A partir dos resultados dos ajustes da modelagem utilizando o Hydrus 1D, foram gerados cenários com precipitação de diferentes intensidades para avaliar o comportamento dos telhados verdes. Foram estabelecidos tempos de retorno utilizados na modelagem, sendo utilizada a equação I-D-F para Caruaru (COUTINHO et al., 2010)
Foram criados alguns cenários a partir dos dados de entrada de precipitação que correspondem as intensidades de 38, 46, 55 mm/h, obtidas pelo uso da equação I-D-F para o município de Caruaru, com tempos de retorno de 2, 5 e 10 anos, utilizados comumente em projetos de drenagem urbana e considerando uma duração hipotética da precipitação de 30 minutos semelhante às condições do experimento.
Na Figura 38, observa-se o comportamento dos escoamentos superficiais para o telhado verde de cacto.
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Figura 38 – Escoamentos simulados para diferentes cenários de precipitação no telhado verde de cacto (Tr = 2, 5 e 10 anos)
É possível notar no gráfico da Figura 38 que o comportamento simulado para o telhado verde com cacto segue valores similares aos observados pelo experimento. A diferença mais notável neste gráfico é o hidrograma correspondente ao tempo de retorno de 2 anos, correspondente a uma intensidade de precipitação de 0,77 mm/min. O ramo ascendente deste hidrograma se apresenta somente após 11 minutos do início da precipitação.
O modelo Hydrus 1D utiliza dados de vegetação para o cálculo da evapotranspiração, mas não para gerar uma abstração inicial por meio da interceptação da vegetação. No entanto, a evapotranspiração deve ter pouco efeito nos resultados do escoamento superficial devido à duração do experimento.
Assim como a Figura 38, a Figura 39 ilustra um comportamento semelhante para o telhado de grama. .! )! %.! %)! &.! &)! ’.! ’)! (.! ./.! %/.! &/.! ’/.! (/.! )/.! */.! +/.! ,/.! ./.! ./%! ./&! ./’! ./(! ./)! ./*! ./+! ./,! ./-! %/.! .! )! %.! %)! &.! &)! ’.! ’)! (.! Precipitação (mm) Escoamento (l/min) Tempo (min)
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Figura 39 – Escoamentos simulados para diferentes cenários de precipitação no telhado verde de grama (Tr = 2, 5 e 10 anos)
Através da observação dos resultados pode-se notar que assim como o telhado verde de cacto o telhado verde de grama não difere em seu comportamento em relação ao experimento. Os resultados apresentados levam em conta as características do solo para a geração do modelo, diferindo somente no tipo de intensidade de precipitação aplicada como dado de entrada, de acordo com cada Tr adotado. É possível notar que assim como os resultados expostos no item 4.3 os cenários gerados pelo Hydrus 1D se assemelham ao experimento de simulação de chuva. Os intensidades de precipitação obtidas através do cálculos tempos de retorno, para os cenários criados não variam muito em relação em relação às precipitações simuladas.
Para a geração destes cenários de precipitação não foi levado em consideração a comparação dos escoamentos dos telhados verdes em relação ao telhado controle. O modelo Hydrus 1D apresenta algumas limitações. Assim como o modelo não pode caracterizar a cobertura vegetal como medida de interceptação, não é possível caracterizar materiais impermeáveis a fim de mensurar o escoamento superficial.
Uma solução proposta para esta limitação seria admitir que o telhado controle possuísse uma matriz de 100% argila, com um alto θs. A medida que este perfil atingisse a
saturação, acabaria se tornando mais impermeável.
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Esta poderia ser a forma mais adequada de aproximar o modelo à realidade. Entretanto mesmo esta solução possui suas limitações. O material cerâmico que constitui as telhas utilizadas neste estudo proporcionam um escoamento superficial direto com um tempo de retenção muito reduzido. Uma vez que, o modelo admite que a umidade do perfil adotado evolui ao nível de saturação, os valores iniciais de retenção simulados se distanciariam dos valores observados no experimento. Devido a esta constatação procurou-se evitar a caracterização do telhado controle no modelo para a geração de cenários de precipitação.
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CAPÍTULO 5
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
5.1 GENERALIDADES
Ao final deste estudo algumas conclusões puderam ser retiradas em relação ao uso dos telhados verdes em clima semiárido. Estudos mostram que o telhado verde se mostra uma importante ferramenta para o manejo das enchentes urbanas.
Alguns autores afirmam que o uso do telhado verde é uma solução lógica para as grandes cidades, visto que o uso de vegetação nos telhados dos edifícios fazem o papel da vegetação suprimida ao nível do solo. De certa forma, tornando-se uma medida ambiental compensatória. Entretanto por mais que guias de planejamento tentem estabelecer uma forma padrão para o uso dos telhados verdes, cada região possui suas características climáticas, o qual o telhado verde tende a se adequar.
No momento em que se julga necessário o uso dessa técnica para o manejo de enchentes urbanas é preciso estabelecer parâmetros construtivos (área, vegetação, camada de substrato, etc.) que busquem a maior eficiência do equipamento.
Um telhado verde com as mesmas características construtivas de um utilizado na Carolina do Norte, nos Estados Unidos pode ser instalado em Caruaru, mas sua eficiência talvez não seja a mesma. Características locais, como: precipitação antecedente e umidade do solo, comprometem de certa forma a eficiência deste tipo de equipamento. Vários autores afirmam que os fatores que mais influenciam o funcionamento deste tipo de equipamento são os tipos de vegetação e solo utilizados, assim como a espessura destas camadas.
No experimento realizado foi possível notar alguns fatores que merecem destaque, e são apresentados a seguir.
5.2 VEGETAÇÃO
A grama utilizada no telhado verde no momento do experimento de simulação de chuva não estava saudável, envelhecida e pouco frondosa, tornando sua espessura reduzida. Por outro lado, o cacto escolhido para o experimento não se torna adequado, uma vez que seu formato e o posicionamento dos mesmos no momento do plantio, acabou expondo uma considerável área de solo à precipitação incidente. A morfologia desse tipo vegetal não possibilita a interceptação visto que seu tecido externo é muito liso em relação a grama, que possui folhas mais ásperas e com maior poder de interceptação.
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Dessa forma, foi possível concluir que a eficiência da interceptação nos telhados verdes foi reduzida, devido ao estado da conservação e o tipo de vegetação utilizada. Esta conclusão pode ser notada através da análise dos ramos ascendentes dos hidrogramas observados no experimento. Realmente ocorre uma diferença entre as vegetações, mas pouco significativa. O tempo de retardo no escoamento superficial poderia ter sido maior devido à uma interceptação vegetal mais eficiente.
5.3 SOLO
O solo utilizado no experimento possuía uma grande fração de areia em sua composição. Este fator influiu diretamente na capacidade de retenção e armazenamento da precipitação simulada. Uma vez que a areia possui uma maior porosidade em relação à argila e ao silte, a saturação do solo durante o experimento foi rápida. Como característica pedológica, a areia possui um maior poder drenante, mas entretanto uma menor capacidade de retenção da água armazenada em seu perfil.
Outro fator a ser considerado em relação a estes resultados é o conteúdo de matéria orgânica presente no solo dos dois telhados verdes, que influencia a capacidade de retenção do solo. De certa forma a reduzida capacidade de retenção da areia pode ter influenciado a eficácia da matéria orgânica como fator de retenção.
Foi possível notar que mesmo com uma grande fração de areia, em torno de 80%, os telhados verdes produziram um bom tempo de retardo no escoamento superficial. Este resultado poderia ter sido melhor, caso houvesse uma redução desta fração de areia em relação a argila e silte, dessa forma reduzindo a velocidade de saturação, e aumentando a capacidade de retenção e armazenamento do solo.
Ainda concluindo sobre a capacidade de retenção, vale salientar que a camada de 3cm de solo presente nos telhados estudados não favorece o armazenamento da água retida. O simples aumento da altura do perfil do substrato melhoraria este fator.
Conclui-se que, não somente a característica do solo, mas processos construtivos adotados no projeto, somados, resultaram nos comportamentos obtidos pelos telhados verdes.
5.4 MODELO NUMÉRICO
Como citado no capítulo 2, o modelo Hydrus 1D vem sendo usado constantemente ao longo dos anos, mesmo sendo seu uso, ainda pequeno em estudos com telhados verdes. O modelo Hydrus 1D se adequou bem à realidade observada no experimento. Pode-se citar alguns fatores que influenciaram no melhor ajuste do modelo, dentre eles: o uso da umidade
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inicial (θr) dos solos dos telhados verdes no momento do experimento como dado de entrada do modelo; discretização temporal em segundos, tornando possível a produção do modelo de acordo com o tempo do experimento; o uso do software Rosetta Lite v3.1 para a caracterização hidráulica do solo; e a caracterização estrutural do solo (altura do perfil e granulometria).
Uma questão a ser apontada nestas simulações é que os resultados obtidos pela aplicação do modelo Hydrus 1D se distanciam dos valores observados no experimento. Isto deve ser decorrência da interceptação vegetal que ocorreu durante a simulação da chuva no experimento. O modelo Hydrus 1D não considera a ocorrência de interceptação.
A análise dos dados gerados no programa, demonstra que o modelo Hydrus 1D se mostra mais eficiente no cálculo do fluxo da água em perfis de solo saturados. Desta forma não ocorre o ajuste da umidade do solo pelo modelo, uma vez que os valores desta componente se torna constante após a saturação do perfil do solo.
De acordo com o exposto, foi possível notar que o modelo obteve melhores ajustes exatamente na intensidade de precipitação de 79 mm/h, em relação à de 42 mm/h. Isto é evidenciado através da observação dos picos dos hidrogramas dos telhados verdes, comparados com os dados fornecidos pelo modelo numérico. Com uma maior intensidade de precipitação, a saturação do solo ocorreu mais rapidamente, fazendo com que a umidade do solo calculada pelo modelo fosse constante. A qualidade do ajuste do modelo Hydrus 1D para a intensidade de 42 mm/h pode ter sido influenciada pela interceptação vegetal. Foi possível notar no ramo ascendente do hidrograma um distanciamento entre o valores observados e simulados.
Pôde-se ainda, concluir que, o modelo Hydrus 1D se mostrou adequado para a simulação do fluxo da água em telhados verdes, sendo um modelo robusto e bastante difundido no meio acadêmico, para tal propósito. No entanto, o fato do modelo Hydrus 1D não quantificar a interceptação é um fator limitante para esse tipo de análise.
5.5 EXPERIMENTO
Em geral os resultados obtidos através do experimento de simulação de chuva foram satisfatórios. Com o uso do simulador de chuva foi possível compreender de que forma os telhados verdes se comportam em diferentes intensidades de precipitação. Entretanto alguns fatores relatados anteriormente mostram que a eficiência do conjunto projetado poderia ter sido ainda maior.
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5.6 RECOMENDAÇÕES
Para a continuidade deste projeto recomenda-se, que o experimento seja repetido mais vezes para uma maior segurança nas avaliações dos resultados obtidos. É necessário também que o experimento seja monitorado por um período maior de tempo, uma vez que a simulação de chuva realizada proporcionou relativamente poucos dados do comportamento dos escoamentos dos telhados verdes. Um acompanhamento a longo prazo poderia evidenciar diferentes comportamentos nos escoamentos dos telhados verdes em períodos climáticos distintos.
Recomenda-se também a manutenção, ou em último caso, a troca da vegetação que compõe os telhados verdes. O estado atual da vegetação de grama, assim como a vegetação de cacto, já apresenta envelhecimento, desfavorecendo uma melhor eficiência da interceptação.
Na continuidade deste trabalho também deverá se levar em consideração uma escolha mais adequada das frações de areia, argila e silte presentes no solo dos telhados. O solo atualmente encontra-se muito arenoso, reduzindo assim a capacidade de armazenamento dos telhados. Um aumento da altura da camada de solo também proporcionaria melhor retenção do escoamento, desde que essa alteração não venha a sobrecarregar a estrutura da edificação.
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