de urbanizao pode ter ampliado o seu pico de cheia em duas vezes somente devido impermeabilizao de seu solo. Com a adoo de condutos para o afastamento das guas essa ampliao pode ser seis vezes superior quela natural (TUCCI, 1993).

Como consequncia, o efeito da impermeabilizao devido urbanizao leva a maiores volumes de escoamento superficial e picos mais elevados e agudos, devido

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ao menor tempo de concentrao, e a tempos de base menores devido ineficiente recarga dos aquferos (PAZWASH, 2011).

Outro aspecto significativo modificado pela impermeabilizao a frequncia com que eventos de chuva geram escoamento superficial. Nos eventos de alta frequncia, associados a precipitaes baixas e que tenderiam a infiltrar quase que completamente, o processo de urbanizao provoca, alm da gerao do escoamento superficial, um acrscimo em seus tempos de base devido ao maior volume de gua. A Figura 3.1 apresenta as caractersticas do hidrograma de uma bacia antes e depois da urbanizao.

Fonte: (TUCCI, 2005) Figura 3.1 Hidrograma para situao anterior e posterior urbanizao

Outra importante caracterstica hidrolgica alterada neste processo relaciona-se presena de vegetao e ao potencial de evapotranspirao. A remoo da vegetao diminui o potencial de evapotranspirao da bacia e o seu efeito no controle da temperatura, importante principalmente nos pases de clima mais quentes. A substituio da vegetao por materiais de menor calor especfico tende a aumentar esse efeito. LIN et al. (2008), em estudo realizado em Taiwan, observou um aumento de at 5 C no centro urbano, junto a uma reduo de 10% na umidade. O aumento da temperatura e da rugosidade (esta devido construo de prdios altos) tende a aprisionar massas convectivas que, segundo o mesmo autor, podem aumentar em 28% a ocorrncia de chuvas convectivas de final de tarde.

Um dos fatores mais afetados pela urbanizao a qualidade das guas. De acordo com a USEPA (2000), o escoamento superficial a fonte mais comum de poluio

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das guas urbanas. Os poluentes presentes em reas urbanas, diferentemente das contribuies devido s descargas de esgotos domsticos e industriais, se caracterizam pelo carter difuso de suas fontes.

A natureza aleatria dos eventos de chuva agrega ainda mais incerteza com relao ao impacto da urbanizao na qualidade das guas. A composio e magnitude do escoamento superficial altamente dependente do tempo, uma vez que os eventos de chuva e a prpria gerao do escoamento superficial so intermitentes. Assim, tanto a taxa de escoamento, quanto as cargas poluentes podem variar em diversas ordens de grandeza durante um perodo chuvoso (PAZWASH, 2011). Os principais poluentes encontrados no escoamento superficial urbano so: sedimentos, nutrientes, substncias que consomem oxignio, metais pesados, hidrocarbonetos de petrleo, bactrias e vrus patognicos (TUCCI, 2005).

Os sedimentos gerados durante a ocupao e construo do tecido urbano provocam alm da piora da qualidade da gua o assoreamento dos condutos e canais. Juntamente com a coleta ineficiente dos resduos slidos aps a consolidao do assentamento urbano, eles so responsveis pela necessidade continua de manuteno das redes de drenagem.

Como pode ser observado na Tabela 3.1, existe uma grande inter-relao entre as diversas causas e efeitos relacionados urbanizao e os impactos em suas guas. Esta inter-relao junto interdisciplinaridade dos fatores envolvidos nos obriga ao tratamento da questo das guas urbanas de maneira integrada.

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Tabela 3.1 Resumo das causas e efeitos da urbanizao

Fonte: NAKAZONE (2005), adaptado.

3.2 PANORAMA DA DRENAGEM URBANA NA RMSP

3.2.1 Contextualizao

Este item faz uma breve descrio da rea estudo, que compreende a Bacia Hidrogrfica do Alto rio Tiet (BAT), que praticamente contem a totalidade da Regio Metropolitana de So Paulo (RMSP), com seus 39 municpios e populao aproximada de 20 milhes de pessoas.

CAUSAS EFEITOSmaiores picos de vazo e volumes

reduo do tempo de concentrao

reduo das interceptaes e da evapotranspirao

reduo do coeficiente de rugosidade

maiores picos de vazo

reduo do tempo de concetrao e velocidade

degradao da qualidade da gua

obstruo, estrangulamentos e assoreamento

alterao da paisagem urbana

degradao da qualidade da gua

molstias de veiculao hdirca

maiores picos de vazo e volumes

reduo do tempo de concetrao

produo de sedimentos por processos erosivos

assoreamento de canais e galerias

maiores danos e prejuzosmaiores picos de vazo e velocidade de escoamento

maiores custos de utilidades pblicas

Ocupao Irregular das Vrzeas

Impermeabilizao

Sistema de Drenagem Convencional

Resduos Slidos

Rede de Esgotos Insuficientes

Desmatamento e Ocupao Irregular de Encostas

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Erguida sobre uma extensa regio, quase que integralmente convergindo para um nico rio, o Tiet, a RMSP praticamente se confunde com a bacia hidrogrfica do Alto Tiet (BAT), que abrange uma rea de drenagem de 5.650 km. Entende-se como BAT a poro desta bacia hidrogrfica compreendida entre as suas nascentes em Salespolis e a Barragem de Pirapora, pouco a montante da cidade de Pirapora do Bom Jesus (DAEE, 2009). A Figura 3.2 abaixo apresenta os limites da BAT, da RMSP junto com a sua mancha urbana.

Fonte: (DAEE, 2009) Figura 3.2 Limites da BAT e da RMSP em contraste com a mancha urbana

As inundaes urbanas nesta grande bacia no fugiram ao receiturio comum s grandes metrpoles. Na maior parte destas, o crescimento das reas urbanizadas se deu de maneira acelerada, e s em algumas a drenagem urbana foi considerada fator preponderante no planejamento da sua expanso (CANHOLI, 2005).

A necessidade de novas reas notadamente para a expanso industrial em So Paulo levou ao aterramento das extensas vrzeas existentes junto aos rios Tiet e Tamanduate devido a suas baixas declividades. Isto originou o incio da retificao e canalizao dos rios e crregos no Alto Tiet. A necessidade de gerao de

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energia eltrica motivou tambm a ocorrncia deste processo principalmente no Rio Pinheiros.

Posteriormente, o prprio crescimento urbano associado aos aumentos nas enchentes exigiu a contnua ampliao das calhas dos rios e crregos da macrodrenagem local.

Assim, vrios projetos foram desenvolvidos: de Joo Fonseca Rodrigues (1922), de Saturnino de Brito (1925), de Lysandro P. da Silva (1950) e Convnio Hibrace (1968), ressaltando-se aqui diversos estudos e projetos de ampliao da calha. Destacam-se dentre estes ltimos, os projetos de ampliao de 1980 e de 1986, ambos elaborados pela PROMON, o ltimo embasando o atual projeto de melhoria hidrulica do rio, finalizado em 2005 (DAEE, 2009).

Paralelamente, as vrzeas dos rios foram incorporadas ao sistema virio por meio da denominadas vias de fundo de vale. O sistema virio funcionou, conforme sua prpria essncia, como indutor do crescimento atraindo intensa ocupao (SILVA, 2000). A consolidao da urbanizao em inmeras partes da cidade levou s consequncias salientadas no capitulo anterior. Ademais, o tratamento da questo de forma pontual e o carter higienista, a partir das experincias com o afastamento dos esgotos, dado drenagem das guas pluviais contribuiu para o agravamento dos impactos resultantes de inundaes urbanas. A Figura 3.3 apresenta a retificao do Rio Tiet na foz do Rio Tamanduate.

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Fonte: (DAEE, 2009) Figura 3.3 Retificao do Tiet na foz do Rio Tamanduate

Os conceitos at ento em voga, tinham como principal objetivo a remoo mais eficiente possvel das guas pluviais (TUCCI, 2005). Como resultado viu-se a implantao de galerias de guas pluviais e seus acessrios, retificaes e canalizaes dos rios e crregos de forma a acelerar a drenagem do escoamento superficial, trazendo graves consequncias para as sub-bacias de jusante (BARROS, PORTO e TUCCI, 1995). Com o aumento das inundaes, como reflexo do aumento da urbanizao, das prprias canalizaes e da ocupao das reas de vrzea, ocorreu a replicao destes conceitos e dessas estruturas por toda a bacia.

As frequentes inundaes que passaram a atingir a RMSP podem ser classificadas como (BARROS, PORTO e TUCCI, 1995):

Inundaes ribeirinhas: devido a ocupao irregular do leito maior dos rios e crregos. Este tipo de ocupao ainda compete pela supresso de volumes de reservao natural que sero requeridos a jusante (CANHOLI, 2005);

Inundaes devido urbanizao;

Inundaes localizadas: devido falta de capacidade dos condutos j obsoletos, obstrues, falta de manuteno e outros.

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Em 1998, a RMSP apresentava cerca de 500 pontos de inundao, os quais acarretavam alm dos danos materiais, centenas de caso de leptospirose e graves impactos no sistema de sade. Nesse cenrio, destacava-se a necessidade inadivel de planificar aes preventivas, onde possveis, e corretivas, onde o problema j se encontrava instalado (CANHOLI, 2005).

A falha ao no incorporar a drenagem na fase inicial do desenvolvimento urbano em geral resulta em projetos muito dispendiosos ou, em estgios mais avanados, na sua inviabilidade tcnico-econmica (BRAGA, 1994).

Com estas prerrogativas, nasce em 1998 o Plano Diretor de Macrodrenagem da Bacia do Alto Tiet (PDMAT), com o objetivo central de promover o planejamento da drenagem de maneira integrada ao planejamento urbano, com especial ateno s relaes entre as bacias hidrogrficas.

O PDMAT buscou identificar em cada bacia analisada as principais causas de inundao e pontos de estrangulamento e props medidas que pudessem compatibilizar as capacidades de veiculao existentes com a capacidade do Rio Tiet. Desta maneira foram identificadas as vazes de restrio para cada curso dgua, definidas por critrios tcnico-econmicos e ambientais, de forma a garantir que as descargas dos afluentes estivessem adequadas capacidade da calha do Tiet. Quando ultrapassada a vazo de restrio deve ter o seu pico abatido atravs da reteno dos volumes, o mais prximo das reas onde foram gerados (CANHOLI, 2005). Assim, buscou-se evitar que os problemas fossem transferidos para jusante.

Outros importantes conceitos aplicados no PDMAT foram:

a preservao das vrzeas remanescentes a montante da barragem da Penha para o controle dos volumes gerados nas bacias de montante, o que, eventualmente, resultou na implantao do denominado maior parque linear do mundo, o Vrzeas do Tiet;

a gesto integrada junto aos diferentes municpios, uma vez que os limites das bacias hidrogrficas no respeitam barreiras legais e institucionais;

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a viso de que o gerenciamento da drenagem um problema de alocao de espao, onde a supresso de reas de inundao, naturais ou no, acarretaro em na sua realocao para reas de jusante;

os elementos de drenagem so parte integrante da infraestrutura urbana e seu planejamento deve ser multidisciplinar e harmonizado com os demais projetos.

Foram planejadas e efetivamente implantadas, diversas medidas estruturais e no-estruturais para o controle das inundaes na RMSP. Entre as medidas estruturais mais importantes esto cerca de 45 bacias de reteno para controle dos picos de enchente, amortecimentos de vazes em canais lentos junto a parques lineares e destamponamento de rios e crregos. Medida no-estrutural importante em funcionamento desde 1976 o Sistema de Alerta a Inundaes do Departamento de guas e Energia Eltrica (DAEE).

Com a implantao do PDMAT, e de sua reviso o PDMAT-2, buscou-se a normalizao do risco de projeto para os eventos de cheia por etapas com tempos de recorrncia sucessivamente crescentes, de at 100 anos, uma vez que este risco hidrolgico internacionalmente aceito como adequado para grandes cidades. Aps 13 anos do incio da sua implantao, e em sua terceira reviso, importantes obras foram j implantadas, tanto pelo Governo do Estado de So Paulo, quanto pelas prefeituras da regio, resultando em ganhos diretos e indiretos, porm os problemas relativos drenagem urbana seguem causando danos considerveis RMSP, exemplo disso foram as inundaes observadas na cidade em 2010 e 2011.

3.2.2 Atuais Desafios

As mudanas de paradigma proporcionadas pelos novos conceitos abordados pelo plano diretor produziram resultados apenas para o controle quantitativo das guas pluviais urbanas e das enchentes ribeirinhas.

A histrica ausncia de polticas integradas e busca por solues harmnicas entre os sistemas urbanos e os sistemas naturais tambm um fator significativo da

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gesto das guas na atualidade. No se pode ignorar ainda que a expanso urbana sem planejamento e os fatores acima apontados so resultantes das condicionantes econmicas, sociais e polticas que a antecedem (POMPEO, 2000).

Um dos principais problemas enfrentados pela RMSP a expanso da mancha urbana. Segundo (SILVA, 2000), a expanso da metrpole expe a seguinte dinmica:

rarefao demogrfica relativa nas zonas mais centrais;

adensamento de populao em reas perifricas, especialmente:

a) entre as represas do Guarapiranga e Billings na Zona Sul;

b) a Oeste, em direo ao sistema rodovirio da Castelo Branco;

c) a Leste, nas reas de vrzeas que so de preocupao do PDMAT, especialmente a montante da barragem da Penha, destacando-se suas extremidades.

A rarefao nas zonas centrais se d principalmente devido valorizao deste espao frente ao tempo de deslocamento entre a casa e ao emprego. Hoje esta a principal vantagem competitiva no mercado imobilirio.

Segundo JACINTHO, ALMEIDA e GOVEIA (2009), na cidade de So Paulo, a impermeabilizao do solo pode alcanar valores entre 53,7% para o distrito do Jaragu, at 84,3% para distrito do Brs. Eles apontam maior impermeabilizao nos distritos da zona central e leste, acompanhando as bacias hidrogrficas do rio Tiet e seus afluentes da margem esquerda, como o Tamanduate e o Aricanduva. De fato, so regies com ocorrncia frequente de eventos de alagamento que causam inmeros transtornos populao paulistana e so, por isso, alvo de constantes investimentos em infra-estrutura de combate s inundaes.

Conforme MAYS (2001), essa expanso perifrica um dos principais problemas relacionados gesto de guas de chuva e traz com ela graves consequncias. Metrpoles como Nova York e Chicago apresentaram padres de deslocamento na urbanizao semelhante ao que a RMSP observa hoje. O resultado foi que nos ltimos 25 anos a populao de Nova York cresceu 5%, enquanto sua superfcie

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ocupada aumentou em 61%. Em Chicago o fenmeno foi semelhante, com um acrscimo de 4% em habitantes e 35% em rea urbana.

Este tipo de expanso, geralmente reflete uma ocupao de diferentes densidades populacionais, ou seja, enquanto nas reas centrais existe uma tendncia verticalizao, a ocupao das reas perifricas em sua grande maioria feita por residncias unifamiliares. Ademais, as regies perifricas das regies metropolitanas por estarem distantes dos plos de servios e empregos, so mal atendidas por transporte de massa, o que acarreta em uso intenso de automvel, que, por consequncia, acarreta em um maior nmero de metros quadrados asfaltados por habitante.

Alm desta implicao, ocorre a difuso de estruturas de veiculao de vazes, como sarjetas e galerias que, alm de amplificar o problema, estas redes, devido s caractersticas da ocupao, se tornam demasiadamente longas e caras. Estas novas ocupaes ainda impactam sobremaneira o ambiente natural devido ao aumento do nmero de fontes difusas de poluio e fragmentao de remanescentes vegetais.

Conforme SILVA (2000) e TUCCI (2005) existem ainda problemas relativos ao controle da cidade ilegal, ou seja, aquela que foge s regras de zoneamento e normas de construo. Muitas vezes esses assentamentos se desenvolvem em reas de risco de inundao, como vrzeas e reas ribeirinhas, o que ulteriormente faz com que gerem e, ao mesmo tempo, sofram impactos das inundaes urbanas, gerando novos passivos quanto ao controle desse fenmeno.

A expanso das reas urbanas compromete os esforos e recursos empreendidos para o controle e mitigao dos impactos das enchentes. Desta maneira, alm de um efetivo plano de zoneamento e controle da ocupao, devem ser adotadas medidas que complementem o controle do escoamento superficial, principalmente para estas novas reas.

Outro problema no satisfatoriamente endereado na RMSP o controle da poluio difusa. Este tipo de poluio se encontra intimamente ligado aos eventos de chuva de altssima frequncia. Conforme GUO e URBONAS (1996), 95% dos eventos geradores de escoamento superficial so de recorrncia inferior a dois anos.

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MAYS (2001) ressalta ainda que para o funcionamento integrado e sustentvel de um plano de manejo de guas pluviais, devem ser includos os eventos de alta e baixa frequncias.

Segundo PORTO (2001) difcil estabelecer correlaes quanto produo de cargas poluentes e o tipo de uso do solo urbano. Esta particularidade ocorre devido s diferentes densidades e taxas de impermeabilizao em cada setor de uma regio urbanizada. Um problema tambm recorrente em regies urbanizadas de pases em desenvolvimento que a adequada avaliao do impacto resultante de cargas oriundas de poluio difusa acaba sendo mascarada pela grande quantidade de esgotos no tratados nos corpos dgua. Em tempo, a legislao ainda estabelece sistema separador absoluto, mas na prtica isto no ocorre devido s ligaes clandestinas (TUCCI, 2001).

Levantamentos realizados por MARTINS et al. apud PORTO (2001) no crrego Mandaqui em So Paulo entre 1985 e 1991 apresentam alguns constituintes do escoamento superficial e sua respectiva concentrao. A Tabela 3.2 apresenta esses constituintes.

Tabela 3.2 Concentraes de poluentes no escoamento superficial na bacia do Crrego Mandaqui

TUCCI (2001) compilou os dados relativos ao transporte de sedimentos na cidade de So Paulo. A Tabela 3.3 apresenta esses dados.

Poluente Mdia (mg/l) Desvio Padro (mg/l)

DBO 166 181

DQO 447 462

Slidos Totais 669 473

Slidos Sedimentveis 6,98 5,86

Fosfatos 0,341 0,392

Nitrognio Total 23,9 26,9

Coliformes Fecais (x 104/ ml) 3,55 5,42

Coliformes Totais (x 104/ ml) 2,98 6,42

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Tabela 3.3 Estimativa dos sedimentos depositados na drenagem urbana

O resultado da falta de controle da poluio difusa, segundo os mesmo autores, leva as seguintes alteraes nos corpos dgua:

alteraes paisagsticas;

assoreamento;

eutrofizao;

depleo do oxignio dissolvido;

contaminao patognica;

danos devido a substncias txicas.

Nos 39 municpios da RMSP, dos quais 37 pertencem total ou parcialmente Bacia do Alto Tiet, praticamente inexiste qualquer tipo de legislao especfica para a drenagem urbana. Apenas os municpios de Guarulhos, Santo Andr e So Paulo apresentam iniciativas desta natureza, como se ver adiante.

A ausncia ou o fraco desenvolvimento, planejamento, regulao e controle da drenagem urbana mostra que a RMSP apresenta um quadro ainda incipiente no que pode-se chamar de sustentabilidade em drenagem urbana.

Segundo BUTLER e DAVIES (2011), os aspectos que devem nortear as futuras polticas relativas drenagem urbana e a sustentabilidade so aquelas que promovam:

manuteno da sade pblica;

controle de enchentes no mbito local e regional;

preveno da degradao da qualidade ambiental;

diminuio da utilizao de recursos naturais.

RioCaractersticas da Fonte de

Sedimento

Volume

(m/km.ano)Tiet sedimento de dragado 393

Tributrios sedimento de fundo 1400

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confiabilidade de longo termo das tecnologias implantadas e adaptabilidade aos futuros requisitos, assim como acessibilidade financeira e aceitao pblica.

Finalmente, o quadro de desenvolvimento da regio frente aos enormes desafios mostrados sugere, portanto, o estudo de medidas que possam ser propostas visando complementar aquelas j em aplicao, objetivando a melhoria no funcionamento dos sistemas de drenagem.

3.3 GERENCIAMENTO DA DRENAGEM URBANA

Nos ltimos 40 anos a engenharia de recursos hdricos relacionada s guas urbanas e especificamente drenagem urbana sofreu uma verdadeira revoluo. Os critrios anteriormente seguidos em projetos de sistemas, ditos higienistas ou clssicos, foram totalmente revistos, tendo em vista que alm dos problemas relacionados quantidade de gua e danos inerentes ocorrncia de inundaes, observou uma crescente degradao da qualidade da gua dos rios e ecossistemas urbanos.

Em meio a esses desafios, surgiram novos conceitos e tcnicas com o objetivo de recuperar, o mximo possvel, as condies hidrolgicas locais anteriores ocupao da bacia. Essas tcnicas, ditas alternativas ou compensatrias, buscam, atravs da utilizao de diferentes processos fsicos e biolgicos, e da viso multidisciplinar e sistmica do problema, garantir a diminuio do volume escoado aps a urbanizao, a manuteno do tempo de concentrao da bacia, o controle das velocidades de escoamento, a manuteno da qualidade da gua e o uso da gua de chuva.

Segundo BAPTISTA, NASCIMENTO e BARRAUD (2005), essas tcnicas apresentam inmeras vantagens com relao ao enfoque tradicional, possibilitando a modulao do sistema de drenagem em funo do crescimento urbano e o tratamento combinado das questes de drenagem pluvial com as outras questes urbansticas, indo de encontro com os conceitos do desenvolvimento sustentvel das cidades.

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Assim, nascem nos pases desenvolvidos movimentos, conceitos e mtodos de forma a atingir plenamente esses objetivos. Lentamente, ganham espao na gesto dos sistemas de drenagem urbana tcnicas consolidadas como as de Urbanizao de Baixo Impacto, Low Impact Development (LID) nos Estados Unidos, e Sistemas de Drenagem Urbana Sustentveis, Sustainable Urban Drainage Systems (SUDS), no Reino Unido, e Water Sensitive Urban Drainage (WSUD) na Austrlia (BUTLER e DAVIES (2011) e DOD (2004)).

A mudana radical de paradigma com relao a esses sistemas, contudo, pode ainda provocar problemas devido ao mau uso dessas tecnologias, muitas vezes devido ao desconhecimento quanto adequao do uso delas face a situao enfrentada. Outro problema resultante disso, como se ver adiante, o modo como se difunde o seu uso, a necessidade de participao dos habitantes da bacia e, tambm, a manuteno para funcionamento eficiente desses sistemas.

No Brasil, salvo excees, o projeto dos sistemas de drenagem urbana ainda realizado seguindo os conceitos clssicos, em muito j superados. Cidades como So Paulo, Porto Alegre, Rio de Janeiro e Belo Horizonte, buscam h alguns anos introduzir esses novos conceitos a partir da reviso de seus planos diretores e da atualizao do corpo tcnico das prefeituras e rgos estatais com a nova tecnologia. A tarefa, conforme demonstra a experincia, no tem sido das mais fceis. Na RMSP, embora esses conceitos j estejam amplamente difundidos e encontrem na figura do DAEE, gestor estadual da macrodrenagem da RMSP, um agente pr-ativo a este respeito, a falta de uma estrutura institucional especificamente ligada aos problemas relativos drenagem urbana leva a uma lenta evoluo da situao vigente. Nos municpios, com exceo da Prefeitura de So Paulo que j adota esses conceitos em seus projetos, embora se note avano quanto legislao e novas formas de gesto do problema, o quadro no muito diferente.

A seguir, apresenta-se um breve resumo do quadro atual da gesto da drenagem urbana no Brasil e no mundo, suas qualidades, conceitos e deficincias.

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3.3.1 Formas de Manejo do Escoamento Superficial

A partir da definio de medidas de controle que visam a minimizar os danos decorrentes das inundaes, pode-se praticar o manejo mais adequado da drenagem urban. Segundo CANHOLI (2005), essas medidas podem ser classificadas de acordo com sua natureza em medidas estruturais e no estruturais.

As medidas estruturais compreendem as obras de engenharia que se caracterizam por serem intensivas, como de acelerao do escoamento, de retardamento do fluxo, de desvio do escoamento e que englobem a introduo de aes individuais ou coletivas de forma a tornar as edificaes protegidas contra os eventos de enchentes, e extensivas, como dispositivos disseminados na bacia, recomposio da cobertura vegetal e medidas de controle da eroso do solo.

As medidas no estruturais procuram disciplinar ou adequar a ocupao territorial, o comportamento da populao frente questo da drenagem e as atividades econmicas. So medidas que geralmente envolvem custos menores e horizontes mais longos de atuao. Entre as medidas mais utilizadas podemos citar: regulamentao de uso e ocupao do solo; educao ambiental para controle da poluio difusa, eroso e lixo; seguro enchente e sistemas de alerta e previso de inundaes.

Muitas das solues podem abranger ambos os grupos de medidas em complementaridade, no sendo, portanto, esses conceitos totalmente distintos quanto a sua classificao.

As medidas podem ser tambm classificadas de acordo com local em que as solues so implantadas. Elas podem ser classificadas em:

Medidas de Controle Regional;

Medidas de Controle Locais;

Medidas de Controle na Fonte.

As duas primeiras categorias podem ser englobadas sob a classificao de medidas de controle de jusante em consequncia do posicionamento relativo de suas

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estruturas na bacia. Geralmente as intervenes que ocorrem nessa escala atuam nos principais rios e crregos de maneira bem localizada. J a ltima tem carter distribudo, ou seja, geralmente implantada de maneira disseminada nos lotes e edificaes da bacia, buscando o controle do escoamento superficial o mais prximo possvel da fonte geradora. Cabe ressaltar que muitas vezes a classificao dos sistemas de drenagem depende do referencial em que se trabalha.

A Figura 3.4 apresenta uma forma de classificar os limites entre os diversos locais de interveno na bacia.

Fonte: (CANHOLI, 2005) Figura 3.4 Classificao das medidas de conteno

3.3.2 Medidas de Controle Locais e Regionais

Entre as medidas estruturais mais utilizadas para controle local ou regional segundo URBONAS e STAHRE (1993) e CANHOLI (2005) podemos citar:

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Reteno ou Deteno atravs da implantao de reservatrios para controle de cheias, ou bacias de sedimentao. Os efeitos da deteno a jusante so apresentados na Figura 3.5.

Fonte: (CANHOLI, 2005) Figura 3.5 Efeitos da deteno a jusante

Retardamento da Onda de Cheia atravs da diminuio da velocidade mdia de translao do escoamento pelo canal;

Polderizao de reas com intuito de proteger reas ribeirinhas ou litorneas que se situam em cotas inferiores aos nveis de mar ou de cheia em rios.

3.3.3 Medidas de Controle na Fonte

Nas bacias hidrogrficas urbanas o deflvio se forma nos lotes residenciais, comerciais e industriais, bem como nas reas pavimentadas e estacionamentos. As tcnicas de controle na fonte buscam conter o escoamento superficial na origem de sua formao (GRACIOSA, 2005).

Tradicionalmente, os lotes urbanos tambm adotaram caractersticas de drenagem baseadas nos princpios higienistas utilizados para a macrodrenagem, com o mesmo objetivo de afastar as guas pluviais o mais rpido possvel de seu ponto de captao. Assim, a impermeabilizao do lote era vista como uma medida eficiente para alcanar este objetivo (OHNUMA JUNIOR, 2008).

Atualmente, esto sendo implantadas e desenvolvidas medidas e polticas de modo a controlar os escoamentos no lote, com o intuito impedir a propagao dos impactos nos volumes e vazes para o restante da bacia. Essas medidas,

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denominadas no-convencionais ou compensatrias, buscam minimizar os impactos inerentes a urbanizao atravs de medidas que promovam a infiltrao, percolao, interceptao e deteno/reteno do escoamento.

As vantagens de utilizar sistemas de controle na fonte so ((URBONAS e STAHRE, 1993) e (OHNUMA JUNIOR, 2008)):

maior flexibilidade para encontrar locais propcios para instalao dos dispositivos;

os dispositivos podem ser padronizados;

aumento da eficincia de transporte de vazo nos canais existentes;

melhoria da qualidade da gua e da recarga dos aqferos;

valorizao da gua no meio urbano.

J as desvantagens esto relacionadas a:

capacidade de investimento dos proprietrios privados;

difcil fiscalizao da operao e manuteno;

conflito de interesse com o uso da gua de chuva;

efetividade no controle de cheias na bacia como um todo.

Estes aspectos sero discutidos em maior profundidade adiante.

As medidas de controle na fonte podem ser classificadas em trs grupos diferentes, de acordo com os elementos e princpios utilizados.

Disposio no Local - constitudo principalmente por medidas que promovem a infiltrao e percolao. Nesta categoria se enquadram as valetas de infiltrao, pavimentos porosos, bacias de infiltrao, poos secos e outros;

Controle de Entrada - estes dispositivos visam restringir a entrada dos escoamentos nos sistemas de drenagem promovendo a sua reservao. Esta reservao pode ser temporria ou permanente. Fazem parte dessa categoria depresses em estacionamentos e praas, telhados verdes, cisternas.

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Deteno in situ - compreendem os reservatrios ou reas de reservao implantados para controlar reas urbanizadas restritas como condomnios, loteamentos e distritos industriais.

3.4 ARCABOUO LEGAL E REGULAMENTAES DISPONVEIS

Nas ltimas dcadas o controle do escoamento na fonte vem ganhando grande relevncia devido ao potencial desta tcnica em mitigar os efeitos adversos resultante da urbanizao (MAYS, 2001). O maior problema relacionado a este tipo de controle que a sua efetividade depende dos proprietrios privados, o que torna imprescindvel o desenvolvimento de instrumentos legais que viabilizem a adoo destas prticas.

As autoridades envolvidas na gesto da drenagem urbana usam instrumentos legais de dois grupos distintos: instrumentos voluntrios, que incluem subsdios tcnico-econmicos, e instrumentos compulsrios como taxa de drenagem, ou mesmo dispositivos regulatrios e decretos para o controle e disciplinamento do aumento do escoamento superficial. Segundo PETRUCCI, DEROUBAIX e TASSIN (2011) os primeiros instrumentos tendem a provocar um efeito pontual no desenvolvimento de medidas de controle na fonte, enquanto que o segundo pode ter um efeito generalizado.

Do ponto de vista hidrolgico, segundo o mesmo autor, os objetivos das regulamentaes que determinam taxas de drenagem ou aquelas que visam a determinao da obrigatoriedade de implantao de dispositivos de reteno nos empreendimentos seriam os mesmos.

Isto pode ser justificado pelo fato de que para ambas se almeja a reduo de riscos de inundao na bacia, alterando-se apenas o modo de atingi-lo. Ou seja, muda-se apenas a forma como se d o investimento. Enquanto que com a obrigatoriedade de medidas individuais o gasto para construo e operao dos dispositivos diretamente realizado pelo empreendedor privado, com a taxa de drenagem se passa primeiramente o recurso para o rgo pblico responsvel e posteriormente realizado o investimento ou financiado o sistema de drenagem e a sua operao.

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Assim, o resultado atingido seria bastante similar, no importando o instrumento escolhido.

Porm, deveria ser discutido com maior profundidade o benefcio, na bacia como um todo, das medidas potencialmente aplicveis tanto na primeira quanto na segunda alternativa. Uma vez que no segundo caso podem ser estudadas medidas de maior eficincia na reduo dos riscos quando se considera a bacia como um todo para um mesmo montante de investimento.

Em muitos pases foram formuladas diversas polticas para que o controle do escoamento na fonte pudesse ser devidamente implementado e expandido, porm a tarefa de desenvolver e encontrar uma regra que consiga resolver o problema de uma bacia urbana ainda difcil.

3.4.1 As Experincias Internacionais

As leis e as regulamentaes da drenagem urbana existentes em diversos pases mostram a aplicao de diferentes metodologias. Os mtodos podem variar de regio para regio em um pas, de estado em estado ou sustentarem-se em metodologias normatizadas nacionalmente. Entre os pases com maior nmero de regulamentaes publicadas podemos citar os Estados Unidos e o Reino Unido.

Os legisladores, na tentativa de acelerar o mximo possvel a implantao de dispositivos de controle desenvolveram limites para o escoamento superficial da bacia a partir de duas abordagens (PETRUCCI, DEROUBAIX e TASSIN, 2011):

adoo de uma taxa especfica mxima admissvel de escoamento superficial;

desenvolvimento de frmula para o clculo da vazo de pr-desenvolvimento, a qual dever ser mantida aps a urbanizao da bacia.

Segundo FAULKNER (1999), no Reino Unido, possvel encontrar regulamentaes baseadas em ambas abordagens. De acordo com a agncia ambiental local existem regulamentaes para o controle do escoamento superficial para oito diferentes regies do Reino Unido:

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Tmisa e Angliana: as vazes de ps-desenvolvimento devem ser iguais queles de pr-desenvolvimento calculadas pelo mtodo de MAFF, uma variao do Mtodo Racional (CAWLEY e CUNNANE, 2003), onde as vazes que podem ser descarregadas aumentam de acordo com o perodo de recorrncia da chuva. O maior evento que deve ser reservado o de 100 anos;

Sul: limite de descarga de 7 l/s.ha. Essa regulamentao tambm conhecida como 1 em 1 ano, significa que eventos de ps-desenvolvimento com tempos de recorrncia de at 100 anos devem ser armazenados e descarregados de acordo com a vazo de 1 ano de pr-desenvolvimento;

Sudeste: 1 em 1 ano com reservao para vazes superadas em mdia uma vez a cada 100 anos;

Gales: de 2 a 6 l/s.ha., com reservao para vazes superadas em mdia uma vez a cada 25 anos, quando no h risco a jusante. Nos outros casos devem ser adotados reservatrios para vazes de 100 anos de perodo de retorno.

Central: de 4 -6 l/s.ha, com reservatrios iguais aos previstos em Gales;

Noroeste: devem ser igualadas as vazes de pr-desenvolvimento calculadas pelo mtodo FSR(CAWLEY e CUNNANE, 2003). Deve ser disponibilizado reservatrio com volume para eventos de 100 anos;

Nordeste: 1 em 1 ano ou de 3 a 6 l/s.ha.

Nos Estados Unidos tambm no existe unanimidade com relao s normas a serem adotadas. Na costa leste americana, notadamente nos estados de Nova Jersey, Pensilvnia, Nova York e Massachussets, possvel observar algumas diferenas com relao aos parmetros utilizados para o controle do escoamento na fonte. Entre as regras de descarga podemos elencar(PAZWASH, 2011):

nenhum aumento nas vazes de 1 a 100 anos com relao as vazes de pr-desenvolvimento;

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nenhum aumento nas vazes de 2 a 100 anos com relao as vazes de pr-desenvolvimento;

descarga admissvel de 75% das vazes de pico de 2 a 100 anos;

manuteno das vazes de 2 a 100 anos com reservatrio para 90% da chuva de 1 ano (durao de 24 horas) com descarga em 36 horas para a melhoria da qualidade da gua;

reduo das vazes de 10 anos de ps desenvolvimento aos nveis da vazo de 2 anos de pr-desenvolvimento. Essa regra prev ainda a manuteno das vazes de 100 anos aos nveis de pr-desenvolvimento.

Na costa oeste algumas das regras encontradas so para Denver, onde a vazo descarregada dever respeitar a de 10 anos de pr-desenvolvimento em qualquer caso (16,7 l/s.ha) e para Seattle, onde a legislao prev que a vazo mxima de descarga admissvel seja de 14 l/s.ha (TUCCI, 2005).

Na Frana, regulamentaes parecidas so encontradas nos arredores de Paris:

Seine-Saint-Denis: devem ser implantados reservatrios para que a vazo efluente mxima seja de 10 l/s.ha;

Valle de lOrge: o escoamento superficial s pode ser admitido a uma taxa de 1 l/s.ha, aps tentativas de infiltrao e reteno para uso da gua de chuva, e deteno. A chuva de projeto para esta reteno de 55 mm em 4 horas, o que equivale a uma chuva de 20 anos.

3.4.2 As Experincias Brasileiras

No Brasil, a legislao especfica relativa drenagem urbana e uso do solo de competncia dos municpios, conforme definido no artigo 30 da Constituio Federal. A Lei do Saneamento Bsico (11.445/07) prev o manejo integrado da drenagem urbana junto aos esgotos, resduos slidos e abastecimento pblico. A legislao e regulamentaes acerca desses assuntos so geralmente

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desenvolvidos em consonncia com os Planos Diretores Municipais, que, todavia, devem seguir as premissas previstas na lei federal.

A legislao j implantada em algumas cidades brasileiras difere, em alguns casos, sensivelmente daquelas existentes nos Estados Unidos e na Europa. Nas cidades de So Paulo, Belo Horizonte, Guarulhos e Rio de Janeiro, as leis j preveem frmulas de clculo do volume a ser reservado em relao s reas impermeveis. Uma hiptese para este tipo de abordagem que ela simplifica e elimina a necessidade de estudos hidrolgicos completos para cada lote.

J as cidades de Porto Alegre e Curitiba apresentam legislaes semelhantes quelas desenvolvidas internacionalmente, como ser visto a seguir.

3.4.2.1 So Paulo

A cidade de So Paulo incorporou em seu Cdigo de Obras (Lei Municipal 11.228/92) a chamada Lei das Piscininhas (Lei Municipal 13.276/02), posteriormente regulamentada pelo Decreto 41.814/02.

Esta lei objetiva implantar pequenos reservatrios de deteno em empreendimentos com reas impermeabilizadas superiores a 500 m ou nas reformas com impermeabilizao superior a 100 m. O volume de reservao a ser implantado aquele resultante da Equao 1.

= 0,15 Equao 1 Onde:

a rea impermevel em m; a intensidade da chuva em mm/h; a durao da chuva em horas; V o volume de reservao em m.

A Lei determina que a intensidade de chuva deve ser igual a 60 mm/h e o tempo de durao da chuva igual a 1 hora, o que equivale, segundo MARTINEZ e MAGNI

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(1999), a uma chuva com tempo de retorno de 10 anos. O fator 0,15 interpretado como sendo a porcentagem de rea que deve permanecer permevel, de acordo com o Cdigo de Obras, em qualquer lote.

Como o nico dado varivel da equao a rea impermevel do empreendimento equivale a dizer que o empreendedor deve instalar um reservatrio que contenha 9 mm de chuva nessa rea.

O projeto de Lei Municipal 01-0079/11 pretende ampliar o escopo da lei existente para todos os novos empreendimentos, independente do tamanho da rea impermeabilizada.

O Cdigo de Obras prev ainda que todos os lotes do municpio permaneam com 15% de sua rea permevel (Lei Municipal 13.558/03) e, no caso da utilizao dos pavimentos drenantes (Lei Municipal 11.509/94), dever ser considerada somente a rea permevel do mesmo.

A lei estadual 12.526 de 2007 ampliou a abrangncia da mesma lei para todo o estado de So Paulo.

Outras iniciativas com relao a legislao referente a drenagem urbana do municpio so a Lei de Controle de Obras em Terrenos Erodveis (Lei Municipal 11.380/93) e o Projeto de Lei Municipal 315/02, que prev o desconto de taxas e impostos para os lotes que mantm 20% de sua rea permevel. Este projeto foi julgado ilegal pela Cmara e, posteriormente, arquivado.

3.4.2.2 Guarulhos

O Cdigo de Obras do Municpio de Guarulhos (Lei Municipal 5617/00) expressa a necessidade de construo de reservatrios de reteno/deteno para todos os lotes construdos ou em licenciamento. Os volumes de reservao a serem disponibilizados so apresentados na Tabela 3.4.

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Tabela 3.4 Relao entre rea do lote e volume a reservar para Guarulhos

De acordo com o cdigo, o reservatrio poder no ser construdo caso seja apresentada justificativa de que no piora a situao existente. Para reas superiores a um hectare dever ser realizado estudo hidrolgico especfico com acompanhamento dos rgos responsveis.

3.4.2.3 Santo Andr

O municpio de Santo Andr instituiu atravs da Lei Municipal 7606/97 a Taxa de Drenagem de guas Pluviais. O custo decorrente da prestao dos servios de operao e manuteno dos sistemas de micro e macrodrenagem dividido proporcionalmente entre cada usurio, segundo a contribuio volumtrica das guas advindas de seu respectivo imvel, lanadas ao sistema de drenagem urbana. O valor mensal da taxa individual obtido pela multiplicao do custo mdio mensal, por metro cbico, do sistema de drenagem, pelo volume produzido em cada imvel. A contribuio volumtrica obtida por uma equao adaptada do Mtodo Racional, e apresentada na Equao 2.

= 1,072 10 Equao 2 Onde:

o volume lanado pelo imvel em m; o coeficiente de impermeabilizao, adimensional; o ndice pluviomtrico em mm/h (mtodo Otto Pfasteter); a rea impermevel em m.

rea (m) Volume (m) Volume Equivalente (mm)125 0,5 4250 1 4300 1,5 5400 3 5500 3,5 5600 3,5 6

>600 6L/m >=6

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No texto da lei no especificado como realizada a escolha da durao da chuva e a sua frequncia.

3.4.2.4 Porto Alegre

O municpio de Porto Alegre prope em seu Plano Diretor de Drenagem Urbana uma proposta de regulamentao para a reduo dos impactos da urbanizao. Segundo a proposta, deve ser de responsabilidade de cada empreendedor a manuteno das condies prvias da capacidade de infiltrao do empreendimento, evitando-se assim a transferncia para o restante da populao do nus da compatibilizao das novas condies de drenagem.

Desta maneira, todas as propriedades com rea superior a 600 m devero ser dotadas de dispositivos que mantenham a vazo na sada do empreendimento em no mximo 20,80 l/s.ha.

O clculo da vazo detalhadamente apresentado por TUCCI (2001). Resumidamente, foi calculada a vazo de pr-desenvolvimento correspondente a situao mais prxima da situao natural, pelo Mtodo Racional com durao de chuva de 1 hora e tempo de retorno de 10 anos. De acordo com o plano, as vazes que excederem o valor de 20,8 l/s.ha devero ser armazenadas em reservatrio ou infiltradas em solo. O mesmo ressalta que esse valor dever ser respeitado para qualquer tempo de retorno, seja ele superior ou inferior ao de referncia (10 anos). Para o dimensionamento do volume, o mesmo autor sugere a Equao 3

= 4,25 Equao 3 Onde:

volume em m; porcentagem de rea impermevel (%); rea do empreendimento em hectares (ha). Para efeito de comparao com a legislao de So Paulo, considerando uma rea de 500 m totalmente impermevel, pela legislao de Porto Alegre deveria ser

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disponibilizado um volume para a conteno de 44 mm de chuva, ao invs de 9 mm como em So Paulo. Enquanto para So Paulo seria instalado um reservatrio de 4,5 m, segundo a regulamentao de Porto Alegre esse volume seria de 22,5 m.

3.4.2.5 Curitiba

O Plano Diretor de Drenagem para bacia do Rio Iguau na Regio Metropolitana de Curitiba, adota as mesmas premissas do Plano de Porto Alegre. A vazo de pr-desenvolvimento a ser respeitada neste caso de 27 l/s.ha. O volume de reservao pode ser obtido pela Equao 4, apresentada a seguir:

= 2,456 , Equao 4 Onde:

volume em m/ha; tempo de retorno da precipitao em anos; rea impermevel em %. A equao sugere volumes progressivos de acordo com a frequncia de chuva determinada. Para efeito de comparao, no caso de uma rea impermevel de 500 m e evento com perodo de retorno de 10 anos, deveria ser instalado um reservatrio para uma chuva equivalente a 54 mm ou 27 m.

3.4.2.6 Belo Horizonte

Belo Horizonte foi um dos municpios precursores no desenvolvimento de legislao especfica para drenagem. Em seu Plano de Desenvolvimento Urbano (1996) previu que toda a rea permevel de um loteamento poderia ser impermeabilizada desde que fosse construdo um reservatrio com volume equivalente a 30 l/m. No Plano foi previsto uma exceo para a construo dos reservatrios desde que um engenheiro atestasse a inviabilidade do mesmo.

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Para efeito de comparao, no caso de um lote com 500 m de rea impermeabilizada, deve ser disponibilizado um reservatrio com altura equivalente de chuva de 30 mm ou 15 m.

3.4.2.7 Rio de Janeiro

A legislao do Rio de Janeiro similar paulistana, incluindo o mtodo de dimensionamento do reservatrio (Decreto 23.940/04). Este decreto, porm sofreu modificaes significativas ao longo do tempo.

O Decreto 30.912/09 excluiu a necessidade de implantao dos reservatrios para residncias que possam ser financiadas por famlias dentro da faixa de 1 a 6 salrios mnimos. Por fim, o Decreto 32.199/10 excluiu as residncias que drenam suas guas diretamente para o oceano, lagoas ou para as galerias diretamente conectadas a estes corpos dgua.

3.4.2.8 Comentrios

Conforme exposto, o quadro referente s legislaes internacionais e nacionais utilizadas apresenta grande heterogeneidade. Embora estas regulamentaes sejam baseadas em princpios similares, as metas de controle estipuladas so bastante diferentes.

O quadro apresentado para as referncias internacionais apresenta uma forma de abordagem do problema com referncia aos diferentes perodos de retorno. Este tipo de regulamentao sugere que ao menos, seja realizado um estudo hidrolgico por profissional competente para a determinao do volume de controle. Este mtodo permite tambm levar em conta fatores hidrolgicos especficos do local que possam alterar de maneira mais ou menos significativa o volume final a ser disponibilizado, alm da verificao da eficcia do sistema frente as caractersticas hidrolgicas da bacia e sua melhor localizao. Outra vantagem a possibilidade de

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construo de um dispositivo de descarga que reproduza as diferentes descargas de vazes naturais para os diversos tempos de retorno.

Entre essas regulamentaes, percebe-se que existe uma grande diferena no grau de controle requerido, onde algumas apresentam restries de veiculao de vazo bastante rgidas. As consequncias deste tipo de abordagem sero comentadas mais adiante nesta dissertao. As regulamentaes que utilizam a obrigatoriedade de manuteno de certa taxa de escoamento tambm apresentam diferentes graus de rigidez quanto ao controle a ser realizado.

J as legislaes publicadas no Brasil apresentam, de forma geral, um quadro homogneo com relao ao mtodo com que os volumes devem ser calculados. So equaes que levam em conta a rea impermevel do empreendimento e podem ser facilmente aplicadas. Essas regulamentaes eliminam a necessidade de estudos hidrolgicos e padronizam os volumes a serem disponibilizados. Fato importante a ser ressaltado a variao do volume equivalente a ser disponibilizado, varia de 5 mm em Guarulhos a 54 mm em Curitiba, embora os ndices pluviomtricos dessas cidades sejam bastante similares. A Tabela 3.5 apresenta a relao das chuvas para TR 10 anos e 1 hora para as cidades analisadas.

Tabela 3.5 Relao entre rea do lote e volume a reservar

As leis no consideram qualquer tipo de anlise custo-benefcio para a determinao dos volumes, e o porqu da escolha do perodo de retorno. Um bom equilbrio entre os custos do dispositivo dentro da propriedade e os benefcios de sua implantao determinante para que a lei seja corretamente seguida pelos empreendedores. A determinao de volumes somente pela anlise hidrolgica local (para certo perodo de retorno) acaba gerando, em alguns casos, grandes volumes de reservatrio a serem disponibilizados que, na prtica, podem no ter viabilidade tcnica ou

Lei Municipal Volume Equivalente (mm) Chuva TR 10 / 1 hr (mm) Relao de Volume/ChuvaGuarulhos 6 60 10%So Paulo 9 60 15%Rio de Janeiro 9 58 16%Belo Horizonte 30 48 63%Porto Alegre 44 51 86%Curitiba 54 65 83%

Volumes de Reservao e Chuvas Intensas

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econmica. Desta maneira, vemos na regulamentao carioca dispositivos legais que permitem a dispensa da disponibilizao do volume por famlias de baixa renda.

Com relao ao reuso das guas, tanto a lei paulista quanto a lei do Rio de Janeiro apresentam regras que estimulam o controle de qualidade, embora na lei paulista exija-se outro reservatrio para a acumulao das guas de chuva, uma vez que tal uso conflitante com o controle de cheias.

Embora haja citaes nas leis nacionais quanto ao necessrio aumento na capacidade de infiltrao no h maiores comentrios sobre como atingir tal melhora ou obrigatoriedade a respeito.

3.4.3 Anlise Crtica sobre as Regulamentaes para Controle do Escoamento na Fonte

Conforme os relatos e discusses apresentados nos itens anteriores nota-se que o controle do escoamento na fonte no possui at hoje um quadro de conceitos uniformes para a sua aplicao.

Como consequncia, as autoridades geralmente se baseiam em mtodos e abordagens simplistas na maioria das vezes focadas na taxa mxima admitida de escoamento superficial por rea ocupada. Isto se deve, em parte, a necessidade dos tomadores de deciso de buscar uma soluo urgente tanto para o controle das inundaes como para reduzir a degradao ambiental das bacias (PETRUCCI, DEROUBAIX, & TASSIN, 2011).

Assim, foram adotadas solues em escala local com a ideia implcita de que, se as medidas de controle na fonte so efetivas localmente, seus efeitos positivos tambm se estendem a toda a bacia (FAULKNER, 1999). Na maioria dos casos, o controle do escoamento na fonte feito a partir da introduo de microrreservatrios no lote, ou de pequenas bacias de deteno nos empreendimentos. Em muitos casos, a introduo deste tipo de soluo levou a resultados adversos, no s devido a escolha do dispositivo, como tambm devido s normas dispostas nas

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regulamentaes existentes (BOOTH e JACKSON (1997) e EMERSON, WELTY e TRAVER (2005)).

Os problemas com relao a esses mtodos relacionam-se com vrios aspectos, comentados a seguir:

o Mtodos de Estimao de Vazo Utilizados

A grande maioria das regulamentaes se baseia no controle e amortecimento da vazo de pico de ps-desenvolvimento aos nveis de pr-desenvolvimento. Geralmente a anlise hidrolgica realizada para este fim, baseia-se na adoo do Mtodo Racional ou outras frmulas empricas derivadas desta. Segundo CAWLEY e CUNNANE (2003), estes mtodos so bastante confiveis para a anlise de bacias com reas entre 5 e 100 ha quando no existem sries de dados disponveis. J as tcnicas de controle na fonte necessitam muitas vezes de resultados de referncia para reas de 0,01 a 2 ha. O escoamento resultante dessas pequenas reas fortemente relacionado s suas caractersticas topogrficas e, essas reas, muitas vezes, no possuem nenhum elemento fsico que a caracterize como uma bacia (como um curso dgua) dificultando por vezes a aplicao direta do mtodo.

FENNESSEY et al. (2001) acrescenta que muitas vezes esses mtodos superestimam a vazo de pr-desenvolvimento, geralmente devido a uma interpretao equivocada ou uso incorreto do coeficiente de deflvio, o que resulta na admisso de maiores descargas aps o desenvolvimento da bacia. STRECKER (2001) afirma ainda que esses mtodos alm de terem sido desenvolvidos para a avaliao de vazes de cheia com o objetivo de projetar canais de maneira bastante conservadora, vazes superdimensionadas, no levam em conta que o escoamento superficial no deriva somente da quantidade de chuva, mas tambm de como esta se desloca no tempo e no espao, da saturao antecedente do solo, tipo de vegetao da bacia, compactao do solo entre outros. Na definio das vazes de pr-desenvolvimento deve-se considerar com cautela as metodologias adotadas nas estimativas de infitrao. Os modelos do tipo chuva-vazo, usualmente adotados sem calibrao com dados observados, tendem a amplificar os volumes escoados nas precipitaes de perodo de retorno de at 5 anos para as condies de pr-desenvolvimento, subestimando os volumes a serem reservados e os picos a serem abatidos (STRECKER, 2001).

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o Tempos de Retorno Utilizados e Durao da Chuva

Os tempos de retorno geralmente utilizados nas regulamentaes e no projeto de dispositivos de controle na fonte variam de 2 a 100 anos. Segundo EMERSON, WELTY e TRAVER (2005), os perodos de retorno utilizados representam apenas uma pequena frao dos eventos anuais, perto dos 3%, o que resulta na falta de manejo dos outros 97% (chuvas com tempo de retorno inferiores a 2 anos). Conforme apresentado anteriormente, esse tipo de evento se relaciona sensivelmente com a qualidade das guas. Na prtica tambm desconsidera que boa parte dos sistemas de macro e microdrenagem no so dimensionados para eventos de magnitude superior a 10 anos.

Os efeitos da urbanizao so normalmente menos significativos para tempos de retorno maiores, devido ao fato que esses eventos tm maior probabilidade de ocorrncia durante as estaes midas do ano, quando o solo encontra-se parcialmente ou totalmente saturado, com baixa capacidade de infiltrao. A construo de dispositivos em lotes para o atendimento de eventos to raros pode ser ineficiente do ponto de vista hidrolgico, alm de extremamente antieconmico, uma vez que ocupam grandes reas e so pouco utilizados (FAULKNER, 1999).

De acordo com FENNESSEY et al. (2001) boa parte dos decretos ignora os eventos de baixos tempos de recorrncia, fazendo com que os efeitos da urbanizao sejam propagados a jusante, sem controle, para chuvas com recorrncias de at 5 anos. Uma forma de reverter as inconvenincias relacionadas a este aspecto elaborar regras que propiciem o controle para o todo o espectro de eventos (WULLIMAN e URBONAS, 2007).

FAULKNER (1999) acrescenta que o tempo de durao da chuva usado no dimensionamento dos dispositivos tambm apresenta inconsistncias que podem alterar significativamente a eficcia dos mesmos e tambm seus custos. Muitos dos decretos utilizam durao de chuvas superiores durao crtica e tempos de retorno excessivamente longos, que, conforme, no representam de maneira adequada os fenmenos de cheias em bacias urbanas. Eventos de chuva muito longos so, assim como os tempos de retorno maiores, menos significativos para as cheias urbanas uma vez que as bacias urbanas so geralmente pequenas, com pequenos tempos de concentrao (o que caracteriza uma resposta rpida do

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sistema), e geralmente apresentam sistemas hidrulicos com restrio de descarga. Devido a essas caractersticas as duraes de chuva mais importantes para o sistema no so aquelas que possam gerar o maior volume de chuva possvel, mas aquela que apresenta a pior condio do ponto de vista da gerao de picos elevados.

o Localizao do Dispositivo na Bacia e Interao com o Sistema de Drenagem

A escolha da localizao do dispositivo de controle no interior da bacia um dos aspectos mais importantes para o sucesso deste tipo de obra e pode influenciar na eficcia de todo o sistema de drenagem.

FANG et al. (2010) realizaram estudo com a alocao de dispositivos de controle de cheias em vrios locais na bacia de acordo com a urbanizao. Os autores estudaram trs diferentes locais para a implantao de empreendimentos urbanos e analisaram os impactos nas vazes. A concluso dos autores que, na bacia de estudo, o desenvolvimento de reas muito a montante (cabeceiras), devido ao tempo de translao da onda de cheia e amortecimento nos crregos, apresentam menor aumento de vazo nas reas de jusante. J a urbanizao prxima ao centro da bacia apresenta maior aumento do pico de cheia nas reas de jusante, e, quando controladas com reservatrios produzem resultados satisfatrios, uma vez que ao controlar a parte superior da bacia promove-se a defasagem dos picos de montante e jusante. Por ltimo, ao controlar somente a parte final da bacia, pode, em algumas situaes ocorrer o contrrio, a defasagem pode provocar o encontro de picos de montante e jusante, agravando a situao de cheias, ou seja, cada situao bastante particular, onde deve se buscar a melhor localizao para os reservatrios.

PETRUCCI e TASSIN (2011) sugerem diferentes regulamentaes para as diferentes partes da bacia, baseadas no sistema de drenagem implantado. Segundo os autores, no possvel submeter todos os moradores de uma mesma bacia s mesmas regras uma vez que nas diferentes partes da bacia a transio de escala da drenagem do lote para a bacia como um todo apresenta comportamento diferenciado. Assim, para o controle das enchentes na bacia inteira, as regies de montante seriam mais bem reguladas se ao invs da obrigatoriedade do controle do pico de vazo, fossem submetidas a controle de volume, atravs da infiltrao. Essa proposta se relaciona com o fato de que os picos de vazo gerados nessas reas

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so de outra ordem de grandeza quando comparados com os picos de vazo nas partes baixas da bacia. A posterior atenuao dos picos gerados nas cabeceiras no sistema de condutos (devido distncia) torna mais irrelevante a sujeio destas reas a uma regra de controle de picos de vazo.

A questo da localizao dos microrreservatrios se relaciona fortemente com a eficcia global da drenagem na bacia. EMERSON, WELTY e TRAVER (2005) demonstraram que os habitantes de certa bacia ao serem obrigados a implantar esses dispositivos, sem o correto planejamento, provocam muitas vezes a piora do quadro de inundaes em certas regies. Um primeiro problema se d com a implantao disseminada dos dispositivos por todas as regies da bacia. Essa condio, conforme apresentado anteriormente, pode provocar o encontro dos picos das diferentes reas. Estudos de otimizao hidrolgica da localizao desses dispositivos, podem aumentar sensivelmente a eficcia do sistema. Isto equivale a dizer que, a eficcia no controle de cheias em uma bacia a partir da insero de um determinado volume de reservao se altera com o modo como este volume disponibilizado (pontual ou distribudo) e com sua posio na bacia, o que e

diss julio camooli

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