Desenvolvimento de metodologia para o posicionamento de bocas de lobo aplicados à microdrenagem urbana

ESCOLA DE ENGENHARIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA E MEIO AMBIENTE

ENGENHARIA DE RECURSOS HÍDRICOS E DO MEIO AMBIENTE

THAMIRES SOARES QUINTINO DE ABREU

DESENVOLVIMENTO DE METODOLOGIA PARA O

POSICIONAMENTO DE BOCAS DE LOBO

APLICADOS À MICRODRENAGEM URBANA.

THAMIRES SOARES QUINTINO DE ABREU

Trabalho de conclusão de curso apresentado

ao Curso de Engenharia de Recursos

Hídricos

e

do

Meio

Ambiente,

da

Universidade Federal Fluminense, como

requisito parcial à obtenção do título de

Bacharel em Engenharia de Recursos

Hídricos e do Meio Ambiente.

Orientador:

Prof. Dr. Dario de Andrade Prata Filho

Niterói

2019

A162d

Abreu, Thamires Soares Quintino de

Desenvolvimento de metodologia para o posicionamento de

bocas de lobo aplicados à microdrenagem urbana / Thamires

Soares Quintino de Abreu ; Dario de Andrade Prata Filho,

orientador. Niterói, 2019.

118 f. : il.

Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia

de Recursos Hídricos e do Meio Ambiente)-Universidade Federal

Fluminense, Escola de Engenharia, Niterói, 2019.

1. Drenagem urbana. 2. Meio ambiente. 3. Produção

intelectual. I. Prata Filho, Dario de Andrade, orientador. II.

Universidade Federal Fluminense. Escola de Engenharia. III.

Título.

CDD -

Ficha catalográfica automática - SDC/BEE

Gerada com informações fornecidas pelo autor

DEDICATÓRIA

À minha companheira Amanda Mendes por estar ao meu lado em todos os

momentos e minha família por sempre acreditar em mim: Michelle Lecce, Fábio

Lecce, Maria Eduarda Lecce e Victor Hugo Lecce.

AGRADECIMENTOS

Gostaria de expressar meus agradecimentos a todos que contribuíram de

alguma forma para realização deste trabalho:

- Meu pai, minha mãe, meus irmãos e toda a minha família por oferecerem

apoio e estrutura para um bom desempenho;

- Minha companheira fiel, Amanda Mendes, e seus familiares;

- Aos funcionários da Universidade Federal Fluminense;

- Meus companheiros de trabalho da Ambiente Verde pela parceria e

compreensão;

- Meus professores do Curso de Engenharia de Recursos Hídricos e do Meio

Ambiente pelos ensinamentos ao longo dos anos cursados; e

- Menção especial ao professor Dario de Andrade Prata Filho pela atenção,

dedicação, paciência e orientação em todos os momentos.

“Para ver o arco-íris, é preciso não temer a chuva.”

Paulo Coelho.

RESUMO

A magnitude do escoamento superficial nas cidades, após uma chuva, é bastante

dependente do nível de urbanização. A minimização dos alagamentos urbanos,

entre outras medidas não estruturais, depende em grande parte de um bom projeto

e da instalação de sistemas de drenagem capazes de captar e direcionar as águas

pluviais aos pontos de disposição final.Diversos autores buscaram desenvolver

metodologias para projetar sistemas de microdrenagemcom recomendações para o

posicionamento dos dispositivos de captação do escoamento superficial. Porém, há

um ponto de interrogação que reside na determinação exata dos pontos onde devem

ser posicionadas as bocas de lobo ao longo das sarjetas. A partir de umarevisão

bibliográfica, foi desenvolvido um procedimento simplificado, denominado “Método

de Integração de Áreas Contribuintes” (MIAC) para o posicionamento de bocas de

lobo. O MIAC estima a localização mais adequada para captação do escoamento

superficial, quando a vazão escoada superficialmente supera a vazão admissível na

sarjeta. Para análise de sua validade aplicou-se a metodologia para o

reposicionamento de bocas de lobo em uma rua no entorno da Escola de

Engenharia da Universidade Federal Fluminense, a qual sofre constantes

alagamentos. Em seguida os resultados foram comparados com os posicionamentos

dos dispositivos existentes. Concluiu-se que houve uma melhor redistribuição

espacial, indicando novos pontos de captação do escoamento para a melhoria da

drenagem na rua estudada, bem como maior precisão na definição desses pontos

em relação às propostas existentes na literatura.

ABSTRACT

The magnitude of surface runoff in cities after a rainfall is quite dependent on the

level of urbanization. The minimization of urban flooding, among other non-structural

measures, depends to a great extent on a good project and the installation of

drainage systems capable of capturing and directing rainwater to the final disposal

points. Several authors have sought to develop methodologies for designing

microdrainage systems with recommendations for the positioning of surface flow

capture devices. However, there is a question mark that lies in the exact

determination of the points where should be positioned the inlet along the gutters.

From a literature review, developed was a simplified procedure, called "Method of

Integration of Contributing Areas" (MIAC) for the positioning of inlet. The MIAC

estimates the most adequate location for capturing the runoff, when the runoff

exceeds the allowable runoff in the gutter. In order to analyze its validity, a

methodology was applied for the repositioning of inlets in a street near the

Engineering School of the Federal Fluminense University, which undergoes constant

flooding. The results were then compared with the positioning of the existing devices.

It was concluded that there was a better spatial redistribution, indicating new

drainage points to improve the drainage in the street studied, as well as greater

precision in the definition of these points in relation to the existing proposals in the

literature.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 – Exemplo de perfil de sarjeta ... 23

Figura 2- Tipos de boca de lobo ... 27

Figura 3- Critério de posicionamento de boca de lobo (BL) referente ao exemplo

disponibilizado pela ... 31

Figura 4 – Larguras da área drenante ... 33

Figura 5 - Ilustração da problemática da Rua Carijós, nº 1.496, e delimitação da

bacia de contribuição ... 41

Figura 6 - Espaçamento entre pares de boca de lobo no exemplo do livro do Wilken,

1978 ... 43

Figura 7- Exemplo de espaçamento entre as bocas de lobo ... 45

Figura 8- Espaçamento inicial e intermediário das bocas de lobo ... 46

Figura 9– Exemplo das áreas incrementais da subáreadrenante de uma rua ... 53

Figura 10 – Rua Presidente Domiciano no bairro Ingá no município de Niterói/RJ ... 55

Figura 11 – Registro de alagamento na rua Presidente Domiciano no dia 17/02/2019.

...55

Figura 12 – Delimitação da área de alagamento na Rua Presidente Domiciano no

município de Niterói/RJ ... 56

Figura 13 – Aba “DADOS” do método de posicionamento de boca de lobo ... 60

Figura 14 - Aba “AVALIAÇÃO DAS VAZÕES” do método de posicionamento de boca

de lobo ... 60

Figura 15 – Mapeamento da bacia hidrográfica da Rua Presidente Domiciano ... 61

Figura 16– Mapeamento das bocas de lobo e sentido do escoamento na bacia

hidrográfica... 64

Figura 18 – Bacia hidrográfica subdivida em áreas de contribuição do escoamento

superficial para cada lado da rua ... 65

Figura 19- Resultado do MIAC para o posicionamento de boca de lobo no trecho 1-4

lado direito ... 71

Figura 20- Resultado do MIAC para o posicionamento de boca de lobo no trecho 1-4

lado esquerdo ... 71

Figura 21- Resultado do MIAC para o posicionamento de boca de lobo no trecho 3-2

lado direito ... 72

Figura 22 - Resultado do MIAC para o posicionamento de boca de lobo no trecho 3-2

lado esquerdo ... 72

Figura 23 - Resultado do MIAC para o posicionamento de boca de lobo no trecho 5-4

lado direito ... 73

Figura 24 - Resultado do MIAC para o posicionamento de boca de lobo no trecho 5-4

lado esquerdo ... 74

Figura 25 - Resultado do MIAC para o posicionamento de boca de lobo no trecho 4-8

lado direito ... 74

Figura 26 - Resultado do MIAC para o posicionamento de boca de lobo no trecho 4-8

lado esquerdo ... 75

Figura 27- Resultado do MIAC para o posicionamento de boca de lobo no trecho 9-

10 lado do direito ... 75

Figura 28 - Resultado do MIAC para o posicionamento de boca de lobo no trecho 9-

10 lado esquerdo ... 76

Figura 29 - Resultado do MIAC para o posicionamento de boca de lobo no trecho 14-

13 lado direito ... 76

Figura 30 - Resultado do MIAC para o posicionamento de boca de lobo no trecho 14-

12 lado do esquerdo ... 77

Figura 31 - Resultado do MIAC para o posicionamento de boca de lobo no trecho 15-

4 lado do direito ... 77

Figura 32 – Mapeamento das bocas de lobo planejadas na bacia hidrográfica

estudada ... 78

Figura 33 - Mapeamento das bocas de lobo existentes e planejadas na bacia

LISTA DE QUADROS OU TABELAS

Tabela 1 – Tabela de coeficiente de escoamento superficial ... 20

Tabela 2 – Coeficiente Ck da equação de Kerby (Equação 2) ... 21

Tabela 3- Tempo de recorrência para cada área ocupada ... 22

Tabela 4– Coeficiente de rugosidade por tipo de superfície ... 25

Tabela 5- Limite de água escoada permitida nas ruas ... 26

Tabela 6 - Fator de redução para vazão da sarjeta ... 30

Tabela 7 – Altura da lâmina d’água nas guias dos passeios ... 32

Tabela 8 – Valores de “a” em função de “F” ... 33

Tabela 9 – Valores “q” em função de “F” ... 34

Tabela 10– Valores do coeficiente de simplificação em função da largura da via ... 39

Tabela 11 – Limites dos eixos X e Y conforme diretrizes de projeto dos municípios.

...51

Tabela 12– Dados pluviométricos do dia 17/02/2019 obtidos pela Estação Praia João

Caetano ... 56

Tabela 13 – Altitude e coordenadas geográficas dos pontos da bacia hidrográfica .. 62

Tabela 14 – Coordenadas geográficas das bocas de lobo por ruas da bacia

hidrográfica estudada ... 62

Tabela 15– Comprimento e área contribuinte ao escoamento superficial por lado do

trecho de rua ... 66

Tabela 16- Coeficiente de escoamento superficial determinado através da Tabela 1

da Rio-Águas ... 67

Tabela 17 – Inverso da declividade transversal (Z) por lado de rua ... 68

Tabela 18 – Análise se a Qesc superou Qsar ... 69

Tabela 20 – Dados utilizados para exemplificação do método de espaçamento de

boca de lobo do Wilken (1978) para o trecho 9-10 lado direito ... 80

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ... 16

2. OBJETIVOS ... 18

OBJETIVO GERAL ... 18

OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 18

3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA E REVISÃO DA LITERATURA ... 18

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... 18

DRENAGEM URBANA ... 18

MÉTODO RACIONAL ... 19

COEFICIENTE DE ESCOAMENTO SUPERFICIAL ... 19

TEMPO DE CONCENTRAÇÃO ... 19

TEMPO DE RECORRÊNCIA ... 21

TEMPO DE DURAÇÃO DA PRECIPITAÇÃO ... 22

INTENSIDADE DA CHUVA ... 22

SARJETA ... 23

BOCA DE LOBO ... 25

GALERIA ... 28

REVISÃO DA LITERATURA ... 28

CRITÉRIO DE POSICIONAMENTO DA PRIMEIRA BOCA DE LOBO NUMA

VIA PÚBLICA ... 28

CRITÉRIO DE ESPAÇAMENTO ENTRE AS BOCAS DE LOBO NUMA VIA

PÚBLICA ... 41

4. MATERIAIS E MÉTODOS ... 49

MÉTODO DE INTEGRAÇÃO DE ÁREAS CONTRIBUINTES (MIAC) PARA O

POSICIONAMENTO DE BOCA DE LOBO ... 49

APLICAÇÃO DO MÉTODO DE INTEGRAÇÃO DE ÁREAS CONTRIBUINTES

(MIAC) PARA O POSICIONAMENTO DE BOCAS DE LOBO NA RUA PRESIDENTE

DOMICIANO DO MUNICÍPIO DE NITERÓI/RJ ... 53

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 58

MÉTODO DE INTEGRAÇÃO DE ÁREAS CONTRIBUINTES (MIAC) PARA O

POSICIONAMENTO DE BOCAS DE LOBO ... 58

LEVANTAMENTO DO SISTEMA DE MICRODRENAGEM DA REGIÃO

CONTRIBUINTE PARA O ESCOAMENTO SUPERFICIAL NA RUA PRESIDENTE

DOMICIANO NO MUNICÍPIO DE NITERÓI/RJ ... 61

PLANEJAMENTO DO SISTEMA DE MICRODRENAGEM COM APLICAÇÃO DO

MÉTODO DE INTEGRAÇÃO DE ÁREAS CONTRIBUINTES (MIAC) PARA O

POSICIONAMENTO DE BOCAS DE LOBO NA BACIA HIDROGRÁFICA DA RUA

PRESIDENTE DOMICIANO NO MUNICÍPIO DE NITERÓI/RJ ... 64

6. CONCLUSÕES ... 81

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 82

16

1. INTRODUÇÃO

No Brasil, a urbanizaçãose intensificou no século XX como resultado de um

crescente processo de industrialização que levou ao êxodo rural. Na década de 70,

mais da metade da população brasileira encontrava-se nas áreas urbanas devido às

ofertas de emprego e de serviço. Hoje em dia, a taxa de urbanização chega a 84%,

aproximadamente, segundo censo demográfico de 2010 (IBGE, 2010). Porém, de

acordo com Justino et. al. (2011), o aumento da população urbana e a ampliação

das cidades não foram acompanhados do crescimento adequado de toda a

infraestrutura urbana, não proporcionando aos habitantes um sistema de

saneamento adequado.

A urbanização descontrolada das cidades brasileiras tem provocado, dentre

outros impactos, o agravamento das enchentes naturais e a ampliação de sua

frequência, além de criar novos pontos de alagamento. Estes impactos provêm da

crescente impermeabilização do solo com aumento do volume pluvial escoado e

redução de amortecimento, segundo Tucci &Genz (1995) citado por Cruz, Souza &

Tucci (2007).

A alteração das superfícies naturais visando a implantação de vias públicas e

estradas com coberturas impermeáveis, como: asfalto, cimento e concreto, estão

diretamente relacionados com a urbanização das cidades e, consequentemente, o

aumento do escoamento superficial das águas pluviais.

De maneira a evitar o acúmulo das águas pluviais nas áreas

impermeabilizadas, utilizam-se, dentre outras medidas estruturais, os sistemas de

drenagem de águas pluviais, os quais funcionam como sistema preventivo de

inundações, principalmente nas áreas sujeitas alagamentos. Estes sistemas têm o

objetivo de captar as águas pluviais e lançar em cursos de águas naturais. Quando

um sistema de drenagem é bem projetado e tem manutenção adequada, reduz-se

significativamente o risco de inundação, evitando-se, por exemplo, prejuízos e

interferências no tráfego de pedestres e veículos (LIMA, 2013).

A eficiência de um projeto de drenagem urbana dependerá dos estudos

ambientais e físicos previamente realizados nas bacias hidrográficas para

entendimento do percurso das águas pluviais.

17

Um projeto de drenagem que não contemple o funcionamento integrado da

bacia hidrográfica com as interações das cidades, analisando suas particularidades

e limitações, provavelmente será um projeto ineficaz na tarefa de redução de

enchentes e alagamentos, aumentando os danos a bens materiais, podendo resultar

em significativas perdas de vidas (MIGUEZ ET AL, 2015).

Os sistemas de drenagem de águas pluviais são constituídos por redes de

coletores e órgãos acessórios. A rede de coletores é o conjunto de canalizações que

visa assegurar a condução das águas pluviais desde os dispositivos de entrada até

um ponto de lançamento. Já os órgãos acessórios são os dispositivos de entrada –

bocas de lobo e/ou ralos – e as câmaras de visita – destinam-se ao acesso dos

coletores para operações de manutenção e de limpeza (LIMA, 2013).

Atualmenteno Brasil, há apenas uma norma que trata sobre a execução das

obras de sistemas de drenagem, ABNT NBR nº 15.645 de 2009. Porém, esta norma

estabelece os requisitos exigíveis para a execução de obras de esgotamento

sanitário e drenagem de águas pluviais utilizando tubos e aduelas de concreto e não

trata sobre o dimensionamento do sistema de drenagem.

Segundo a Lei Federal nº 11.445 de 2007, cabe aos municípios e o Distrito

Federal a responsabilidade dos serviços púbicos de saneamento básico, dentre eles,

a drenagem e o manejo das águas pluviais urbanas, os quais são constituídos pelas

atividades, pela infraestrutura e pelas instalações operacionais de drenagem de

águas pluviais, de transporte, detenção ou retenção para o amortecimento de

vazões de cheias, tratamento e disposição final das águas pluviais drenadas,

contempladas a limpeza e a fiscalização preventiva das redes.

Desta maneira, os municípios e o Distrito Federal do Brasil são responsáveis

pela elaboração de plano diretor, instruções técnicas e diretrizes básicas de projetos

de drenagem urbana para o dimensionamento dos sistemas.

Os projetos de drenagem dependerão de estudos prévios a respeito dos

aspectos ambientais e físicos da bacia hidrográfica. As diretrizes para a elaboração

desses projetos são normalmente encontradas em livros, manuais e instruções

técnicas municipais de drenagem urbana, em quese definem os conceitos e

metodologias para dimensionamento e posicionamento dos dispositivos hidráulicos.

Nos casos em que se visa à definição do correto posicionamento e do

espaçamento entre os dispositivos de captação de águas pluviais ao longo das

sarjetas, percebe-se ainda muitas simplificações, optando-se pela adoção de

18

espaçamentos predefinidos em diretrizes de projeto específicas para cada

município.

O trabalho busca lançar uma metodologia de determinação mais precisa para

o posicionamento dos dispositivos de captação de águas pluviais nas sarjetas.

Desse modo, fez-se uma comparação entre os métodos propostos nas

principaisliteraturas a respeito do tema, confrontando-as com essa nova

metodologia, a qual permitiu melhor quantificação das vazões escoadas e alturas

d´água junto à guia, facilitando a determinação precisa dos pontos onde as bocas de

lobo devem ser instaladas, ao longo da via pública.

2. OBJETIVOS

Objetivo geral

Desenvolver uma metodologia capaz dedeterminar o posicionamento de

bocas de lobo, através da análise comparativa da vazão escoada superficialmente

com a vazão admissível na sarjeta, ao longo de uma rua.

Objetivos específicos

 Apresentar os conceitos e métodos existentes de posicionamento dos

dispositivos de captação das águas pluviais nas vias públicas;

 Elaborar uma metodologia de posicionamento dos dispositivos de captação

das águas pluviais nas vias públicas;

 Aplicar a metodologia desenvolvida em escala real;

 Comparar os resultados de posicionamento de bocas de lobo obtidos com a

nova metodologia com aquelas já instaladas nas ruas da área de estudo, bem

como com aquelas resultantes da aplicação de teorias convencionais.

3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA E REVISÃO DA LITERATURA

Fundamentação teórica

Drenagem Urbana

Drenagem urbana é definida por Miguez, Veról e Rezende (2015) como o

conjunto de atividades de coleta, condução a infiltração e armazenamento que

procura recuperar parte do ciclo hidrológico natural, ou seja, incorporar parte da

água precipitada em um corpo hídrico.

19

Os sistemas de drenagem urbana sãoclassificados em microdrenagem e

macrodrenagem:A microdrenagem é definida por um sistema de condutos em nível

de loteamento, construído localmente para captação do escoamento superficial

gerados pelas áreas urbanizadas, como: construções, lotes, ruas, praças, etc. Já a

macrodrenagem corresponde à rede de maior porte, geralmente associados aos

próprios caminhos de drenagem natural, constituídos por rios e córregos. (MIGUEZ

et. al., 2015).

Método Racional

O método racional é um método indireto que estabelece uma relação entre a

chuva e o escoamento superficial. Pode ser utilizado para calcular a vazão escoada

superficialmente de pequenas bacias, ou seja, com áreas de drenagem inferior a

3km² conforme PORTO (1993) citado por TOMAZ (2013).

A Equação 01 representa a formula do Método Racional.

Em que:

   =

₃₆₀

(01)

Qe é a vazão escoada, em m³/s;

C é o coeficiente de escoamento superficial, adimensional;

i é a intensidade de chuvas, em mm/h;

Aé a área da bacia de contribuição, em hectares.

Coeficiente de escoamento superficial

O coeficiente de escoamento, ou de runoff, é a relação entre a vazão que

escoa numa área qualquere a vazão total de água precipitada. Os valores do

coeficiente derunoff, variam entre 0 e 1,estão na Tabela 01. Quanto mais próximo de

1 significa que a área é mais impermeabilizada e toda vazão que chega é escoada

superficialmente, ou seja, não há infiltração.

Tempo de concentração

De acordo com Tomaz (2013), o tempo de concentração tem duas definições:

é o tempo necessário que toda bacia contribua para o escoamento superficial na foz

20

0,5

)]

e o tempo que a gota de chuva que precipite mais distante da foz, leva para chegar

até a foz.

Segundo Wilken (1978), o tempo de concentração é a soma do tempo de

entrada (ta) e o tempo de percurso (tp).

Tabela 1 – Tabela de coeficiente de escoamento superficial.

Tipologia da área de drenagem

Coeficiente de escoamento superficial

Áreas Comerciais

0,70 – 0,95

Áreas Centrais

0,70 – 0,95

Áreas de bairros

0,50 – 0,70

Áreas Residenciais

Residenciais isoladas

0,35 – 0,50

Unidades Múltiplas, separadas

0,40 – 0,60

Unidades Múltiplas, conjugadas

0,60 – 0,75

Área com lotes de 2.000 m² ou maiores

0,30 – 0,45

Áreas suburbanas

0,25 – 0,40

Áreas com prédios de apartamentos

0,50 – 0,70

Áreas Industriais

Área com ocupação esparsa

0,50 – 0,80

Área com ocupação densa

0,60 – 0,90

Fonte: Rio-Águas (2010).

O tempo de entrada é o tempo decorrido a partir do início da chuva até a

formação do escoamento superficial e a entrada no conduto. Este tempo varia de

acordo com a declividade e características superficiais da área e pode ser obtido

pela equação de Kerby (Equação 02), conforme Rio-Águas (2010).

   = 1,44[    (

1

0,47

(02)

Em que:

ta é o tempo de percurso sobre o terreno natural, em min;

L é o comprimento do percurso considerado, em km;

Cké o coeficiente determinado na Tabela 2;

S é a declividade média do terreno.

Neste trabalho, o conduto de estudo é a sarjeta. Assim, o tempo de entrada é

o tempo da contribuição da bacia até a entrada da sarjeta e o tempo de percurso é o

tempo percorrido na sarjeta até o ponto de concentração.

O tempo de percurso pode ser encontrado pela equação de George Ribeiro

(Equação 03), citado por Rio-Águas (2010):

21

16.  

=

_(1,05

₋

_0,2 ).

_(100  )

_0,04

(3)

Em que:

tp é o tempo de percurso na sarjeta, em min;

L é a extensão até o ponto crítico, em km;

p é a porcentagem da área permeável na sarjeta;

Im é a declividade longitudinal da sarjeta, m/m.

Tabela 2 – Coeficiente Ck da equação de Kerby (Equação 2).

Tipo de superfície

Coeficiente Ck

Lisa e impermeável

0,02

Terreno endurecido e desnudo

0,10

Pasto ralo, terreno cultivado em fileiras e superfície

desnuda, moderadamente áspera

0,20

Pasto ou vegetação arbustiva

0,40

Mata de árvores decíduas

0,60

Mata de árvores decíduas tendo o solo recoberto

por espessa camada de detritos vegetais

0,80

Fonte: Rio-Águas (2010).

Numa análise geral de uma bacia hidrográfica, pode-se calcular unicamente o

tempo de concentração. Um estudo realizado por Silveira (2005) que comparou 22

equações diferentes para obter o tempo de concentração para áreas rurais e áreas

urbanas, e indicou a equação de Carter (Equação 4) com maior representatividade

para áreas urbanas.

   =

Em que:

0,0977  

0,6

0,3

(4)

Tc é o tempo de concentração, em h;

L é o comprimento do talvegue, em km;

S é a declividade longitudinal, em m/m.

Tempo de recorrência

O tempo de recorrência ou período de retorno é a média em anos que uma

precipitação pode ser igualada ou superada. Segundo Azevedo Neto (1998), é

22

necessário utilizar tempos de recorrência menores e precipitações de baixa

intensidade, para projetos de microdrenagem. A Tabela 03, apresentada também

por Azevedo Neto (1998), define o período de retorno utilizado para cada tipo de

ocupação da área.

Tabela 3- Tempo de recorrência para cada área ocupada.

Tipo de ocupação da área

Tempo de recorrência (anos)

paramicrodrenagem

Residencial

2

Áreas comerciais

5

Áreas com edifícios públicos

5

Aeroportos

2-5

Áreas comerciais altamente valorizadas

5-10

Fonte: DAEE/CETESB (1980), citado por Azevedo Netto, 1998.

Segundo a Fundação Rio-Águas (2010), o período de retorno estabelecido

para projetos de microdrenagem na Cidade do Rio de Janeiro é de 10 anos. Já para

Thomaz (2012), deve-se adotar para o Brasil o período de retorno de 25 anos para

microdrenagem.

Tempo de duração da precipitação

Entende-se como o tempo de duração do evento estudado. Neste caso, é o

tempo de concentração, somatório do tempo de entrada mais o tempo de percurso.

Intensidade da chuva

A intensidade da chuva é estabelecida pela Equação das Chuvas Intensas

(Intensidade, Duração e Frequência - IDF) definida por:

a

=

₍ 

₊

 ₎

_c

Em que:

i é a intensidade máxima média de precipitação, em mm/h;

T é o período de retorno, em anos;

t é a duração da precipitação, em min;

23

K, a, b e c são parâmetros da região analisada, adimensional.

Os parâmetros da região podem ser encontrados no softwarePlúvio 2.1,

elaborado pelo Grupo de Pesquisa em Recursos Hídrico - DEA da Universidade

Federal de Viçosa (UFV).

Sarjeta

As sarjetas são canais formados entre a via pública e o meio fio ou guia. São

canais de seção triangular, com a finalidade de coletar a água escoada nas vias

públicas e direcioná-las para ralos ou bocas de lobo (NETTO, 1998).

Segundo Wilken (1978), quando a seção transversal da sarjeta possui uma

declividade uniforme, a vazão pode ser calculada pela fórmula de Manning adaptada

por Izzard (Equação 6), para um escoamento em canal triangular (Figura 1).

Figura 1 – Exemplo de perfil de sarjeta.

Fonte: Wilken(1978), adaptado pelo Autor (2019).

Wilken (1978) reporta que segundo os estudos de Izzard, em 1959, e de

Tapley, em 1970, pode-se aplicar a fórmula de Manning para o cálculo da vazão de

sarjeta desde que se despreze o perímetro molhado e substitua pela altura da guia,

isto é, Rh = y. Assim, temos:

24

Aplicando a equação de Manning adaptada por Izzard na equação da

continuidade, temos:

Ou:

   =

2/3

1/2

   =

5/3

1/2

Integrando:

  =

ƒ

yo

5/3

1/2

0

Sendo

s

_{= tan ∝e   =     ∝, teremos:}

y

Substituindo:

   =   .   

yo

5/3

1/2

  =

ƒ

Portanto:

8

1/2

0

(6)

  = 0,375  

/3

Da qual obtemos:

  = 1,445

(

1/2

)

3/8

(7)

  = 0,958

(

1/4

)

(

1/2

)

3/4

(8)

Outra metodologia para cálculo da vazão de uma sarjeta pode ser encontrada

no Manual de Drenagem da Federal HighwayAdministration (Brown et al., 2009), o

qual considera a declividade transversal da sarjeta, além da declividade longitudinal

da rua, usando uma modificação da equação de Manning.

25

=

1,67

0,5

2,67

Em que:

Ku é 0,376;

n é o coeficiente de Manning;

Q é a vazão da sarjeta, em m³/s;

T é a largura do escoamento superficial, em m;

Sx é a declividade transversal da sarjeta, em m/m;

Sl é a declividade longitudinal, em m/m.

Neste caso, para determinar a profundidade do escoamento, d, em metros:

  =  .   

Ambos os métodos utilizam o coeficiente de rugosidade, podendo o mesmo

ser determinado através de referências bibliográficas. O Manual de Instruções

Técnicas da Rio-Águas (2010) estabelece o coeficiente de rugosidade por tipo de

superfície, conforme Tabela 4.

Tabela 4– Coeficiente de rugosidade por tipo de superfície

Tipo de superfície



Sarjeta de concreto

0,016

Asfalto liso

0,013

Asfalto áspero

0,016

Pavimento de concreto liso

0,013

Pavimento de concreto áspero

0,015

Fonte: Rio-Águas (2010).

As sarjetas devem obedecer aos limites de conforto (Tabela 5), de acordo

com o tipo de via pública, em relação às inundações na rua (eixo x) e na guia (eixo

y) (DAEE/CETESB, 1980).

Boca de lobo

As bocas de lobo são ralos de diferentes tipos que apresentam a finalidade de

captar água escoada na sarjeta e direcioná-las para galeria subterrânea. Ou seja,

agem retirando as água das ruas para não gerar alagamento.

De acordo com Azevedo Neto (1998), as bocas de lobo devem ser

localizadas:

 Em ambos os lados das ruas quando a capacidade hidráulica da sarjeta

exigir;

 Também nos pontos baixos das

 Junto aos cruzamentos, elas devem estar a montante do vértice de

intersecção das sarjetas.

Tabela 5

Classificação das ruas

Secundária

Principal

Avenida

Expressa

Segundo Secretaria Municipal de Desenvolvimento Urbano da Cidade de São

Paulo - SMDU (2012), existemquatro tipos de bocas de lobo (Figura 2):

 Boca de lobo simples;

 Boca de lobo com grelha;

 Boca de lobo combinada;

 Boca de lobo múltipla.

Todos os tipos de boca de lobo podem ainda ser utilizadas com ou sem

depressão, no meio da sarjeta ou nos seus pontos baixas (SMDU, 2012).

Há diversos autores que descrevem os estudos realizados para

dimensionamento da captação da água escoada pelo tipo de boca de lobo, por

exemplo, o Manual de Drenagem de Rodovias

métodos de dimensionamento hidráulico para cad

as bocas de lobo são confeccionadas, geralmente, pelos municípios por dimensões

já definidas, assim, já apresentando a capacidade de captação das mesmas.

Segundo a Instrução técnicas de projeto da RIO

capacidade de captação

Em ambos os lados das ruas quando a capacidade hidráulica da sarjeta

Também nos pontos baixos das quadras;

Junto aos cruzamentos, elas devem estar a montante do vértice de

sarjetas.

Tabela 5- Limite de água escoada permitida nas ruas.

Inundação máxima

Sem transbordamento sobre a guia (y).

O escoamento pode atingir até o eixo da rua (x).

Sem transbordamento sobre a guia (y).

O escoamento deve preservar, pelo menos, uma faixa de trânsito livre

(x).

Sem transbordamento sobre a guia (y).

O escoamento deve preservar, pelo menos, uma faixa de trânsito livre

em cada direção (x).

Nenhuma inundação é permitida em qualquer faixa de trânsito

Fonte: DAEE/CETESB, 1980.

Segundo Secretaria Municipal de Desenvolvimento Urbano da Cidade de São

SMDU (2012), existemquatro tipos de bocas de lobo (Figura 2):

simples;

Boca de lobo com grelha;

combinada;

Boca de lobo múltipla.

Todos os tipos de boca de lobo podem ainda ser utilizadas com ou sem

depressão, no meio da sarjeta ou nos seus pontos baixas (SMDU, 2012).

Há diversos autores que descrevem os estudos realizados para

dimensionamento da captação da água escoada pelo tipo de boca de lobo, por

exemplo, o Manual de Drenagem de Rodovias - DNIT (1990) que disponibiliza

métodos de dimensionamento hidráulico para cada tipo de boca de lobo. Entretanto,

as bocas de lobo são confeccionadas, geralmente, pelos municípios por dimensões

já definidas, assim, já apresentando a capacidade de captação das mesmas.

Segundo a Instrução técnicas de projeto da

RIO-captação da grelha padrão da Prefeitura da Cidade

26

Em ambos os lados das ruas quando a capacidade hidráulica da sarjeta

Junto aos cruzamentos, elas devem estar a montante do vértice de

Limite de água escoada permitida nas ruas.

Sem transbordamento sobre a guia (y).

O escoamento pode atingir até o eixo da rua (x).

Sem transbordamento sobre a guia (y).

O escoamento deve preservar, pelo menos, uma faixa de trânsito livre

Sem transbordamento sobre a guia (y).

O escoamento deve preservar, pelo menos, uma faixa de trânsito livre

Nenhuma inundação é permitida em qualquer faixa de trânsito

Segundo Secretaria Municipal de Desenvolvimento Urbano da Cidade de São

SMDU (2012), existemquatro tipos de bocas de lobo (Figura 2):

Todos os tipos de boca de lobo podem ainda ser utilizadas com ou sem

depressão, no meio da sarjeta ou nos seus pontos baixas (SMDU, 2012).

Há diversos autores que descrevem os estudos realizados para

dimensionamento da captação da água escoada pelo tipo de boca de lobo, por

DNIT (1990) que disponibiliza

a tipo de boca de lobo. Entretanto,

as bocas de lobo são confeccionadas, geralmente, pelos municípios por dimensões

já definidas, assim, já apresentando a capacidade de captação das mesmas.

-ÁGUAS (2010), a

Cidade do Rio de

Janeiro, a ser considerada nos projetos de drenagem urbana, encontra

de 30 a 40 L/s.

A eficiência máxima, normalizada pelo Departamento de Esgotos Pluviais

(DEP) da Prefeitura de

captada em relação a vazão da sarjeta, para uma rua com

0,07 m/m. Para ruas com declividade em torno de 0,01 m/m, a eficiência chega a

60% de vazão da sarjeta. Pode

boca de lobo.

Janeiro, a ser considerada nos projetos de drenagem urbana, encontra

A eficiência máxima, normalizada pelo Departamento de Esgotos Pluviais

Porto Alegre (2005), chega a 40% de

captada em relação a vazão da sarjeta, para uma rua com declividade em torno de

0,07 m/m. Para ruas com declividade em torno de 0,01 m/m, a eficiência chega a

60% de vazão da sarjeta. Pode-se considerar uma captação

média de 30 L/s por

Figura 2- Tipos de boca de lobo.

Fonte: SMDU, 2012.

27

Janeiro, a ser considerada nos projetos de drenagem urbana, encontra-se na faixa

A eficiência máxima, normalizada pelo Departamento de Esgotos Pluviais

vazão de efluente

declividade em torno de

0,07 m/m. Para ruas com declividade em torno de 0,01 m/m, a eficiência chega a

28

Galeria

Canalização central subterrânea que recebe as águas pluviais provenientes

das bocas de lobo e são direcionadas aos pontos de lançamento final.

Revisão da literatura

Critério de posicionamento da primeira boca de lobo numa via pública.

 Engenharia de Drenagem Superficial por Paulo Sampaio WILKEN (1978).

A construção de estruturas de captação do escoamento superficial para toda

área urbana não é economicamente viável. Sendo necessárias análises de

determinação de locais apropriados para a instalação destes dispositivos de

captação das águas pluviais (WILKEN, 1978).

De acordo com Wilken (1978), a localização da primeira boca de lobo do

sistema de drenagem deverá ser instalada quando o escoamento pluvial atingir o

limite da capacidade de vazão da sarjeta, para o valor da altura de água y

o

, máxima

na sarjeta, geralmente y

o

= 13 cm. Vale ressaltar o que Wilken comenta sobre o uso

dos coeficientes “b” e “c” aplicados à quantificação das vazões escoadas nas

sarjetas.

“Para avaliar o caudal a escoar é adotada uma fórmula do tipo

a

=  (  )

: na qual AD é a área contribuinte em hectares,

a

é o

caudal procurado em m³/s, sendo “c” e “b” parâmetros dependentes do

local e do período de retorno adotado no projeto. Para a cidade de São

Paulo, pode ser empregada a seguinte fórmula, para o período de

retorno de 10 anos:

  _{= 0,2(  )}

_{” (Wilken, 1978).}

De acordo com Wilken (1978), a capacidade de escoamento da rua é duas

vezes a capacidade da sarjeta, pois considera uma sarjeta em cada lado da via

pública. Assim, fez a equação

_a

_{=  (  )}

_{igual a duas vezes a Equação 6, obtendo a}

relação

29

Na qual, “w” é a largura da faixa de inundação admissível, “I” é a declividade

longitudinal da sarjeta, sabendo que:

  =  .  

=

4,02

–1,053

–1,754

Assim, a área de drenagem admissível é analisada para uma determinada via

pública. Se a área de contribuição for maior que a área de drenagem calculada ou a

vazão superficial escoada foi maior que duas vezes a capacidade da sarjeta, será

necessária a captação das águas pluviais.

Segundo Wilken (1978), as bocas de lobo são localizadas a montante das

curvas das guias nos cruzamento, nos pontos baixos do perfil da rua e nos

intermediários das ruas devido à necessidade de captação.

Wilken(1978) apresenta um exemplo numérico de cálculo de uma rede de

drenagem urbana e equaciona a localização da primeira boca de lobo, para uma

parcela de área urbana, de acordo com as seguintes etapas:

1º - Definir as características da rua:

Largura: L=20 m

Inclinação da sarjeta: z=24

Altura da guia: h=15 cm

Altura d’água máxima junto à guia: y=13 cm

Rugosidade: n=0,020

2º - Definir a área de contribuição (AD) da via pública analisada e,

posteriormente, calcular a contribuição pluvial, escoamento superficial, pela equação

  =  (  )

_{com os parâmetros específicos para cidade de São Paulo.}

3º - Comparar com a área de contribuição máxima, admissível pelas sarjetas

da via pública. Para isto, aplicam-se as expressões:

  _{=  .   e}

=

4,02

–1,053

–1,754

Em que,

Temos:

w = 24x0,13 = 3,12m

B

=

4,02

(0,02)

–1,053

₂₄

–1,754

₌

_0,938

(AD) = 22,95. I

0,53

_{, em hectares.}

30

4º - Caso a área de contribuição da bacia for maior que área de drenagem

máxima admissível pelas sarjetas é necessário colocar pares de boca de lobo na via

pública.

Segundo Wilken (1978) a área de drenagem máxima dependerá apenas da

declividade da via pública. Quanto maior for a declividade, maior será a área de

contribuição para o escoamento superficial. Porém, considerando que a velocidade

admissível do escoamento na via pública não ultrapasse 3 m/s, a declividade

máxima, para análise de localização da boca de lobo descrita acima, será de 0,1 ou

10%.

Apesar de simples e prática a metodologia aplicada por Wilken (1978) para

localização de dispositivos de captação das águas pluviais, aplica-se estritamente à

cidade de São Paulo.

 Drenagem Urbana por DAEE/CETESB (1980)

Segundo DAEE/CETESB (1980), as bocas de lobo serão localizadas em

pontos onde as descargas resultantes das precipitações consideradas igualem-se às

capacidades admissíveis de escoamento nas respectivas sarjetas. A capacidade

admissível da sarjeta é dada pela multiplicação da capacidade teórica (Equação 06)

multiplicada por um fator de redução.

O fator de redução tem como objetivo considerar a menor capacidade efetiva

de descarga das sarjetas de pequena declividade, devido às maiores possibilidades

de sua obstrução por material sedimentável ou resíduos sólidos urbanos, conforme

Tabela 6 (DAEE/CETESB, 1980).

Tabela 6 - Fator de redução para vazão da sarjeta.

Declividade da sarjeta (%)

Fator redução

0,4

0,50

1 a 3

0,80

5,0

0,50

6,0

0,40

8,0

0,27

10

0,20

Fonte: Página 270, DAEE/CETESB (1980).

O posicionamento da uma boca de lobo, seguindo a metodologia proposta por

DAEE/CETESB (1980), página 220, como Figura 3. De forma simplificada, é

calculado a capacidade admissível na sarjeta (Qs) e a quantidade de água escoada

31

pela bacia em questão (Qe). Se a capacidade escoada ultrapassa a capacidade

admissível é necessário colocar bocas de lobo (BL) para captar a água escoada no

ponto de análise. Porém nesse caso não há um critério para quantificação de bocas

de lobo, analisando apenas a necessidade ou não da mesma.

Figura 3- Critério de posicionamento de boca de lobo (BL) referente ao exemplo disponibilizado pela

DAEE/CETESB (1980).Fonte: O Autor (2019).

 Manual de Drenagem de Rodovias por Departamento Nacional de Infra-

estrutura de Transporte - DNIT (1990)

A localização de uma boca de lobo, qualquer que seja o seu tipo, depende da

altura d’água no trecho da sarjeta imediatamente a montante da boca de lobo. Ou

seja, depende da capacidade de vazão da sarjeta (DNIT, 1990). Quando a

capacidade de escoamento da sarjeta for superada, é necessária a captação das

águas pluviais por boca de lobo.

Se a declividade da via pública for uniforme, a altura d’água na sarjeta

dependerá das suas características de escoamento como conduto livre, pode-

seutilizar a fórmula de Izzard baseada na fórmula de Manning, equações 6, 7 e 8,

para encontrar a capacidade de escoamento da sarjeta.

Conforme DNIT (1990)não há metodologia e nem exemplos de

posicionamento de dispositivos de captação de águas pluviais. Apenas a teoria que

informa a necessidade de captação do escoamento superficial quando a capacidade

de armazenamento na sarjeta for superada.

32

 Instrução Técnica para Elaboração de Estudo e Projetos de Drenagem

Urbana do Município de Belo Horizonte pela Prefeitura Municipal de Belo

Horizonte (2004)

Segunda a Instrução Técnica da Prefeitura Municipal de Belo Horizonte

(PMBH, 2004), a primeira boca de lobo deverá ser locada à partir do divisor de

águas até a seção da sarjeta em que a faixa de alagamento atinge o limite

estabelecido, que neste caso, são três critérios:

 Faixa de alagamento de 1,67 m para o caso geral;

 Faixa de alagamento de 2,17 m: trechos iniciais das vias locais, situado

entre o divisor de águas e a primeira boca de lobo;

 Faixa de alagamento para vias arteriais a ser definida pela gerência da

Prefeitura de Belo Horizonte.

O cálculo do comprimento útil, que é o comprimento da sarjeta em que a

vazão correspondente a uma largura zero até o limite de alagamento, aplica-

se a seguinte divisão:

   =

Em que: Lu é o comprimento útil, em metros; Qs é a capacidade de

escoamento na sarjeta, em L/s; e q é a vazão específica da via, em L/s.m (Tabela 9).

A vazão específica (q) pode ser calculada através das seguintes

considerações, conforme (PBH, 2004):

 Adota-se o limite de 1,67 m ou 2,17 m para a largura de alagamento nas

sarjetas;

 Em função da faixa de alagamento e do padrão da sarjeta, as alturas “y” da

lâmina d’água nas guias são definidas pela Tabela 7;

Tabela 7 – Altura da lâmina d’água nas guias dos passeios

Sarjeta Padrão

Altura “y” (cm)

Largura do alagamento na sarjeta (m)

1,67

2,17

A

5,0

6,5

B

11,0

12,5

C

16,0

17,5

33

 A área de drenagem é a metade da faixa da via (F/2) mais uma faixa da

quadra lindeira (largura “a”), conforme Figura 4;

 A “largura a” é determinada em função da largura F, conforme Tabela 8;

 O período de recorrência é adotado em 10 anos;

 O tempo de concentração é adotado em 10 minutos;

 A intensidade de precipitação é adotada em 194,50 mm/h, conforme IDF

Pinheiro-Naghettini;

Figura 4 – Larguras da área drenante.

Fonte: Prefeitura Municipal de Belo Horizonte (2004).

Tabela 8 – Valores de “a” em função de “F”

a (m)

F (m)

20

≤18

30

>18

Fonte: Prefeitura Municipal de Belo Horizonte (2004).

 O coeficiente de escoamento superficial (C) é adotado 0,7 para as faixas

lindeiras das quadras e 0,9 para a faixa da meia largura da via;

 A vazão específica é uma vazão em marcha segundo a geometria da via,

por metro linear, expressa em L/s.m. Calculada da seguinte maneira:

  =  1 +  2

Onde q1 é a vazão específica da faixa de largura “a” da quadra, em L/s.m; e

q2 é a vazão específica da meia pista do logradouro. Ambas as vazões específicas

são calculadas pelo Método Racional (Equação 1).

34

Por fim, a Instrução Técnica da Prefeitura de Belo Horizonte estabelece os

valores de “q” para as diferentes larguras “F” das vias conforme estabelecido pela

Lei nº 7166 de 1996 (Tabela 9).

Tabela 9 – Valores “q” em função de “F”

Largura da via

(m)

10

12

15

18

20

25

30

Vazão específica

q (L/s.m)

0,95

1,05

1,12

1,19

1,62

1,74

1,86

Fonte: Prefeitura Municipal de Belo Horizonte (2004).

Além da determinação do posicionamento da primeira boca de lobo, os

pontos baixos das vias devem ser providos de dispositivos de captação, obrigatórios,

sendo necessária a locação de bocas de lobo imediatamente à montante dos pontos

de tangência dos passeios situados nos cruzamentos, conforme Prefeitura Municipal

de Belo Horizonte (2004).

A locação de bocas de lobo intermediárias é determinada com auxílio de

tabelas. Entretanto, é conveniente que os espaçamentos sejam igualados a partir da

primeira boca de lobo, de maneira a equalizar as vazões escoadas. (PMBH, 2004).

 Plano Diretor de Drenagem Urbana: Manual de drenagem urbana, volume VI,

da Prefeitura Municipal de Porto Alegre por Instituto de Pesquisa Hidráulicas e

Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2005).

Segundo o Plano Diretor de Drenagem Urbana de Porto Alegre (2005), as

bocas de lobo devem ser localizadas de maneira a conduzirem os escoamentos

superficiais para a rede de condutos. Nos pontos mais baixos do sistema viário

deverão ser necessariamente colocadas bocas de lobo com visitas a fim de evitar

criação de águas paradas.

A locação das bocas de lobo deve considerar as seguintes recomendações,

segundo o Plano Diretor de Drenagem Urbana de Porto Alegre (2005):

 Serão locadas em ambos os lados da rua, quando a saturação da sarjeta

assim o exigir ou quando forem ultrapassadas as suas capacidades de

engolimento;

 Serão locadas nos pontos baixos da quadra;

 A localização das bocas-de-lobo deve ser determinada através do cálculo

da capacidade hidráulica da sarjeta, considerando-se uma altura do meio-

35

fio de 0,15 m e uma largura da lâmina d’água variável (estipulada caso a

caso, nas diretrizes de projeto fornecidas pela DOP/DEP);

 A melhor solução para a instalação de bocas-de-lobo é que esta seja feita

em pontos pouco a montante de cada faixa de cruzamento usada pelos

pedestres, junto às esquinas;

 Não é conveniente a sua localização junto ao vértice de ângulo de

interseção das sarjetas de duas ruas convergentes, pelos seguintes

motivos: (i) os pedestres, para cruzarem uma rua, teriam que saltar a

torrente num trecho de máxima vazão superficial; (ii) as torrentes

convergentes pelas diferentes sarjetas teriam, como resultante, um

escoamento de velocidade em sentido contrário ao da afluência para o

interior da boca de lobo.

A vazão de projeto para rede de microdrenagem é equacionado pelo Método

Racional, Equação 1, pois tem finalidade de determinar vazão máxima para bacias

pequenas, adotando o limite de uma área de até 2km², segundo o Plano Diretor de

Drenagem Urbana de Porto Alegre (2005).

As águas pluviais ao caírem nas áreas urbanas, escoam, inicialmente, pelos

terrenos até chegarem às ruas. Se a vazão, escoamento superficial, for excessiva

poderá ocorrer: alagamento das ruas e seus reflexos, inundação das calçadas e

velocidade exagerada, com erosão do pavimento (UFRGS, 2005).

A capacidade de condução da rua ou da sarjeta pode ser calculado de duas

maneiras: (I) a água escoando por toda a calha da rua ou (II) escoando somente

pelas sarjetas. Para a primeira, admite-se a declividade transversal da rua a 3% e a

altura da água na sarjeta de 0,15 m. Para segunda maneira, admite-se declividade

transversal também de 3% e altura de água na sarjeta de 0,10 m (UFRGS, 2005).

Com estes dados, a vazão máxima escoada pela sarjeta ou calha da rua pode

ser calculada pela equação de Manning:

Rh

2/3

_Ai

1/2

Q =

n

Em que:

Q é a vazão escoada;

36

Rh é o raio hidráulico, em m;

i é a declividade longitudinal da rua;

n é o coeficiente de rugosidade de Manning.

No Plano Diretorde Drenagem Urbana de Porto Alegre (2005) há um exemplo

de equacionamento da vazão da calha da rua e sarjeta, utilizando a equação de

Manning, porém não há o dimensionamento da localização da primeira boca de lobo

e nem de espaçamento entre as bocas de lobo.

Segundo a Divisão de Obras e Projetos (DOP) do Departamento de Esgotos

Pluviais (DEP) da cidade Porto Alegre, as diretrizes de projeto de microdrenagem

são encontradas no Caderno de Encargos do Município de Porto Alegre no volume 4

de 2005. Nela apresenta as seguintes diretrizes:

 O extravasamento das sarjetas determinará a colocação da primeira boca

de lobo;

 A colocação da primeira boca de lobo é determinada pelo limite da vazão

da sarjeta, considerando-se a largura da lâmina d’água de 1,00 m e a altura

do meio fio de 0,15 m;

 Para boca de lobo de “máxima eficiência”, normatizados pelo DEP, o

efluente captado chega a 40% da vazão da sarjeta para declividade da rua

em torno de 0,07 m/m. Esta eficiência chega a 60% para declividade em

torno de 0,01 m/m, podendo-se considerar uma captação média de 30 L/s;

 As bocas de lobo deverão ser ligadas somente aos poços de visita por

meio de tubulações de diâmetro de 0,30 metros.

 Manual de drenagem e manejo de águas pluviais: aspectos tecnológicos e

diretrizes para projetos por Secretaria Municipal de Desenvolvimento Urbano -

SMDU da cidade de São Paulo (2012).

A locação das bocas de lobo deve considerar as seguintes recomendações,

de acordo com SMDU (2012) para cidade de São Paulo:

 Serão localizados em ambos os lados da rua quando a saturação da

sarjeta assim o exigir ou quando forem ultrapassadas as suas capacidades

de engolimento;

37

 Recomenda-se adotar um espaçamento máximo de 60 m entre as bocas

de lobo caso não seja analisada a capacidade de descargas da sarjeta;

 A melhor solução para a instalação de bocas de lobo é que esta seja feita

em pontos pouco a montante de cada faixa de cruzamento usada pelos

pedestres, junto as esquinas;

 Não é aconselhável a sua localização junto ao vértice do ângulo de

interseção das sarjetas de duas ruas convergente pelos seguintes motivos:

(I) os pedestres, para cruzarem uma rua, teriam que saltar a torrente num

trecho máximo de vazão superficial e (II) as torrentes convergentes pelas

diferentes sarjetas teriam como resultante um escoamento de velocidade

contrária ao da afluência para o interior da boca de lobo.

A capacidade de condução da rua ou da sarjeta pode ser calculada de duas

maneiras, igualmente definido no Plano Diretor de Drenagem Urbana de Porto

Alegre (2005): (I) considerando a água escoando por toda a calha da rua ou (II)

somente pelas sarjetas. Para a primeira, admite-se a declividade transversal da rua

a 3% e a altura da água na sarjeta de 0,15 m. Para segunda maneira, admite-se

declividade transversal também de 3% e altura de água na sarjeta de 0,10 m. Com

esses dados, a vazão máxima escoada é calculada pela equação de Manning, e

Equação 6.

Posteriormente, no caso das sarjetas, a capacidade de escoamento calculada

deve ser multiplicada por um fator de redução, indicado na Tabela 6, que leva em

conta a possibilidade de obstrução da sarjeta de pequenas declividades por

sedimentos (SMDU, 2012).

Nota-se que as recomendações da localização das bocas de lobo e o

dimensionamento da vazão da sarjeta ou calha de rua são parecidos com as

recomendações descritas pelo Plano Diretor de Drenagem Urbana de Porto Alegre.

Além disso, não há exemplos de dimensionamento para localização da primeira

boca de lobo, porém há ilustração para o espaçamento entre as bocas de lobo. O

mesmo será demonstrado no item 3.2.2.

38

 Instruções técnicas para elaboração de estudo hidrológicos e

dimensionamento hidráulico de sistemas de drenagem urbana por

Subsecretaria de Gestão de Bacias Hidrográficas da cidade do Rio de Janeiro

- RIO-ÁGUAS (2010).

As diretrizes de projeto de drenagem urbana na cidade do Rio de Janeiro são

definidas neste documento. Inicialmente, são estabelecidos os critérios, coeficientes

e parâmetros para os projetos de drenagem.

Segundo a RIO-ÁGUAS (2010), é prevista a instalação de caixas de ralo (ou

boca de lobo) sempre que a capacidade de escoamento da sarjeta for excedida e

nos pontos baixos dos greides, que é o perfil longitudinal da via. A primeira caixa de

ralo deverá ser localizada a partir do divisor de águas até a seção da sarjeta onde a

faixa de alagamento atinge o limite estabelecido para cada tipo de via pública.

A faixa inundável das sarjetas não pode ultrapassar 0,80 m nas vias principais

e 1,00 m nas vias secundárias. A velocidade máxima não deverá ultrapassar 3,0 m/s

(RIO-ÁGUAS, 2010).

Recomenda-se a adoção da declividade longitudinal mínima de 0,2% para as

sarjetas; nos trechos planos as sarjetas deverão ser projetadas com a largura de

0,60m, adotando-se a declividade longitudinal mínima da sarjeta e a distância de

15m entre os pontos de inflexão da sarjeta; as caixas de ralos com grelha deverão

ser dispostas nos pontos baixos da sarjeta (RIO-ÁGUAS, 2010).

A metodologia de cálculo para capacidade de escoamento da sarjeta é

definida pela equação de Manning modificado por Izzard, Equação 6. Já a

modelagem hidrológica, que prevê a vazão que será escoada, depende das áreas

das bacias hidrográficas. Em áreas menores ou iguais a 100 ha, utiliza-se o método

racional modificado (inclui o coeficiente de deflúvio de Fantoli), e em áreas maiores

que 100 ha, utilizam-se o método U.S. SoilConservation Service (RIO-ÁGUAS,

2010).

Não há exemplos no documento ilustrando o dimensionamento da drenagem

urbana. Apenas diretrizes de projeto para cidade do Rio de Janeiro.

39

 Procedimento técnico de dimensionamento da microdrenagem do município

de Santo André/SP por Alexandre Perri de Moraes (2015).

O estudo de Moraes (2015) tem objetivo de padronizar os procedimentos

técnicos para o dimensionamento da microdrenagem para o município de Santo

André no estado de São Paulo.

As etapas para a elaboração de um projeto de microdrenagem urbana no

Município de Santo André compreendem, de acordo com Moraes (2015):

1. Cálculo da vazão do escoamento superficial: Utiliza-se o Método de

Izzard.

=

1/2

Em que:

Q escsup é a vazão de escoamento superficial, em m³/s;

K é o coeficiente de simplificação, em m³/s, (Tabela 10);

i é a declividade da via, em m/m.

Tabela 10– Valores do coeficiente de simplificação em função da largura da via.

Largura da via

(m)

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

K

0,539 0,718 0,898 1,077 1,257 1,436 1,616 1,795

Fonte: Moraes (2015).

2. Cálculo da área de contribuição ou da bacia de contribuição: É necessário

desenhar e calcular a área de contribuição do ponto de interesse (local da

reclamação de alagamento).

3. Cálculo da vazão da área de contribuição: Utiliza-se o Método Racional,

Equação 1.

4. Comparação entre as vazões do escoamento superficial e da área de

contribuição: Comparar as vazões do escoamento superficial e da área de

contribuição. Se a vazão da área de contribuição for menor do que a

vazão de escoamento superficial, então não é necessário implantar

sistema de drenagem enterrado. Caso contrário, será necessário fazer o

projeto para implantar o sistema enterrado de galerias de águas pluviais -

GAP.

40

6. Critérios de dimensionamento da galeria de águas pluviais (GAP): A

distribuição entre as caixas de drenagem deve ser até 100,0 m e outros

critérios.

7. Determinação da quantidade de dispositivos: A quantidade de dispositivos

e a locação das caixas de drenagem são determinadas pela equação

adimensional.

  =

      çã 

8. Elaboração do projeto gráfico, incluindo os elementos da GAP:

dispositivos de captação, ramais, caixas de drenagem, redes e válvulas; e

execução do orçamento e do parecer técnico.

Posteriormente, no Procedimento Técnico do Município de Santo André, há

uma exemplificação das etapas por uma reclamação de alagamento de uma via

pública, ilustrado pela Figura 5. Assim, sendo necessário seguir as etapas indicadas

anteriormente para verificar e solucionar a seguinte problemática:

“Uma pessoa abre um Processo Administrativo no Posto de Atendimento do

SEMASA, solicitando implantação de um bueiro na Rua Carijós, nº 1.496, alegando

que em dias chuvosos ocorre um alagamento temporário na Rua, dificultando a sua

travessia principalmente por pedestres” (MORAES, 2015).

O 1º passo é encontrar a vazão da capacidade de escoada superficialmente,

0,28 m³/s. O 2º passo é determinar a área de contribuição, delimitação da bacia de

contribuição, ilustrada na Figura 7. Posteriormente, o 3º passo é encontrar a vazão

da área de contribuição, 0,347 m³/s.

Comparando a vazão da capacidade de escoamento e a vazão da área de

contribuição, 4º passo, nota-se que a vazão da área de contribuição, 0,347 m³/s, é

maior que a vazão da capacidade de escoamento, 0,28 m³/s. Assim, sendo

necessário elaborar um projeto da GAP.

Por fim, deve-se determinar as quantidade de dispositivos que irão captar

esta água superficial, passo 7. Encontrando, 5,78 unidades, ou seja, 6 unidades,

aproximadamente, considerando a vazão de captação do dispositivo de 60 L/s.