BIOPAVIMENTOS:
CONCRETO PERMEÁVEL COMO TECNOLOGIA PARA PROCESSO DE
DRENAGEM DE ÁREAS URBANAS
BIOPAVIMENTOS: CONCRETO PERMEÁVEL COMO TECNOLOGIA PARA PROCESSO DE DRENAGEM DE ÁREAS URBANAS
BIO FLOORING: PERVIOUS CONCRETE AS TECHNOLOGY FOR DRAINING PROCESS OF URBAN AREAS
PRAVATO, Yanka Cardozo de Souza1 NOBRE, Giselle Gomes2 MARQUEZINI, Lamini Braúna3 TORRES, Herbert4 RESUMO
A utilização e desenvolvimento de novas tecnologias relacionadas à drenagem urbana ganhou muito espaço nos últimos anos por problemas gerados através da impermeabilização do solo e aumento de enchentes. Os pavimentos permeáveis têm sido muito utilizados como processo de drenagem, minimizando os impactos ambientais e promovendo benefícios econômicos, além do desenvolvimento sustentável, gerando maior planejamento e controle na ocupação do solo. O objetivo desse artigo é mostrar a viabilidade do concreto permeável junto com suas características, materiais utilizados, formas de utilização e compará-lo ao concreto convencional.
Palavras-chave: Impermeabilidade; Drenagem; Impactos Ambientais; Concreto.
ABSTRACT
The use and development of new technologies related to urban drainage has gained much space in recent years by problems caused by soil sealing and increased flooding.
The permeable pavements have been widely used as drainage process, minimizing environmental impacts and promoting economic benefits, in addition to sustainable development, generating greater planning and control in land cover.
1Graduanda do Curso de Engenharia Civil do Centro Universitário São Camilo-ES- 6ºM- yankacardozop@hotmail.com.
2Graduanda do Curso de Engenharia Civil do Centro Universitário São Camilo-ES- 6ºM- giselle_gomesn@hotmail.com.
3 Graduanda da Curso de Engenharia Civil do Centro Universitário São Camilo-ES- 6ºM- marquezini31@gmail.com
4Professor orientador: Mestre, Centro Universitário São Camilo-ES, herberttorres@saocamilo-es.br. Cachoeiro de Itapemirim – ES, setembro de 2016.
Aim of this article is to show the viability of permeable concrete with its features, materials used, ways to use and compare it to conventional concrete.
Keywords: Soil Sealing; Drainage; Environmental Impacts; Concrete.
INTRODUÇÃO
A cada ano que passa a população aumenta, sendo necessário investir em processos de urbanização para atender a essa grande demanda. Porém, a urbanização inconsequente, ou seja, aquela que é feita em locais sem um estudo prévio e acompanhamento, pode gerar grandes problemas, como o aumento de áreas impermeáveis, o risco de enchentes e o desequilíbrio do ciclo hidrológico, acarretando em problemas de saneamento básico, poluição ambiental, entre outros.
Foi entre os anos de 1940 e 1950 que as primeiras experiências com concreto permeável foram realizadas devido a esse grande crescimento das cidades e a necessidade de se buscar tecnologias para devolver ao solo sua permeabilidade.
Com o período pós-guerra, no final da década de 70,países como Estados Unidos, França, Suécia e Japão voltaram a se interessar pelo material, e no final dos anos 1980 que começou a ser produzido em alguns outros países, No fim dos anos 1990 e começo dos anos 2000 esse tipo de concreto passou a ser considerado como uma tecnologia construtiva através do início dos problemas hidráulicos, contribuindo para a drenagem e reduzindo o escoamento superficial e o número de enchentes.
Essa pesquisa objetiva demonstrar a viabilidade do uso do concreto permeável como solução para problemas de drenagem urbana, apresentando suas características, explicando e exemplificando seus benefícios.
MATERIAIS E MÉTODOS
A pesquisa sobre concreto permeável é uma revisão bibliografica, com objetivo de analisar e fazer uma verificação sobre a utilização do concreto permeavel no dia-a-
dia da contrução civil, visando seus beneficios aos usuarios e, a redução dos impactos ambientais ocasionados pelos enchentes. Os procedimentos de analises foram baseados em livros, artigos e teses de autores que iniciaram o estudo do mesmo assunto.
DESENVOLVIMENTO
- Concreto permeável
O concreto permeável é conhecido também como concreto poroso ou concreto drenante, constituído de uma mistura de agregado graúdo, cimento Portland, água e aditivos, se necessário. Sua base e sub-base são compostas de britas de diferentes granulometrias, podendo ser 0, 1 ou 2, e não leva adição de areia. O uso da argamassa faz gerar uma cobertura que impermeabiliza a superfície do concreto, portanto, não se adiciona. A grande presença de vazios fica em torno de 15% a 30% e é intencionalmente incorporada ao concreto. Quando se reduz a quantidade de agregado miúdo ou simplesmente elimina-o da mistura do concreto, o índice de vazios aumenta muito, fazendo com que a água percole por meio desses poros. A água que escoa é armazenada em camadas inferiores, como a base e sub-base, sendo conduzida ao sistema de drenagem da cidade ou levada ao lençol freático, reduzindo em até 100% o escoamento superficial, dependendo da intensidade da chuva, e retardando a chegada da água no subleito, reduzindo a erosão.
O concreto permeável tem sido considerado pela EPA (Engenharia de Proteção Ambiental) como uma das soluções sustentáveis para a drenagem urbana por atuar como um filtro, evitando a passagem de impurezas e metais pesados para o lençol freático.
No Brasil, ainda é uma tecnologia nova. Vem sendo pesquisado pela ABCP (Associação Brasileira de Cimento Portland) e utilizada para atender legislações municipais em relação à infiltração e permeabilidade em pavimentações, para combater as enchentes em grandes centros urbanos, mostrando seu ótimo custo x benefício.
De acordo com Mariana Marchioni (2011), engenheira responsável pelo projeto na ABCP:
A urbanização das cidades acarreta impermeabilização das superfícies.
Ou seja, as ruas pavimentadas, o crescente número de construções e a redução de áreas verdes dificultam a drenagem da água através do solo e o retorno ao lençol freático. Isso provoca alterações nos leitos dos rios e dos canais, aumentando o volume das águas e a frequência das enchentes.
- Tipos de pavimento permeável
Existem três tipos de concreto permeável:
Concreto permeável hidráulico: material com baixa resistência mecânica e alta permeabilidade. Sua aplicação é não estrutural.
Concreto permeável normal: material com resistência e permeabilidade intermediária. Sua aplicação é em estacionamentos e calçadas.
Concreto permeável estrutural: material com alta resistência mecânica e baixa permeabilidade, utilizando material de granulometria reduzida. Sua aplicação é em estacionamentos, avenidas e ruas com um tráfego um pouco maior.
- Diferenças do concreto permeável/poroso para o concreto convencional
O concreto convencional tem como função ser altamente resistente, tendo alto índice de compacidade (menor índice de vazios possível) e propriedades que o faz enrijecer ao longo do tempo, enquanto o concreto permeável tem como função ser altamente permeável. Quanto maior a resistência, menor será o grau de permeabilidade. Para a permeabilidade ser maior, deve-se haver um maior índice de vazios, portanto, haverá menor resistência.
. Pelo fato de possuir baixa resistência, deve-se tomar cuidado com o local em que o concreto permeável será aplicado. É indicado para pavimentos como ciclovias, ruas de baixo tráfego, estacionamento, pátios, jardins, áreas externas, entre outros, ou seja, áreas com pouca aplicação de carga, enquanto o concreto convencional é indicado para áreas com grande quantidade de esforço.
O concreto permeável minimiza a formação das ilhas de calor, que é o aumento de temperatura em áreas altamente habitadas, intensificando a precipitação. Pelo fato do concreto convencional absorver grande parte do calor, o permeável por ser um
material poroso,não permite que absorva tanto quanto, refletindo menos e consequentemente aquecendo menos o ambiente ao redor.
É possível também observar a viabilidade econômica. Não existe a formação de uma lâmina de água sobre o pavimento, desgastando menos e aumentando a vida útil.
Sendo assim, o custo de manutenção é muito pequeno, pela sua eficiência de absorção ser de 20 a 40 anos.
Pelo fato da estrutura do concreto permeável ser aberta, promove uma diferença no tempo de chegada e de reflexão das ondas sonoras que vem da movimentação dos veículos sobre o pavimento, diminuindo o nível de intensidade do ruído, fazendo com que o pavimento absorva uma parte.
E por fim, entre outras vantagens, está a proteção do sistema de drenagem, a reutilização da água da chuva, a realimentação de aquíferos subterrâneos, a permissão do melhor aproveitamento de terrenos e a utilização como zona de transição em barragens, junto aos maciços rochosos.
- Considerações para a utilização do concreto permeável
O pavimento feito de concreto permeável é projetado para suportar cargas do tráfego, tanto de pedestre quanto de automóvel, e para contribuir com o sistema de drenagem local, absorvendo a água da chuva. Para isso, deve-se estudar sua exigência mecânica e hidráulica antes da aplicação. Independentemente de onde será aplicado, deve-se levar em consideração as propriedades do terreno da base, as características dos materiais utilizados para o preparo, o peso que deverá suportar (usa-se carga de projeto de massa de até 8100 kg) e principalmente a resistência.
Quanto ao sistema hidráulico, deve-se analisar a quantidade de chuva esperada para a região, as características do pavimento e as propriedades do solo adjacente. A capacidade de armazenamento é projetada de acordo com a quantidade de precipitação, levando em consideração a taxa de infiltração do solo, a capacidade de armazenagem da camada em concreto permeável, a capacidade da sub-base utilizada e a quantidade de água que infiltra no solo subjacente.
Dentro do dimensionamento hidráulico, têm-se três tipos de infiltração: infiltração total, quando toda a água que percola é direcionada ao subleito, infiltração parcial,
quando são instalados tubos de drenagem para auxiliar a drenagem do excesso de água, e sem infiltração, quando é colocado um tubo de drenagem e uma manta impermeável que direcionam a água para o sistema de drenagem auxiliar, conforme mostra a Figura 1.
Figura 1. Tipos de infiltração Fonte: Infraestrutura urbana, 2014.
- Funcionamento do concreto permeável
As normas mais utilizadas para a utilização de concreto permeável são: a NBR 9.895 (Solo - Índice de Suporte Califórnia - Método de Ensaio), a NBR 13.292 (Solo - Determinação do Coeficiente de Permeabilidade de Solos Granulares à Carga Constante - Método de Ensaio), a NBR 14.545 (Solo - Determinação do Coeficiente de Permeabilidade de Solos Argilosos a Carga Variável) e a NBR 9.781 (Peças de Concreto para Pavimentação - Especificação).
Para o dimensionamento da estrutura, dados como precipitação, tráfego e subleito do local devem ser levantados.
O funcionamento desse tipo de concreto é bem simples: tem que estar associado à base e sub-base granular para a função permeabilizante funcionar. Para isso, a capacidade de suporte, o coeficiente de permeabilidade e o tipo de solo são usados para o dimensionamento da camada.
Ter um solo uniforme é o segredo para um bom concreto permeável, sendo assim, nivelado e compactado se necessário. Para a base e sub-base é utilizada a brita lavada, com pelo menos 80% de Índice de Suporte Califórnia (CBR) (NBR 9.895).
O material para camada de assentamento pode ser o agregado graúdo, com dimensão máxima de 9.5 mm e deve garantir uma superfície uniforme. O mesmo material, ou mais fino, é indicado para a camada de rejunte.
Assim como no funcionamento, o processo de preparo do concreto permeável é simples. O subleito deve ter Índice de Suporte Califórnia (CBR) maior que 2% e expansão volumétrica menor ou igual a 2%. São instalados manta geotêxtil não tecido, em contato direto com o solo para melhorar suas propriedades e reforça-lo, e tubos de drenagem dependendo da especificação do projeto. A camada de sub-base fica entre 100 e 150 mm e é compactada, enquanto a camada de base é fixa em 100 mm. O assentamento deve ter espessura de 50 mm após sua compactação. Após isso, o material de rejunte é aplicado e deve formar uma camada fina e uniforme e sua compactação deve ser feita com compactador vibratório, garantindo que todas as juntas sejam preenchidas.
Segundo a ABCP (2011) “em dez anos o pavimento pode ter uma redução de 90% em sua capacidade. Recomenda-se substituir o material de rejuntamento e fazer limpeza anual com equipamento de aspiração”.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
O uso do concreto permeável é viável tanto na parte econômica quanto na ambiental e estrutural, entre outros benefícios. Nos econômicos pode-se citar o pouco desperdício de material, pelo fato do seu preparo ser feito no local de aplicação.
Comparado com o asfalto, ainda que o custo inicial de aplicação do concreto permeável seja um pouco maior, é mais econômico por sua durabilidade ser superior, requerendo menos reparos. Há também uma redução de gastos com a formação de piscinões, bombas, tubulação de drenagem e outros sistemas já que parte da água que iria para os córregos e rios infiltra no solo.
É importante ressaltar que seu uso é mais viável na aplicação de novos projetos ou reformas já necessárias. Se for tirar todo o pavimento já existente para colocar o permeável, dependendo da situação, pode não ser tão viável assim.
Dentro da viabilidade ambiental, destaca-se o sistema de drenagem. Através de pesquisas mostradas no blog PET Engenharia Civil da Universidade Federal de Juiz de Fora, as taxas de fluxo encontradas para a água através do concreto permeável ficam entre de 120L/m²/min (2 mm/s) a 320 L/m²/min (5,4 mm/s). Com isso, o concreto permeável pode reduzir ou até eliminar o escoamento superficial, permitindo que atue como um filtro retendo altos índices de poluição ocorrendo infiltração de forma menos agressiva ao meio ambiente, devolvendo a permeabilidade do solo. Essa característica promove benefícios como a diminuição do risco de enchentes, facilitação da sobrevivência da arborização presente nas cidades, pelo fato da água infiltrada chegar até as raízes, e, por fim, reduzindo a formação de ilhas de calor.
O benefício estrutural é de o concreto poder chegar a 25 Mpa de resistência, suportando, por exemplo, um caminhão de bombeiro, ou até mais, com a adição de aditivos. É importante lembrar que a adição de areia irá causar uma diminuição na permeabilidade, mas aumentará a resistência.
Outros benefícios como o aumento da tração dos veículos causado pela rugosidade do concreto e a utilização e aplicação de máquinas de produção já existentes como a de asfalto poder ser utilizada também para esse material, faz com que esse novo meio tecnológico seja muito procurado e tem tido muitas pesquisas, inclusive brasileiras, a fim de melhorar e conhecer melhor o material.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Ficou claro que o concreto permeável propõe grande reaproveitamento da água da chuva, que acabam sendo armazenados em aquíferos ou reservatórios de drenagem para a reutilização de casas e jardins. Pode se observar também que a diferença clara entre o concreto convencional e o permeável é que, no primeiro, não há presença de agregados finos, nem a presença de argamassa, tendo assim um grande
número de índices de vazios em relação ao concreto convencional, que visa ter um alto índice de compacidade (menor quantidade de vazios).
Os pontos positivos visados pelo concreto permeável é o aumento da vida útil do concreto, a menor quantidade de calor absorvida, em relação ao concreto convencional, a proteção dos sistemas de drenagens e a não ocorrência de alagamentos. Visto que o mesmo é viável tanto pela parte econômica, ambiental e estrutural.
REFERÊNCIAS
ABCP recomenda uso de pavimento que reduz enchentes. São Paulo: PORTAL ABCP, 2016 -. Disponível em: <http://www.abcp.org.br/cms/imprensa/banco-de- pautas/abcp-recomenda-uso-de-pavimento-que-reduz-enchentes/>. Acesso em: 29 ago.
2016.
BATEZINI, Rafael. Estudo preliminar de concretos permeáveis como revestimento de pavimento para áreas de veículos leves. 2013. 133 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia) – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, São Paulo, 2013.
Disponível em:<https://www.passeidireto.com/arquivo/21904672/dissertacao-rafael- batezin>. Acesso em: 26 de ago. 2016.
CORSINI, Rodnei. Pavimento permeável. Infraestrutura Urbana, 2014 -. Disponível em: <http://infraestruturaurbana.pini.com.br/solucoes-tecnicas/37/pavimento-permeavel- 308773-1.aspx>. Acesso em: 28 ago. 2016.
Ecopavimento e Concreto Permeável. Disponível em: <https://blogdopetcivil.com/20 11/01/27/ecopavimento-e-concreto-permeavel/>. Acesso em: 28 ago. 2016.
SANTOS, Altair. Pavimento Permeável contra enchentes. Cimento Itambé, 2011 -.
Disponível em: <http://www.cimentoitambe.com.br/pavimento-permeavel-contra- enchentes/>. Acesso em: 26 ago. 2016.
