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Uso do PCSWMM para avaliar a eficiência de um dimensionamento modular de biorretenção para o tratamento de águas pluviais

Resumo

Técnicas compensatórias de drenagem urbana, possuem o objetivo de reduzir o escoamento superficial gerado em excesso resultante da urbanização e, algumas delas como a biorretenção, realizar um tratamento qualitativo das águas pluviais. Entretanto, mudanças à montante destas técnicas, como o aumento da área impermeável, podem sobrecarregá-las e comprometer suas eficiências quando não contabilizadas no projeto. Este trabalho analisa um dimensionamento modular adaptativo a mudanças na ocupação do solo a montante de uma técnica de biorretenção instalada no campus 2 da Universidade de São Paulo, em São Carlos. Uma coleta de dados foi realizada para determinação dos parâmetros do modelo, que foram calibrados com 3 eventos de chuva que foram monitorados quali-quantitativamente. Em seguida, simulações foram realizadas para 4 diferentes cenários, sendo 1 presente e 3 futuros, com e sem o uso dos módulos para fins de comparação, a partir dos quais um balanço hídrico e de massa de poluentes foi realizado para as eficiências quantitativas e qualitativas respectivamente. As simulações sugerem que as eficiências caem continuamente ao longo dos cenários quando não são utilizados os módulos, de 90.7 e 91.2 % para 64.9% e 65.8% quanto a eficiência quantitativa e qualitativa respectivamente. Com o uso dos módulos entretanto, as eficiências se mantêm acima de 80%, com uma queda de eficiência entre 2015 e 2025 devido a área do módulo ser relativamente pequena. Apesar da queda nas eficiências 2015 e 2025, o uso dos módulos preveniu a constante queda da eficiência e se mostra como um método capaz de adaptar a técnica às mudanças do campus ao longo dos anos.

Introdução

A urbanização resulta em um aumento na impermeabilidade do solo, alterando, assim, o ciclo hidrológico natural ao reduzir a infiltração (Elliot & Trowsdale, 2007), diminuir a evapotranspiração com a remoção da vegetação (Smith & Banting, 2005), aumentar o escoamento superficial (Lucas and Sample 2015). Além dos poluentes serem lavados mais fácil e rapidamente (Alberti et al., 2007), que gera uma maior degradação dos corpos hídricos urbanos.

Com a finalidade de se amenizar e mitigar estes impactos, utiliza-se diversas tecnologias alternativas, ou técnicas compensatórias, para um tratamento não apenas quantitativo, mas também qualitativo das águas pluviais para um sistema de drenagem urbana mais sustentável. Para este tipo de abordagem, surge a terminologia SUDS (Sustainable Urban Drainage System), caracterizada por uma sequência de técnicas de drenagem que trabalham juntas para tentar replicar as características naturais de pré-urbanização de uma determinada área (Fletcher, 2015). Célula de biorretenção é exemplo de técnica compensatória (Erickson et al., 2013), sendo depressões naturais ou escavadas com camadas de material filtrante (normalmente areia, solo e matéria orgânica), vegetação, vertedouro de sobrecarga e um dreno na parte inferior quando o solo possui baixa permeabilidade (Lucas & Sample, 2015).

Rosa et al., (2016) propôs um dimensionamento modular para biorretenções adaptativo às mudanças no uso e ocupação no solo, com a finalidade de se manter as eficiências quali-quantitativa com o aumento na geração de escoamento superficial decorrente do aumento na urbanização.

Autores: César Ambrogi Ferreira do Lago; Altair Rosa; Marina Batalini de Macedo; Vladimir Caramori Borges de Souza e Eduardo Mário Mendiondo.

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