EVELLYNN SATO SIRQUEIRA, Dimensionamento de microssistema de retenção hídrica utilizando materiais de fácil acesso – caixas plásticas de hortifrúti

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Dimensionamento de microssistema de retenção hídrica utilizando materiais de fácil

acesso – caixas plásticas de hortifrúti

Dimensioning of water retention microsystem using materials of easy access – fruit

and vegetable plastic boxes.

Evellynn Sato Sirqueira1_{, Augusto Romanini}2

Resumo: Com a crescente urbanização dos últimos anos, as cidades passaram a enfrentar diversos problemas ambientais, sociais e de infraestrutura. Dentre eles, a drenagem urbana e as inundações. Com o passar do tempo, a cidade Sinop-MT teve um crescimento significativo no número de edificações, ruas pavimentadas e calçadas. Esse processo, tornou uma parcela da superfície do município impermeável, dificultando a infiltração das águas pluviais, resultando em um grande volume de água escoando na superfície. A pesquisa buscou avaliar e dimensionar um sistema de retenção hídrica a nível urbano, utilizando material de fácil acesso – caixa plástica de hortifrúti -, verificando o impacto da vazão deste dispositivo no sistema de drenagem a nível da área de estudo. Com as leituras do tempo de infiltração e vazão do dispositivo realizadas em 4 dias alternados, sendo 3 realizadas no decorrer do mês de março e uma no mês de maio do ano de 2019, constatou-se que o sistema é eficaz para retenção da vazão em um pequeno intervalo de tempo e que a área lateral do dispositivo tem significativa interferência na infiltração. Os valores médios obtidos, neste dispositivo para as vazões estão entre 9,75E-04 m³/s e 1,05E-03 m³/s, enquanto a taxa de infiltração máxima é de 7,80E-04 m/s.

Palavras-chave: urbanização; inundações; infiltração; vazão.

Abstract: With the increasing urbanization of the last years, the cities have faced several environmental, social and infrastructure problems. These include urban drainage and floods. Over time, Sinop-MT city has seen a significant increase in the number of buildings, paved streets, and sidewalks. This process made part of the city surface impermeable, making the rainwater infiltration difficult, leading to a large volume of water flowing on the surface. The research aimed to measure and dimension the water retention system at an urban level, using easily accessible material - fruit and vegetable plastic box -, verifying the impact of the flow of this device in the drainage system at the study area. By the deliveries of the time of infiltration and flow of the device performed in four alternate days, three of which were carried out during the month of March and one in the month of May of the year 2019, it was determined that the system is effective for flow retention in a small period of time and that the side area of the device has significant interference in the infiltration. The average values obtained in this device for the flow rates are between 9.75E-04 m³/s and 1.05E-03 m³/s, while the maximum infiltration rate is 7.80E-04 m/s.

Keywords: urbanization; floods; infiltration; flow.

1Introdução

A Revolução Industrial que teve início no século XVIII foi o principal evento que transferiu a sociedade mundial rural para as cidades. Uma vez que a população migrava para os grandes centros em busca de melhores condições de vida por meio de empregos ofertados pelas indústrias. O processo de industrialização e sua expansão pelo mundo, fez com que a população mundial se tornasse urbanizada. Em 1900, 13% da população mundial era urbana, e atualmente essa porcentagem é de 50%. No Brasil, a população que mora em área urbana chega a 83%. (TUCCI, 2008)

Com a crescente urbanização dos últimos anos, as cidades passaram a enfrentar diversos problemas ambientais, sociais e de infraestrutura. Dentre eles, os problemas das águas urbanas, que englobam o sistema de abastecimento de água e esgotos sanitários, a drenagem urbana e as inundações. O sistema de drenagem adotado pelas cidades até a década de 1970 tinha como único conceito o escoamento da água em menor tempo.

Esta forma de pensamento condicionou o sistema de drenagem urbana existente em todas as cidades

brasileiras, e foi caracterizada pela implantação de galerias de águas pluviais e seus acessórios e por retificação e canalização de corpos d’água, que reduziram drasticamente o tempo de percurso do escoamento superficial e o tempo de pico dos hidrogramas, trazendo graves consequências principalmente para áreas à jusante (TUCCI, PORTO e BARROS, 1995).

Contudo, soluções técnicas de drenagem urbana mais modernas e sustentáveis passaram a colocar de lado o conceito de “escoar a água precipitada o mais rápido possível” e incorporam estratégias de retenção e infiltração para solucionar os problemas de drenagem mais próximo do local de geração do escoamento. Estas medidas são chamadas medidas compensatórias de drenagem. (DA SILVA JUNIOR, DALL’AGNOL e BARROS, 2015).

As medidas de correção e/ou prevenção podem ser divididas em soluções estruturais e não estruturais. As medidas não estruturais são aquelas em que se procura reduzir os danos pela introdução de normas, regulamentos e programas que visem disciplinar a ocupação territorial, o comportamento de consumo das pessoas e as atividades econômicas (CANHOLI, 2005).

Ainda segundo Canholi (2005), as medidas estruturais baseiam-se propriamente em obras de engenharia subdividida em intensivas e extensivas. As intensivas podem ser classificadas como aceleração de

1_{Graduanda em Engenharia Civil, Universidade do Estado de}

Mato Grosso, Sinop, Brasil, evellynnsato@hotmail.com.

2_{Engenheiro Civil, Docente, Universidade do Estado de Mato}

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escoamento, retardamento do fluxo, desvio de escoamento, ações individuais visando tornar as edificações à prova de enchentes. Por sua vez, as medidas extensivas correspondem aos pequenos armazenamentos disseminados na bacia, à recomposição de cobertura vegetal e ao controle de erosão do solo, ao longo da bacia de drenagem. Por mais que as medidas de controle mostram eficácia, o gerenciamento da drenagem urbana ainda tem sido falho em diversas cidades do país, não atendendo a necessidade básica de escoamento de água. Como é o caso da cidade de Sinop-MT, que nos últimos anos teve crescimento significativo no número de edificações, com ruas pavimentadas e calçadas na região central e em bairros mais afastados. Esse processo, tonou uma parcela da superfície do município impermeável, dificultando a infiltração das águas pluviais, resultando em um grande volume de água escoando na superfície e nas tubulações de drenagem.

As inundações podem ser classificadas em inundações ribeirinhas: que são inundações naturais que ocorrem no leito maior dos rios; e inundações em razão da urbanização: que ocorrem na drenagem urbana por causa do efeito da impermeabilização do solo, canalização do escoamento ou obstruções ao escoamento (TUCCI, 2008).

O sistema de drenagem de Sinop tem se mostrado ineficiente, ocasionando inundações em alguns pontos do município, principalmente nas áreas centrais onde o volume perdido durante a drenagem escoa sobre as ruas, sendo seu curso determinado pelo traçado destas, ou na maioria das vezes ficando armazenado entre os cruzamentos das ruas, dificultando a passagem dos veículos e pedestres. (SCARPAZZA, 2011).

Canholi (2005) afirma que uma das formas de mitigar o problema, é considerar que “o sistema de drenagem deve ser entendido como parte de um abrangente processo de planejamento urbano e, portanto, coordenado com os demais planos, principalmente os de saneamento básico (água e esgoto), uso do solo e transporte”.

Na tentativa de minimizar os efeitos da urbanização sobre o ciclo hidrológico, o papel da engenharia é realizar o planejamento dos sistemas de drenagem urbana e adotar medidas de controle para o bom funcionamento deste sistema.

Desta maneira, buscou-se avaliar e dimensionar um sistema de retenção hídrica a nível urbano, utilizando material de fácil acesso – caixa plástica de hortifrúti -, verificando o impacto da vazão deste dispositivo no sistema de drenagem a nível da área de estudo. Segundo Tassi (2002), o uso de micro reservatórios de detenção é uma das alternativas consideradas para o controle de cheias urbanas, com a finalidade principal de promover a redução do pico das enchentes, através do amortecimento conveniente das ondas de cheias, pelo armazenamento temporário dos volumes escoados.

1 _Sinop _em _Dados, _2015. _Disponível _em:

http://sinopemdados.com.br/geografia-do-municipio/localizacao-geografica/285104

A realização destas estruturas pode se dar nos lotes residenciais e comerciais ou junto do sistema de microdrenagem da rede pública.

2 Metodologia

O projeto se baseou na construção de um protótipo de micro reservatório de retenção hídrica utilizando materiais de fácil acesso – caixas plásticas de hortifrúti.

2.1 Local de Estudo

O Local escolhido para a análise do projeto, trata-se da área entre os blocos H e I na Universidade do Estado de Mato Grosso, UNEMAT campus Imperial, em Sinop. De acordo com Bezerra e Crispim (2014), o solo do local é classificado como A-5 e apresenta uma condutividade hidráulica média (corrigida com temperatura de 20ºC) de 2,68x10−5_{m/s. Por mais que} o solo da região apresente carcteristicas de solo argiloso, em termos de coeficiente de conduitividade hidráulica o resultado se assemelha a areias finas.

Figura 1: Localização do protótipo Fonte: Acervo Próprio, 2019

Com a altitude de 384 m acima do nível do mar, a cidade possui um relevo plano, levemente ondulado. O regime de chuvas é equatorial e caracteriza-se por um período seco no inverno e um período chuvoso no verão. Os meses que mais chovem na região são: janeiro, fevereiro e março e os que menos chovem são: junho, julho e agosto.1.

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2.2 Avaliação do local

O Manual de Drenagem de Porto Alegre (2005) cita o método desenvolvido pela Swedish Association dor Water and Sewer Works em 1983, e apresentado por Urbonas e Stahere (1993), onde a característica do local é associada a uma pontuação. Os valores para a soma são de acordo com a Tabela 6.3 do manual: “Sistema de pontuação para avaliação de possíveis

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locais de implantação de dispositivos de infiltração e/ou percolação” (Anexo A).

A somatório dos ponto informa o resultado da avaliação. Se o valor obtido for menor que 20 pontos, o local deve ser descartado; se o valor estiver entre 20 e 30, o local é um candidato a receber um dispositivo de infiltração; e se o total for maior que 30, o local poder ser considerado excelente.

2.3 Materiais

Os materiais utilizados na montagem do protótipo foram: caixas plásticas de hortifrúti, material granular (areia e pedra brita nº1), arame liso e tela verde. Para as medições, usou-se: mangueira e um medidor de nível d’água.

2.4 Dimensionamento

Baseado no Manual de Drenagem de Porto Alegre (2005), o método para encontrar o volume do reservatório de infiltração para um tempo de retorno de 10 anos, é:

𝑉 = 4,25. 𝐴. 𝐴𝐼 (Equação 1)

Onde:

V: volume em m³;

A: área drenada para a jusante do empreendimento/ área da bacia (ha);

AI: área impermeável que drena a precipitação para os condutos pluviais (%).

Como trata-se de um local onde a drenagem de 100% de superfície impermeável irá para trincheira de infiltração, utiliza-se AI = 80%.

2.5 Montagem da estrutura

Para a realização do protótipo, o dimensionamento foi baseado na montagem da estrutura das caixas plásticas, que obteve as dimensões 0,65mX0,65mX0,30m, totalizando um volume de 0,12675m³.

O protótipo foi construído em dezembro de 2018. O procedimento seguiu o passo a passo apresentado no Anexo B. O processo é dividido na etapa de montagem do protótipo, escavação da vala e instalação.

A vala escavada possui a dimensão de 1,10mX1,10mX0,55m, totalizando um volume total de 0,6655m³. A montagem ocorreu conforme as Figuras 2 e 3:

Figura 2: Planta da estrutura montada Fonte: Acervo Próprio, 2019.

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Figura 3: Corte da estrutura montada Fonte: Acervo Próprio, 2019.

2.6 Medições

Carvalho et al. (2012) afirma que os ensaios de infiltração devem ser realizados com o enchimento do reservatório utilizando uma vazão de água que garanta o seu rápido enchimento.

É preciso verificar as medidas da escavação: comprimento, largura e profundidade, e abastecer e esvaziar o micro reservatório no mínimo duas vezes, tentando simular a estação chuvosa que corresponde às menores taxas de infiltração, momento em que o sistema de infiltração é solicitado.

Faz-se necessário então, adotar um sistema apropriado para avaliar o rebaixamento do nível da água no reservatório (sensor de nível d’água) e considerar o mesmo referencial e variação de tempo para cada ensaio. Portanto, foi usado um medidor de nível eletronico que apresenta 4 níveis com uma distância de 12,5 cm de um nível para o outro.

Figura 4: Medidor de nível Fonte: Acervo Próprio, 2019

Vale enfatizar, que não é indicado direcionar a mangueira para as paredes do reservatório, para evitar riscos de perda de resistência e erosão do solo. Realizando os procedimentos acima, encontra-se a taxa de infiltração (I) pela Equação 2.

𝐼 = 𝑉 𝐴.∆𝑡

(Equação 2)

Onde:

V: volume do micro reservatório (m³);

A: área de infiltração (m²), que corresponde à área das paredes verticais das estruturas mais a área do fundo do reservatório;

∆𝑡: intervalo de tempo para medir a variação no nível da água na estrutura (min).

Sabe-se que a vazão é encontrada por: 𝑄 = 𝑉

∆𝑡

(Equação 3)

Onde:

V: volume do micro reservatório (m³);

∆𝑡: intervalo de tempo para medir a variação no nível da água na estrutura (min).

Para os cálculos de Infiltração e Vazão utilizou-se o volume de cada nível separadamente. Sendo assim, as dimensões são: 1,1m X 1,1 m X 0,125 m, totalizando 0,15125 m³.

2.7 Método Racional

Para a análise da vazão em relação a área drenada, SILVEIRA e GOLDENFUM (2007) apresentam a fórmula do Método Racional Modificado. Através da Equação 4 é possível realizar a análise da área da bacia contribuinte do sistema.

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Onde:

Q: vazão máxima em m³/s;

C: Coeficiente de escoamento médio superficial ponderado (entre 0,85 e 0,95);

i: máxima intensidade da precipitação em mm/h (Equação 5);

A: área da bacia contribuinte em km².

𝑖 = 𝑎 𝑇𝑏

𝑡+𝑐 (Equação 5)

Onde:

T: período de retorno (anos);

t: tempo de concentração da bacia (minutos);

a, b e c: parâmetros IDF de Talbot (Segundo Botan e Crispim (2014), para Sinop os valores dos parâmetros são: a= 2681,00; b= 0,15; c=25,20)

3 Resultados e Discussão

3.1 Avaliação do local

A pontuação total do local estudado foi de 20 pontos, que podem ser divididos em:

Razão entre área impermeável e área de infiltração: 5; Natureza da camada de solo superficial de matéria orgânica intermediária: 5;

Solo subsuperficial de areia siltosa ou lemo: 5; A declividade da superfície de infiltração menor que 7%: 5;

A cobertura vegetal não existente (solo nu): -5;

O grau de tráfego na superfície de infiltração com pouco tráfego de pedestres: 5.

Desta maneira, o local fica classificado como um candidato a receber um dispositivo de infiltração.

3.2 Dimensionamento

Com o valor do volume do micro reservatório de 0,6655m³, mostrado no item 2.5, é possível econtrar o valor da área da bacia atingida (conforme a equação 1), de 19,57 m².

3.3 Leituras

As leituras foram realizadas em 4 dias alternados, sendo 3 realizadas no decorrer do mês de março e uma no mês de maio. A Figura 5 apresenta o regime das chuvas do ano de 2017 e aponta uma diferença de aproximadamente 200 mm entre o mês de Março (Mês 03) e o mês de Maio (Mês 05).

A Tabela 1 mostra como foram os resultados dos tempos obtidos para a mudança de um nível para o outro, no dia 06 de Março, todos medidos com um crônometro.

Tabela 1: Tempo das leituras realizadas no dia 06 de Março de 2019 (em segundos)

Dia 06/03/2019

Níveis 1ª Leitura 2ª Leitura 3ª Leitura

A (4-3) 53 81 55

B (3-2) 410 499 594

C (2-1) 981 1220 1425

Fonte: Acervo próprio, 2019.

Figura 5: Adaptado de Climograma de Sinop

Fonte: Climate – Data.Org², 2017.

2 _Climate _{– Data.Org, 2017. Disponível em:} https://pt.climate-data.org/location/4077/

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Para o dia 10 de Março de 2019, a Tabela 2 demonstra os resultados encontrados. Foram realizadas duas leituras, por conta da chuva que ocorreu em seguida.

Dia 10/03/2019

A (4-3) 50 56

Não realizada

B (3-2) 626 774

C (2-1) 1743 2162

Os valores auferidos no dia 20 de Março estão expostos na Tabela 3. Realizou-se duas leituras.

Dia 20/03/2019

A (4-3) 51 63

Não realizada

B (3-2) 584 672

C (2-1) 1555 1825

Os resultados do dia 05 de Maio de 2019 estão apresentados na Tabela 4.

Tabela 4: Tempo das leituras realizadas no dia 02 de Maio de 2019 (em segundos)

Dia 02/05/2019

A (4-3) 31 43 51

B (3-2) 552 630 714

C (2-1) 1460 1837 1880

É possível verificar com as leituras realizadas, que no primeiro nível (A) ocorre menor tempo de infiltração em todas os 4 dias ensaiados. Nota-se que para o nível intermediário (B) esse tempo aumenta de 10 a 14 vezes, e do nível intermediário para o nível final (C) o tempo é um pouco mais que o dobro.

Nota-se que o tempo máximo que ocorre as maiores vazões (níveis A e B) está em torno de 774 segundos, atestando que em casos de chuvas intensas em pequenos intervalos, o sistema é eficaz.

3.4 Infiltração

No dia 06 de Março de 2019, que foram realizadas 3 leituras, os valores da infiltração (calculados de acordo com a Equação 2) podem ser visualizados na Tabela 5.

É possível observar que a infiltração diminui com o passar do tempo, ou seja, quanto mais passa o tempo, menor a infiltração. Isso está relacionado com a água que preenche os vazios no solo abaixo do reservatório.

Tabela 5: Tempo e infiltração dia 06/03/19

Níveis

1ªLeitura 2ªLeitura 3ªLeitura Média

Infiltração (m/s) Infiltração (m/s) Infiltração (m/s) Infiltração (m/s) A(4-3) 0,001621 0,001061 0,001562 1,41E-03 B(3-2) 0,000209 0,000172 0,000145 1,75E-04

C(2-1) 8,76E-05 6,82E-05 6,03E-05 7,20E-05

Média 6,40E-04 4,34E-04 5,89E-04 5,54E-04

Fonte: Acervo Próprio, 2019.

Essa relação também é apresentada na Figura 6:

Figura 6: Relação tempo e infiltração – Dia 06/03/19 Fonte: Acervo Próprio, 2019

No dia 10 de Março de 2019 foram realizadas duas leituras. Os valores da infiltração podem ser visualizados na Tabela 6.

Verificou-se que a infiltração passou a ser menor com o passar do tempo. O valor médio obtido de 5,98E-04 m/s, apresenta um resultado entre a primeira leitura de 6,53E-04 m/s e a segunda leitura de 5,62E-04 m/s.

Tabela 6: Infiltração - Dia 10/03/19

Níveis

1ª Leitura 2ª Leitura Média

Infiltração (m/s) Infiltração (m/s) Infiltração (m/s) A(4-3) 0,001719 0,001535 0,001627 B(3-2) 0,000137 0,000111 0,000124

C(2-1) 4,93E-05 3,97E-05 4,45E-05

Média 6,35E-04 5,62E-04 5,98E-04

Fonte: Acervo Próprio, 2019 0 0,0002 0,0004 0,0006 0,0008 0,001 0,0012 0,0014 0,0016 0,0018 40 400 4000 Inf iltr aç ão ( m /s ) Tempo (s) 1ª Leitura 2ª Leitura 3ª Leitura Média

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Essa relação pode ser vista na Figura 7:

Figura 7: Relação tempo e infiltração - Dia 10/03/19 Fonte: Acervo Próprio, 2019.

No dia 20 de Março de 2019 também foram realizadas duas leituras. Os valores da infiltração podem ser visualizados na Tabela 7.

A infiltração passa a ser menor com o decorrer do tempo, uma vez que a água adicionada vai preenchendo os vazios do solo.

Tabela 7: Tempo e infiltração - Dia 20/03/19

Níveis

Infiltração (m/s) Infiltração (m/s) Infiltração (m/s) A(4-3) 0,001685 0,001364 0,001525 B(3-2) 0,000147 0,000128 0,000138

C(2-1) 5,53E-05 4,71E-05 5,12E-05

Média 6,29E-04 5,13E-04 5,71E-04

Essa relação está exposta na Figura 8:

No dia 02 de Maio de 2019 foram realizadas 3 leituras. Os valores da infiltração podem ser visualizados na Tabela 8.

Sabendo que a estação da região no mês de Maio é outono, e com isso ocorreu mudanças na quantidade das chuvas, a infiltração inicial foi maior que o analisado nos dias anteriores. Contudo, a sequência das leituras seguintes, continuaram com o mesmo formato, onde a infiltração diminui com o tempo.

Tabela 8: Tempo e infiltração - Dia 02/05/19

Níveis

Infiltração (m/s) Infiltração (m/s) Infiltração (m/s) Infiltração (m/s) A(4-3) 0,002772 0,001998 0,001685 2,15E-03 B(3-2) 0,000156 0,000136 0,000120 1,37E-04

C(2-1) 5,89E-05 4,68E-05 4,57E-05 5,05E-05

Média 9,96E-04 7,27E-04 6,17E-04 7,80E-04

Essa relação também é apontada na Figura 9: 0 0,0002 0,0004 0,0006 0,0008 0,001 0,0012 0,0014 0,0016 0,0018 40 400 4000 Inf iltr aç ão ( m /s ) Tempo (s)

1ª Leitura 2ª Leitura Média

0 0,0002 0,0004 0,0006 0,0008 0,001 0,0012 0,0014 0,0016 0,0018 40 400 4000 Inf iltr aç ão ( m /s ) Tempo (s)

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Constata-se que a infiltração nos níveis superiores é maior e ocorrem de modo mais rápido que nos níveis inferiores. Quando o dispositivo está totalmente cheio, a água (buscando o caminho mais fácil para percorrer) infiltra pela lateral e pela base. Nos níveis seguintes, o tempo aumenta, pois a área lateral diminui e a área da base passa a ser insuficiente para atender a quantidade de água a ser infiltrada. Isso é comprovado pelas dimensões do dispositivo, uma vez que, somando os 4 lados do protótipo, a área lateral total é de 2,42 m², enquanto a área da base é de apenas 1,21 m².

3.5 Vazão

Os valores da vazão encontrada, também comprovam que quanto mais o tempo passa, menor a vazão, ou seja, o volume de água demora mais para escoar. Para o dia 06 de Março de 2019, os valores da vazão são apresentados na Tabela 9:

Tabela 9: Vazão - Dia 06/03/19

Níveis

Vazão (m³/s) Vazão (m³/s) Vazão (m³/s) Vazão (m³/s)

A(4-3) 2,85E-03 1,87E-03 2,75E-03 2,49E-03

B(3-2) 3,69E-04 3,03E-04 2,55E-04 3,09E-04

C(2-1) 1,54E-04 1,20E-04 1,06E-04 1,27E-04

Média 1,13E-03 7,63E-04 1,04E-03 9,75E-04

Essa relação pode ser visualizada na Figura 10:

Figura 10: Relação tempo e vazão - Dia 06/03/19 Fonte: Acervo Próprio, 2019.

Os valores da vazão obtidos no dia 10 de Março de 2019 estão apresentados Tabela 10.

Níveis

Vazão (m³/s) Vazão (m³/s) Vazão (m³/s) A(4-3) 0,003025 0,002700 0,002863 B(3-2) 0,000242 0,000195 0,000219

C(2-1) 8,68E-05 6,99E-05 7,84E-05

Média 1,12E-03 9,89E-04 1,05E-03

Fonte: Acervo Próprio, 2019. 0 0,0005 0,001 0,0015 0,002 0,0025 0,003 20 200 2000 Inf iltr aç ão ( m /s ) Tempo (s) 1ª Leitura 2ª Leitura 3ª Leitura Média 0,00E+00 5,00E-04 1,00E-03 1,50E-03 2,00E-03 2,50E-03 3,00E-03 30 300 3000 Va z ã o (m ³/s ) Tempo (s) 1ª Leitura 2ª Leitura 3ª Leitura Média

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Também é possível verificar esta relação por meio da Figura 11:

Para o dia 20 de Março de 2019 os valores da vazão foram:

Níveis

Vazão (m³/s) Vazão (m³/s) Vazão (m³/s) A(4-3) 0,002966 0,002401 0,002683 B(3-2) 0,000259 0,000225 0,000242

C(2-1) 9,73E-05 8,29E-05 9,01E-05

Média 1,11E-03 9,03E-04 1,01E-03

Essa relação pode ser visualizada na Figura 12.

Para o dia 02 de Maio de 2019, os valores da vazão são apresentados na Tabela 12:

Níveis

Vazão (m³/s) Vazão (m³/s) Vazão (m³/s) Vazão (m³/s)

A(4-3) 4,88E-03 3,52E-03 2,97E-03 3,79E-03

B(3-2) 2,74E-04 2,40E-04 2,12E-04 2,42E-04

C(2-1) 1,04E-04 8,23E-05 8,05E-05 8,88E-05

Média 1,75E-03 1,28E-03 1,09E-03 1,37E-03

Essa relação pode ser visualizada na Figura 13. 0 0,0005 0,001 0,0015 0,002 0,0025 0,003 0,0035 40 400 4000 Va z ã o (m ³/s ) Tempo (s)

1ª Leitura 2ª Leitura Média

0 0,0005 0,001 0,0015 0,002 0,0025 0,003 0,0035 40 400 4000 Va z ã o (m ³/s ) Tempo (s)

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De acordo com os resultados médios de vazão obtidos, realizou-se a análise da área da bacia contribuinte do sistema por meio das Equações 4 e 5. Com o período de retorno de 10 anos e o tempo de concentração na bacia de 10 minutos, o valor encontrado para a intensidade de precipitação, segundo os parâmetros IDF de Talbot da cidade de Sinop, é de 108 mm/h. Utilizando o coeficiente de escoamento da área que contribui para a estrutura de 0,95, a área resultante é de 38,8 m². Comparando esta dimensão com o valor de 19,57 m², anteriormente apresentado no item 3.2, é possível compreender que a cada 38,8 m² de área da bacia, o dispositivo atende 19,57 m². Sendo assim, o dispositivo deixa de encaminhar para o sistema de drenagem público em torno 50,44% da água pluvial nos minutos em que opera como dispositivo de infiltração (os 10 minutos do pico inicial da chuva).

3.6 Teor de umidade

Realizando o ensaio de teor de umidade de amostras do solo da superfície do reservatório, antes e depois das leituras, obteve-se os resultados:

Tabela 13: Teor de umidade

Dia 10/03/19

Antes das Leituras Depois das Leituras

29,46% 36,9%

Dia 02/05/19

Antes das Leituras Depois das Leituras

6,92% 29,89%

É possível verificar que no dia 10 de Março de 2019, o solo da superfície já estava com um significtivo teor de umidade antes de realizar as leituras. Isto está relacionado ao fato da ocorrência de chuvas constantes neste período do ano na cidade de Sinop-MT.

Já no dia 02 de Maio de 2019, o solo apresentava umidade menor antes de relizar as leituras, o que indica a diminuição da ocorrência de chuvas na região.

4 Conclusão

Com base nos resultados apresentados, pode-se concluir que o dispositivo opera na retenção da vazão por um pequeno intervalo de tempo, atendendo o primeiro momento do pico da chuva. Ou seja, o dispositivo funciona nos primeiros 10 minutos com um dispositivo de infiltração , e nos tempos posteriores a este , como um dispositivo de retenção. Em ambos os casos a inserção de diversos dispositivos com configurações similares pode contribuir para reduzir a sobrecarga hidraúlica do macro sistema de drenagem. As informações obtidas pelo ensaio do teor de umidade realizado antes e depois das medições, indicam que a quantidade de água já existente no solo só interfere nas primeiras mudanças de níveis, onde a água preenche todo o reservatório. Apesar do dia 02 de Maio de 2019 evidenciar menor teor (antes das leituras) que o dia 10 de Março de 2019, o tempo total de infiltração da segunda leitura teve uma diferença de apenas 325 segundos, confirmando que a maior interferência neste caso é infiltração pela área lateral e não o teor de umidade.

Indica-se para pesquisas futuras o dimensionamento de 2 protótipos. Um com a área da base maior que a área lateral e outro com a área lateral maior que a área da base, afim de realizar uma comparação do tempo de infiltração em ambos os casos.

Agradecimentos

Ao Eterno e Todo Poderoso Deus que me deu a vida, toda a minha gratidão. Sem Ele nada disso seria possível para mim, pois foi sua bondade e força que me sustentaram durante todos estes anos de vida acadêmica.

Agradeço aos meus pais Rosanice e João, e ao meu irmão Mykael, que me apoiaram e não mediram esforços para que eu realizasse meus estudos. Vocês são meus maiores exemplos de garra e dedidação. Minha eterna gratidão aos meus avós Enedina, Antônio José e José Lima (in memoriam), que me mesmo de longe demonstraram interesse e preocupação em relação à minha faculdade. Amo vocês. Obrigado à todos da Família Sato e Família Sirqueira.

Também sou grata pelo apoio do professor e meu orientador Augusto Romanini que é responsável, em grande escala, pela realização deste trabalho. Em seu nome, estendo meu agradecimento aos demais 0,00E+00 1,00E-03 2,00E-03 3,00E-03 4,00E-03 5,00E-03 20 200 2000 Va z ã o (m ³/s ) Tempo (s) 1ª Leitura 2ª Leitura 3ª Leitura Média

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professores que têm contribuído com a minha formação.

Muito obrigado também aos meus amigos, que junto comigo lutaram durante todos estes anos de universidade. Sabemos quão árduo tem sido nossa caminhada e o quanto nos dedicamos para vencer este desafio. Saibam que sempre estarei torcendo pelo sucesso de vocês.

E todos que contribuíram com este trabalho direta e indiretamente: Deus abençoe!

Referências

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CANHOLI, A. P. (2005). Drenagem urbana e controle

de enchentes. São Paulo: Oficina de textos.

CARVALHO, J. C., JUNIOR, G. d., & CARVALHO, E. T. (2012). Tópicos sobre infltração: teoria e prática

aplicadas a solos tropicais. Poços como estruturas de infltração.

CLIMATE-DATA.ORG (2017). Clima Sinop . Fonte: Climate-Data.org: https://pt.climate-data.org/america-do-sul/brasil/mato-grosso/sinop-4077/. Acesso em 21 de Abril de 2018.

DADOS, S. e. (2015). Geografia do município. Fonte: Sinop em Dados:

http://sinopemdados.com.br/geografia-do-municipio/localizacao-geografica/285104. Acesso em: 23 Abril 2018

DA SILVA JUNIOR, G. P., DALL'AGNOL, G., & BARROS, M. G. (2015). Bacia De Detenção Como

Medida Mitigadora Para Redução Do Escoamento Pluvial Em Um Loteamento Urbano.

PORTO ALEGRE. (Setembro de 2005). Plano Diretor

De Drenagem Urbana: Manual de Drenagem Urbana. Controle da drenagem na fonte.

SCARPAZZA, J. A. (2011). Otimização Do Sistema De

Drenagem De Águas Pluviais Do Município De Sinop-MT.

SILVEIRA, A. L., & GOLDENFUM, J. A. (2007). Metodologia Generalizada para Pré-Dimensionamento de Dispositivos de Controle Pluvial na Fonte. Bacia de Retenção.

TASSI, R. (Dezembro de 2002). Efeito dos

microrreservatórios de lote sobre a macrodrenagem urbana.

TUCCI, C. E. (2008). Águas Urbanas. Desenvolvimento urbano.

TUCCI, C. E., PORTO, R. L., & BARROS, M. T. (1995).

Drenagem Urbana. Porto Alegre, RS:

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ANEXO A

Tabela: Pontos relacionados com a características do local de estudo

Características Pontos

1 Razão entre área impermeável (𝑨𝑰𝑴𝑷) e a área de infiltração (𝑨𝑰𝑵𝑭)

 𝐴𝐼𝑁𝐹> 2. 𝐴𝐼𝑀𝑃 20

 𝐴𝐼𝑀𝑃≤ 𝐴𝐼𝑁𝐹≤ 2. 𝐴𝐼𝑀𝑃 10

 0,5. 𝐴𝐼𝑀𝑃≤ 𝐴𝐼𝑁𝐹≤ 𝐴𝐼𝑀𝑃 5

Superfícies impermeáveis menores que 0,5. 𝐴𝐼𝑀𝑃 não devem ser usadas para infiltração 2 Natureza da camada de solo superficial

 Solos grosseiros com baixa taxa de material orgânico 7

 Solo com taxas de matéria orgânica intermediárias 5

 Solos granulados finos com alta taxa de material orgânico 0

3 Subsuperficial

 Se os solos subsuperficiais são mais grosseiros que os solos da superfície, associe o mesmo número de pontos daquele dos solos de superfície associado no item 2

 Se os solos subsuperficiais são mais granulados finos que os solos da superfície, use os seguintes pontos:

Cascalho ou areia Areia siltosa ou lemo Silte fino ou argila

7 5 0 4 Declividade (S) da superfície de infiltração

 S < 7% 5

 7 ≤ S ≤ 20% 3

 S > 20% 0

5 Cobertura vegetal

 Cobertura de vegetação natural, saudável 5

 Gramado bem estabelecido 3

 Gramado novo 0

 Sem vegetação – solo nu -5

6 Grau de tráfego na superfície de infiltração

 Pouco tráfego de pedestres 5

 Tráfego de pedestres médio (parque, gramado) 3

 Muito tráfego de pedestres (campos esportivos) 0

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ANEXO B

O primeiro passo realizado foi a montagem da estrutura das caixas plásticas, ligadas com o arame liso.

Depois, a caixa foi coberta com a tela verde e os tubos de PVC foram instalados, um para realizar a medição e outro para extravasor.

Em seguida, escavou-se a vala onde seria o reservatório.

Após escavado, a vala foi coberta por uma camada de areia e outra camada de pedra brita.

A estrutura foi colocada na vala e a sua lateral (entre a estrutura e as paredes da vala) foi preenchida com material granular (pedra brita nº 1).

Posteriormente a lateral ser preenchida, colocou-se mais uma camada de brita por cima da estrutura e finalmente, fechou-se a vala com o solo do local.