PET Engenharia Civil UEM

No Brasil, principalmente no verão, todos os anos nos deparamos com notícias sobre inundações nas cidades que provocam inúmeros prejuízos a população. Pensando neste transtorno a engenharia busca alternativas para eliminar ou pelo menos minimizar os problemas por ele causado.

Os reservatórios para controle de cheias – popularmente conhecidos como “piscinões” – são estruturas que funcionam para detenção ou retenção de água e têm finalidade de reduzir o efeito das enchentes em áreas urbanas. Sua atuação na bacia hidrológica de uma região, redistribuindo os escoamentos no tempo e no espaço, permite recuperar, em parte, as características de armazenagem dessa bacia.

Além de auxiliar no controle de cheias, os reservatórios urbanos, em alguns casos, podem
ser usados para tratar a poluição carregada pela água nas cidades. E, ainda, podem adquirir funções paisagísticas para se integrar mais harmoniosamente ao ambiente urbano. No Brasil, os reservatórios para contenção de enchentes passaram a ser implantados na década de 1990. O “piscinão” do Pacaembu, na zona Oeste da cidade de São Paulo, foi o primeiro a ser construído e opera desde 1994.

Estudos para o dimensionamento

Os projetos para os reservatórios de contenção de enchentes – além de outras soluções estruturais de drenagem – são embasados em estudos da hidrografia local. Como são obras ligadas a eventos naturais, os reservatórios são dimensionados para atuar bem até um determinado limite. Existe uma cheia limite de projeto, a partir da qual o rendimento é menor ou mesmo não existe. “Em geral, esse valor é adotado com uma probabilidade de ocorrência bem baixa, da ordem de 1% ou 2%, e por isso são eventos de grande magnitude e que podem causar grandes danos. Em outras palavras, funcionarão bem em 98% dos eventos”, afirma José Rodolfo Martins, professor do departamento de engenharia hidráulica da Poli-USP. Martins lembra, porém, que o bom funcionamento depende de outros fatores, como a manutenção, por exemplo.

Os “piscinões” são calculados para amortecer a vazão de drenagem de uma determinada bacia hidrográfica a que a ele se associa. Os elementos a serem dimensionados em um “piscinão” são:

1. 

   O seu volume e, portanto, a área superficial que receberá o armazenamento, e a altura da lâmina d’água dentro do reservatório;

2.  O dispositivo de descarga, em geral um orifício que restringe a vazão de saída, de modo que a vazão de entrada na cheia, de maior magnitude, gere um acúmulo temporário de água dentro do reservatório;
3.  Um vertedouro de segurança, que permite a passagem da água por cima do reservatório, quando ocorre uma chuva maior do que aquela que serviu de base para o projeto.

Assim, chega-se ao dimensionamento do reservatório. “O projeto de ‘piscinões’ depende da pluviologia local. O projetista define um nível de risco para o projeto e associa este risco à probabilidade de ocorrência de uma chuva de projeto, para um dado tempo de recorrência, ou seja, um tempo em que este volume de chuva pode, estatisticamente, ser igualado ou superado. Esses tempos, em geral, são de 20, 25 ou 50 anos”, diz Miguez.

Ao cair sobre a bacia hidrográfica em que está o “piscinão”, a água da chuva é, em parte, transformada em vazão. Assim, com a vazão de projeto que chega ao “piscinão” – estabelecido um determinado nível de controle para a vazão máxima de saída do reservatório – calcula-se o volume necessário para não haver extravasamento nas condições de projeto. “Algumas vezes, em vez de realizar o amortecimento de vazões, os ‘piscinões’ podem ser utilizados para excluir certo volume de água do sistema de drenagem. Esses, porém, tendem a ser menos eficientes, pois precisam de maior volume“, compara Marcelo Gomes Miguez, professor da Poli-UFRJ nos cursos de engenharia civil, urbana e ambiental.

Projeto e construção

A forma como é projetado e construído o reservatório tem várias condicionantes. Como, por exemplo, a área disponível em função do volume e o custo de desapropriação. “Quanto menor a área do terreno, mais profunda deve ser a obra e, por isso, o metro cúbico de reservatório vai custar mais caro”, diz Aluísio Canholi, diretor da Hidrostudio Engenharia e coordenador de diversos planos de drenagem no Estado de São Paulo, incluindo o da região metropolitana.

Canholi alerta que outro elemento que custa bastante é a laje de cobertura – no caso dos reservatórios cobertos. Se for necessário um “piscinão” fechado, a equação vai apontar para um reservatório mais profundo com uma área de superfície menor – tanto pelo custo do terreno (considerando possíveis desapropriações) quanto pelo custo da laje. Em uma área onde não se tem urbanização tão densa, e onde o custo do terreno não é proibitivo, é mais provável a construção de “piscinões” abertos, reservatórios maiores e menos profundos. Os casos devem ser tratados de forma específica, isto é, cada curso d’água, em função das características da bacia, grau de impermeabilização, espaço disponível, consolidação das construções e vias de tráfego, estrutura de manutenção do órgão responsável e outros. Tudo isso vai influenciar na solução mais apropriada para concepção do reservatório.

“Quanto ao método construtivo, as características do solo na região serão as preponderantes na definição da forma de escavação e contenção do terreno, assim como a existência de praça de trabalho, volume de material a ser movimentado e, certamente, os fatores de custo – que podem fazer com que o projetista adote uma solução de contenção com estruturas de concreto ou taludes estabilizados”, diz Martins.

Os “piscinões” podem ser construídos sobre o solo natural ou revestido. É comum usar gabiões, os quais ainda podem ser revestidos com concreto. Além do reservatório em si, os “piscinões” têm dispositivos para facilitar a limpeza, como rampas de acesso para a entrada de pás-carregadeiras e caminhões. “Ainda assim, não são muitos os reservatórios que recebem altas cargas de materiais a ponto de ter o desempenho hidráulico afetado em função do material retido”, diz Canholi. Quando necessário, as rampas são feitas em concreto. Ou, então, o acesso para limpeza dos reservatórios pode ser feito diretamente pelos taludes.

Tipos, características e custos

Os reservatórios podem ser classificados como on line e off line. No on line, todo o fluxo de água do reservatório está no nível do córrego. Já o off line fica fora desse nível, só capta o excesso de água e opera em paralelo ao rio. Quando o rio ultrapassa um determinado nível de cheia, a água passa para esse reservatório. Geralmente, os off line são mais fundos do que o nível da rua e requerem bombas para que água volte até o córrego.

Os “piscinões” podem, ainda, ter reservatórios abertos ou fechados. Quando fechados tendem a ser enterrados, dispondo de grandes volumes e necessita de bombeamento para seu esvaziamento – embora não seja a regra, já que “piscinões” fechados também operam por gravidade. Quando abertos, podem ser mais rasos e se comunicar diretamente com a rede de drenagem para descarregar por gravidade as águas que vão acumulando.

Para Canholi, o importante em um reservatório é o volume e a forma de operação. “É preciso saber o volume a reter, em um certo local, para atender a uma determinada vazão de restrição de jusante. Se vai ter tampa ou não, é mais uma questão urbanística, da característica do terreno”, diz Canholi. Reservatórios a céu aberto, mais rasos e com descarga por gravidade, tendem a ser de mais fácil implantação e com menores custos. “O ‘piscinão’ aberto custa cerca de US$ 34 o metro cúbico. O fechado, cerca de US$ 100 o metro cúbico”, diz Plínio Tomaz, engenheiro civil e consultor em saneamento.

Marcelo Miguez lembra que nem sempre a população do entorno aceita com facilidade a utilização de um espaço público, como uma praça ou um parque da vizinhança, para implantação de um reservatório. “Por outro lado, reservatórios de detenção a céu aberto podem ser fundidos à paisagem urbana, com oportunidades de revitalização de espaços degradados e em paisagens multifuncionais, agregando paisagismo, recreação e controle de cheias, por exemplo”, pondera.

Para o consultor Tomaz, os piscinões em funcionamento no Brasil são tecnicamente muito bem planejados e bem construídos. O maior problema seria a manutenção. “Ela é cara. Gasta-se cerca de 10% do custo do reservatório por ano para tirar sujeira e levar para um aterro sanitário. Em média, saem 10 m³ de resíduo por hectare. Além disso, há gastos com segurança, iluminação e bomba – se tiver. A cada dez anos, você paga outro ‘piscinão'”, diz.

Implantação do sistema na cidade do Rio de Janeiro

Construção de quatro reservatórios de águas das chuvas vai garantir o fim dos históricos alagamentos na região da Grande Tijuca.

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Moradores da Grande Tijuca, que por décadas sofreram com os alagamentos decorrentes de fortes chuvas, contam, desde o fim de 2013, com dois dos quatro piscinões para armazenamento de águas pluviais. Os reservatórios, construídos na Praça da Bandeira e na Praça Niterói, fazem parte do programa de Controle de Enchentes da Grande Tijuca, e, em breve, haverá outro na Praça Varnhagen, com inauguração prevista para julho de 2016.

Para completar, o programa também inclui o desvio do Rio Joana, já em andamento, e que será feito por meio de um túnel. Quando concluído, vai retirar um terço da vazão que chega ao Canal do Mangue. A canalização do Rio Trapicheiros, no trecho da Rua Francisco Eugênio, já foi concluída.

Obras do piscinão da Bandeira também reformaram praça, que virou área de lazer

Fontes:

http://infraestruturaurbana.pini.com.br/solucoes-tecnicas/4/artigo220142-1.aspx

http://www.cidadeolimpica.com.br/controle-de-enchentes-da-grande-tijuca/