Técnicas para uma cidade sustentável à água

TÉCNICAS PARA UMA CIDADE SUSTENTÁVEL À ÁGUA

Vitor Gantuss Rabêlo2

RESUMO

O crescimento desenfreado da população, somado ao processo de industrialização e urbanização da sociedade, a falta de planejamento urbano e as mudanças climáticas tem apresentado repercussões sem precedentes sobre o meio ambiente. Cita-se como exemplo, as enchentes urbanas, que afeta diversos setores como: habitação, saúde pública, transporte, saneamento, dentre outros. Diante dessa problemática, com o objetivo de mitigar os efeitos das ações antrópicas sobre os recursos hídricos, abordagens de manejo sustentável de águas pluviais, como o WSUD, estão sendo tomadas. Tendo em vista que os serviços de saneamento ambiental serão cada vez mais demandados, este artigo tem como objetivo: Disseminar o conhecimento do sistema de gestão integrado de águas WSUD, através da apresentação de algumas das técnicas adotadas pelo sistema, assim como, apontar um estudo de caso para que seja observado a utilização de tais técnicas na prática. Para isso, foi feita uma revisão bibliográfica de diversos artigos internacionais e nacionais sobre o WSUD. Essa abordagem visa tornar cidades em potencialmente habitáveis, sustentáveis e produtivas em termos de água, sendo assim, possibilita a entrega de água de forma segura e acessível, a melhoria do sistema de proteção contra inundações, e finalmente, proporciona paisagens que resilientes. Por esses motivos, é primordial aprender tais lições e trazer esse modelo de desenvolvimento para as cidades brasileiras.

Palavras-chave: WSUD, Gestão Integrada de águas, drenagem descentralizada.

1 _{Artigo apresentado como requisito parcial para a conclusão do curso de MBA em Gestão de Obras e}

Projetos da Universidade do Sul de Santa Catarina – UNISUL, orientado pelo prof. José Humberto Dias de Toledo, Ms.

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1 INTRODUÇÃO

O crescimento desenfreado da população, somado ao aumento significativo dos avanços no processo de industrialização e urbanização da sociedade, a falta de planejamento urbano e as mudanças climáticas tem apresentado repercussões sem precedentes sobre o meio ambiente (FUNASA, 2007). No caso do Brasil, deve-se acrescentar mais um fator, a alta concentração urbana (TUCCI et al. 2001). Cita-se como exemplo: as enchentes urbanas que estão inter-relacionas com outros fatores como: a impermeabilização do solo; o assoreamento dos rios e, a inadequada ocupação dos espaços das cidades (ALMEIDA, 2005); (TUCCI et al. 2001).

Outros fatores agravantes, são a continuidade no uso de técnicas clássicas de drenagem urbana, que apresentam soluções como canalizações dos córregos e rios que segundo Tominaga (2013), esse tipo de abordagem só transfere as inundações para jusante. Portanto, não tratam do problema com eficácia.

De acordo com Rezende, Miguez e Veról (2013), as cheias urbanas são um dos principais desafios a serem enfrentados pelas cidades, já que seus prejuízos são incomensuráveis, afetando setores como: habitação, saúde pública, transporte, saneamento, dentre outros.

Diante dessa problemática, com o objetivo de mitigar os efeitos das ações antrópicas sobre o meio ambiente, especialmente sobre os recursos hídricos, novas abordagens, que visam o manejo sustentável das águas pluviais, estão sendo tomadas, principalmente pelos países desenvolvidos, como a abordagem Australiana Water

Sensitive Urban Design (WSUD, Design Urbano Sensível à Água). (SOUZA, CRUZ e

TUCCI, 2012)

Tendo em vista que os serviços de saneamento ambiental serão cada vez mais demandados, devido ao crescimento populacional, este artigo tem como objetivo: Disseminar o conhecimento do sistema de gestão integrado de águas WSUD. Para isso, foi adotado os seguintes objetivos específicos: ilustrar algumas das técnicas mais modernas aplicadas aos problemas de drenagem urbana, assim como, apontar um estudo de caso para que seja observado a utilização de tais técnicas na prática.

Por ser uma pesquisa teórica, isto é, os dados coletados são predominantemente descritivos, trata-se de uma pesquisa básica de cunho qualitativo (LUDKE & ANDRÉ,

1986). Do ponto de vista dos procedimentos técnicos, a pesquisa é de cunho bibliográfico, pois se baseia no estudo de materiais diversos, como livros e artigos (TOLÊDO, 2018).

A pesquisa se baseia em dados de artigos internacionais e nacionais sobre o programa de gestão integrada de recursos hídricos, o Water Sensitive Urban Design (WSUD).

2 WATER SENSITIVE URBAN DESIGN (WSUD)

De acordo com HOYER et al. (2011), o WSUD considera o gerenciamento dos sistemas de recursos hídricos como abastecimento de água, tratamento de águas residuárias, a qualidade das vias navegáveis e a reciclagem, no entanto, o enfoque principal é com o gerenciamento das águas pluviais e drenagem urbana de forma que as demandas desse gerenciamento se conciliem com as demandas do planejamento urbano, assim, aproximando o ciclo hídrico urbano de um mais natural, como ilustrado na figura 1.

Figura 1 - Ciclo hidrológico em sistemas naturais (esquerda); em uma área urbana sem

a gestão sustentável de águas (centro); e em uma área urbana com gestão sustentável de águas (direita).

Fonte: HOYER et al. 2011

Segundo NUNES (2011, p.38), o modelo australiano, apresenta alguns objetivos práticos que são:

 Redução do escoamento superficial e proteção contra enchentes;

 Proteção dos ecossistemas aquáticos naturais e melhoria da qualidade das águas – tratamento e remoção de poluentes;

 Redução da demanda de água potável – armazenamento e reutilização das águas pluviais e ou efluentes;

 Redução dos custos do sistema de drenagem e de infraestrutura em geral e ao mesmo tempo, valorização estética do espaço urbano – integração dos sistemas de tratamento de águas pluviais com a paisagem urbana; e

 Melhora da qualidade ambiental urbana e do microclima urbano – áreas verdes.

Ainda de acordo com HOYER et al. (2011), os sistemas convencionais de gestão de águas pluviais coletam, escoam e drenam as águas pluviais da cidade. Apesar de ao longo do tempo terem melhorado muito e se transformado em mais eficientes, o gerenciamento convencional de águas pluviais ainda gera algumas preocupações como:

 A redução da taxa de infiltração de águas superficiais, reduzindo assim as taxas de recarga de águas subterrâneas. Essa redução pode limitar a água potável disponível nas cidades.

 A redução da taxa de infiltração e evaporação, tornando o clima local mais quente e seco em comparação com as áreas circundantes, fenômeno também conhecido como ilha de calor.

 Aumentam o risco de inundações, pois os sistemas de esgoto podem transbordar durante períodos pesados de chuva.

 Não se adaptam às condições incertas ou às mudanças resultantes do desenvolvimento da cidade e das mudanças climáticas. Adaptar-se a essas mudanças exige custos e investimentos de alto custo.

A figura 2 a seguir, mostra o ciclo hidrológico tanto em áreas naturais, quanto em áreas urbanas, de maneira a ilustrar as preocupações citadas à cima.

Figura 2 – Escoamento superficial, infiltração e evaporação nas áreas urbanas

(esquerda) em comparação com áreas naturais (direita)

Pode-se dizer que os sistemas convencionais de gerenciamento de águas pluviais não são sustentáveis, nem adaptáveis a climas em mudança ou condições de desenvolvimento. (HOYER et al., 2011)

Todos os problemas citados deixam claro que há uma necessidade de soluções mais efetivas no gerenciamento das águas urbanas.

As ideias do Water Sensitive Urban Design têm o potencial de abordar essas questões e devem ser consideradas para futuros desenvolvimentos ou reformas em áreas urbanas.

A seguir o estudo apresenta os objetivos do modelo e algumas das principais tecnologias e ressalta seus benefícios.

2.1 TECNOLOGIAS DO WSUD

As principais tecnologias utilizadas dentro da abordagem WSUD e o conceito de cada uma destas tecnologias serão descritas a seguir.

2.1.1 Armazenamento e reuso da água da chuva

Os sistemas de coleta e armazenamento de água da chuva permitem o reuso do recurso em sanitários, na irrigação do jardim ou nos sprinklers contra incêndio. Além de gerar uma economia por demandar menos água da concessionária, esse método também serve para deter essa água por um período, tornando a armazenagem de água um método descentralizado atraente, quando viável. Os sistemas de armazenamento a céu aberto podem ser incorporados ao design paisagístico da cidade como fontes, piscinas, etc. (HOYER et al. 2011)

2.1.2 Valas vegetadas

As valas vegetadas são caracterizadas por simples depressões longitudinais, e têm como objetivo coletar as águas do escoamento superficial, armazenar temporariamente, e favorecer a infiltração (NUNES, 2011; TOMINAGA, 2013). A figura 3 ilustra essa técnica.

Figura 3: Exemplo de valas vegetadas valorizando o espaço urbano

Fonte: Autor, 2013.

2.1.3 Bacias de detenção ou retenção

Bacias de retenção tem como função principal propiciar a decantação de partículas sólidas, para isso a água captada fica estocada por um longo período. As bacias de detenção têm como fim principal o controle de inundações, já que seu esvaziamento ocorre em um curto período (Figura 4). (BAPTISTA et al. 2005 apud NUNES, 2011)

Figura 4: Lagos ornamentais com função de bacias de retenção

2.1.4 Pavimentos porosos

São pavimentos que possuem superfície permeável e portanto, permitem a infiltração, diminuem a velocidade do escoamento superficial, aumentando assim a detenção temporária de águas pluviais (Figura 5). (NUNES, 2011)

Figura 5: Exemplo de pavimento poroso

Fonte: Autor, 2013.

2.1.5 Alagados construídos

São paisagens artificialmente construídas. Possuem como objetivo simular ecossistemas de alagados naturais, através do uso de vegetação densa e com mecanismos capazes de intensificar o processo de sedimentação, tratando e removendo parte dos poluentes provenientes das águas pluviais, assim, melhorando a qualidade da água (Figura 6). (NUNES, 2011)

Figura 6: Exemplos da aplicação de Alagados Construídos.

2.1.6 Sistemas de biorretenção ou biofiltração

São estruturas que podem ser projetadas em diversos formatos, como, valas, bacias, ou pequenos espaços retangulares, que captam as águas pluviais, onde ocorre a infiltração e a remoção de poluentes através de plantas e micro-organismos (Figura 7). (RIBEIRO, 2014; NUNES, 2011)

Figura 7: Ilustração do sistema de biorretenção.

Fonte: (Melbourne Water 2005, apud NUNES, 2011) 2.1.7 Telhados verdes

São estruturas que se caracterizam pela aplicação de uma camada vegetal nas edificações. Segundo Castro & Goldenfum (2010), os telhados verdes apresentam as seguintes vantagens sobre as coberturas convencionais: diminuição na taxa de escoamento superficial, melhoria nas condições de conforto ambiental e no visual paisagístico das edificações. Ainda segundo os autores, o escoamento superficial pode ser diminuído em 50% se implantado em telhados e até 10 % se implantado em terraços. Segundo HOYER et al (2011), como vantagem proveniente da utilização dessa estrutura de cobertura, além das citadas anteriormente, há o reparo do ciclo hidrológico urbano e da biodiversidade local, se aplicado em uma escala de cidade. HOYER et al (2011) também aponta para uma correlação direta com a saúde humana, já que os telhados verdes aumentam a evaporação e a transpiração, impedindo a influência da ilha de calor (Figura 8).

Figura 8: Telhado verde em Chicago

Fonte: < http://auepaisagismo.com/?id=Telhados-verdes-sao-sustentaveis&in=1502> acesso em: 25/01/2018

3 ABORDAGENS COMPLEMENTARES PARA MELHORAR A

PRODUTIVIDADE DE ÁGUA DE ALTA QUALIDADE.

As três abordagens complementares para melhorar a produtividade de água de alta qualidade, são as seguintes: substituição de água de alta qualidade por de baixa qualidade onde seja mais adequado, a regeneração de água de alta qualidade a partir de água de baixa qualidade por meio de tratamento e, redução do volume de água de alta qualidade usada para gerar bens e serviços. (GRANT et al, 2012)

A primeira abordagem consiste na utilização de água de qualidade inferior, tais como águas cinzas, água do mar e água da chuva, para ativos, tais como refrigeração industrial, irrigação paisagística, autoclismos, lavanderias e lavagem de louça. Esta abordagem não só economiza água de melhor qualidade, mas também ajuda a economizar energia e emite menos gases de efeito estufa. Esse uso de água não potável irá reduzir as emissões de gases do efeito estufa. Irá também diminuir o consumo geral de água potável e uma vez que o consumo de água potável está diretamente relacionado com o consumo de energia, este também diminuirá. Consumir menos energia significa gastar menos dinheiro.

Na cidade australiana de Melbourne utiliza-se tanques de águas pluviais para abastecimento de água para a lavanderia, lavar louças, banheiros e jardins externos. Esta

abordagem ajudou a cidade a reduzir o consumo de água doméstico municipal em 40%. Outro exemplo é o sistema de água duplo em Hong Kong, que consiste no fornecimento de água do mar para vasos sanitários, a 80% de seus habitantes, diminuindo o consumo de água municipal em 20%. (GRANT et al, 2012)

A segunda abordagem consiste em tratar águas residuárias, transformando-as em água potável. No estado americano da Califórnia, está localizada a maior instalação de reutilização potável do mundo, a Groundwater Replenishment System (GWRS), que trata as águas residuais domésticas, produzindo cerca de 20% da demanda de água necessária para a manutenção do aquífero de águas subterrâneas local. Esta fonte fornece água a mais de 2 milhões de habitantes (LEVERENZ et al, 2011 apud GRANT et al, 2012). Um exemplo da primeira e da segunda abordagem trabalhando em conjunto, é em Israel, onde 73% do esgoto do país é tratado e reutilizado para irrigação agrícola. (GRANT et al, 2012)

A terceira abordagem afirma que a redução do consumo de água pode melhorar a produtividade do uso da água. De acordo com um estudo de modelagem feita na cidade brasileira, de Florianópolis, capital do estado de Santa Catarina, substituindo um único vaso sanitário por dual-flush, é possível reduzir o uso de água entre 14 e 28 % (PROENÇA et al, 2011 apud GRANT et al, 2012). A agricultura requer muita água, portanto, algumas mudanças como: adotar culturas que consumam menos água, mudar o manejo de irrigação e adotar um sistema de irrigação mais eficiente, podem ajudar em sua economia (GRANT et al, 2012).

No entanto, algumas modificações sugeridas por Grant et al (2012) são inviáveis, como é o caso de "culturas (colheitas) que consumam menos água". Por exemplo; países asiáticos consomem uma grande quantidade de arroz, que é uma colheita de alto consumo de água; logo, para mudar a colheita de arroz para outra mais econômica, teria que mudar toda uma cultura e tradição de um povo (GHADOUANI, 2013). Além disso, uma enorme quantidade de água potável é perdida no processo de distribuição, devido a vazamentos nas tubulações. Se apenas metade das perdas nos países em desenvolvimento for eliminada, a água potável pode ser estendida para um adicional de até 90 milhões de pessoas. (KINGDOM; LIEMBERGER; MARIN 2006,

4 ESTUDO DE CASO: Cidade de Portland (EUA)

A cidade de Portland, nos Estados Unidos, a fim de minimizar o problema de sobrecarga sobre o sistema de esgoto, adotou uma nova abordagem para a gestão das águas pluviais.

A Iniciativa “From Grey to Green” (do cinza para o verde) foi implantada em 2008 e como objetivo visa amenizar a pressão sobre os esgotos e reduzir os impactos em córregos através da expansão das áreas de espaços verdes na cidade. O efeito combinado de várias medidas locais, como a construção de zonas de infiltração ao longo das ruas, instalação de telhados verdes e implantação de espaços verdes ao longo das ruas, alivia a pressão sobre o sistema de esgoto, minimizando o dano causado pelas inundações e reativa o ciclo hidrológico local. Além de que, como resultado, Portland tornou-se uma cidade de aparência muito verde e habitável.

A cidade também encoraja os proprietários de propriedades privadas a gerenciar as águas pluviais em suas propriedades, através de suporte financeiro e técnico e de programas educacionais. Esses esforços foram bem-sucedidos, tendo em vista que somente através das medidas feitas pelos proprietários em suas edificações, já removeu 1.5 bilhões de galões de águas pluviais, que eram direcionados anualmente para o sistema de esgoto. Antes dessa nova abordagem o sistema de esgoto transbordava para o rio Williamette toda vez que chovia. Até 2011 o número já havia diminuído para 4 vezes por período de inverno e 1 vez a cada 3 verões. (HOYER et al. 2011)

A figura 9, a seguir, mostra o monitoramento do escoamento de águas pluviais em um jardim de inverno implantado em uma escola da cidade de Portland. Através da análise do gráfico de monitoramento, pode-se perceber que houve uma redução substancial da vazão de água destinada ao esgoto.

Figura 9 – Monitoramento de escoamento de água da chuva na escola Glencoe.

Fonte: HOYER et al. 2011

5 CONSIDERAÇÕES FINAIS

Uma das contribuições dessa pesquisa é estabelecer uma reflexão sobre os problemas de cunho ambiental que vem assolando a sociedade brasileira nas últimas décadas, que além de serem causados pelas mudanças climáticas também estão sendo agravados pela falta de planejamento e gestão urbana adequada, em conjunto com o crescimento populacional.

A abordagem WSUD, aqui estudada, que contempla técnicas promissoras para diminuir os problemas das águas urbanas, é utilizada por países de primeiro mundo, como Estados Unidos, Holanda, Austrália, dentre outros.

Essa abordagem visa tornar uma cidade sensível à água, isto é, uma cidade que é potencialmente habitável, sustentável e produtiva em termos de água, ou seja, a mesma possibilita a entrega de água de forma segura ao consumo humano, a melhoria do sistema de proteção contra inundações, garante pegadas (footprints) menores, proporciona a segurança de sua oferta para o futuro, oferece serviços de água a preços acessíveis e, finalmente, proporciona paisagens que são resilientes aos desastres naturais, às mudanças climáticas e ao crescimento da população. Por esses motivos, é primordial aprender tais lições e trazer esse modelo de desenvolvimento para as cidades brasileiras.

ABSTRACT

The unbridled growth of the population, coupled with the process of industrialization and urbanization of society, the lack of urban planning and climate change has had unprecedented repercussions on the environment. One example is urban flooding, which affects several sectors such as housing, public health, transportation, sanitation, among others. Faced with this problem, in order to mitigate the effects of anthropic actions on water resources, approaches to sustainable rainwater management, such as the WSUD, are being taken. Considering that environmental sanitation services will be increasingly in demand, this article aims to: Disseminate the knowledge of the WSUD integrated water management system through the presentation of some of the techniques adopted by the system, as well as point out a study to observe the use of such techniques in practice. For this, a bibliographical review of several international and national articles on the WSUD was made. This approach aims to make cities potentially habitable, sustainable and productive in terms of water, thus enabling safe and affordable water delivery, improving the flood protection system, and ultimately providing resilient landscapes. For these reasons, it is essential to learn such lessons and bring this model of development to Brazilian cities.

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