RESUMO
Os espaços verdes desempenham um papel fundamental em meio urbano, com funções ecológicas, sociais e estéticas. O território continental português apresenta maioritariamente clima Mediterrânico, com invernos frios e chuvosos, e verões quentes e secos, pelo que a aplicação de rega na estação seca é fundamental para a sobrevivência da vegetação. Simultaneamente, o país tem registado nos últimos anos grande variabilidade na frequência e intensidade da precipitação, assim como aumento dos períodos de seca, devendo ser adotadas medidas de gestão de água que possibilitem diminuir a competição pelos recursos hídricos.
Estudou-se a hipótese que plantas características das regiões com clima mediterrânico conseguem manter valor ornamental quando sujeitas a condições de défice hídrico e/ ou rega com água não potável, nomeadamente água residual tratada, sem prejudicar a saúde pública. Para tal realizou-se uma revisão bibliográfica e um ensaio experimental no sentido de investigar estratégias de intervenção que potenciam a gestão sustentável da água no projeto de Arquitetura Paisagista, contribuindo para projetar e manter espaços verdes sustentáveis e funcionais, esteticamente apelativos, com capacidade de resposta às necessidades da população.
Registaram-se diferenças no crescimento e períodos de floração, relacionadas com a qualidade e dotação de rega aplicadas. Os resultados decorrentes do ensaio experimental são disponibilizados num programa informático que permite visualizar a simulação dos modelos de crescimento esperados, em função das diferentes variáveis analisadas no ensaio. Este modelo, criado tendo em conta o contexto edafo-climático em que a vegetação é plantada e a dotação e qualidade de água de rega, permite criar diferentes cenários para decidir qual a melhor situação a recorrer e quais as espécies mais indicadas de acordo com a quantidade e qualidade de água disponível ou que se pretende utilizar. A metodologia utilizada pode ser aplicada a outras espécies, alargando o conhecimento científico a um leque mais vasto de vegetação.
PALAVRAS-CHAVE
Água residual tratada; Clima Mediterrânico; Espécies autóctones; Necessidades hídricas das plantas; Reutilização de água.
Urban green areas are extremely valuable and may contribute to urban sustainability, as they play environmental, economic, social and aesthetic roles, establishing a balance between nature, man and urban areas. A large part of Portugal mainland presents Mediterranean climate, with seasonal rain, hot and dry summers. Irrigation during summer is required, as plants need water in order to stay healthy. In addition, water scarcity is increasing due to drought intensification, consequently there is a strong need for sustainable water management in order to avoid competition over water resources.
The research supporting this Thesis aimed to present guidelines which promote sustainable water management in landscape architecture projects in Mediterranean climate, contributing to sustainable and functional green spaces, aesthetically appealing, also meeting population needs. The investigated hypothesis was that planting native species under deficit irrigation conditions and irrigating them with non drinkable water sources, can create green spaces which still accomplish their environmental, social, economic and aesthetic purposes. Under this framework, two different irrigation solutions were studied: deficit irrigation and irrigation with non-drinkable water sources (groundwater and disinfected reclaimed water), without harming public health.
Differences in plant growth and flowering season exist between the species analysed, with variations primarily related to the quality and the amount of water required. Results highlight the possibility of using alternative water sources for irrigation, without harming public health and without loss to the urban green spaces functions, namely social and aesthetical. At the same time it may be possible to decrease potable water consumption. The results achieved were also combined into a software that simulates the growth models for the analysed species, according to the water quality and the amount of irrigation provided, adjust green spaces to water availability. This methodology may be applied to other species, expanding scientific knowledge to a wider range of vegetation.
KEY-WORDS
Disinfected reclaimed water; Mediterranean climate; Native species; Plant water requirement; Water reuse.
AGRADECIMENTOS
A realização desta Tese contou com inúmeros apoios sem os quais não teria sido possível a sua realização.
À Professora Ana Luísa Soares pela sua orientação, pelas suas opiniões, críticas sempre construtivas e pela sua disponibilidade. Aos Professores Helena Marecos do Monte e Professor João Santos Pereira, co-orientadores desta Tese quero agradecer todo o saber que me transmitiram ao longo da realização deste trabalho e pelas suas palavras de incentivo.
À Fundação para a Ciência e Tecnologia, pela bolsa de investigação concedida e que possibilitou uma dedicação total ao desenvolvimento desta Tese.
A todos os docentes do Link, nomeadamente o Professor Carl Steinitz, a Professora Cristina Castel-Branco e a Professora Helena Freitas que contribuíram para a consolidação da hipótese da Tese, incluindo as águas residuais tratadas neste estudo.
Aos Professores que, ao longo deste trabalho, estiveram sempre disponíveis para contribuir com o seu conhecimento nas várias áreas de científicas que esta investigação abrangeu, nomeadamente ao Professor Francisco Castro Rego, ao Professor José Carlos Costa, à Professora Teresa Vasconcelos, ao Professor Miguel Mourato, ao Professor Luís Santos Pereira e à Engenheira Paula Soares e à Professora Isabel Ferreira.
À Dra. Ana Paula Teixeira, à Engenheira Ana Nobre e ao Engenheiro Pedro Póvoa, da Simtejo, que disponibilizaram as condições físicas para a realização do ensaio experimental na ETAR de Beirolas.
À Isabel e João Liberato pela instalação das plantas, ao Rui Matias pela instalação do sistema de rega, à Sigmetum pela produção das plantas utilizadas.
Ao Instituto Português do Mar e da Atmosfera que disponibilizou os dados meteorológicos indispensáveis para a realização do ensaio experimental, em especial à Doutora Natália Câmara que contribuiu para os disponibilizar, em tempo útil.
Ao Engenheiro A. Carvalho que contribuiu com os seus conhecimentos para a elaboração do programa Sustainable Plant Water Guide.
1. INTRODUÇÃO………..………..……...………1
1.1 CONSIDERAÇÕES PRÉVIAS……….…….………..1
1.2 HIPÓTESES E OBJETIVOS………...…………...….5
1.3 ESTRUTURA DO ESTUDO………...…….6
2. OS ESPAÇOS VERDES E O DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL……….10
2.1 DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL………..…10
2.1.1 Conceito de desenvolvimento sustentável……….…….…..10
2.1.2 As dimensões da sustentabilidade……….……….…12
2.1.3 A sustentabilidade urbana……….…...13
2.2 A CONTRIBUIÇÃO DOS ESPAÇOS VERDES URBANOS PARA O DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL………..…..16
2.2.1 Benefícios ecológicos………21
2.2.2 Benefícios sociais………..24
2.2.3 Benefícios económicos………...……..26
2.2.4 Benefícios estéticos……….…..…...27
2.3 A ÁGUA COMO UM FATOR DE SUSTENTABILIDADE DOS ESPAÇOS VERDES……….………..…..28
2.3.1 Equilíbrio do balanço hidrológico em contexto urbano ………..…….…30
2.3.2 Redução da utilização de água potável para rega ………..33
2.3.3 Evolução histórica da utilização da água para rega ………..….34
3. NECESSIDADES HÍDRICAS DAS PLANTAS - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA…...40
3.1 ENQUADRAMENTO………..…….40
3.2 EVAPOTRANSPIRAÇÃO……….…….….40
3.3 EVAPOTRANSPIRAÇÃO DE REFERÊNCIA……….…….…41
3.4 EVAPOTRANSPIRAÇÃO DE UMA CULTURA………..42
3.5 EVAPOTRANSPIRAÇÃO DE UM ESPAÇO VERDE……….….…..44
3.6.2 Coeficiente de densidade……….……47
3.6.3 Coeficiente de microclima………...….……51
3.6.4 Coeficiente de stress admitido……….….………..52
3.7 HIDROZONA……….……..53
3.8 NECESSIDADES HÍDRICAS DAS PLANTAS………54
3.9 NECESSIDADES HÍDRICAS LÍQUIDAS DAS PLANTAS………55
3.10 RELAÇÃO SOLO-ÁGUA-PLANTA……….…..57
3.11 ÁGUA DISPONÍVEL PARA AS PLANTAS ABSORVEREM………....60
3.12 DEPLEÇÃO ADMITIDA ……….…...61
3.13 BALANÇO HÍDRICO DO SOLO………62
3.14 DETERMINAÇÃO DAS NECESSIDADES DE REGA……….……….64
3.14.1 Determinação das necessidades de rega através da utilização dos dados disponíveis de evapotranspiração de referência………64
3.14.2 Determinação das necessidades de rega através da utilização de sensores que medem o teor de humidade do solo……….…..65
3.14.3 Determinação das necessidades de rega através da aplicação do método do balanço hídrico do solo………..65
3.15 EFICIÊNCIA GERAL DO SISTEMA DE REGA……….68
3.16 UNIFORMIDADE DO SISTEMA DE REGA………69
3.17 NECESSIDADES HÍDRICAS LÍQUIDAS PARA A REGA DE UMA HIDROZONA ……….69
3.18 NECESSIDADES HÍDRICAS REFERENTES À UNIFORMIDADE DO SISTEMA DE REGA………70
3.19 NECESSIDADES HÍDRICAS RELATIVAMENTE À GESTÃO DE REGA …...70
3.20 NECESSIDADES HÍDRICAS TOTAIS PARA A REGA DE UMA HIDROZONA ……….71
4. ESTRATÉGIAS DE GESTÃO SUSTENTÁVEL DA ÁGUA EM ESPAÇOS VERDES
MEDITERRÂNICOS……….72
4.1 INTRODUÇÃO……….72
4.2.1.2 Caraterização do Clima Mediterrânico……….………73 4.2.1.3 Temperatura……….…………73 4.2.1.4 Deficiência hídrica……….….……….74 4.2.2 Fator solo……….………...77 4.2.2.1 Enquadramento………77 4.2.2.2 Textura ………..……79 4.2.2.3 Estrutura………80 4.2.2.4 Arejamento……….…..80 4.2.2.5 Profundidade……….……..81
4.2.2.6 Capacidade de retenção de água……….……..81
4.2.2.7 Permeabilidade ……….…….84
4.2.2.8 Taxa de infiltração……….85
4.2.2.9 pH………..87
4.2.2.10 Salinização………..88
4.2.2.11 Contributo do solo para a gestão sustentável da água em espaços verdes em clima mediterrânico ……….…….89
4.2.3 Fator vegetação……….……….. 90
4.2.3.1 Tolerância ao calor………...………. 91
4.2.3.2 Tolerância à deficiência hídrica ……….…..91
4.2.3.3 Vegetação e qualidade da água de rega………...93
4.2.3.4 Contributo da vegetação para a gestão sustentável da água em espaços verdes em clima mediterrânico ………...……93
4.2.4 Fator água……….………..95
4.2.4.1 Enquadramento……….……….. 95
4.2.4.2 Qualidade de água para rega………...….…..100
4.2.4.3 Águas subterrâneas……….…...…..101
4.2.4.4 Águas superficiais………..……...102
4.2.4.5 Águas pluviais………..….….…106
clima mediterrânico………...123
4.3 CRITÉRIOS DE PLANEAMENTO - ASPETOS TÉCNICOS………..125
4.3.1 Rede de rega……….…….………..125
4.3.1.1 Enquadramento……….………….125
4.3.1.2 Rega por aspersão………..………..126
4.3.1.3 Rega localizada ou microrrega…..………..…………129
4.3.1.4 Contributo da rega para a gestão sustentável da água em espaços verdes em clima mediterrânico………...……….…133
5. NECESSIDADES HÍDRICAS DAS PLANTAS: UMA APLICAÇÃO NO PROJETO
DE ARQUITETURA PAISAGISTA .………..….135
5.1 INTRODUÇÃO………135
5.2 ENSAIO EXPERIMENTAL – MATERIAIS E MÉTODOS ………...137
5.2.1 Localização do ensaio………137
5.2.2 Caracterização climática………139
5.2.3 Descrição do ensaio experimental………141
5.2.3.1 Delineamento experimental……….141
5.2.3.2 Preparação do terreno para instalação do ensaio…….……..144
5.2.3.3 Escolha das espécies vegetais estudadas………….………..145
5.2.3.4 Caracterização do sistema de rega……….………..147
5.2.4 Definição do modelo de rega……….……...148
5.2.4.1 Coeficiente de tipo de vegetação………...………149
5.2.4.2 Coeficiente de densidade……….……152
5.2.4.3 Coeficiente de microclima………..………..153
5.2.4.4 Coeficiente de stress admitido………..…………..154
5.2.4.5 Evapotranspiração dos espaços verdes …………...…………154
5.2.4.6 Necessidades hídricas das plantas………...…….154
5.2.4.7 Necessidades hídricas líquidas das plantas………...…..154
5.2.4.8 Aplicação do balanço hídrico do solo para determinação das necessidades de rega……….………..156
5.2.5 Monitorização do ensaio……….164
5.2.5.1 Recolha de dados……….……….164
5.2.5.2 Monitorização do solo……….………..164
5.2.5.3 Monitorização da qualidade da água………….………165
5.2.5.4 Cápsulas de resina……….………..165
5.3 ENSAIO EXPERIMENTAL – RESULTADOS………170
5.3.1 Parâmetros edafo-climáticos……….………….170
5.3.1.1 Dados meteorológicos……….………….170
5.3.1.2 Resultados laboratoriais das análises ao solo………..176
5.3.2 Parâmetros da qualidade da água………179
5.3.2.1 Resultados laboratoriais dos parâmetros físicos e químicos.179 5.3.2.2 Resultados laboratoriais dos parâmetros microbiológicos….181 5.3.3 Parâmetros quantitativos………181
5.3.3.1 Altura………181
5.3.3.2 Diâmetro………..185
5.3.3.3 Superfície de solo coberto pelas plantas………..188
5.3.3.4 Adsorção de nutrientes pela análise de cápsulas de resina..194
5.3.4 Parâmetros qualitativos………..200
5.3.4.1 Valor ornamental……….………..200
5.3.4.2 Duração e intensidade da floração……….208
5.4 ENSAIO EXPERIMENTAL – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS……….209
5.5 SOFTWARE SUSTAINABLE PLANT WATER GUIDE...213
5.5.1 Enquadramento………213
5.5.2 Descrição do Sustainable Plant Water Guide……….217
6. CONCLUSÕES FINAIS………220
LISTAGEM DE SIGLAS E DE ABREVIATURAS
ARH - Administração da Região HidrográficaARUT - Águas residuais urbanas tratadas CBD – Convenção da Diversidade Biológica CBO - Carência bioquímica de oxigénio CQO - Carência química de oxigénio CML – Câmara Municipal de Lisboa
CU – coeficiente de uniformidade de distribuição do sistema de rega DRA - Direcção Regional do Ambiente
DU - uniformidade de distribuição do sistema de rega
ERSAR - Entidade Reguladora dos Serviços de Águas e Resíduos ES - eficiência geral do sistema de rega
ETAR - Estação de tratamento de águas residuais ET0 – evapotranspiração de referência
ETc – evapotranspiração de uma cultura ETL – evapotranspiração de um espaço verde EU – uniformidade do sistema de rega EWA - European Water Association FAO - Food and Agriculture Organization
fc - fração de solo coberta ou sombreada por vegetação
fc eff – fração de solo efetivamente coberta ou sombreada, variando entre 0 e 1 G - densidade de fluxo de calor através do solo
GEE - Gases com efeito de estufa h - altura média da vegetação I - dotação de rega
IPCC – Intergovernmental Panelo n Climate Change IPMA – Instituto Português do Mar e da Atmosfera IRAR - Instituto Regulador de Águas e Resíduos ISEL - Instituto Superior de Engenharia de Lisboa
IWR - necessidades hídricas totais para a rega de uma hidrozona
IWRDU - necessidades hídricas relativamente à uniformidade do sistema de rega IWRNET - necessidades líquidas de água para a rega de uma hidrozona
IWR WM - necessidades hídricas relativas à gestão de rega Kc - coeficinte cultural
KD - coeficiente de densidade Ke – coeficiente de retenção efetiva KL - coeficinte de paisagem
MAD – objetivos de gestão de rega
ML - multiplicador para fc eff, de forma a impor um limite superior na transpiração relativa a uma unidade de área correspondente a fc eff
NP - Norma portuguesa
OCDE . Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Económico ODS – Objetivos do Desenvolvimento Sustentável
OMS - Organização Mundial de Saúde ONU – Organização das Nações Unidas P - precipitação total
PAW - total de água disponível na zona radicular
PEAASR - Plano Estratégico de Abastecimento de Água e de Saneamento de Águas Residuais PNUEA - Programa Nacional para o Uso Eficiente da Água
PWR – Necessidades hídricas das plantas
PWRNET – Necessidades hídricas líquidas das plantas QREN - Quadro de Referência Estratégico Nacional Re : precipitação efetiva
Rh - quantidade de precipitação mensal histórica Rn - radiação líquida à superfície da cultura
RTM - fator multiplicador de tempo de funcionamento T - média da temperatura do ar a 2 metros de altura U2 - velocidade do vento a 2 metros de altura USDA - United States Department of Agriculture VMA - Valor Máximo Admissível
VMR - Valor Máximo Recomendável
Wr,FC = armazenamento de água no solo na zona radicular à capacidade de campo
Wr,WP = armazenamento de água no solo na zona radicular ao coeficiente de emurchecimento WWAP - World Water Assessment Program
Zr = profundidade radicular ϒ - constante psicrométrica
Δ - declive da curva de pressão de vapor
ΔV - incremento de água incorporada pelas plantas ΔS - variação de armazenamento de água no solo θFC = teor de água no solo à capacidade de campo
LISTAGEM DE FIGURAS
Figura 2.1 – Articulação das diferentes componentes do desenvolvimento sustentável. Fonte: Pereira, 2009.
Figura 2.2 - Distribuição da população mundial. Fonte: United Nations, 2007. Figuras 2.3 - Central Park, Nova Iorque. Fonte: Arquivo pessoal, 2014. Figura 2.4 – Parque Tejo Trancão, Lisboa. Fonte: arquivo pessoal, 2012. Figura 2.5 – Central Park, Nova Iorque. Fonte: Arquivo pessoal, 2014.
Figura 2.6 – Rio integrado na cidade, Parque Bishang-Ang Mo Kio Park, Singapura. Fonte: Arquivo pessoal, 2013.
Figura 2.7 – Decoração de árvores de Natal no Jardim Botânico de Singapura. Fonte: Arquivo pessoal, 2013.
Figura 2.8 – Encontro de gerações num jardim no Porto. Fonte: Arquivo pessoal, 2015. Figura 2.9 – Encontro geracional no Parque do Retiro, Madrid. Fonte: Arquivo pessoal, 2011. Figura 2.10 – Prática de exercício físico num jardim de Macau. Fonte: Arquivo pessoal, 2013. Figura 2.11 – Gardens by the Bay, Singapura. Fonte: Arquivo pessoal 2014.
Figura 2.12 – Representação nas necessidades mundiais de água doce. Fonte: adaptado de UNESCO, s.d.
Figura 2.13 – Recursos hídricos renováveis per capita em 2013. Fonte: adaptado de WWAP com base na base de dados FAO AQUASTAT, s.d.
Figura 2.14 – Representação esquemática do ciclo hidrológico. Fonte: adaptado de NaturezaNow, s.d.
Figura 2.15 – Mina de água no Jardim Botânico de Coimbra. Fonte: Jácome, 2010. Figura 2.16 – Jardins do Palácio de Versailles, França. Fonte: Arquivo pessoal, 2012.
Figura 2.17 – Jogos de água no Palácio Nacional de Queluz. Fonte: Afonso & Delaforce, 1989. Figura 2.18 – Primeiro relvado regado em Portugal, jardins do Palácio de Monserrate em Sintra. Fonte: DDF (Div.de documentação fotográfica) / IPM; Caption : 1865-1870 (matriz pix). Figura 3.1 – Representação esquemática das relações solo-água na zona radicular das plantas. Fonte: Pereira, 2004.
Figura 3.2 – Representação esquemática dos termos do balanço hídrico da zona de enraizamento. Fonte: Fernando 1998 in Pereira, 2004.
Figura 3.3 – Esquema do modelo ISAREG com indicação dos programas associados, dos dados utilizados, dos procedimentos de cálculo e do tipo de resultados. Fonte: Pereira, 2004. Figura 4.1 – Mapa de zonas USDA para Portugal Continental. Fonte: Cortes, 2011.
Figura 4.2 – Mapa das zonas de deficiência hídrica em Portugal Continental. Fonte: Cortes, 2011.
Figura 4.3 – Mapa cruzado das zonas USDA com as zonas de deficiência hídrica, para Portugal Continental Fonte: Cortes, 2011.
Figura 4.4 – Triângulo textural que permite identificar a textura do solo. Fonte: adaptado de Botelho da Costa, 1999.
AMWUA, 2013.
Figura 4.7 – Padrões de deslocação da água infiltrada no solo, de acordo com a classe textural do solo. Fonte: Irrisoft, 2004.
Figura 4.8 – Diagrama representativo da resposta das plantas a situações de deficiência hídrica. Fonte: adaptado de Larcher, 1995.
Figura 4.9 – Índice de stress hídrico na Europa. Fonte: AQUAREC, 2006; Hochstrat, 2006 Figura 4.10 – Índice de exploração de recursos hídricos na Europa. Fonte: EEA, s.d.
Figura 4.11 – Classificação das estações de acordo com a qualidade dos cursos de água superficiais. Fonte: SNIRH 1 , s.d.
Figura 4.12 – Reutilização de água no Mundo. Fonte: Global Water Intellingence in Marecos do Monte, 2013.
Figura 4.13 – Identificação dos projetos de reutilização na Europa, incluindo a sua dimensão e tipologia de uso. Fonte: AQUAREC, 2006.
Figura 4.14 – Lavagem de viaturas com água reciclada nas instalações da Câmara Municipal de Lisboa, Olivais. Fonte: Professora Helena Marecos do Monte, 2014.
Figura 4.15 – Sistema de tratamento da água residual na ETAR de Frielas. Fonte: Frazão, 2016.
Figura 4.16 – Construção de conduta de adução de água residual tratada em Lisboa Fonte: Frazão, 2016
Figura 4.17 – Sinalética com identificação de rega com água reciclada no Parque do Retiro, Madrid. Fonte: Arquivo pessoal, 2011.
Figuras 4.18 e 4.19 – Sistema de distribuição de água residual tratada para reutilização, pintado de cor roxa. Fonte: Professora Helena Marecos do Monte, 2014.
Figura 5.1 – Vista aérea da ETAR de Beirolas, Lisboa. Fonte: ADP, s.d.
Figura 5.2 – Frequência de cada rumo (%) para a estação meteorológica de Cabo Ruivo. Fonte: IPMA in Castel-Branco et al., 1998.
Figura 5.3 – Delineamento experimental.
Figura 5.4 – Representação esquemática da parcela.
Figura 5.5 – Representação esquemática das plantações experimentais, com a identificação das 2 fases (fase 1 e fase 2); dos 3 blocos (A, B, C) e dos três grupos de espécies analisados (Grupo I, Grupo II e Grupo III).
Figura 5.6 – Representação do local de instalação do ensaio experimental. Fonte: arquivo pessoal, 2011.
Figura 5.7 – Preparação do terreno para a instalação ensaio experimental. Fonte: arquivo pessoal, 2011.
de rega, fase 1, abril de 2011. Fonte: arquivo pessoal, 2011.
Figura 5.10 – Casa de apoio às bombas Fonte: arquivo pessoal, 2012.
Figura 5.11 – Representação esquemática da rede de rega, com identificação dos diferentes tratamentos: AE80, AE50, AE20, AF20, AF50, AF80 e A0.
Figura 5.12 – Cápsulas de resina Ag Manager PST-1, fornecidas pela Unibest, com indicação da quantidade e lote. Fonte: Arquivo pessoal, 2012.
Figura 5.13 – Esquema de colocação das cápsulas de resina no solo. Fonte: Nutnet, s.d. Figura 5.14 – Mapeamento de colocação das cápsulas de resina no solo.
Figura 5.15 – Lavagem de cápsulas de resina. Fonte: Arquivo pessoal, 2012.
Figura 5.16 – Colocação das cápsulas de resina lavadas em recipientes identificados. Fonte: Arquivo pessoal, 2012.
Figura 5.17 – Extração dos elementos retidos nas cápsulas de resina, através de um agitador magnético. Fonte: Arquivo pessoal, 2012.
Figura 5.18 – Volume total recolhido (60 ml), após três processos sucessivos de extração dos elementos retidos. Fonte: Arquivo pessoal, 2012.
Figura 5.19 - Divisão do volume total recolhido por cápsula (60 ml) em dois tubos de ensaio, devidamente identificados. Fonte: Arquivo pessoal, 2012.
Figura 5.20 – Registo de ET0, em milímetros, julho de 2011 a setembro de 2013. Fonte: IPMA Figura 5.21 – Registo de precipitação, em milímetros, julho de 2011 a setembro de 2013. Fonte: IPMA
Figura 5.22 – Escala de classificação do valor ornamental para a espécie da Fase 1, grupo I - Laurus nobilis, de um a cinco, da esquerda para a direita, respetivamente.
Figura 5.23 – Escala de classificação do valor ornamental para a espécie da Fase 2, grupo I – Arbutus unedo, de um a cinco, da esquerda para a direita, respetivamente.
Figura 5.24 – Escala de classificação do valor ornamental para a espécie da Fase 1, grupo II – Lavandula stoechas, de um a cinco, da esquerda para a direita, respetivamente.
Figura 5.25 – Escala de classificação do valor ornamental para a espécie da Fase 2, grupo II – Rosmarinus officinalis, de um a cinco, da esquerda para a direita, respetivamente.
Figura 5.26 – Escala de classificação do valor ornamental para a espécie da Fase 1, grupo III – Prunus spinosa, de um a cinco, da esquerda para a direita, respetivamente.
Figura 5.27 – Escala de classificação do valor ornamental para a espécie da Fase 2, grupo III – Crataegus monogyna, de um a cinco, da esquerda para a direita, respetivamente.
Figura 5.28 – Distribuição do valor ornamental da espécie Laurus nobilis de acordo com os tratamentos de rega aplicados.
Figura 5.29– Distribuição do valor ornamental da espécie Arbutus unedo de acordo com os tratamentos de rega aplicados.
Figura 5.30 – Distribuição do valor ornamental da espécie Lavandula stoechas de acordo com os tratamentos de rega aplicados.
tratamentos de rega aplicados.
Figura 5.33 – Distribuição do valor ornamental da espécie Crataegus monogyna de acordo com os tratamentos de rega aplicados.
Figuras 5.34 e 5.35 – Recuperação da espécie Arbutus unedo durante o ensaio experimental, sem aplicação de rega. Fonte: Arquivo pessoal, 2012.
Figura 5.36 – Necessidades de água de rega verificadas em cada um dos tratamentos em milímetros por mês (IWR, Irrigation water requirement), precipitação efetiva em milímetros por mês (Re, Effective rainfall) e evapotranspiração de referência em milímetros por mês (ET0). Figura 5.37 – Imagem principal de inicialização do Sustainable Plant Water Guide (SPWG). Figura 5.38 – Seleção de espécies no SPWG.
Figura 5.39 – Gráficos de crescimento para a espécie Laurus nobilis no SPWG de acordo com os tratamentos de rega aplicados.
Figuras 5.40, 5.41 e 5.42 – Gráficos comparativos para a altura, diâmetro e fração de solo coberta para a espécie Laurus nobilis no SPWG de acordo com os tratamentos de rega aplicados.
Figuras 5.43 e 5.44 - Pesquisa de espécies no SPWG.
LISTAGEM DE QUADROS
Quadro 3.1 – Valores de KV de acordo com as necessidades hídricas da espécie. Fonte: adaptado de Costello et al., 2000.
Quadro 3.2 – Valores de KV de acordo com o tipo de vegetação. Fonte: adaptado de Allen et al., 2007.
Quadro 3.3 – Valores de KV de acordo com a tipologia de vegetação e a fração de solo coberta. Fonte: adaptado de Allen et. al., 2007
Quadro 3.4 – Valores de KD de acordo com o tipo de vegetação, quando o solo nú é regado. Fonte: McCabe, 2005.
Quadro 3.5 – Valores de KD obtidos de acordo com a equação 3.5 para diferentes alturas de vegetação e de acordo com a fração de solo coberta ou sombreada por vegetação, considerando ML = 1,5. Fonte: adaptado de Allen et al., 2007.
Quadro 3.6 – Valores de KMC de acordo com o microclima. Fonte: adaptado de Costello et al., 2000.
microclima a que estão sujeitas. Fonte: adaptado de Allen et al., 2007.
Quadro 3.8 – Valores de KSM obtidos de acordo com o tipo de vegetação. Fonte: adaptado de Allen et al., 2007.
Quadro 3.9 – Precipitação efetiva estimada a partir de registos históricos de precipitação mensal, para superfícies planas, em função do tipo de solo e da profundidade das raízes. Fonte: McCabe, 2005.
Quadro 3.10 – Coeficiente de retenção efetiva para os diversos meses no ano. Fonte: Mez, 1963 in Raposo, 1996a.
Quadro 3.11 – Valores indicativos dos teores de capacidade de campo (θFC) e coeficiente de emurchecimento (θWP). Fonte: Pereira, 2004.
Quadro 3.12 – Capacidade de retenção de água de acordo com a textura do solo. Fonte: McCabe, 2005.
Quadro 3.13 – Escolha de MAD em função do tipo de solo de acordo com o modelo GardenISA. Fonte: Afonso, 2007.
Quadro 4.1 – Classes de deficiência hídrica para Portugal Continental. Fonte: Cortes, 2011. Quadro 4.2 – Valores médios de algumas constantes físicas de solos minerais. Fonte: Raposo 1996a, adaptado de diversos autores.
Quadro 4.3 – Valores médios da condutividade hidráulica. Fonte: Raposo, 1996a, adaptado de Poirée e Ollier, 1973.
Quadro 4.4 – Taxa de infiltração da água nos diversos tipos de solo. Fonte: Raposo, 1996a, adaptado de Doorenbos e Pruitt, 1977.
Quadro 4.5 – Taxa de aplicação de água de acordo com o declive, o perfil e a textura do solo. Fonte: Pacheco, 2009.
Quadro 4.6 – Classes de classificação da qualidade da água. Fonte: SNIRH 2 , s. d..
Quadro 4.7 – Classificação dos cursos de água superficiais de acordo com as suas características de qualidade para usos múltiplos. Fonte: SNIRH 3 (s.d).
Quadro 4.8 - Normas de regulamentação de reutilização de água. Fonte: Sanz, 2014.
Quadro 4.9 - Características das águas residuais que podem condicionar o desenvolvimento das plantas ou afetar o solo ou os equipamentos de rega. Fonte: Monte e Albuquerque, 2010. Quadro 4.10 - Patogénicos veiculados pela água reciclada e doenças associadas. Fonte: Monte e Albuquerque, 2010.
Quadro 4.11 - Legislação comunitária e portuguesa que regulamenta a reutilização de águas residuais tratadas na agricultura e nos espaços verdes. Fonte: Monte e Albuquerque, 2010. Quadro 4.12 – Parâmetros de qualidade de água de acordo com a norma NP4434:2005. Quadro 4.13 – Parâmetros de distância mínima em função do método de rega, de acordo com a norma NP4434:2005.
Quadro 4.14 – Distância relativamente a zonas habitadas e valor máximo para a velocidade do vento de acordo com a norma NP4434:2005.
variação de fabrico (Cv). Fonte: McCabe, 2005.
Quadro 4.17 – Classificação da eficiência de uniformidade dos emissores (EU) de acordo com o tipo de rega: micro-aspersão ou gota-a-gota. Fonte: McCabe, 2005.
Quadro 5.1 – Listagem de espécies analisadas no ensaio experimental para cada grupo e para cada fase.
Quadro 5.2 – Classificação das espécies estudadas de acordo com as suas necessidades hídricas.
Quadro 5.3 – Valor de KV considerado para as espécies estudadas.
Quadro 5.4 – Identificação do KV associado a cada um dos sete tratamentos de rega considerados no ensaio experimental, para a fase 1 (abril de 2011) e para a fase 2 (novembro de 2011).
Quadro 5.5 – Valores indicativos dos teores de capacidade de campo (θFC) e coeficiente de emurchecimento (θWP) para um solo de textura franco-argilosa. Fonte: Pereira, 2004.
Quadro 5.6 – Determinação da água que pode ser extraída pelas plantas (mm), em função das características do solo e da profundidade média estimada das raízes.
Quadro 5.7 – Escolha de MAD de acordo com o tipo de solo de acordo com o modelo. Fonte: adaptado de McCabe J., 2005.
Quadro 5.8 – Valores de depleção, tendo em conta os objetivos da gestão da rega. Fonte: McCabe J., 2005.
Quadro 5.9 – Valores estimados de profundidade radicular das espécies em análise, para cada um dos tratamentos de rega, durante o período de duração do ensaio experimental.
Quadro 5.10 – Valores estimados de percentagem de precipitação efetiva mensal média, em função do tipo de solo e da profundidade média. Fonte: McCabe J., 2005.
Quadro 5.11 – Resultado da análise granulométrica do solo, textura, pH e matéria orgânica, em junho de 2011.
Quadro 5.12 – Resultados laboratoriais das características do solo no decorrer do ensaio experimental.
Quadro 5.13 – Resultados laboratoriais das análises químicas de água realizadas no decorrer do ensaio experimental.
Quadro 5.14 – Análises microbiológicas de água realizadas no decorrer do ensaio experimental.
Quadro 5.15 – Análise de variância referente à altura das espécies.
Quadro 5.16 – Taxa de crescimento (altura), em metros, das espécies estudadas de acordo com os tratamentos de rega aplicados.
com os tratamentos de rega aplicados.
Quadro 5.19 – Valores de KD obtidos através da equação 3.5 para alturas médias de vegetação analisada no ensaio experimental. Fonte: Allen et al., 2007.
Quadro 5.20 – Análise de variância da superfície de solo coberto pelas plantas.
Quadro 5.21 – Evolução da fração de solo coberto pelas plantas de acordo com os tratamentos de rega aplicados.
Quadro 5.22 – Elementos químicos adsorvidos pelas vinte e sete cápsulas de resina Unibest analisadas, em miligramas por litro, separadas por espécie e por tratamento de rega aplicado. Quadro 5.23 – Avaliação das espécies analisadas de acordo com as cinco classes de classificação definidas.
Quadro 5.24 – Número de exemplares da espécie Rosmarinus officinallis L., não sobreviventes. Quadro 5.25 – Comparação das taxas de crescimento (altura, diâmetro e fração de solo coberta pela vegetação) para as espécies estudadas e de acordo com os tratamentos de rega aplicados (AE80, AF20 e AF80).
LISTAGEM DE ANEXOS
Anexo 1 – Qualidade das águas destinadas à rega. Anexo XVI do Decreto-Lei nº. 236/98. Anexo 2 – Qualidade das águas destinadas à rega. Anexo XVII do Decreto-Lei nº. 236/98. Anexo 3 – Esquema de funcionamento da ETAR de Beirolas. Fonte: SIMTEJO, s.d. Anexo 4 – Modelo para determinação dos tempos de rega.
Anexo 5 – Dados meteorológicos (Evapotranspiração de referência - ET0 e precipitação) fornecidos pelo Instituto Português do Mar e da Atmosfera.
Anexo 6 – Tabelas de recolha dos dados do ensaio experimental com identificação do código da planta (grupo-fase-tratamento-bloco-localização), altura (h, em metros), diâmetro (d, em metros) e KD.
Anexo 7 – Boletins referentes aos resultados das análises de solo, com indicação dos métodos analíticos utilizados, durante o ensaio experimental.
Anexo 8 – Boletins referentes aos resultados das análises químicas à água, com indicação dos métodos analíticos utilizados, durante o ensaio experimental.
Anexo 9 – Boletins referentes aos resultados das da análise laboratorial microbiológica ao efluente residual tratado, durante o ensaio experimental.
1.
INTRODUÇÃO
1.1 CONSIDERAÇÕES PRÉVIAS
A presente tese tem como objetivo principal abordar a gestão sustentável da água no projeto de Arquitetura Paisagista em condições de clima mediterrânico, apresentando estratégias que contribuam para a criação de espaços verdes sustentáveis que, simultaneamente, preservem as funções ecológicas, sociais, económicas e estéticas.
A água desempenha um papel fundamental para as atividades humanas. Francisco Caldeira Cabral considera a água como um bem precioso: “água para beber, água para purificar, água para regar, água para apagar o fogo, água como meio de comunicação nos rios e nos mares, água para nos dar o peixe para comer” (Cabral, 2003). Na mesma publicação, o autor alerta para as condicionantes que a falta de água imprimiu na fixação dos povos: “sempre houve sítios com muita água e outros em que só conseguia viver pouca gente, limitada pela sua escassez” (Cabral, 2003).
De facto, a água é um dos recursos naturais indispensáveis à sociedade, constituindo um fator limitante ao seu crescimento, sendo, desde cedo, um recurso muito valorizado. As civilizações antigas do Mediterrâneo e Médio Oriente (tal como na Índia ou na China), sempre mantiveram uma relação de estreita dependência com os recursos hídricos. Simultaneamente, muitas lutas e conquistas foram frequentemente motivadas pelo acesso à água. O termo “sociedades ou civilizações hidráulicas”, utilizado por diversos autores, reflete a importância da água para o desenvolvimento das primeiras civilizações (Butzer, 1976; Newson 1992; Pearce, 1992; Raposo, 1996a; Smith, 1969; Wittfogel, 1957. In Saraiva, 1999).
A prática da agricultura teve início na zona do Crescente Fértil por volta de 8000 a.C. Neste período, a rega era bastante rudimentar, na medida em que os povos apenas se limitavam a semear diretamente nas zonas de lamas decorrentes das cheias dos rios, sem disporem de mecanismos de elevação de água. Só a partir de cerca de 5500 a.C. surgem os primeiros indícios de práticas de rega, que permitiam às povoações dispor de água durante grande parte do ano, compensando a falta de chuva (Raposo, 1996a).
A rega para a agricultura foi-se expandindo de forma lenta e gradual, pelo facto de, nas regiões húmidas, o homem não sentir necessidade de regar. As regas de complemento só
foram implementadas quando se verificaram as suas vantagens como suplemento à precipitação natural, permitindo maximizar a produção (Raposo, 1994a).
De acordo com os dados disponibilizados pela Agência Portuguesa do Ambiente1, a água para a rega na agricultura representa um terço do volume de água consumido na Europa, registando-se o aumento da procura mas, simultaneamente, uma dificuldade cada vez maior em satisfazer as necessidades, quer em termos de quantidade, quer em termos de qualidade da água disponível.
De toda a água que existe no planeta, apenas uma pequena percentagem está disponível para consumo: aproximadamente 97% corresponde a água salgada, contida nos oceanos; cerca de 2% da água disponível no nosso planeta encontra-se em estado sólido e está inacessível para ser utilizada, formando maciços gelados nas regiões próximas dos polos ou no cimo das montanhas. Restam apenas cerca de 1% de água doce, que se distribui da seguinte forma: 61% corresponde à água dos lagos, 39% constitui a água presente nos solos e na atmosfera e apenas menos de 0,4% dizem respeito à água dos rios 2.
Ainda assim, a disponibilidade espacial de água doce é bastante variável no planeta. Em países africanos, como a Etiópia, por exemplo, a preocupação primordial é a de garantir a disponibilidade de água para toda a população, uma vez que apenas cerca de 25% da população tem acesso a água potável e ao saneamento3. Por oposição, por exemplo a Holanda dispõe de água em abundância, tendo necessidade de desenvolver mecanismos de controlo do nível da água, drenando água do território que se situa abaixo do nível do mar.
A distribuição temporal da água é, também ela, variável: por exemplo, no Norte da Europa a precipitação está presente durante praticamente todo o ano, enquanto no Sul da Europa, nos climas mediterrânicos, os verões são quentes e secos.
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1 (http://www.eea.europa.eu/, acedido a 30 de março de 2016
2 Water for a Sustainable World - The United Nations World Water Development Report, UNESCO, 2015,
acedido a 30 de janeiro de 2016
3
Mesmo em Portugal, a uma escala mais pequena, a precipitação regista variações significativas em termos espaciais e temporais. Regista-se maior défice hídrico no centro, no sul e no interior leste do país, e escassez de precipitação nos meses quentes de verão. Nos últimos vinte e cinco anos, o nosso país registou uma grande variabilidade na frequência e na intensidade da precipitação, assim como o aumento dos períodos de seca. Os modelos analisados por Miranda et al. (2006) para a Península Ibérica sugerem que, nos próximos anos, ocorra a redução da precipitação na primavera e no verão, com o aumento da duração da estação seca (Miranda et. al., 2006 in Pereira et al., 2006).
Nas últimas décadas o estudo das alterações climáticas tem constituído um tema científico de grande importância, uma vez que estas modificações podem por em causa a quantidade e a qualidade da água disponível, condicionando a sua utilização.
Como consequência do comportamento humano sobre a Terra, nomeadamente as excessivas emissões de gases com efeito de estufa (GEE) na atmosfera, tem-se registado um fenómeno de aquecimento global que provoca o aumento da temperatura, o derretimento generalizado dos glaciares, assim como a subida do nível médio das águas do mar. É atualmente um tema fundamental na política internacional.
O Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), fundado em 1988, constitui o principal organismo internacional que investiga a problemática das alterações climáticas. Defende que a variação significante de um parâmetro climático (temperatura, precipitação ou ventos), ou a sua variação durante um período alargado, comprovam a instabilidade das mudanças climáticas. Apesar de as variações climáticas sempre terem ocorrido no ciclo natural da evolução da Terra, ao longo de milhares de anos, o IPCC defende que, nos últimos anos, as alterações se têm registado num curto espaço de tempo, estando a provocar um novo ciclo climático, como resultado das emissões de GEE na atmosfera (IPCC, 2007).
No entanto, não é consensual que as emissões de GEE constituam o principal fator responsável pelas modificações climáticas, existindo alguns cientistas que sustentam que esta ideia não está cientificamente fundamentada, considerando-a uma estratégia política, com vista a interesses financeiros, conforme defendido no documentário The Great Global Warming Swindle, realizado em 2007.
Ainda assim, pelas razões anteriormente enumeradas, entende-se que a água doce potável deve ser encarada como um bem precioso, na medida em que representa um recurso
esgotável, indispensável à vida. Numa perspetiva sustentável, pretende-se que a água de que dispomos hoje esteja disponível para as gerações futuras.
Subjacente à motivação que conduziu a esta investigação, esteve a consciencialização de que a água continua, nos dias de hoje, a constituir um recurso que permanece na ordem do dia, integrando um grande número de Objetivos do Desenvolvimento Sustentável definidos a nível mundial, no sentido de “criar um novo modelo global para acabar com a pobreza, promover a prosperidade e o bem-estar de todos, proteger o ambiente e combater as alterações climáticas (ONU, 2015)”.
O recurso água surge como um tema transversal aos dezassete objetivos definidos no âmbito da Agenda 2030 para o Desenvolvimento Sustentável. Este plano de ação, definido por um conjunto de governos e cidadãos de diversos países do Mundo, resultou de uma cimeira da Organização das Nações Unidas (ONU), que ocorreu em Nova Iorque (EUA), entre 25 e 27 de setembro de 2015.
De entre os vários Objetivos do Desenvolvimento Sustentável (ODS) que destacam a importância da água, destaca-se o objetivo seis da publicação, que tem como propósito “Assegurar a disponibilidade e gestão sustentável da água e saneamento para todos”. Os restantes objetivos, assim como as 169 metas que os materializam4, serão abordados de forma mais aprofundada no capítulo dois - “Os Espaços Verdes e o Desenvolvimento Sustentável”.
A água pode constituir um fator limitante ao projeto dos espaços verdes em condições mediterrânicas que necessitam de rega principalmente no verão, devendo o projeto de Arquitetura Paisagista respeitar a utilização consciente da água, aliando a função e a estética, numa perspetiva sustentável.
Por vezes, os elementos de água propostos no projeto de Arquitetura Paisagista são meramente ornamentais, não tendo por base prossupostos de gestão sustentável do recurso água, sem combinar função e estética. Atravessámos um período durante o qual as autarquias optaram frequentemente pela construção de fontes ou outros elementos de água estandardizados, muitas vezes descaraterizados, inseridos quer em praças quer em jardins onde predominam espécies com requisitos hídricos elevados e amplos relvados, sem contemplar a disponibilidade hídrica local bem como os custos económicos e ambientais que
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lhe estão associados.
Durante este período relativamente recente, as intervenções na paisagem urbana não privilegiaram a função ecológica, ou a preservação da água. Em oposição, implicaram elevados prejuízos ecológicos e económicos, sem forma de retorno do investimento.
O projeto de Arquitetura Paisagista, enquanto conceção multidisciplinar que é, pode e deve abarcar várias preocupações relacionadas com a água, por motivações funcionais, estéticas, culturais, sociais, de lazer e históricas, no sentido de encontrar soluções ecológica e economicamente favoráveis ao contexto em que o projeto se insere. O arquiteto paisagista deve dar o seu contributo na sensibilização de que a água não é um bem adquirido e inesgotável. Deve assim procurar criar espaços que promovam a melhoria qualidade de vida das populações, sem um consumo excessivo de recursos naturais, quer durante a sua construção, quer durante todo o seu período de existência.
Todavia, o desejo de projetar um espaço verde sustentável não deve ser encarado como um fator limitativo à criatividade e à capacidade de criar. Deve sim ser entendido como ponto de partida para articular forma e função, na criação de um espaço ambientalmente responsável e esteticamente agradável ao longo do seu período de existência.
1.2 HIPÓTESES E OBJETIVOS
A presente tese tem como objetivo principal abordar a gestão sustentável da água no projeto de Arquitetura Paisagista em condições de clima mediterrânico, apresentando estratégias que contribuam para a criação de espaços verdes sustentáveis que, simultaneamente, preservem as funções ecológicas, sociais, económicas e estéticas.
A hipótese a testar no âmbito desta tese aplicou-se a plantas características das regiões com clima mediterrânico e foi a seguinte:
As plantas ornamentais conseguem manter o seu valor ornamental quando sujeitas a condições de défice hídrico e com rega com água não potável, de origens diferentes (água subterrânea e água residual tratada).
Através da validação desta hipótese, é possível indicar diretrizes no sentido de reduzir o consumo de água potável, bem como utilização de outras fontes de abastecimento de água para rega, sem descurar a componente estética da planta, contribuindo para a criação de espaços verdes sustentáveis e resilientes.
Entende-se que a utilização da água nos espaços verdes urbanos pode ser realizada de uma forma mais sustentável, pelo que se pretende, no âmbito desta tese, atingir os seguintes objetivos:
1) Criar uma metodologia para quantificar as diferentes dotações de rega e determinar as diferentes necessidades hídricas de cada espécie botânica, sem afetar o seu valor ornamental estético. Esta metodologia pretende contribuir para a redução do consumo de água potável para rega, otimizando assim a gestão da água em meio urbano (no âmbito desta tese o ensaio foi realizado com plantas ornamentais características da flora mediterrânica, mas a metodologia pode ser aplicada a outras espécies botânicas);
2) Testar fontes de abastecimento de água alternativas para a rega dos espaços verdes, nomeadamente através da utilização de água subterrânea ou de água residual tratada, evitando a competição pelos recursos hídricos, sem prejudicar a saúde humana (no âmbito desta tese o ensaio foi realizado com plantas ornamentais características da flora mediterrânica, mas a metodologia pode ser aplicada a outras espécies botânicas;
3) Fornecer uma ferramenta com aplicabilidade técnica, que oriente o processo de tomada de decisão do tipo e rega a adotar, permitindo projetar em função da qualidade e/ ou quantidade de água disponíveis, de acordo com as necessidades hídricas previstas para determinada tipologia de espaço verde, num determinado contexto edafoclimático - os dados recolhidos no ensaio experimental realizado serviram de base à criação de um software designado por Sustainable Plant Water Guide (SPWG) que disponibiliza os modelos de crescimento esperados para as espécies analisadas, quando sujeitas a determinada dotação e qualidade de água de rega;
4) Apresentar diretrizes ao projeto de Arquitetura Paisagista, que contribuam para uma gestão sustentável dos espaços verdes em condições mediterrânicas, através da utilização eficiente da água, sem prejuízo das funções ecológicas, sociais e estéticas.
1.3 ESTRUTURA DO ESTUDO
Esta tese foi dividida em seis capítulos, de acordo com a organização seguidamente descrita:
No capítulo inicial introduz-se o tema da tese, apresentando as considerações prévias e as motivações que conduziram esta investigação. Aborda a hipótese, assim como os objetivos que se pretendem alcançar. Por último identifica a estrutura do estudo e resume os diversos capítulos.
O segundo capítulo, “Os Espaços Verdes e o Desenvolvimento Sustentável”, apresenta o conceito de desenvolvimento sustentável como sendo o desenvolvimento capaz de responder às necessidades do presente sem comprometer as necessidades das gerações futuras. Posteriormente analisa o contributo dos espaços verdes para o desenvolvimento sustentável, nas vertentes: ambiental, económica, social e estética. Por último analisa a água como fator de sustentabilidade dos espaços verdes, permitindo equilibrar o ciclo hidrológico urbano através da infiltração, recarga de aquíferos e diminuição do escoamento superficial, assim como procurar utilizar origens de água não potáveis para a rega dos espaços verdes.
No capítulo três - “Necessidades Hídricas das Plantas – Revisão Bibliográfica”, é realizada uma pesquisa sobre o estado dos conhecimentos de conceitos relacionados com as necessidades hídricas das plantas, adaptados à heterogeneidade da paisagem. São abordados os conceitos de evapotranspiração de referência, evapotranspiração de um espaço verde e hidrozona, bem como as formas de cálculo disponíveis para quantificar as necessidades hídricas das plantas, analisando a relação solo-água-planta assim como o balanço hídrico do solo, de forma a determinar as necessidades de rega. Simultaneamente referem-se a eficiência geral e a uniformidade do sistema de rega, uma vez que estes parâmetros influenciam a quantidade de água a fornecer à planta.
No quarto capítulo, “Estratégias de Gestão Sustentável da Água em Espaços Verdes Mediterrânicos”, são abordados os critérios de planeamento que contribuem para a gestão sustentável da água em meio urbano, distinguindo-se em fatores ambientais e fatores técnicos. Dos fatores ambientais parte:
- Clima, analisando-se o clima mediterrânico, caracterizado pela grande disparidade sazonal na precipitação, que obriga à rega dos espaços verdes no verão;
- Solo, apresentando a importância das suas características e a forma como estas podem condicionar a água disponível para as plantas;
- Vegetação, descrevendo a importância da escolha correta do material vegetal que deverá estar adaptado às condições edafoclimáticas locais;
- Água, destacando a utilização de fontes de água não potável para a rega de espaços verdes urbanos, nomeadamente águas subterrâneas, águas superficiais, águas pluviais ou
águas residuais tratadas, bem como as diferentes dotações de água aplicada. São também apresentadas técnicas desenvolvidas pelas civilizações antigas na captação, armazenamento e condução de água que podem permitir incorporar nos jardins contemporâneos critérios de gestão eficaz da água, adaptados às necessidades atuais.
Seguidamente descrevem-se os fatores técnicos a ter em conta, do qual faz parte a rede de rega. São apresentados conceitos gerais de rega, nomeadamente a eficácia do sistema de rega de acordo com a tipologia (rega por aspersão ou rega localizada), assim como procedimentos no sentido de minimizar as perdas de água do sistema.
O capítulo quatro enumera ainda a legislação aplicável à qualidade de água para a rega de espaços púbicos, assim como a legislação relacionada com a exploração e a utilização de água para rega em Portugal. Refere-se também o enquadramento legal para a utilização de águas residuais tratadas, de forma a garantir o cumprimento de todos os parâmetros que evitem riscos para a saúde humana e impactos adversos para o ambiente.
O capítulo cinco - “Necessidades Hídricas das Plantas: uma Aplicação no Projeto de Arquitetura Paisagista”, descreve o ensaio experimental realizado no âmbito desta tese, identificando a sua localização, a caraterização climática do local, o delineamento experimental, as espécies vegetais estudadas e o sistema de rega implementado. Seguidamente descreve-se a metodologia e o modelo de rega utilizados para a determinação dos tempos de rega de acordo dos diferentes tratamentos de rega aplicado, assim como o acompanhamento do ensaio experimental no que diz respeito à recolha de dados, monitorização do solo e da qualidade da água utilizada para a rega.
Por último apresentam-se os resultados obtidos com interpretações relativas às taxas de crescimento das diversas espécies estudadas em função da qualidade e a quantidade de água aplicada e de acordo com os parâmetros quantitativos e qualitativos. Descreve-se ainda o programa informático criado no âmbito desta tese, que sistematiza os dados recolhidos no ensaio experimental e que permite simular as necessidades hídricas para determinada tipologia de espaço verde, num determinado contexto edafoclimático, assim como prever o crescimento de determinada espécie quando sujeita a um tratamento de rega definido.
O capítulo seis enuncia as principais conclusões obtidas, resultantes da investigação realizada, avaliando as necessidades hídricas das espécies estudadas e a possibilidade de serem regadas com fontes de água não potável. Simultaneamente apresenta conclusões sobre o interesse ornamental e comportamento morfológico (crescimento, intensidade e duração da floração, coloração das folhas, entes outros) das plantas estudadas durante o período experimental.
São identificadas novas linhas de investigação que possam ser seguidas para aplicação do modelo criado ao estudo de outras espécies, quer autóctones quer exóticas de forma a ampliar o leque de espécies disponíveis para utilizar no projeto de Arquitetura Paisagista, em contexto de regiões que apresentam clima Mediterrânico.
2.
OS ESPAÇOS VERDES E O DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
2.1 DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
2.1.1 CONCEITO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
A consciencialização de que o modelo de desenvolvimento da sociedade caminhava para a sobre-exploração de recursos naturais levou à necessidade de criação do conceito de desenvolvimento sustentável. Através deste conceito, pretendia-se encontrar um equilíbrio no consumo de recursos naturais por parte da civilização mundial, decorrentes do seu desenvolvimento, progresso e expansão. Considerava-se imprescindível adotar novas abordagens de gestão de recursos ambientais que garantissem a sua disponibilidade para as gerações vindouras.
O conceito de desenvolvimento sustentável foi pela primeira vez apresentado em 1980 pela União Internacional para a Conservação da Natureza e Recursos Naturais (IUCN, 1980). Posteriormente este conceito foi desenvolvido e divulgado em 1987 pela Comissão Mundial para o Ambiente e Desenvolvimento, no “Relatório de Bruntland” intitulado “O Nosso Futuro Comum”, permanecendo aplicável até à atualidade. Define o desenvolvimento sustentável como o processo de desenvolvimento “económico, social e político de forma a assegurar a satisfação das necessidades do presente sem comprometer a capacidade de as gerações futuras darem resposta às suas próprias necessidades” (Brundtland, 1987).
Cinco anos mais tarde, o conceito de sustentabilidade continua a estar presente na Declaração do Rio sobre o Ambiente e Desenvolvimento. Esta define, no princípio 3, que “ o direito ao desenvolvimento deve exercer-se em forma tal que responda equitativamente às necessidades de desenvolvimento e ambiente às gerações presentes e futuras” (UNCSD, 1992).
Em 1988 é publicada uma definição de sustentabilidade da paisagem pelo Conselho de Educação de Arquitetura Paisagista, que determina que a paisagem deve “contribuir para o bem-estar dos seres humanos e em harmonia com o ambiente natural. Enquanto a atividade humana alterou padrões originais, uma paisagem sustentável trabalhará com condições naturais na sua estrutura e funcionamento. Recursos valiosos – água, nutrientes, solos, etc., – e a energia serão conservados, a diversidade das espécies será mantida ou acrescida" (Thompson e Sorvig, 2008).
A sustentabilidade tem sido um dos princípios orientadores dos modelos de evolução da sociedade, nomeadamente nos “Oito Objetivos de Desenvolvimento do Milénio”, definidos na Cimeira do Milénio das Nações Unidas em setembro de 2000, que pretendiam promover o desenvolvimento e eliminar a pobreza, vigorando entre 2000 e 2015.
Quinze anos mais tarde, em setembro de 2015, diversos líderes mundiais reuniram-se de novo na sede das Nações Unidas, em Nova Iorque e definiram os Objetivos do Desenvolvimento Sustentável no âmbito da Agenda 2030, dando seguimento aos Objetivos de Desenvolvimento do Milénio definidos na cimeira anterior, de setembro de 2000.
De entre os dezassete objetivos definidos, destacam-se, no âmbito desta tese, os que estão relacionados com a gestão sustentável da água:
- Objetivo 3 - Assegurar uma vida saudável e promover o bem-estar para todos, em todas as idades, que refere o combate às doenças transmitidas pela água;
- Objetivo 6 - Assegurar a disponibilidade e gestão sustentável da água e saneamento para todos, através da melhoria da qualidade da água, diminuição da poluição da água, aumento da eficiência do uso da água, gestão integrada dos recursos hídricos, entre outras medidas;
- Objetivo 11 - Tornar as cidades e os assentamentos humanos inclusivos, seguros, resilientes e sustentáveis, que menciona, entre outros, a redução dos desastres causados pela água;
- Objetivo 12 - Assegurar padrões de produção e de consumo sustentáveis, reduzindo a libertação de produtos químicos e de resíduos para a água, por exemplo;
- Objetivo 13 - Tomar medidas urgentes para combater a mudança do clima e seus impactos;
- Objetivo 15 - Proteger, recuperar e promover o uso sustentável dos ecossistemas terrestres, gerir de forma sustentável as florestas, combater a desertificação, deter e reverter a degradação da terra e deter a perda de biodiversidade.
Considera-se que o modelo de desenvolvimento da sociedade pretende continuar a caminhar no sentido do desenvolvimento sustentável, integrando preocupações ambientais, sociais e económicas na gestão sustentável dos seus recursos, nomeadamente a água.
Figura 2.1 – Articulação das diferentes componentes do desenvolvimento sustentável.
Fonte: Pereira, 2009
2.1.2 AS DIMENSÕES DA SUSTENTABILIDADE
A comissão de Brundtland considera que o desenvolvimento sustentável deve abranger três pilares fundamentais: ambiental, económico e social, considerando que os sistemas económicos e sociais não podem existir sem respeitar a capacidade de carga5 do meio ambiente (Brundtland, 1987).
A figura 2.1 representa de forma esquemática as três componentes do desenvolvimento sustentável, que devem coexistir em equilíbrio dinâmico, garantindo capacidade de responder às necessidades do presente sem comprometer as gerações futuras.
Conforme referido, sabe-se que foi a dimensão ambiental que motivou a criação do conceito de desenvolvimento sustentável, pela preocupação de um potencial esgotamento dos recursos naturais imprescindíveis à sobrevivência humana. No entanto, é impossível dissociar as vertentes social e económica deste conceito.
Relativamente à dimensão social da sustentabilidade, engloba os aspetos referentes ao bem-estar da população, assim como as condições necessárias para o promover, no sentido de aumentar a confiança a nível local, satisfazer as necessidades básicas, aumentar a equidade, garantir a participação e controlo democrático, assim como usar tecnologias apropriadas (Chiesura, 2004). Para Pereira (2009) a componente social engloba ainda os problemas relacionados com a má distribuição de rendimento, saúde e oportunidades.
A componente económica diz respeito à geração de riqueza, identificando como imperativos da dimensão económica: sustentar o crescimento económico, manter o lucro priva-
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A capacidade de carga define o número máximo de indivíduos de uma espécie que um determinado ecossistema, ou que uma dada área, é capaz de suportar indefinidamente sem degradação.
do, expandir mercados e externalizar custos (Pereira, 2009). A dimensão económica considera, além do capital económico ou monetário, a preservação do capital em diferentes formas: económica, social e natural (Costa, 2003).
Costa (2003) refere que, mais recentemente, a dimensão institucional tem sido considerada no âmbito do desenvolvimento sustentável, considerando a estrutura e funcionamento das instituições, nomeadamente organizações não-governamentais e empresas.
Acrescenta-se, por último, a inclusão das dimensões cultural, espiritual e de governância que devem ser tidas em conta numa perspetiva de obtenção de sustentabilidade (Swanwick, 2003).
2.1.3 A SUSTENTABILIDADE URBANA
Segundo as Nações Unidas, até 1950 apenas 29% da população mundial vivia em áreas urbanas. Essa proporção foi aumentando para 47% ao longo do século XX, prevendo-se um aumento para 61% até 2030 (United Nations, 2007).
A figura 2.2 apresenta a distribuição da população mundial por continentes, dividida entre a população urbana e a população rural. Analisando as previsões de crescimento da população divulgada pelas Nações Unidas, prevê-se uma disparidade cada vez maior entre a população rural e a população urbana. Em 2050 prevê-se que cerca de 70% dos habitantes vivam em núcleos urbanos.
Analisando os dados referentes aos censos de 2011, a população residente em Portugal era, à data do momento censitário, correspondente a 21 de março de 2011, 10 562 178 pessoas. Citando a mesma fonte, mais de 80% da população residente concentrava-se em 3 regiões do país: Norte (34,9%), Lisboa (26,7%) e Centro (22,0%). A restante população distribui-se pelas regiões do Alentejo (7,2%), Algarve (4,3%), Região Autónoma da Madeira (2,5%) e Região Autónoma dos Açores (2,3%). Registou-se o aumento da população nas regiões de Lisboa, Algarve, Madeira e Açores (INE, 2012). Os dados recolhidos indicam o aumento do despovoamento no interior do país, sendo que 50% da população residente está concentrada em 33 dos 308 municípios de Portugal. Foram 198 os municípios que, entre 2001 e 2011 perderam população, que manteve a tendência de se deslocar para as regiões do litoral em detrimento do interior (INE, 2012). Na última década, apesar de algumas alterações nos municípios mais populosos, as quatro primeiras posições mantêm-se, sendo Lisboa, Sintra, Vila Nova de Gaia e Porto (INE, 2012).
Figura 2.2 - Distribuição da população mundial Fonte: United Nations, 2007
As cidades têm crescido com base num modelo económico assente no consumo desregrado e ineficiente dos recursos naturais (Coimbra, 2010). O avanço tecnológico trouxe, por um lado, vantagens, mas por outro lado, conduziu a uma série de problemas ambientais e sociais (Grimm, et al., 2008). De acordo com os mesmos autores, as cidades são dos principais responsáveis pela crise ambiental que vivemos atualmente, nomeadamente no que diz respeito à gestão dos recursos solo, energia e água, assim como todos os elementos materiais necessários às atividades humanas. De realçar também a responsabilidade da sociedade na emissão de poluentes, assim como a produção diversificada de resíduos e de ruído, com repercussões não só a nível local e regional, mas também a nível global (Matzarakis et al., 2008).
A quantificação dos recursos consumidos por uma cidade pode ser obtida através do conceito de “pegada ecológica”. Este conceito foi desenvolvido em 1996 por William Rees e Mathis Wackernagel (1996), com o objetivo de medir a relação entre a natureza e o consumo humano, sustentado pela premissa de que cada indivíduo necessita de uma determinada área do planeta, que lhe forneça os bens e os serviços de que necessita (Chambers, 2000). O conceito de pegada ecológica pode ser entendido como indicador de sustentabilidade, ou seja, dos impactos causados pela atividade humana nos recursos naturais, quantificando a quantidade de terra e de água necessárias para sustentar as gerações atuais (Ellefson et al.,1992).
