PLACA DE CONCRETO PERMEÁVEL COMO TÉCNICA COMPENSATÓRIA NA DRENAGEM URBANA
Ana Beatriz Carvalho e Bambirra (ana.bambirra29@gmail.com)
Universidade de Cuiabá- Faculdade de Engenharia
Milton Coutinho Machado Neto (miltonmachadu@gmail.com)Universidade de Cuiabá- Faculdade de Engenharia
RESUMO: Com o crescimento urbano desorganizado e inesperado tem-se como um dos resultados a deficiênciada drenagem urbana, a alta taxa de impermeabilização e de desmatamento, contribuindo para um aumento significativo dos problemas urbanos, como as enchentes, enxurradas e alagamentos que são ocasionados pelo grande volume de água acumulado nos leitos das ruas e nos perímetros urbanos, devido à uma alta taxa de precipitação pluviométrica. As ideias higienistas trouxeram como objetivo soluções para esses problemas, aumentando e estimulando os estudos e pesquisas quanto às técnicas de drenagem urbana. Como técnica compensatória para a drenagem urbana, encontrar a adoção dos pavimentos permeáveis, sendo eles ecologicamente corretos, possuem uma ótima taxa de permeabilidade e uma simplicidade na manutenção, além de sua facilidade de instalação. Este trabalho pretende apresentar as vantagens e desvantagens da utilização das placas de concreto permeável em locais apropriados para o seu uso, demonstrar a forma correta de dimensionamento de projeto, e a determinação de seu coeficiente de permeabilidade.
Palavras-chave: Drenagem Urbana. Técnica Compensatória. Placa de Concreto Permeável.
CONCRETE PLATE PERMEABLE AS A COMPENSATORY TECHNIQUE IN URBAN DRAINAGE
ABSTRACT: With disorganized and unexpected urban growth has as a result the deficiency of urban drainage,
the high rate of soil sealing and deforestation, contributing to a significant increase in urban problems, such as floods, mudslides and overflows caused by the large volume of water accumulated in the layers of streets and urban districts, due to a high rate of rainfall. The hygienists ideas brought as objective solutions to these problems, increasing and encouraging studies and researches on urban drainage techniques. As a compensatory technique for urban drainage, may find the adoption of permeable pavements, they are environmentally correct, have a good rate of permeability and a simplicity of maintenance, and ease of installation. This work intends to present the advantages and disadvantages of the use of permeable concrete slabs at appropriate locations for their use, demonstrating the correct way to project size, and the determination of their permeability coefficient.
Keywords: Urban Drainage. Compensatory technique. Concrete plate Permeable.
1. INTRODUÇÃO
Nos dias atuais é comum ver notícias sobre alagamentos, inundações e enxurradas, ou outros ocorridos em áreas urbanas. Suas principais causas são o grande volume de água acumuladas nos leitos das ruas e de perímetros urbanos devido à alta taxa de precipitação pluviométrica e principalmente a deficiência da drenagem urbana.
Outros fatores também influenciáveis são a alta taxa de impermeabilização do solo, a pavimentação das ruas, construção de calçadas, o desmatamento em áreas urbanas e a falta de conscientização de um grande número de pessoas que jogam lixos nas ruas.
A utilização dos pisos drenantes em calçadas, jardins, rampas, estacionamentos, praças, etc., pode ser uma das alternativas para a solução dos alagamentos em perímetros urbanos. Apesar de estarmos no século XXI, essa tecnologia da construção ainda é pouco conhecida e estudada, logo, será que ela é mesmo eficiente para ser utilizada como técnica compensatória na drenagem urbana? Ela realmente pode trazer vantagens para a sociedade?
O objetivo principal deste trabalho é identificar as vantagens das placas de concreto permeável, determinando sua permeabilidade e apresentando sua eficiência como técnica compensatória. Tendo também como objetivos específicos:
• Entender a problemática da drenagem urbana nos fundos do Laboratório de Materiais da Universidade de Cuiabá – UNIC, campus Barão.
• Obter uma melhor compreensão dos benefícios da utilização das placas de concreto permeáveis como técnica compensatória para a drenagem urbana.
• Realizar um questionário à um local que tenha adquirido as placas de concreto permeável a fim de verificar se essas são eficientes como técnica compensatória.
Para a realização deste trabalho, três etapas serão necessárias. A primeira etapa do projeto será realizada a partir de pesquisa de literatura especializada sobre o tema, utilizando-se de normas técnicas, dissertações e livros especializados sobre o tema, obtendo assim uma maior base e solidez para a execução dessa pesquisa.
Na segunda etapa será realizado um questionário com um estabelecimento a ser definido que tenha adquirido as placas de concreto permeável.
Em uma terceira e última fase, será realizada a análise dos dados coletados em questionário e a realização do relatório técnico, elaborando a conclusão deste.
2. DRENAGEM URBANA
2.1 Problemática: crescimento urbano e seus impactos
Desde o início da história da humanidade, têm-se notícias de que as comunidades tem
preferência por alojar-se em locais estratégicos, sendo estes sempre próximos à rios e com
solo de boa qualidade para o plantio, pois a sobrevivência consistia em caça e agricultura.
Outro motivo da implantação das comunidades próximas aos cursos d’água é quanto ao comércio que era basicamente através da navegação marítima. Com o surgimento de comércio das mercadorias com outras comunidades e através da navegação, as comunidades passaram a ter tamanhos maiores, transformando-se em cidades.
No século XIX e XX eram comuns os problemas ocasionados pela falta de drenagem urbana e tratamento d’água, a proximidade das cidades e dos cursos d’água acarretava, frequentemente, problemas de excedentes de água, observando-se a ocorrência de inundações (BAPTISTA et al, 2011, p. 16) e também problemas de saúde, como a cólera, hepatite e pólio, pois a mesma água utilizada para a alimentação de humanos e animais, também era utilizada para a higiene pessoal e navegação.
Estes problemas passaram a procurar soluções a partir do surgimento dos preceitos higienistas, que preconizavam a canalização e o controle dos cursos d’água urbanos (BAPTISTA et al, 2011, p. 16), e também da chegada da chamada urbanização, onde tornou- se necessário a adoção do plano diretor de drenagem urbana.
Pode-se entender por urbanização como:
Ato ou efeito de urbanizar. 2. Conjunto dos trabalhos necessários para dotar uma área de infraestrutura (p. ex., água, esgoto, eletricidade) e/ou de serviços urbanos (p. ex., de transporte, de educação). (MINI DICIONÁRIO ÁURÉLIO, 2014, 8ªed, p. 767).
Outro ponto que deve ser levado em conta para o aumento da urbanização é o chamado êxodo rural. Nele ocorre o deslocamento das pessoas da zona rural para a zona urbana. O deslocamento dessas pessoas se deve a busca de uma vida melhor, como em emprego, qualidade de saúde, busca por uma educação e fuga dos desastres naturais dos campos (secas, enchentes, etc.)
Esse aumento desordenado da população traz consigo novamente a problemática das enchentes, uma vez que as cidades que recebem esses imigrantes, por muitas vezes, não estão preparadas para receber tal quantidade de pessoas e como resultado tem-se a criação de favelas e cortiços.
Essa ação antrópica sobre o solo altera as características de absorção da água e a recarga natural de aquíferos, que mostram com o tempo, ser insuficientes para comportar volumes cada vez maiores de contribuição.
2.2 Plano diretor de drenagem urbana
Segundo o Manual de Drenagem Urbana da Prefeitura Municipal de Porto Alegre, o principal objetivo do Plano Diretor de Drenagem Urbana (PDDrU) é criar os mecanismos de gestão da infraestrutura urbana, relacionados com o escoamento das águas pluviais, dos rios e arroios em áreas urbana. (Vol. VI, 2005, p. 2)
A urbanização implica na transformação da cobertura natural do solo, onde são implantadas
estruturas e edificações construídas, usualmente, por materiais impermeáveis, como as
moradias, praças, ruas e calçadas. Tais estruturas impedem que a água das chuvas infiltrem o
solo, fazendo com que o volume de água passe a escoar superficialmente, se deslocando para
locais adjacentes, resultando em alterações drásticas nas fases do ciclo hidrológico natural (BRUNO, 2011, p. 20).
Ainda segundo Bruno, o volume que escoava lentamente pela superfície do solo e ficava retido pela vegetação, passa a escoar no canal, exigindo maior capacidade das seções transversais dos cursos d’água. (BRUNO, 2011, p. 4)
Figura 1 – Relação entre o hidrograma da bacia em áreas urbanizadas e não urbanizadas
Fonte: (Vaz Filho e Carneiro, 2000, apud BRUNO, 2011, p. 5).
Assim, a adoção do plano diretor se torna uma estratégia de combate aos efeitos causados pela urbanização, pois nele pode constar uma regulamentação das construções de novos empreendimentos e também planos de controle estrutural e não-estrutural para os impactos existentes nas bacias urbanas da cidade.
A regulamentação proposta pelo plano diretor tem como objetivo evitar que os impactos indesejáveis advindos da urbanização sejam gerados nas cidades. Segundo Tucci (2003a, apud Bruno, 2011, p. 5), citam-se os efeitos:
• Redução do volume de infiltração;
• Aumento do escoamento superficial;
• Redução do nível freático, reduzindo o escoamento subterrâneo;
• Redução da evapotranspiração.
Existindo ainda outros como:
• Aumento das vazões máximas dos cursos de água;
• Aumento da produção de sedimentos devido à desproteção das superfícies e à produção de resíduos sólidos (lixo), com inadequada disposição final; e
• Deterioração da qualidade da água, devido à lavagem das ruas, ao transporte de material sólido e a ligações clandestinas de esgoto.
Esses efeitos citados ocasionam, eventualmente, as chamadas enxurradas, desmoronamentos,
alagamentos, etc., causando para a população, prejuízos como perdas materiais e financeiras,
doenças e até mesmo a morte, assim, o plano diretor estabelece as alternativas de controle de cada bacia da cidade, reduzindo o risco das ocorrências citadas.
3. SISTEMAS DE DRENAGEM: CLÁSSICOS E ALTERNATIVOS 3.1 Sistemas de drenagem clássicos
Os sistemas de drenagem urbana possuem duas divisões conhecidas. Primeiramente elas podem dividir-se entre os sistemas clássicos e alternativos, onde o sistema clássico é subdividido entre os sistemas estruturais e os não-estruturais.
Os sistemas estruturais podem ser descritos como as medidas utilizadas pelo homem para modificar o curso de água, buscando reduzir o risco de enchentes, por meio de implantação de obras como as barragens, diques e canalizações.
Enquanto as medidas não estruturais são as medidas usadas para a reversão ou minimização dos problemas ocasionados pela água, a fim de conviver melhor com o curso de água. Por exemplo, são usadas como medidas a educação ambiental, o zoneamento de áreas de inundação, a legislação quanto ao uso e ocupação do solo, a implantação de sistemas de alerta, etc.
A principal filosofia do sistema clássico é o rápido escoamento das águas pluviais por meio de uma infraestrutura adequada, como bocas de lobo, galerias, sarjetas, etc., sendo esta filosofia advinda dos preceitos higienistas, que recomendam a rápida evacuação da água das áreas urbanas, utilizando-se da canalização de condutos preferencialmente subterrâneos que funcionam por meio da gravidade.
3.2 Sistemas de drenagem alternativos ou compensatórios Segundo Baptista et al (2011, p. 25),
a partir dos anos 1970 uma outra abordagem para tratar o problema foi sendo desenvolvida [...]. Trata-se, do conceito de tecnologias compensatórias de drenagem, que buscam neutralizar os efeitos da urbanização sobre os processos hidrológicos, com benefícios para a qualidade de vida e a preservação ambiental.
Nos sistemas alternativos são utilizadas técnicas que visam a convivência com um menor impacto causado pelas águas pluviais. Este sistema se concentra no controle de escoamento, promovendo o retardamento e a infiltração das águas pluviais (BRUNO, 2011, p. 10).
Essas técnicas são alternativas em relação às técnicas clássicas porque levam em consideração os impactos da urbanização, procurando diminuir os impactos ambientais causados pelo desenvolvimento urbano e reduzir os custos da infraestrutura dos sistemas clássicos. Além de visar promover um rearranjo temporal das vazões e com isso diminuir o volume escoado e o risco de inundações.
As técnicas compensatórias, assim como aos sistemas clássicos, também podem dividir-se
entre estruturais e não estruturais. Onde as técnicas mais comumente utilizadas são os
reservatórios de detenção, as estruturas de armazenamento temporário, as estruturas que
favorecem a infiltração e a percolação, tais como trincheiras de infiltração, valas e poços de
infiltração, e os pavimentos porosos, destinados ao armazenamento temporário e/ou infiltração (BAPTISTA et al, 2011, p. 26).
Focando no pavimento poroso, tem-se que este se encontra submetido a obras lineares, que são as técnicas que são implantadas usualmente junto aos sistemas viários (pátios, estacionamentos, calçadas), com o objetivo de realizar a drenagem da água no local. Em obras deste tipo são comuns os pavimentos porosos, as valas de detenção e/ou infiltração e as trincheiras de infiltração, que serão definidas a seguir.
De acordo com a NBR 16416 (2015, p. 2) pavimento permeável pode ser definido como:
pavimento que atende simultaneamente às solicitações de esforços mecânicos e condições de rolamento e cuja estrutura permite a percolação e/ou o acúmulo temporário de água, diminuindo o escoamento superficial, sem causar dano à sua estrutura.
4. PAVIMENTO POROSO
O termo pavimento se aplica, basicamente, a qualquer cobertura da superfície que tem por finalidade suportar o tráfego de pedestres ou de veículos.
Enquanto poroso ou permeável, é aquele ou aquilo que possui uma porosidade e permeabilidade elevada, que possa influenciar nos efeitos hidrológicos de forma positiva ao meio ambiente e aos envolvidos.
Diferente dos pavimentos convencionais, este tipo de pavimento possui uma simpatia com a água e, portanto, é favorável ao molhamento de suas camadas inferiores, tornando necessário um estudo preliminar de suas camadas de assentamento para a sua adoção.
Ou seja, este tipo de pavimento possui duas funções, sendo ela a mecânica (suporte de carregamentos) e a hidráulica (retenção e infiltração de água), diminuindo o risco de alagamentos.
A sua utilização em áreas urbanas visa reduzir a área drenada superficialmente, melhorar a qualidade da água e contribuir para o aumento da recarga da água subterrânea (Collins et al., 2007; Kuang et al., 2011, apud COUTINHO, 2011, p. 15).
A utilização deste tipo de revestimento é uma alternativa que busca compensar os efeitos da ocupação do solo gerado pela urbanização aproximando as condições de infiltração do solo às suas situações de pré-ocupação.
Segundo Azzout et al., (1994, apud Acioli, 2005, p. 8),
o pavimento com estrutura porosa foi inicialmente aplicado na França, nos anos 1945-1950, porém sem muito êxito, pois a qualidade do betume na época (heterogêneo e de pouca trabalhabilidade) não sustentava as ligações da estrutura, devido ao excesso de vazios. Ele foi novamente utilizado somente vinte anos depois, no final dos anos 1970, quando alguns países como a França, os Estados Unidos, o Japão, voltaram a se interessar pelo pavimento poroso.
Já no Brasil,
[...] o primeiro registro de um sistema construtivo de calçadas de placas de concreto removíveis
foi a proposta de um grupo de empresas e profissionais, [...], constituindo uma das quatro
alternativas oferecidas para a votação popular na escolha da nova calçada da avenida Paulista, em São Paulo, em 2002. (MANUAL DE PLACAS DE CONCRETO, ABCP, 2010, p. 9).
Ainda segundo o Manual de Placas de Concreto realizado pela Associação Brasileira de Cimento Portland (2010, p. 9), foi em 2005 que um grupo de fabricantes começou a desenvolver produtos para a utilização em calçadas.
A tecnologia para a fabricação das placas e peças de concreto evoluiu desde então. Compostas basicamente por basalto, granito, mármore, quartzo, areia, cimento e até mesmo produtos reciclados e renováveis, possui considerável durabilidade e resistência e uma gama de variação de cores e texturas, adequando-se a cada tipo de projeto, podendo ser utilizadas em estacionamentos, calçadas, praças, rampas.
Suas vantagens podem ser citadas:
• Redução das vazões de pico pelo armazenamento temporário
• Redução das poças d’água
• Possível recarga de aquífero subterrâneo
• Redução do escoamento superficial previsto com relação a superfície impermeável
• Redução dos condutos da drenagem pluvial
• Redução dos custos do sistema de drenagem pluvial e da lâmina de água de estacionamentos e passeios
• Melhoria da qualidade da água durante o processo de infiltração
• Proteção do sistema de drenagem
• Ajuda a diminuir enxurradas e enchentes
• Possibilita a reutilização da água da chuva
• Atua como filtro, impedindo que impurezas e metais pesados atinjam o lençol freático
• Permite melhor aproveitamento de terrenos Em relação às desvantagens tem-se:
• Tendência à obstrução dos poros (comaltação)
• Necessidade de manutenção constante no caso de pavimentos permeáveis
• Risco de poluição do lençol freático e de contaminação de aquíferos
• Maior custo direto da construção (sem considerar o benefício de redução dos condutos)
Segundo Acioli (2005, p. 13), o uso do pavimento permeável pode ser restringido em alguns locais, sendo eles:
• Regiões de clima frio, devido ao entupimento e trincagem pela neve;
• Regiões áridas, devido à alta amplitude térmica;
• Em regiões com altas taxas de erosão devido ao vento, em face do grande acumulo de sedimentos na superfície;
• E áreas de recargas de aquíferos.
Ou seja, o pavimento poroso pode contribuir para diminuir os efeitos negativos da
urbanização.
4.1 Placas de concreto permeável
Sabe-se então que as placas de concreto permeáveis se encaixam em técnicas compensatórias da drenagem urbana como um sistema estrutural e pontual e que é um dos tipos de pavimento porosos existentes.
Seu termo é componente pré-moldado de concreto permeável, utilizado como material de revestimento em pavimentos permeáveis e cujo seu índice de forma deve ser superior a 4 (ABNT NBR 16416:2015, p. 3) e seu coeficiente de permeabilidade do pavimento recém construído, segundo ABNT NBR 16416:2015 (tabela 7, p. 14), deve ser maior que 10
-3m/s.
Suas características para a inspeção visual e avaliação dimensional das placas de forma devem ser, conforme ABNT NBR 16416 (2015, p. 15), de:
a) aspecto homogêneo, arestas regulares e ângulos retos, livres de rebarbas, defeitos, delaminação ou descamação do concreto;
b) arestas regulares nas duas faces e nas paredes laterais;
c) espessura com medida nominal mínima igual ou maior ao especificado em 6.7.2, podendo ser especificadas em projeto medidas superiores com múltiplos de 20 mm;
d) tolerância dimensional para comprimento, largura e espessura de mais ou menos 3 mm em relação às respectivas medidas nominais.
Onde o item 6.7.2 da norma, informa a tabela 8 (resistência mecânica e espessura mínima do revestimento permeável). Nesta tabela podem ser observadas a espessura mínima exigida para as placas de concreto permeável com relação ao tráfego de pedestres ou tráfego leve, e também a sua exigência para a resistência mecânica. Veja:
Tabela 1 – Resistência mecânica e espessura mínima do revestimento permeável
Tipo derevestimento Tipo de solicitação Espessura mínima
(mm)
Resistência mecânica característica
(Mpa)
Método de ensaio