IMPACTO DAS ÁGUAS PLUVIAIS SOBRE O MEIO AMBIENTE NO ESPAÇO URBANO. AUTORES: João Mateus de Amorim* Hugo N. A. de Almeida Rego*

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1 IMPACTO DAS ÁGUAS PLUVIAIS SOBRE O MEIO AMBIENTE NO ESPAÇO URBANO. AUTORES: João Mateus de Amorim* Hugo N. A. de Almeida Rego* * Mestrando na Engenharia civil - UFU RESUMO Este trabalho aborda a questão do controle de enchentes urbanas e, por fim, apresenta as causas e as medidas para minimizá-la. A enchente no espaço urbano deixou de ser uma questão ambiental para ser uma questão social, na medida em que provoca danos à saúde, à economia local e aos moradores do entorno de córregos e rios urbanos. Como não há planejamento e nem fiscalização nos espaços urbanos, no Brasil, então, será preciso investir em políticas públicas que garantam a integração entre as medidas estruturais e não estruturais. O artigo mostra que a necessidade de integração das pesquisas, das políticas, dos investimentos, inclusive, em se tratando de infra-estrutura urbana e seus impactos no meio ambiente. Qualquer que seja a intervenção, no mínimo espaço possível, será necessário olhar o todo de forma integrada, ou seja, de forma holística. Palavra chave: controle de enchentes, medidas estruturais e não estruturais e impactos sócio-ambientais. 1-INTRODUÇÃO Com a instalação dos centros urbanos são destruídos vários tipos de vegetações, no caso de Uberlândia, são: cerrado, cerradão, mata ciliar, mata de galeria, mata mesofítica (encosta), campo, campo cerrado e veredas. Esse processo diminui e, as vezes, alteram todo o espaço natural existente no local.

2 O processo de urbanização no Brasil e, inclusive, em Uberlândia iniciou-se com mais intensidade a partir de 1950, com a abertura de estradas para o interior e com a mecanização do campo. Só que este avanço ocorreu de forma desordenada e sem nenhum planejamento, gerando imensas favela, ocupações em locais de preservação permanente pelas famílias de baixa renda. Essa situação agravou as enchentes naturais, formando os imensos bolsões de inundação nos espaços urbanos. A urbanização desordenada sem planejamento, sem medidas não-estruturais, sem mapeamento geológico-geotécnico, sem zoneamento econômico-ecológico, sem cumprir as exigências do Código Florestal com relação as APP, sem um Plano Diretor urbano e de drenagem e sem cumprir as legislações em vigor tende a provocar sérios danos ao meio ambiente. Já nos países desenvolvidos deu-se em longo prazo (200 anos). Com isso, as cidades foram planejadas e bem equipadas, com tempo para o zoneamento e para o ordenamento territorial urbano. Para minorar os impactos urbanos das cidades brasileiras será preciso investir em políticas públicas de saneamento ambiental de forma ampla. Sendo assim, há a necessidade de investimento em medidas estruturais e não estruturais de forma a resolver os problemas de enchentes, poluição, contaminação entre outros. 2- DISCUSSÃO O avanço da urbanização sem as técnicas do planejamento urbano como: mapeamento geológico-geotécnico, zoneamento econômico-ecológico, estudo das bacias hidrográficas cumprimento das exigências do Código Florestal com relação as APPs e elaboração de um Plano Diretor urbano e de drenagem, vem provocando significativos prejuízos para muitas cidades brasileiras durante as estações chuvosas. A ocupação irregular das bacias hidrográficas vem aumentando os picos de vazão da água pluvial drenada que por conseqüência provocam uma serie de eventos como enchente, inundações, desequilíbrio no balanço hídrico dos sistemas de águas subterrâneas, aumento de sedimentos depositados nos canais fluviais e diminuição na qualidade da água destes corpos hídricos (TUCCI, 2005). Estes fenômenos são resultados da impermeabilização da superfície que aumenta o escoamento

3 superficial e diminui o processo de infiltração das águas e também pela ineficiência dos sistemas de drenagem projetados para estas áreas ocupadas. Para um maior entendimento a respeito dos impactos provocados pelas chuvas nos centros urbanos, é importante a definição de alguns conceitos como: - Inundação: são cheias excepcionais, fazendo com que os rios extravasem o seu leito, ocupando áreas maiores, formando os chamados leitos maiores; se as margens foram ocupadas, as águas invadem ruas, avenidas, indústrias, residências. - Enchente: aumento das vazões nos rios que podem ocorrer naturalmente ou devido ao aumento do escoamento superficial (chuva excedente ou parcela da chuva que não infiltra); ocorrem no período chuvoso: no hemisfério sul de outubro a março. Leitos fluviais: a) Leito Vazante = que está incluído no leito menor e é utilizado para o escoamento das águas, acompanhando o talvegue; b) Leito Menor = bem delimitado encaixa-se entre as margens; c) Leito Maior Periódico ou Sazonal = regularmente ocupado pelas cheias, pelo menos uma vez ao ano; d) Leito Maior Excepcional = por onde ocorrem as cheias mais elevadas; Como podem ser observados acima, estes fenômenos embora possam ocorrer naturalmente em áreas conhecidas como planícies de inundação, de sedimentação fluvial e em locais de baixa energia potencial dos canais, podem e são agravados e acelerados pelo processo de urbanização que alem de aumentar a carga de água que chega aos canais hídricos através do aumento nos picos de vazão, demandam de todo um planejamento estrutural para a diminuição do escoamento superficial da água e de sua velocidade, para diminuição da concentração de água em alguns pontos, para minimização destes impactos na rede pluvial e, principalmente para evitar que ocorram enchentes e inundações em áreas já ocupadas.

4 2.1. OS IMPACTOS DA URBANIZAÇÃO SOBRE AS BACIAS HIDROGRÁFICAS Os resultados do processo de urbanização podem ser observados na figuras abaixo e também através das leituras dos hidrogramas que comparam os picos de vazão ao longo do processo de ocupação das bacias hidrográficas: O tipo de piso também influi na quantidade de água escoada superficialmente e na velocidade com que ela chega à rede de drenagem e conseqüentemente no seu deságüe final nos canais hídricos. Observe o quadro abaixo: Outro impacto provocado pela impermeabilização da superfície sobre as áreas naturais e bacias hidrográficas estão no balanço hídrico dos sistemas subterrâneos de água, pois o processo de infiltração das águas é consideravelmente reduzido. Observe a figura abaixo: As enchentes e inundações estão também relacionadas aos sistemas de drenagem existentes que apenas transferem para a jusante grandes cargas de água que irão se concentrar em pequenos pontos provocando as cheias nestes locais. O conceito de canalização (...) voltada à implantação de galerias e canais de concreto, ao tamponamento dos córregos, a retificação de traçados e aumento da declividade de fundo e demais intervenções, que visam, promover o afastamento rápido do escoamento (...), ou seja, a medida em que a bacia se desenvolve, os picos de vazão afluentes as canalizações nas porções a jusante crescem (CANHOLI, 2005). À medida que a bacia vai sendo ocupada, a compatibilização das capacidades de receptação da água vai se tornando cada vez mais inviável pela própria ocupação urbana do local, que dificulta a implantação de estruturas de detenção da água e retardamento de sua vazão como também inviabiliza a aplicação de novas diretrizes de ocupação, uma vez que a área já esta ocupada. De uma maneira geral podemos listar os principais impactos provocados pela urbanização e pela ocorrência de enchentes nas cidades tanto pelos aspectos quantitativos como o aumento dos picos de vazão nos canais receptores quanto nos aspectos qualitativos da água pluvial drenada nos centros urbanos. Segundo (TUCCI, 2000) ocorrem os seguintes impactos: Aumento da produção de sedimentos;

5 Degradação da qualidade da água drenada pelas redes de pluviais; Contaminação de aqüíferos, principalmente os superficiais; Erosão provocada pelas estruturas de drenagem; Transmissão de moléstias de veiculação hídrica; Perda de bens, benfeitorias e maior custo das utilidades públicas; 2.2. CONCEITO E BASE DE DADOS APLICADOS AO PLANEJAMENTO DA DRENAGEM URBANA O planejamento dos sistemas de drenagem das águas pluviais deve levar em consideração inúmeros aspectos ambientais, sociais e técnicos para que possa ser viabilizado um sistema eficiente. O processo de ocupação das bacias hidrográficas além de estar pautado num Plano Diretor que direcione e ordene o uso do solo adequadamente as condições naturais do local, devem possuir também alguns dados relevantes para a projeção da rede de drenagem. O levantamento destes dados pode ser feito através de diferentes fontes: A) Dados climáticos que serão utilizados para o dimensionamento das estruturas de drenagem e que permitirão o levantamento de informações como as precipitações diárias, intensidade e duração das chuvas e períodos de maior ocorrência destas chuvas: Estações Climatológicas Estações Pluviométricas Estações Fluviométricas Radar meteorológico Sensoriamento Remoto B) Bancos de dados já existentes: Institutos climatológicos Centros meteorológicos Estudos climatológicos já existentes do local C) Estudos e cálculos necessários para a projeção da rede de drenagem:

6 Tempo de concentração na bacia: Tempo necessário para que toda a área da bacia contribua para o escoamento superficial na seção de saída que pode ser influenciado por alguns fatores como a forma da bacia, declividade média da bacia, tipo de cobertura vegetal, tipo de piso, comprimento e declividade do curso principal e afluente, distância horizontal entre o ponto mais afastado da bacia e sua saída, condições do solo em que a bacia se encontra no inicio da chuva. Período de retorno: É o intervalo médio de ocorrência (em anos) entre eventos que igualam ou superam uma dada magnitude. O período de retorno indica a probabilidade de um evento chuvoso de grandes proporções voltar a acontecer. Calculo da vazão: Pode ser calculada pelo metodo racional em pequenas áreas atraves da formula (Q = 0,278 C I A) e para áreas maiores através de programas de simulação. Coeficiente de escoamento superficial: O coeficiente de escoamento superficial ou coeficiente de runoff representa a porcentagem da chuva que excede a interceptação + armazenamento nas depressões + a infiltração e se escoa livremente pela superfície Estimativa da chuva de projeto: Com o período de recorrência e o tempo de concentração estabelecido, a chuva de projeto deve ser obtida preferencialmente pelas equações das chuvas intensas, ou quando não há disponibilidade deste tipo de recurso, dados de freqüência e altura ou intensidade da localidade mais próxima podem ser empregados. 3- MEDIDAS DE CONTROLE DE ENCHENTES Visando o controle de possiveis enchentes e inundações que afetem bairros inteiros, casas, comércios, industrias, entre outros, tem se buscando diferentes alternativas para a contenção destes fenomenos, como as causas ja foram descritas acima, cabe aqui discutir os atuais modelos de controle e suas desvantagens e desvantagens perante a realidade brasileira. De uma maneira geral, podemos dividir o sistema de de drenagem de uma bacia em MICRODRENAGEM e MACRODRENAGEM, sendo a primeira associada ao

7 processo de drenagem das aguas pluviais precipitadas sobre residencias, prédios e lotes, parques, estacionamentos, entre outros, e a segunda associada ao sistema de drenagem de toda a bacia incluindo todas as areas sobre a influencia de uma determinada rede hidrica (TUCCI, 2005) Na macrodrenagem o sistema de drenagem é composto de diferentes equipamentos e estruturas hidraulicas presentes das saidas dos lotes, até sua descarga em um canal hidrico. Conta com estruturas superficiais (sobre as ruas e lotes) e subterraneas como galerias, tubulações entre outros. Segue abaixo uma listagem e caracterizações de diferentes equipamentos utilizados na macrodrenagem: Meio-fios; Sarjetas; Sarjetões; Bocas-de-lobo; Poço de Visita; Condutos forçados; Estações de bombeamento; Drenagem (córrego ou canal); Galerias; Trechos; Condutos de ligação; Dissipadores de energia; Já a microdrenagem o sitema de drenagem é caracterizado pelos instrumentos de receptação da chuva sobre os telhados e lotes, são representados pelas calhas, condutores verticais e ligação com a sarjeta MEDIDAS ESTRUTURAIS E NÃO ESTRUTURAIS PARA O CONTROLE DE ENCHENTES: As medidas de controle e prevenção de fenômenos como enchentes e os seus possiveis danos econômicos e sociais, podem ser classificados de acordo com a sua natureza, materias e medidas estruturais aplicadas e outros métodos considerados não estruturais (CANHOLI, 2005).

8 MEDIDAS ESTRUTURAIS: As medidas estruturais são aquelas que possume como caracteristica principal o emprego de tecnicas e obras de engenharia, com objetivo de controlar e prever as possiveis enchentes que ocorrem nos periodos chuvosos. Estas medidas de intervenção nas redes de drenagem podem ser vistas tambem como uma forma remediadora dos impactos provocados pelas enchentes, sua aplicação se dá de acordo com as caracteristicas ja transformadas das bacias hidrograficas. O fato de ser aplicada em areas ja urbanizadas, reduz drasticamente seu potencial de ação uma vez que, na maioria dos casos, apenas trasfere a carga pluvial para locais mais ajusante (CANHOLI, 2005). Outra caracteristica das medidas estruturais está relacionada ao seu alto custo de execução e a constante necessidade de manutenção, uma vez que estas soluções são apenas paleativas e não definitivas como deveriam ser. De uma maneira geral, para (CANHOLI,2005) as medidas estruturais estão relacionadas as seguintes intervenções: Aceleração do escoamento via canalizações Retardamento do fluxo Reservatórios e bacias de detenção e retenção Restauração de calhas naturais (retificação, ampliação da seção e revestimento) Desvios de escoamento Túneis de derivação e canais de desvio Diques de proteção Polders Recomposição de cobertura vegetal Controle de erosão do solo

9 Figura 1: Restauração das calhas naturais Fonte: Canholi, Figura 2: Polder aplicado em São Paulo Fonte: Canholi, Figura 3: Reservatorios para retenção das aguas pluviais Fonte:

10 MEDIDAS ESTRUTURAIS ALTERNATIVAS Dentre as medidas estruturais de controle de enchentes, não existem apenas soluções como as descritas a cima, que demandam de muitos recursos e que afetam diretamente uma grande área urbana, trazendo transtornos para a população. Algumas alternativas vêm sendo utilizada em diferentes países na tentativa de diminuir o risco de enchentes e o seus prejuízos. Os metodos alternativos estão basicamente voltados para o retardamento do escoamento superficial provocado pela impermeabilização, e que é um dos maiores responsaveis pelas inundações e enchentes. Segundo (TUCCI, 2005) estas medidas de retardamento podem ser dividas em tres tipos: Medida distribuída ou na fonte: é o tipo de controle que atua sobre o lote, praça e passeios; Medidas na microdrenagem: é o controle que age sobre o hidrograma resultante de um ou mais loteamentos; Medidas na macrodrenagem: é o controle sobre os principais riachos urbanos. Iremos aqui neste trabalho, enfocar principalmente as medidas distribuídas na fonte e na microdrenagem, ou seja, em casas, lotes e prédios, como uma alternativa mais viável para controle de enchentes e também por esta ser uma forma de reaproveitamento da água pluvial para outros usos menos nobres, estimulando assim a reutilização hídrica. a) Armazenamento de água dentro dos próprios lotes: Este sistema consiste em reter a água pluvial em sistema de armazenamento dentro da própria residência. As vantagens estão na capacidade de reaproveitamento da água para outros usos, pois dependendo do evento chuvoso, o controle de vazão do reservatório pode ser controlado e uma boa quantidade de água pode ser armazenada. O único porem deste sistema é que ele necessita de um espaço médio e predispõem de uma boa base de apoio devido ao grande aumento de peso no local onde será colocado. Segue abaixo um exemplo de reservatório de superfície:

11 Figura 4: Reservatório de superfície dentro das residências Fonte: (CAMPANA, 2004 apud TUCCI, 2005) Vantagens do reservatório: Reaproveitamento da água para outros usos (jardinagem, lavagem de pisos, etc) Retardamento do escoamento pluvial Não necessita de grandes áreas Desvantagens do reservatório: Necessita de um reforço na base do reservatório, principalmente se a superfície for o telhado. B) Utilização de pisos permeáveis A utilização de pisos permeáveis em grandes áreas como estacionamentos, áreas públicas, praças, cemitérios, entre outras, pode retardar consideravelmente o escoamento superficial diminuindo assim os picos de vazão nos canais receptores. O aumento das taxas de infiltração além de colaborarem com o equilíbrio do balanço hídrico nos aqüíferos subterrâneos auxilia também na prevenção de enchentes.

12 Alguns pisos permeáveis são encontrados no mercado e podem auxiliar no processo de controle de enchentes, alguns exemplos de pisos permeáveis podem ser vistos logo abaixo: Figura 5: Grasspaves: um plástico flexível disposto em grades preenchidas de areia e grama. Fonte: Figura 6: Gravelpaves: semelhante ao sistema acima porem preenchido por cascalhos. Fonte:

13 Figura 7: Turfstones: bloco de concreto lattice com cobertura impermeável de aproximadamente 60% e preenchida com solo e grama. Fonte: Vantagens do piso permeável: Retardamento do escoamento superficial Aumento das taxas de infiltração Diminuição da carga de água descarregada nos canais Contribui para o equilíbrio do balanço hídrico dos aqüíferos Controle de poluição Desvantagens do piso permeável Alto custo para a sua implantação Necessidade de um monitoramento constante Perda de eficiência ao longo do tempo Monitoramento e manutenção Infiltrações e percolação: Estas medidas alternativas podem ser responsáveis por grandes melhorias nos processo de contenção e prevenção de enchentes, além de retardarem o escoamento superficial, as valas de infiltração e as bacias de percolação, contribuem para a recarga do aqüífero, para a diminuição na concentração dos poluentes presentes nas águas pluviais, e não necessitam de grandes áreas para serem utilizados. A maior presença de área verde como gramados e áreas com cobertura vegetal, auxilia no controle de enchente reduzindo os picos de vazão, como contribuem para a recuperação de áreas degradadas e embelezamento dos

14 centros urbanos. Podem ser utilizados dentro das próprias residências, ou projetados para lotes e blocos e saídas para a rede publica de drenagem. - Planos de infiltração ou valos : Locais destinados para a infiltração da água, através de um canal preferencial de infiltração na superfície, geralmente coberto de grama e constituído de cascalho ou outro material semelhante, com grande capacidade permeável e filtrante. Podem ser utilizadas ao longo de rodovias, ruas, e dentro das próprias residências. Figura 8: Planos de infiltração. Fonte: (TUCCI, 2005) Figura 9: Valos de infiltração Fonte: (TUCCI, 2005)

15 Vantagens dos valos e planos de infiltração Diminui o escoamento superficial Diminui os picos de vazão Contribui para o equilíbrio do balanço hídrico dos aqüíferos Controle de poluição Não necessita de grandes investimentos Podem ser aplicados a áreas já urbanizadas Economia no dimensionamento da rede e drenagem Desvantagens dos valos e planos de infiltração Podem tornar o solo impermeável Aumento do nível do lençol no local Manutenção Figura 10: Bacias de percolação Fonte: (TUCCI, 2005)

16 MEDIDAS NÃO ESTRUTURAIS As medidas não-estruturais são de caráter preventivo, tentando minimizar as tragédias urbanas: Regulamento do uso do solo; construções à prova de enchente; seguro de enchente; previsão e alerta de inundação. As soluções serão classificadas de acordo com o cenário de ocupação da bacia (não urbanizada, urbanizada e parcialmente urbanizada). As soluções estruturais atacam as causas de forma integrada com as questões ambientais, sociais, culturais, econômicas, políticas e administrativas: Planejamento de macrodrenagem e microdrenagem urbana, leis de uso e ocupação do solo (manutenção de áreas verdes, disciplinamento da ocupação urbana, etc.); integração da drenagem urbana com outras intervenções urbanas; regras operativas de obras hidráulicas para controle de cheias; detenção do escoamento superficial gerado pela ocupação (parcela de solo impermeável) no próprio lote; adoção de pavimentos permeáveis; fiscalização Intensa; educação Ambiental; sistema de coleta de lixo adequado; sistema eficiente de manutenção de obras de drenagem; participação da sociedade; sistema de ações civis para minimizar os impactos das inundações (Defesa Civil, Polícia, Trânsito, Serviço Social, Abrigos, Hospitais, Engenharia, etc). Não implicam na execução de obras; Adaptação ao fenômeno das inundações; Privilegiam medidas preventivas; Aplicação difusa (na várzea especialmente); Apoiam-se em aspectos de caráter sócio-políticos (educação, participação pública, legislação, etc); Custos baixos, mas de difícil aplicação. Para que haja ordenação e equilíbrio dos problemas urbanos, inclusive, o controle das enchentes será preciso investir em ações integradas no espaço urbano. Para isso há a necessidade de investimento em pesquisa, planejamento e educação da população e dos gestores públicos. Planejamento de Macro e Micro Drenagem Urbana, Leis de Uso e Ocupação do Solo (manutenção de áreas verdes, disciplinamento da ocupação urbana, etc.); Integração da drenagem urbana com outras intervenções urbanas;

17 Regras Operativas de Obras Hidráulicas para Controle de Cheias; Detenção do escoamento superficial gerado pela ocupação (parcela de solo impermeável) no próprio lote; Adoção de pavimentos permeáveis; Fiscalização Intensa; Educação Ambiental; Sistema de coleta de lixo adequado; Sistema eficiente de manutenção de obras de drenagem; Participação da sociedade; 4 CONSIDERAÇÕES FINAIS Como solucionar os impactos da urbanização haja vista a situação informal, desordenada e imprópria das cidades dos países subdesenvolvidos? A maioria das cidades não tem Planos Diretores (as cidades que têm, não são eficientes). Falta educação, participação política da população nas ações urbanas, distribuição de renda, distribuição igualitária dos equipamentos urbanos na cidade, porém, o que se percebe e a dominação, a exclusão, o corporativismo das elites nestes espaços. Para que haja sustentabilidade nos espaços urbanos deve-se investir maciçamente em políticas voltadas para as medidas não-estruturais, como: Programa de educação ambiental; participação pública na gestão dos recursos hídricos; programa de previsão hidrometeorológica; plano de contingência para episódios críticos; intensificação das medidas de controle da impermeabilização da bacia; disposição dos resíduos sólidos; coleta e tratamento de efluentes domésticos e industriais e controle do reuso da água. Para minimizar os impactos da urbanização desordenada, será preciso investir em educação, pesquisas, mudanças de comportamentos, cidadania, cuidado com a natureza, com a cidade, com o lugar e com a vida. Seria bem mais barato para o poder público investir em Planejamento e Mapeamento Geológico-Geotécnico, Zoneamento Econômico-Ecológico e Planos Diretores antes da ocupação de um bairro ou de uma cidade, pois depois de ocupada os gastos serão maiores devido à utilização de medidas estruturais e a remoção de famílias em locais impróprios, insalubres e de risco elevado (inundação e deslizamento).

18 5 REFERÊNCIAS CANHOLI, ALUÍSIO PARDO. Drenagem urbana e controle de enchentes. São Paulo, Oficina de Textos, TUCCI, C. E. M. et al.; Drenagem Urbana. Porto Alegre: ABRH/UFRGS, TUCCI, C. E. M. Curso de Gestão das inundações urbanas. Porto Alegre: UNESCO Global Water Partnership South America - Associación mundial del agua, Disponível em: Acesso em: 2 de Janeiro de Referências eletrônicas