Servio Pblico Federal
Universidade Federal do Par Centro Tecnolgico
PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM ENGENHARIA CIVIL
Henrique Nazareno Santos Lima
ESTUDO DA CONCEITUAO E IMPLEMENTAO DE VIAS SANITRIAS EM BELM: O
CASO DA BACIA DE DRENAGEM ESTRADA NOVA
Belm (PA)
2004.
Henrique Nazareno Santos Lima
ESTUDO DA CONCEITUAO E IMPLEMENTAO DE VIAS SANITRIAS EM BELM: O
CASO DA BACIA DE DRENAGEM ESTRADA NOVA
Dissertao de Mestrado apresentada ao Programa de Ps-Graduao em
Engenharia Civil da Universidade Federal do Par, como requisito
parcial obteno do ttulo de Mestre em Engenharia Civil. rea de
concentrao: Recursos Hdricos e Saneamento Ambiental. Orientador:
Prof. Dr. Jos Jlio Ferreira Lima. Universidade Federal do Par
Belm (PA),
Universidade Federal do Par
2004
Lima, Henrique Nazareno Santos
Estudo da conceituao e implementao de vias sanitrias em Belm: o
caso da Bacia de drenagem Estrada Nova . Henrique Nazareno Santos
Lima. Belm, 2004.
Dissertao Mestrado Centro Tecnolgico - Universidade Federal do
Par.
1. Drenagem urbana 2. Urbanismo
Encarte: 1 CD com 8(oito) mapas.
Sumrio
Lista de
Figuras.....................................................................................................................13
Lista de
Tabelas.....................................................................................................................14
Lista de
Grficos..................................................................................................................
15
Lista de
Abreviaturas...........................................................................................................
16
Lista de
Mapas.....................................................................................................................
17
Resumo..................................................................................................................................18
Abstract.................................................................................................................................19
Captulo I Introduo
........................................................................................................20
Captulo II - Comportamento hidrolgico das bacias
urbanas............................................. 26
2.1 - Aspectos gerais da hidrologia e sua relao com a drenagem
urbana......................... 33
2.2 - Bacia hidrogrfica
........................................................................................................34
2.2.1 Aspectos
gerais.........................................................................................................34
2.3 Definio de bacia em rea
urbana..............................................................................37
2.3.1 Mtodo
racional........................................................................................................37
2.3.1.1 Tempo de
recorrncia.............................................................................................38
2.3.1.2 Tempo de
concentrao.........................................................................................39
2.3.1.3 Elementos que compem o clculo de vazo
Q.................................................40
2.3.1.4 Equaes para o clculo de vazo Q
.................................................................42
2.4 Mtodo de hidrograma
unitrio...................................................................................44
2.5 Influncia da drenagem urbana nas bacias
hidrogrficas............................................45
2.6 Drenagem
urbana.........................................................................................................49
2.6.1 Instrumentos de gesto da drenagem
urbana............................................................49
2.6.2 - Sistema de saneamento e os elementos constituintes do
sistema de
drenagem...............................................................................................................................50
2.6.2.1 - Sistemas de drenagem de guas pluviais conceitos e
definies.........................51
2.6.2.2 - Dinmica da microdrenagem: elementos e singularidades
................................... 51
2.6.2..3 - Dinmica da macrodrenagem elementos e
singularidades.................................52
2.6.2.4 - Planejamento e
dimensionamento..........................................................................52
2.6.2.5 - Elementos do
projeto.............................................................................................53
Captulo III - Planejamento urbano e polticas de
infra-estrutura........................................55
3.1 - A ocupao urbana
.......................................................................................................55
3.2 - Planos urbanos e infra-estrutura de saneamento em Belm
........................................58
Captulo IV - A Bacia da Estrada Nova
...............................................................................67
4.1 - Localizao e estrutura da Bacia da Estrada Nova
......................................................67
4.2 - Situao hidrolgica antes de 1998 e o dique estrada Bernardo
Sayo........................69
4.2.1 Caractersticas fsicas da
Bacia.................................................................................72
4.2.1.1 Comprimento, largura e
rea..................................................................................72
4.2.1.2 Impermeabilidade da
Bacia....................................................................................74
4.3 Situao atual da
Bacia................................................................................................75
4.3.1 Comprimento, largura e
rea.....................................................................................75
4.3.2 Configurao a partir da cartografia de 1998 e pesquisa de
campo..........................76
4.4 Situao
urbanstica.....................................................................................................77
4.4 O Canal da Bernardo
Sayo.........................................................................................78
4.5 As leis de uso do
solo...................................................................................................79
4.5.1 Lei de Desenvolvimento Urbano do Municpio de
Belm........................................79
4.5.2 Lei complementar de Controle
Urbanstico.............................................................81
4.6 Intervenes recentes na Bacia da Estrada
Nova........................................................82
4.7 Concluses sobre a pesquisa nos projetos e em
campo...............................................89
Captulo V - Via sanitria: o conceito
reconsiderado...........................................................93
5.1. Concepes de intervenes
pblicas............................................................................93
5.1.1 A primeira
fase..........................................................................................................93
5.1.2 A segunda
fase..........................................................................................................94
5.1.3 A terceira
fase...........................................................................................................96
5.2 - O conceito de via sanitria na Bacia da Estrada Nova
.................................................97
5.2.1 Bases para a estruturao do
conceito.......................................................................97
5.2.2 Aspectos
funcionais..................................................................................................99
5.2.3 Aspectos
hidrolgicos.............................................................................................101
5.3 Eixos fundamentais para o reconceito do termo na
Bacia.........................................101
5.3.1 Uma outra forma de conceituar via na Bacia da Estrada
Nova..............................102
Captulo VI - Consideraes
finais.....................................................................................103
6.1 Objetivos
alcanados.................................................................................................103
6.2 Concluses sobre a Bacia da Estrada
Nova...............................................................103
6.3 Revendo
pressupostos................................................................................................106
Referncias
bibliogrficas...................................................................................................109
Anexos
Lista de Figuras
Figura 1 Bacia
hidrogrfica................................................................................................25
Figura 2 Demonstrao de um ciclo
hidrolgico...............................................................26
Figura 3 Aumento das vazes em relao s mudanas do
solo........................................35
Figura 4 Comparao entre hidrogramas de reas urbanizadas e reas
no-
urbanizadas....................................................................................................37
Figura 5 Diviso das bacias hidrogrficas de
Belm.........................................................60
Figura 6 Vala da Passagem Joo de
Deus..........................................................................68
Lista de Tabelas
Tabela 1 Perodo de retorno para diferentes ocupaes da
rea.......................................29
Tabela 2 Valores de coeficientes do escoamento superficial
direto C...........................32
Tabela 3 Bacias e suas respectivas reas de
drenagem......................................................59
Tabela 4 Compostas do dique-estrada da Bacia da Estrada Nova, em
1942.....................63
Tabela 5 Sub-bacias, canais principais e respectivas reas de
contribuio.....................64
Tabela 6 Caractersticas de largura, comprimento, sub-bacia e rea
de contribuio da
Bacia da Estrada Nova, na dcada de
1970..................................................66
Tabela 7 Extenso, rea e largura mdia atual dos principais canais
da Bacia da Estrada
Nova.................................................................................................................69
Tabela 8 Distribuio das vias da bacia, baseada na LCCU de
1988................................72
Tabela 9 Distribuio hierrquica das vias da bacia, implementada
pela LCCU de
1999...............................................................................................................72
Tabela 10 Quadro de projetos na Bacia da Estrada
Nova..................................................74
Tabela 11 Principais vias da bacia, enquadrando as leis
urbansticas de 1988 e 1999......78
Tabela 12 Vias sanitrias envolvendo as
sub-bacias..........................................................92
Lista de Grficos
Grfico 1 Vias com maior comprimento linear de
galeria.................................................76
Grfico 2 Vias com maior nmero de poos de
visita.......................................................76
Grfico 3 Ruas com maior nmero de
bocas-de-lobo........................................................77
Grfico 4 Ruas mais importantes, condicionando a Lei de
1988.......................................79
Grfico 5 Ruas mais importantes, condicionando a Lei de
1999.......................................80
Grfico 6 Extenso da drenagem nas ruas principais da
Bacia..........................................81
Lista de Abreviaturas
ZH = zona habitacional
ZPRN = zona de proteo de recursos naturais
ZSC = zonas de comrcio e servio
ZUM = zona de uso misto
ZFE = zona de funo especial
CT = corredor de trfego
CC = corredor de comrcio
CCS = corredor de comrcio e servio
C/D = (zona) coletora e distribuidora simultaneamente
AS = arterial secundria
mont/jus = montante e jusante
bl = boca-de-lobo
pv = poo de visita
Lista de Mapas (Anexos)
Mapa 01 Localizao dos braos do Rio Guam que cortavam a
Avenida
Bernardo Sayo.
Mapa 02 Bacia de 1970.
Mapa 03 Bacia e sub-bacias de 1998.
Mapa 04 Grau de impermeabilidade.
Mapa 05 Lei de Uso do Solo de 1998, na Bacia da Estrada
Nova.
Mapa 06 Lei de Uso do Solo de 1999.
Mapa 07 Drenagem atual.
Mapa 08 Via sanitria.
Agradecimentos
A realizao deste trabalho s foi possvel graas colaborao de
algumas pessoas. Manifesto minha gratido a todas elas e, em
particular: aos
topgrafos Eli Salvador e Vital Lins, ao engenheiro Eduirbe
Castro, colega
Romana, professora Andra, ao professor Lus Otvio, minha irm
Ftima,
minha cunhada Malu e minha companheira Marlcia, que me ajudou na
reviso
e na redao final deste trabalho.
Resumo
O presente trabalho busca aperfeioar um conceito utilizado na
engenharia
sanitria aplicado a princpios de projetos de vias marginais de
canais, pequenas
vielas de difcil acesso e vias que conduzem coletores troncais
do sistema de
esgoto sanitrio chamado de via sanitria. O estudo utiliza um
estudo de caso na
cidade de Belm: a bacia da Estrada Nova, caracterizando seu
funcionamento e
relacionando-os com a situao urbanstica dos bairros contidos no
territrio da
bacia, a partir da legislao de uso e controle da ocupao urbana.
Como
resultado, o trabalho apresenta elementos para uma reconceituao
de via
sanitria que incorpora a situao urbanstica e cuidados necessrios
para que
projetos de drenagem se tornem integrados ao funcionamento
urbanstico da
cidade.
Abstract
This dissertation aims at giving a more specific account of the
term sanitary
road utilised in sanitary enginnering. It applies principles
used in the projects of
canal marginal roads, narrow short streets and trunk roads. The
study is based on
the case of Estrada Nova basin located in the city of Belem.
After a
characterisation of its fuctioning, its relationships with the
urbanistc control is
explored in order to be more compatible with land use control.
The result of the
study presents elements for the a reconsideration fo the
definition wihch
incorporates the urbanistic situation and needs for drainage
projects to be more
integrated with the urbanistic functioning of the city.
20
Captulo I - Introduo
Para que se torne possvel o controle e a efetivao das normas e
procedimentos no
planejamento das cidades, necessrio pensar o sistema urbano em
sua globalidade,
considerando a relao entre o desenho da cidade e outros aspectos
que fazem parte da
estruturao do stio urbano.
Um perfeito ajustamento entre planos urbansticos e projetos de
infra-estrutura,
sobretudo referentes ao sistema hidrolgico da cidade, torna a
implementao da gesto do
plano urbanstico possvel de ser alcanada, ajustando pelo menos
esse elemento ao futuro
do uso do solo da cidade.
Em se tratando, principalmente, do escoamento pluvial, o
planejamento urbano
necessitaria conter em seu bojo um outro plano, considerando
especificamente a drenagem
urbana. A delimitao das reas mais baixas e potencialmente
inundveis diagnosticaria a
viabilidade ou no da ocupao dessas reas, do ponto de vista da
expanso da ocupao
urbana e a proviso de servios pblicos.
A eficcia da drenagem urbana depende de uma integrao de cada
parte do sistema
projetado com a hidrologia da bacia urbana. A identificao dos
componentes urbansticos
e hidrolgicos associada em projetos que, por sua vez, devem
estar articulados com os
planos urbansticos, para considerar o resgate do aspecto natural
da drenagem, impingindo
uma viso de sistema nico e articulado na bacia hidrogrfica
urbana (Silveira, 2000).
Tal articulao est voltada para a forma de ocupao da fisiografia
da bacia urbana,
bem como para o exerccio dos instrumentos dos planos
urbansticos. Dessa articulao
dependem aes de adaptao, mudanas, reconceituaes, etc., visando
ao uso para a
manuteno da funcionalidade do solo e do escoamento de drenagem,
inclusive a garantia
do controle, em caso de aes modificadoras, da drenagem
superficial ou profunda, por
exemplo, vazo, coeficiente de impermeabilidade, velocidade de
escoamento, etc. (opus
cit.).
O planejamento urbano no Brasil deveria ser consciente dos
efeitos dessas
modificaes na ocupao urbana, ao longo da vigncia do perodo de
alcance dos planos
21
urbansticos, vinculados preocupao com o acmulo de guas
circundantes, provenientes
das precipitaes mximas.
Por isso, importante destacar que o bom funcionamento do sistema
urbano de
drenagem no poderia se basear estritamente em projetos e obras,
mas em aes no-
estruturais, ligadas ao planejamento e gesto urbanstica, como:
cdigos, leis e
regulamentos sobre edificaes, zoneamento, etc. (DAEE, 1980).
1.1 - Ocupao informal e drenagem
Em termos da dinmica de crescimento da ocupao urbana em Belm,
assim como
de outras cidades, merece destaque a forma de ocupao em
ambientes de vrzea. Pelas
caractersticas da distribuio dos grupos sociais no desenho
natural da cidade, houve o
favorecimento desse tipo de ocupao urbana nos ambientes de vrzea
ou urbano,
sobretudo devido s condies topogrficas originais, que
significavam 40% do stio e que
hoje, representam a parte mais adensada da cidade (Trindade
Jnior, 1997).
Em Belm, grandes partes da aglomerao urbana, em espaos ditos
subnormais,
constituem reas de risco ou de vrzea (CONGRESSO MUNICIPAL DE
SANEAMENTO
AMBIENTAL, 2003). So reas localizadas em fundo de vale, na
primeira ou segunda
margem de alagamento (Tucci, 1995). As ocupaes so marcadas por
uma trama viria,
desconsiderando uma organizao hidrolgica daquele espao.
O processo de ocupao naquelas reas, pela populao mais pobre,
deveu-se aos
seguintes fatores: total falta de alternativa nas pores de terra
firme em cotas acima da de
alagamento; pouca valorizao do espao alagado, de um lado;
proximidade das
oportunidades de emprego advindas do comrcio, de outro,
consorciada pelo dficit
habitacional profundo que permeia a cidade at os dias de hoje.
Todos esses elementos
proporcionaram assentamentos ilegais naquele espao da cidade,
sem nenhum critrio
urbanstico (Trindade Jnior, 1997).
A questo do uso do solo nos aglomerados urbanos alimenta um dos
problemas
sociais mais complexos: a ocupao informal. O crescimento
demogrfico nas cidades,
causado por estratgias polticas de consolidao do modelo de
desenvolvimento
econmico brasileiro, alavancou o problema a nveis
assustadores.
22
Nessa conjuntura, a ocupao informal em terras pblicas e
privadas, implementada
pelo movimento organizado ou no dos sem-teto, que no tm acesso
moradia, se
consolida como forma de permanecer na cidade de oportunidades,
trabalho e infra-
estrutura, combatendo a no-incluso em polticas de habitao
emanadas pelo poder
poltico dominante.
H evidncias de que existe uma ligao entre perspectiva de vida e
relaes scio-
espaciais para combater a pobreza atravs de mobilizao social,
produzindo com o tempo,
proviso de infra-estrutura, observando que o espao produzido
informalmente sofre
influncia da confirmao, tanto quanto da localizao na cidade, no
que diz respeito sua
assimilao local formal, modificando a vida dos pobres daquele
ambiente (Cardoso, no
prelo).
A caracterizao de que o espao pode modelar maneiras de viver,
ampliando
perspectivas de vida, demonstra que com todos os problemas para
cidade, com destaque
para a questo hidrolgica, o assentamento informal em espao
alagado ou alagvel no
sinnimo de marginalidade e, sim, de resistncia de um modelo
econmico que leva
pessoas a ocuparem ilegalmente reas ambientalmente frgeis.
O poder pblico props polticas de habitao nas cidades
brasileiras, sem procurar
entender a dimenso que a moradia podia trazer para a perspectiva
de vida dos mais pobres.
A ocupao informal em stios frgeis, de baixadas, remete anlise de
que tal ao pode
ser vista de, no mnimo, mais de um ngulo.
O primeiro ngulo diz respeito populao pobre trabalhadora, que em
funo do
fortalecimento do princpio de assimilar o espao urbano como
mercadoria pela classe
dominante, no obteve resposta conseqente para a questo da
moradia. O segundo o despreparo da gesto pblica em lidar com o
fenmeno causado por
ela mesma, que se consagra pela falta de eqidade no lidar com a
implantao dos servios
de infra-estrutura (Lima, 2000). Esse fator tem como conseqncia
o acrscimo do preo do
solo urbano, criando, assim, um mercado slido e cumulativo de
dividendos, o que dificulta
o acesso massa de trabalhadores formal e informal e at mesmo de
parcelas da classe
mdia (Cardoso, no prelo).
23
O terceiro elemento a ausncia de viso holstica ou ambiental
quanto
importncia de instrumentos para organizar as ocupaes do sistema
de drenagem, objeto
fundamental desta pesquisa. Nesse processo, foram se
cristalizando vrios obstculos para a hidrologia, advindas
das ocupaes informais, onde existem desde simples moradias das
classes mais
desfavorecidas, at complexas edificaes coletivas (edifcios,
galpes, empresas), devido
ao processo de consolidao.
Os aspectos fundamentais da relao entre a ocupao urbana, as ruas
e o sistema de
drenagem so a despreocupao, pelo poder pblico, com o stio; a
conseqente elaborao
de planos distantes da realidade fsica local e, mais
precisamente, os problemas na gesto
do espao alagvel. Esses aspectos se referem necessidade de
acessibilidade, de promoo
do saneamento, tendo em vista o alto ndice de precipitaes em um
espao de pobreza,
forte migrao, ao crescimento populacional e ocupao informal.
O reflexo na cidade da incompatibilidade entre o urbanstico e a
hidrologia est em
reas que acumulam as guas provenientes das precipitaes, causando
enchentes. Em
Belm, os principais fatores relacionados a esses problemas so a
forma como se processou
a ocupao urbana e o grande ndice de pluviometria. Os pontos de
fundos de vale foram
intensamente aterrados pelos loteamentos aleatrios.
Conseqentemente, do ponto de vista
de diretrizes urbansticas, essas reas perderam suas
caractersticas naturais.
Os assentamentos criaram impactos no sistema de drenagem
natural, sobretudo
porque foram ocupadas no prprio fundo do vale, causando
problemas de escoamento.
Mesmo que pontuais, as intervenes esto ligadas ao estgio de
ocupao, consolidao e
distribuio e uso do solo nas bacias hidrogrficas de meio urbano.
Um fator preponderante que contribui para o agravamento de
problemas nessas
reas a chuva intensa por longos perodos, que traz conseqncias
para a acessibilidade e
o saneamento desses ambientes. Entre os problemas mais comuns,
podemos citar a falta de
escoamento das guas, provocando acumulao nos pontos mais baixos,
que outrora foram
braos de rios e igaraps e at maior acumulao, como o extinto brao
de Rio do Baltazar,
na Bacia da Estrada Nova (Sesan, 2004).
Em cidades como Belm e, mais precisamente, na bacia Estrada
Nova, objeto de
estudo desta dissertao, as caractersticas mais importantes, alm
da reconhecida baixa
24
altitude, so a baixa latitude, o clima quente e mido e a presena
de muitos furos e
igaraps naturais, canalizados ou aterrados, como o caso do
Baltazar. O ndice
pluviomtrico determina, tambm, a fisiografia da regio (Bastos et
al., 2002).
necessrio, portanto, ao definir o sistema virio, seja seu
traado, sejam obras de
escoamento pluvial, identificar readequaes para o sistema de
drenagem em reas urbanas,
condizentes com medidas de controle hidrolgico da bacia,
articulado com a utilizao de
ferramentas de planejamento urbano, visando redefinir um
conceito alternativo de via que
identifique impactos na bacia hidrogrfica urbana.
Com o objetivo de encontrar elementos que possam, efetivamente,
proporcionar tal
articulao, h de se buscar nos planos de drenagem formas para
viabilizar solues
adequadas ocupao urbana, na perspectiva da implementao de um
coerente
ordenamento do espao, imbricado com a dinmica hdrica natural e
modificada.
A ocupao urbana de Belm, nas reas de cota baixa, provoca a
discusso
pertinente de como implementar desenhos urbansticos e
infra-estruturais de drenagem, de
forma a garantir coerncia do saneamento ambiental em meio ocupao
urbana especfica
de baixada.
A anlise dessas concepes tenta comprovar, atravs de pesquisa, a
necessidade de
uma viso mais abrangente. As estruturas de drenagem tornam-se
prioritrias e assumem
integralmente o papel de um sistema de saneamento. Nessas
condies, prope-se a
utilizao do conceito de via sanitria como contribuio para a
articulao entre
urbanstico e saneamento.
Tal conceito, revisto ao longo desta dissertao, alicerado no
significado da
funo hidrolgica do fundo de vale, atravs das estruturas de
drenagem e viria, criando
uma abordagem emprica. motivado pela possibilidade de
identificar a funo da via de
maior receptor de drenagem, buscando uma referncia estrutural
viria, caracterstica de
situaes de vias construdas em fundo de vale, as quais absorvem,
montante, grande
parte do escoamento das reas do entorno, ao mesmo tempo em que
assegurada a funo
urbanstica de acessibilidade de via.
Botelho (1998) elege a rua como base para definir o tipo de
escoamento superficial,
tendo suas caractersticas geomtricas longitudinais e
transversais utilizadas no projeto para
a possvel liberao dos espaos de fundos de vales e alteraes para
a definio de lotes,
25
visto que a dinmica de ocupao impossibilita que um plano
urbanstico possa imprimir o
carter global das intervenes. H uma preocupao, pelo autor,
quanto forma da
interveno, vinculando-a urbanisticamente ao conhecimento dos
fluxos naturais da rea e
sua relao com os outros eventos naturais, tanto em si, como do
seu entorno.
Observando o ritmo das ocupaes em reas de fragilidade ambiental
em Belm e o
grau de envolvimento das condies naturais nas estratgias
espaciais, constatamos a
desigualdade em relao implantao de infra-estrutura e a
necessidade de estratgias de
acessibilidade. Tal articulao, atravs da viabilizao de planos
especficos relevantes e
apoderados pela sociedade, tenta equilibrar a ocupao
intra-urbana (Lima, 2003).
Dessa forma, constri-se o problema de pesquisa, assim colocado:
na etapa de
concepo de projetos de infra-estrutura de drenagem como
introduzir um conceito de via
em reas ambientalmente frgeis ou de vrzea densificada, na
perspectiva de viabilizar, por
um lado, a recuperao da hidrologia do stio tomado do espao
urbano, e no outro, que
possa contribuir enquanto vetor de acessibilidade?
A pertinncia da articulao entre o plano urbanstico e o projeto
de saneamento
remete percepo das caractersticas naturais do stio e busca do
conceito de via
sanitria, levando em considerao o regime pluviomtrico e, ao
mesmo tempo, as
condies de acessibilidade, em decorrncia ao arranjo morfolgico
urbano. A necessidade
dessa articulao se deve preocupao com os efeitos sanitrios e
ambientais.
1.2 - Objetivos
A introduo de uma dimenso conceitual de via sanitria tem a
preocupao de
caracterizar a drenagem em espaos densificados, onde se procura,
atravs da implantao
de projetos de infra-estrutura, viabilizar uma hidrologia
suficiente, reconhecendo a estrutura
viria como parte de um sistema urbanstico ambientalmente
equilibrado.
Tem-se, assim, como objetivo geral desta pesquisa, investigar
parmetros de
planejamento para a drenagem das bacias hidrogrficas urbanas, em
consonncia com o
ordenamento territorial, visando qualidade ambiental dos
sistemas urbanos.
Os objetivos especficos so: a) investigar vnculos entre o
planejamento urbano e a
hidrologia, de modo a identificar as relaes entre variveis
utilizadas para descrever o
26
comportamento ambiental de uma bacia urbanizada e as medidas de
controle urbanstico; b)
avaliar a implantao e o funcionamento de vias sanitrias, bem
como o funcionamento das
mesmas como componentes do sistema de drenagem, do ponto de
vista urbanstico na bacia
da Estrada Nova, em Belm; c) criar, a partir da identificao de
interfaces entre
planejamento urbano (mais especificamente, da acessibilidade e a
gesto do saneamento),
os critrios para a efetivao de sistemas de saneamento mais
eficientes.
Os objetivos da pesquisa procuram demonstrar a importncia da
relao entre a
noo urbanstica de via e questes estruturais de saneamento,
fundamentadas em
ambientes tpicos de pluviometria elevada, caracterizando grandes
caudais que escoam
pelas vias da cidade de Belm.
1.2 - Justificativa
Em Belm, existem aspectos fundamentais no ambiente urbano que
permitem
refletir a importncia de associar os ndices urbansticos aos
infra-estruturais. A relao
entre esses elementos estabelecida partir de um vis histrico da
forma como foram
implantados os sistemas virios e urbansticos e as obras
infra-estruturais. Geralmente, o
virio se sobrepe drenagem, o que possibilitou historicamente a
implantao de vias sem
drenagem adequada e abrangente ou profunda preocupao com a
drenagem da via,
definida como drenagem longitudinal (Pereira, 2004).
Um aspecto relevante, na abordagem de modificao do espao urbano,
a questo
dos fatores naturais do ambiente, configurados na bacia por
fatores hidrolgicos. A cidade
entrecortada por furos e igaraps, que hoje esto se modificando
em grande parte devido
dinmica de crescimento urbano e, sobretudo, em funo da integrao
e acesso para o
centro e subcentros urbanos (Lima, 2003).
O outro fator o meteorolgico, cuja significncia no cenrio urbano
de Belm e da
bacia elevada, em funo do alto ndice pluviomtrico,
caracterizando um regime de
chuvas intensas constantes, alterado apenas em perodos de menor
intensidade, com uma
constncia de grandes precipitaes (Bastos et al., 2002).
Significa dizer que em Belm, h
uma vazo elevada, geralmente atravs de drenagem profunda em
direo aos fundos de
vales, impermeabilizados devido ao uso virio.
27
Durante anos, os aterramentos, sobretudo de miolo de quadra
(somatria dos fundos
dos quintais), serviram como tentativa de evitar alagamentos nos
lotes, sendo feitos com
pouca orientao do poder pblico.
Nessa linha de anlise, a questo da drenagem urbana caracterizada
na bacia da
Estrada Nova, em Belm, por obras improvisadas, principalmente de
microdrenagem.
Diante da tentativa de resolver problemas de alagamentos jusante
dos canais de
macrodrenagem, os aterramentos so configurados gradativamente
nas reas de cota
alagada ou de alagamento.
Assim, os grandes aterramentos foram impulsionados cada vez mais
pela
necessidade de projetos comprometidos com a possibilidade de
relacionar ndices
urbansticos que busquem introduzir elementos compatveis com a
realidade de uma bacia
urbanizada, na qual o vetor urbano estruturou-se, em contraponto
com as condies
naturais, tanto pela densidade como pela forma como foi
implantada a infra-estrutura dos
sistemas virios e de drenagem.
A possvel gerao de mecanismos de integrao no planejamento urbano
caminha
ao encontro do controle urbanstico ambiental, nos grandes
aglomerados urbanos
brasileiros. No entanto, o processo lento e gradual: pouqussimas
cidades possuem planos
diretores de drenagem urbana, um instrumento orientador das guas
superficiais de um
municpio (Tucci, 2000).
Uma das causas da ausncia de planejamento o custo de operao e
manuteno
do sistema de drenagem urbana, pois so raras as cidades que
possuem sequer cadastro da
rede de drenagem implantada, dificultando o controle e,
principalmente, um efetivo
planejamento contra inundaes, eroses, etc. Uma das principais
causas desses problemas
, supostamente, a falta de complementaridade entre os fatores
hidrolgicos naturais e as
leis urbansticas de uso e ocupao do solo (ABRH, 2000).
Como parte da pesquisa, buscar-se- uma anlise espacial na bacia,
a qual possui
uma ampla relao com a hidrologia urbana da cidade, propondo
elementos para uma
mudana de concepo, objetivando uma relao mais prxima entre plano
urbanstico e
infra-estrutura, sobretudo em reas de ocupao informal, onde os
problemas advindos do
crescimento espacial desordenado apresentam disfunes entre a
implementao do Plano
Diretor Urbano, os projetos de infra-estrutura e a natureza das
ocupaes.
28
Uma das principais causas desses problemas , supostamente, a
falta de articulao
entre aes de saneamento e gesto urbanstica. At ento, pouca ou
nenhuma a
coordenao entre aes urbansticas e obras de drenagem local,
sobretudo nas bacias
urbanas de Belm.
O uso do espao pblico rua, ao ser confrontado com a concepo
hidrolgica,
impe uma reviso dos princpios de planejamento virio e de
infra-estrutura, uma vez que
o espao pblico tambm reconhecido como local de circulao,
socializao e troca. Da,
a necessidade de relacionar projetos de drenagem com determinaes
urbansticas contidas
em planos diretores e projetos.
1.4 - Metodologia da pesquisa
A metodologia utilizada na pesquisa aborda a necessidade de
relacionar aspectos
urbansticos com sistema de drenagem natural e implantada, atravs
da reviso de um
conceito estabelecido para vias pblicas. Os mtodos de pesquisa
abrangem trs aspectos
bsicos, a saber:
a) A antiga formao natural do stio, onde prevalecia a formao de
crregos, rios e
igaraps;
b) A forma e a intensidade como foram organizadas as pores
ocupadas na bacia da
Estrada Nova;
c) As caractersticas fsicas naturais e o resultado das
intervenes por meio de
projetos de sistema virio.
1.4.1 - rea objeto da pesquisa de campo
A pesquisa utiliza um estudo de caso. A rea escolhida foi a
bacia hidrogrfica
urbana Estrada Nova, por apresentar condies histricas que levam
ao enquadramento
para a pesquisa. Primeiramente, sua formao advm da criao de um
grande dique
chamado dique da Estrada Nova, criando uma nova dinmica
hidrolgica. O segundo ponto
diz respeito aos 13 significativos igaraps que a bacia possua,
incluindo o Baltazar, maior
igarap da bacia, e inmeros e pequenos crregos. A terceira condio
a pluviometria
elevada, caracterstica de todas as bacias da cidade. O quarto
aspecto relaciona a
29
movimentao urbanstica, ou seja, a criao e consolidao das ruas,
praas, etc.
modificando, com o passar do tempo, a hidrografia natural do
stio, criando endmicos
problemas.
A concepo que orienta a pesquisa pressupe relacionar o sistema
de drenagem
de guas pluviais, implantado como um sistema de saneamento,
portanto relevante na
tentativa do planejamento das cidades e no equilbrio de reas
frgeis de vrzea. A outra
concepo permite observar a viso j consagrada de rua enquanto
espao de socializao e
corredor de infra-estrutura (Cardoso, no prelo) e que d suporte
para o estudo da
reconceituao de via sanitria, objeto geral da pesquisa.
1.4.2 - Pesquisa bibliogrfica
O trabalho resultado de uma pesquisa bibliogrfica, documental e
de campo. A
anlise da bibliografia deteve-se no estudo de sistema de
drenagem, comportamento
hidrulico, hidrolgico e meteorolgico de uma bacia urbanizada,
alm dos aspectos
urbansticos, atravs de autores que abordam temas como estudo da
conceituao de
urbanismo, da densidade urbana e o histrico dos planos diretores
no Brasil.
1.4.3 - Pesquisa documental
A pesquisa documental constituiu-se de levantamento em
documentos de Leis
Municipais de Uso do Solo, mapas aerofotogramtricos dos anos de
1942, 1973, 1977 e
1998, Plano Diretor Urbano, teses de doutorado em Arquitetura e
Urbanismo, alm de
seleo de 15 projetos de drenagem e pavimentao das principais
ruas da bacia.
Os mapas de 1942, 1973, 1977 e 1998 possibilitaram a observao
das modificaes
da bacia, a qual definiu, com o tempo, novos formatos em
decorrncia do processo de uso
do solo atravs da dinmica forma e informal. Essas alteraes
ocorreram notadamente nas
reas consagradas pela legislao como no-edificantes como, por
exemplo, as reas de
vrzea, rios e igaraps.
Outro elemento que orienta a fundamentao da pesquisa a seleo de
15 projetos
de drenagem e pavimentao das principais vias da bacia, que
serviu de base para analisar,
30
a partir da observao em campo, a concordncia com o projeto e as
condies de
funcionamento do sistema hidrolgico.
A anlise das leis permitiu conhecer o planejamento virio do
Municpio de Belm
atravs das leis e, sobretudo entender as diferenas entre zonas
de uso do solo e
hierarquizao viria. O Plano Diretor Urbano - PDU serviu de
suporte para a leitura das
normas legais, pois a Lei de Uso de 1999 apresenta, por exemplo,
esse plano.
1.4.4 - Pesquisa de campo
A pesquisa de campo, a partir da pesquisa bibliogrfica, foi
realizada considerando
dois aspectos. O primeiro, atravs dos 15 projetos citados na
pesquisa documental, se
constituiu de levantamentos topogrficos e visitas nas reas que
efetivamente sofreram as
intervenes baseadas nos projetos. Esse levantamento baseou-se na
medio de
comprimento e largura de vias e dados hidrolgicos, como dimetros
da tubulao
implantada a partir dos projetos, as cotas altimtricas obtidas
atravs dos levantamentos
altimtricos e singularidades (poos de visitas e bocas de
lobo).
O segundo aspecto da pesquisa de campo se consistiu de
entrevistas a trs gestores
municipais de saneamento e dois projetistas. Eles foram os
principais autores de todos os
projetos implantados na Bacia da Estrada Nova, somando-se mais
de 10 km de rede
implantada, executados na bacia durante cerca de 30 anos de
gesto pblica na bacia
hidrogrfica urbana Estrada Nova.
Um tringulo compreendido pelas Avenidas Roberto Camelier,
Fernando Guilhon e
Bernardo Sayo tornou possvel a observao de algumas mudanas e a
comparao das
pocas de 1942 a 1973 com a de 1998.
A pesquisa de campo foi baseada na cartografia existente e
permitiu avaliar
caractersticas fsicas como: mudanas das reas de alagamento dos
canais contribuintes na
bacia e tamanho dos talvegues, alm da influncia em funo dos
rearranjos urbansticos. O
enquadramento, atravs de suas dimenses e configuraes, do tipo de
bacia hidrogrfica
urbana definida na literatura brasileira, foi outro parmetro
utilizado na pesquisa.
Foram realizadas entrevistas com os ex-secretrios da Sesan/PMB:
os engenheiros
Luiz Otvio Mota Pereira, Wadir Honcy e Cndido Arajo Filho, e com
os tcnicos: o
31
engenheiro Eduirbe Castro de Arajo e o topgrafo Vital Lins.
Essas entrevistas tiveram a
finalidade de avaliar a compatibilidade entre estruturao
urbanstica e planos de infra-
estrutura de drenagem.
Preocupaes quanto integrao dos sistemas de drenagem em funo
dos
problemas de alagamentos montante das intervenes, forma como o
poder pblico
lidava com as remoes na rea de implantao dos projetos e o que
significava o termo via
sanitria para os ex-gestores da secretaria de saneamento, que
participaram de
significativas modificaes na bacia, foram pontos fundamentais
nas entrevistas realizadas,
cujos roteiros seguem anexos dissertao.
1.4.5 - Anlise
O estudo da reconceituao do termo via sanitria foi baseado a
partir dos
elementos citados no trabalho como pluviometria elevada e,
conseqentemente, a conduo
de grandes caudais jusante; histrico da hidrografia (configurao
dos crregos e igaraps
a partir de 1942); aspectos urbansticos como comprimento,
largura e hierarquia viria das
vias selecionadas na mapoteca do municpio. Esses aspectos foram
considerados a partir
dos mapas e leis municipais. O sistema de drenagem, colocado em
cada rua, avaliando as
cotas e pontos de alagamentos, foi outro aspecto observado na
pesquisa.
Para avanar ao ponto importante de viabilizar a anlise para,
enfim, relacionar
esses aspectos, os mapas aerofotogramtricos citados foram
cotejados, verificando as
mudanas no que se refere ocupao, s cotas altimtricas e
hidrografia. A partir do
aerofotogramtrico de 1998, foram organizados mapas da rede de
drenagem da bacia,
conjugando todas as intervenes e informaes como: grau de
impermeabilizao da
bacia, toda a rede projetada e implantada nos ltimos 30 anos,
alm do dimetro e da
declividade de cada trecho estudado, pontos de alagamentos e a
estruturao das sub-bacias
de drenagem, considerando as modificaes ocorridas na bacia.
As hierarquizaes virias das leis municipais de 1988 e 1999
serviram de base para
relacionar as funes capacidade hidrulica das vias. Pressupe-se
uma vinculao dessas
hierarquizaes a um reconceito das vias a partir de uma anlise da
hidrografia e da
32
intensidade pluviomtrica de uma bacia urbana, buscando uma
concepo mais atualizada
de bacia hidrogrfica urbana.
1.5 - Estrutura da dissertao
Este trabalho apresenta cinco Captulos e se inicia com a
discusso do comportamento hidrolgico das bacias urbanas. Aborda,
entre outros aspectos, o conceito e
as caractersticas de uma bacia hidrogrfica urbana, as medidas de
precipitao, o balano
hdrico da bacia hidrogrfica urbana e o sistema de drenagem
urbana.
O segundo Captulo apresenta uma reviso bibliogrfica sobre as
bacias urbanas,
incluindo escoamento superficial, implantao de redes de
drenagem, precipitao mxima,
entre outros aspectos.
O terceiro Captulo aborda a relao histrica dos planos de cidades
e as polticas de
infra-estrutura. Traz um levantamento das concepes que
determinaram historicamente a
organizao espacial, o sistema virio e o desenvolvimento econmico
das cidades
brasileiras, em especial, do Municpio de Belm.
O quarto Captulo apresenta a localizao, a caracterizao e a
estrutura da Bacia da
Estrada Nova. Aborda a situao hidrolgica da bacia nos anos 1940
a 1973 e atualmente,
relacionando os indicadores sociais, as situaes urbansticas e as
intervenes nelas
realizadas. Finaliza, apresentando um quadro das vias
estudadas.
Na Concluso, este trabalho apresenta o conceito reconsiderado de
via sanitria na
Bacia da Estrada Nova, a partir da anlise histrica das
intervenes pblicas.
33
Captulo II - Comportamento hidrolgico das bacias urbanas 2.1 -
Aspectos gerais da hidrologia e sua relao com a drenagem urbana
O aumento da concentrao humana nas cidades criou o desafio de
solucionar
satisfatoriamente os problemas do uso desordenado do solo
urbano, cristalizados nas
ocupaes em reas frgeis, sobretudo em ambientes hdricos como
bacias urbanas, onde
predominam interferncias no movimento natural das guas
provenientes das chuvas intensas.
Esse fenmeno demogrfico traz incmodos, tanto ao poder pblico,
enquanto agente
de planejamento urbano, ao ambiente de vrzea, pela sua natureza
crtica ambiental, e ao
prprio muncipe, devido relao natural de causa e efeito.
Por se tratarem de reas urbanas, o desafio para a gesto do
municpio articular o
controle dos problemas decorrentes do acmulo de gua ao
ordenamento do espao da cidade,
para controlar seu uso e ocupao, isso tudo vinculado densidade
adequada para as funes
urbanas.
Esses problemas de ocupaes levaram estudiosos de vrios pases da
Europa e dos
Estados Unidos a rever a definio dos termos hidrologia e
drenagem urbana nas cidades,
aperfeioando conceitos em funo da relao com o crescimento das
cidades. Os conceitos
criados naqueles pases apresentavam uma abordagem cientfica e,
sobretudo ambiental,
incentivando uma viso de carter holstico de uma bacia
hidrogrfica. Tal processo se
desenvolveu a partir da evoluo da tecnologia, na qual as
observaes atravs de satlites e
modelos simulando eventos hidrolgicos naturais so smbolos mais
latentes e as respostas
passaram a ter leituras multidisciplinares (Silveira, 2000).
Do ponto de vista semntico, segundo o dicionrio Larousse (2004),
hidrologia
cincia que trata das propriedades mecnicas, fsicas e qumicas das
guas martimas e
continentais. Drenagem, por sua vez, denomina-se a sada natural
ou auxiliada por drenos,
da gua existente em um solo; conjunto de procedimentos e operaes
realizadas para facilitar
a sada dessa gua.
Essas definies apresentam um carter complementar em funo da
necessidade de
entender o fenmeno a partir, tambm, da drenagem natural de uma
bacia. Entretanto, para
introduzir uma nova abordagem, o termo drenagem foi visto por
aqueles pases como aes
34
estruturais em que no havia preocupaes com a bacia na sua
totalidade. A dimenso da
interveno era limitada e geralmente movimentava um alto volume
de recursos ao errio.
Como conseqncia, os problemas de alagamentos nos trechos crticos
(baixos) jusante da
obra de drenagem transferiram o alagamento de um ponto para
outro na bacia (Tucci, 1995).
No fim dos anos de 1960, foi percebida a importncia do
entendimento dos
fenmenos climticos e meteorolgicos, em funo dos efeitos sobre a
cidade, principalmente
em relao a seus processos de ocupao no solo ou hidrologia urbana
(Silveira, 2000).
A partir de ento, nos E.U.A. e inmeros pases da Europa, drenagem
urbana passou a
ser definida a partir de um planejamento da bacia, existindo,
assim, uma relao entre as
aes estruturais (construes de galerias, poos de visita, etc.) e
no-estruturais (leis,
zoneamentos, mudanas de traado virio, etc.). Com um amplo
conhecimento histrico da
hidrologia da bacia, h diminuio sensvel dos problemas originados
das chuvas mximas,
sobretudo os financeiros (Tucci, 1995).
Essa situao levou a concepo de drenagem urbana, desenvolvida no
Brasil at os
anos de 1980, a ser vista criticamente pela nova gerao de
hidrlogos, gegrafos e
sanitaristas como solues pontuais (Silveira, 2000). A crtica
corroborava a nova viso dos
pases desenvolvidos e se embasava em uma viso reducionista de
interveno espacial no
que se refere ao controle das guas na bacia urbana, limitando-se
apenas construo de
equipamentos de drenagem para dar suporte s obras virias.
2.2 - Bacia hidrogrfica
2.2.1 Aspectos gerais
A bacia hidrogrfica pode ser definida como um sistema hdrico no
qual a drenagem
feita a partir da converso, por diferena de cota, de toda a
massa lquida para um nico
ponto, chamado enxutrio, seguindo para um rio, mar ou oceano,
como ponto final de
desge (ABRH, 2000).
Bacia hidrogrfica pode ser definida tambm como um conjunto de
reas que, em
funo da relao entre nveis ou cotas, drenam seus afluentes para
um ponto de nvel mais
baixo entre elas. Tambm pode ser definida por uma rea fechada
topograficamente em um
ponto cuja vazo dimensionada atravs desse mesmo ponto (Garcez
& Alvarez, 1999).
A Figura 1 exemplifica uma bacia hidrogrfica, na qual observa-se
o sistema e sua
tendncia a um nico ponto por diferena de cota.
35
Figura 1 - Bacia hidrogrfica.
Fonte: Agncia Nacional de guas ANA, 2004.
As caractersticas topogrficas definem cada bacia, criando seu
carter nico. Alguns
aspectos extrados so relevantes para o estudo do comportamento
de uma bacia hidrogrfica
rural ou urbana. Esses aspectos tm relao direta com a diferena
de nvel na malha
hidrolgica ou sua altimetria, proporcionando elementos que
permitem calcular a distribuio
da bacia por nveis de altitude, da distribuio do escoamento
superficial e subterrneo.
Agregada fisiografia, a bacia hidrogrfica ajuda a traduzir
algumas informaes
importantes, como o volume em funo do tempo ou vazo, a
velocidade, etc.
As bacias urbanas brasileiras, devido aos problemas de gesto da
sua malha hdrica
natural, esto alterando suas caractersticas. A questo natural da
cobertura vegetal, relevo,
aspectos caractersticos de geologia, geomorfologia, topografia,
topologia, etc. esto em
processo de modificaes, devido s necessidades do uso e ocupao
desses espaos para
outras atividades (Silveira, 2000).
As bacias hidrogrficas apresentam caractersticas diversas, tanto
do ponto de vista
quantitativo como qualitativo. A relao dos eventos precipitao e
escoamento, em funo
do tempo, caracterizam as bacias em relao aos efeitos de mudanas
em sua dinmica.
Existe uma combinao de toda a hidrografia da bacia com o ciclo
hidrolgico, quando se
relaciona a precipitao.
O ciclo hidrolgico pode ser definido como um balano de massa de
gua nos estados
lquido e gasoso, que atravs das mudanas de temperatura,
interagem com a hidrografia da
36
bacia no decurso da evaporao, transpirao das plantas,
precipitao, infiltrao e
escoamento superficial. Assim, a precipitao ou a chuva e o
escoamento superficial, ou seja,
a relao entre a quantidade total precipitada e escoada pela seo
considerada ou enxutrio
da bacia (Garcez & Alvarez, 1999), so fundamentais para a
definio da hidrografia da bacia.
A Figura 2 representa esquematicamente o processo do balano
hdrico, em funo do
ciclo hidrolgico em bacias hidrogrficas.
Figura 2 Demonstrao de um ciclo hidrolgico. Fonte: . Acessado em
15 de janeiro de 2004.
No que se refere influencia de precipitaes intensas nas bacias,
as precipitaes, de
modo geral, podem ser descritas como um fenmeno no qual, devido
concentrao de gua
na atmosfera em forma de vapor, ao receber influncia de
temperatura, condensa-se para
outros estados. Este estudo trata do estado lquido que, em
certas condies, precipita-se
sobre uma determinada rea, em forma de chuva.
Existem trs tipos de chuvas, em funo da maneira com que a
temperatura se
expressa na atmosfera: frontais, orogrficas e convectivas (Zahed
& Marcellini, 2000). As
frontais e orogrficas, pelas suas caractersticas, fogem do
escopo deste trabalho em funo de
a primeira estar relacionada com bacias de grandes reas de
contribuies e a segunda receber
precipitaes de grande durao, respectivamente.
As chuvas convectivas ou de conveco trmica podem ser definidas
como a ascenso
brusca de uma quantidade de massa de ar aquecido, devido a sua
proximidade com o solo, que
recebeu incidncia de raios solares, o que resulta uma rpida
subida do vapor dgua
aquecido. Esse movimento promove um forte resfriamento das
massas de ar, que se
condensam, originando nuvens e precipitaes intensas.
http://ge%C3%B3logo.com.br.htm/
37
A chuva convectiva, para os especialistas (engenheiros,
hidrlogos, etc.), o evento
mais importante e corroborada por muitos estudiosos em
hidrologia, porque apresenta
grande intensidade, pouca durao e picos de altura pluviomtrica
elevada, caracterizando
chuvas intensas (Garcez & Alvarez, 1999). Atravs dela e do
escoamento superficial
originado, projetam-se solues de drenagem para a convivncia e
controle de suas
conseqncias em pequenas bacias hidrogrficas urbanas.
2.3 - Definio de bacia em rea urbana 2.3.1 - Mtodo racional
Para pesquisar o desempenho da drenagem de uma bacia hidrogrfica
urbana, a partir
de uma precipitao intensa, avaliando a chuva efetiva e
escoamento superficial direto,
necessrio distinguir uma pequena, mdia e grande bacia
hidrogrfica. A definio est
relacionada ao mtodo de obteno dessas variveis.
Existem duas consagradas abordagens na literatura tcnica, quando
se trata de
hidrologia urbana: o mtodo racional e o hidrograma unitrio
(Porto, 1995). Sua
aplicabilidade est vinculada rea de drenagem da bacia e s
hipteses de situaes
adequadas para um determinado fim.
O mtodo da teoria do hidrograma unitrio est relacionado ao
clculo de parmetros,
como chuva efetiva, vazo, rea de contribuio, etc., de mdias e
grandes bacias
hidrogrficas.
O mtodo racional adequado para bacias pequenas e observa-se que
no h muita
clareza sobre seu uso adequado. A definio do tamanho da
superfcie de uma bacia
hidrogrfica , via de regra, imprecisa, em funo dos dados
naturais do seu comportamento
(Tucci, 2000).
O DAEE/Cetesb (1980) afirma que no possvel utilizar o mtodo para
bacias acima
de 1 km2. J Azevedo Neto (1991) valida o mtodo at 1,5 km2.
Diferentemente, Bastos
(1999) prope um dimensionamento de rede de drenagem pelo mtodo
racional de bacias
hidrogrficas de at 5 km2. Porto et al. (2000) prope, para a
validade desse mtodo inferior a
2,5 km2.
No entanto, entre os autores supracitados, o consenso sobre o
que pode ser uma
pequena bacia de drenagem o tempo de concentrao do caudal na
bacia, que deve ser de,
no mximo, 1 hora.
38
Os critrios que possibilitam o uso do mtodo racional para o
clculo da vazo de pico
de uma bacia urbana, e que levam a crer que ela encontra-se
nessa faixa de superfcie, variam
de 1 a 5 km2. Eles podem, definitivamente, caracterizar uma
bacia pequena. O DAEE/Cetesb
(1980) e Porto (1995) apontam caractersticas para a definio do
uso do mtodo racional em
bacias hidrogrficas urbanas:
a) A chuva efetiva considerada uniformemente distribuda no tempo
e no espao;
b) O escoamento superficial exclusivo de superfcies e no
privilegia interfaces com outras
estratificaes;
c) O armazenamento ou amortecimento de vazes no processo
desprezvel;
d) O tempo de concentrao do caudal na bacia igual ao tempo de
permanncia da chuva na
bacia.
2.3.1.1 - Tempo de recorrncia
A hidrologia urbana, quando se refere a pequenas bacias cuja
base de anlise
realizada atravs do mtodo racional, associa o tempo de retorno
ou de recorrncia a projeto
de drenagem urbana. Independente da proposta de implantao de
drenagem artificial, o
tempo de retorno traduz a probabilidade de uma determinada
precipitao, que ser igualada
ou superada. O perodo de recorrncia definido em anos nos quais,
provavelmente, um
determinado fenmeno pluvial se repetir ou ser superado pelo
menos uma vez, nessa faixa
temporal, determinada pelo tipo de escoamento.
Em se tratando de obra de drenagem, tal fator assume aspectos
que vo alm das
anlises de fenmenos naturais. A escolha do perodo de recorrncia
tem relao direta com
aspectos econmicos e sociais, que se traduzem em custos de
intervenes e tamanho do
empreendimento.
Essa varivel responsvel, em parte, por vrios problemas
enfrentados nas bacias
urbanas, pois como o grau de interferncia est diretamente ligado
ao tempo de retorno ou
recorrncia, por vezes, se sub-dimensiona uma ao estrutural para
no onerar os cofres
pblicos. Esse fator tambm causa o agravamento de problemas,
sobretudo do ponto de vista
hidrolgico, como por exemplo, a ocupao em reas de importncia
para o escoamento de
uma sub-bacia de contribuio ou ocupao nos canais receptores da
drenagem urbana
(Botelho, 1998).
39
No Brasil, a comunidade tcnico-cientfica, atravs de muitas
entidades ligadas ao
setor de drenagem urbana, fixa perodos de retorno que orientam
grande parte dos projetos,
conforme Tabela 1 (Porto, 1995):
Tabela 1 - Perodos de retorno para diferentes ocupaes da
rea.
Tipo de obra Tipo de ocupao da rea T (anos)
Microdrenagem Residencial 2
Microdrenagem Comercial 5
Microdrenagem reas com edifcios de servios ao pblico 5
Microdrenagem Aeroportos 2-5
Microdrenagem reas comerciais e artrias de trfego 5-10
Macrodrenagem reas comerciais e residenciais 50-100
Macrodrenagem rea de importncia especfica 500 Fonte: Associao
Brasileira de Recursos Hdricos ABRH, 1995.
2.3.1.2 - Tempo de concentrao
Alguns elementos so significativos para definir os pressupostos
de uso do mtodo
racional, ou seja, a afirmao de que o tempo de concentrao na
bacia igual ao tempo de
durao da chuva efetiva, pois ele essencial para conferir pequena
bacia de drenagem as
condies para o clculo dos parmetros (vazo, velocidade, etc.) que
permitam elaborar
planos de drenagem com relativa eficincia.
O tempo de concentrao em uma bacia hidrogrfica urbana pode ser
definido,
juntamente com o coeficiente de escoamento superficial C, como
os mais importantes para
a caracterizao do mtodo de avaliao do desempenho de uma bacia
urbana (Porto,
1995).Como a intensidade inversamente proporcional durao da
chuva efetiva, o seu
valor mximo corresponde menor durao, para a qual a contribuio
mxima (Bastos,
1999).
H diversas maneiras de calcular o tempo de concentrao, desde as
frmulas
empricas,em funo das caractersticas da bacia (rea, declividade,
comprimento do talvegue,
rugosidade das superfcies, etc.), at a mxima aproximao das
condies que as geraram
(Porto et al. 2000). Outros clculos so as equaes da hidrulica,
com um certo carter de
40
legalidade mais geral, como da onda cinemtica (Azevedo Neto,
1991). Essa equao pode
ser descrita:
Tc = L/V;
Tc = tempo de concentrao
L = comprimento do trecho homogneo em m
V = velocidade de escoamento do trecho em m/s.
O tempo de concentrao na bacia necessrio para que toda a
contribuio para a seo
seja considerada. Ela formada por tempo inicial (ti) ou tempo
percorrido de um ponto mais
desfavorvel da bacia at a primeira referncia considerada, e o
tempo (tt), chamado de
translao ou tempo de percurso na prpria rede de drenagem
(bueiros, galerias e canais).
2.3.1.3 - Elementos que compem o clculo da vazo Q
A descrio das variveis na frmula do mtodo racional, defendida
por Porto et al.
(2000), Azevedo Neto (1991), Bastos (1999), Botelho (1998) e
DAEE/Cetesb (1980), no
apresentam divergncias entre os elementos que compem a frmula,
por isso sero descritos
abaixo, como um compndio consensual, baseado nos estudiosos
citados anteriormente.
Intensidade pluviomtrica I
A intensidade pluviomtrica "i" representa a chuva efetiva sobre
uma determinada rea
na unidade de tempo, relacionada leitura pluviomtrica medida por
sua altura, o que conduz,
para a expresso do mtodo racional, adoo desse valor em
mm/h.b
Esse parmetro de clculo, segundo Bastos (1999), possui
importncia fundamental
para a quantificao do escoamento a partir da chuva que lhe deu
origem, pois traduz a
variao da altura da precipitao em funo da durao do tempo e do
perodo de retorno,
cuja vinculao ao tipo de rea drenada pode ser encontrada na
dimenso da micro ou da
macrodrenagem.
Sobre esse fato, Bastos (1999) tambm afirma: Qualquer que seja a
expresso da chuva de uma regio, a intensidade pluviomtrica leva
sempre em considerao dois princpios fundamentais: a) a chuva ser
mais intensa quanto menor seja sua durao; b) quanto mais rara for a
chuva, maior ser sua intensidade. Esses dois princpios refletem os
mais fortes condicionantes que interferem nas relaes intensidade
pluviomtrica/durao/perodo de recorrncia, demonstrando ser aquela
intensidade inversamente proporcional durao e diretamente
proporcional ao perodo de recorrncia.
41
Dessa forma, a chuva mxima de projeto a ser utilizada na definio
da descarga ser
aquela para a qual se determinou uma durao "t", que corresponda
a um perodo de
recorrncia T. Usualmente, considera-se, nos sistemas urbanos de
microdrenagem, a chuva de
freqncia de 2 anos na Tabela 1, ou seja, aquela determinada para
o perodo de recorrncia
de 2 anos. No caso de canais de macrodrenagem, comum a adoo do
perodo de 50 anos,
sendo, entretanto, bastante variados os valores adotados.
Coeficiente de escoamento superficial C
O coeficiente de escoamento superficial "C" , sem dvida, o
parmetro de clculo de
mais completa definio entre todos os outros envolvidos pela
determinao da vazo de pico,
atravs do mtodo racional. Na definio de bacia pequena, em que se
adequam todos os
princpios, tempo de concentrao igual da chuva efetiva e
armazenamento desprezvel,
o coeficiente C exprime a parcela da chuva total que se
transformou em escoamento
superficial (Bastos, 1999).
Considerando uma diversidade de tipos de solos no clculo da
vazo, nas diversas
reas de contribuio, necessrio um coeficiente de escoamento
superficial mdio (Porto,
1995), que pode ser representado por:
C = 1 C i . A i , onde
A
C = coeficiente de escoamento superficial mdio;
Ci = coeficientes de escoamentos superficiais caractersticos
para cada uma das reas
de contribuio envolvidas;
Ai = rea de cada superfcie individualizada pelos coeficientes de
escoamento Ci.
A = rea total da bacia.
Os valores usualmente adotados para C esto apresentados na
Tabela 2.
Tabela 2 - Valores dos coeficientes de escoamento superficial
direto "C".
OCUPAO DO SOLO
VALORES "C"
DE EDIFICAO MUITO DENSA: partes centrais, densamente construdas
de uma cidade com rua e caladas pavimentadas.
0,70 A 0,95
DE EDIFICAO NO MUITO DENSA: Partes adjacentes ao centro, de
menor densidade de habitaes, mas com ruas e caladas
pavimentadas.
0,60 - 0,70
42
DE EDIFICAO E COM POUCAS SUPERFCIES LIVRES: partes residenciais
com construes cerradas, ruas pavimentadas.
0,50 - 0,60
DE EDIFICAO COM MUITAS SUPERFCIES LIVRES: partes residenciais
com ruas pavimentadas, mas com muitas reas verdes.
0,25 a 0,50
DE SUBRBIOS COM ALGUMA EDIFICAO: parte de arrabaldes e subrbios
com pequena densidade de construes.
0,10 a 0,25
DE MATAS, PARQUES E CAMPOS DE ESPORTES: partes rurais, reas
verdes, superfcies arborizadas, parques ajardinados e campos de
esporte sem pavimentao.
0,05 a 0,20
Fonte: Porto (2000). 2.3.1.4 Equaes para o clculo da vazo Q
A descrio das tcnicas e fundamentos de clculos de pequenas
bacias urbanas,
atravs dos mtodos racionais para dimensionamento da vazo, seguem
a mesma orientao
do item anterior (2.3.1.3) e sero, assim, apresentados
consensualmente.
Para o dimensionamento hidrulico, surge como primeiro parmetro a
ser definido, a
descarga da bacia, denominada pela vazo afluente, cuja avaliao
se faz quase sempre por
via indireta.
A razo, para que sejam adotados procedimentos indiretos na
definio da vazo
afluente, decorre do fato de ela ser o resultado do escoamento
das precipitaes referidas das
pequenas bacias contribuintes que, por suas dimenses e durao, no
permitem leituras
diretas de descarga.
Com a finalidade de se quantificar o escoamento, definido atravs
da descarga de
projeto, adota-se o modelo de clculo que permite estabelecer a
relao de causa e efeito entre
a descarga e a precipitao que lhe deu origem.
Segundo Azevedo Neto (1991), a frmula matemtica que expressa o
mtodo racional
descrita da seguinte maneira:
Q = C.I. A.
Sendo Q a vazo de pico em m3/s; C = coeficiente adimensional
relacionado com a
parcela da chuva total que se transforma em chuva efetiva; I =
intensidade mdia da chuva em
mm/hora, que no mtodo racional considerada constante e A = rea
da bacia em km2.
43
Equao da chuva
As equaes de chuva so sistematizaes de sries histricas da relao
entre
intensidade, durao e freqncia das precipitaes, as quais permitem
sua representao na
forma de equaes. Basicamente, so duas as expresses que definem a
chuva de projeto,
comumente utilizada em projetos (Azevedo Neto, 1991).
Equaes com a forma geral:
i = a . Tn , onde (t + b )m i = intensidade pluviomtrica em
mm/h;
a, b, m e n = parmetros locais;
t = durao de precipitao em minutos;
T = perodo de recorrncia em anos.
A equao possui parmetros peculiares relacionados a cada posto
pluviomtrico,
correspondente srie histrica de cada local medido. Os parmetros
locais a, b, m e n
diferenciam as equaes, impossibilitando o uso em outra rea.
Algumas expresses so
exemplificadas abaixo, incluindo a do Municpio de Belm:
a) Para Curitiba, do engenheiro Pedro Viriato Parigot de Souza:
i = 5950 . T 0,217 (t + 26) 1,15 b) Para So Paulo, do engenheiro
Paulo Sampaio Wilken:
i = 3468,7 . T 0,172 ( t + 22) 1,025
c) Para o Rio de Janeiro, do engenheiro Ulisses Alcntara; i =
1239 . T 0,15
(t + 20) 0,74
d) Para Belm, a Prefeitura Municipal estabeleceu a seguinte
expresso: i = 2300 . T 0,20 (t + 20) 0,91
44
Entretanto, por terem sido desenvolvidas para uma quantidade
maior de postos
pluviogrficos, desde 1960, essas equaes foram preferencialmente
utilizadas pelo extinto
DNOS (DAEE/Cetesb, 1980), o qual apresenta a frmula geral:
i = K ( a.t + b .log (1+ c.t)), onde t
i = intensidade pluviomtrica em mm/h;
t = durao em h;
a, b, c = parmetros definidos para cada um postos
pluviogrficos;
K = fator de probabilidade, dado por:
K = T +
T
T = perodo de recorrncia em anos;
= parmetro dependente da durao t;
= parmetro varivel com t e oposto considerado;
= 0,25
2.4 - Mtodo do hidrograma unitrio
O mtodo aplicado em bacias mdias e grandes, nas quais os
fundamentos que se
baseiam na teoria do mtodo racional no podem ser usados, pois
suas solues tornam-se
incuas. Porto (1995) demonstra abaixo as fragilidades do mtodo
racional, quando se trata de
bacias consideradas mdias ou grandes:
a) No possvel admitir a hiptese de intensidade constante da
chuva, ao longo de sua
durao, pois, medida que a durao da precipitao de projeto
aumenta, essa
hiptese torna-se menos vivel, em funo da variabilidade da
intensidade da
precipitao na prpria bacia;
b) A hiptese de inexistncia de armazenamento na bacia admitida
no mtodo racional
passa a ser pouco realista.
45
2.5 Influncia da densidade urbana nas bacias hidrogrficas
As bacias urbanas ou bacias com grandes aglomerados urbanos
apresentam
caractersticas que comprometem uma simples avaliao das relaes
meteorolgicas entre
chuva, escoamento superficial e acumulao dos caudais (Silveira,
2000).
No interior das bacias hidrogrficas urbanas, em funo dos
problemas sociais de
moradia, houve necessidade de espao para o uso do solo nas
cidades, o que levou ocupao
de terras ngremes e reas de vrzea. A Figura 3 relaciona o
aumento das vazes, quando h
influncia das mudanas no solo pelo processo de impermeabilizao,
tanto pblico, quanto
privado na bacia do Arroio Dilvio na cidade de Porto Alegre no
Estado do Rio Grande do
Sul..
Figura 3 Aumento das vazes em relao s mudanas no solo.
Fonte: Tucci, 1995.
As conseqncias desse aumento das vazes so os problemas
decorrentes do
crescimento de construes que modificaram o microclima e, ao
expandir as reas
impermeveis que, consorciadas s precipitaes intensas, levam ao
aumento dos picos de
46
vazes e causam extravasamentos dos canais receptores, devido
reduo do tempo de
concentrao (Porto, 1995), resultando em problemas de
alagamentos.
Quando os projetos de drenagem executados at os anos 1980, no
Brasil, so
submetidos avaliao, percebe-se o baixo nvel de evoluo dos
estudos entre os efeitos dos
processos de urbanizao (Tucci, 2000). O reconhecimento de
anlises a partir da dinmica de
uso e ocupao relacionada com os efeitos de uma precipitao
intensa, com todos os
parmetros envolvidos, vai desde o coeficiente de
impermeabilizao, que a relao entre a
rea total da bacia e a rea impermeabilizada (pblica e privada),
a avaliao da chuva de
projeto dentro da dinmica de uso da rede de drenagem, a relao
entre durao, intensidade e
freqncia, a vazo, a rea de contribuio, etc.
2.5.1 - Hietograma e hidrograma
O hietograma o grfico quantitativo da chuva efetiva ou excedente
em relao ao
tempo. O hietograma ou chuva efetiva ou hexc , pode ser
analisado luz de duas abordagens
para o seu clculo, evidenciadas por Porto (1995). Uma, calculada
atravs de relaes com
determinadas funes que levam em conta o total precipitado, por
exemplo, o tipo de solo,
ocupao do solo, umidade antes da precipitao, etc.
hexc= F(P, TS, OS, UA....) hexc = chuva excedente; P = total
precipitado (mm); TS = tipo de solo; UA= umidade
antecedente.
Esses parmetros esto relacionados precipitao total e sua interao
d origem
resultante denominada de chuva efetiva. Eles so determinados de
forma emprica e,
conseqentemente, necessitam de condies adequadas para seu
resultado. Os mtodos de
clculos dos parmetros mais utilizados so do nmero da curva do
Soil Conservation Service
SCS e o mtodo do coeficiente de escoamento superficial C,
utilizado para o clculo das
vazes de pico do mtodo racional (Porto, 1995).
A outra abordagem do hietograma est relacionada com o clculo das
perdas por
infiltrao, interceptao, reteno e outras. Esse mtodo pode ser
representado da seguinte
forma:
hexc = P - hperdas
hperdas = perdas totais provenientes dos processos relacionados
com infiltrao,
interceptao e outras.
47
Hidrograma a transformao do escoamento em superfcie do
hietograma ou
precipitao efetiva, dando origem a uma vazo que, em funo do
tempo, formata um outro
grfico que caracteriza tal vazo.
A Figura 4 caracteriza dois escoamentos superficiais que
demonstram a diferena
quantitativa entre uma bacia rural e uma urbanizada. A bacia
urbanizada apresenta um maior
pico de vazes em funo do aumento do escoamento proveniente do
aumento de reas
impermeabilizadas na bacia, conforme demonstra a Figura 4.
Figura 4 - Comparao entre hidrogramas de reas urbanizadas e reas
no-urbanizadas.
Fonte: Tucci, 1995.
Porto (1995) relaciona trs aspectos fundamentais que fazem parte
do hidrograma: o
primeiro chamado de ascenso, relacionado com a intensidade da
precipitao; a regio de
pico, rea prxima ao valor mximo, na qual, a partir desta, o
hidrograma comea a mudar de
inflexo, influenciado pela falta de alimentao proveniente da
diminuio da chuva ou
atravs do amortecimento, devido intermediao da bacia de
acumulao; por ltimo, temos
a recesso, quando ultrapassado o pico, significando o fim da
precipitao e do escoamento,
quando permanece apenas o escoamento subterrneo.
2.5.2 - Escoamento superficial
A importncia do escoamento superficial em contexto de bacia
hidrogrfica urbana
requer maiores atenes em funo das mudanas nos desenhos das
cidades que sofreram o
processo de urbanizao. Essas modificaes podem ser refletidas nas
preocupaes da forma
48
mais conseqente de elaborar projetos de drenagem urbana
condizentes com uma conjuntura
na qual o espao pblico torna-se mais exguo e as reas privadas
cada vez mais densas.
Alguns parmetros de projetos como chuva de projeto, vazo de
pico, rea de
contribuio, nvel de impermeabilizao, tempo de retorno, tempo de
concentrao,
hidrologia geral da bacia e escoamento superficial merecem
cuidados quanto influncia dos
aspectos de densidade e uso descontrolado de reas pblicas.
O escoamento superficial canaliza as maiores anlises por ser um
dos aspectos
fundamentais no comportamento hidrolgico e que, atravs dele,
aspectos dos outros
parmetros so avaliados, principalmente em relao ao balano hdrico
em bacias
urbanizadas e as mudanas, em funo do aumento de reas
impermeveis.
2.5.2.1 - Metodologia de anlise de um escoamento superficial
No balano hdrico de uma determinada precipitao em uma bacia
hidrogrfica, a
chuva excedente ou efetiva o resultante das perdas por evaporao,
retenes em depresses
e infiltrao. Ela a parcela que d origem ao escoamento
superficial (Porto, 1995).
Assim, a partir da precipitao chuva excedente, define-se o
escoamento superficial
direto, que nada mais do que a parcela da precipitao total, que
escoa pelo solo e que
torna-se mais densa rumo s partes mais baixas da bacia,
finalizando nos rios e mares. Esse
tipo de dinmica o maior responsvel pelas vazes de cheia,
sobretudo em pequenas bacias
(Porto, 1995).
Em bacias altamente urbanizadas, esse processo est bastante
modificado devido s
variaes com o tempo da superfcie, que em dinmica ascendente,
impermeabiliza-se em
funo do processo de ocupao. Essas variaes ocasionam o aumento da
chuva efetiva na
ordem de 300% a 400% e conseqentes problemas de enchentes e
alagamentos devido aos
obstculos impostos ao escoamento de montante e mudanas no
comportamento dos canais
receptores pela abreviao de picos de vazo, causando os mais
diversos problemas sociais e
econmicos.
49
2.6 - Drenagem urbana
No Brasil, a dinmica das populaes preocupa gestores e
planejadores urbanos, pois a
concentrao migratria se apresenta nas reas metropolitanas,
principalmente nas cidades
circunvizinhas das capitais brasileiras.
O crescimento acelerado dos aglomerados urbanos desencadeia
vetores de ocupaes
prejudiciais drenagem natural da cidade. Do ponto de vista
geral, numa primeira ordem, os
assentamentos acontecem em locais com baixo valor imobilirio ou
em reas proibidas pela
municipalidade, como: marginais de canais, crregos, rios, reas
de fundo de vale, rea de
caminhamentos de drenagem e edificaes. Esses assentamentos
impedem o escoamento
natural das guas.
As inundaes e alagamentos so, via de regra, as principais
conseqncias desses
fenmenos urbanos. Existe, a partir da situao levantada, um
grande nmero de efeitos
nocivos ao ambiente urbano, que atinge desde a desestruturao do
solo, causando eroso, at
a sade pblica, com o aparecimento de macro e microvetores
(ratos, mosquitos, etc.),
favorecendo a reproduo constante de doenas endmicas.
O manejo das guas pluviais ou do escoamento superficial das reas
urbanas, por meio
de sua drenagem, um empreendimento dispendioso, o qual envolve
dificuldades
relacionadas com a quantidade e a variabilidade da gua a ser
drenada.
As precipitaes ocorrem em qualquer rea de drenagem e dependem
de
caractersticas fsicas e climticas locais. Entre os fatores
interferentes no escoamento
superficial, encontram-se o tipo de precipitao, a intensidade, a
durao e a distribuio das
chuvas, as condies iniciais de umidade, a evaporao e a
transpirao do solo, alm de
caractersticas referentes ao tamanho, forma, declive, orientao
do escoamento e uso das
reas de drenagem.
A tcnica de avaliao da grandeza das chuvas compreende mtodos
empricos,
probabilsticos e estatsticos ou outros que se inter-relacionam
entre chuva e o escoamento
superficial.
50
2.6.1 - Instrumentos de gesto da drenagem urbana
Segundo Tucci (2000), o crescimento urbano tem sido
caracterizado por expanso
irregular da periferia, com pouca obedincia regulamentao urbana,
relacionada com o
Plano Diretor e com as normas especficas de loteamento, alm da
ocupao irregular de reas
pblicas pelas populaes de baixa renda. Esse vetor de crescimento
problematiza, de forma
profunda, qualquer tentativa de planejamento conseqente,
colaborando decisivamente para a
efetivao de aes inadequadas de estruturao.
O resultado desse tipo de ciclo vicioso configura-se em aes de
ampliao da rede
e manuteno, de forma incipiente e ineficaz, dilapidando o
errio.
Algumas prticas reconhecidas no Brasil evidenciam esse tipo de
efetividade: 1)
aterramentos indevidos (aes da comunidade); 2) aumento da
impermeabilizao do solo
(aes do poder pblico); 3) influncia de outros fatores, incluindo
o esgoto na rede de
drenagem.
Nesse contexto, observa-se o papel do planejamento, o qual
trata-se de um processo
tcnico, instrumentalizado para transformar a realidade
existente, no sentido de alcanar
objetivos previamente estabelecidos. O planejamento urbano visa
promover a interao da
cidade com seus moradores, buscando a qualidade de vida e a
viabilidade das necessidades de
seus cidados.
Os instrumentos a seguir tm rebatimento direto com a viso
integrada, servindo de
referncia para gesto ambiental: 1) Plano Diretor de Drenagem; 2)
Planejamento Urbano no
Controle de Inundao e Eroso; 3) Estatuto da Cidade; 4) Controle
e Manuteno do Sistema
Virio; 5) Lei Complementar de Controle Urbanstico; 6) Leis
Ambientais Federal, Estadual e
Municipal; 7) Plano Diretor Urbano; 8) Planos Diretores: gua,
Esgoto, Lixo, Transporte, etc.
2.6.2 - Sistema de saneamento e os elementos constituintes do
sistema de drenagem
Os sistemas de drenagem pluvial urbana ocupam um lugar de
destaque entre as obras
hidrulicas e sanitrias e so fundamentais no planejamento das
cidades e no saneamento das
mesmas.
importante considerar, numa rea, a prioridade de um projeto de
ocupao urbana: a
topografia da rea; a urbanizao de reas excessivamente
escarpadas; as reas com trechos
em declividade superior a 30%, as quais devem ser deixadas como
rea livre, com vegetao
protetora. Caso contrrio, a sua urbanizao exige um minucioso
estudo. Outros fatores
51
podem, ainda, ser citados, como o conhecimento geotcnico da rea,
pois este orientar as
obras, diminuindo, com isso, as eroses e fornecer critrios para
os cortes e aterros na rea.
O traado das ruas ser o grande elemento definidor do sistema de
esgotamento
pluvial, pois ele que definir as larguras das ruas, suas
declividades longitudinais e
transversais, as caractersticas dos lotes resultantes e a
liberao ou no de pontos baixos.
O sistema pluvial abrange a calha das ruas, galerias,
escadarias, rampas, at a chegada
das guas aos crregos, riachos e rios. Esse sistema apresenta os
seguintes objetivos: a) evitar
eroses do terreno; b) evitar eroses do pavimento; c) eliminar
pontos baixos sem
escoamento; d) ordenar a chegada das guas aos cursos de gua da
regio.
2.6.2.1 - Sistemas de drenagem de guas pluviais conceitos e
definies
Denomina-se de sistema de drenagem de guas pluviais o conjunto
de obras e
instalaes destinadas a dar escoamento s guas provenientes das
precipitaes
pluviomtricas, as quais escorrem superficialmente numa
determinada rea. Esse sistema
apresenta como partes constituintes os sistemas de microdrenagem
e macrodrenagem.
Microdrenagem a parte do sistema de guas pluviais que trata do
escoamento das
vias e que inclui pequenos coletores, tratados em conjunto com
os dispositivos de captao,
como ramais de transferncia e pequenas galerias.
Macrodrenagem a parte do sistema que se refere aos grandes
emissrios, ou seja,
os cursos de gua (canais) que recolhem as contribuies das
canalizaes secundrias.
formada, basicamente, por canais naturais ou artificiais,
galerias de grandes dimenses e
estruturas auxiliares.
No muito ntido o limite entre micro e macrodrenagem, o que convm
um
tratamento nico ao assunto. Entretanto, pode-se considerar como
macrodrenagem o conjunto
de canais fechados ou a cu aberto, cuja vazo de projeto seja
igual ou superior a 6 m3/s.
2.6.2.2 - Dinmica da microdrenagem: elementos e
singularidades
Os elementos encontrados na dinmica da microdrenagem so:
a) Calha viria das ruas O primeiro condutor das guas pluviais.
Recebe o caudal e
o direciona para as guias e sarjetas;
52
b) Guia Sua funo definir os limites do passeio e do leito
carrovel;
c) Sarjetas So elementos de drenagem das vias pblicas, usados
para fixar as guias
e para formar o piso de escoamento de gua;
d) Bocas-de-lobo a mais comum e a principal captao da gua da
sarjeta;
e) Poos de visita - So dispositivos localizados em pontos
convenientes do sistema
coletor, com a finalidade de permitir a inspeo e limpeza das
canalizaes,
mudana de greide de direo e de dimetro das mesmas, assim como a
conexo
deste com tubos de ligao;
f) Tubos de ligao - Destinados a conduzir as guas captadas pelas
bocas-de-lobo
para os coletores (galerias) ou para os poos de visita.
g) Condutos - Obras que se destinam conduo das guas superficiais
coletadas.
h) Caixas de passagem ou de ligao - So caixas de alvenaria ou de
concreto feitas
com o objetivo de permitir a conexo de galerias com os tubos de
ligao ou
destinadas a inserir um rebaixo no greide da galeria.
2.6.2.3 - Dinmica da macrodrenagem elementos e
singularidades
a) Sistema de galerias de grandes dimenses - Destinado a
conduzir as guas pluviais
para pontos convenientemente determinados;
b) Canais naturais ou artificiais - Receptores finais do sistema
de drenagem;
c) Estruturas auxiliares - Destinam-se proteo contra eroses e
assoreamento,
travessias (obras de arte) e estaes de bombeamento.
2.6.2.4 - Planejamento e dimensionamento
O dimensionamento consiste no clculo e determinao adequados das
dimenses de
canalizaes, atendendo aos parmetros hidrulicos e caractersticos
de cada segmento que, ao
serem implementados, atendam s descargas afluentes.
O dimensionamento das galerias ser baseado no Mtodo Racional,
utilizando-se o
critrio de clculo de galeria em marcha, muito aplicado nos
sistemas de drenagem urbana, no
qual calcula-se a descarga afluente em cada segmento do projeto
e supe-se o escoamento,
processando-se em movimento uniforme.
53
Assim, considera-se, em cada trecho, que a descarga a somatria
da contribuio
local com a contribuio conduzida pelo segmento imediatamente
montante.
2.6.2.5 - Elementos do projeto
Na elaborao do projeto de drenagem pluvial de uma cidade,
utilizam-se os seguintes
elementos:
a) Plantas topogrficas da rea da cidade em estudo e da bacia que
a compreende, na
escala 1:2000, com curvas de nvel de 1,00 em 1,00 metro,
fornecidas pela prefeitura ou outro
rgo local, para o lanamento das galerias, bem como as divises
das bacias e sub-bacias de
contribuio. Nas plantas de escala 1:4000, so definidos os cursos
de gua receptores e as
zonas alagadias;
b) Nivelamento geomtrico, o qual no tendo sido elaborado das
vias pblicas, os
elementos necessrios ao projeto, como as cotas dos pontos de
cruzamentos, de mudana de
direo e da grade de vias pblicas, so retirados das plantas
disponveis nos rgos da
localidade;
c) A indicao de ocupao e recobrimento do solo das reas
no-urbanizadas, bem
como os elementos relativos urbanizao, podero ser coletados e
definidos atravs de visita
e reconhecimento na prpria cidade;
d) Na Regio Amaznica, extremamente importante a definio do
comportamento
hidrolgico dos cursos de gua receptores, j que a variao da cota
dos nveis mximo e
mnimo bastante grande. A definio da cota mxima enchente s ser
possvel com a
observao das marcas deixadas pelo evento em alguns pontos da
cidade;
e) Diviso da cidade em bacias. Com base em verificaes locais,
possvel
estabelecer a impermeabilidade superficial das bacias de
contribuio, definida em funo dos
percentuais relativos a cada tipo de superfcie de
escoamento.
Na planta geral de urbanizao e locao, as galerias e os sentidos
de escoamento
natural superficial das guas pluviais nas sarjetas das vias
pblicas so indicados por
pequenas setas.
Na concepo geral das obras do projeto de drenagem urbana, devem
ser fixados/
obedecidos os seguintes parmetros: a) chuva crtica a ser
considerada; b) tempo de
recorrncia a ser adotado; c) critrios para determinao da
intensidade mdia de precipitao;
54
d) ndices de impermeabilizao da bacia; e) critrios para avaliao
do coeficiente de
escoamento superficial; f) mtodo a ser utilizado na avaliao das
vazes de
dimensionamento; g) frmulas e processos a serem utilizados no
dimensionamento do
sistema; h) cursos de gua receptora do efluente do sistema
coletor.
Tais modificaes na drenagem podem ser estruturais e
no-estruturais (Tucci, 1995),
pois a diferena entre elas reside na construo de obras fsicas
nas chamadas estruturais. As
modificaes no-estruturais esto relacionadas, em certos aspectos
de gesto urbana e da
evoluo do desenho da cidade, na perspectiva de controle do
escoamento superficial.
44
Captulo III - Planejamento urbano e polticas de infra-estrutura
3.1 - A ocupao urbana
A partir dos fenmenos de concentrao e desconcentrao da massa
populacional
nas cidades de mdio e grande porte no Brasil, causados
principalmente pelo processo de
industrializao, em menor importncia pela expulso dos
trabalhadores do campo em
funo da modernizao das tcnicas de cultivo e pelo histrico
problema das secas da
regio nordestina (IPEA, 1997), o espao das cidades sofreu
grandes modificaes, com
efeitos sentidos principalmente no descompasso entre obras de
infra-estrutura urbana e
assentamentos humanos.
Aumentam, por vrios fatores ambientais, os problemas de
hidrologia urbana,
causados ora por conter o fluxo pluvial em funo do
congestionamento do caminho natural
das guas, ora por aumento do pico das vazes, causado por intensa
impermeabilizao
