Módulo 4 - SWITCH Training Kit
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Módulo 4 - SWITCH Training Kit
Kit de Treinamento SWITCH GESTÃO INTEGRADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO Módulo 4 MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS Explorando opções Ficha Técnica Título Original: SWITCH Training Kit - Integrated Urban Water Management in the City of the Future Module 4 – STORM WATER: Exploring the options Editor: ICLEI European Secreteriat GmbH (Gino Van Begin – Diretor) Autor Principal: Ralph Philip (ICLEI - Secretariado Europeu) Organizadores: Ralph Philip, Barbara Anton, Anne-Claire Loftus (ICLEI - Secretariado Europeu) Baseado principalmente nos trabalhos dos seguintes parceiros do consórcio SWITCH: Heiko Sieker, Christian Peters (Ingenieurgesellschaft Prof. Dr. Sieker mbH); Mike D. Revitt, Bryan J. Ellis, Lian Scholes, Brian Shutes (Universidade de Middlesex); Chris Jefferies, Alison Duffy (Universidade de Abertay); Jacqueline Hoyer, Wolfgang Dickhaut, Lukas Kronawitter, Björn Weber (Universidade da Cidade de Hafen) Design: Rebekka Dold Grafik Design & Visuelle Kommunikation, Freiburg, Alemanha www.rebekkadold.de Imagem da capa e itens gráficos por Loet van Moll – Illustraties, Aalten, Países Baixos www.loetvanmoll.nl Layout: Tu My Tran, Stephan Köhler (ICLEI - Secretariado Europeu) Copyright: © Secretariado Europeu do ICLEI GmbH, Friburgo, Alemanha 2011 O conteúdo deste kit de treinamento está sob licença da Creative Commons especificada como AttributionNoncommercial-Share Alike 3.0. Essa licença permite que outros ajustem e desenvolvam os materiais do Kit de Treinamento para fins não comerciais, desde que seja dado crédito ao Secretariado Europeu do ICLEI e licenciadas as novas criações sob os mesmos termos. http://creativecommons.org/ licenses/by-nc-sa/3.0 / O texto legal completo sobre os termos de uso desta licença pode ser encontrado em http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/legalcode Agradecimentos: Este Kit de treinamento foi produzido no âmbito do projeto Europeu de pesquisa SWITCH (2006 a 2011) www.switchurbanwater.eu O SWITCH foi co-financiado pela Comissão Européia sob o “6th Framework Programme” contribui para a temática prioritária “Global Change and Ecosystems” [1.1.6.3] – Contract no. 018530-2 Aviso: Essa publicação reflete somente as opiniões dos autores. A Comissão Européia não se responsabiliza pelo uso das informações contidas nessa publicação Edição brasileira: Kit de Treinamento SWITCH: Gestão Integrada das Águas na Cidade do Futuro Módulo 4 – MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS: Explorando opções Editor: ICLEI Brasil Coordenação editorial: Florence Karine Laloë Este material foi traduzido para o português e adaptado ao contexto do Brasil por: Coordenação técnica - Prof. Nilo de Oliveira Nascimento (Universidade Federal de Minas Gerais) Revisão e Adaptação - Marcus Suassuana Tradução - Luiza Dulci, Davi Alencar, Davi Baptista, Luiz Otávio Silveira Avelar e Maurício Moukachar Baptista Editoração Eletrônica: Mary Paz Guillén e Isadora Marzano Organização e Revisão: Florence Karine Laloë e Sophia Picarelli Kit de Treinamento SWITCH: Gestão Integrada das Águas na Cidade do Futuro Módulo 4 – MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS: Explorando opções Coordenação técnica: Nilo de Oliveira Nascimento. Coordenação editorial: Florence Karine Laloë. 1. ed. São Paulo, 2011 ISBN 978-85-99093-14-6 (PDF) | ISBN 978-85-99093-17-7 (CD-ROM) Kit de Treinamento SWITCH GESTÃO INTEGRADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO Módulo 4 MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS Explorando opções 4 Kit de Treinamento SWITCH GESTÃO INTEGR ADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO Kit de Treinamento SWITCH Gestão Integrada das Águas Urbanas na Cidade do Futuro O Kit de Treinamento SWITCH é uma serie de módulos sobre Gestão Integrada das Águas Urbanas (GIAU) desenvolvido no âmbito do Projeto ‘SWITCH - Gestão da Água na Cidade do Futuro’. O Kit foi desenvolvido primeiramente para atividades de treinamento visando principalmente aos seguintes grupos: ä Tomadores de decisão no âmbito dos governos locais; ä Funcionários de altos escalões de órgãos dos governos locais, que: ä sejam diretamente responsáveis pela gestão da água, ä sejam eles próprios grandes usuários de água, tais como os responsáveis por parques e locais de recreação, ä representem grandes impactos sobre os recursos hídricos, tais como o planejamento do uso do solo, ä tenham interesse no uso da água em geral, tais como departamentos de meio ambiente; ä Gestores de recursos hídricos e profissionais dos serviços de abastecimento de água, esgotamento sanitário e manejo de águas pluviais. Todos os módulos estão intimamente ligados entre si e estas ligações são claramente indicadas nos textos. Além disso, as informações contidas nos módulos são complementadas por uma biblioteca on-line, estudos de caso e links para outras fontes, todos eles destacados no texto, quando for o caso. Os seguintes símbolos são usados para indicar quando informações adicionais estiverem disponíveis: Refere-se a outro modulo do Kit de Treinamento SWITCH onde mais informações são encontradas Refere-se a recursos adicionais do projeto SWITCH disponíveis no site “SWITCH Training Desk” Refere-se a um estudo de caso disponível no site “SWITCH Training Desk” Refere-se a um link para outras fontes Módulo 4 MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS Explorando opções Kit de Treinamento SWITCH: Todos os módulos A abordagem geral do projeto SWITCH à GIAU (Gestão Integrada das Águas Urbanas) Módulo 1 Módulo 2 PLANEJAMENTO ESTRATÉGICO Preparando-se para o futuro GRUPOS DE INTERESSE Envolvendo todos os agentes Contém uma introdução aos principais desafios da gestão de águas em áreas urbanas, no presente e no futuro, e informações passo-apasso sobre o desenvolvimento e a implantação de um processo de planejamento estratégico. Contém um resumo sobre diferentes abordagens ao envolvimento de múltiplos agentes – incluindo “Alianças de Aprendizagem” – e meios pelos quais tal engajamento pode ser efetivamente alcançado para os propósitos da GIAU. Soluções sustentáveis Módulo 3 Módulo 4 Módulo 5 ABASTECIMENTO DE ÁGUA MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS ESGOTAMENTO SANITÁRIO Explorando opções Explorando opções Explorando opções Descreve como o abastecimento de água nas cidades / manejo de águas pluviais / gerenciamento de efluentes líquidos pode se beneficiar de uma maior integração, incluindo exemplos de soluções inovadoras pesquisadas no âmbito do projeto SWITCH e a possível contribuição dessas pesquisas para uma cidade mais sustentável. Auxílio à decisão Módulo 6 AUXÍLIO À DECISÃO Escolhendo um caminho sustentável Introduz o conceito de Sistemas de Auxílio à Decisão para a gestão de águas urbanas incluindo detalhes da ferramenta ‘Águas Urbanas’, desenvolvida no âmbito do projeto SWITCH. 5 6 Kit de Treinamento SWITCH GESTÃO INTEGR ADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO Módulo 4: Conteúdo n Introducão ...................................................................................................... 7 o Metas de aprendizagem ................................................................................ 8 p A necessidade da gestão sustentável de águas pluviais .............................. 9 3.1 A abordagem convencional da gestão de águas pluviais ...................... 10 3.2 Os problemas enfrentados pela abordagem convencional na gestão de águas pluviais ............................................................................. 11 3.3 Uma abordagem mais sustentável ........................................................... 13 q Águas pluviais na cidade ................................................................................ 15 4.1 Ligações dentro do ciclo urbano da água ................................................. 15 4.2 Ligações entre a gestão de águas pluviais e outros setores da gestão urbana ............................................................................................ 16 4.3 Gestão de águas pluviais e o ambiente urbano – Planejamento Urbano Sensível à Água............................................................................. 18 r A orientação geral: Gestão de águas pluviais e sustentabilidade ............ 21 5.1 Gestão sustentável de águas pluvuais ...................................................... 21 5.2 Objetivos, indicadores e metas para a gestão de águas pluviais .......... 23 s Colocando em prática a gestão sustentável de águas pluviais ..................... 25 6.1 Implantação da gestão mais sustentável de águas pluviais .................. 25 6.2 Barreiras à gestão sustentável de águas pluviais ................................... 26 t Opções para a gestão sustentável de águas pluviais .................................. 29 7.1 Melhores Práticas de Gestão de Águas Pluviais (BMP) .............................. 29 7.2 Exemplos de soluções BMP de águas pluviais ........................................ 30 7.3 Avaliação e escolha de soluções ............................................................... 49 u Fechamento ................................................................................................... 50 v Referências ..................................................................................................... 51 Módulo 4 MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS Explorando opções n Introdução Cidades e águas pluviais não são, à primeira vista, compatíveis. Por um lado, as necessidades de espaço dos sistemas naturais de drenagem como rios, córregos, zonas pantanosas artificiais (wetlands) e lagoas restringem o desenvolvimento urbano. Por outro, a infra-estrutura urbana destrói e polui o regime natural de escoamentos superficiais. Conseqüentemente, o desenvolvimento de cidades muitas vezes resultou na canalização de rios, no aterramento de córregos, na drenagem de águas paradas e na construção de vastas redes de drenagem planejadas para remover o mais rápido possível as águas de chuva do ambiente urbano. A meta geral do Módulo 4 é demonstrar que a gestão sustentável de águas pluviais e o crescimento urbano não são necessariamente incompatíveis. Ao destacar as limitações dos sistemas convencionais de drenagem e ao explorar uma abordagem alternativa, mais integrada, o módulo mostra que o reconhecimento das águas pluviais como um recurso a ser utilizado, ao invés de um incômodo a ser eliminado, pode levar a um desenvolvimento urbano mais sustentável. As águas pluviais têm potencial para fornecer benefícios concretos para uma cidade, incluindo controle de enchentes, proteção ambiental, aumento das áreas verdes urbanas e a provisão de uma fonte alternativa de água. Entretanto, para identificar tais oportunidades a cidade precisa compreender a relação das águas pluviais com outros setores de gestão urbana. O Módulo 4 sugere que, ao reconhecer esses vínculos e ao aproveitar as vantagens dessas soluções inovadoras, uma drenagem urbana mais sustentável pode ser obtida enquanto aprimora, ao invés de restringir, o desenvolvimento urbano como um todo. Imagem: Johannes Gerstenberg O Módulo 4 está intimamente ligado aos Módulos 3 e 5, que abordam de forma prática a gestão do ciclo da água no que se refere às etapas de abastecimento de água e à gestão de esgotos sanitários, respectivamente. 7 Kit de Treinamento SWITCH GESTÃO INTEGR ADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO o Metas de Aprendizagem O Módulo 4 apresenta uma visão geral da gestão de águas pluviais e como ela influencia e é influenciada dentro do ciclo hidrológico urbano e pelo desenvolvimento urbano como um todo. Pretende-se dar ao usuário conhecimento sobre as limitações associadas à abordagem convencional em drenagem urbana e como uma abordagem integrada e a seleção de soluções alternativas podem não apenas superá-las, mas também fornecer benefícios adicionais. O módulo é, portanto, relevante para todas as cidades, independentemente de sua condição atual de infra-estrutura de drenagem. Mais especificamente, o módulo auxiliará os usuários a entender melhor: ä O que constitui uma abordagem mais sustentável da gestão de águas pluviais e como ela difere da abordagem convencional; ä Os benefícios diretos e indiretos que uma cidade pode ganhar ao gerir as águas pluviais como um recurso ao invés de uma restrição ao desenvolvimento urbano; e ä As soluções que estão disponíveis para colocar em prática uma abordagem mais sustentável para a gestão de águas pluviais, incluindo o uso de sistemas naturais. Deve-se notar que não é objetivo desse módulo fornecer ao usuário o detalhamento técnico necessário para selecionar, projetar e construir as soluções de gestão de águas pluviais mais adequadas ao seu contexto local. Sugere-se aos usuários que desejarem dar esse passo a mais em direção à implantação de tais soluções consultarem os muitos manuais e orientações técnicas que estão disponíveis para essa finalidade. Referências a alguns desses recursos são fornecidas ao longo deste módulo, e outros podem ser localizados facilmente na internet. Figura 1: Manejo de águas pluviais no contexto do ciclo urbano da água Imagem: ICLEI 8 Módulo 4 MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS Explorando opções p A necessidade da gestão sustentável de águas pluviais Para a maior parte das pessoas vivendo em cidades, a maior preocupação quando chove é evitar se molhar. A não ser que suas casas e ruas inundem, poucos pensariam sobre o que ocorre com a chuva após ela fluir pelos canos e calhas e fazer o trabalho de regar o jardim. Contudo, esse é apenas o início do manejo das águas pluviais no ambiente urbano e as etapas que se seguem são requisitos essenciais para manter o desenvolvimento econômico e social de uma cidade. O objetivo geral dos gestores de águas pluviais pode ser descrito como segue: O controle das águas pluviais de modo a garantir impactos mínimos no que concerne a inundação, erosão e a dispersão de poluentes dentro do ambiente urbano e a jusante. O processo de gestão para atingir esse objetivo deve considerar a interação entre a quantidade de chuva precipitada sobre a cidade, a infra-estrutura natural e construída pela qual ela flui e os cursos de água aos quais ela eventualmente chegará. A Figura 1 mostra uma simplificação do fluxo de água pluvial ao longo do ambiente urbano a as várias rotas que ele pode seguir antes de entrar em um curso de água receptor. Figura 2: Fluxos das águas pluviais e o ambiente urbano g ) Rainfall Chuva Superfícies Impermeáveis Impermeable surfaces Roofs Telhados Ruas Roadse&áreas paved pavimentadas surfaces Rede unitária de Combined sewer network esgotamento Estação de Excesso de Wastewater Combined treatment sewer tratamento efluente works overflows de efluentes combinado Superfícies PermeablePermeáveis surfaces Solos Hard-packed soils & compactados impermeable & Rocharock Sistema Separate separador surface waterde águasewer pluvial e esgoto system Tratamento Stormwater de água treatment pluvial Cursos de water água bodies superficiais Surface Água pluvial em grande Largely unpolluted stormwater medida não poluída Água pluvial likely to Stormwater provavelmente poluída contain pollutants Parques, Parks, Vegetação Unmanaged gardens &e jardins original vegetation allotments loteamentos Água subterrânea Groundwater 9 flows Escoamentos gerados Stormwater duringapenas heavy orcom prolonged rainfall only chuvas fortes ou prolongadas 9 Kit de Treinamento SWITCH GESTÃO INTEGR ADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO 3.1 A abordagem convencional da gestão de águas pluviais A abordagem convencional da gestão de águas pluviais consiste em conduzi-las para fora da cidade o mais rápido possível utilizando canais de drenagem e tubulações subterrâneas. Tipicamente essa abordagem utiliza uma combinação de dois sistemas para atingir esse objetivo: ä Um sistema combinado de esgotos no qual a água pluvial é misturada a efluentes domésticos e industriais antes de ser tratada em uma estação central de tratamento de efluentes e despejada em um curso de água receptor. ä Um sistema separador de águas superficiais que coleta apenas águas pluviais e as despeja nos cursos de água receptores com pouco ou nenhum tratamento. Esses sistemas são projetados basicamente com base em séries históricas de dados meteorológicos e previsões de padrões para o desenvolvimento urbano. O principal objetivo é reduzir o risco de inundações localizadas, embora os sistemas sejam freqüentemente implantados com pouca consideração sobre impactos a jusante. A infra-estrutura comumente utilizada para coletar e conduzir águas pluviais pela abordagem convencional inclui: Microdrenagem superficial: Chuva escoada de telhados, ruas e outras áreas impermeáveis fluem por calhas e sargetas em direção a canais subterrâneos para assegurar sua rápida remoção da superfície. Tubulação: Tubos da rede de microdrenagem subterrânea possibilitam o transporte rápido e eficiente dos fluxos de águas pluviais para o ponto de descarga. Canais de drenagem de concreto: Canais com baixa resistência hidráulica (baixa rugosidade) conduzem rapidamente as águas de escoamento à seção exutória. Estações centralizadas de tratamento de efluentes: Em sistemas unitários (combinados), a água pluvial coletada é misturada aos fluxos de efluentes humanos e industriais e tratada em estações de tratamento de esgotos centralizadas. Lançamentos: Em sistemas separadores, as águas pluviais são despejadas em grandes volumes diretamente nos cursos de água receptores. Em sistemas unitários os lançamentos ocorrem após tratamento. Imagem: Barbara Anton 10 Módulo 4 MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS Explorando opções 3.2 Os problemas enfrentados pela abordagem convencional na gestão de águas pluviais Sistemas convencionais de drenagem continuam sendo o método mais comum utilizado para gerir águas pluviais em cidades no mundo todo. Isso ocorre apesar do número de problemas que desafiam a sustentabilidade desse tipo de sistema no longo prazo, em particular sua incapacidade crescente de impedir inundações, poluição e danos ambientais. Alguns dos problemas atualmente enfrentados pela gestão de águas pluviais incluem: ä ([FHVVRV GH H[WUDYDVDPHQWRV GH HĎXHQWHV GH VLVWHPDV XQLW£ULRV Chuvas intensas fazem com que a capacidade de sistemas unitários seja excedida, resultando em transbordamentos de águas residuais não tratadas para o ambiente. ä3ROXL©¥RGLIXVD Poluentes sem uma origem definida, como metais pesados e óleos provenientes de telhados, ruas e estacionamentos, além de nutrientes, pesticidas e herbicidas de jardins parques e loteamentos são diluídos nos escoamentos superficiais até os cursos d’água receptores. ä(VFRDPHQWRVGHEDVHUHGX]LGRV A impermeabilização das superfícies esgota aqüíferos ao reduzir sua recarga natural. ä(URV¥RHVHGLPHQWD©¥R Fluxos em alta velocidade causam erosão e, conseqüentemente, assoreamento de córregos, rios e estuários receptores. ä&XVWRV Tratamento do tipo centralizado de águas pluviais é caro e tem uso intensivo de energia. ä (IHLWR LOKD GH FDORU A rápida remoção de água de chuva de áreas urbanas reduz a evopotranspiração. Quando combinado ao efeito de aquecimento de superfícies impermeáveis, o resultado é um micro-clima urbano mais quente. ä'HVSHUG¯FLRGHXPUHFXUVRYDOLRVR A rápida remoção de água pluvial de áreas urbanas impede que ela seja utilizada para fins não potáveis e para paisagismo. ä,QXQGD©·HVDMXVDQWH A rápida coleta e transporte de águas pluviais para cursos de água receptores como rios e córregos aumentam o risco de inundações à jusante. Soluções para drenagem urbana são freqüentemente selecionadas baseadas na prioridade local de retirar a água pluvial de uma área definida. Entretanto, essas soluções podem não considerar seus impactos em uma escala urbana ampliada, como são exemplos a capacidade de sistema de jusante em lidar com fluxos adicionais de água e os danos causados por volumes maiores e, possivelmente, mais poluídos de escoamentos superficiais sendo despejados em rios e córregos. As estruturas de gestão das cidades raramente são preparadas para atender a uma abordagem integrada necessária para lidar com as questões de águas pluviais, as quais afetam diversos órgãos de diferentes competências nas cidades. Pavimentação, habitação, parques e tratamento de efluentes são apenas alguns dos serviços municipais que influenciam ou são influenciados pela gestão de águas pluviais, mas que, tipicamente, operam de forma independente. Isso aumenta o risco de que a gestão (ou a má gestão) de um serviço gere impactos não intencionais em outros. Por exemplo: ä A secretaria de planejamento aprova a construção de um novo centro de compras. O escoamento de águas pluviais resultante causa erosão em um córrego urbano e o colapso da infra-estrutura local. ä A secretaria de habitação constrói novas unidades habitacionais conectando seu escoamento de águas pluviais ao sistema unitário. O sistema de esgotos é incapaz de lidar com o fluxo adicional e transbordamentos do sistema tornam-se mais freqüentes, causando poluição no rio local. ä A secretaria de transportes impermeabiliza áreas para melhorar a drenagem de vias previamente não pavimentadas. Isso aumenta o volume de escoamento superficial da via, dilui poluentes gerados pelo tráfego e os carreia para o rio local, causando a morte de peixes. 11 Kit de Treinamento SWITCH GESTÃO INTEGR ADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO As cidades também estão enfrentando mudanças que devem aumentar a pressão sobre a gestão de águas pluviais urbanas. Expansão urbana formal e informal, dinâmicas populacionais, legislação mais rígida em normas de qualidade da água e mudanças climáticas estão todas ampliando a necessidade de reavaliar o modo como as águas pluviais são geridas em áreas urbanas. Algumas dessas pressões são exemplificadas: Veja também o artigo do SWITCH “Review of the adaptability and sensitivity of current stormwater control technologies to extreme environmental and socioeconomic drivers – Section C: The impact of changes in environmental and socioeconomic conditions on stormwater management technologies” (Sieker et al 2006) www.switchtraining.eu/ switchresources Urbanização: A expansão de áreas pavimentadas e de solos compactados altera a paisagem natural, gerando maiores picos e volumes de escoamentos superficiais, assim como o aumento da poluição difusa decorrente desses escoamentos. Mudanças climáticas: Maiores variações na precipitação alterarão o volume e a intensidade de água escoada no meio urbano. A infra-estrutura atual de gestão de águas pluviais tende a ser planejada baseada em registros históricos de precipitação e terá dificuldade de lidar com um excesso de volume (veja o box abaixo). Preocupações ambientais: A crescente percepção do dano causado pela poluição difusa que atinge corpos hídricos naturais está resultando em legislação mais severa que busca prevenir lançamentos descontrolados. Infra-estrutura inadequada: Um aumento do escoamento superficial resultante da expansão urbana e de mudanças climáticas pode levar a problemas com a infraestrutura existente, como a erosão de canais receptores, transbordamentos de sistemas combinados e refluxos na rede, resultando em inundações localizadas. Mudanças climáticas e gestão de águas pluviais Espera-se que as mudanças climáticas tenham impactos significativos na gestão de águas pluviais. Esse é o caso particular de cidades onde, devido a um aumento de temperatura, a capacidade da atmosfera de reter água aumenta, levando a precipitações mais intensas. Nesse cenário, sistemas de drenagem convencionais terão dificuldade de suportar a carga. Projetadas a partir de critérios estatísticos, derivados de dados meteorológicos históricos (Picouet, Soutter 2006), a infra-estrutura pode não ser mais adequada e não ter a flexibilidade para se adaptar quando os parâmetros de projeto não forem mais aplicáveis ao clima local. Imagem: US Geological Survey 12 Outros impactos menos óbvios das mudanças climáticas também são relevantes. Mudanças na temperatura do ar influenciam as taxas de evaporação e transpiração, alterando a capacidade de retenção de água dos solos e da vegetação. Isto tem um impacto nas águas pluviais, visto que o amortecimento e infiltração naturais do escoamento se tornam desbalanceados. Efeito similar também pode ser causado por mudanças na precipitação média, o que leva a diferenças na saturação de umidade do solo (Shaw et al 2005). Sistemas convencionais de águas pluviais não são bem adaptados a incertezas decorrentes de eventuais mudanças climáticas e em muitas cidades a infra-estrutura existente pode vir a se provar inadequada. O desafio é, portanto, adaptar de alguma maneira a infra-estrutura existente de modo que ela tenha a robustez necessária para lidar com diversos cenários potenciais. Para mais informações sobre planejamento de águas pluviais e mudanças climáticas ver o artigo “Review of the adaptability and sensitivity of current stormwater control technologies to extreme environmental and socio-economic drivers - Section B: The implications of climate change on on urban stormwater management: Scenario building “(Picouet & Soutter 2006) assim como no manual do SWITCH “Adapting urban water systems to climate change” (Loftus et al 2011). Ambos disponíveis em: www.switchtraining.eu/switch-resources Módulo 4 MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS Explorando opções 3.3 Uma abordagem mais sustentável Além dos problemas apontados na Seção 3.2, a abordagem convencional à drenagem também falha em explorar os muitos benefícios que as águas pluviais podem trazer para uma cidade. Ao mudar a percepção de águas pluviais como um “incômodo a ser eliminado” para um “recurso que deve ser utilizado”, problemas podem ser superados e um leque de oportunidades relacionadas à quantidade e qualidade da água, recreação e amenidades sociais, biodiversidade e abastecimento de água torna-se aparente. Essa mudança fundamental na mentalidade está na essência de uma abordagem mais sustentável ao manejo de águas pluviais urbanas. As principais diferenças entre a abordagem convencional da gestão de águas pluviais e uma mais sustentável são: ä Rápida eliminação vs. amortecimento e reutilização; ä Infra-estrutura convencional vs. Infra-estrutura verde; ä Soluções de controle centralizadas vs. descentralizadas. A tabela 1 descreve essas diferenças em maiores detalhes, comparando as duas abordagens à drenagem urbana. Tabela 1: Principais diferenças entre uma abordagem convencional da gestão de águas pluviais e uma mais sustentável Aspecto da água pluvial Abordagem convencional – água pluvial como um “incômodo” Abordagem alternativa – água pluvial como um “recurso” Quantidade As águas pluviais são conduzidas para fora das áreas urbanas o mais rápido possível. As águas pluviais são amortecidas e retidas na fonte, permitindo sua infiltração e atenuação de picos de cheias para depois fluírem gradualmente aos cursos receptores. Qualidade Ás águas pluviais são tratadas com o esgoto em uma estação centralizada de tratamento ou despejada sem tratamento nos cursos de água receptores. As águas pluviais são tratadas utilizando sistemas naturais descentralizados, como solo, vegetação e lagoas. Valor de recreação e amenidade Não é considerado A infra-estrutura de águas pluviais é planejada para melhorar a paisagem urbana e fornecer oportunidades recreativas. Biodiversidade Não é considerado Ecossistemas urbanos são recuperados e protegidos pelo uso das águas na manutenção e melhoraria dos habitats naturais. Recurso potencial Não é considerado As águas pluviais são coletadas para abastecimento e retidas para recarga de aqüíferos, cursos de água e vegetação. 13 14 Kit de Treinamento SWITCH GESTÃO INTEGR ADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO Enquanto a abordagem convencional é baseada em um objetivo único – a remoção das águas pluviais de uma área definida – uma abordagem mais sustentável tenta identificar soluções que produzam benefícios sociais, econômicos e ambientais enquanto minimizam qualquer impacto negativo. Por exemplo, a canalização convencional de concreto de um curso d’água para drenagem pode atingir o objetivo de remover a água do local, mas também causa poluição, erosão e inundações a jusante, além de não utilizar uma fonte potencial de água. Em contraposição, medidas para amortecer águas pluviais podem atingir o objetivo múltiplo de reduzir o risco de inundação, melhorar a qualidade da água, recarregar aqüíferos e manter áreas de recreação. Mais especificamente, soluções não convencionais para a gestão de águas urbanas podem atingir um ou mais dos seguintes benefícios: Controle de inundações: O amortecimento das cheias e a infiltração de águas pluviais durante fortes precipitações reduzem a velocidade e a intensidade da vazão de pico. Isso reduz a pressão sobre os canais de drenagem e cursos d’água receptores, reduzindo o risco de transbordamentos no local e em seções à jusante. Controle de poluição: Dependendo do uso do solo, escoamentos superficiais podem conter uma variedade de poluentes como óleos, metais e nutrientes. Sistemas naturais como solos, vegetação e zonas pantanosas artificiais possuem diferentes capacidades de tratamento que podem ser exploradas, individualmente ou em seqüência, para remover poluentes específicos. O tratamento de águas pluviais previne a poluição de cursos d’água e protege ecossistemas, reduzindo custos de tratamento onde essas águas são utilizadas para abastecimento. Proteção contra erosão: A alta velocidade de escoamento nas vazões de pico pode erodir as margens de rios e depositar sedimentos ao longo do leito de rios e córregos, causando assoreamento e danos ambientais. Ao reduzir a vazão de pico e reter sedimentos, ecossistemas aquáticos frágeis ficam protegidos. Fonte alternativa de água: Em locais onde a água é escassa, a exploração de águas pluviais para reutilização pode reduzir a pressão sobre os mananciais de água existentes. A água pluvial pode ser coletada e reutilizada diretamente para usos não potáveis ou, após tratamento, para uso potável. Reuso indireto também é possível a partir da recarga de aqüíferos dos quais a água pode ser extraída durante secas. Valor recreativo e amenidades: A construção de lagoas e zonas pantanosas artificiais para o tratamento de água pluvial têm também a vantagem de criar habitats naturais, aumentando a biodiversidade e criando novas possibilidades de recreação. Os benefícios e os aspectos práticos da integração da gestão de águas pluviais ao ciclo hidrológico urbano são discutidos no artigo do SWITCH ‘Stormwater as a valuable resource within the urban water cycle’ (J. Ellis & M. Revitt 2010, Resource Ref. D.2.2.4a) www.switchtraining. eu/switchresources Adaptação às mudanças climáticas: Muitos sistemas de drenagem urbana foram planejados com base em históricos de chuvas e vazões. Isso pode não ser suficiente em áreas onde se prevê um aumento da intensidade das precipitações devido às mudanças climáticas. O uso de sistemas naturais para amortecer o escoamento, reduzindo e atrasando a descarga de águas pluviais, permite uma maior flexibilidade para lidar com os escoamentos superficiais gerados em eventos de chuva inesperadamente fortes. Eficiência econômica: Muitas soluções descentralizadas têm construção e operação baratas em comparação com tecnologias convencionais. Sistemas separadores de águas pluviais e esgotos também reduzem os custos de tratamento de água. Módulo 4 MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS Explorando opções q Águas pluviais na cidade 4.1 Ligações com o ciclo urbano da água A gestão de águas pluviais é parte fundamental do ciclo hidrológico urbano como um todo. A íntima relação entre águas pluviais, abastecimento de água e tratamento de efluentes justifica a necessidade de as cidades integrarem a gestão da drenagem urbana a todas as outras partes do sistema. Exemplos de ligações entre a gestão de águas pluviais e outros componentes do ciclo urbano da água incluem: Abastecimento de água: Águas pluviais podem ser utilizadas diretamente para usos não potáveis como irrigação e uso industrial e, após tratamento, são uma fonte potencial para complementar as fontes de abastecimento de água da cidade. Tratamento de água: A entrada de água pluvial em mananciais, a exemplo dos aqüíferos, rios e reservatórios influencia sua qualidade. Poluentes nos escoamentos superficiais, como nitrogênio, fósforo e metais pesados aumentam a necessidade e custos de tratamento de água potável, podendo ocorrer períodos em que o manancial fique inutilizado. Coleta de esgoto: A coleta de águas pluviais está conectada ao gerenciamento de esgoto pelo sistema unitário de esgoto. Precipitações intensas podem ocasionar transbordamentos na rede, liberando esgoto não tratado no ambiente. Tratamento de esgoto: Misturar águas pluviais ao esgoto aumenta o volume e o custo de tratamento de efluentes. Medidas de tratamento também devem lidar com os poluentes adicionais contidos nas águas pluviais, como metais pesados e óleos. Qualidade da água: Poluentes potencialmente carreados pelos escoamentos superficiais urbanos incluem fósforo, nitrogênio, detergentes, metais pesados, óleos, produtos químicos, sedimentos e detritos. Ao atingir os cursos d’água receptores, esses poluentes causam deterioração da qualidade da água, com impactos sobre a biodiversidade, a saúde e a estética. Recarga de águas subterrâneas: A substituição de vegetação natural por superfícies impermeáveis reduz a taxa de infiltração de águas pluviais, da qual os aqüíferos dependem para sua recarga. Isso reduz o volume de água subterrânea disponível, podendo provocar o esgotamento de nascentes. Os exemplos acima de associações entre a gestão de águas pluviais e o ciclo hidrológico urbano demonstram a influência que as águas pluviais podem ter em outras áreas de gestão das águas urbanas e vice-versa. Essas influências podem ser negativas, como os transbordamentos de redes unitárias de esgoto, mas também positivas, como fornecer uma fonte adicional de água. Uma abordagem integrada da gestão de águas urbanas facilita identificar e a exploração dessas ligações positivas enquanto se minimizam as implicações negativas ao longo do sistema. As ligações dentro do ciclo urbano da água como um todo estão descritas em maior detalhe no Módulo 1 15 16 Kit de Treinamento SWITCH GESTÃO INTEGR ADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO 4.2 Ligações entre a gestão de águas pluviais e outros setores da gestão urbana Mais do que as outras áreas de gestão de águas urbanas, o manejo de águas pluviais é enormemente impactado pelo desenvolvimento urbano. Como foi mencionado na Seção 3, a urbanização tem importantes implicações sobre a geração de escoamentos superficiais. A decisão de converter a paisagem natural em construções, superfícies pavimentadas, canais de drenagem e jardins é tomada por uma grande variedade de grupos de interesse. Poucos desses consideram a gestão de águas pluviais uma prioridade. Incentivos financeiros e legislativos, bem como a regulação são muitas vezes insuficientes para persuadi-los do contrário. A Figura 3 contém alguns exemplos de porque decisões tomadas em diferentes serviços da gestão urbana podem influenciar a gestão de águas pluviais Figura 3: A relação entre águas pluviais e outros serviços de gestão urbana Ruas e transporte: Gestão da água: A construção de ruas expande a área impermeável, causando um aumento dos escoamentos superficiais. Ruas também são uma fonte de poluição desses escoamentos, por meio de óleos, metais pesados e sedimentos. Resíduos sólidos urbanos podem bloquear canais de drenagem, provocando inundações localizadas. Poluentes de aterros também podem ser carreados por águas pluviais. Desenvolvimento econômico: Habitação: Novos projetos habitacionais aumentam a superfície impermeável por meio de telhados e pavimentos. Isso altera as características hidrológicas do local, aumentado a quantidade de escoamento superficial a ser manejada. Canteiros de obra, mineração e certos tipos de indústria geram poluentes e altos níveis de sedimentos que são lançados em cursos de água, diluídos nos escoamentos superficiais. Parques e recreação: A gestão de parques e jardins impacta a qualidade das águas pluviais por meio da diluição de fertilizantes e pesticidas, além de sedimentos e matéria orgânica. Módulo 4 MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS Explorando opções Imagem: Stock.xchng/shortsand Apesar de não estar necessariamente no topo da lista de prioridades de uma cidade, quando negligenciada ou mal gerida, as águas pluviais podem ter importantes implicações no desenvolvimento urbano. O exemplo mais óbvio são as inundações e erosão, que podem resultar em grandes prejuízos econômicos e, em casos extremos, perda de vidas. Contudo, riscos à saúde também estão associados à drenagem ineficiente e à deterioração das águas causadas por poluição de águas pluviais. O oposto, no entanto, também é verdadeiro e a boa gestão de águas pluviais pode levar a uma ampla gama de implicações positivas para a qualidade da vida urbana. Isso inclui não apenas redução dos danos causados por inundações e contaminação ambiental, como também oportunidades para melhorar a biodiversidade urbana, a estética de áreas degradadas e criar alternativas de recreação. Os exemplos acima mostram que a integração da gestão de águas pluviais (e conseqüentemente do ciclo hidrológico urbano como um todo) aos planos e estratégias de desenvolvimento da cidade é uma necessidade com fins a se avançar na direção de um manejo mais sustentável das águas pluviais e, assim, assegurar que essas águas sejam um benefício para o desenvolvimento urbano como um todo, e não uma ameaça. 17 18 Kit de Treinamento SWITCH GESTÃO INTEGR ADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO 4.3 Gestão de águas pluviais e o ambiente urbano – Planejamento Urbano Sensível à Água Planejamento Urbano Sensível à Água (PUSA) é um conceito que visa integrar a gestão de águas urbanas, particularmente de águas pluviais, ao planejamento urbano moderno e ao planejamento da paisagem urbana. O PUSA é uma reação a problemas do desenvolvimento urbano causados por sistemas de drenagem mal projetados ou operados, ausência de água e de espaços verdes na paisagem urbana e deterioração da qualidade da água decorrente de escoamentos superficiais poluídos. O PUSA visa promover o potencial da água em melhorar o funcionamento, a arquitetura e a paisagem urbana, alcançando assim benefícios sociais e de gestão de água, os quais no passado foram negligenciados pelo planejamento urbano. O conceito de PUSA é baseado em um conjunto de princípios. Esses princípios têm por objetivo promover uma arquitetura e paisagismo sensíveis à água, orientando o planejamento urbano e incentivando a seleção de tecnologias que permitam atingir múltiplos benefícios, que sejam apropriadas ao local e adaptáveis a mudanças futuras. Princípios-chave para o PUSA: Ver o “SWITCH Water Sensitive Urban Design Manual” (Hoyer et al 2011) para uma explicação detalhada dos princípios do PUSA, assim como um conjunto de exemplos de várias partes do mundo. www.switchtraining.eu/ switchresources Soluções de PUSA devem… ä aproximar a gestão de águas urbanas do ciclo hidrológico natural ä fornecer benefícios estéticos onde for possível ä ser compatíveis com as características e com a cultura da área ä ter flexibilidade para se adaptar a um futuro incerto ä ter funções multi-propósito ä ser selecionadas em consulta com todas as partes interessadas ä ser comparáveis em termos de custo a soluções convencionais ä ser planejadas e geridas por meio de cooperação interdisciplinar (Adaptado de Dickhaut, Hoyer & Weber, HafenCity University Hamburg, 2010) Seguindo esses princípios, é mais provável que o desenvolvimento urbano selecione opções que atinjam objetivos como: Sensibilidade à água: Os princípios do PUSA incentivam um desenvolvimento urbano que seja capaz de imitar da melhor forma possível o ciclo hidrológico natural de uma cidade. Na maior parte dos casos isso implica incorporar superfícies permeáveis, vegetação natural e medidas de amortecimento de cheias a empreendimentos novos e restaurados. Atratividade: Ao contrário de esconder a infra-estrutura de águas pluviais do público, os princípios do PUSA incentivam utilizá-la como um elemento de design positivamente visível. O valor estético que córregos, lagoas e paisagens verdes trazem ao ambiente urbano pode ser utilizado como fator central na construção de novos empreendimentos e restauração de bairros degradados. Soluções customizadas: Ao invés de optar por soluções de engenharia padronizadas e pré-concebidas, as soluções de PUSA são baseadas nas condições específicas do local, em requisitos de manutenção viáveis e nas prioridades econômicas e sociais da população local. Isso garante que elas realizarão sua função pretendida e que serão aceitas no ambiente local. Adaptabilidade: O PUSA é de longo prazo e requer flexibilidade para se adaptar a condições futuras, diferentes das atuais. Ao invés de adotar projetos baseados em uma situação futura provável, os princípios incentivam desenvolvimento de projetos facilmente alteráveis para lidar com mudanças futuras imprevisíveis. Módulo 4 MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS Explorando opções Multifuncionalidade: Os princípios do PUSA promovem soluções que combinam os usos do solo mais comuns à gestão mais sustentável da água. As soluções podem incorporar à sua concepção usos recreativos e/ou de conservação, permitindo que um local seja utilizado (ou mantido) tanto para o controle de cheias quanto para atividades esportivas, recreação infantil e reservas naturais, por exemplo. Aceitação pública: O bom planejamento urbano é baseado principalmente nas necessidades da população, para a qual ele é destinado a atender. Quando esse não é o caso, as novas infraestruturas e instalações provavelmente serão negligenciadas e se degradarão. O princípio de PUSA de envolvimento dos grupos de interesse ainda no estágio de planejamento visa garantir que o público entenda o propósito das novas soluções e esteja a favor de sua aplicação. Colaboração setorial integrada: A cooperação entre gestores e planejadores de uma série de disciplinas é necessária para identificar soluções que alcancem sinergias entre planejamento urbano e paisagístico, gestão de água, proteção ecológica e melhoria social. A cooperação entre os diferentes setores de gestão urbana como água, planejamento, arquitetura da paisagem, etc. não apenas aumenta a chance de soluções de PUSA serem implantadas como também abre caminho para maior integração do planejamento no desenvolvimento urbano como um todo. Teto verde na Academia de Ciências da Califórnia, EUA Imagem: Greenroofs.com Tais exemplos de arquitetura globalmente aclamados mostram como a gestão melhorada de água pode ter um efeito colateral positivo do projeto urbanístico, e não a principal razão de investimento. Isso fornece incentivos adicionais para a implantação de uma gestão mais sustentável de águas urbanas, aumentando a chance de entendimento e aceitação pública em larga escala. Imagem: Inhabitat A maior vantagem do PUSA é que as prioridades do planejamento urbano, tais como funcionalidade e estética, não são comprometidas pelas necessidades de manejo das águas pluviais, mas sim valorizadas. A vanguarda da arquitetura urbana e do design cada vez mais combina recursos naturais com materiais de construção comuns para atingir o duplo objetivo de criar um desenho único e um desenvolvimento “verde”. Exemplos recentes incluem telhados verdes no prédio da Academia de Ciências da Califórnia em São Francisco, a construção de “paredes vivas” como parte do Musée du Quai Branly em Paris e o uso de águas pluviais e vegetação aquática para manter canais e lagoas que foram incorporadas ao projeto de desenvolvimento da Potsdamer Platz em Berlin. “Paredes vivas“ no museu du Quai Branly, Paris, França 19 Kit de Treinamento SWITCH GESTÃO INTEGR ADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO Potsdamer Platz, em Berlim Destruída durante a Segunda Guerra Mundial e negligenciada na Berlim dividida, a Potsdamer Platz ganhou uma nova vida após a reunificação alemã em 1991, quando a área se tornou o foco de uma remodelagem profunda. O complexo de construções foi concebido com o objetivo de utilizar a natureza, e em particular a água, para criar uma paisagem única onde os recursos naturais fazem parte do contexto urbano. Lagoas, cascatas, canais e wetlands alimentados por um complexo sistema de reciclagem de águas pluviais interagem com a arquitetura comercial para criar um espaço urbano esteticamente agradável onde os cidadãos podem escapar do tráfego, poluição e barulho da cidade. Imagem: Galinsky.com 20 A gestão da água na cidade também é beneficiada. A sensibilidade do projeto à água assegura que o escoamento superficial de águas pluviais no complexo Potsdamer Platz, em Berlim seja manejado com sucesso no próprio local. O escoamento alimenta não apenas as instalações hídricas locais como também contribui no consumo não potável de água, como descargas e irrigação de jardins. Adicionalmente, a presença de grandes superfícies de água fornece um mecanismo natural de resfriamento, criando um microclima com temperaturas reduzidas durante o verão. A incorporação de uma concepção sensível à água ao desenvolvimento da Potsdamer Platz contribuiu significativamente para o sucesso de um dos mais famosos pontos da cidade, demonstrando que mesmo no coração de uma cidade densamente povoada, onde o espaço é disputado, o desenvolvimento urbano sensível à água é uma opção atrativa e viável. Mais informações sobre o projeto sensível à água da Potsdamer Platz podem ser encontradas na seção de estudo de caso do SWITCH Water Sensitive Urban Design Manual (Hoyer et al 2011) www.switchtraining.eu/switch-resources Módulo 4 MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS Explorando opções r 5. A orientação geral: Gestão de águas pluviais e sustentabilidade 5.1 Gestão sustentável de águas pluviais Seções anteriores mostraram que águas pluviais estão intimamente interligadas a diferentes áreas de gestão de águas e planejamento urbano. Uma abordagem integrada é, portanto, necessária para assegurar que a gestão de um aspecto de águas pluviais não resulte em problemas em outro setor. Isso também ajuda a identificar e explorar todas as oportunidades de se atingir benefícios inter-setoriais. Ao trabalhar problemas de forma holística e aumentar os benefícios de longo prazo, conclui-se que uma abordagem integrada resulta em maior sustentabilidade. Mas também é necessário estabelecer um conjunto de critérios de sustentabilidade com os quais seja possível medir e avaliar a mudança de direção. Isso é necessário para determinar se os benefícios gerados e impactos evitados realmente resultam em um desenvolvimento urbano mais sustentável a longo prazo. O Módulo 1 inclui informações mais detalhadas sobre sustentabilidade no contexto da gestão de águas urbanas. Imagem: Ralph Philip Resumindo, pode-se definir gestão sustentável de águas como o alcance das necessidades sociais, econômicas e ambientais atuais enquanto se cria as condições que permitam que essas necessidades também sejam satisfeitas no futuro1. A Figura 4 mostra como isso se relaciona a águas pluviais. 1 A Comissão Mundial sobre o Meio Ambiente e Desenvolvimento define desenvolvimento sustentável como “desenvolvimento que satisfaz as necessidades do presente sem comprometer a capacidade das gerações futuras de suprir suas próprias necessidades” (1983) 21 22 Kit de Treinamento SWITCH GESTÃO INTEGR ADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO Figura 4: Gestão sustentável de águas pluviais Sociedade Utilizar águas pluviais para aumentar a qualidade de vida no ambiente urbano enquanto são reduzidos riscos de inundações a níveis aceitáveis para todos os grupos de interesse Espaço Decisões e ações de gestão de águas pluviais são tomadas considerando impactos à jusante e à montante Tempo Decisões e ações de gestão de águas pluviais são tomadas levando em consideração seus impactos de longo prazo Gestão sustentável de águas pluviais Ambiente A manutenção de uma boa condição ecológica e morfológica de cursos d‘água receptores e habitats dependentes dessa situação Economia Operação e manutenção de infra-estrutura e serviços pluviais custoeficientes O movimento em direção a uma maior sustentabilidade requer que as decisões acerca do manejo de águas pluviais sejam tomadas com avaliação de todos os critérios. Adotar uma medida que proteja as habitações de inundações e melhorem habitats naturais não será sustentável se os custos de manutenção forem muito elevados no longo prazo. Da mesma forma, uma solução para reduzir os riscos de inundação cuja manutenção e construção seja barata pode acabar resultando em uma série de problemas indesejáveis se as conseqüências ambientais futuras não forem consideradas. Resumindo, se um dos critérios de sustentabilidade não for atingido, as chances de a solução pensada para melhorar o manejo de águas pluviais contribuir de fato para um desenvolvimento sustentável no longo prazo são grandemente reduzidas. Ver o Módulo 2 para mais informações sobre a importância do envolvimento dos detentores de interesse e as práticas de tal engajamento. A avaliação da sustentabilidade deve ser feita com o engajamento dos muitos grupos de interesse. Isso assegura que as ações, opiniões e necessidades de todos que influenciam ou são influenciados pela gestão de águas pluviais sejam levadas em consideração. O envolvimento de prestadores de serviços de saneamento e outros serviços relevantes, como de infra-estrutura, tráfego, habitação e planejamento urbano, assim como do setor privado, moradores e comércio locais e ONGs, etc. é essencial para a concepção de soluções com as quais os grupos de interesse possam se identificar e para que todos compreendam os impactos diretos e indiretos das decisões tomadas. Módulo 4 MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS Explorando opções 5.2 Objetivos, indicadores e metas para a gestão de águas pluviais Tendo sido reconhecidas as ligações entre a drenagem e o restante do ciclo hidrológico urbano, a seleção de objetivos e indicadores para a gestão de águas pluviais deveria, idealmente, ser feita como parte de um processo maior de planejamento estratégico para a GIAU (Gestão Integrada de Águas Urbanas). Nesse processo chega-se a um acordo sobre uma visão global para a cidade e sobre seus problemas prioritários. Enquanto os objetivos do manejo convencional de águas pluviais tendem a se concentrar em um aspecto das águas pluviais (em geral a condução de escoamento superficial), uma visão integrada tem maior probabilidade de escolher objetivos cobrindo diversos aspectos, como controle de escoamentos, prevenção de poluição, criação de amenidades, melhoria ambiental e reciclagem das águas. Os objetivos são escolhidos com base no que é necessário para se atingir a visão global (ver Módulo 1) da gestão de águas urbanas. O sucesso no alcance de um objetivo deveria resultar na aproximação da cidade com sua meta global de maior sustentabilidade. Indicadores e metas devem ser definidos para cada objetivo e assim possibilitar a mensuração dos progressos e quantificação da mudança desejada. Esses indicadores e metas têm de ser realísticos e facilmente mensuráveis. Imagem: Ralph Philip A Tabela 2 contém alguns exemplos genéricos de objetivos para o manejo de águas pluviais e os indicadores e as metas associados, baseados em uma abordagem integrada à gestão de águas pluviais. Deve ser notado que esses objetivos foram escolhidos aleatoriamente para dar uma idéia da gama de diferentes setores relacionados às águas pluviais que podem ser abordados. Na realidade, objetivos, indicadores e metas seriam selecionados com base nas prioridades locais e no progresso necessário para se atingir os objetivos globais da gestão de água na cidade. 23 24 Kit de Treinamento SWITCH GESTÃO INTEGR ADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO Tabela 2: Exemplos de objetivos, indicadores e metas para a gestão de águas pluviais urbanas Exemplos de objetivos da gestão de águas pluviais Exemplos de indicadores associados Exemplos de metas associadas Reduzir o risco de inundações em áreas vulneráveis a níveis aceitáveis por todos os grupos de interesse, mesmo sob cenários futuros de mudanças climáticas äFreqüência e intensidade das cheias äDano econômico (valor per capita por ano) ä Freqüência de inundações reduzidas para um período de retorno de X até o ano X ä Dano de inundações menor que X Reais por área de solo ocupada até o ano X Proteger e melhorar a qualidade da água e o estado ecológico de águas urbanas receptoras, tanto superficiais quanto subterrâneas ä Características químicas de cursos de água receptores ä Estado ecológico de habitats aquáticos ä X% das águas cumprindo os requisitos mínimos de qualidade da água como especificado na legislação X até o ano X ä Rios atendendo requisitos de enquadramento na classe X até o ano X Utilizar águas pluviais para contribuir para a qualidade de vida no ambiente urbano ä Porcentagem da população que valoriza os cursos de água locais para usos recreativos ä Mudança nos valores de terra e propriedade locais ä X% dos residentes entrevistados reconhecerem o valor da água em sua região ä X% de aumento no valor tributável de terras e propriedades locais (independente de tendências externas) Coleta de águas pluviais para usos não potáveis ä Redução da demanda de água potável ä Redução dos escoamentos superficiais gerados em propriedades onde ocorre reuso ä Redução da demanda por água potável de X% até o ano X ä Escoamento total da área X reduzido em X% durante chuvas de magnitude específica até o ano X Utilizar águas potáveis para restabelecer um ciclo hidrológico balanceado (em conjunto com o desenvolvimento da paisagem) ä Taxa de recarga/ evaporação/ armazenamento/ escoamento ä Nível de águas subterrâneas ä Taxa de recarga/ evaporação/ armazenamento/ escoamento estabelecida para se adequar à simulação do estado natural da área ä Taxa de recarga de águas subterrâneas de X% de volumes específicos de precipitação (Adaptado de Ellis, Scholes, Shutes & Revitt, Middlesex University, 2008) Diferentes tipos de indicadores podem ser utilizados para diferentes propósitos dentro da gestão de águas urbanas. Mais informações acerca do uso de indicadores e suas metas correspondentes podem ser encontradas no Módulo 1. Módulo 4 MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS Explorando opções s Colocando em prática a gestão sustentável de águas pluviais 6.1 Implantação da gestão mais sustentável de águas pluviais Uma drenagem urbana mais sustentável requer uma mudança da mentalidade de como se deve lidar com águas pluviais. Em termos práticos, isso pode ocorrer de várias maneiras, mas, principalmente, aproveitando-se das oportunidades que são apresentadas no contexto de desenvolvimento urbano e estímulo econômico. Tais oportunidades vão da implantação de grandes sistemas não convencionais de drenagem até medidas pequenas, individuais, adaptadas à infra-estrutura existente. Na escala da cidade, uma mudança completa de drenagem urbana convencional, transformando-a em uma drenagem em que as águas pluviais são retidas e reutilizadas localmente é um objetivo de longo prazo que, em muitos casos, só poderia ser atingido com uma remodelagem radical da infra-estrutura. Contudo, progressos nessa direção podem ser obtidos sem grandes investimentos financeiros e todas as cidades podem dar pequenos passos por meio da implantação, quando surgirem oportunidades, de uma série de medidas de pequena e grande escala, as quais, somadas podem atingir o objetivo de um manejo mais sustentável de águas pluviais. Alguns exemplos de tais oportunidades estão listados abaixo: äConstrução: Planejamento urbano pode exigir que novas ruas, projetos habitacionais, complexos de negócios, plantas industriais e outras infra-estruturas urbanas sejam construídas com medidas locais de gestão de águas pluviais, como o tratamento do escoamento superficial e que mantenham o balanço hídrico próximo às condições prévias ao empreendimento. äMelhorias incrementais: Identificar locais dentro da cidade onde melhorias ou mudanças na infra-estrutura de drenagem sejam prioritárias para o planejamento aumenta as chances de que opções mais sustentáveis sejam selecionadas ao invés de convencionais. Podem ser áreas suscetíveis a inundações localizadas, áreas em remodelação ou outros locais onde o investimento em drenagem é uma demanda imediata. ä Incentivos financeiros: O custo da gestão de águas pluviais é freqüentemente financiado pelos proprietários dos imóveis, em suas contas de água e esgoto. Cobrar uma tarifa separada para o manejo de águas pluviais (baseada na área impermeabilizada) pode ser um incentivo para que os proprietários dos imóveis, especialmente de negócios, reduzam os escoamentos superficiais gerados no local. äPaisagismo e usos múltiplos: Vegetações e recursos hídricos utilizados no paisagismo urbano podem ser adaptados para possibilitar amortecimento e tratamento dos escoamentos superficiais. Além disso, campos esportivos, áreas de recreação e até mesmo estacionamentos subterrâneos podem ser concebidos para armazenar águas pluviais durante fortes precipitações. äExplorando a necessidade de investimentos em outros setores: Devido às relações com outros setores de planejamento urbano e hídrico, investimentos em medidas sustentáveis de águas pluviais podem ser adotadas para resolver problemas em outros setores urbanos. Capacidade insuficiente de tratamento de efluentes, restauração de habitats naturais e escassez de água são todos problemas relacionados ao desenvolvimento urbano que a gestão sustentável de águas pluviais pode ajudar a solucionar. Para uma revisão das diretrizes existentes para projetos de gestão de águas pluviais veja “A design manual incorporating best practice guidelines for stormwater management options and treatment under extreme conditions, Part A: Review of design guidelines for stormwater management in selected countries” (Scholes et al. 2008) www.switchtraining.eu/switchresources 25 26 Kit de Treinamento SWITCH GESTÃO INTEGR ADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO 6.2 As questões regulatórias e legislativas relativas à gestão não convencional das águas pluviais são discutidas no artigo “Evaluation of current stormwater strategies” (Elis et al 2007) www.switchtraining.eu/switchresources Barreiras à gestão sustentável de águas pluviais Oportunidades para aplicar práticas mais sustentáveis de gestão de águas pluviais certamente existem em todas as cidades. Tecnologias baratas, acessíveis e comprovadas também estão à disposição para permitir que essas oportunidades sejam aproveitadas (ver Seção 7). Não obstante, o sucesso da implantação dessas medidas depende de um ambiente local que assimile essas tecnologias e apóie sua adoção e manutenção continuada. Tentar introduzir soluções alternativas em um ambiente com profissionais de postura contrária, estruturas institucionais rígidas, estrutura legislativa contraditória e oposição pública, provavelmente terminará em fracasso. Tabela 3: Exemplos de barreiras à práticas mais sustentáveis de gestão de águas pluviais Barreira Descrição Conseqüências Legislação e regulação Grande parte da legislação, regulação e padrões relacionados ao manejo de águas pluviais foram desenvolvidos por sistemas de engenharia convencional de drenagem urbana. Soluções alternativas de gestão de águas pluviais podem enfrentar desafios legais e podem não atender aos padrões convencionais. Estruturas institucionais A natureza transversal das soluções não convencionais para águas pluviais não é necessariamente compatível com a estrutura organizacional e com as competências de planejamento, típicos das autoridades e departamentos municipais relevantes, que prestam serviços de drenagem convencionais. A relação entre drenagem urbana e outros setores, como o de planejamento de uso do solo, não é abordada nas estruturas institucionais existentes, resultando em uma abordagem fragmentada dos aspectos relacionados a águas pluviais. Aversão ao risco Oposição de tomadores de decisão para adoção de soluções inovadoras devido à concepção de que as tecnologias não são testadas e que os riscos de falha e responsabilização legal são inaceitavelmente altos. Continuidade da implantação de infra-estrutura convencional de águas pluviais, ao invés de investimento em soluções não convencionais. Custos envolvidos Os custos de capital inicial para substituição de sistemas centralizados de drenagem por soluções não convencionais, ou da inclusão de soluções descentralizadas em novos emprrendimentos, são considerados altos demais para justificar o investimento. Infra-estrutura centralizada de drenagem continua a ser reparada e ampliada apesar de seus altos custos ao longo do ciclo de vida. Resistência profissional à mudança Atitudes conservadoras com relação à gestão de águas pluviais e um desejo de manter um monopólio sobre os serviços de drenagem. Relutância dos funcionários municipais e de empresas prestadoras de serviços públicos em estudar e adotar novas tecnologias Aceitação Pública Oposição pública a opções alternativas devido à falta de informação e a preocupações infundadas. Soluções não convencionais são consideradas, pela população, inaceitáveis e um desperdício de dinheiro, resultando em oposição e em falta de comprometimento. Requisitos de espaço A necessidade de terras para soluções não convencionais são restritas e caras em áreas densamente povoadas. O uso de áreas como campos esportivos para armazenagem temporária também pode ser politicamente polêmico. A terra necessária para implantar soluções alternativas não está disponível ou é cara demais para adquirir. Módulo 4 MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS Explorando opções Muitas barreiras à gestão sustentável de águas pluviais podem ser superadas, mas para fazê-lo é necessário reconhecer quais são e como elas influenciam a drenagem urbana. Barreiras são específicas em cada local e tendem a surgir devido a uma série de fatores políticos, econômicos e sociais. Contudo, existem alguns aspectos gerais a muitas barreiras que se assemelham em cidades do mundo todo. Algumas delas e suas implicações são descritas na Tabela 3. Uma vez identificadas, as barreiras a soluções não convencionais para águas pluviais, como as apresentadas na Tabela 3, são superáveis em conjunto. Ao reconhecer sua existência, medidas podem ser tomadas para mitigar as ameaças e ajudar a criar melhores condições para uma ampla adoção de opções sustentáveis. Exemplos de tais medidas incluem: ä Projetos-piloto para demonstrar os resultados e a viabilidade da manutenção: A eficácia, confiabilidade e custos de soluções alternativas à gestão de águas pluviais serão inevitavelmente questionados. Projetos-piloto implantados com sucesso fornecem a evidência necessária para encorajar investimentos em maior escala. ä Engajamento público: Ignorar a opinião pública pode gerar suspeita generalizada e oposição a soluções alternativas de drenagem. Envolver o publico nos estágios iniciais do planejamento é importante a fim de considerar preocupações locais, explicar os benefícios e desenvolver um sentimento de posse entre a população local. ä Coordenação institucional: A influência de inúmeros setores privados e públicos na gestão de águas pluviais requer um órgão de coordenação que tenha uma visão geral da drenagem urbana. Tal órgão (que pode ser estabelecido como parte de uma unidade maior para integração da gestão de águas urbanas em geral) é capaz de aproximar os tomadores de decisão de uma abordagem de gestão não fragmentada. ä Mudança legislativa e de regulação: Mudanças na legislação podem ser necessárias para assegurar que soluções alternativas sejam legalmente aceitas como opções para drenagem. Maior regulação, por exemplo, de padrões construtivos, também pode assegurar que a licença de implantação para novos empreendimentos dependa da inclusão de medidas que permitam um manejo efetivo de águas pluviais. ä Mudanças orientadas pelo mercado: Promover soluções não convencionais para o manejo de águas pluviais, por exemplo, provendo subsídios para certos tipos de tecnologias, que aumentaria o mercado para esses produtos e a sua competitividade frente a soluções convencionais. Isso fornece incentivos para que empreendedores privados e consultores adotem novas tecnologias, e encoraja residências e comércio a investirem em medidas como sistemas de coleta de água de chuva. O engajamento do público nas tomadas de decisões é discutido no artigo do SWITCH “Evaluation of decision making process in urban stormwater management” (Ellis et al 2009) www.switchtraining.eu/switchresources Para orientação de como identificar instituições e órgãos governamentais importantes para gestão de águas pluviais consulte o documento do SWITCH “Guidelines for the preparation of na institutional map for cities identifying areas wich currently lack Power and/ or funding with regard to stormwater management” (Ellis et al 2009) www.switchtraining.eu/switchresources ä Apoio político: Ganhar apoio político por meio da aprovação de uma política de gestão alternativa de águas pluviais pela Câmara Municipal, por exemplo, fornece um importante incentivo para a implantação generalizada de soluções mais sustentáveis. Aumentar a sensibilização aos problemas (e custos) associados às abordagens convencionais de drenagem, assim como aos benefícios de uma abordagem alternativa, podem apresentar incentivos claros para que os políticos trabalhem no tema. Das medidas acima, o apoio político é indiscutivelmente a mais importante. Suporte político dos altos níveis da administração local pode levar a reformas institucionais e à revisão da legislação – barreiras significativas à implantação de medidas alternativas. Uma vez implantadas, tais mudanças fornecem os fatores e incentivos que permitem que planejadores, profissionais e empreendedores aprovem, invistam e aumentem sua capacidade de utilizar tais soluções em larga escala. Ver o Módulo 1 para mais informações sobre coordenação institucional e compromisso político 27 Kit de Treinamento SWITCH GESTÃO INTEGR ADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO Convenção para o Futuro das Águas Pluviais na Bacia do Emscher Situada em um antigo centro industrial no Noroeste da Alemanha, a região de Emscher é um exemplo do que pode ser alcançado quando há suficiente compromisso político para realizar uma ampla mudança no ciclo hidrológico urbano. Fazendo parte de um abrangente projeto de regeneração urbana e recuperação de rios, o conselho regional de rios e 17 municipalidades dentro da bacia do rio Emscher chegaram a um O Emscher perto de Duisburg acordo sobre a necessidade de se reduzir o volume de águas pluviais entrando no sistema de esgotos local. A Convenção para o Futuro das Águas Pluviais na Bacia do Emscher foi criada. Imagem: Emscher Genossenschaft 28 Uma declaração voluntária de intenções, a convenção 15/15 estabeleceu a meta de desconectar 15% da drenagem das superfícies impermeáveis do sistema de esgotos dentro de 15 anos para prevenir sobrecarga das estações de tratamento de efluentes e que águas pluviais não tratadas entrem no rio. A convenção foi assinada pelos prefeitos de todos os 17 municípios localizados na bacia hidrográfica, assim como pelo conselho local de águas e pelo Ministro do Meio Ambiente do estado de North Rhine-Westphalia. Desde a assinatura da convenção em 2005, aproximadamente 40km2 de superfícies impermeabilizadas foram desconectadas da rede de esgotos (Salian 2011). Para mais informações sobre a convenção ver o Estudo de Caso da Região de Emscher. www.switchtraining.eu/switch-resources Módulo 4 MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS Explorando opções t Opções para a gestão sustentável de águas pluviais 7.1 Melhores Práticas de Gestão de Águas Pluviais (BMP)2 A mais comum das alternativas normalmente defendida às técnicas de gestão convencional de águas pluviais é o que ficou conhecido como Melhores Práticas de Gestão de águas pluviais (BMP)3. O conceito de BMP de águas pluviais promove uma abordagem integrada de manejo das águas pluviais, baseada em opções que retenham, tratem e reutilizem o escoamento superficial formado pelas águas das chuvas. O ambiente natural tem papel central na tecnologia escolhida, e sistemas naturais como zonas pantanosas artificiais (wetlands), vegetação e solos são muito utilizados nas várias soluções. Em oposição à abordagem convencional da drenagem urbana, uma abordagem que utilize soluções de BMP de águas pluviais visa objetivos multidimensionais, relacionados à qualidade, à quantidade e aos aspectos socioeconômicos das águas pluviais. Por exemplo, a construção de bacias de infiltração para a coleta do escoamento de ruas pode reduzir os fluxos de águas pluviais de superfícies pavimentadas (controle de quantidade), remover poluentes por meio de processos naturais (controle de qualidade), bem como proporcionar atrativos no ambiente urbano que aumentam o valor estético do local (melhora do espaço público). Maiores detalhes com relação aos benefícios multidimensionais que se pode alcançar por meio das BMPs de águas pluviais, são fornecidos nos resumos de soluções, na Seção 7.2. A seleção de soluções BMP de águas pluviais é altamente dependente das condições e exigências locais. Entretanto, o conceito geral segue alguns “códigos” universalmente aplicáveis cuja consideração é essencial quando se coloca o manejo sustentável de águas pluviais em prática. Esses incluem: äPlanejamento integrado:A implantação de muitas soluções BMP de águas pluviais pode afetar diversas áreas. Proteção contra enchentes, controle de poluição, criação de habitat, amenidades sociais e o uso de espaço – e os departamentos responsáveis por cada um destes – são todos setores que podem ser influenciados pela implantação de uma única opção. A existência destas ligações deve ser reconhecida por meio de um planejamento integrado de modo a assegurar que os efeitos secundários sejam bem entendidos e adequadamente geridos. ä Adequação ao contexto local:Soluções BMP de águas pluviais somente serão sustentáveis se estiverem adaptadas às condições locais. A escolha de soluções deve, portanto, considerar aspectos como disponibilidade de espaço, clima local, tipo de solo, níveis de águas subterrâneas, topografia, tipos de construções, práticas de uso do solo, condições socioeconômicas, etc. Outro aspecto crucial é, com a exceção da implementação em áreas previamente não utilizadas, a necessidade de adaptar as soluções à infra-estrutura existente. ä Flexibilidade:A gestão de águas pluviais é muito influenciada pelo crescimento urbano e pelas condições climáticas – dois fatores que são difíceis de prever com precisão. Flexibilidade para se adaptar a um futuro incerto é, por isso, um critério de planejamento fundamental para soluções BMP de águas pluviais. Ao contrário de sistemas convencionais de drenagem, que possuem em sua concepção parâmetros fixos, soluções BMP podem ser concebidas para servir seu propósito em diversos cenários futuros. ä Aspectos espaciais:As águas pluviais têm de ser geridas em diversas escalas espaciais, e cada uma delas deve ser considerada durante a seleção de soluções BMP. Considerações do espaço começam na construção em si e se expandem para o local de construção, a área, a sub-bacia, até toda a bacia hidrográfica do rio. Quando implantada em grande escala, os impactos das soluções BMP, em cada um desses elementos espaciais, têm de ser cuidadosamente considerado. Para mais exemplos de BMP’s relacionadas ao ciclo urbano da água consulte a publicação do SWITCH “A design manual incorporating best practice guidelines for stormwater management options and treatment under extreme conditions, Part B: The potencial of BMP’s to integrate with existing infrastructure (i.e. retro-fit/hybrid systems) and contribute to other sectors of the urban water cycle” (Shutes et al 2008) www.switchtraining.eu/ switchresources 2 Nota do Tradutor: Best Management Practices designa as melhores práticas de manejo de águas pluviais, podendo incorporar técnicas compensatórias (e.g.: trincheiras de infiltração, pavimentos permeáveis) e medidas não-estruturais, como o manejo de fertilizantes e pesticidas, regulamentação da drenagem pluvial, entre outras. No presente texto, por simplicidade, mantém-se a sigla BMP para designar essas práticas. 3 Também comumente chamadas de Sistemas Sustentáveis de Drenagem Urbana (Sustainable Urban Drainage Systems ou SUDS) 29 Kit de Treinamento SWITCH GESTÃO INTEGR ADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO 7.2 Exemplos de soluções BMP de águas pluviais Soluções BMP de águas pluviais são concebidas para uma variedade de escalas, dependendo do objetivo e das condições locais nas quais estão sendo implantadas. Essas escalas formam uma hierarquia de medidas preferenciais, começando por medidas preventivas, proativas e de controle das águas pluviais na origem e, aumentando a escala, até a gestão dos escoamentos em uma maior área geográfica. Essa hierarquia é mostrada na Figura 5: Figura 5: A hierarquia das soluções BMP de águas pluviais Imagem: University of Abertay 30 Evaporação Boa gestão interna Controle na Origem Infiltrar o que é possível Controle Local Controle Regional Descarga em corpo d’água receptor Boa gestão interna: Medidas não estruturais para controlar o escoamento e prevenir seu contato com poluentes por meio de, por exemplo, programas de educação e aumento da sensibilização, planejamento local, gestão do lixo e do uso do solo. Controle na origem: Retenção e tratamento de escoamentos o mais próximo possível do local de precipitação por meio, por exemplo, de pavimentação porosa, reservatórios de coleta, valas e telhados verdes. Controle local: Retenção e tratamento de escoamentos de uma área maior, como conjuntos habitacionais ou grandes estacionamentos, por meio de, por exemplo, bacias de detenção e sistemas de infiltração. Controle regional: Retenção e tratamento de escoamento de diversos lugares por meio de, por exemplo, lagoas de retenção e zonas pantanosas artificiais. Apesar das soluções BMP de águas pluviais poderem ser implantadas como medidas individuais nas diferentes escalas de planejamento dentro da hierarquia acima, elas devem ser idealmente adotadas conjuntamente, especialmente em empreendimentos maiores. Ao conceber as BMP com esta interação em mente, diferentes soluções operam em conjunto para progressivamente controlar os escoamentos e remover poluentes em uma área cada vez maior. Módulo 4 MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS Explorando opções Uma enorme variedade de opções e métodos está disponível para auxiliar na implantação de uma gestão mais sustentável de águas pluviais. Elas incluem: ä Planejamento local (boa gestão interna) ä Pavimento poroso (controle na origem) ä Valas (controle na origem) ä Coleta de chuva (controle na origem) ä Telhados verdes (controle na origem) ä Sistemas de infiltração (controle local e regional) ä Lagoas e bacias de detenção (controle local e regional) As Orientações de Melhores Práticas de Gestão Ambiental de Águas Pluviais Urbanas produzidas na Austrália pela CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) fornecem informações detalhadas e técnicas, para engenheiros e planejadores locais em muitas opções BMP. Pode-se fazer o download grátis dessas orientações em: http://www.publish.csiro.au/ pid/2190.htm ä Participação pública (boa gestão interna) Alguns problemas comuns associados à implantação também estão listados para cada solução. Mais uma vez, o tipo e a extensão dessas considerações são dependentes das circunstâncias locais e a lista é apenas um guia geral. Em geral, a informação que se segue destina-se a servir como base para discussão, ao invés de como análise significativa da adequação local de uma solução. Na maioria dos casos, uma investigação minuciosa incluindo o envolvimento dos grupos de interesses e um estudo abrangente das condições locais seria necessário para determinar se uma solução é tanto viável quanto desejável. O conhecimento de especialistas provavelmente também será necessário para a concepção e construção das tecnologias. CIRIA (Construction Industry Research and Information Association) no Reino Unido também produziu diversas publicações voltadas para profissionais, engenheiros e planejadores que fornecem importantes detalhes técnicos em soluções BMP. Pode-se fazer o download de algumas dessas publicações em: http://www.ciria.org.uk/suds/ publications.htm Imagem: Prit Salian Cada uma das soluções acima é rapidamente descrita abaixo. Uma curta descrição da solução é apresentada, seguida pelas contribuições positivas que ela pode trazer para o manejo das águas pluviais e o desenvolvimento urbano como um todo. Gráficos que mostram um simples ranking dessas contribuições também são apresentados. A meta deste ranking é fornecer uma indicação geral da extensão dos benefícios que uma solução pode trazer a uma cidade. Isso é, obviamente, altamente subjetivo e na realidade os benefícios (e custos) que a solução propicia são totalmente dependentes das circunstâncias locais nas quais é implantada. 31 32 Kit de Treinamento SWITCH GESTÃO INTEGR ADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO Planejamento local Novos empreendimentos urbanos, bem como a reurbanização de áreas, oferecem as melhores oportunidades para a introdução de medidas de controle de quantidade e qualidade de águas pluviais. A identificação de problemas de águas pluviais existentes e previstos em uma área antes de seu desenvolvimento permite que medidas que solucionem os problemas sejam incluídas no processo de planejamento do local. Essa é, portanto, uma oportunidade ideal para implantar, com bom custo-benefício, medidas preventivas que reduzam o impacto do novo projeto sobre as águas pluviais. Planejamento local sensível às águas pluviais significa incorporar a drenagem sustentável na etapa de planejamento de um novo projeto e não conceber um sistema de drenagem depois que o plano é posto em prática. As medidas incluem posicionar usos do solo que apresentam risco pontual de contaminação de águas superficiais longe das mesmas, aumentar espaços livres entre as construções e utilizar os recursos da paisagem e as características naturais de drenagem existentes para tratamento e amortecimento dos escoamentos. Tais medidas previnem o aumento da contaminação, volume e velocidade das águas pluviais do local sem a necessidade de construir uma infra-estrutura cara. Um planejamento abrangente do local pode ser totalmente eficaz na manutenção do regime de escoamento de águas pluviais que existiam antes da implantação desses projetos. Onde o planejamento inteligente do uso da terra e medidas preventivas não forem suficientes para atingir esse objetivo, a etapa de planejamento também é ideal para a incorporação de soluções BMP de águas pluviais estruturais como valas, lagoas e zonas pantanosas artificiais como parte da paisagem do empreendimento. Fazê-lo nessa etapa amplia a gama de possíveis medidas selecionáveis, além de ser tecnicamente mais fácil e barato do que adaptar medidas BMP de águas pluviais em um empreendimento já consolidado. Figura 6: Influências positivas do planejamento local no ciclo hidrológico urbano e desenvolvimento urbano. O número de segmentos preenchidos indica grosseiramente a extensão na qual o setor é influenciado pela opção. (Nota: por simplificação, os gráficos consideram apenas influências diretas.) Prevenir a dispersão de poluentes e incorporar sistemas naturais de amortecimento e tratamento protege e melhora o habitat local Em sistemas combinados de esgotos, o consumo de energia não é elevado por novos empreendimentos Medidas preventivas economizam na construção, operação e manutenção de infraestrutura alternativa de drenagem Planejamento local evita o aumento do volume e intensidade do escoamento nas áreas de novos empreendimentos Medidas preventivas retêm os poluentes na fonte e controlam a diluição da poluição no escoamento superficial O desenvolvimento de terras para fins econômicos pode ser feito rentavelmente sem aumentar o risco de poluição, inundação e erosão Redução da pegada de drenagem de novos empreendimentos habitacionais Paisagismo sensível às águas pluviais dá ênfase a recursos estéticos como superfícies verdes, lagoas e córregos naturalizados Módulo 4 MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS Explorando opções Questões a considerar O sucesso da concepção de drenagem sustentável para um novo local é influenciado por diversos fatores. O mais importante deles é o desafio de assegurar que as águas pluviais recebam a devida importância durante a fase de planejamento local. O nível de importância que a gestão de águas pluviais recebe durante a fase de planejamento de um novo empreendimento urbano determinará até que ponto é possível obter impactos positivos na drenagem futura da área. Essa e outras considerações locais são descritas em mais detalhes abaixo: ä A concepção de um novo local é baseada em objetivos não necessariamente relacionados às águas pluviais, e sim como rentabilidade, compatibilidade com as áreas adjacentes e estética. Objetivos relacionados ao manejo de águas pluviais têm maior probabilidade de serem incorporados se sua inclusão não comprometer as razões primárias do empreendimento. ä O foco em gestão de águas pluviais dentro da fase de planejamento do novo empreendimento será mais facilmente aceito se os benefícios que ele traz estiverem claramente apresentados e entendidos. Os benefícios que a gestão sustentável de águas pluviais trará, como a conformidade ao planejamento para a drenagem, valor estético e economias futuras nos custos de construção e manutenção de infra-estrutura de drenagem, têm de ser fortemente enfatizados. Imagem: University of Abertay ä A identificação de áreas e usos do solo que apresentam um risco às águas pluviais, assim como a proposição de intervenções, exigirá conhecimento detalhado do local, sob uma perspectiva de drenagem. Informações sobre precipitação, topografia, geologia, tipos de solo, vegetação, habitats naturais, os parâmetros hidrológicos correntes, etc. serão necessárias para a incorporação bem sucedida das práticas de gestão sustentável de águas pluviais ao local. Planejamento da área para uma gestão sustentável das águas pluviais 33 34 Kit de Treinamento SWITCH GESTÃO INTEGR ADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO Pavimento poroso Um dos maiores impactos da urbanização na gestão de águas pluviais é a conversão de vegetação e solos permeáveis em ruas, estacionamentos, ciclovias e outras superfícies pavimentadas impermeáveis. A mudança de uma superfície permeável natural para uma impermeável aumenta o volume e a velocidade dos escoamentos superficiais que seriam, do contrário, amortecidos e absorvidos pela vegetação e infiltrados no solo. Poluentes como óleos e sedimentos também são diluídos nesses escoamentos, contaminando os cursos d’água receptores. Uma solução para esse problema é a pavimentação porosa ou permeável. Superfícies pavimentadas vazadas entre blocos intertravados de concreto ou asfalto permitem a drenagem de águas pluviais através do pavimento e sua infiltração em águas subterrâneas ou sua armazenagem e lenta liberação por tubulações coletoras subterrâneas. As estruturas amortecem o escoamento e podem remover poluentes típicos de rodovias, como hidrocarbonetos e metais pesados, por meio de mecanismos de absorção e filtragem no material entre os blocos de pavimentação e sub-leito. O pavimento poroso é uma opção de controle na origem concebida para controlar apenas a água que cai sobre sua superfície, e não águas pluviais coletadas em uma área maior, que podem conter grandes cargas de sedimento. A tecnologia é, entretanto, capaz de lidar com tempestades severas e é, portanto, aplicável à maioria das condições climáticas. Figura 7: Influências positivas da pavimentação porosa no ciclo hidrológico urbano e desenvolvimento urbano. O número de segmentos preenchidos indica grosseiramente a extensão na qual o setor é influenciado pela opção (Nota: por simplificação, os gráficos consideram apenas influências diretas.) A infiltração de águas pluviais recarrega aquíferos, que podem ser fontes de abastecimento de água Em sistemas combinados de esgotos, é reduzido o consumo de energia no tratamento de efluentes Em sistemas combinados de esgotos, o custo de coleta e tratamento é reduzido O amortecimento de águas pluviais reduz os riscos de inundações locais e a jusante e de erosão causada por intenso escoamento urbano Poluentes comumente contidos no escoamento oriundo de ruas são removidos por meio de absorção e filtração Novas habitações e novas ruas, assim como pavimentos e estacionamentos podem ser construídos sem aumentar o risco de inundações Redução do risco de inundações e impactos ambientais causados por vias e ruas Módulo 4 MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS Explorando opções Questões a considerar Existe atualmente tecnologia para construir pavimentos porosos na maioria dos ambientes e climas urbanos. Todavia, características locais terão papel importante no tipo de sistema a ser selecionado. Alguns dos aspectos locais que devem ser considerados incluem: ä A água infiltra em diferentes tipos de solo conforme taxas diferentes. Solos com baixa capacidade de infiltração podem não ser adequados à pavimentação porosa e pode ser necessária, alternativamente, a instalação de tanques ou tubulações de amortecimento sob a via. ä A drenagem através da pavimentação não será capaz de infiltrar em solos saturados, devido a um lençol freático alto. Tanques ou tubos de coleta podem ser utilizados em seu lugar para amortecer o escoamento. ä A pavimentação porosa deve ser resistente o suficiente para suportar o peso e o volume do tráfego que utiliza a via. ä O principal uso da via determinará os tipos de poluentes que devem ser controlados e o risco que eles representam aos aqüíferos subjacentes. ä A falta de manutenção de pavimentos porosos pode deixá-los obstruídos por sedimentos, resultando em drenagem insuficiente da via. Concentrações de metais pesados no solo também podem aumentar e têm de ser removidos. Exemplo de pavimentos porosos Imagem: ILASA Imagem: ILASA ä A construção de pavimentação porosa deve ser apropriada ao clima local. Volume e intensidade das precipitações e variações na temperatura influenciarão as especificações do projeto. 35 36 Kit de Treinamento SWITCH GESTÃO INTEGR ADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO Valas O escoamento superficial gerado pelas edificações, vias e ruas pode ser amortecido e tratado com o uso de valas. Essas valas são revestidas por grama e projetadas para infiltrar e tratar a água. À medida que as águas pluviais fluem pela vala, elas são naturalmente tratadas pela vegetação e pelo solo, além de parcialmente filtradas pelo subsolo. Em comparação a canais de drenagem de concreto, as valas amortecem o escoamento e são capazes de remover matéria orgânica, sedimentos e sólidos suspensos, assim como, em menor escala, metais pesados. As valas infiltram apenas parte das águas que nelas entram e medidas adicionais podem ser necessárias para controlar a descarga, particularmente sob fortes precipitações. As valas podem ser facilmente adaptadas à paisagem urbana existente para substituir canais convencionais de drenagem. Além de seu valor para amortecimento e tratamento de escoamento, as valas podem ser elementos atraentes que valorizam residências e calçadas. Figura 8: Influências positivas da pavimentação porosa no ciclo hidrológico urbano e desenvolvimento urbano. O número de segmentos preenchidos indica grosseiramente a extensão na qual o setor é influenciado pela opção. (Nota: por simplificação, os gráficos consideram apenas influências diretas.) A infiltração de águas pluviais recarrega os aquíferos subjacentes, que podem ser fontes de abastecimento de água Em sistemas combinados de esgotos, o consumo de energia é reduzido no tratamento de efluentes Em sistemas combinados de esgotos, o custo de coleta e tratamento é reduzido O amortecimento de águas pluviais reduz os riscos de inundações locais e a jusante, e de erosão causada por escoamentos intensos Alguns poluentes contidos no escoamento de áreas urbanas pavimentadas são removidos Novas habitações, ruas e estacionamentos podem ser construídos sem aumentar o risco de inundações A adição de grama a habitações e outros ambientes urbanos oferece valor de amenidade Redução do risco de inundações e dos impactos causados pelo escoamento nas ruas Módulo 4 MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS Explorando opções Questões a considerar Em geral, as valas são soluções apropriadas para controle de águas pluviais na origem, na maioria das cidades. Contudo, as condições locais devem ser consideradas no projeto das valas de modo assegurar que o desempenho seja otimizado e a manutenção necessária mínima possível. Algumas dessas considerações incluem: ä As valas não são adequadas para grandes áreas de drenagem, já que grandes vazões e velocidades causam erosão e reduzem a capacidade de amortecimento e tratamento do sistema. ä Uma área que produza escoamento altamente contaminado não é adequada para a aplicação de valas, devido às suas limitadas capacidades de tratamento. Isso é particularmente um caso onde pode haver risco de contaminação de águas subterrâneas por infiltração. ä As valas são adequadas para a maior parte dos tipos de solo, apesar de que solos muito impermeáveis podem ser um problema. Em tais casos, leito artificial de solo e sistemas subterrâneos de drenagem podem ser adicionados. ä Um lençol freático alto pode resultar em água parada na vala, além de ocasionar a entrada de escoamento contaminado não tratado nas águas subterrâneas. Imagem: ICLEI Imagem: IThe Stormwater Manager's Resource Centre ä Há um limite à declividade das encostas da vala e da topografia circundante. Se elas são muito íngremes, o escoamento entrará na vala em alta velocidade, provocando erosão e reduzindo o potencial natural de tratamento do sistema. Vala em Soweto, África do Sul Esquema de uma vala sem água 37 38 Kit de Treinamento SWITCH GESTÃO INTEGR ADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO Coleta de água de chuva Uma gama de diferentes opções para o reuso de águas pluviais e seus benefícios são discutidos em mais detalhe no artigo do SWITCH “Catalogue of options for the reuse of stormwater” (Scholes et al 2007) www.switchtraining.eu/switchresources A percepção do escoamento de águas pluviais como um recurso e não como um incômodo é uma das principais diferenças entre as abordagens convencional e nãoconvencional da gestão de águas pluviais. A coleta da chuva é um exemplo óbvio dessa percepção alternativa, permitindo que as águas pluviais sejam utilizadas com diversos propósitos. Sistemas de coleta de chuva podem variar de um simples reservatório de coleta conectado a um tubo de drenagem, até um sistema mais complexo, onde a água coletada é bombeada para a rede de abastecimento para usos domésticos e produtivos. O objetivo da utilização pode ser altamente localizado, como coleta doméstica para descarga de vasos sanitários ou, em uma escala muito maior, para processos industriais e irrigação de parques e agricultura urbana. Águas pluviais são freqüentemente coletadas de telhados. Os telhados têm a vantagem de serem superfícies impermeáveis elevadas dos quais se pode coletar água de qualidade razoável. Sistemas de coleta de águas pluviais podem ser concebidos na escala de uma construção individual (incluindo sistemas que fornecem tratamento básico e bombas para distribuir a água pelo prédio para usos não potáveis) ou, em uma maior escala, capturando águas pluviais de conjuntos habitacionais inteiros e de propriedades industriais. Substituir ou complementar água tratada potável com água pluvial coletada auxilia muito na redução da demanda sobre as fontes de abastecimento de água e é, portanto, uma opção atraente em cidades que sofrem de escassez de água. Junto aos benefícios de fornecimento de água, a coleta de chuva em larga escala também tem um impacto positivo na gestão de águas pluviais, já que sua coleta de telhados e posterior utilização reduzem significativamente o escoamento urbano total. Figura 9: Influências positivas da coleta de águas pluviais no ciclo urbano da água e desenvolvimento urbano. O número de segmentos preenchidos indica grosseiramente a extensão na qual o setor é influenciado pela opção. (Nota: por simplificação, os gráficos consideram apenas influências diretas.) Redução da pressão sobre a captação em fontes naturais para abastecimento de água reforça ecossistemas aquáticos A água pluvial é reutilizada para usos não potáveis Menos energia é utilizada com o propósito de abastecimento de água e para o tratamento de efluentes em sistemas combinados de esgotos Economia dos custos de bombeamento e tratamento no processo de tratamento de água, já que a demanda por água potável é reduzida O amortecimento reduz o volume e a intensidade do escoamento urbano de águas pluviais Um fornecimento de água mais robusto incentiva o crescimento econômico local sustentável e investimentos Águas pluviais coletadas são uma fonte barata de água para irrigação de agricultura urbana Águas pluviais coletadas são uma fonte barata de água para irrigação Uma fonte adicional de água aumenta a segurança de abastecimento das famílias e reduz a conta de água Módulo 4 MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS Explorando opções Questões a considerar A coleta de chuva é aplicável a qualquer lugar onde haja telhados e demanda pela água coletada. Há provavelmente poucos problemas com a tecnologia básica, onde a única preocupação é saber se o tanque de coleta é seguro contra detritos, mosquitos e animais. Tecnologias mais complexas, que realizam tratamento e distribuição da água coletada devem, entretanto, ser selecionadas com base nas circunstâncias locais e intenções de reuso. Algumas das questões que devem ser consideradas incluem: ä Sistemas que utilizam tecnologias de tratamento básico e bombas, requerem manutenção regular. Os proprietários devem ter disposição e capacidade para realizar tal manutenção para que o desempenho ótimo seja mantido. ä Os custos de instalação de sistemas complexos de coleta de chuva podem ser consideráveis. Em cidades onde as contas de água são altas, o capital e custos operacionais podem ser recuperados relativamente rápido, constituindo uma atraente oportunidade de investimento para negócios e lares. Contudo, onde o preço da água é baixo (e custos de energia, altos) o período de payback será muito mais longo e subsídios para encorajar sua adoção podem ser necessários. Economias de escala também podem ser utilizadas, como pela construção de um grande sistema que cubra todo um conjunto de habitações. ä A quantidade de água coletada dependerá da área do telhado e das taxas de precipitação. Investir em um complexo sistema de coleta somente valerá a pena se o suprimento for suficiente para substituir significativamente a demanda por água potável. Construções que demandam grandes áreas de telhado, como aeroportos, estações ferroviárias, arenas e centros comerciais são ideais para a tecnologia. ä A chuva coletada não é necessariamente limpa e não é recomendável para uso potável. A contaminação por poluentes do ar e por superfícies tóxicas de telhados pode resultar na necessidade de tratamento para certos usos. Uma compreensão dos poluentes contidos na água coletada é necessária para assegurar que o sistema inclua medidas apropriadas de tratamento. ä Dependendo do volume disponível para armazenamento, a coleta de chuva é vulnerável a períodos de pouca precipitação ou de seca. Uma fonte reserva de abastecimento é, portanto, necessária para períodos de escassez. Imagem: Ingenieurgesellschaft Sieker (IPS) ä A adaptação de sistemas de coleta de chuva (além de cisternas de coleta) a edifícios existentes pode ser restrita pela falta de espaço disponível para o tanque e pela necessidade de adaptação do sistema instalação hidráulica pluvial. A reforma de antigos edifícios habitacionais e de escritórios pode oferecer a oportunidade para a execução dessas renovações. Entretanto, a incorporação do sistema ao projeto de novos desenvolvimentos habitacionais e de negócios, estádios esportivos, centros comerciais, edifícios municipais, aeroportos, etc. é a opção mais conveniente para sua implantação. Tubulação para reuso de águas pluviais, Alemanha Aquíferos podem ser artificialmente recarregados com águas pluviais coletadas que podem ser, então, novamente captadas para abastecimento de água em um período futuro. Essa solução é conhecida como Armazenamento e Recuperação de Aqüíferos e é introduzida no Módulo 3. 39 Kit de Treinamento SWITCH GESTÃO INTEGR ADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO Coleta de águas pluviais em Pequim Confrontados com severa escassez de água, agricultores suburbanos em Pequim estão buscando desenvolver sistemas multifuncionais de agricultura urbana para lidar com o crescente problema de falta de água para irrigação. Integrante do SWITCH, um projeto de demonstração de produção em estufas combinado a coleta de chuva foi desenvolvido para atingir esse objetivo. Imagem: SWITCH Project 40 Envolvendo diversas instituições e uma cooperativa produtora de vegetais no distrito Huairou em Pequim, o projeto mostrou que a tecnologia de coleta de águas de chuvas fornece uma fonte útil Cultivo de cogumelos em Pequim de água para agricultura intensiva em estufas e é particularmente viável e rentável se as múltiplas funções da agricultura são combinadas. Um exemplo disso é o reservatório coberto utilizado para armazenagem de água. O reservatório tem o duplo propósito de armazenar água para irrigação a ser utilizada nas estufas e gerar as condições de umidade ideais para o cultivo de cogumelos, fornecendo assim ao agricultor um maior retorno econômico. Mais informações sobre o uso de águas pluviais e de efluentes reciclados para agricultura urbana podem ser encontradas no Módulo 5, assim como no site da Fundação RUAF (Resources Centre on Urban Agriculture and Food Security) http://www.ruaf.org/ Módulo 4 MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS Explorando opções Telhados verdes Qualquer um que já tenha visto uma calha em funcionamento pode testemunhar que grandes volumes de água são rapidamente escoados dos telhados durante fortes precipitações. Em um ambiente urbano, a vasta área de telhados significa que essa descarga aumenta vazões de pico de cheias, assim como erosão e inundação. Esse problema pode ser reduzido pela construção de telhados verdes, que amortecem a água pluvial por meio da vegetação e solo que se encontram sobre o telhado. Quando combinado a medidas adicionais no terreno, telhados verdes podem contribuir para a desconexão completa dos telhados da rede de drenagem da cidade. Telhados verdes consistem em camadas de membranas artificiais cobertas por substratos para o crescimento da vegetação. A vegetação pode ser constituída por diversas espécies de plantas escolhidas por sua adequação ao clima local, tipo de telhado construído e efeito estético desejado. A chuva é retida no solo, distribuindo o escoamento por períodos mais longos e aumentando as oportunidades para evapotranspiração. Dependendo do projeto, poluentes contidos na chuva também podem ser removidos por tratamento natural realizado pelo solo e vegetação. Os benefícios dos telhados verdes vão além da gestão de águas pluviais. A camada de vegetação fornece isolamento térmico eficiente para a edificação, prevenindo a perda de calor durante tempo frio e mantendo o interior fresco em tempo quente. Isso reduz o consumo de energia do edifício com aquecimento e sistemas de ar condicionado. A existência de telhados verdes também acrescenta um atraente elemento ao ambiente urbano pela extensão de áreas com vegetação, reduzindo o efeito urbano de ilha de calor, incentivando a biodiversidade e removendo poluentes do ar. Figura 10: Influências positivas de telhados verdes no ciclo hidrológico urbano e desenvolvimento urbano. O número de segmentos preenchidos indica grosseiramente a extensão na qual o setor é influenciado pela opção. (Nota: por simplificação, os gráficos consideram apenas influências diretas.) Criação de ecossistemas urbanos Certos telhados verdes são projetados para tratar a chuva com o objetivo de aumentar as possibilidades de reutilização Em sistemas combinados de esgotos, é reduzido o consumo de energia no tratamento de efluentes Em sistemas combinados de esgotos, o custo de coleta e tratamento de águas pluviais é reduzido Amortecimento e evapotranspiração reduzem a intensidade e volume de escoamento de águas pluviais Remoção de poluentes atmosféricos do escoamento de águas pluviais Redução do efeito de ilha de calor e melhoras na qualidade do ar urbano Redução do uso de energia em sistemas de aquecimento e ar condicionado devido à melhora do isolamento do edifício Aumento da vida útil do telhado e redução da conta de energia da residência Valor estético e de amenidade que aprimora a arquitetura e aumenta os espaços verdes urbanos 41 Kit de Treinamento SWITCH GESTÃO INTEGR ADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO Questões a considerar Telhados verdes são ideais para áreas urbanas adensadas onde há espaço limitado para a implantação de opções alternativas de BMP de águas pluviais. Eles fornecem múltiplos benefícios, mas deve-se reconhecer que alguns deles são mutuamente excludentes e escolhas são, portanto, necessárias quando da seleção de um projeto. Essas escolhas e outras restrições que se aplicam a telhados verdes incluem: ä Telhados verdes projetados com o objetivo principal de reduzir o escoamento requerem uma cobertura vegetal mais densa suportada por um solo fértil. Isso pode levar a lixiviação de nitratos que podem comprometer a qualidade da água do escoamento que vem do telhado. Ainda, as espécies de plantas que são boas para amortecimento, podem, às vezes, reduzir o potencial para desenvolvimento da biodiversidade. ä Dependendo das condições climáticas, telhados verdes podem restringir a coleta e o uso de águas pluviais de telhados, particularmente onde o objetivo é amortecer as águas pluviais com solos e plantas. Contudo, projetos que otimizem as oportunidades de uso podem ser escolhidos, de modo que forneçam tratamento natural da água por filtração no solo, apesar de que tais projetos têm menor probabilidade de oferecer os mesmos benefícios estéticos e de biodiversidade. Mais informações detalhadas sobre telhados verdes, incluindo atividades de pesquisa realizadas pelo SWITCH, ver o artigo “Report on the experimental arrangement of green roof mesocosms” (Bates et al 2006) www.switchtraining.eu/switchresources ä Para conseguir amortecimento de águas pluviais suficiente para permitir a desconexão de um sistema maior de drenagem, os telhados verdes têm de ser integrados a outras opções de BMP de águas pluviais como lagoas de infiltração. ä Em comparação aos telhados normais, telhados verdes podem ter alto custo de capital Entretanto, uma análise de ciclo de vida da tecnologia irá, normalmente, justificar esse custo por maior vida útil e confiabilidade em comparação às coberturas tradicionais, assim como economias adicionais de energia e de ganhos ambientais que eles fornecem. Telhados marrons Telhados marrons são um tipo de telhado verde concebido especialmente para a conservação da biodiversidade urbana. Apesar de seu potencial de amortecimento das águas pluviais ser inferior ao de outras concepções de telhados verdes, telhados marrons reduzem, ainda assim, a intensidade do escoamento, além de remover poluentes encontrados na precipitação. A combinação da gestão de águas pluviais e a valorização da biodiversidade urbana tipicamente encontrada em locais de “brownfields” (terrenos baldios, áreas industriais abandonadas) significa que a construção de telhados marrons é ideal para novos desenvolvimentos, particularmente em áreas industriais regeneradas. Imagem: University of Birmingham 42 Telhado marrom em Birmingham, Reino Unido Para uma descrição da pesquisa realizada sobre telhados marrons em Birmingham como parte do SWITCH, ver o artigo “The SWITCH brown roof project, Birmingham, UK: Rationale and experimental design” (Bates et al 2007) www.switchtraining.eu/switch-resources Módulo 4 MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS Explorando opções Sistemas de infiltração Sistemas de infiltração são trincheiras ou bacias que coletam as águas pluviais e as infiltram no solo por um meio de cascalho e pedra. O escoamento é tratado por meio de filtração pelas pedras e cascalhos que preenchem a trincheira ou reservatório e, particularmente, pelos solos subjacentes. Sistemas de infiltração são capazes de remover diversos poluentes, incluindo praticamente qualquer matéria orgânica e sedimento, sólidos suspensos, metais pesados e nutrientes. Diferentemente de uma vala, sistemas de infiltração não possuem uma saída e, portanto, quando bem concebidos fornecem maior amortecimento, já que o escoamento infiltra no solo ao invés de ser descarregado em outros sistemas de drenagem ou diretamente nos cursos de água receptores. Sistemas de infiltração são mais eficazes quando construídos em conjunto com outras opções de controle na origem como valas, coletores de sedimentos, ou certos tipos de telhados verdes. Tal tratamento prévio das águas pluviais, antes que elas entrem na trincheira ou bacia, ajuda na prevenção de colmatação do meio filtrante e reduz o risco de contaminação de águas subterrâneas. Figura 11: Influências positivas de sistemas de infiltração no ciclo hidrológico urbano e desenvolvimento urbano. O número de segmentos preenchidos indica grosseiramente a extensão na qual o setor é influenciado pela opção. (Nota: por simplificação, os gráficos consideram apenas influências diretas.) A infiltração de águas pluviais recarrega aquíferos subjacentes, que podem sustentar fontes de abastecimento de água. Em sistemas combinados de esgotos, é reduzido o consumo de energia no tratamento de efluentes. Em sistemas combinados de esgotos, o custo de coleta e tratamento de águas pluviais é reduzido. O amortecimento de águas pluviais reduz os riscos de inundações locais e à jusante, e de erosão causada por intenso escoamento. Poluentes comumente contidos no escoamento urbano são removidos pelo processo de filtração. Novas habitações e as ruas, pavimentos e estacionamentos podem ser construídos sem aumentar o risco de inundações. Sistemas de infiltração podem ser projetados como recursos atraentes de jardins e ao longo de vias. Redução dos riscos de inundação e dos impactos ambientais causados por escoamento de vias. 43 Kit de Treinamento SWITCH GESTÃO INTEGR ADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO Questões a considerar Em condições adequadas, os sistemas de infiltração são muito efetivos na remoção de poluentes de águas pluviais e na recarga de aqüíferos. Restrições locais, em especial tipo de solo e qualidade das águas pluviais, devem ser consideradas com cuidado, de modo a garantir que a solução seja adequada e não demande manutenção excessiva. Essas restrições locais incluem: ä Sistemas de infiltração são adequados para uso apenas em solos com a capacidade apropriada de infiltração. Solos menos permeáveis causam colmatação do sistema, enquanto solos porosos demais oferecem pouco tratamento, aumentando o risco de contaminação de águas subterrâneas. ä Escoamento contendo altos níveis de poluentes pode resultar em contaminação de águas subterrâneas, enquanto elevadas cargas de sedimentos causam a colmatação do sistema. Portanto, sistemas de infiltração requerem medidas prévias de tratamento, como opções BMP de controle na fonte e coletores de sedimentos. ä Sistemas de infiltração não são adequados para áreas com lençol freático alto. É necessária uma camada suficiente de solo entre este e o fundo da trincheira ou bacia para tratar as águas pluviais e evitar a contaminação das águas subterrâneas. Sistema de infiltração Innodrain ® em Birkenstein, Alemanha Imagem: Melbourne Water Imagem: Ingenieurgesellschaft Sieker 44 Sistema de infiltração em Melbourne, Austrália Módulo 4 MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS Explorando opções Lagoas e bacias de detenção Lagoas e bacias de detenção são projetadas para prover armazenamento temporário durante fortes precipitações. Ao contrário de bacias de infiltração e lagos de retenção, os equivalentes de detenção não necessariamente reduzem o volume de água pluvial urbana. Eles visam, sobretudo, amortecer as vazões de pico pela liberação gradual de escoamento. Áreas multifuncionais podem, portanto, ser projetadas para combinar o controle de águas pluviais com outros usos urbanos, como recreação e transporte – uma vantagem que é particularmente atraente em áreas densamente urbanizadas onde há escassez de terras disponíveis. Lagoas e bacias de detenção são construídas para coletar o escoamento de uma área maior, como conjuntos de habitações, estacionamentos ou desenvolvimentos comerciais. A seção de saída dessas estruturas é concebida para controlar a liberação de água em um volume e velocidade que estejam de acordo com a capacidade da infra-estrutura e dos sistemas naturais de drenagem à jusante. Dependendo dos materiais utilizados e do tempo de detenção previsto, algum tratamento natural das águas pluviais pode ocorrer, em particular a remoção de sedimentos e sólidos suspensos. Todavia, devido ao uso do local para outras finalidades durante o tempo seco, isso pode não ser nem viável nem desejável e o objetivo principal, com isso, tende a ser baseado na quantidade, e não na qualidade. Dependendo das circunstâncias locais, soluções BMP de águas pluviais adicionais que tratem e infiltrem as águas pluviais são idealmente implantadas à montante e à jusante de soluções de detenção. Figura 12: Influências positivas de lagoas e bacias de detenção no ciclo hidrológico urbano e desenvolvimento urbano. O número de segmentos preenchidos indica grosseiramente a extensão na qual o setor é influenciado pela opção. (Nota: por simplificação, os gráficos consideram apenas influências diretas.) Redução da intensidade do escoamento de águas pluviais urbanas Lagoas e bacias de detenção reduzem transbordamentos de sistemas combinados de esgotos e, dependendo do projeto, podem remover alguns poluentes das águas pluviais Incentiva o investimento em áreas que seriam, do contrário, sujeitas a enchentes Locais de detenção podem ser usados como áreas de recreação e prática de esportes durante estiagens Novas habitações e as ruas, pavimentos e estacionamentos podem ser construídos sem aumentar o risco de inundações Locais de detenção cobertos por grama ou outra vegetação aumentam a quantidade de espaço urbano verde 45 Kit de Treinamento SWITCH GESTÃO INTEGR ADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO Questões a considerar Zonas pantanosas artificiais são outras duas soluções que podem desempenhar importante papel na gestão de águas pluviais. Devido aos seus benefícios adicionais na gestão de efluentes, essas soluções foram incluídas no Módulo 5. Entretanto, mais informações na utilização desses elementos no contexto de gestão de águas pluviais pode ser encontrado no artigo do SWUTCH “Constructed wetlands for flood protection and water reuse” (Shutes et al 2010) www.switchtraining.eu/switchresources Lagoas e bacias de detenção são aplicáveis a cidades sujeitas a transbordamentos de sistemas unitários de esgotos, a erosão e a inundações localizadas, e a jusante, durante fortes precipitações. O projeto para solução a ser adotada é, entretanto, altamente dependente de uma ampla gama de fatores locais, incluindo condições climáticas, localização, uso do local durante o tempo seco, proteção da infra-estrutura, etc. Mais especificamente, essas considerações incluem: ä O projeto do local de detenção depende do padrão de precipitação local e da hidrologia da área sendo drenada, assim como das características das águas pluviais entrando na lagoa ou bacia (como carga de poluentes). O projeto deve ser também resiliente o suficiente para lidar com a incerteza dos padrões climáticos futuros. ä Áreas urbanas densamente povoadas provavelmente não terão, de imediato, espaço disponível para a construção da lagoa ou bacia com o propósito único de detenção de águas pluviais. Com isso, a opção é mais utilizada em áreas com espaços disponíveis, como propriedades industriais e novos desenvolvimentos habitacionais. Contudo, áreas densas dentro da cidade também podem receber esse tipo de solução se ela combinar o controle de águas pluviais com outras funções durante o tempo seco, como instalações esportivas, áreas de recreação e estacionamentos. ä Lagoas e bacias de detenção devem apenas raramente ser soluções autônomas e provavelmente demandarão infra-estrutura de suporte tanto à montante quanto à jusante. Dependendo das características do escoamento afluente ao local, uma combinação de medidas de controle de poluição e velocidade pode ser necessária para prevenir, por exemplo, assoreamento e erosão. Da mesma forma, descargas vindas do local podem requerer mais manejo – particularmente tratamento – antes de entrar em cursos d’água naturais. Idealmente, lagoas e bacias de detenção são construídas como uma medida de controle local dentro de uma hierarquia de BMP de águas pluviais como descrita na Seção 7.1. Imagem: Holger Robrecht 46 Lagoa de detenção em Freiburg, Alemanha Módulo 4 MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS Explorando opções Participação pública Grande parcela das águas pluviais urbanas é gerada em terras e propriedades privadas. Enquanto incentivos financeiros e normas de construção podem contribuir muito para desencorajar projetos que resultem em impactos negativos sobre a drenagem, comprometimento público será necessário para que melhorias na gestão de águas pluviais sejam alcançadas em larga escala. Participação pública aplica-se não apenas a adoção de BMP de águas pluviais em terras privadas, mas também, e crucialmente, ao comportamento público em relação àquela terra. A sensibilização quanto ao dano causado por, por exemplo, descarte negligente de óleos e materiais tóxicos, uso ineficiente de pesticidas e fertilizantes e a descarga de águas pluviais de grandes telhados têm importante papel no convencimento das famílias e proprietários de terras e de negócios a contribuírem para um manejo mais sustentável de águas pluviais. Campanhas de sensibilização e educação podem ser utilizadas para alterar o comportamento da população local, assim como incentivar investimentos privados em medidas como a instalação de sistemas de coleta de chuva. Opções para alcançar esse objetivo incluem a distribuição de material educativo, publicidade, o uso de mídias locais, mídias virtuais e a organização de eventos públicos. Programas de descarte seguro de óleos, tintas, solventes e químicos também podem ajudar a controlar poluentes comuns de águas pluviais. A participação pública bem sucedida em boas práticas de gestão de águas pluviais reduz a necessidade de se investir em medidas relativamente caras. Por exemplo, aumentar a sensibilização entre jardineiros e gestores de parques com relação à aplicação de fertilizantes pode assegurar que químicos sejam aplicados no momento correto e apenas nas quantidades necessárias. Da mesma forma, a publicidade dos benefícios de se utilizar uma cisterna de coleta de água de chuva para regar jardins aumenta sua adoção em propriedades privadas, reduzindo o volume de águas pluviais a serem geridas no sistema de drenagem. Figura 13: 7 Influências positivas da participação pública no ciclo hidrológico urbano e desenvolvimento urbano. O número de segmentos preenchidos indica grosseiramente a extensão na qual o setor é influenciado pela opção. (Nota: por simplificação, os gráficos consideram apenas influências diretas.) Incentivar a coleta da água de chuva, incluindo o uso de cisternas aumenta as oportunidades de reuso de águas pluviais Menos energia é utilizada para remover poluentes de águas pluviais de efluentes em sistemas combinados de esgotos O custo de tratamento de efluentes é reduzido em sistemas combinados de esgotos A prevenção do contato de poluentes com águas utilizadas para fins recreativos e domésticos reduz impactos à saúde Incentivar a adoção de BMP em propriedades privadas amortece a formação de escoamento superficial Incentivo a medidas de controle na origem evita a entrada de poluentes como óleos e nutrientes nos fluxos de águas pluviais Aplicação mais eficiente de fertilizantes e pesticidas resulta em economias na agricultura O controle na origem de óleos e químicos aumenta a qualidade e atratividade dos cursos de água locais Instalações melhoradas para o descarte de resíduos de veículos 47 48 Kit de Treinamento SWITCH GESTÃO INTEGR ADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO Questões a considerar Campanhas de sensibilização e educação têm de ser cuidadosamente concebidas de modo a assegurar que seu alvo seja atingido e positivamente influenciado. O objetivo geral da mensagem deve ser claro, pois sem um incentivo óbvio é improvável que o público alvo altere seu comportamento. Contudo, se os objetivos para o indivíduo e/ou a comunidade estão claramente apresentados, este método tem boas chances de ser altamente efetivo. Considerações mais específicas incluem: ä Campanhas de sensibilização e educação pública podem ser direcionadas a um grupo específico ou à sociedade como um todo. Dependendo da mensagem sendo promovida, a campanha pode ser mais eficiente quando o grupo mais relevante é atingido diretamente ou, em casos como descarte ilegal de rejeitos, quando o problema ganha ampla exposição entre todos os membros da sociedade. Um bom entendimento de quem é o público alvo e qual a melhor maneira de atingi-lo é, portanto, essencial. ä A escolha do momento pode ser crucial para o sucesso ou fracasso de uma campanha de sensibilização. Campanhas lançadas seguindo notícias atuais, como relatórios sobre a degradação ambiental local, têm maior probabilidade de atingir uma audiência receptiva. Módulo 4 MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS Explorando opções 7.3 Avaliação e escolha de soluções Seguindo os princípios de GIAU, a seleção de soluções de gestão das águas pluviais deve basear-se nos objetivos acordados, indicadores e metas, além da consideração de todos os aspectos de sustentabilidade como descrito na Seção 5. A avaliação das soluções potenciais deve, portanto, buscar identificar aquelas que podem atingir os objetivos específicos sem comprometer no longo prazo o desenvolvimento sustentável da cidade como um todo. Apesar de que uma solução tecnológica identificada pode, em teoria, ajudar a atingir as metas associadas a um objetivo, isso não necessariamente significa que a solução em si seja sustentável no contexto considerado – custos, implicações sociais, efeitos colaterais indesejados e uma série de outros aspectos também devem ser avaliados. A instalação de tecnologias de coleta de águas pluviais pode parecer a solução ideal para reduzir o consumo de água da rede e o escoamento de águas pluviais de um novo desenvolvimento habitacional. Mas, a avaliação dessa solução também deve considerar diversos outros fatores que influenciam o sucesso ou fracasso do investimento. Por exemplo, há incentivos financeiros suficientes para que futuros proprietários continuem a operar e manter o sistema no longo prazo? Se os custos de manutenção forem elevados, baixos custos da água da rede e custos fixos de drenagem da propriedade, a resposta pode muito bem ser negativa. A ferramenta de COFAS (Comparação da Flexibilidade de Soluções Alternativas, na sigla em inglês) foi desenvolvida para facilitar a comparação de diferentes alternativas de planejamento de águas pluviais por meio de análise multi-critério e de avaliação de flexibilidade do sistema. O documento “Assessing future uncertainties associated with urban drainage using flexible systems – the COFAS method and tool” (Peters et al 2010, Resource Ref. D.2.1.4) oferece orientações e informações complementares sobre a ferramenta COFAS. Na realidade, uma opção jamais será totalmente sustentável e a seleção de melhores benefícios e custos é sempre necessária. Concessões são inevitáveis, mas o importante é que todos os critérios de sustentabilidade sejam considerados durante o processo de seleção de modo a assegurar que a opção selecionada fará, no fim das contas, com que a cidade se mova em direção a maior sustentabilidade. Avaliar as implicações sociais, econômicas e ambientais ao longo do espaço e do tempo de uma solução potencial não é trivial. Uma avaliação abrangente deve testar a robustez de uma solução em face de uma longa lista de fatores relevantes. Estes incluem cenários de clima futuro, custos de ciclo de vida, risco associado, integração à infra-estrutura existente e interação com o ambiente urbano. Esta pode ser uma tarefa complexa que freqüentemente demandará a assistência de um software de modelagem e detalhadas análises comparativas. Utilizando critérios genéricos e específicos ao local, essas ferramentas podem gerenciar os dados de uma forma que permita que uma série de diferentes implicações, cenários e combinações de opções sejam avaliadas. Mais informações sobre as ferramentas disponíveis para a seleção de opções são fornecidas no Módulo 6. Avaliação do Custo do Ciclo de Vida (LCCA, em inglês) O custo sempre será um fator chave na seleção de opções. Ao invés de comparar os custos de implantação, o verdadeiro valor econômico de uma opção ou grupo de opções só é obtido por meio de uma abrangente análise de custo do ciclo de vida. Além dos custos de construção, são incluídos os custos de operação e manutenção, a vida útil da opção e o período de investimento. Idealmente, as estimativas de custo também deveriam considerar flexibilidades a mudanças e os custos e benefícios sociais e ambientais. Os resultados de uma LCCA são normalmente dados como Valor Presente Líquido (VPL), o que permite fácil comparação das soluções alternativas. Pode-se fazer o download grátis da ferramenta de LCCA do SWTCH em: www.switchurbanwater.eu/res_software.php Veja o Módulo 6 para mais informações sobre tomadas de decisões integradas, assim como diversas ferramenta que podem auxiliar na escolha de soluções para o manejo de águas pluviais 49 50 Kit de Treinamento SWITCH GESTÃO INTEGR ADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO u Fechamento Águas pluviais em uma cidade são vistas como uma restrição e um incômodo. A infraestrutura de drenagem urbana foi desenvolvida com o objetivo de eliminá-las o mais rápido possível. Essa abordagem tem muitas implicações. Aumento do risco de inundações, de erosão das margens de rios e de exaustão e poluição de aqüíferos são apenas alguns dos impactos negativos da gestão convencional de águas pluviais. Uma abordagem integrada trata as águas pluviais não como um incômodo, mas como um recurso a ser utilizado. Ao amortecer, infiltrar e reutilizar as águas pluviais dentro da cidade, muitos dos impactos negativos são superados enquanto diversos benefícios ambientais, econômicos e sociais se tornam aparentes. Tais benefícios incluem aumento da vegetação urbana, fonte alternativa de água e restauração de paisagens urbanas. Para atingir esses benefícios, opções inovadoras são necessárias, tais como lagoas e zonas pantanosas artificiais (wetlands), vegetação e solos para amortecimento de cheias, infiltração e reutilização da água. Ao selecionar objetivos de gestão de águas pluviais baseados nas necessidades do ciclo urbano da água e do desenvolvimento da cidade como um todo, podem-se identificar soluções que forneçam diversos benefícios e que tenham menor probabilidade de resultar em impactos inesperados. Módulo 4 MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS Explorando opções v Referências Bates, A., Greswell, R., Mackay, R., Donovan, R., Sadler, J. 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(2006) Review of the adaptability and sensitivity of current stormwater control technologies to extreme environmental and socio-economic drivers – Section C: The impact of changes in environmental and socio-economic conditions on stormwater management technologies, Ingenieurgesellschaft Prof. Dr. Sieker mbH, Germany. http://www.switchtraining.eu/switch-resources Sieker, H., Bandermann, S., Becker, M., Raasch, U. (2006) Urban stormwater management demonstration projects in the Emscher Region, Ingenieurgesellschaft Prof. Dr. Sieker mbH, Germany. http://www.switchurbanwater.eu/outputs/pdfs/CEMS_ PAP_Urban_stormwater_management_demo_projects_Emscher.pdf Sieker, H., Peters, C., Sommer, H. (2008) Modelling stormwater and evaluating potential solutions, Ingenieurgesellschaft Prof. Dr. Sieker mbH, Germany. http://www. switchurbanwater.eu/outputs/pdfs/GEN_PAP_BH_Session7a_Modelling_Stormwater.pdf 53 O projeto SWITCH tem por objetivo alcançar uma gestão mais sustentável de águas urbanas na “Cidade do Futuro”. Um consórcio de 33 organizações parceiras de 15 países está trabalhando em inovadoras soluções científicas, tecnológicas e socioeconômicas, que poderão então ser replicadas mais rapidamente por todo o mundo. www.switchtraining.eu Contato: Parceiros: ICLEI Secretariado para América Latina e Caribe Escritório de Projetos ICLEI - Brasil Av. IV Centenário, 1268, sala 215 Portão 7A do Parque Ibirapuera CEP 04030-000 São Paulo, SP Brasil http://www.iclei.org/lacs/portugues Tel: +55-11-5084 3079 Fax: + 55-11-5084 3082 Email : [email protected] ISBN 978-85-99093-14-6 (PDF) ISBN 978-85-99093-17-7 (CD-ROM)
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