15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 1

15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental

O ATERRO-DIQUE DO VALE DOS CRISTAIS

Edézio Teixeira de Carvalho1; Vinícius Schmit de Lima2; Filippe Couto Campos3

Resumo – O Vale dos Cristais, empreendimento imobiliário em fase avançada de implantação em Nova Lima, Região Metropolitana de Belo Horizonte pela empresa OR, foi objeto de apresentação especial no 11o Congresso em Florianópolis, participando dessa apresentação o primeiro autor acima nomeado e a Arquiteta Fabrícia Ferreira de Sá, então responsável pela parte ambiental. O empreendimento notabilizou-se por importantes inovações na área de controle do regime hidrológico em sentido amplo substituindo a tradicional drenagem urbana como solução solitária por uma combinação de recursos complementares, que tendem a reduzir acentuadamente as demandas sobre a drenagem convencional. Os principais dispositivos implantados foram: Coleta de Águas pluviais dos telhados e áreas interiores para uso compatível com sua qualidade natural; infiltração forçada em cisternas de infiltração que recebem as águas pluviais dos telhados; caixas de amortecimento e dispersão de escoamento feitas de gabião; um aterro-dique, o principal dispositivo objeto desta comunicação.

Esse conjunto de dispositivos forma um arranjo ordenado, descendente em direção ao fundo da microbacia principal, terminando pelo aterro-dique, que integra o que se chamou um colar protetor do curso d’água maior que passa a jusante.

Abstract – The Valley of Crystals, real estate development at an advanced stage of implementation in Nova Lima, Belo Horizonte Metropolitan Region by OR company, was a special presentation object in the 11th Congress of ABGE in Florianopolis, participating in this presentation the first above named author and the architect Fabrícia Ferreira Sa, then responsible for the environmental part. The project was notable for important innovations in the control area of the hydrological regime in the broad sense replacing the traditional urban drainage as an only one solution by a combination of complementary devices, which tend to sharply reduce the demands on conventional drainage. The main implanted devices were: Rainwater capture of roofs and interior areas for compatible use with its natural quality; forced infiltration wells to receive stormwater from roofs; damping and dispersion flow boxes made of gabion; a landfill dike, the main object of this issue.

This set of devices integrate an orderly arrangement, descending towards the main watershed of the background, ending in the landfill dike, part of what is called a protector collar of the main course of water flowing downstream.

Palavras-Chave – Colar protetor; cisternas de infiltração; aterro-dique.

1 Msc. Eng.o Geólogo pela Universidade Nova de Lisboa/Eng. Geólogo pela Universidade Universidade Federal de Ouro Preto 2 Graduado em Geologia pela Universidade Federal de Minas Gerais 3 Graduando em Geologia pela Universidade Federal de Minas Gerais

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Foto 1: Mata ciliar e relevo montanhoso integram a RPPN.

1. INTRODUÇÃO

O empreendimento, levando em consideração o relevo muito ondulado, deu ênfase especial ao controle do regime hidrológico promovendo a implantação sistemática de diversos dispositivos inovadores. Um desses dispositivos, a cisterna de infiltração nas casas isoladas, foi objeto de compromisso do comprador do lote cravado em escritura. A caixa de captação em subsolo foi implantada em prédios de apartamentos. Nas áreas externas em linhas de escoamento torrencial foram colocadas grandes caixas dispersoras de gabião.

O efeito global desse conjunto integrado de dispositivos é um escoamento pouco afetado pelo empreendimento em seu conjunto, passando ainda pelo controle final do aterro-dique com dois sistemas de descarga, um do tipo BSTC (bueiro simples tubular de concreto, ϕ = 1.200 mm), posicionado a 5 m acima do talvegue e outro uma galeria celular de 2 m x 2 m, preparada para eventos excepcionais. Consequentemente os caudais gerados por chuvas excepcionais chegam ao curso d’água maior necessariamente menores que os da fase anterior à urbanização pelo represamento entre os dois dispositivos de descarga, certamente uma raridade.

2. CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA ESTUDADA E PLANO GERAL DE OCUPAÇÃO

Em macro escala, geologicamente o Condomínio Vale dos Cristais insere-se no contexto do Quadrilátero Ferrífero, na escarpa para sudeste da Serra do Curral dentro do município de Nova Lima.

O substrato que sustenta parte da serra e o município supracitado são as rochas supracrustais do Quadrilátero formadas entre o mesoarqueano (2.776 Ma, segundo Machado et al., 1992 in Renger et al. 1994) e o paleoproterozóico (2.180 Ma, segundo Machado et al. 1993 in Renger et al. 1994), estas compreendem o Supergrupo Rio das Velhas, Supergrupo Minas e Grupo Itacolomi, além de coberturas superficiais cenozóicas e rochas metaultramáficas intrusivas do arqueano. O conjunto passou por processos metamórficos diversos e por dois eventos deformacionais significativos, Transamazônico e Brasiliano, levando à formação das estruturas e da mineralogia presentes no local.

O condomínio está embasado, segundo Silva et al. (2005), por quartzitos, conglomerados e filitos (subordinados) da formação Moeda pertencente ao Supergrupo Minas. No limite sul e sudeste há presença de plagioclásio-sericita-clorita-quartzo xisto, carbonato-quartzo micaxisto e xisto grafitoso da unidade Mestre Caetano, grupo Nova Lima pertencente ao Supergrupo Rio das Velhas. Deste grupo, a nordeste do Aterro Dique e do condomínio há a unidade Morro Vermelho,

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expondo xistos cloríticos com tremolita/actinolita, plagioclásio, carbonato, sericita e quartzo, além de quartzo micaxisto com fragmentos de minerais e rochas, quartzo-clorita xisto e hidrotermalitos. Exposição de corpos formação ferrífera e talco-sericita-clorita xisto e freguente. As estruturas planares, xistosidade, tem direção geral N30E e caimento para sudeste variado de 50 a 80 graus. Há ainda uma falha de empurrão regional para oeste-sudoeste próxima a área analisada com direção norte-noroeste.

Declividades maiores que 47% (limite superior adotado conforme a lei 6766/79 na RMBH) aproximam-se de 50% da área total do empreendimento (657 há, incluindo uma RPPN de 248 ha). O escoamento natural é tipicamente torrencial pelas altas declividades e permeabilidade predominantemente baixa do substrato. A foto 1 oferece uma imagem do relevo na RPPN.

O plano geral de ocupação e uso do solo, ou master plan, considerando a RPPN, APP’s marginais, outras áreas non aedificandi e as taxas de ocupação dos lotes, é da ordem de 8% da área total, em si um recurso a mais para o controle do escoamento pluvial.

A imagem abaixo (Fig 1) mostra o Plano de Ocupação da fase de lançamento e o entorno na vertente sul da serra do Curral, principal distintivo fisiográfico da capital mineira. Nas fotos 2 e 3 aspectos locais das rochas do Grupo Nova Lima, do Supergrupo Rio das Velhas próximo ao limite setentrional do Quadrilátero Ferrífero.

Fig. 1: Master Plan (De Fournier). A seta indica a posição do aterro-dique, na principal microbacia da extremidade ocidental do empreendimento. Notar a satisfatória preservação da mata ciliar.

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Foto 4: Rampa dissipadora. Foto 5: Caixa de amortecimento e dispersão.

3. ESQUEMAS DOS PRINCIPAIS DISPOSITIVOS

Os principais dispositivos de controle do regime hidrológico por via de infiltração, retardamento, e dissipação do escoamento, introduziram na paisagem elementos ostensivamente presentes, raramente vistos em outras cidades brasileiras, onde imperam os dispositivos de drenagem, tais como sarjetas, canaletas, bocas de lobo, escadarias. Entre os acima referidos estão as cisternas de infiltração, naturalmente ocultas, mas também as caixas de amortecimento e dispersão e rampas dissipadoras presentes em vários pontos da área. Seguem abaixo fotos de alguns desses dispositivos incomuns e um esquema original do aterro-dique, simples, com um só nível de descarga, que foi objeto de adaptação para as condições do Vale dos Cristais.

Foto 2: Seção de rocha xistosa na MG-030 nas imediações do Office Park mostrando as relações de veios de quartzo subconcordantes.

Foto 3: Veios de quartzo e xistosidade do filito em zona de saprólito.

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Imagem 1: Vista zenital do empreendimento após a implantação do sistema viário, inclusive o aterro-dique em posição na extremidade norte da microbacia central. Imagem 2: Vista em detalhe notando-se que a mata ciliar a montante é preservada.

Figura 2: O aterro-dique na conformação adotada pelo Vale dos Cristais provém da ideia original de Saturnino de Brito e da conformação básica apresentada por Carvalho (em 1999, livro e congresso, e no Congresso de Florianópolis, 1905).

4. DECISÃO PELA CONSTRUÇÃO DO ATERRO-DIQUE

Ao Empreendedor colocou-se desde o início o seguinte problema: Onde descartar a parte não compensada do botafora geológico? A pouco mais de 1 km de DMT não foi permitido pela Autoridade Ambiental com base na existência de uma nascente de pequena vazão; a 24 km de distância, passando por grande parte do acesso a Nova Lima pela MG-030, enfrentando, além da distância, o trânsito intenso, as curvas da estrada, a contrariedade dos usuários, e gerando gases do efeito estufa? A proposta alternativa foi apresentada com argumentos não muito comuns nas cidades brasileiras. Tais argumentos associados a uma possibilidade de construir um aterro-dique no ponto de descarga final da microbacia principal foram os seguintes:

Construir o aterro praticamente dentro do empreendimento, o que eliminava o transporte com todos os seus inconvenientes;

Esse aterro retirava as duas ladeiras do acesso ao Condomínio das Nascentes;

Com o sistema duplo de descarga descrito na Introdução mantinha-se na área o volume de cerca de 80.000 m3 de terra com a respectiva capacidade de armazenamento/controle e na parte situada entre a descarga inferior e a superior a água represada nas chuvas comuns correspondentes a 5 metros de lâmina d’água no reservatório.

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Foto 6: Implantação do projeto executivo, vendo-se o talude de montante com o bueiro tubular no primeiro plano, a 5 m do talvegue e a galeria celular ao fundo a 10 m do talvegue (projeto executivo do Engenheiro Márcio Batista)

Dispensando pormenores fáceis de perceber, o aterro-dique constitui um dispositivo polivalente de controle do regime hidrológico, cujo efeito pode ser apreciado complementarmente nas diversas ilustrações que integram este documento.

Foto 7: Aspecto atual do Aterro-dique (ETC 13/03/2009), lado de montante. Setas indicam posição aproximada do bueiro tubular e da galeria celular. Foto 8: sistema de descarga do lado de jusante em 2008.

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Foto 9: Aterro – Dique em funcionamento (11/01/2005), já promovendo a retenção de caudal sólido, por assoreamento induzido, abaixo do BSTC.

5. DISCUSSÃO

Não obstante a presença de fatores circunstanciais locais, o aterro-dique é um dispositivo de aplicabilidade universal, atendida a conveniência de um relevo ondulado que ofereça oportunidades de pontos de implantação eventualmente sucessivos vale abaixo.

No caso presente o aterro-dique tem características intermediárias entre um aterro convencional e uma barragem de terra, a diferença principal para o aterro convencional é a possibilidade de elevação da superfície de água acumulada a montante pelo menos até a soleira da galeria celular, e a diferença em relação à barragem é que ascensão do nível d’água a montante é significativamente mais reduzida que na barragem de terra, de modo que o fator de segurança do aterro-dique é menos afetado pela coluna d’água.

Os dois efeitos principais diretos do aterro-dique são a atenuação do assoreamento a jusante, pelo menos enquanto não se assoreia inteiramente a porção do reservatório abaixo do bueiro tubular, e o estabelecimento de um limite para a descarga de vazões excepcionais, limitando, portanto, inundações a jusante.

Os principais efeitos indiretos são muitos, os principais associados a questões ambientais de máxima relevância, tais como a redução dos custos ambientais da exportação dos resíduos usados na construção do aterro, porque, deverá ser percebido por todos os que se dediquem à reflexão ambiental mais ampla, “resíduos não pagam passagem”. A capacidade de armazenamento local proporcionada pelo corpo do aterro nas partes saturadas e insaturadas. O mecanismo de controle das vazões excepcionais. Este pode ser facilmente controlado pelo engenheiro projetista, que deve elaborar o respectivo projeto executivo como obra de terra com fatores de segurança quantificados.

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Figura. 3: Hidrogramas correspondentes às condições de bacia natural (azul), urbanizada de forma convencional (vermelho) e urbanizada com a bacia de detenção representada pelo efeito do aterro-dique (verde).

6. CONCLUSÕES

No caso presente, em avaliações qualitativas, arquitetos atuantes na área, em escritório do Empreendedor, nas proximidades do aterro-dique, informam não ter havido descarga pela galeria celular nos 10 anos de existência do aterro, o que coincide com as expectativas de comportamento do autor do projeto executivo com base nos seus estudos técnicos. Tais expectativas constam do gráfico da Figura 3 abaixo.

Pela Figura. 3 acima nota-se, em comparação com o hidrograma da bacia natural, redução drástica em lugar do aumento do pico da vazão da bacia urbanizada dotada com o dispositivo, muito ao contrário do que acontece com a bacia urbanizada de forma convencional, em que o pico da vazão é antecipado e significativamente ampliado.

Essa avaliação numericamente simples tem significados muito ampliados quando se passa a tecer considerações mais amplas quanto aos efeitos de grande número de urbanizações em grandes áreas de relevo ondulado urbanizadas com a adoção dos aterros-diques:

Redução muito significativa do assoreamento a jusante;

Redução muito significativa das inundações a jusante como consequência da retenção direta da água nos picos de vazão e da redução simultânea do assoreamento dos leitos;

Aumento significativo das vazões de base e do tempo de retorno da água ao mar;

Não menos importante, redução drástica do custo das obras de drenagem inevitáveis, que poderão passar a ser projetadas com o conceito de vazões admissíveis, ao invés de ser projetadas com o conceito de vazões previstas.

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AGRADECIMENTOS

Agradecimentos especiais ao empreendedor, por ter dado oportunidade à primeira experiência ao autor, Edézio Teixeira de Carvalho, de implantação do dispositivo que constitui o principal objeto desta comunição.

BIBLIOGRAFIA

CARVALHO, E.T. (2005). Recursos tecnológicos para a captura da água. In: Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental, 11º. Associação Brasileira de Geol. de Eng. e Ambiental

– ABGE Anais.... CD-ROM e Resumos. Florianópolis.

SA, F.F., CARVALHO, E.T.(2005) Geologia Urbana no Vale dos Cristais: Empreendimento Imobiliário Vale dos Cristais, Minas Gerais. 15° Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental, apresentação especial.

SANTOS, A.R. (2002). Geologia de engenharia: conceitos, método e prática. Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo: ABGE – Associação Brasileira de Geologia de Engenharia Ambiental (Publicação IPT; 2797), São Paulo.

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