INTRODUÇÃO

Nas áreas urbanizadas a falta de oportunidade para as águas pluviais se infiltrarem no solo é responsável pelo aumento do escoamento superficial e suas consequências. Os fluxos de águas pluviais utilizam as ruas como seu principal conduto para escoamento e juntamente transportam materiais sólidos e poluentes. Durante as maiores chuvas, e sem a possibilidade de infiltrar-se no solo, os volumosos fluxos interferem vigorosamente nas regiões urbanas e periurbanas, causando transtornos à população, (Luiz, 2012).

Além disso, esses volumosos fluxos somados ao aumento de energia à jusante tornam inevitáveis os surgimentos das erosões superficiais tendo como consequências: a degradação da paisagem e dos ecossistemas, com perda parcial ou total de lotes; perda de infraestrutura de patrimônio; poluição por sedimentos; riscos à saúde pública; e altos custos para correção dos problemas gerados.

Segundo Burian e Edwards (2002), antes do século XIX, a drenagem urbana era vista como um recurso natural vital, mecanismo conveniente de limpeza, meio de transporte eficiente dos resíduos, preocupação com as inundações, com os efluentes incômodos e com os transmissores de doenças. Durante o século XIX, na Europa e nos Estados Unidos, a drenagem urbana teve sua perspectiva pública modificada de forma significativa e até o final daquele século a drenagem foi vista como obra de grande importância, digna de investimentos maciços para prevenir a transmissão de doenças. Atualmente, a drenagem urbana é vista como um componente vital de um sistema urbano sustentável.

Surgem então os sistemas alternativos para o controle das águas pluviais urbanas. Sobre os sistemas alternativos, Chouli (2006) destaca que a utilização desses, para o controle dos fluxos das águas pluviais urbanas existe na Europa desde os anos 70 e estão em franca expansão quer na França, país em que realizou seus estudos, quer em outros países do continente. Entre os sistemas utilizados para o controle das águas pluviais urbanas, destacam-se os sistemas de

8 retenção/infiltração. O uso dessas técnicas, além de contribuir para o controle dos fluxos de água, oferece um potencial para diversas geometrias (bacias de detenção e retenção, pavimentos permeáveis, poços de infiltração, reservatórios de detenção, entre outros além das suas combinações), com potencial para vários usos (campos desportivos, condomínios, lotes, praças, entre outros). Tais sistemas integram-se facilmente aos elementos urbanos e à paisagem das áreas urbanizadas.

A drenagem urbana sustentável, efetivamente, expandiu-se de forma significativa durante as últimas décadas, não só, pelo desafio técnico para drenar a área urbana com critério e de maneira planejada, mas também para incluir considerações e fatores sociais, econômicos, políticos, ambientais e de regulamentação.

A impermeabilização da superfície do terreno causada pelo desenvolvimento urbano altera os processos naturais que ocorrem sobre a superfície terrestre e continua assim à medida que a urbanização avança, promovendo o aumento das vazões e velocidades dos fluxos superficiais. A redução de áreas de infiltração do solo altera qualitativa e quantitativamente, o equilíbrio natural do ciclo hidrológico de uma região.

A urbanização das bacias hidrológicas com elevado índice de impermeabilização provocada pelas vias asfaltadas, edificações, pátios, estacionamentos, entre outros, impacta sensivelmente as áreas e altera o ciclo hidrológico.

Nesse sentido, estudos que propiciem soluções sustentáveis e protejam o meio ambiente, numa visão moderna de um empreendimento, são cada vez mais aceitos, quer a nível nacional ou internacional. Além disso, a correta ocupação do espaço urbano e a preservação do meio ambiente são necessárias para a manutenção e preservação das áreas verdes, sendo de elevada importância para tanto a redução da impermeabilização das superfícies urbanizadas, com o envolvimento das esferas pública e privada.

Assegurar o controle das vazões das águas de chuva utilizando estruturas de reservação e infiltração localizadas o mais próximo possível dos pontos de onde esses fluxos são produzidos: alivia o volume dos fluxos superficiais das águas pluviais nas redes coletoras do sistema convencional de drenagem, reduz os volumes e as velocidades desses nas cidades e reduz a circulação de resíduos sólidos e outros poluentes junto aos fluxos de água. Finalmente, o

9 controle das vazões de águas pluviais protege à jusante os frágeis leitos e margens dos cursos d’água urbanos contra os vigorosos fluxos que favorecem sua degradação pelas erosões de suas margens e assoreamento de seus leitos. Os sistemas de reservação e infiltração são potencialmente favoráveis ao equilíbrio das porções urbanizadas das bacias urbanas.

Snow et. al, (2012) consideram que melhores modelos hidrológicos e modelos físicos conceituais, podem, ambos, fornecer metodologias para avaliar a hidrologia das águas superficiais e alterações do balanço hídrico em uma variedade de superfícies. Isso é importante para as cidades e suas superfícies impermeabilizadas modificadoras do balanço hídrico composto por: escoamento superficial, evapotranspiração, infiltração e águas subterrâneas. Tanto a cidade quanto os cursos d’água, inseridos em áreas urbanas, são fortemente impactados pelas intervenções no meio urbano. Os resultados mais impactantes da urbanização sobre os cursos d’água que integram a malha urbana foram descritos por Schueler (1987) sob diversos aspectos:

a) mudança hidrológica pelo incremento na magnitude e frequência de graves inundações, incremento frequente de erosão das margens; incremento anual nos volumes do escoamento superficial e maior velocidade dos fluxos de água com diminuição em tempo seco dos fluxos e escoamentos de base;

b) mudança na morfologia do canal por alargamento, queda de barrancos e assoreamento do fundo do curso d’água por deposição de sedimentos. Além de resíduos sólidos e materiais com granulometria grossa, eliminação das estruturas de poços e cascatas naturais nos leitos dos cursos d’água, instalação de obras de engenharia para relocação dos córregos ou sua canalização, intervenção no fluxo e formação de barreiras para peixes;

c) alteração na qualidade da água por sedimentos de obras no canal ou margens, poluição, contaminantes orgânicos, toxinas, presença de metais pesados e hidrocarbonetos, alteração de temperatura, congestionamento de lixo e detritos, entre outros;

10 d) mudanças ecológicas e no habitat aquático com redução da diversidade da fauna (peixes e insetos) e flora aquáticas, redução na diversidade dos seres vivos, destruição da área de inundação natural dos córregos, destruição da mata ciliar e das nascentes.

Especificamente, no meio urbano, o escoamento superficial é a fração do ciclo hidrológico mais impactante, pois eleva drasticamente os volumes e velocidades dos fluxos com consequências graves para todos. E para o perfil do solo são impactantes a redução do nível do lençol freático e o aparecimento das erosões na superfície ou no interior do solo.

De acordo com o Guia Australiano para Gestão de Águas Pluviais Urbanas (2000), a gestão das águas pluviais representa um desafio em termos de quantidade (gestão das inundações, drenagem de águas pluviais e reutilização), de qualidade (lixo, nutrientes, produtos químicos, sedimentos) e saúde do ecossistema aquático (habitats aquáticos, vegetação ciliar, estabilidade de fluxo e os fluxos ambientais).

Os sistemas de retenção e infiltração que integram as práticas, chamadas de Práticas Integradas de Gerenciamento (siglas em inglês IMPs) e desenvolvimento de baixo impacto (sigla em inglês LID), são utilizados para alcançar as condições hidrológicas do pré-desenvolvimento da área a ser urbanizada. Segundo esses sistemas, o gerenciamento integrado nos casos de áreas já urbanizadas pode ter seu uso limitado, uma vez que pode não existir área disponível para o projeto ou ter outros tipos de limitações e alto custo de implantação.

De acordo com os conceitos da IMPs e do LID, cada unidade ou parcela de ocupação do solo urbano deverá gerenciar os fluxos produzidos em sua área, evitando transferir o problema para jusante. O fluxograma da Figura 2.1 mostra a diferença entre os volumes que são descarregados nos cursos d’água, comparando dois sistemas de drenagem das águas pluviais: sistema convencional e sistema de gerenciamento com desenvolvimento de baixo impacto.

Esse fluxograma apresenta, no primeiro caso, o gerenciamento das águas pluviais urbanas, por meio do sistema convencional de drenagem. De acordo esse sistema, os fluxos superficiais são coletados por meio-fio, sarjetas ou outros coletores, e são canalizados e transferidos em grande quantidade e rapidez para o receptor final. No entanto, são transportados também, poluentes e resíduos sólidos, comprometendo qualitativamente as águas enviadas para os cursos d’água.

11 No segundo caso, o gerenciamento dos fluxos superficiais urbanos, de acordo com os novos conceitos de sistema de desenvolvimento de baixo impacto, utiliza práticas integradas de desenvolvimento. Para tanto, os fluxos coletados dos telhados, lotes, vias, estacionamentos e áreas impermeabilizadas são retidos temporariamente e, em seguida, poderão infiltrar no solo, de acordo com sua capacidade de absorver água, ou ainda, podem ser reservados para outros usos (reuso). Nesse caso, os fluxos são reduzidos sensivelmente e o receptor final sofre um baixo impacto.

Figura 2.1– Fluxograma do sistema convencional e do sistema com desenvolvimento de baixo impacto para o controle das águas pluviais urbanas. (Modificado de Christine et al., 2008).

Para melhorar a qualidade dos fluxos superficiais de águas pluviais urbanas o Guia Australiano (2000) classifica-os e recomenda tratamentos em diferentes níveis de acordo com sua qualidade antes de serem enviados para os sistemas localizados na fração urbana. Esse guia assegura que os fluxos podem ser sensivelmente melhorados por meio de tratamento da poluição nos diversos níveis:

a) em nível primário (triagem de poluentes brutos e sedimentação de partículas grossas), por sistemas simples de tratamento local;

12 b) em nível secundário, a redução dos poluentes podem ser realizado pelo próprio perfil do solo, pois quando a água infiltra no solo, a sua percolação no solo pode reduzir as concentrações de poluentes;

c) ou ainda tratamento a nível terciário onde o a sedimentação e filtração melhoram a absorção biológica e adsorção de sedimentos pelo solo. Dessa forma, os fluxos encaminhados para o receptor final serão de melhor qualidade e em menor quantidade.

O impacto da urbanização sobre os sistemas de drenagem natural de uma região e sobre os cursos d’água inseridos no meio urbano estão relacionados com o crescimento e o não planejamento das cidades.

Do ponto de vista da urbanização, nas cidades brasileiras, verifica-se a formação de grandes metrópoles com crescimento desordenado onde são identificados problemas característicos da drenagem de águas pluviais urbanas. Para gerenciar os impactos da drenagem urbana, as cidades brasileiras já contam com as primeiras iniciativas de gerenciamento de fluxos superficiais das águas pluviais na fonte, onde o potencial dos sistemas de retenção e/ou infiltração tem sido aceitos para minimizar esses impactos.

2.2 CRESCIMENTO DAS CIDADES BRASILEIRAS E OS EFEITOS NAS