Inovação Em Sistema De Drenagem De Águas Pluviais Trazem Durabilidade E Economia A Novos Projetos

Todo início de ano no Brasil, principalmente nas regiões Sul e Sudeste, a população vive a mesma situação: por conta do grande volume de chuvas, o sistema de drenagem de águas pluviais, ou a sua falta, fica em evidência nos noticiários


Inovação Em Sistema De Drenagem De Águas Pluviais Trazem Durabilidade E Economia A Novos Projetos

 

Todo início de ano no Brasil, principalmente nas regiões Sul e Sudeste, a população vive a mesma situação: por conta do grande volume de chuvas, o sistema de drenagem de águas pluviais, ou a sua falta, fica em evidência nos noticiários. No último mês de março, na cidade de Votorantim (SP), por exemplo, foi vista a maior chuva da década, segundo a Defesa Civil da região.
O sistema de drenagem de águas pluviais integra o planejamento em saneamento básico de uma cidade, um serviço público que também compreende os sistemas de abastecimento d’água, de esgotos sanitários, e de coleta de lixo. Estes são os serviços essenciais que, se regularmente bem executados, elevarão o nível de saúde da população beneficiada, gerando maior expectativa de vida e consequentemente, maior produtividade.
Os sistemas de drenagem são classificados de acordo com suas dimensões, em sistemas de microdrenagem, também denominados de sistemas iniciais de drenagem, e de macrodrenagem.
A microdrenagem inclui a coleta e afastamento das águas superficiais ou subterrâneas através de pequenas e médias galerias, fazendo ainda parte do sistema todos os componentes do projeto para que tal ocorra.
A macrodrenagem inclui, além da microdrenagem, as galerias de grande porte (D > 1,5m) e os corpos receptores tais como canais e rios canalizados. Um sistema de drenagem de águas pluviais é composto de uma série de unidades e dispositivos hidráulicos para os quais existe uma terminologia própria e cujos elementos mais frequentes são:
Greide - é uma linha do perfil correspondente ao eixo longitudinal da superfície livre da via pública.
Guia - também conhecida como meio-fio, é a faixa longitudinal de separação do passeio com o leito viário, constituindo-se geralmente de peças de granito argamassadas.
Sarjeta - é o canal longitudinal, em geral triangular, situado entre a guia e a pista de rolamento, destinado a coletar e conduzir as águas de escoamento superficial até os pontos de coleta.
Sarjetões - canal de seção triangular situado nos pontos baixos ou nos encontros dos leitos viários das vias públicas, destinados a conectar sarjetas ou encaminhar efluentes destas para os pontos de coleta.
Bocas coletoras - também denominadas de bocas de lobo, são estruturas hidráulicas para captação das águas superficiais transportadas pelas sarjetas e sarjetões; em geral situam-se sob o passeio ou sob a sarjeta.
Galerias - são condutos destinados ao transporte das águas captadas nas bocas coletoras até os pontos de lançamento; tecnicamente denominada de galerias tendo em vista serem construídas com diâmetro mínimo de 400mm.
Condutos de ligação - também denominados de tubulações de ligação, são destinados ao transporte da água coletada nas bocas coletoras até às galerias pluviais.
Poços de visita - são câmaras visitáveis situadas em pontos previamente determinados, destinadas a permitir a inspeção e limpeza dos condutos subterrâneos.
Trecho de galeria - é a parte da galeria situada entre dois poços de visita consecutivos.
Caixas de ligação - também denominadas de caixas mortas, são caixas de alvenaria subterrâneas não visitáveis, com finalidade de reunir condutos de ligação ou estes à galeria.
Os sistemas de drenagem urbana são essencialmente sistemas preventivos de inundações, principalmente nas áreas mais baixas das comunidades sujeitas a alagamentos ou marginais de cursos naturais de água. É evidente que no campo da drenagem, os problemas agravam-se em função da urbanização desordenada.
Quando um sistema de drenagem não é considerado desde o início da formação do planejamento urbano, é bastante provável que esse sistema, ao ser projetado, revele-se, ao mesmo tempo, de alto custo e deficiente. É conveniente, para a comunidade, que a área urbana seja planejada de forma integrada. Se existirem planos regionais, estaduais ou federais, é interessante a perfeita compatibilidade entre o plano de desenvolvimento urbano e esses planos.
Todo plano urbanístico de expansão deve conter em seu bojo um plano de drenagem urbana, visando delimitar as áreas mais baixas potencialmente inundáveis a fim de diagnosticar a viabilidade ou não da ocupação destas áreas do ponto de vista de expansão dos serviços públicos.
Um adequado sistema de drenagem, quer de águas superficiais ou subterrâneas, onde a drenagem for viável, proporciona o desenvolvimento do sistema viário, a redução de gastos com manutenção das vias públicas, a valorização das propriedades existentes na área beneficiada, a eliminação da presença de águas estagnadas e lamaçais, o rebaixamento do lençol freático, a recuperação de áreas alagadas ou alagáveis, além de segurança e conforto para a população.
Em termos genéricos, o sistema da microdrenagem faz-se necessário para criar condições razoáveis de circulação de veículos e pedestres numa área urbana, por ocasião de ocorrência de chuvas frequentes, sendo conveniente verificar o comportamento do sistema para chuvas mais intensas, considerando-se os possíveis danos às propriedades e os riscos de perdas humanas por ocasião de temporais mais fortes.

 

 

Um pouco de história
No princípio, a drenagem foi desenvolvida como um complemento da irrigação, mas depois passou a ser utilizada como um sistema para recuperar grandes extensões de terrenos inundados, tais como charcos e pântanos, regular a umidade do solo em pequenas áreas de cultivo agrícola e desviar as águas do subsolo em terrenos destinados à construção. (Fernandes, 2002)
Já no período romano, pode-se perceber que o sistema de drenagem passou a fazer parte do sistema de esgoto também. Atribui-se a construção do grande esgoto de Roma, a cloaca máxima, ao rei Tarquínio Prisco (580-514 a.C.). A obra é um canal de drenagem construído com blocos de pedra e que em vários pontos ao longo do trajeto, deságuam drenos subterrâneos menores e tampados.  A canaleta funcionou originalmente a céu aberto, mas no século III a.C. foi coberta. A seção do canal, inicialmente de 2,12m de largura por 2,7m de altura, ia aumentando progressivamente ao longo do percurso, alcançando em sua extremidade de jusante 4,50m largura por 3,30m de altura. A cloaca máxima ainda é parte do sistema de drenagem da atual Roma, sendo que o trecho final foi retificado de modo a desaguar perpendicularmente à margem murada do rio.
Entre o início do século XVI e meados do século XVIII a pavimentação das ruas e construção de obras de canais de drenagem onde escoavam os refugos indesejáveis das ruas em direção aos rios e lagos se generalizou. Embora esse fosse um meio fácil das sobras serem eliminadas, havia o incômodo gerado pelos maus odores, além do que as provisões de água tornavam-se perigosamente poluídas.
Um dos fatores importantes para o desenvolvimento da drenagem, foi a disseminação do concreto armado como material de construção (1866) pelo comerciante de mudas e peças de jardinagem francês, Joseph Monier (1829-1906), e a compra de sua patente pelos alemães (1867). Isso incrementou a construção civil pelo processo e generalizou o uso do material para a construção de reservatórios e encanamentos e canais, ainda que inicialmente de modo rudimentar e sem controle de cálculos. Entre outras vantagens, o concreto armado proporcionava além de segurança e durabilidade, rapidez de execução, economia de conservação, impermeabilidade e resistência a choques e vibrações.
Já no Brasil, um marco na engenharia urbana nacional foi a inauguração da cidade de Belo Horizonte (1897), fundada para ser a capital do estado mineiro, obedecendo um traçado urbanístico predefinido, e servida com serviços de água e esgotos projetados pelo engenheiro civil Saturnino de Brito (1864-1929). Foi ele que no início do século XX, desenvolveu os primeiros canais de drenagem dos terrenos alagados, próximos ao centro da cidade de Santos (1912). A abertura desses canais destinava-se a drenagem das águas estagnadas dentro do perímetro urbano, diminuindo o surgimento de epidemias.
Com a adoção no Brasil do sistema separador absoluto (1912), onde os sistemas de esgotos sanitários passaram a ser obrigatoriamente projetados e construídos independentemente dos sistemas de drenagem pluvial, e da generalização do emprego de tubos de concreto, a drenagem tornou-se um elemento obrigatório dos projetos de urbanização.
Segundo Fernandes (2002), hoje o Brasil não dispõe de dados confiáveis em relação à drenagem urbana, porém sabe-se que o planejamento, a elaboração de projetos, bem como a execução de obras em macro e microdrenagem das áreas urbanas e adjacentes, têm sido seriamente comprometidas devido à falta sistemática de recursos e escassez de mão-de- obra qualificada em todos os níveis, para a realização de uma infraestrutura necessária a evitar a perda de bens e vidas humanas. Mesmo assim, entretanto, estima-se que a cobertura deste serviço, em especial a microdrenagem, seja superior ao da coleta de esgotos sanitários. (Fernandes, 2002)



Drenagem no Brasil
No Brasil, institucionalmente, a infraestrutura de microdrenagem é de competência dos governos municipais, Isto inclui terraplenagens, guias, sarjetas, galerias de águas pluviais, pavimentações e obras de contenção de encostas, para minimização de risco à ocupação urbana. Na medida em que crescem de relevância as questões de macrodrenagem, cuja referência fundamental para o planejamento são as bacias hidrográficas, isto deve ficar a cargo dos governos estaduais.
Quanto à macrodrenagem, são conhecidas as situações críticas ocasionadas por cheias urbanas, agravadas pelo crescimento desordenado das cidades, em especial, a ocupação de várzeas e fundos de vales. De um modo geral nas cidades brasileiras, a infraestrutura pública em relação a drenagem, como em outros serviços básicos, apresenta-se como insuficiente.
As águas de drenagem superficial são fundamentalmente originárias de precipitações pluviométricas cujos possíveis transtornos que seriam provocados por estes escoamentos, devem ser neutralizados pelos sistemas de drenagem pluviais ou esgotos pluviais.
As precipitações pluviométricas podem ocorrer tanto da forma mais comum conhecida como chuva, como em formas mais moderadas como neblinas, garoas ou geadas, ou mais violentas como acontece nos furacões, precipitações de granizo, nevascas, etc. No entanto nas precipitações diferentes das chuvas comuns as providências coletivas ou públicas são de natureza específica para cada caso.

Como projetar?
Para que o projetista tenha condições de desenvolver um projeto, é necessário levantar uma série de dados inerentes a área em estudo. Entre estes dados estão a planta da área a ser drenada, o mapa geral da bacia em escalas, a planta da área com indicações dos arruamentos existentes, secções transversais típicas e perfis longitudinais, bem como o tipo de pavimentação, das ruas e avenidas, informações geotécnicas da área e do lençol freático, locação dos pontos de lançamento final, cadastramento de outros sistemas existentes e curvas de intensidade/duração/frequência para chuvas na região. 
Cada projetista logicamente tem seu modelo de concepção para um trabalho dentro das normas existentes e do seu ponto de vista. Isto torna-se mais notável quando se trata de precauções próprias quanto a segurança e eficiência do projeto implantado. Dentre os procedimentos práticos frequentemente usados em um cálculo de sistemas de galerias pluviais podem ser citados: 
a) em cada poço de visita nenhuma galeria de entrada poderá ter seu topo em cota inferior ao topo da galeria de saída;
b) no interior de cada poço de visita admite-se uma queda mínima de 0,10 m na linha piezométrica;
c) os poços de visita não deverão receber mais que quatro condutos de ligação; 
d) as caixas de ligação não deverão receber mais que dois condutos de ligação; 
e) no cálculo das capacidades dos condutos deve-se admitir um coeficiente de rugosidade 20% maior que o teórico aplicado para o revestimento empregado nas paredes internas das galerias; 
f) os condutos de ligação deverão ser executados com uma declividade mínima de 1%. 
É importante lembrar que quando uma determinada caixa de ligação destina-se a reunir tubos de ligação provenientes das bocas coletoras para em seguida encaminhar a vazão reunida para o poço de visita mais próximo, através de uma outra tubulação de ligação, esta caixa poderá receber até três afluentes de bocas coletoras.

Inovação em produtos
Mas não basta projetar adequadamente, é preciso adquirir produtos qualificados para a obra. Muitos são os casos de vazamentos após alguns anos de uso. Felizmente, o mercado tem disponibilizado vários produtos para lidar com este problema. É o caso da Kanaflex, empresa japonesa criada em 1952, que produz tubos para condução de grande volume de água nas redes enterradas de drenagem pluvial. De acordo com o gerente de marketing, Eduardo Bertella, "são tubos corrugados de grande diâmetro com parede estruturada de Polietileno de Alta Densidade, disponíveis nos diâmetros nominais internos de 250 à 1200 mm, fornecidos em barras de 6 metros no sistema Ponta-Bolsa-Anel". Bertella conta que a empresa também é a distribuidora oficial no Brasil dos canais e grelhas da fabricante alemã Hauraton, que conta com soluções de captação de águas pluviais para residências, indústrias, aeroportos, parques, autódromos, garagens.
Segundo Bertella, os tubos são fornecidos em barras, com bolsa incorporada na barra e anel de vedação. "Por serem muito mais leves que os tubos de concreto, imediatamente os operários já sentem a maior facilidade de manuseio, acomodação e junção".
O gerente explica que os tubos rígidos têm um comportamento diferente dos tubos flexíveis. Após enterrados, no caso de tubo rígido, este transfere a carga recebida através de sua parede para o fundo da vala (base de adensamento ou berço). Já no tubo flexível, a carga é transferida e transportada pelo solo, daí a se dizer que o tubo flexível interage com o solo circundante. Bertella defende que a utilização de bons produtos, com matéria-prima adequada para a finalidade, que atendem normas, é fator fundamental para evitar o problema, mas a conscientização do instalador no cuidado em todo o processo de acomodação, berço, zona de reverso, reaterro e compactação determinará uma maior ou menor possibilidade de aparecimento de trincas e vazamentos nas tubulações.
Eduardo acredita que o mercado de tubos flexíveis é promissor. "Segundo as informações que temos, muitas das redes atuais feitas de tubos de concreto estão em fase de colapso ou funcionando de forma precária, necessitando de novas linhas ou substituição das tubulações antigas. Apesar de não termos números oficiais, pelo que temos visto visitando as prefeituras e autarquias, acreditamos que seja a situação de boa parte das redes existentes".
Para auxiliar no processo, a empresa possui um setor de vendas específico dos tubos, além do setor de promoção técnica ligado ao marketing, onde a equipe com cinco engenheiros dá suporte aos questionamentos dos projetistas ou instaladores. "Estes engenheiros visitam empresas projetistas, empreiteiras, gerenciadoras, prefeituras, Saae’s, Dae’s, etc, na intenção de demonstrar as características e vantagens das tubulações corrugadas de PEAD".
Sobre a durabilidade, Bartella ainda afirma que a norma ISO 21138 não determina a vida útil dos tubos, porém são solicitados ensaios de resistência à degradação por foto oxidação que podem indicar uma durabilidade superior a 50 anos. É de conhecimento geral a grande resistência ao ataque de produtos químicos e à abrasão que a matéria-prima PEAD confere à tubulação, e isto corrobora a afirmação de grande vida útil.

 

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Além da gravidade
Mas o sistema de drenagem não começa só nas ruas, e sim, nos edifícios, casas, indústrias e demais empreendimentos, sendo necessário dar destinação adequada a ela, separando-a dos demais efluentes produzidos nos locais. É para isto, atendimento especializado, produtos adequados e mão-de-obra qualificadas são fundamentais.
Em dezembro de 2015, a Prefeitura do Rio de Janeiro e a Fundação Roberto Marinho, em parceria com o Santander, inauguraram o Museu do Amanhã, na cidade do Rio de Janeiro. A Saint-Gobain Canalização, fabricante de sistemas em ferro fundido dúctil para transporte de fluidos, foi responsável pelo fornecimento de captadores de águas pluviais EPAMS e tubos de ferro dúctil, de diferentes diâmetros. Segundo nota divulgada, a empresa forneceu 1.230 m de tubos, de diferentes diâmetros, e 18 captadores de 75 mm que permitem a redução de colunas d’água, de forma a preencher os requisitos de sustentabilidade e liberdade arquitetônica do projeto.
"A escolha do Museu do Amanhã pelo sistema EPAMS mostra como ele se adapta mesmo aos projetos arquitetônicos mais arrojados", comentou Marcelo Machado, diretor comercial e de marketing da Canalização. "Estamos muito satisfeitos em ter participado desta obra que é um dos símbolos da revitalização da Região Portuária do Rio de Janeiro", ressaltou.
Segundo Machado, o sistema da empresa, ao contrário do que ocorre em sistemas convencionais por gravidade, possui captador anti-vórtice que impede a entrada de ar na tubulação, induzindo uma pressão negativa e, assim, gerando um efeito de sucção, fazendo com que a tubulação funcione a seção plena.
"Graças a esse dispositivo, o sistema, que trabalha livre de declividade nas tubulações, capta um volume até oito vezes maior de água comparado ao sistema de drenagem convencional por gravidade. Isso reduz o número de colunas e os diâmetros das tubulações, permitindo uma performance sustentável do sistema, além de maior rapidez na drenagem".
A empresa também foi responsável pelo sistema de drenagem na construção do novo terminal de passageiros do Aeroporto Internacional de Guarulhos, fornecendo mais de 10 mil metros de tubos e 463 captadores de águas pluviais. Ali, o sistema de drenagem pluvial foi instalado para possibilitar o reaproveitamento da água da chuva e por otimizar os espaços do novo terminal de passageiros.

 

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Como escolher?
Marcelo afirma que para a escolha do sistema de drenagem, deve-se levar em consideração principalmente a interferência que o sistema pode causar no edifício. "Quanto mais colunas forem necessárias para o funcionamento do sistema, maior será o impacto no projeto, representando assim uma menor liberdade arquitetônica". Ele lembra também que é preciso levar em consideração, a tipologia da obra e a área que será drenada, como por exemplo o pé direito da edificação e qual será a sua cobertura.
Para isto, é necessário contar com atendimento especializado. Segundo o diretor comercial, a empresa possui uma equipe de engenheiros qualificada para estudar a solução mais adequada para cada projeto, geralmente em parceria com os projetistas de instalações hidráulicas. "São realizados treinamentos para os instaladores e visitas técnicas para acompanhar o andamento da instalação e garantir o perfeito funcionamento do Sistema EPAMS, pois para ele, existem especificidades e critérios que precisam ser obedecidos.
Marcelo é otimista quanto à perspectiva de mercado. "Como o sistema diminui consideravelmente o número de colunas em um projeto e consequentemente reduz custos com material e otimiza custos de instalação, abre-se uma enorme gama de oportunidades para a aplicação do EPAMS em coberturas de shopping center, hospitais, aeroportos, igrejas, estádios de futebol, edifícios comerciais e residenciais, indústrias, galpões e outros.

Inovação para a sustentabilidade
Outra empresa que procura ter como diferencial a inovação é a ACO. A empresa, que possui mais de cem mil metros lineares de canais de drenagem externa instalados em obras nacionais e separadores de água e óleo 5ppm, lançou recentemente o concreto polímero exclusivo. A matéria-prima é produzida através da mistura de minerais naturais como o quartzo, basalto e granito misturados à resina exclusiva da marca. "Além de agregar valor ao processo e contribuir para a sustentabilidade em cadeia, o material é de baixa rugosidade e altíssima resistência mecânica e química", segundo engenheiro e diretor da ACO Brasil, Fernando Hermann Wickert.
Wickert explica que o produto não utiliza cimento e água na composição, assegurando a interligação dos componentes e a homogeneidade do material. Quando terminadas, as peças e módulos produzidos têm peso menor em relação a produtos similares de concreto e garante a mesma capacidade de carga. "Mais leves, os canais de Concreto Polímero ACO facilitam o manejo e a instalação, reduzindo significativamente os custos da obra".
Além da inovação, o atendimento especializado também é feito pela empresa. Segundo Wickert, projetos de drenagem se diferenciam pelo ambiente onde a aplicação do produto é feita, sendo influenciado pelas condições de cargas e tráfego, além dos líquidos que podem ser variáveis. Assim, a empresa possui tecnologia para desenvolver soluções exclusivas para a necessidade de cada projeto, oferecendo soluções em concreto polímero, polipropileno, aço galvanizado e aço inox.
Segundo Fernando, a empresa vai lançar em breve um novo sistema de drenagem monolítico e com design diferenciado, especificamente desenvolvido para aplicação em túneis, onde a exigência em segurança e estabilidade são prerrogativas. "A proposta da ACO é o atendimento focado às necessidades de cada projeto".
Especificamente para a drenagem de águas pluviais, a empresa defende a coleta por um sistema de drenagem superficial. "Depois de coletada, a água é destinada para a rede de drenagem subterrânea", e ressalta: "É importante que o sistema de drenagem superficial, além de altamente resistente ao tráfego de veículos, tenha capacidade de absorver com eficiência as águas de chuva e, tão importante, é que a rede subterrânea de drenagem também seja dimensionada para suportar o volume de águas". O engenheiro acredita que o sistema contribua com a sustentabilidade.

 

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"A gestão de recursos hídricos está intimamente ligada a este conceito por ter na água um de seus recursos mais valiosos, disputados, desperdiçados e necessários aos processos produtivos e à vida. A ACO trabalha concentrada em cuidar da água e das pessoas, portanto atua para promover a cultura de drenagem, que contribui para captar, tratar, reter e destinar recursos hídricos". E lembra.
"O comprometimento da qualidade da água pode inviabilizar o uso ou tornar seu uso impraticável, tanto em termos técnicos quanto financeiros. A ACO tem soluções que minimizam o impacto do processo anterior ao tratamento, o que influencia definitivamente todo e qualquer custo de operação em que ela está inserida".
Fernando conta que a empresa possui produtos para todas as etapas de um projeto que vise não só a drenagem da água pluvial, mas seu tratamento e armazenamento.
A ideia é coletar e conduzir a água da superfície pelos sistemas de drenagem linear, compostos de canais de drenagem e seus acessórios. Em seguida, é necessário tratar e processar, evitando que resíduos ou partículas contaminantes sejam lançados na natureza. A empresa possui separadores em concreto polímero e polietileno para isto. Em seguida, é necessário armazenar. "Por meio de tecnologia exclusiva, os sistemas ACO garantem acondicionamento do líquido armazenado e permitem um controle absoluto do volume coletado, que pode ser hermeticamente guardado ou liberado gradualmente, dependendo da utilização necessária em cada projeto", conta. Para a última etapa, destinação e reutilização, a empresa oferece produtos que garantem a distribuição exata de volumes de água e que permitem uma destinação customizada e controlada da água.
O engenheiro afirma que toda mudança climática afeta diretamente o ciclo natural da água. Por isso é cada vez maior a preocupação em projetar assertivamente o volume de escoamento da água nos projetos, diminuindo o risco de inundações e contaminações. "Medidas assim, contribuem para a redução da sobrecarga nas redes de drenagem e melhoram a qualidade da água utilizada pela população, de maneira geral. A ACO avalia as necessidades do cliente, dá suporte ao projeto de drenagem e acompanha o processo de instalação de suas soluções na obra". E conclui. "Um projeto de gestão de águas pluviais eficaz é aquele em que todo o recurso é captado, previamente tratado (com a separação de impurezas como o óleo, por exemplo), retido (guardado, armazenado) e destinado de maneira correta e controlada no meio ambiente e sistemas públicos de tratamento".

 

Contato das empresas:
Kanaflex:
www.kanaflex.com.br
Saint-Gobain: www.saint-gobain.com.br
ACO: www.acodrenagem.com.br

 

Referências bibliográfica:
FERNANDES, Carlos. - Esgotos Sanitários, Ed. Univ./UFPB, João Pessoa, 1997, Reimpressão Jan/2000
FERNANDES, C. - MICRODRENAGEM - Um Estudo Inicial, DEC/CCT/UFPB, Campina Grande, 2002
SÃO PAULO (cidade). Secretaria Municipal de Desenvolvimento Urbano. Manual de drenagem e manejo de águas pluviais: gerenciamento do sistema de drenagem urbana. São Paulo: SMDU, 2012.

 

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