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HAROLDO YUDI TADA OSEKI Pavimento permeável: conceito, viabilidade e execução desta tecnologia construtiva Guaratinguetá - SP 2017 Haroldo Yudi Tada Oseki Pavimento permeável: conceito, viabilidade e execução desta tecnologia construtiva Trabalho de Graduação apresentado ao Conselho de Curso de Graduação em Engenharia Civil da Faculdade de Engenharia do Campus de Guaratinguetá, Universidade Estadual Paulista, como parte dos requisitos para obtenção do diploma de Graduação em Engenharia Civil. Orientador: Prof. Dr. João Ubiratan de Lima e Silva Guaratinguetá - SP 2017 DADOS CURRICULARES HAROLDO YUDI TADA OSEKI NASCIMENTO 26.10.1992 – São Paulo / SP FILIAÇÃO Paulo Oseki Teruko Tada 2011/2017 Curso de Graduação em Engenharia Civil. Universidade Estadual Paulista – “Júlio de Mesquita Filho”, Campus de Guaratinguetá. Dedico este trabalho, de modo especial, à toda minha família. AGRADECIMENTOS Primeiramente agradeço aos meus pais Paulo Oseki e Teruko Tada, pela valorosa dedicação e paciência que tiveram em transmitir uma educação e disciplina das quais sou eternamente grato em possuir. Ao Grande Criador, que permitiu que tudo isso seja possível, desde o surgimento da matéria até o desenvolvimento da sabedoria e do conhecimento. Ao meu orientador, Prof. Dr. João Ubiratan de Lima e Silva, pelos seus conselhos e ensinamentos, dos quais tenho privilégio em possuir e pelo seu tempo e paciência, que permitiram uma dedicação e auxílio imprescindíveis à realização deste trabalho. Aos professores Antônio Wanderley Terni e Yzumi Taguti, por todos os conhecimentos acadêmicos transmitidos em sala de aula e pelo interesse na participação da minha banca examinadora. Também agradeço aos demais professores e funcionários por fazerem parte da minha formação acadêmica na FEG, instituição de ensino da qual tenho orgulho de fazer parte. Aos grandes amigos e amigas que tive a oportunidade de conhecer durante todos esses anos, de modo especial, ao pessoal da República Susexo, que considero como membros de uma grande família de Guaratinguetá. Agradeço a todos, mesmo que não referenciados aqui, mas que contribuíram de alguma forma para a minha formação pessoal, acadêmica e profissional. “Nada é impossível para aquele que persiste.” Alexandre, o Grande RESUMO Atualmente, o problema de enchentes e o baixo reaproveitamento das águas pluviais vêm possibilitando novas técnicas que amenizam estes problemas e contribuem para uma geração de obras mais sustentáveis. A tecnologia do concreto permeável representa um avanço nas construções e permitem uma afinidade maior com a preocupação ambiental. Apesar da possível inviabilidade de sua utilização em larga escala no atual cenário nacional, proveniente majoritariamente pelo seu relativo alto custo e pela sua adaptabilidade ao corpo de solo em que é empregado, este trabalho tem como objetivo analisar as possibilidades de aplicação do concreto permeável em uma determinada obra, permitindo assim a reutilização da água coletada para atividades como limpeza e geração de energia. São abordados neste trabalho os tópicos referentes ao conhecimento dos componentes deste concreto, assim como a análise da área de sua aplicação e o estudo das águas pluviais para o seu reaproveitamento no âmbito urbano. Os métodos utilizados neste trabalho representam situações possíveis de áreas em que esta tecnologia pode ser empregada, assim como situações em que sua utilização pode comprometer a estrutura do solo a fim de impossibilitar a sua funcionalidade. PALAVRAS-CHAVE: Concreto permeável. Águas pluviais. Pavimentação. Sustentabilidade. ABSTRACT Nowadays, the problem of floods and the low reuse of rainwater have enabled new techniques that soften these issues and contribute to a generation with more sustainable works. The technology of pervious concrete represents an advance in constructions and allows a greater affinity with the environmental concern. Despite the possible unviability of its large- scale use in the current national scenario, mainly due to its relatively high cost and its adaptability to the soil body in which it is employed, this thesis aims to analyse the application’s possibilities of permeable concrete in a certain work, thus allowing the reuse of collected water for activities such as cleaning and power generation. This dissertation covers topics such as the acknowledgement of this concrete’s components, as well as analysis of the area of its application and the study of the rainwater for its reuse in an urban context. The methods used in this work represent hypothetical situations of areas in which this technology can be used, as well as situations in which its use may compromise the soil structure in order to prevent its function. KEYWORDS: Pervious concrete. Permeable concrete. Rainwater. Paving. Sustainability. LISTA DE FIGURAS Figura 1 – Escoamento superficial em evento severo de precipitação ..................................... 14 Figura 2 – Representação do piso drenante em concreto poroso (à esquerda) e do piso intertravado permeável com juntas alargadas (à direita) .......................................................... 15 Figura 3 – Comparação entre o concreto convencional e o permeável .................................... 16 Figura 4 – Estacionamento revestido parcialmente com CPA e com blocos intertravados de concreto poroso ........................................................................................................................ 17 Figura 5 – Detalhe de uma peça de concreto permeável .......................................................... 18 Figura 6 – Estacionamento feito com pavimento permeável com revestimento de concreto poroso. ...................................................................................................................................... 23 Figura 7 – Estacionamento feito com pavimento intertravado permeável. .............................. 23 Figura 8 – Demonstração da permeabilidade do CPA ............................................................. 24 Figura 9 – Demonstração da permeabilidade do concreto poroso ............................................ 25 Figura 10 – Blocos vazados preenchidos com grama ............................................................... 25 Figura 11 – Pavimentação com paralelepípedos ...................................................................... 26 Figura 12 – Representação da trajetória realizada pela água superficial ................................. 29 Figura 13 – Representação esquemática das camadas do solo. ............................................... 31 Figura 14 – Tipos de sistemas de infiltração ............................................................................ 33 Figura 15 – Preparação do subleito .......................................................................................... 36 Figura 16 – Posicionamento da manta geotêxtil não-tecido .................................................... 37 Figura 17 – Execução das camadas de base e sub-base ........................................................... 38 Figura 18 – Assentamento das peças pré-moldadas de concreto .............................................. 39 Figura 19 – Rejuntamento ........................................................................................................ 39 Figura 20 – Compactação ........................................................................................................40 Figura 21 – Pavimento permeável com colmatação das juntas devido ao acúmulo de sedimentos. ............................................................................................................................... 43 Figura 22 – Limpeza do concreto permeável por aspiração .................................................... 44 Figura 23 – Crescimento de vegetação nas juntas das peças do pavimento permeável. .......... 45 Figura 24 – Esquema de desinfecção e armazenamento das águas pluviais ............................ 47 Figura 25 – Representação de cisternas subterrâneas. ............................................................. 48 LISTA DE TABELAS Tabela 1 – Consumos e proporções típicas utilizadas nas misturas de concreto permeável. ... 22 Tabela 2 – Comparação entre superfícies. ............................................................................... 28 Tabela 3 – Valores típicos de coeficiente de permeabilidade................................................... 30 Tabela 4 – Granulometria recomendada para camadas de base e sub-base de pavimento permeável ................................................................................................................................. 32 Tabela 5 – Granulometria recomendada para camadas de assentamento e material de rejunte de pavimento permeável .......................................................................................................... 32 Tabela 6 – Espessura mínima da camada de base .................................................................... 35 Tabela 7 – Parâmetros de qualidade de água de chuva para usos restritivos não potáveis. ..... 46 Tabela 8 – Frequência de manutenção dos elementos de coleta de água pluvial. ................... 48 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ABCP Associação Brasileira de Cimento Portland ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas ACI American Concrete Institute ASTM American Society for Testing and Materials CBR Índice de Suporte Califórnia (California Bearing Ratio) CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente CPA Camada Porosa de Asfalto (ou Atrito) EPI Equipamento de Proteção Individual EUA Estados Unidos da América NBR Norma Brasileira Registrada USP Universidade de São Paulo SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 14 1.1 JUSTIFICATIVA DO TRABALHO ............................................................................... 18 2 OBJETIVOS .................................................................................................................... 19 2.1 OBJETIVOS GERAIS ..................................................................................................... 19 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................................... 19 3 ESTRUTURA DO TRABALHO ................................................................................... 20 4 CONCRETO PERMEÁVEL – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................. 21 4.1 HISTÓRICO ..................................................................................................................... 21 4.2 CARACTERIZAÇÃO E COMPOSIÇÃO ....................................................................... 22 4.2.1 Pavimentos de asfalto poroso (CPA)............................................................................. 24 4.2.2 Pavimentos de concreto poroso ..................................................................................... 24 4.2.3 Pavimento de blocos de concreto vazado...................................................................... 25 4.2.4 Pavimento de blocos de concreto e paralelepípedos .................................................... 26 4.3 FUNCIONAMENTO ....................................................................................................... 28 4.4 PROJETO E EXECUÇÃO ............................................................................................... 30 4.4.1 Preparação do subleito ................................................................................................... 36 4.4.2 Posicionamento da manta geotêxtil não-tecido ............................................................ 37 4.4.3 Execução das camadas de base e sub-base ................................................................... 37 4.4.4 Assentamento das peças pré-moldadas de concreto .................................................... 38 4.4.5 Rejuntamento .................................................................................................................. 39 4.4.6 Compactação ................................................................................................................... 40 4.4.7 Demais observações em relação à execução ................................................................. 41 4.5 MANUTENÇÃO .............................................................................................................. 42 5 REAPROVEITAMENTO DAS ÁGUAS PLUVIAIS .................................................. 46 6 MATERIAIS E MÉTODOS ........................................................................................... 50 7 CONCLUSÃO ................................................................................................................. 51 REFERÊNCIAS .............................................................................................................. 53 14 1 INTRODUÇÃO Observa-se atualmente que o ciclo hidrológico sofre grandes interferências devido ao acelerado e desordenado processo de urbanização ao longo do século XX em virtude da ocorrência do êxodo rural somado à falta de planejamento urbano de uso e ocupação do solo, consequência de uma falha administrativa por parte dos governantes e demais responsáveis. De acordo com Mariana Marchioni e Cláudio Oliveira Silva (2010), ambos da ABCP, 95% das águas pluviais conseguem drenar através do solo em uma área com cobertura vegetal, 70% em uma área rural, 30% em uma área residencial e somente 5% em uma área urbana (centros municipais). Com a trajetória de infiltração através do solo dificultada pelas camadas impermeabilizantes, provenientes de vias pavimentadas e do grande número de construções, as águas pluviais acabam se tornando um problema constante para o contexto urbano, causando enchentes, alagamentos e inundações nas cidades desprovidas de um sistema de drenagem eficaz. Este tipo de problema é agravado pelo chamado efeito das “ilhas de calor”, onde a precipitação é mais decorrente em lugares densamente habitados onde ocorre o aumento de temperatura devido à grande concentração de construções. Figura 1 – Escoamento superficial em evento severo de precipitação Fonte: Seguro Notícias (2017) Além desses problemas, as superfícies impermeáveis possuem estreita relação com as alterações na qualidade das águas, uma vez que os poluentes e sedimentos que ficam depositados sobre tais superfícies acabam sendo transportados aos corpos d’água pelas águas http://www.seguronoticias.com/seguro-cobre-danos-causados-por-enchentes) 15 pluviais. Problemas como erosão e assoreamento de rios também podem ser causados parcialmente pela impermeabilização das superfícies visto que são gerados escoamentos de maior volume e velocidade se comparados aos escoamentos decorrentes em superfícies naturais (ESTEVES, 2006). Desta forma, novos conceitos são estudados a fim de amenizar estes problemas, através da utilização de dispositivos que permitam o acréscimo de infiltração e aumento do tempo de retardo do escoamento superficial, como pode ser observado em projetos que utilizam um sistema de drenagem com o auxílio da tecnologia do pavimento permeável que possui a capacidade de reduzir os volumes de escoamentosuperficial e o impacto sobre a qualidade da água. Os sistemas permeáveis são comumente compostos por pavimentos porosos (de concreto ou de asfalto) ou por blocos de concreto (vazados ou não) (GONÇALVES; OLIVEIRA, 2014). Figura 2 – Representação do piso drenante em concreto poroso (à esquerda) e do piso intertravado permeável com juntas alargadas (à direita) Fonte: Silva (2012) Compreende-se como pavimento permeável uma estrutura capaz de permitir o escoamento da água através de suas camadas, absorvendo os fluidos de forma parcial ou total. Desta forma, o líquido escoa através de sua superfície e pode ser direcionado para dentro de um reservatório, construído sobre o perfil do terreno. A partir deste momento, a água pode ser conduzida para outro lugar ou simplesmente ser absorvida pelo subsolo, caso sua capacidade de permeabilidade permita tal feito (VIRGILIIS, 2009). 16 A Figura 3 apresenta o percurso que a água realiza através do concreto permeável e sob o concreto convencional. Figura 3 – Comparação entre o concreto convencional e o permeável Fonte: Adaptado de Zhong; Wille (2015) Em 2009, o engenheiro Afonso Virgiliis confeccionou um concreto capaz de permitir a infiltração da água por entre seus poros, criando um concreto de alta permeabilidade. Esta pesquisa levou à construção de um estacionamento de 1.600 m² dividido em dois lados, sendo que de um lado foram utilizados blocos intertravados de concreto poroso e do outro lado foi feito um sistema de drenagem com asfalto permeável (CPA). A Figura 4 representa estes dois tipos de pavimentações permeáveis que foram adotados neste estacionamento. 17 Figura 4 – Estacionamento revestido parcialmente com CPA e com blocos intertravados de concreto poroso Fonte: Silva (2012) Desta forma, a água proveniente das precipitações é absorvida por este estacionamento e redirecionada a um reservatório, possibilitado a reutilização dessa água para a limpeza do local. O experimento foi realizado na USP de São Paulo, região de grande incidência pluviométrica e registrou-se um máximo de altura de chuva equivalente a 62 milímetros. A partir deste experimento, possibilidades na criação de soluções para os problemas relacionados ao atual cenário urbano em relação ao solo impermeável ganham espaço, permitindo simultaneamente o reaproveitamento das águas pluviais a fim de utilizá-las para fins domésticos, como na lavagem de determinada região do terreno. De acordo com Virgiliis (2009) para o correto dimensionamento das espessuras das camadas de um pavimento permeável é necessário levar em consideração fatores como o volume de tráfego atuante no local, o tipo de carregamento que é acionado, o número de solicitações envolvidas e outros fatores de natureza mecânica, assim como as asserções hidráulicas referentes ao tempo de armazenamento, tempo de retenção e condutividade hidráulica. O estudo destes fatores permite a implantação de um pavimento permeável que atenda de forma conjunta às necessidades técnicas condizentes à infraestrutura de transportes e à drenagem urbana apropriada, respeitando ainda as questões de sustentabilidade. 18 Figura 5 – Detalhe de uma peça de concreto permeável Fonte: Mazzonetto (2011) 1.1 JUSTIFICATIVA DO TRABALHO A ocorrência de enchentes e inundações em determinada cidade resultam em grandes perdas econômicas, além de danos severos às construções e problemas para o cotidiano da população, como por exemplo, a inviabilidade de trafegar em vias comprometidas pela chuva. Além destas questões, a transmissão de doenças também é facilitada por essas ocorrências. Visto a carência de publicações no âmbito acadêmico que informe prontamente sobre a ciência e a vantagem fornecida pelo emprego do pavimento permeável em um sistema de drenagem, a realização de estudos e análises provenientes deste trabalho procura auxiliar futuros projetos ou estudos de caso que tenham como alternativa a utilização desta tecnologia de construção. Os fatores sustentáveis que são impulsionados por este aparato também contribuem para a realização deste trabalho, uma vez que esta temática vem sendo cada vez mais requisitada no âmbito da construção civil. 19 2 OBJETIVOS 2.1 OBJETIVOS GERAIS No atual cenário brasileiro existem poucas pesquisas desenvolvidas no campo da utilização do concreto permeável, sobretudo devido ao curto período de tempo que esta tecnologia vem sendo estudada em âmbito global. Devido a pouca afinidade estabelecida entre esta tecnologia e as técnicas de construção utilizadas nacionalmente, o custo do pavimento permeável se torna elevado. Entretanto, visto a grande importância nos sistemas de gestão de águas pluviais que este dispositivo proporciona sobre o âmbito urbano, a tendência para agregar este novo tipo de ferramenta em nível nacional pode facilitar a acessibilidade deste conceito de uma forma abrangente. Desta maneira, devido à falta de pesquisas nacionais que levantam fatos em relação aos materiais constituintes do concreto permeável, tal como as vantagens e possibilidades do emprego deste material frente às adversidades relacionadas ao sistema de drenagem das grandes cidades, o presente trabalho tem como objetivo analisar com uma postura sustentável e urbana a utilização desta tecnologia em uma construção civil, de forma a torná-la menos impactante no contexto ambiental. 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1 Definir o conceito de concreto permeável, associando-o com a questão sustentável e urbanística do cenário atual; 2 Realizar um estudo da caracterização e do funcionamento dos diferentes tipos de sistemas existentes de drenagem; 3 Estabelecer a correta forma de viabilização, execução e manutenção de aplicação de acordo com o exigido pelo projeto; 4 Análise de uma área de aplicação e estudo das águas pluviais para o seu reaproveitamento; 20 3 ESTRUTURA DO TRABALHO No primeiro capítulo deste trabalho, é apresentada uma breve introdução sobre o tema a ser estudado, sendo comentados também no segundo capítulo os objetivos gerais e específicos almejados neste estudo. O quarto capítulo destina-se à revisão bibliográfica, onde são abordados conteúdos gerais que permitam uma análise a respeito do concreto permeável, como o seu histórico, suas características, seu funcionamento, sua execução e sua manutenção. O capítulo cinco aborda fatos em relação ao reaproveitamento das águas pluviais captadas pelo sistema de drenagem estudado neste trabalho, apontando as possibilidades e restrições implicadas nas obras de acordo com a finalidade estabelecida em projeto. No sexto capítulo encontra-se a metodologia de realização deste trabalho, apontando a forma como os estudos foram analisados a fim de estruturarem-se conclusões coerentes com o que é abordado previamente. Por fim, o sétimo capítulo destina-se à exposição das conclusões realizadas ao estudo do concreto permeável, remetendo aos objetivos determinados no início deste trabalho. 21 4 CONCRETO PERMEÁVEL – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 4.1 HISTÓRICO Atualmente, o pavimento permeável vem sendo utilizado por construtores a fim de atender-se às imposições decretadas pelas legislações municipais em relação à infiltração e permeabilidade na pavimentação de terrenos. Contudo, sua finalidade era outra de acordo com os primeiros estudos registrados. O uso de concretos com grandes quantidades de vazios e sem agregados miúdos tem seus primeiros registros datados no século XIX, na Europa, onde as reduções de peso e de custos eram os fatores almejados na época e não o incremento da permeabilidade a fluidos (HÖLTZ, 2011). Desde então, o uso desse tipo de concreto não se encontra mencionado na literatura até 1923, onde um conjunto de 50 casas de dois pisos foi construído empregando-seagregado à base de clínquer, em Edimburgo, na Escócia. Assim, durante a década de 30, a Scottish Special Housing Association fez uso do concreto permeável para a construção de residências, disseminando esta técnica para o Reino Unido, devido às suas qualidades térmicas e ao baixo custo de implementação. O uso dos concretos dessa natureza intensificou-se após a Segunda Guerra Mundial. Visto que a escassez de cimento e a abundância de restos de construção eram grandes, o uso de um concreto com grande quantidade de vazios e pouca pasta acabou se tornando uma alternativa bem atraente aos seus construtores (ACI, 2006). Esta tecnologia só começou a ser estudada na América em 1970, onde a ideia do pavimento permeável como aparato para evitar a ocorrência da aquaplanagem, da redução de ruído, do ofuscamento de faróis de carros e do efeito spray foi amplamente estudada nos Estados Unidos. Entretanto, estes estudos acabaram sendo abandonados devido à carência de tecnologias da época (LAMB, 2014). Posteriormente, pelo fim dos anos 90 e início dos 2000, estes estudos foram retomados a fim de desenvolver uma tecnologia de auxílio à drenagem das cidades, permitindo que a água escoe através do solo, reduzindo assim as incidências das enchentes. Apesar de tratar-se de um método construtivo novo no Brasil, essa solução já é adotada em países como os Estados Unidos, a França e o Japão (MARCHIONI; SILVA, 2010). 22 4.2 CARACTERIZAÇÃO E COMPOSIÇÃO Enquanto que o concreto convencional possui características que o torna mais compacto proporcionando propriedades que o tornam mais rígido e resistente ao longo de seu uso, o concreto permeável possui outros tipos de características e consequentemente, de aplicação. O concreto permeável difere do convencional principalmente pelo seu índice de vazios, apresentando material granular de dimensões similares (MAZZONETTO, 2011). Segundo Virgiliis (2009), a utilização de agregados com dimensões semelhantes cria os vazios pelo fato deles não conseguirem ser preenchidos. Um pouco de areia grossa também permite que seja criado um bom volume de vazios. Sua composição inclui ligante hidráulico, material britado de graduação uniforme, água e pouca ou nenhuma quantidade de agregado miúdo. Também existe a possibilidade de incrementar aditivos a fim de atribuir ao concreto um melhor desempenho, durabilidade, resistência e trabalhabilidade (BATEZINI, 2013). A Tabela 1 apresenta os materiais com seus respectivos consumos e proporções recomendados para a confecção do concreto permeável. Tabela 1 – Consumos e proporções típicas utilizadas nas misturas de concreto permeável Materiais Consumo/Proporção Ligante hidráulico (kg/m³) 270 a 415 Agregado graúdo (kg/m³) 1.190 a 1.700 Relação água/cimento (em massa) 0,27 a 0,34 Relação cimento/agregado (em massa) 1:4 a 1:4,5 Relação agregado miúdo/agregado graúdo (em massa) 0 a 1:1 Fonte: Batezini (2013) O procedimento de compactação ou adensamento que é utilizado na produção do concreto permeável, assim como sua relação cimento/agregado adotada são os dois fatores mais relevantes e que afetam de maneira direta as características mecânicas do material a ser constituído (ACI, 2006). O quanto que é utilizado de materiais varia de acordo com a resistência almejada no concreto. A resistência do concreto é inversamente proporcional ao seu volume de vazios. 23 Desta forma, para obter-se uma maior permeabilidade, o concreto deve necessariamente possuir um índice de resistência menor (MAZZONETTO, 2011). Tendo-se este fator para levar em consideração, o concreto permeável é mais indicado para locais que requerem uma solicitação de carga menor, onde a resistência a cargas não é um fator principal, como pode ser observado em pátios residenciais ou comerciais, faixas cicloviárias, quadras poliesportivas, calçadas, estacionamentos de tráfego leve a médio, parques, praças, pátios residenciais, campos de golfe, painéis de enchimento, decks de piscinas, estabilização de encostas, forros (isolamento térmico), estruturas hidráulicas, estufas de plantas e em muros de arrimo (LAMB, 2014). Figura 6 – Estacionamento feito com pavimento permeável com revestimento de concreto poroso Fonte: Marchioni; Silva (2010) Figura 7 – Estacionamento feito com pavimento intertravado permeável Fonte: Marchioni; Silva (2010) 24 De acordo com sua composição, os tipos de pavimentos permeáveis podem ser classificados da seguinte forma: 4.2.1 Pavimentos de asfalto poroso (CPA) O revestimento asfáltico, que representa a camada superior, possui uma composição similar às convencionais, porém, existe a retirada da fração de areia fina da mistura dos agregados do pavimento. A partir dessa graduação, obtém-se uma mistura asfáltica com cerca de 18% a 25% de vazios, permitindo assim uma rápida percolação da água. Além da função drenante, o CPA também proporciona um aumento na aderência entre o pneu de um veículo e o pavimento, além de reduzir drasticamente o ruído produzido por este atrito (BERNUCCI, 2008). Figura 8 – Demonstração da permeabilidade do CPA Fonte: Gonçalves; Oliveira (2014) 4.2.2 Pavimentos de concreto poroso A camada superior do concreto poroso possui uma composição de conceito similar ao do CPA, onde é realizada a retirada da fração de areia fina da mistura dos agregados do pavimento, resultando em uma composição com cerca de 15% a 25% de vazios. Este tipo de pavimento possui menor resistência e deve ser aplicado em lugares de tráfego leve ou de intensidade leviana (GONÇALVEZ; OLIVEIRA, 2014). 25 Figura 9 – Demonstração da permeabilidade do concreto poroso Fonte: Batezini (2013) 4.2.3 Pavimento de blocos de concreto vazado Pavimento constituído por blocos de concreto permeável que são assentados sobre um material granular, como a areia, e preenchidos posteriormente com uma vegetação rasteira, geralmente a grama. O uso de filtros geotêxteis instalados sob a camada de areia é facultativo, porém de grande importância a fim de prevenir-se o carreamento da areia fina para as camadas granulares inferiores. Figura 10 – Blocos vazados preenchidos com grama Fonte: Gonçalves; Oliveira (2014) 26 4.2.4 Pavimento de blocos de concreto e paralelepípedos São utilizados blocos intertravados de concreto para a implantação deste tipo de pavimento, e sua magnitude de permeabilidade depende de fatores como a permeabilidade do próprio bloco e das granulometrias do material de assentamento e das juntas. A permeabilidade deste tipo de pavimento é menor em relação aos demais e tende a diminuir mais rapidamente ao longo do tempo, possuindo uma vida média de cinco anos apenas. Figura 11 – Pavimentação com paralelepípedos Fonte: Gonçalves; Oliveira (2014) Como pontos de vantagens do concreto permeável, destacam-se: Proteção ao sistema de drenagem; Redução das ocorrências de enxurradas e enchentes; Reduzem os riscos de erosão; Possibilidade de reutilização da água pluvial; Promoção da realimentação do aquífero subterrâneo; Melhoram a qualidade da água; Mantém a área útil do terreno; Diminuem os gastos com recursos de drenagem (por exemplo, os “piscinões”); Função de filtro que este concreto possui, impedindo que impurezas e metais pesados sejam absorvidos pelo lençol freático, permitindo assim um aproveitamento melhor dos terrenos; 27 Característica vedadora e de isolamento térmico, que permite a utilização desta tecnologia para outras finalidades além; De acordo com a resolução 307 do CONAMA, os resíduos de pavimentos de concreto permeável podem ser considerados de classe A, permitindo assim que tais resíduos sejam reutilizados ou reciclados posteriormente. Dentre os índices de referência de desempenho, podem ser citados: Índices de vazios na ordem de 15 % a 25% (uma vez que o concreto convencional possui geralmente 4% de vazios); Dentro da questão de permeabilidade, sua capacidade de absorção fica acima de 70%, podendo chegar à completa absorção das águas pluviais; Sua resistência é maior quando produzido como blocos intertravados, girando em torno de 25 MPa a 30 MPa; As peças de concreto permeável (que são mais comuns no Brasil) são mais caras que as convencionais, devido à sua granulometria, podendo ter o seu custo em torno de R$ 155/m². Dessa forma, um sistema de pavimentação completo chega a custar 35% a mais. O custo de cada projeto deve ser pensado levando em conta que o concreto permeável tem a função de pavimento e também drenagem. Além disso, em boa parte das vezes ele é utilizado para adequar o projeto à legislação, respeitando a permeabilização exigida pelos órgãos públicos (MARCHIONI; SILVA, 2010). A Tabela 2 apresenta uma comparação de características referentes a cinco tipos diferentes de superfícies, levando em consideração apenas os critérios mais relevantes ao escopo deste trabalho. 28 Tabela 2 – Comparação entre superfícies Fonte: Adaptado de Gonçalves; Oliveira (2014) 4.3 FUNCIONAMENTO Proveniente da última etapa de um sistema de drenagem, a principal função do concreto permeável é permitir o escoamento das águas provenientes das chuvas através de sua camada para posteriormente armazená-las nas camadas inferiores (base e sub-base) até que elas sejam conduzidas ao lençol freático por meio do subleito ou então levadas ao sistema de drenagem da cidade (Figura 12). Dessa forma, obtém-se uma área preparada para absorver precipitações sem que ocorra uma perda no espaço de pavimentação, evitando enchentes e reabastecendo o aquífero subterrâneo (MAZZONETTO, 2011). Para o correto funcionamento da função drenante do concreto permeável é necessário uma associação desta camada com a base e sub-base granular. Ao ser absorvida pelo concreto permeável, a água pluvial escorre para ser armazenada em uma estrutura granular, geralmente constituída por pedras ou britas com grande volume de vazios, funcionando como reservatório e filtro (MAZZONETTO, 2011). Após o término da chuva, a água que foi armazenada nos vazios segue dois trajetos: ou vai para o subsolo, caso o subleito seja propício para promover tal caminho até o aquífero ou pode seguir para um sistema de tubulações de drenagens, onde ela escoa para os bueiros e bocas de lobo ou para uma piscina de armazenagem ou reservatórios, cuja função pode ser direcionada para espaços sanitários ou jardins (MAZZONETTO, 2011). 29 Figura 12 – Representação da trajetória realizada pela água superficial Fonte: Silva (2012) Segundo as normas americanas, o solo é propício a armazenar a água para ser absorvida e despejada em um aquífero dentro de 72 horas. Em contrapartida, caso o solo seja compacto e impermeável, a água armazenada na base e sub-base não consegue ir para o lençol freático de forma rápida e acaba se acumulando no reservatório granular. Nesse caso, pode ocorrer o transbordamento da água pela superfície, retornando para cima do concreto poroso (MAZZONETTO, 2011). Devido a este fato, o recomendado é a realização de cálculos para a espessura do projeto com base em dois princípios: a resistência própria do concreto e a precipitação pluvial, juntamente com o cálculo hidrológico, que leva como referência uma chuva que ocorra em um intervalo de 10, 25, 50 ou 100 anos. A normatização para microdrenagem em São Paulo possui como base períodos de retorno de dez anos, por exemplo, o que o caracteriza como uma construção de um sistema de drenagem dentro da margem de segurança estabelecida (MAZZONETTO, 2011). 30 4.4 PROJETO E EXECUÇÃO De acordo com Marchioni e Silva (2010), alguns itens devem ser analisados inicialmente a fim de garantir a viabilidade da instalação do pavimento permeável: A área de contribuição não deve exceder cinco vezes mais que a área do pavimento a ser instalado. Uma distância de no mínimo 30 m de distância entre córregos, reservatórios de água e pântanos é recomendada. A declividade do pavimento deve ter no mínimo 1% e no máximo 5%, para que a velocidade do escoamento superficial não reduza a sua infiltração. A ciência dos dados de precipitação, do tráfego que é atuante no local e das características do solo como sua permeabilidade (apresentadas na Tabela 3) e capacidade de suporte também são necessárias para o projeto ser bem sucedido. Tabela 3 – Valores típicos de coeficiente de permeabilidade Tipo de Solo Coeficiente de Permeabilidade Argilas < 10−9m/s Siltes 10−6 a 10−9m/s Areias argilosas 10−7m/s Areias finas 10−5m/s Areias médias 10−4m/s Areias grossas 10−3m/s Fonte: Pinto (2002) Observa-se que quanto mais baixo o coeficiente de permeabilidade, menos permeável é o solo. Neste caso, recomenda-se a utilização de tubos de drenagem a fim de evitar-se que a água permaneça muito tempo dentro da estrutura do pavimento, acarretando assim em uma possível perda de suporte da mesma. A Figura 13 ilustra um desenho esquemático mostrando as camadas do solo por onde as águas pluviais irão escoar ao serem coletadas pelo pavimento permeável. 31 Figura 13 – Representação esquemática das camadas do solo Fonte: Silva (2012) Para a execução da base e sub-base são utilizadas britas lavadas com Abrasão Los Angeles menor que 40 que é determinado de acordo com a norma brasileira NBR NM 51: Agregado graúdo – Ensaio de abrasão “Los Angeles”. Também são necessários que estas apresentem um CBR mínimo de 80%, determinado de acordo com a norma brasileira NBR 9895: Solo – Índice de Suporte Califórnia. O índice de vazios do agregado deve ser de no mínimo 32% e pode ser determinado de acordo com a norma brasileira NBR NM 45: Agregados – Determinação da massa unitária e do volume de vazios. Os índices de vazios mínimos e do CBR devem ser atendidos criteriosamente a fim de se garantir uma boa capacidade de armazenamento de água permitindo que outras granulometrias de agregados sejam utilizadas. A camada de assentamento é realizada na base e sub-base, com a utilização de agregados graúdos com dimensão máxima de 9,5 mm (a Tabela 4 apresenta uma recomendação de granulometria), possuindo em geral uma espessura de 50 mm, cuja sua função é fazer com que a superfície fique uniforme para o correto assentamento das peças pré- moldadas de concreto, viabilizando também a penetração da água. 32 Tabela 4 – Granulometria recomendada para camadas de base e sub-base de pavimento permeável Peneira com abertura de malha Sub-base (% retida) Base (% retida) 75 mm 0 - 63 mm 0 a 10 - 50 mm 30 a 65 - 37 mm 85 a 100 0 25 mm - 0 a 5 19 mm 95 a 100 - 12,5 mm - 40 a 75 4,75 mm - 90 a 100 2,36 mm - 95 a 100 Fonte: Marchioni; Silva (2010) O material utilizado para o rejunte das peças pode ser o mesmo que é usado na camada de assentamento, entretanto, é permitido o uso de agregados mais finos a fim de garantir o preenchimento das juntas. A Tabela 5 ilustra a granulometria recomendada para a camada de assentamento e do material de rejunte. Tabela 5 – Granulometria recomendada para camadas de assentamento e material de rejunte de pavimento permeável Peneira com abertura de malha (mm) Camada de assentamento e material de rejunte (% retida) Material de rejunte (% retida) 12,5 0 0 9,5 0 a 15 0 a 10 4,75 70 a 90 45 a 80 2,36 90 a 100 70 a 95 1,16 95 a 100 90 a 100 0,300 - 95 a 100 Fonte: Adaptado de Marchioni; Silva (2010) Pelo fato de apresentar baixo coeficiente de permeabilidade a utilização de areia ou pó de pedra na camada de assentamento e no material de rejunte não é recomendável. 33 Quanto ao revestimento éapropriado o uso de peças pré-moldadas de concreto que possuem uma relação comprimento-espessura menor que quatro para locais sujeitos a tráfego de veículos, sendo utilizadas no pavimento intertravado permeável. Em geral, as peças possuem espessuras de 6 cm ou 8 cm, com sua dimensão variável de acordo com o modelo, sendo o mais utilizado as dimensões de 10 cm x 20 cm. Para o pré-dimensionamento das camadas de base e sub-base, são necessários dois tipos de dimensionamentos: o mecânico, que trata da carga que é submetida no pavimento e o hidráulico que, por sua vez, trata do volume de água que é armazenado no pavimento (MARCHIONI; SILVA, 2010). Para a realização do dimensionamento hidráulico do projeto, é necessário o conhecimento dos dados referentes à precipitação do local, em conjunto com o coeficiente de permeabilidade do solo, levando-se em consideração também uma avaliação do risco de contaminação da água. De posse destes dados, escolhe-se o tipo de infiltração do sistema: total, parcial ou sem infiltração (Figura 14). Figura 14 – Tipos de sistemas de infiltração Fonte: Marchioni; Silva (2010) No sistema de infiltração total, a água pluvial é integralmente direcionada ao subleito. Para o sistema de infiltração parcial, são instalados tubos de drenagem a fim de realizar-se a drenagem completa do excesso de água. Caso o solo possua uma permeabilidade muito baixa ou haver um risco de contaminação da água, é utilizado o sistema sem infiltração, onde toda a água da chuva é direcionada a um sistema de drenagem alternativo. A seguinte equação foi proposta pelo Interlocking Concrete Pavement Association, e possibilita determinar a profundidade mínima da camada de base a fim de se armazenar a diferença entre o volume de água precipitada e infiltrada pelo solo: 34 ℎ𝑏 = ∆𝑄𝑐𝑅 + 𝑃 − 𝑓𝑇 𝑉𝑟 (1) Onde: ℎ𝑏 = altura da base granular; ∆𝑄𝑐 = área de contribuição; 𝑅 = quociente da área de contribuição e da área do pavimento; 𝑃 = altura da chuva de projeto; 𝑓 = coeficiente de permeabilidade do solo; 𝑇 = tempo de enchimento do reservatório; 𝑉𝑟 = porosidade do agregado. É recomendado o valor máximo de 𝑃 em 24h para o tempo de retorno definido em projeto. Para o tempo de enchimento do reservatório (𝑇), o valor de 2h é recomendado para adoção. Para a altura da base granular (ℎ𝑏), são necessárias duas verificações: a altura máxima de base permitida (Equação 2), e o nível do lençol freático. Onde: ℎ𝑚á𝑥 = 𝑓 𝑋 𝑇𝑆 𝑉𝑟 (2) 𝑇𝑆 = tempo máximo de armazenamento de água. Com esta verificação, evita-se que a altura da base granular faça com que a água permaneça na base um período maior que o permitido pelo tempo máximo de armazenamento. Deve ser ressaltado também que a parte inferior da base pede uma distância mínima de 0,6 m para o nível do lençol freático. Considerando-se o pior caso entre as duas verificações e caso elas estejam aprovadas de acordo, então o valor de ℎ𝑏 é adotado como a espessura da base. Caso o valor de ℎ𝑚á𝑥 seja inferior ao de ℎ𝑏, então é necessário complementar o sistema com tubulação de drenagem a 35 fim de manejar o excesso de água restante, sendo utilizado neste caso um sistema de infiltração parcial ou sem infiltração. A recomendação do pré-dimensionamento mecânico da camada de base do pavimento permeável pode ser consultada na Tabela 6, onde são conhecidos a capacidade de suporte do solo e o número das solicitações equivalentes para um projeto de vida útil de 20 anos. Tabela 6 – Espessura mínima da camada de base Solicitações equivalentes para 20 anos* Índice de Suporte Califórnia do subleito - > 15 10 a 14 5 a 9 50.000 125 mm 175 mm 225 mm 150.000 150 mm 200 mm 275 mm 600.000 175 mm 225 mm 350 mm *solicitações equivalentes ao eixo padrão de 18 kip = 80 kN Fonte: Marchioni; Silva (2010) Desta forma, adota-se como espessura da camada de base e sub-base o maior valor entre o dimensionamento hidráulico e mecânico, sendo que a camada de base possui dimensão fixa de 100 mm, e a camada de sub-base deverá ter como dimensão a diferença para atingir o valor total dimensionado. A produção do pavimento pode ser realizada de duas formas: moldado in loco ou em peças pré-moldadas. Em ambos os métodos é necessário cuidado na hora de aplicação. Caso a massa seja posta em cima da base granular, a regularização com régua é a mais aconselhada. Se forem em blocos, sua disposição não deve ser aleatória, a fim de adquirirem uma resistência à deformação, além de evitar irregularidades longitudinais (MAZZONETTO, 2011). Para o pavimento moldado in loco, um processo de dégradé de gradação é realizado, onde primeiramente são postas britas maiores e, por conseguinte, as britas menores, sendo os últimos a serem colocados, os pedriscos. Desta forma, são realizadas camadas de 10 a 15 cm de britas, por onde se passa um rolo compactador vibratório, para que seja assim colocada mais outra camada (MAZZONETTO, 2011). Projetos com grandes profundidades não exigem a instalação deste tipo de estrutura, uma vez que a capacidade de guardar água se ganha na área do reservatório, e não em sua profundidade. 36 De acordo com Virgiliis (2009) o concreto deve ser aplicado com cuidado, não podendo ser arremessado nem alisado, e deve ficar com uma aparência rugosa. É necessário também que o concreto não seja desempenado, para não fechar as possibilidades de a água entrar. Para o pavimento moldado em peças pré-moldadas, adotam-se procedimentos de execução similares aos do pavimento intertravado convencional, diferenciando-se pelo fato de utilizarem materiais diferentes para a confecção das camadas estruturais do pavimento. As etapas seguintes são descritas de acordo com o estabelecido por Marchioni e Silva (2010): 4.4.1 Preparação do subleito O subleito pode ser constituído pelo próprio solo natural do local ou proveniente de algum empréstimo. É importante ressaltar que toda a camada do subleito deve estar limpa, sem nenhuma presença de plantas, raízes ou qualquer tipo de matéria orgânica. Antes de realizar a execução da base e sub-base, deve-se verificar se o subleito atende a cota e os caimentos definidos em projeto. Figura 15 – Preparação do subleito Fonte: Marchioni; Silva (2010) 37 4.4.2 Posicionamento da manta geotêxtil não-tecido O uso desta manta é facultativo e sua função principal é evitar o carreamento de finos para a camada de sub-base. Ela deve ser colocada acima do subleito e devem-se deixar sobras nas laterais de 0,3 m no caso de solos com CBR maior que 5 e de 0,6 m em solos mais fracos, de CBR menor ou igual a 5. Figura 16 – Posicionamento da manta geotêxtil não-tecido Fonte: Marchioni; Silva (2010) 4.4.3 Execução das camadas de base e sub-base A base possui uma espessura de 100 mm e pode ser executada em uma camada, sendo compactada fazendo-se uso de uma placa vibratória ou de um rolo compressor. A sub-base é espalhada em camadas de 100 mm a 150 mm e também pode ser compactada utilizando-se uma placa vibratória ou um rolo compressor. 38 Figura 17 – Execução das camadas de base e sub-base Fonte: Marchioni; Silva (2010) 4.4.4 Assentamento das peças pré-moldadas de concreto Antes da realização da camada de assentamento, devem-se posicionar contenções laterais a fim de se garantir uma estabilidade horizontal do sistema. Tais contenções são constituídas de estruturas rígidas ou de dispositivos fixados na base do pavimento, impedindo assim o seu deslocamento. A camada de assentamento deve ser espalhada de maneira uniforme ao longo da área de aplicação, com uma espessura suficiente o bastante a fim de apresentar uma espessura final de 50 mm após a compactação. Em seguida, o material de assentamentoé nivelado manualmente com o auxílio de uma régua metálica, ou mecanicamente, o que resulta em uma superfície sem irregularidades. É importante que não ocorra tráfego de equipamentos ou pedestres na camada de assentamento antes da instalação das peças de concreto. Estas peças podem ser colocadas manualmente ou com o auxílio mecânico e devem ser executadas de maneira que não se modifiquem a espessura e a uniformidade da camada de assentamento. Vale ressaltar que as peças não devem ser arrastadas sobre a camada de assentamento até a sua posição final e que é necessário respeitar o esquadro e o alinhamento marcado previamente durante a primeira fiada. Verificar regularmente o alinhamento longitudinal e transversal é uma medida de suma importância para a obtenção de um bom assentamento. Demais ajustes de alinhamentos também devem ser feitos a fim de se manter a espessura das juntas uniforme. 39 Figura 18 – Assentamento das peças pré-moldadas de concreto Fonte: Marchioni; Silva (2010) 4.4.5 Rejuntamento Finalizado o assentamento das peças, o material de rejuntamento é então espalhado sobre a camada de revestimento, formando assim uma fina e uniforme camada em toda a área já executada. Consequentemente, é feita uma varrição do material de rejuntamento até que o material de rejunte fique a 5 mm abaixo do topo das peças. Figura 19 – Rejuntamento Fonte: Marchioni; Silva (2010) 40 4.4.6 Compactação Esta etapa é executada fazendo-se auxílio de placas vibratórias, proporcionando uma acomodação das peças na camada de assentamento, além de manter a regularidade da camada de revestimento e sem danificar as peças de concreto. Além disso, é recomendado seguir os seguintes critérios: A compactação deve ser feita com sobreposição de 15 cm a 20 cm em cada passada sobre a anterior; Alternar a execução da compactação com o espalhamento do material de rejuntamento até que as juntas tenham sido preenchidas até 5 mm do topo do pavimento; A compactação deve ser executada aproximadamente até 1,5 m de qualquer frente de trabalho de assentamento, que não contenha algum tipo de contenção. Figura 20 – Compactação Fonte: Marchioni; Silva (2010) 41 4.4.7 Demais observações em relação à execução Estima-se que é possível executar de 100 m² a 150 m² de pavimento de concreto permeável por dia, com o auxílio de uma equipe composta por três pessoas: dois ajudantes e um oficial (SILVA, 2010). Os seguintes materiais são requisitados a fim de realizar-se a execução do serviço: Carrinho de mão ou jerica; Colher de pedreiro; Compactador tipo sapo ou rolo compactador; Enxada; Guilhotina de pressão ou máquina de corte com disco diamantado; Lápis de carpinteiro; Linha de náilon; Pá; Placa vibratória para compactação das peças; Régua; Rodo de madeira; Trena; Vassoura. Deve-se atentar também à necessidade do uso de EPIs durante a execução de um pavimento permeável, evitando assim eventuais danos às pessoas ou materiais da obra, além de amenizar a circulação de pessoas não autorizadas no local do serviço. A seguir estão listados os principais EPIs necessários durante a execução do serviço: Bota de serviço com bico de aço; Capacete de segurança; Luva de proteção (de raspa ou vinílica); Máscara com filtro; Óculos de segurança; Protetor auricular (para o corte das peças). 42 Ao final da execução do serviço, recomendam-se as verificações das cotas, níveis e espessuras de acordo com o determinado em projeto. As peças de concreto ainda devem estar de conforme com a Norma Técnica NBR 9781 – Peças de Concreto para Pavimentação – Especificação e Métodos de Ensaio. Também é recomendado verificar se as peças foram assentadas corretamente, se existe a ocorrência de alguma peça apresentar-se quebrada, e se houve algum desnível no pavimento. A fim de se avaliar o coeficiente de permeabilidade do concreto permeável, pode-se utilizar a norma americana ASTM C1701. Este ensaio é realizado em uma seção de pavimento confinada num cilindro de 300 mm, aplicando-se assim um volume de água que será mantida em uma coluna constante de 10 mm a 15 mm, fazendo a determinação do tempo de infiltração. O ensaio também pode ser utilizado com a finalidade de verificar uma provável necessidade de manutenção do pavimento. 4.5 MANUTENÇÃO A duração funcional máxima do pavimento permeável pode se estender em até 20 anos, mas deve-se tomar cuidado com o problema de colmatação, onde ocorre o entupimento de sedimentos nas camadas superiores (Figura 21), diminuindo a capacidade de infiltração do sistema em até 90% após os vinte anos de duração (MARCHIONI; SILVA, 2010). 43 Figura 21 – Pavimento permeável com colmatação das juntas devido ao acúmulo de sedimentos Fonte: Marchioni; Silva (2010) Este acúmulo de sujeiras é relativo ao volume de tráfego e da existência de fontes de sedimentos nas proximidades do pavimento, como pode ser observado em jardins e carreamentos de sólidos. Estudos apontam que durante os primeiros dois anos, o concreto poroso perde cerca de 50% da capacidade de permeabilização e mantém essa perda até os vinte anos de uso, que seria o tempo que leva até os vazios estarem entupidos quase por completos na superfície. Assim, no caso dos concretos permeáveis moldados in loco, a manutenção pode ser realizada substituindo-se de 3 cm a 4 cm da camada externa do pavimento por uma nova. Este tipo de manutenção é recomendado para casos mais extremos, sendo utilizado um equipamento próprio para este tipo de serviço. Existe também a limpeza de obstrução de detritos, como gramas e folhas, fazendo-se uso de um equipamento capaz de aspirar a superfície do pavimento, como demonstrado na Figura 22. 44 Figura 22 – Limpeza do concreto permeável por aspiração Fonte: LAMB (2014) Caso a estrutura seja produzida em blocos, sua manutenção pode ser realizada de duas maneiras: trocar os blocos por novos ou retirar cuidadosamente cada bloco e trocá-los de lado, fazendo com que o lado externo fique virado para a estrutura interna, realizando assim uma retrolavagem (MAZZONETTO, 2011). Outro método que pode ser adotado é a lavagem sob alta pressão, que permite desentupir as sujeiras alojadas na superfície, restaurando a porosidade original do concreto permeável. Outro fator que deve ser levado em consideração é o crescimento de vegetação que ocorre nas juntas das peças e que afetam a infiltração da água e devem ser retiradas a fim de promover uma vida útil maior ao pavimento (Figura 23). 45 Figura 23 – Crescimento de vegetação nas juntas das peças do pavimento permeável Fonte: Marchioni; Silva (2010) Recomenda-se que procedimentos de manutenção e restauração da capacidade permeável do solo sejam realizados com periodicidade máxima de seis meses, recuperando cerca de 80 a 90% da capacidade inicial de condutividade hidráulica do sistema. Também é observado que essa capacidade tende a diminuir com o tempo, mesmo com as devidas manutenções realizadas de forma pontual (KUANG, 2007). 46 5 REAPROVEITAMENTO DAS ÁGUAS PLUVIAIS Uma vez que a água da chuva não é potável, portanto caracterizando-se como imprópria ao consumo humano, sua reutilização restringe-se apenas às atividades de uso não potável, destinando-se à irrigação de plantas, descargas no vaso sanitário, lavagem de jardins, pisos, carros, dentre outros elementos. Para usos mais restritivos, a seguinte tabela pode ser consultada a fim de estabelecer- se uma utilização da água de acordo com a prevista pelo projeto. Tabela 7 – Parâmetros de qualidade de água de chuva para usos restritivos não potáveis Parâmetro Análise Valor Coliformes totais Semestral Ausência em 100 mL Coliformes termotolerantes SemestralAusência em 100 mL Cloro residual livre (no caso de serem utilizados compostos de cloro para desinfeção) Mensal 0,5 a 3,0 mg/L Turbidez Mensal < 2,0 uT, para usos menos restritivos < 5,0 uT (unidade de turbidez) Cor aparente (caso não seja utilizado nenhum corante, ou antes da sua utilização) Mensal < 15 uH (unidade Hazen) Deve prever ajuste de pH para proteção das redes de distribuição, caso necessário Mensal pH de 6,0 a 8,0 no caso de tubulação de aço carbono ou galvanizado Fonte: NBR 15527 (2007) Para realizar a desinfecção, três métodos em específico podem ser adotados de acordo com o critério do projetista, dentre os métodos, pode-se citar o uso de um derivado clorado, a aplicação de raios ultravioleta, a aplicação de ozônio, entre outros. Para aplicações onde é necessário um residual desinfetante, o derivado clorado é o mais recomendado para ser utilizado. A seguinte figura representa o caminho que a água coletada realiza a fim de ser desinfetada e armazenada. 47 Figura 24 – Esquema de desinfecção e armazenamento das águas pluviais Fonte: Produção do próprio autor (2017) As dimensões do reservatório de coleta dependem da quantidade de água a ser armazenada. Desta forma, o estudo do índice pluviométrico de determinada região deve ser consultada a fim de se dimensionar uma cisterna capaz de armazenar a quantidade de água desejada. Como exemplo, pode-se citar que, em média, uma região da grande São Paulo possui um índice pluviométrico de 10 mm a 20 mm de água na ocorrência de uma chuva considerada como normal. Isso significa que é possível coletar entre 10 a 20 litros por m² de área permeável. Assim, caso a área coberta pelo pavimento permeável seja de 25 m², então um volume de 250 a 500 litros de água pluvial pode ser armazenado em uma cisterna. Um reservatório enterrado é o mais recomendado para a coleta de água da chuva proveniente da drenagem no solo, entretanto, devido ao fato do custo de instalação ser maior do que de um reservatório vertical, salienta-se que a necessidade de instalação de bombas a fim de impulsionar a água verticalmente pode ser necessária na construção de uma cisterna elevada, portanto um orçamento completo é recomendado a fim de estabelecer-se a forma mais acessível ao projeto. 48 Figura 25 – Representação de cisternas subterrâneas Fonte: Geoplast (2010) Manutenções periódicas também devem ser realizadas no sistema de aproveitamento de água da chuva e suas frequências podem ser consultadas na Tabela 8. Tabela 8 – Frequência de manutenção dos elementos de coleta de água pluvial Componente Frequência de manutenção Dispositivo de descarte de detritos Inspeção mensal Limpeza trimestral Dispositivo de descarte do escoamento inicial Limpeza mensal Calhas, condutores verticais e horizontais Semestral Dispositivos de desinfecção Mensal Bombas Mensal Reservatório Limpeza e desinfecção anual Fonte: NBR 15527 (2007) Além da utilização das águas pluviais para lavagem, existe também a possibilidade de utilizar a água infiltrada pelo concreto permeável para geração de energia. Desta forma, a água seria captada pelo pavimento e transportada por tubulações até uma espécie de hidrelétrica, onde o potencial hidráulico fornecido pelas águas é convertido em energia 49 mecânica, permitindo o movimento de turbinas que posteriormente convertem esta energia mecânica em energia elétrica, proveniente de um gerador. Devido ao fato das águas necessitarem de uma elevada força e velocidade para que essa conversão de energias aconteça, este projeto é restrito somente às regiões com altos índices pluviométricos e cuja área da superfície de coleta de água seja grande o suficiente para representarem alguma significância na geração de energia. Assim, deve-se ressaltar que é de suma importância que o projetista tenha conhecimento do local de instalação do pavimento permeável e a real importância da utilização da água coletada. 50 6 MATERIAIS E MÉTODOS Feita uma detalhada análise do conceito e das características do concreto permeável, juntamente com as justificativas de caráteres sustentáveis e urbanas que levaram ao estudo da aplicabilidade deste componente no âmbito da construção civil, pode-se formular uma conclusão coerente a respeito do tema estudado. A análise dos conteúdos abordados nos capítulos anteriores nos permite conhecer o impacto da adoção deste tipo de concreto assim como o correto meio de executar tal adoção, segundo estudos realizados por pesquisadores e profissionais da área em referência. Desta forma, com o estudo realizado acerca dos pavimentos permeáveis, iniciou-se uma análise mais aprofundada nos tipos existentes desta tecnologia, abordando as características dos tipos de drenagem que ela oferece, assim como o estudo do dimensionamento das camadas e dos aparatos de transportes ou de reservatórios que compõe o sistema, a execução da implementação de acordo com cada tipo de requisito de projeto, e por fim a manutenção e a conservação que devem ser levadas em consideração para os sistemas adotados na obra. Posteriormente, foram analisadas as possibilidades de reaproveitamento das águas, assim como a correta forma que elas devem ser tratadas antes de sua reutilização. A necessidade postulada pelo projeto em relação ao uso da água também é levado em consideração, uma vez que existem restrições quanto ao local de instalação e a finalidade desempenhada pela coleta das águas pluviais. 51 7 CONCLUSÃO Serão abordadas neste capítulo as conclusões finais obtidas neste trabalho, que faz referência ao estudo e análise da tecnologia construtiva do concreto permeável, apresentando seu conceito, história e função, e avaliando sua adequabilidade ao ser instalada como aparato de auxílio à drenagem em ambientes urbanos. Pode-se extrair as seguintes conclusões do capítulo 4.2, que trata da caracterização do concreto permeável: Existem lugares específicos onde o emprego do pavimento permeável pode ser adotado, majoritariamente em locais que não requerem uma grande resistência às solicitações de cargas. Infere-se também que um pavimento construído como blocos intertravados tende a possuir uma resistência maior do que um pavimento construído com revestimento de concreto poroso; As vantagens que um sistema de drenagem feito com o auxílio de uma pavimentação permeável são de interesse tanto urbano quanto ambiental, tornando-se uma solução para o desafio que grandes cidades enfrentam atualmente em relação às camadas impermeabilizantes; Como este modo construtivo ainda não é muito popular no Brasil, seu preço tende a ser mais elevado se comparado aos modos construtivos convencionais. Entretanto, do capítulo 4.1, onde a história do concreto permeável é abordada, pode-se concluir que: Devido principalmente ao fácil acesso de informação presente em países estrangeiros onde o emprego desta tecnologia é realizado em larga escala, acredita-se que caso uma maior divulgação da ciência seja feita no Brasil, uma acessibilidade maior a este tipo de drenagem poderá vir a ser empregada também em larga escala, criando uma gama maior de fornecedores e tornando o uso do concreto permeável comum à maioria das construções. Do capítulo 4.5, onde a manutenção do concreto permeável é apresentada, concluem- se os seguintes itens: 52 Existem diversas formas para manter o bom funcionamento de um pavimento permeável para até 20 anos de uso; Apesar dos problemas de entupimentos serem resolvidos através da aplicação de algumas técnicas de manutenção, os comportamentos de força e durabilidade ainda se encontram comprometidos neste tipo de concreto, uma vez que se preza mais pela infiltração daágua em seu corpo do que sua resistência em si. Pelo capítulo 5, que trata das possibilidades de reutilização da água da chuva, inferem- se as seguintes conclusões: Majoritariamente, dois tipos de finalidades para o reuso das águas pluviais podem ser consideradas: lavagem de superfícies domésticas e geração de energia; Para a geração de energia, alguns critérios devem fazer coerência a fim de se realizar uma obra viável e funcional. Devido ao fato destes critérios apresentarem certo nível de dificuldade, ainda mais dentro da questão do cenário brasileiro, obras com este tipo de função tendem a possuir uma ocorrência muito pequena. Por fim, através da análise integral do estudo realizado, os seguintes pontos permitem serem levantados: A drenabilidade fornecida pelo uso do concreto permeável fornece a solução aos grandes problemas urbanos relacionados à drenagem. Além do mais, sua composição permite que seja feita uma reciclagem total de seus componentes, tornando-o um material de extrema importância para um desenvolvimento sustentável de uma cidade. Independente do valor de custo estabelecido para a implantação de um pavimento permeável, o uso deste aparato poderia contribuir de forma significativa ao auxílio de uma construção sustentável, fato que deve ser divulgado pela mídia e incentivado pelo governo. 53 REFERÊNCIAS AMERICAN CONCRETE INSTITUTE. Committee 522 – Pervious concrete. EUA: Michigan ACI, 2006. 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