Campo Grande2015

ANDRESSA GAVAMARCOS PAULO LUCAS REZENDE

AVERIGUAÇÃO DE OCORRÊNCIAS DE INUNDAÇÃO NA REGIÃO DO BAIRRO SANTO ANTÔNIO

Campo Grande2015

AVERIGUAÇÃO DE OCORRÊNCIAS DE INUNDAÇÃO NA REGIÃO DO BAIRRO SANTO ANTÔNIO

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Anhanguera-UNIDERP, como requisito parcial para a obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil.

Orientador: Prof. Eduardo Lyvio

ANDRESSA GAVAMARCOS PAULO LUCAS REZENDE

Dedicamos este trabalho aos

nossos pais que sempre nos

apoiaram e deram força para

que esse sonho se

concretizasse.

AGRADECIMENTOS

Ao Prof. Eduardo Lyvio, meu orientador e amigo de todas as horas,

que acompanhou e nos deu o apoio que precisávamos.

Ao Prof. Amon Flores, que nos ajudou e sempre esteve disposto a

esclarecer nossas dúvidas.

À Profª. Valdinéia Garcia, que sempre estava nos alertando sobre as

datas de entrega das atividades.

Ao Eng. Civil William Bernardes, que sempre nos incentivou e esteve

disposto para sanar nossas dúvidas.

Para aqueles que acreditam que suas vontades

e desejos são apenas sonhos, faça apenas o

silêncio, seja persistente e tenha muita força de

vontade. Assim irá provar que todos estavam

errados.

(Marcos P. L. Rezende)

GAVA, Andressa. REZENDE, Marcos Paulo Lucas. Averiguação de ocorrências de inundação na região do bairro Santo Antônio. 2015. 29. Trabalho de Conclusão de Curso Graduação em Engenharia Civil – Anhanguera UNIDERP, Campo Grande, 2015.

RESUMO

Com as pessoas se mudando do campo para as cidades, estas passaram a ser construídas rapidamente e sem planejamento. Isso acarretou uma grande quantidade de problemas, sendo um deles relacionado aos recursos-hídricos, mais precisamente às inundações. A alta taxa de impermeabilização do solo, a falta de bocas de lobo e o mal dimensionamento das sarjetas são itens que influenciam no aumento do escoamento superficial, contribuindo muito para que os atuais sistemas de drenagem não consigam cumprir suas funções como deveriam. Consequentemente, fazem com que a população sofra em épocas de chuva, enfrentando inundações, e muitas vezes perdendo seus bens e até mesmo suas casas. Com base nos dados da literatura e levantamentos feitos em campo, primeiro calculou-se a inclinação das sarjetas existentes e depois a capacidade das mesmas e das bocas de lobo. Com isso, chegou-se a um resultado expressado por gráficos. Este trabalho foi realizado com o objetivo de comparar as bocas de lobo e as sarjetas existentes com as que deveriam ser executadas para solucionar esse tipo de problema no bairro Santo Antônio, em Campo Grande/MS.

Palavras-chave: Inundações. Sistemas de drenagem. Boca de lobo. Sarjetas.

GAVA, Andressa. REZENDE, Marcos Paulo Lucas. Averiguação de ocorrências de inundação na região do bairro Santo Antônio. 2015. 29. Trabalho de Conclusão de Curso Graduação em Engenharia Civil – Anhanguera UNIDERP, Campo Grande, 2015.

ABSTRACT

With the displacement of people from the countryside, the cities began to be built quickly and without planning. This caused a lot of problems, and one of them is related to water-resources, specifically the floods. The high tax of soil sealing, the lack of sewer grate and the badly measured gutters are items that influence the superficial flow increase, damaging the current drainage systems and making people lose their property and even their homes, in the rainy season. Based on published data and field surveys, it was calculated the gutters inclination, and then the gully’s capacity. After that, the result was obtained, and expressed by graphics. This work intended to compare existing sewer grate and gutters with what should be done to solve this kind of problem in Santo Antonio district, in Campo Grande/MS.

Key-words: Floods. Drainage systems. Sewer grate. Gutters.

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1 - SARJETAS TRIAGULARES

FIGURA 2 - BOCA DE LOBO. BAIRRO SANTO ANTÔNIO, CAMPO GRANDE –

MS. FONTE: GOOGLE STREET VIEW, 2015

FIGURA 3 - PERÍMETRO E ÁREA DE UMA BOCA DE LOBO COM GRADES

FIGURA 4 - TIPOS DE BOCA DE LOBO

FIGURA 5 - BACIA HIDROGRÁFICA

LISTA DE GRÁFICOS

GRÁFICO 1: FATORES DE REDUÇÃO DA CAPACIDADE DE ESCOAMENTO DA

SARJETA

GRÁFICO 2 – SARJETAS

GRÁFICO 3 – BOCAS DE LOBO

LISTA DE TABELAS

TABELA 1 – DADOS PLUVIOMÉTRICOS DE CAMPO GRANDE.

TABELA 2 – CÁLCULO DA CAPACIDADE DE SARJETAS.

TABELA 3 – DIMENSIONAMENTO DAS SARJETAS E BOCAS DE LOBO.

SUMÁRIO

1. Introdução........................................................................................................13

2. Justificativa/Objetivo .......................................................................................14

3. Métodos...........................................................................................................15

3.1. Dados pluviométricos...........................................................................15

3.2. Tempo de retorno.................................................................................15

3.3. Determinação da vazão de projeto.......................................................16

3.4. Cálculo de capacidade das sarjetas.....................................................17

3.5. Dimensionamento de boca coletora.....................................................18

4. Resultados/Discussão.....................................................................................22

5. Conclusão........................................................................................................28

6. Referências......................................................................................................29

1 - INTRODUÇÃO / REVISÃO DA LITERATURA

A urbanização desordenada é um dos grandes problemas causadores das

enchentes. No Brasil, o sistema de drenagem ainda é muito defasado. Quando as

cidades começaram a se formar, não se imaginava que iriam expandir seus

territórios de tal maneira e atingir a ampla configuração que têm hoje. Com isso,

diversos sistemas de saneamento básico, como, por exemplo, a drenagem urbana,

foram negligenciados.

Conforme a legislação, o sistema de drenagem é de competência do

estado/município, e em Campo Grande, Mato Grosso do Sul, a prefeitura tem vários

métodos para conter ou reduzir os problemas de enchentes. Isso é feito através de

poços de infiltrações situados tanto nos terrenos residenciais, estipulando-se um

volume fixo, quanto nos comerciais/industriais, onde volume é determinado através

de uma fórmula criada pelo município.

De acordo com o engenheiro Carlos Tucci, o desenvolvimento urbano se

acelerou na segunda metade do século XX, com a concentração da população em

um espaço reduzido. Em decorrência disso, gerou-se uma grande competição pelos

mesmos recursos naturais (solo e água) e a destruição de parte da biodiversidade

natural (TUCCI, 2008, p. 97).

Em Campo Grande, o ponto máximo da imigração ocorreu em 1977, quando

a cidade passou a ser a capital do estado de Mato Grosso do Sul. Uma corrente

migratória vinda dos países vizinhos, dos estados do centro-sul e do próprio estado

era atraída pelo desmatamento de enormes áreas, arrendadas pelos seus

proprietários. A expansão dos latifúndios e o advento da mecanização fez com que a

população assalariada fosse expulsa do campo, o que impulsionou a migração em

massa para a cidade. Tal fenômeno gerou um excedente de mão de obra, e essa

população não inserida em algum programa específico para conseguir adquirir

propriedades

... passou a viver em barracos de papelão, lonas e restos de materiais de construção, nos arredores da cidade, formando grandes aglomerados de favelas, caracterizadas por invasões de terrenos ou áreas públicas próximas aos córregos (PEREIRA, 2001, p. 96).

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2 – JUSTIFICATIVA / OBJETIVO

Este projeto de pesquisa tem por finalidade realizar levantamento e análise

dos sistemas de drenagem superficial sarjeta e boca de lobo, no bairro Santo

Antônio, município de Campo Grande – MS. Objetiva, ainda, verificar se esses

sistemas estão de acordo com as normas técnicas. Conforme a vazão calculada

para trechos da bacia traçada, será verificado, portanto, se o sistema de drenagem

está de acordo com as normas técnicas.

A pesquisa em questão possui relevância, visto que contribuirá com

informações à sociedade, por meio de levantamentos e dados técnicos úteis para

uma possível confrontação com os órgãos competentes. Caso a pesquisa acuse

falhas de execução, poderá ser utilizada para conseguir intervenção de obras para a

regularização do sistema.

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3 – MÉTODOS

A sub-bacia que se situa na região central do Bairro Santo Antônio foi

delimitada através das curvas de níveis, utilizando o programa AutoCad, assim

chegando a uma área de 46,94 hectares.

3.1 - Dados pluviométricos

Conforme as análises dos dados Pluviométricos de Campo Grande – MS,

pode-se aproximar de uma precisão sobre a intensidade pluviométrica, baseada em

ocorrências históricas registradas e monitoradas pelos órgãos competentes. Com os

dados da Tabela (1), é possível continuar com a pesquisa.

Tabela 1: Dados Pluviométricos de Campo Grande

3.2 - Tempo de retorno

A equação de chuva é de grande importância para os projetos de drenagem

em geral. Seu dimensionamento é realizado tendo por base a precipitação máxima

acumulada, que é a ocorrência extrema, com duração, distribuição temporal e

espacial crítica, para uma área ou bacia hidrográfica. O estudo de precipitação

máxima é uma das formas de se determinar a vazão de enchentes de uma bacia

(TUCCI, 1993, p. 6).

Abaixo, a equação (1) de chuva para Campo Grande, conforme o Plano

Diretor de Drenagem, de autoria do consórcio RES, Tucci 2009.

15

Onde:

I = intensidade pluviométrica, em mm/h;

Tr = tempo de recorrência, em anos;

t = tempo de concentração, em minutos.

Apesar de no Brasil serem adotados períodos de recorrência de 25 anos para

microdrenagem, em alguns casos de trechos ou ruas em uma cidade podem ser

adotados Tr = 50 anos (PLINIO, 2011, p. 102). Em projetos de microdrenagem,

quando áreas a montante forem urbanizadas ou estiverem em processos de

urbanização, o tempo de concentração não poderá ser inferior a 5 minutos.

3.3 - Determinação da vazão de projeto

Para o cálculo da vazão de contribuição da sub-bacia, foi adotada a

metodologia regulamentada na Prefeitura do Rio de Janeiro (Portaria O/SUB – RIO-

AGUAS nº004/2010), bem como o Manual de Drenagem de Rodovias (publicação

IPR – 724/2006), exposta no capitulo 6 – Drenagem de Travessia Urbana.

O cálculo da vazão pelo Método Racional Modificado com a inclusão do critério

de Fantolli é determinado pela equação (2).

Onde:

Q = deflúvio gerado em L/s;

N = coeficiente de distribuição.

Método racional modificado determina que para áreas de drenagem utilizam o

valor “N” nas seguintes condições:

Para A ≤ 1 ha → N=1

Para A ≥ 1ha → N=

i = intensidade de chuva em mm/h;

A = área da bacia de contribuição em hectares;

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f = coeficiente de defúvio (Fantoli).

Onde:

t = tempo de concentração em minutos;

m = fator em função do coeficiente de impermeabilidade.

Onde:

R = fator de impermeabilidade, sendo 0,8 para zona central, 0,6 para zona

residêncial urbana, 0,4 para residencial suburbana e 0,3 para praças.

3.4 - Cálculo de capacidade das sarjetas

Sarjetas são canais, em geral de seção transversal triangular, situados nas

laterais das ruas, entre o leito viário e os passeios para pedestres, destinados a

coletar as águas de escoamento superficial e transportá-las até às bocas coletoras.

Limitadas verticalmente pela guia do passeio, têm seu leito em concreto ou no

mesmo material de revestimento da pista de rolamento. Em vias públicas sem

pavimentação, é frequente a utilização de paralelepípedos na confecção do leito das

sarjetas, sendo, neste caso, conhecidas como linhas d'água.

Onde:

Q = Vazão de capacidade, em L/s;

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V = velocidade média de escoamento, em m/s;

Z = inverso da declividade transversal, adotado em 3% (33,33);

N = coeficiente de rugosidade, sendo 0,016 para concreto, 0,017 para

pavimento asfáltico e 0,033 para revestimento primário;

I = gradiente hidráulico, em m/m;

Y = altura do tirante hidráulico, em m.

Nas sarjetas, a velocidade máxima deve ser menor que 3 m/s e a velocidade

mínima deve ser maior que 0,5 m/s (EPUSP, Drenagem Urbana).

Figura 1: Sarjetas triangulares.

3.5 - Dimensionamento de boca coletora

Boca Coletora é uma estrutura destinada a receber as águas através das

sarjetas e destinar as águas pluviais para as galerias subterrâneas. São também

conhecidas como bocas de lobo.

Figura 2: Boca de Lobo. Bairro Santo Antônio, Campo Grande – MS. Fonte: Google Street View, 2015.

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Como mostra a figura (2), a boca de lobo da região de estudo é do tipo

combinada com depressão.

Para o dimensionamento, considerou-se que a altura da lâmina de água é

menor que a abertura da guia, e este tipo de boca de lobo pode ser considerado um

vertedor e a capacidade de engolimento pode ser calculada pela equação (7).

Onde:

Q= vazão de engolimento (m³/s);

L= comprimento da soleira (m);

y= altura de água próximo a abertura da guia (m).

A solução consiste em definir o valor de L para a boca de lobo simples,

isolando o mesmo na equação (4).

Figura 3: Perímetro e área de uma Boca de lobo com grades.

A capacidade de engolimento da boca de lobo é menor que a calculada devido

aos fatores de obstrução causada por detritos, irregularidades nos pavimentos das

ruas junto às sarjetas e alinhamento real (TUCCI, 1995, p.56). As bocas coletoras

existentes são posicionadas nos pontos baixos das guias, recebendo água da

sarjeta à montante.

19

Figura 4: Tipos de Boca de Lobo

20

Gráfico 1: Fatores de redução da capacidade de escoamento da sarjeta.

21

4 – RESULTADOS / DISCUSSÃO

A bacia Hidrográfica escolhida para dimensionamento possui 46,94 hectares e

está representada na figura 5. As áreas hachuradas em cinza foram excluídas do

cálculo por terem suas águas captadas corretamente pelas bocas de lobo, assim

não contribuindo para os próximos trechos. Já as hachuras na cor marrom são os

pontos críticos, nos quais faltam bocas de lobo, ou áreas que não possuem a

inclinação necessária.

22

Figura 5: Bacia Hidrográfica.

A tabela 2 apresenta os parâmetros utilizados conforme a literatura para o

cálculo da declividade e capacidade das sarjetas. Com isso, foi utilizado o

comprimento da sarjeta juntamente das cotas de níveis a montante e jusante, a fim

de determinar a capacidade de vazão, a velocidade e a declividade.

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Tabela 2: Cálculo de capacidade de sarjeta.

24

O gráfico 2 representa o resultado obtido através da tabela 2.

Gráfico 2: Sarjetas.

Na tabela 3 estão apresentados os resultados do dimensionamento das

sarjetas e bocas de lobo. Para o cálculo das sarjetas, foram utilizadas suas áreas de

contribuição, tempo de concentração e intensidade pluviométrica, calculada

conforme equação de chuva citada à cima, resultando em uma vazão de projeto. Foi

feito, assim, um comparativo com a capacidade de vazão suportada por ela. No caso

das bocas de lobo, foram levadas em consideração as dimensões existentes, a fim

de calcularmos a vazão suportada e fazer um comparativo com a vazão, a qual a

sarjeta está transportando para verificação da capacidade de engolimento.

25

Tabela 3: Dimensionamento das Sarjetas e Bocas de lobo.

26

O gráfico 3 representa o resultado obtido através da tabela 2.

Gráfico 3: Bocas de lobo.

27

5 – CONCLUSÃO

Após uma análise crítica do sistema de drenagem superficial de trechos da

bacia traçada, nos quais se encontram as bocas de lobo e a inclinação das vias e

sarjetas, diversos pontos críticos foram observados. Pode-se constatar que algumas

vias no contorno das quadras se convergem ao mesmo lugar e em alguns desses

pontos não existem bocas de lobo, ocasionando o acúmulo de água. Além disso,

mais da metade das sarjetas estão com a declividade abaixo do recomendado e,

consequentemente, não atendem à vazão solicitada. Verificou-se, ainda, que 1/3 dos

trechos está sem bocas de lobo e algumas das que existem se encontram em

lugares inadequados, como por exemplo em começo de vias, quase não havendo

contribuição. Logo, as demais são sobrecarregadas e sua capacidade de captação é

reduzida. Nas vias planas, existem algumas bocas de lobo, porém são ineficazes por

não terem a inclinação necessária para que haja o escoamento.

Sendo assim, são prováveis as seguintes falhas na região: ausência de projeto,

erro na elaboração ou na execução, falta de fiscalização e/ou de profissionais

capacitados, causando, consequentemente, os problemas supracitados. Com isso,

mais do que nunca se vê a importância da engenharia em todos os processos de

uma obra, desde os projetos até a execução e manutenção, evitando assim a

ocorrência desses fatos em novos bairros, loteamentos e cidades.

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6 - REFERÊNCIAS

BRASIL. Lei Federal nº 9.433, de 8 de janeiro de 1997.

Campo Grande. Agencia Estadual de Gestão de Empreendimentos de Mato Grosso do Sul – AGESUL, Drenagem de Aguas Pluviais. Disponível em: <http://www.agesul.ms.gov.br>. Acessado em 27 de maio de 2015.

Campo Grande. Plano Municipal de Saneamento Básico – Gestão Integrada de Resíduos Sólidos (2012).

Campo Grande. Prefeitura Municipal de Campo Grande – PMCG. Disponível em <http// capital.ms.gov.br>. Acesso em 29 de maio de 2015.

CANHOLI, A. Drenagem urbana e controle de enchentes. São Paulo, SP : Oficina de Textos, 2005.

Coelho, M.M.L.P. et. al. Eficiência Hidráulica de bocas de lobo situadas em sarjetas de greide contínuo, MG. in: RBRH – Revista Brasileira de Recursos Hídricos, 2011.

FERNANDES, C. MICRODRENAGEM. Um Estudo Inicial, DEC/CCT/UFPB, Campina Grande, 2002.

Instruções Técnicas para elaboração de estudos hidrológicos e hidráulicas dos sistemas de drenagem urbana. Portaria O/SUB- RIO-AGUAS “N” nº. 0,04/2010, Rio de Janeiro/RJ.

LORENZON, A. S. et al. Influência das características morfométricas da bacia hidrográfica do rio Benevente nas enchentes no município de Alfredo Chaves-ES. Rev. Ambient. Água. vol.10 no.1 Taubaté Jan./Mar. 2015.

Pereira, E. C. C. O perfil do migrante que busca a cidade de Campo Grande-MS (Dissertação de Mestrado). Franca: Universidade Estadual Paulista "Julio de Mesquita Filho", Faculdade de História, Direito e Serviço Social. 2001.

Pinto, L.H.; Pinheiro, S.A. Orientações Básicas para Drenagem Urbana. Belo Horizonte. 2006.

Plínio, T. Cálculos Hidrológicos e Hidráulicos para Obras. São Paulo: Navegar Editora, 2011.

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Tucci, C.E. Drenagem Urbana. São Paulo: Editora ABRH, 1995.

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