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CENTRO UNIVERSITÁRIO CESMAC HÉLIO CÉSAR COSTA DE OLIVEIRA JÚLIO CÉSAR DE MESQUITA CHAGAS TRINCHEIRA DE INFILTRAÇÃO: Uso na diminuição do escoamento superficial e aumento na taxa de infiltração do solo MACEIÓ-AL 2019/1
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CENTRO UNIVERSITÁRIO CESMAC
HÉLIO CÉSAR COSTA DE OLIVEIRA JÚLIO CÉSAR DE MESQUITA CHAGAS
TRINCHEIRA DE INFILTRAÇÃO: Uso na diminuição do escoamento superficial e aumento na taxa de infiltração do solo
MACEIÓ-AL 2019/1
HÉLIO CÉSAR COSTA DE OLIVEIRA JÚLIO CÉSAR DE MESQUITA CHAGAS
TRINCHEIRA DE INFILTRAÇÃO: Uso na diminuição do escoamento superficial e aumento na taxa de infiltração do solo
Trabalho de conclusão de curso como requisito final, para conclusão do curso de Engenharia Civil, CESMAC, sob a orientação do Msc. Ricardo José
Queiroz dos Santos.
MACEIÓ-AL 2019/1
AGRADECIMENTOS
Primeiramente a Deus que nos deu o dom da vida, e nos guiou por esse
caminho.
Aos nossos familiares, que de tão perto nos acompanhou em cada momento,
e mesmo os de ausência, tivemos o apoio incondicional.
Aos amigos, que sempre nos apoiaram nessa carreira, e pudemos dividir com
eles, momentos de aflições e conquistas.
Aos professores, que com muito apreço e dedicação, nos foram passados seus
conhecimentos e experiências, que nos enriqueciam a cada dia, e assim foram
conquistando admiradores.
Ao nosso orientador, Msc. Ricardo José Queiroz dos Santos, que com
paciência e conhecimento, conduziu o devido projeto com suas correções e apoio, até
a sua conclusão.
TRINCHEIRA DE INFILTRAÇÃO: Uso na diminuição do escoamento superficial e aumento na taxa de infiltração do solo
INFILTRATION TRENCH: Use in reduction of surface runoff and increase in soil
infiltration rate
Hélio César Costa de Oliveira Júlio César de Mesquita Chagas
Graduando do Curso de Engenharia Civil [email protected]
[email protected] Ricardo José Queiroz dos Santos
Mestre [email protected]
RESUMO O aumento das zonas urbanizadas traz como consequência o aumento das áreas impermeáveis, pois nem sempre são respeitados o código urbano, as reservas das áreas verdes e as áreas permeáveis. Com isso ocorrem alterações no ciclo hidrológico e a diminuição da taxa de infiltração e o aumento do escoamento superficial. Este trabalho tem como objetivo principal avaliar locais para a implantação de uma trincheira de infiltração. Trincheira de infiltração pode ser conceituada como uma vala rasa escavada e preenchida com pedra britada, tendo como objetivo drenar o escoamento superficial e recargar os aquíferos. A Rua Hidelbrando Falcão, situada no bairro do Clima Bom, Maceió/AL, foi escolhida por possuir pontos de alagamentos e não possuir rede de drenagem. A trincheira de infiltração proposta no presente estudo deverá atuar em conjunto com o sistema tradicional de drenagem existente. O sistema de drenagem tradicional tem como função transferir os volumes precipitados do montante à jusante. Dentro de conceitos de drenagem sustentável, o método de trincheira de infiltração tem como efeito propor uma técnica de, não somente drenar o escoamento superficial, mas também a recarga dos aquíferos, assegurando perenidade. Para o dimensionamento da trincheira, foi analisado o comportamento das chuvas e as características do solo do local.
PALAVRA-CHAVE: Sistema de drenagem. Trincheira de infiltração. Recarga artificial.
ABSTRACT
The increase of urbanized areas results in the increase of impermeable areas, because the urban code, reserves of green areas and permeable areas are not always respected. This causes changes in the hydrological cycle and the decrease of the infiltration rate and increased runoff. This work has as main objective to evaluate sites for the implantation of an infiltration trench. Infiltration trench can be conceptualized as a shallow trench dug and filled with crushed rock, aiming to drain the surface runoff and recharge the aquifers. The Hidelbrando Falcão Street, located in the Clima Bom neighborhood, Maceió/AL, was chosen because it has flood points and does not have a drainage network. The infiltration trench proposed in this study should work in conjunction with the existing traditional drainage system. The traditional drainage system has the function of transferring the precipitated volumes from of the downstream amount. Within sustainable drainage concepts, the infiltration trench method has the effect of proposing a technique not only to drain the surface runoff, but also to recharge the aquifers, ensuring permanence. For the trench dimensioning, the rainfall behavior and soil characteristics of the local were analyzed.
KEYWORD: Drainage system. Infiltration trench. Artificial recharge.
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 5
1.1 Considerações Iniciais .................................................................................... 5
1.2 Objetivos ........................................................................................................... 6
1.2.1 Objetivo geral ..................................................................................................... 6
1.2.2 Objetivos específicos.......................................................................................... 6
2 LOCAL ..................................................................................................................... 7
2.1 Local de estudo ................................................................................................ 7
2.2 Bairro do Clima Bom ....................................................................................... 8
3 REFERENCIAL TEÓRICO ....................................................................................... 9
3.1 Crescimento urbano ........................................................................................ 9
3.1.1 Chuvas extremas ............................................................................................... 9
3.1.2 Alagamentos, inundações e enchentes .............................................................. 9
3.1.3 Drenagens em áreas urbanas .......................................................................... 10
3.1.4 Impermeabilizações das áreas urbanas ........................................................... 10
3.2 Métodos de drenagem urbana ...................................................................... 10
3.2.1 Sistema de drenagem tradicionais ................................................................... 10
3.2.2 Sistemas de drenagem sustentáveis (SUDS) .................................................. 11
3.2.3 Tipos de drenagem sustentável ....................................................................... 12
3.3 Trincheira de infiltração ................................................................................ 12
3.3.1 Utilização: vantagens e desvantagens ............................................................. 14
3.3.2 Projeto .............................................................................................................. 14
3.3.3 Dimensionamento ............................................................................................ 15
3.3.4 Custo ................................................................................................................ 15
3.4 Variáveis intervenientes ................................................................................ 16
3.4.1 Tempo de recorrência ...................................................................................... 16
3.4.2 Curva I-D-F ajustada para Maceió/AL .............................................................. 16
3.4.3 Coeficiente de escoamento superficial ............................................................. 17
3.4.4 Escoamento superficial (Método Racional) ...................................................... 17
3.4.5 Volume afluente da trincheira de infiltração ...................................................... 18
3.4.6 Taxa de permeabilidade do solo ...................................................................... 19
3.5.6 Profundidade máxima admissível ..................................................................... 19
3.4.7 Área total da trincheira de infiltração ................................................................ 20
3.4.9 Faixa de filtro gramada (Pré-tratamento).......................................................... 20
3.4.10 Eficiência da faixa de filtro gramada ............................................................... 21
4 DISCUSSÕES ........................................................................................................ 23
5 CONCLUSÃO ........................................................................................................ 24
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 25
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1 INTRODUÇÃO
1.1 Considerações Iniciais
O aumento das zonas urbanizadas traz como consequências o aumento das
áreas impermeáveis, pois, nem sempre são é respeitado o código urbano, as reservas
das áreas verdes e as áreas permeáveis. Com isso, ocorre alteração no ciclo
hidrológico e a diminuição da taxa de infiltração, com a diminuição da infiltração e
percolação do solo, afetando a sua capacidade de armazenamento (BRITO, 2006).
Na cidade de Maceió é de vital importância a recarga subterrânea, no plano diretor de
Maceió (PMM/PSMB, 2005), é destacado como parte da solução para a drenagem
urbana, mapear e utilizar áreas de recarga de aquíferos, pelo fato de serem utilizados
poços tubulares no abastecimento de água para a maior parte da população. Além,
disso essa água é encaminhada, para os riachos presentes em zonas de vales,
chamados em Maceió/AL de grotas.
A urbanização e impermeabilização trazem ainda como consequência, o
aumento no escoamento superficial. Com o sistema de drenagem tradicional, apenas
são transferidos os volumes precipitados de montante a jusante. As águas pluviais em
Maceió, com uma topografia acentuada nas encostas e vias pavimentas, causam,
além de um grande volume, o aumento na velocidade final nas zonas de despejo,
causando pontos alagados nos canais e cursos naturais. Mesmo com a implantação
da rede de drenagem das águas pluviais, ainda ocorrem tais transtornos.
Como e quais soluções podem ser adotadas? Em drenagem urbana, existem
vários fatores a serem considerados, juntamente com seus efeitos, técnicos,
econômico, social, ambiental, etc. (BRITO, 2006). E a aplicação de sistemas de
drenagem são conhecidos como compensatório, funcionando pela retenção e
infiltração das aguas no solo (BRITO, 2006). O método de trincheira de infiltração, tem
como efeito e propõe uma técnica de drenar o escoamento superficial, minimizando
os efeitos negativos vistos acima (TOMAZ, 2006).
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1.2 Objetivos
1.2.1 Objetivo geral
Avaliar locais para implantação de trincheiras de infiltração, visando solucionar
problemas de alagamentos e aumento das taxas de infiltração das águas pluviais,
mitigando os efeitos negativos do aumento no escoamento superficial e a falta de
recargas dos aquíferos em Maceió/AL.
1.2.2 Objetivos específicos
Anotar pontos de alagamentos na superfície do bairro Clima Bom, Tabuleiro
dos Martins, situado em Maceió/AL;
Localizar áreas apropriadas próximas aos pontos de alagamento, para que se
possam implantar as trincheiras de infiltração;
Dimensionar a trincheira de infiltração.
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2 LOCAL
2.1 Local de estudo
Imagem via satélite, retirado do Google Earth, com comprimento de 170 m, e
área de contribuição de 1.913,00 m², sendo solo asfaltado e área verde, o trecho fica
situado na rua Doutor Hildebrando Falcão.
Figura 1. Área de contribuição.
Fonte: Google Maps, 2019.
Figura 2. Rua Doutor Hidelbrando Falcão.
Fonte: Autor, 2019.
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Foi observado a rua Hildebrando Falcão, bairro do Clima Bom, parte alta de
Maceió/AL, e um trecho foi escolhido por não possuir sistema de drenagem, e possuir
pontos de alagamentos sendo assim todo volume é escoado ao sistema existente,
local situado no cruzamento com a Rua Dona Marieta Quintela Campos Teixeira,
gerando assim uma sobrecarga no sistema de drenagem.
2.2 Bairro do Clima Bom
O sistema de drenagem urbana de Maceió/AL consiste predominantemente na
microdrenagem, trajetos este que conduz as águas coletadas, para rios e canais, e
em seguida para os oceanos e lagoas.
A ocorrência de altos volumes e cheias de picos são causadas pela influência
da urbanização, podemos aqui exemplificar (Figura 3), o bairro do Clima Bom, possui
em sua principal característica, de uso do solo antropizado e a impermeabilização do
solo com a ocupação de quase todas as áreas dos lotes.
Figura 3. Quadras do bairro Clima Bom.
Fonte: Google Maps, 2019.
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3 REFERENCIAL TEÓRICO
3.1 Crescimento urbano
3.1.1 Chuvas extremas
Os eventos como chuvas extremas, ocorrem quando atingem um volume de
água acima do previsto. Observando o tempo de retorno do evento e seus volumes
históricos, maior potencial para alagamentos, existindo uma relação direta com a
chuva, urbanização e sistema de drenagem (ZANELLA, 2006). Entender e analisar
esses eventos, mapear áreas mais vulneráveis, para adotar medidas preventivas.
3.1.2 Alagamentos, inundações e enchentes
A falta de uma infraestrutura de drenagem, bem elaborada, ou mau
dimensionada pode em uma chuva mais forte, causar os pontos de alagamentos, que
logo após o termino do evento, já se pode trafegar normalmente pelas vias. As
enchentes ocorrem quando canais e rios transbordam, ou seja, ultrapassou o nível
natural ou canalizado, isto ocorre em eventos de chuvas intensas e continuas.
Inundações ocorrem quando do transbordamento do nível dos canais e rios, atingindo
toda uma planície ou várzea, que não deveriam ser ocupadas, já que é um evento
natural, e previsto com tempo. Enxurradas, grandes volumes de aguas pluviais vindo
de um ponto mais elevado, evento com grande energia, e causa muitos transtornos e
perdas materiais (ZANELLA, 2006). Todos estes eventos estão presentes na cidade
de Maceió/AL, em sua formação e direcionamento das fozes dos rios para áreas
alagadiças, e sua altimetria do nível do mar ao bairro do Tabuleiro dos Martins.
O funcionamento do sistema de drenagem urbana está ligado as condições
naturais e antrópica da localidade, (TUCCI e MARQUES, 2001). O mapeamento das
bacias hidrográficas possui grande importância para planejar o sistema de maneira
mais eficaz, com propostas de técnicas mais eficientes, métodos para o controle de
enchentes e recarga artificial dos aquíferos.
Sistema ou métodos de mitigar enchentes e transtornos devem ser pensados
e utilizados em conjunto com sistemas tradicionais instalados.
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3.1.3 Drenagens em áreas urbanas
É o ato de escoar as águas pluviais, de forma a prevenir inundações e
alagamentos, para que a população possa trafegar com segurança nas vias públicas,
minimizando os riscos de acidentes e danos materiais, (TUCCI e MARQUES, 2001).
O mapeamento das bacias, é de grande importância para planejar de maneira
mais eficaz e com propostas técnicas mais eficientes os métodos para o controle de
enchentes e recarga artificial dos aquíferos (POLETO e TASSI, 2011).
3.1.4 Impermeabilizações das áreas urbanas
Ações antrópicas, como o aumento da densidade urbana, por meio do
crescimento populacional, e migratório para algumas regiões, trazendo o aumento das
construções regulares em áreas verdes, mesmo em áreas projetadas ao um não, e
necessitando das intervenções em dos rios e córregos, na grande maioria em seus
cursos naturais, são alterados e canalizados (NAKAZONE, 2005).
3.2 Métodos de drenagem urbana
3.2.1 Sistema de drenagem tradicionais
Segundo (POLETO e TASSI, 2011), A preocupação atual com os sistemas
tradicionais de drenagem se baseia na condução rápida das águas de escoamento
superficial para fora dos centros urbanos.
Elementos que são usados na drenagem urbana tradicional:
Meio-fio: são constituídos de blocos de concreto ou de pedra, situados entre a
via pública e o passeio, com sua face superior nivelada com o passeio,
formando uma faixa paralela ao eixo da via pública;
Sarjetas: são as faixas formadas pelo limite da via pública com os meios-fios,
formando uma calha que coleta as águas pluviais oriundas da rua;
Bocas-de-lobo: dispositivos de captação das águas das sarjetas;
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Poços de visita: dispositivos colocados em pontos convenientes do sistema,
para permitir sua manutenção;
Galerias: são as canalizações públicas destinadas a escoar as águas pluviais
oriundas das ligações privadas e das bocas-de-lobo;
Condutos forçados e estações de bombeamento: quando não há condições de
escoamento por gravidade para a retirada da água de um canal de drenagem
para outro, recorre-se aos condutos forçados e às estações de bombeamento;
Sarjetões: são formados pela própria pavimentação nos cruzamentos das vias
públicas, formando calhas que servem para orientar o fluxo das águas que
escoam pelas sarjetas.
3.2.2 Sistemas de drenagem sustentáveis (SUDS)
Segundo (POLETO e TASSI, 2011), levando em consideração todas as
alterações geradas pela urbanização (impermeabilização do solo e retirada da
cobertura vegetal) desenvolveu-se o SUDS (Sustainable Urban Drainage System),
que é um novo conceito de drenagem, ou melhor, uma evolução do conceito antigo
de drenagem urbana.
Adaptam-se a diversos ambientes, assumindo múltiplas formas em diferentes
escalas, desde pequenos lotes até sistemas de drenagem em grandes centros
urbanos.
Esses sistemas podem assumir diversas formas como trincheiras, valas,
fossas, pavimentos dotados de estruturas de reservação, poços, telhados
armazenadores, bacias de detenção secas ou com água (CASTRO, 2007).
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Figura 4. Medidas compensatórias para o efeito da urbanização
Fonte: Bettess (1996) apud Baptista et al.(2005).
3.2.3 Tipos de drenagem sustentável
Com o conceito ambiental de drenagem, em substituição ao higienista,
aparecem soluções alternativas, compensatórias ou ambientais, podendo ser um
método de drenagem independente ou integrado ao sistema convencional. Os
sistemas mais comumente utilizado são: pavimento permeável e semipermeável,
reservatórios de detenção e retenção, trincheiras de infiltração, vala e valeta de
infiltração, poço de infiltração, telhado verde e faixas gramadas (POLETO e TASSI,
2011).
Estes sistemas buscam minimizar os efeitos da urbanização sobre os
processos hidrológicos. Diferentes dos sistemas clássicos, eles se preocupam com o
volume do escoamento superficial, o rearranjo temporal das vazões e a relação na
infiltração e retenção das águas precipitadas (MOURA, 2004).
Esses sistemas podem assumir diversas formas como trincheiras, valas,
fossas, pavimentos dotados de estruturas de reservação, poços, telhados
armazenadores, bacias de detenção secas ou com água (CASTRO, 2007).
3.3 Trincheira de infiltração
Trincheiras de infiltração são escavações rasas preenchida com pedra britada
com objetivo de criar um armazenamento subterrâneo que permita a infiltração das
águas pluviais no terreno (SILVEIRA, 2008). Uma trincheira pode ser utilizada como
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parte de um grande sistema de drenagem de águas pluviais, ou até mesmo como um
único dispositivo de um sistema de água da chuva para uma pequena área.
As suas principais funções são o abastecimento dos aquíferos, a captação das
águas pluviais provenientes do escoamento superficial por um período de tempo, e o
auxílio na infiltração das águas pluviais, que, por conseguinte pode ocasionar o
tratamento da água por meio do processo de infiltração no solo melhorando a
qualidade dessas águas (POLETO e TASSI, 2011).
Para a implantação, (TUCCI e MARQUES, 2001) citam as seguintes limitações
técnicas:
O solo suporte deve apresentar taxas mínimas de infiltração de 12 mm.h-1 em
solo natural e de 8 mm.h-1 para solos saturados;
Profundidade mínima do lençol freático e da camada impermeável de 1,20 m;
Não podem ser instaladas em aterros ou em terrenos de grande declividade;
São apropriadas para pequenas áreas de drenagem, com lotes individuais ou
quarteirões.
Figura 5. Esquema da utilização de trincheiras.
Fonte: Schueler (1987) apud Souza (2002).
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3.3.1 Utilização: vantagens e desvantagens
Segundo Souza (2002), as trincheiras de infiltração apresentam as seguintes
vantagens e desvantagens:
Vantagens:
Redução do risco de inundação;
Redução do escoamento superficial;
Melhoria da qualidade da água de origem pluvial;
Ganho financeiro com a redução das dimensões da rede de drenagem a
jusante;
Fácil construção;
Boa integração com o meio urbano;
Controle da poluição das águas pluviais, influenciando na recuperação e
preservação do meio ambiente.
Desvantagens:
Preocupação com manutenção frequente;
Risco de colmatação;
Riscos de poluição do lençol freático;
Restrições de eficiência em áreas de fortes declividades.
3.3.2 Projeto
Segundo Plinio (2011), deve-se observar as seguintes recomendações:
O geosintético (geotêxtil como o bidim) a ser assentado na trincheira deverá
ser repassado no mínimo uns 30 cm;
A profundidade da trincheira de infiltração deve ser ajustada para que o tempo
máximo de drenagem do volume de runoff seja de 48 h, com o mínimo de tempo
de 24 h;
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As pedras britadas a serem usadas variam de 38 mm a 75 mm. Geralmente é
usada pedra britada nº 3, cujo diâmetro varia de 25 mm a 35 mm;
A trincheira de infiltração somente deve ser construída quando a área
contribuinte estiver estabilizada;
A trincheira de infiltração deve ficar no mínimo 6,00 m de uma construção;
À montante da trincheira de infiltração, podemos fazer uma faixa de filtro
gramada para remover as partículas de diâmetros grandes;
Deve-se construir uma berma à jusante da trincheira de infiltração com objetivo
de se formar uma pequena lagoa sobre a trincheira para assim, aumentar a
infiltração;
Verificar problema de erosão na saída;
A profundidade da trincheira varia de 0,90 m a 3,60 m;
A largura deve ser menor que 7,50 m;
Talude laterais de 1:3;
Se a trincheira tiver mais que 1,50 m de profundidade devemos observar os
critérios de segurança.
3.3.3 Dimensionamento
O dimensionamento das trincheiras depende das condições locais, capacidade
de infiltração do solo (PLINIO, 2011), da área disponível para a sua construção, e do
volume a se infiltrar. Outro fator a ser considerado é se o projeto prioriza apenas a
infiltração, ou se considera, também, o armazenamento das águas pluviais.
3.3.4 Custo
O custo para implantação de trincheiras de infiltração varia de acordo com o
custo da escavação, do agregado e do geotêxtil (SOUZA e GOLDENFUM,1999).
16
3.4 Variáveis intervenientes
3.4.1 Tempo de recorrência
O Quadro 2 apresenta valores do período de retorno proposto em virtude do
tipo de ocupação da área. Representa o período médio que um evento hidrológico é
igual ou superado pelo menos uma vez.
Quadro 2. Valores de período de retorno ao tipo de ocupação da área.
Tipo de Obra Tipo de Ocupação da Área TR
(anos)
Microdrenagem
Residencial 2
Comercial 5
Áreas com edifícios de serviços ao publico
5
Aeroportos 2 - 5
Áreas comerciais e artérias de tráfego
5 - 10
Macrodrenagem Áreas comerciais e residenciais 50 - 100
Áreas de importância específica 500 Fonte: Pruski, Brandão, Silva (2003).
O tipo de ocupação da área é residencial, sendo assim foi utilizado um tempo
de recorrência de 2 anos, conforme visto no Quadro 2.
3.4.2 Curva I-D-F ajustada para Maceió/AL
A Equação 1, a seguir é encontrada por Gonçalves (2011) para curva I-D-F
ajustada para Maceió/AL.
𝐼 = 266 × 𝑇0,22
(𝑡 − 0,5)0,54
Equação 1. Curva I-D-F ajustada para Maceió, AL.
Fonte: Gonçalves (2011).
Sendo:
imax = intensidade máxima (mm.h-1);
Tr = período de retorno (anos);
t = duração da chuva (minutos).
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Quadro 3. Intensidades pluviométricas encontradas para o tempo de retorno 2, 5, 10, 25 e 100 anos.
Duração (min)
Tempo de retorno (anos)
2 5 10 25 100
5 137,52 168,24 195,95 239,71 325,20
15 73,11 89,44 104,17 127,44 172,88
30 49,82 60,95 70,99 86,84 117,81
45 39,90 48,81 56,85 69,55 94,36
60 34,11 68,88 48,60 59,46 80,66 Fonte: Autor, 2019.
Através da Equação 1, chegou-se a intensidade de 73,11 mm.h-1 para um
tempo de retorno de 2 anos e uma precipitação de 15 minutos.
3.4.3 Coeficiente de escoamento superficial
O coeficiente de escoamento é expresso pela razão entre o volume de água
escoado superficialmente e o volume de água precipitado, sendo propostos valores
na Quadro 3.
Quadro 3: Valores de CN para bacias urbanas e suburbanas
Utilização ou cobertura do solo Grupo de solos
A B C D
Zonas residenciais
Lotes de (m²) % média impermeável
<500 65 77 85 90 92
1000 38 61 75 83 87
1300 30 57 72 81 86
FONTE: Adaptado de (TUCCI e MARQUES, 1993).
O Quadro 3 apresenta valores de CN para bacias urbanas e suburbanas, por
possuímos zonas residências e com lotes inferiores a 500 m², 65 % média
impermeável e grupo de solos do tipo B, chegou-se ao CN = 85.
3.4.4 Escoamento superficial (Método Racional)
Existem diversas fórmulas que permitem estimar as descargas máximas de
escoamento superficial em função das características da bacia, do seu uso e da
intensidade máxima de precipitação para a duração e recorrência desejadas. A
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fórmula racional (Equação 4), de uso simples e prático, em geral, fornece bons
resultados para bacias menores que 50 ha, é citada por (SOUZA, 2002):
𝑄 = 𝐶 × 𝑖 × 𝐴
360
Equação 4. Estimativa de descargas máximas de escoamento superficial. Fonte: Souza (2002).
Sendo:
Q = Vazão (m³/s);
C = Coeficiente de escoamento (adimensional);
i = Intensidade máxima de chuva (mm/h);
A = Área da bacia (ha).
𝑄 =
85100 × 73,11 × 0,1913
360= 0,033
𝑚³
𝑠
3.4.5 Volume afluente da trincheira de infiltração
O volume de uma trincheira de infiltração é calculado pela Equação 5.
𝑉 = 𝑄 × 𝑡𝑐
Equação 5. Cálculo do volume da trincheira Fonte: Tomaz (2006).
Sendo:
V = Volume da trincheira (m³);
Q = Vazão (m³/s);
Tc = Tempo de Concentração (s).
𝑉 = 0,033 ∗ 15 ∗ 60 = 29,70 𝑚³
O volume da trincheira obtido através da Equação 5 foi de 29,70 m³.
19
3.4.6 Taxa de permeabilidade do solo
Quadro 6. Taxas de infiltração dos solos de Maceió/AL
Nº Local Prof. (m) T. I. (l/m².dia) Material
57 Clima bom 1,0 140,0 Silte pouco Argiloso Fonte: Adaptado de AGM GEOTÉCNICA (2009).
O Quadro 6, nos fornece as características do solo (profundidade, taxa de
infiltração e o tipo de solo).
3.5.6 Profundidade máxima admissível
A profundidade máxima admissível depende da textura do solo em que
está a trincheira e da porosidade do reservatório de pedras britadas.
𝑑𝑚𝑎𝑥 = 𝑓 × 𝑇𝑠
𝑛
Equação 6. Profundidade máxima admissível Fonte: Tomaz (2006).
Sendo:
dmax = profundidade máxima admissível (m). Geralmente 0,90 m ≤ dmax ≤ 2,40 m;
f = taxa afinal de infiltração (mm/h). Intervalo: 7,6 mm.h-1≤ f ≤ 60 mm.h-1;
Ts = máximo tempo permitido (h). Varia de 24 h ≤ Ts ≤ 48 h;
n = porosidade das pedras britadas do reservatório que compõe a trincheira de
infiltração. Geralmente adota-se n = 0,4. n = Vv / Vt sendo: Vv = volume de vazios e
Vt = volume total.
𝐷𝑚𝑎𝑥 =
14024 × 48
0,3= 933,33 𝑚𝑚
Através da Equação 6, conseguimos uma profundidade máxima admissível
para a trincheira de 0,93 m, para efeitos de cálculo iremos utilizar 1,00 m.
20
3.4.7 Área total da trincheira de infiltração
𝐴𝑡 =𝑉𝑤
(𝑛 × 𝑑𝑡 + 𝑓 × 𝑇)
Equação 7. Área total Fonte: Tomaz (2006).
Sendo:
Vw = Volume da trincheira (m²);
n = Índice de vazios do agregado;
dt = Profundidade admissível máxima (m);
f = Permeabilidade do solo (mm/hora);
T = Tempo (horas), para encher a trincheira.
𝐴𝑇 = 29,70
(0,3 × 1,00 +14024 ×
21000)
= 95,29 𝑚²
Através da Equação 7, chegamos em uma área total da trincheira de infiltração
de 95,29 m².
3.4.8 Dimensionamento
Chegamos em uma área total de 95,29 m², e a dividindo pela largura estimada
de 2,00 m, a trincheira terá 47,64 m de comprimento.
Comprimento: 47,64 m, largura: 2,00 m e profundidade: 1,00 m.
3.4.9 Faixa de filtro gramada (Pré-tratamento)
A faixa de filtro gramada é uma área ou região coberta com grama ou vegetação
com objetivo de tratar o escoamento superficial sobre o solo através de infiltração no
solo e filtração através da vegetação.
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Quadro 7. Guia para dimensionamento de faixa de filtro gramada para ser usado como pré-tratamento.
Fonte: Estado da Geórgia, 2001.
Possuindo uma área permeável a montante de 23,00 m e uma declividade
superior aos 2 %, a faixa de filtro gramada tem um comprimento mínimo de 3,60 m.
3.4.10 Eficiência da faixa de filtro gramada
Não existem muitos dados para medir a eficiência das faixas de filtro gramada.
A eficiência depende da largura da faixa por onde escoa as águas pluviais, conforme
Quadro 8, sendo a remoção de TSS de 50 %.
Quadro 8. Eficiência da faixa de filtro gramada
Fonte: Estado da Geórgia, 2001.
3.4.12 Dimensões da trincheira de infiltração
Figura 5. Vista geral.
Fonte: Autor, 2019.
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Figura 6. Corte longitudinal
Fonte: Autor, 2019.
Figura 7. Corte transversal.
Fonte: Autor, 2019.
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4 DISCUSSÕES
Diante dos resultados dos estudos, encontramos campo para abrir mais
diálogos, e buscar um senso comum com a população, técnicos, acadêmicos e poder
público, com isso viabilizar novos conceitos de sustentabilidade, abrindo caminho para
técnicas e a busca de mais locais, e promover a substituição de rede de micro
drenagem.
Permitindo assim, a melhoria da aplicação e tempo de vida útil de cada sistema
de drenagem, e não apenas permanecer com a utilização dos sistemas
convencionais.
Com este estudo avaliar a eficácia no controle do escoamento superficial, na
cidade de Maceió/AL.
O bairro do Clima Bom, por sua característica de taxa de ocupação do solo
desordenada, nos mostra transtornos por alagamentos, o trecho avaliado na rua
Doutor Hidelbrando Falcão, foi utilizado para implantação da trincheira de infiltração,
em uma área verde, que delimita com o muro da empresa de concreto Redimix do
Brasil.
O sistema de drenagem do Bairro do Clima Bom é o convencional, que se
baseia na condução rápida das águas de escoamento superficial, através de
tubulações de concreto, boca de lobos e sarjetas. Este trabalho de conclusão de curso
apresenta como meio alternativo a proposta de integração ao sistema que ainda vai
existir, uma trincheira de infiltração.
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5 CONCLUSÃO
O projeto deu início com o objetivo de analisar o sistema de drenagens urbanas,
tema este de suma importância para a cidade e sua mobilidade urbana, verificou-se o
uso inadequado e ocupação desordenada do solo, sem o devido cuidado em
preservar áreas verdes, áreas com solo natural nos lotes, planejamento e,
alagamentos no trecho da rua Doutor Hidelbrando Falcão (trecho até o presente
momento sem o sistema de drenagem) com a Rua Dona Marieta Quintela Campos
Teixeira.
Após buscar por soluções e métodos sustentáveis, e ao observar a existência
de apenas os sistemas convencionas observados in loco, via-se a necessidade de
propor métodos sustentáveis e de fácil execução, observou-se na rua Doutor
Hidelbrando Falcão um local mais adequado para a implantação de uma trincheira de
infiltração, pois nesta localização há poucas áreas verde.
Com este estudo, foram verificados que a cidade de Maceió/AL está em atraso
na aplicação de sistema de drenagens urbanas sustentáveis, sistemas estes que
visam “mitigar”, e trazer para perto do natural, as taxas de infiltração do solo e volumes
escoamento superficial.
As finalidades dos estudos foram alcançadas, e mostraram a viabilidade da
implantação da trincheira de infiltração, mesmo pela capacidade de absorção do solo
ser pouco abaixo das limitações técnicas, permitindo assim a instalação da mesma.
Mostrou-se evidente que o conhecimento técnico e a aplicação dos métodos
sustentáveis para a drenagem urbana, trarão benefícios para toda a população.
É sugerido a continuidade desde trabalho:
A procura de mais locais para implantação da trincheira de infiltração;
Estudo de locais que tiveram o seu escoamento natural mais transfigurado,
após a urbanização;
Viabilidades de instalação e comparações entre outros métodos sustentáveis
em Maceió/AL.
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