pORTIFÓLIO HIDROLOGIA APLICADA I 2024

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<p>...............................................................................................................................</p><p>ENGENHARIA CIVIL -</p><p>BRUNO DUTRA JULIAN – RA 250792013</p><p>PORTIFÓLIO-HIDROLOGIA APLICADA I - 2024</p><p>RELATÓRIO E ANÁLISE DO PLANO DIRETOR DE MACRODRENAGEM DO</p><p>MUNICÍPIO DE GUARULHOS</p><p>........................................................................................................................................</p><p>SÃO PAULO</p><p>2024</p><p>BRUNO DUTRA JULIAN</p><p>PORTIFÓLIO-HIDROLOGIA APLICADA I - 2024</p><p>RELATÓRIO E ANÁLISE DO PLANO DIRETOR DE MACRODRENAGEM DO</p><p>MUNICÍPIO DE GUARULHOS</p><p>Trabalho apresentado ao Curso de Engenharia Civil do</p><p>Centro Universitário ENIAC para a disciplina de Hidrologia</p><p>Aplicada I.</p><p>Prof. Allan Miranda</p><p>SÃO PAULO</p><p>2024</p><p>ESTATÍSTICA POPULACIONAL DA CIDADE DE GUARULHOS</p><p>Guarulhos é o segundo maior município paulista e 13º do Brasil em população,</p><p>com 1.291.771 habitantes segundo revisão residual (outubro 2023) do Censo do IBGE</p><p>2022. Localizada na Região Metropolitana de São Paulo, a cidade tem uma área de</p><p>319,19 km².</p><p>ÍNDICE PLUVIOMÉTRICO</p><p>A "média diária máxima" (representada pela linha vermelha contínua) indica a</p><p>temperatura máxima média diária de cada mês para Guarulhos. Da mesma forma, a</p><p>"média diária mínima" (representada pela linha azul contínua) denota a temperatura</p><p>mínima média. As linhas pontilhadas vermelhas e azuis, que representam os dias</p><p>quentes e noites frias, respectivamente, refletem a média do dia mais quente e da</p><p>noite mais fria de cada mês ao longo dos últimos 30 anos. Esta representação permite</p><p>aos interessados em planejamento de férias antecipar as temperaturas médias, bem</p><p>como estar preparados para variações térmicas significativas.</p><p>As velocidades do vento não são usualmente representadas neste contexto,</p><p>porém podem ser ajustadas na seção inferior do gráfico.</p><p>Por sua vez, o gráfico de precipitação desempenha um papel fundamental no</p><p>planejamento de atividades sazonais, tais como o clima de monções na Índia ou a</p><p>estação de chuvas na África. Valores mensais de precipitação superiores a 150</p><p>milímetros indicam predominantemente condições úmidas, enquanto valores</p><p>inferiores a 30 milímetros sugerem condições predominantemente secas. É</p><p>importante ressaltar que as quantidades de precipitação simuladas em regiões</p><p>tropicais e em terrenos complexos tendem a ser subestimadas em comparação com</p><p>as medições locais.</p><p>DRENAGEM SUPERFICIAL</p><p>Impacto das Intervenções Humanas no Ciclo Hidrológico</p><p>As atividades antropogênicas têm desempenhado um papel significativo nas</p><p>últimas décadas, promovendo modificações substanciais no ambiente natural e</p><p>ocasionando consequências adversas que afetam tanto a quantidade quanto a</p><p>qualidade dos recursos hídricos. Entre essas modificações, destacam-se aquelas que</p><p>influenciam diretamente o agravamento das inundações:</p><p>• A substituição da vegetação por áreas de solo exposto, juntamente com</p><p>práticas de movimentação de terra desprovidas de medidas adequadas de</p><p>proteção de superfícies e de sistemas de drenagem, resulta em processos</p><p>erosivos intensos e subsequente assoreamento dos cursos d'água.</p><p>• A urbanização, caracterizada por intervenções diretas nos fluxos e regimes</p><p>hídricos, incluindo a implementação de infraestruturas de escoamento,</p><p>canalizações, retificações, obstruções e desvios, frequentemente realizadas de</p><p>forma inadequada. Além disso, as alterações no relevo e na ocupação do solo,</p><p>como o aterramento de áreas de várzea, essenciais para a atenuação das</p><p>cheias, são notáveis.</p><p>• A descarga de esgotos domésticos e efluentes industriais no solo e nos corpos</p><p>d'água, juntamente com a disposição inadequada de resíduos sólidos e a</p><p>lavagem de superfícies urbanas, resultam na transferência de diversos tipos de</p><p>poluentes e substâncias tóxicas para as águas, representando riscos para a</p><p>saúde humana e a biodiversidade.</p><p>• A crescente impermeabilização do solo, reduzindo sua capacidade de</p><p>infiltração e aumentando as vazões de enchentes, ao mesmo tempo em que</p><p>diminui as reservas de água subterrânea, que são exploradas além de sua</p><p>capacidade de reposição.</p><p>• As mudanças climáticas, que têm se manifestado com maior frequência e</p><p>intensidade, alterando a distribuição, intensidade e duração das precipitações</p><p>e da evaporação, resultando no agravamento das inundações e na escassez</p><p>de água.</p><p>Os efeitos dessas alterações se refletem em todos os componentes do ciclo</p><p>hidrológico, provocando:</p><p>• O aumento da temperatura média do ambiente, levando à formação de "ilhas</p><p>de calor" em áreas urbanas densamente povoadas, onde também se concentra</p><p>o uso intensivo de energia e a geração de calor.</p><p>• A redução dos processos de evapotranspiração, responsáveis pelo equilíbrio</p><p>da temperatura e umidade associados à vegetação, que se torna escassa nas</p><p>áreas urbanas e periurbanas.</p><p>• A diminuição da capacidade natural de recarga dos aquíferos subterrâneos.</p><p>• O aumento do escoamento superficial, resultando em vazões máximas mais</p><p>elevadas durante eventos de chuva intensa, o que se traduz em um aumento</p><p>na frequência, intensidade e gravidade das inundações.</p><p>• A deterioração da qualidade das águas superficiais e subterrâneas, devido à</p><p>crescente carga de poluentes e resíduos.</p><p>• A superexploração dos recursos hídricos para diversos fins, contribuindo para</p><p>a escassez e reduzindo a capacidade de diluição dos contaminantes.</p><p>• O aumento das precipitações pluviométricas, tanto devido aos efeitos locais</p><p>das ilhas de calor quanto às mudanças climáticas globais, acompanhadas por</p><p>um agravamento das condições de seca.</p><p>• O assoreamento dos leitos de córregos e rios, decorrente do aumento da</p><p>erosão e deposição de sedimentos e resíduos.</p><p>ENCHENTES E URBANIZAÇÃO</p><p>As transformações no ciclo hidrológico provocam alterações significativas,</p><p>tanto qualitativas quanto quantitativas, nos sistemas de drenagem das áreas urbanas,</p><p>onde se intensificam as condições de escoamento das águas superficiais, visando à</p><p>sua remoção dos espaços construídos. Com a urbanização das bacias hidrográficas,</p><p>o aumento da impermeabilização do solo, a implementação de canalizações e toda a</p><p>infraestrutura de drenagem, as vazões máximas podem atingir valores até sete vezes</p><p>superiores aos observados em condições naturais pré-existentes (TUCCI, 1997).</p><p>Além desses fatores que contribuem para a ocorrência de enchentes, é</p><p>comum encontrar outras causas, como obstruções nos cursos d'água (como</p><p>pontilhões baixos, que dificultam o fluxo nos canais e córregos), aterros e construções</p><p>diversas em áreas destinadas ao escoamento e acomodação das águas, como as</p><p>várzeas e o leito dos rios e córregos. Estes elementos constituem fatores localizados</p><p>ou generalizados que contribuem para o fenômeno de alagamentos e inundações.</p><p>Todos esses exemplos mostram, portanto, que qualquer ocupação ou</p><p>intervenção na área de uma bacia hidrográfica altera suas condições de escoamento,</p><p>gerando impactos no sistema de drenagem.</p><p>BACIA HIDROGRÁFICA</p><p>Do mesmo modo, qualquer modificação em um determinado corpo d’água</p><p>(canalização, retificação) ou supressão de áreas marginais (várzeas ou bacias</p><p>naturais de acomodação) altera as vazões naturais, ampliando as vazões máximas,</p><p>que são transferidas ou retidas em áreas ocupadas, formando áreas inundáveis.</p><p>Assim, os problemas críticos de enchentes estão diretamente relacionados à extensão</p><p>e ao modo como se dá a urbanização. A relação entre a área impermeável, densidade</p><p>urbana e crescimento populacional, determinam a necessidade de entendimento da</p><p>dinâmica das alterações de uma determinada bacia hidrográfica, em relação aos</p><p>espaços das águas, para se verificar e aprimorar seu sistema de</p><p>drenagem, a ser feito</p><p>de forma a prevenir as causas das inundações. O raciocínio da prevenção, neste caso,</p><p>implica em considerar que toda ocupação ou intervenção nova na cidade exige uma</p><p>compensação dos espaços das águas eliminados, reduzidos ou transferidos,</p><p>independente dos esforços necessários para resolver os problemas já acumulados.</p><p>Os espaços naturais, muitos deles estabelecidos por lei como Áreas de Preservação</p><p>Permanente - APPs, que incluem as várzeas, faixas ao longo dos corpos d’água,</p><p>nascentes, locais cobertos por vegetação natural, encostas de alta declividade e topos</p><p>de morro) vêm sendo substituídos pela ocupação urbana. Esta é apoiada Plano Diretor</p><p>de Drenagem – Diretrizes, Orientações e Propostas 11 por obras de infra-estrutura</p><p>(canalizações ou reservatórios, por exemplo) que, normalmente, não têm trazido</p><p>vantagens para o conjunto das áreas, atividades econômicas e populações afetadas.</p><p>Nesse sentido, deve-se assegurar os espaços que têm sido suprimidos das águas das</p><p>cheias. Dentre outros, destacam-se como foco de atenção preventiva aqueles ainda</p><p>não ocupados, a seguir identificados e indicado na figura 1.2.2.f.: • espaços contínuos,</p><p>periféricos à urbanização, em especial aqueles situados nas áreas mais altas,</p><p>próximos aos limites superiores das bacias hidrográficas (01); • espaços contínuos</p><p>existentes dentro das porções urbanizadas e lotes vazios (02); • pequenas porções de</p><p>áreas permeáveis existentes nos lotes edificados (03); • faixa “non aedificandi” e</p><p>várzeas não ocupadas ao longo dos cursos d’água (04). Esses espaços, cada qual</p><p>demandando uma forma de tratamento específica, servem de base para se avaliar a</p><p>capacidade de acomodação que deverão ter os novos projetos e investimentos</p><p>previstos para cada bacia. A existência de áreas ocupadas, submetidas a enchentes,</p><p>é uma indicação da situação crítica da bacia, exigindo que se repense o atual processo</p><p>de ocupação urbana.</p><p>DRENAGEM</p><p>A abordagem histórica adotada pelos órgãos públicos para lidar com as</p><p>enchentes em áreas urbanas consistiu em aumentar a capacidade de escoamento</p><p>dos cursos d'água por meio da implementação de obras de canalização ou retificação.</p><p>Essa abordagem, fundamentada no uso de intervenções engenheirísticas</p><p>classificadas como 'estruturais', tinha como objetivo primordial remover os espaços</p><p>naturais destinados à acomodação das águas para possibilitar seu uso para fins</p><p>urbanos.</p><p>Os projetos eram concebidos com a expectativa de que os canais artificiais</p><p>criados desviassem as águas dessas áreas, permitindo a utilização das margens</p><p>sujeitas a enchentes para diversos fins urbanos, tais como sistemas viários e</p><p>construções diversas. O propósito desses empreendimentos era transferir os volumes</p><p>de água excedentes durante os períodos de enchentes para áreas localizadas rio</p><p>abaixo.</p><p>Essa abordagem, além de exacerbada, exacerbava os problemas de</p><p>inundações em toda a bacia hidrográfica, resultando em um significativo desperdício</p><p>de recursos públicos. Isso ocorria devido à necessidade de implementar um número</p><p>crescente de obras na tentativa de mitigar as inundações em áreas cada vez mais</p><p>afetadas, transferindo assim o problema para locais situados rio abaixo.</p><p>Além dos óbvios prejuízos, essas intervenções demandavam custos</p><p>crescentes, uma vez que precisavam lidar com vazões em constante aumento,</p><p>exigindo estruturas de dimensões cada vez mais ampliadas, muitas vezes disputando</p><p>espaços já ocupados pela urbanização. Isso acarretava despesas adicionais</p><p>significativas, como desapropriações mais frequentes e dispendiosas, além da</p><p>necessidade de resolver as interferências com a infraestrutura já existente nos locais</p><p>das obras.</p><p>Essa abordagem exacerbou os problemas enfrentados pela população e</p><p>tornou sua solução mais difícil, ao mesmo tempo em que aumentou os custos</p><p>associados à implementação de uma sequência contínua de obras para desviar a</p><p>água para áreas cada vez mais distantes. Em resumo, esse fenômeno é amplamente</p><p>reconhecido por seus efeitos prejudiciais: o contínuo crescimento da infraestrutura de</p><p>drenagem resulta em um aumento das vazões no sistema, elevando os picos de</p><p>inundação.</p><p>O agravamento das condições de escoamento das águas nas áreas urbanas</p><p>levou, a partir da década de 90, a uma maior aceitação de propostas para substituir</p><p>as estruturas hidráulicas tradicionais por reservatórios de retenção ou detenção,</p><p>também conhecidos como "piscinões", que já estavam sendo implementados em</p><p>países do hemisfério Norte. Essas novas intervenções foram concebidas para reter</p><p>parte das vazões de pico, reduzindo assim o risco de enchentes, ao permitir a</p><p>liberação gradual das águas acumuladas nos reservatórios durante as chuvas</p><p>intensas.</p><p>Na prática, os reservatórios passaram a desempenhar um papel crucial no</p><p>combate às crescentes inundações, uma vez que os sistemas existentes nas áreas</p><p>densamente urbanizadas não conseguiam absorver as vazões crescentes geradas</p><p>pelas obras tradicionais.</p><p>É importante salientar que a instalação desses reservatórios em áreas</p><p>urbanas muitas vezes resultou em custos significativos de desapropriação e na perda</p><p>das últimas áreas livres remanescentes nos fundos de vale, as quais frequentemente</p><p>serviam como única opção de lazer para a população. Ademais, a ausência de</p><p>controle da erosão, sistemas de esgoto inadequados e práticas insuficientes de coleta</p><p>de lixo têm contribuído para transformar esses locais de retenção de águas pluviais</p><p>em focos de contaminação. Além disso, é necessário um investimento considerável</p><p>para manter esses espaços permanentemente vazios, a fim de acomodar as</p><p>enchentes sucessivas.</p><p>Posteriormente, essa nova abordagem foi complementada por uma série de</p><p>medidas destinadas a controlar as vazões, visando promover a infiltração e o</p><p>armazenamento das águas pluviais. Essas medidas foram inicialmente aplicadas nos</p><p>pontos onde ocorrem as precipitações (origem das vazões), através da criação de</p><p>pequenos reservatórios e implementação de soluções para facilitar a infiltração da</p><p>água no solo em lotes, propriedades isoladas, áreas públicas, passeios ou mesmo em</p><p>grandes áreas e bairros inteiros.</p><p>Todas essas medidas, que constituem intervenções artificiais necessárias ao</p><p>controle de enchentes nas áreas densamente urbanizadas, são também conhecidas</p><p>como “medidas estruturais”. Elas buscam compensar parte dos impactos gerados pela</p><p>urbanização. A priorização dessas obras sobre as de proteção dos espaços naturais</p><p>das águas, na prática, relega as medidas preventivas a um segundo plano. Isto implica</p><p>em desconsiderar as soluções que evitem os problemas, como as baseadas no</p><p>planejamento do uso e ocupação do território, destinadas a garantir a manutenção</p><p>desses espaços das águas.</p><p>ÁGUAS SUBTERRÂNEAS</p><p>Sistemas Aquíferos</p><p>Em Guarulhos, assim como em toda a Bacia do Alto Tietê, existem dois</p><p>sistemas aquíferos claramente distintos em termos de características geológicas (ver</p><p>Mapa de Geologia - Tipos de Rochas 2.3.a): a Unidade Sedimentar, composta por</p><p>sedimentos do Terciário e Quaternário, e a Unidade Cristalina, formada por rochas</p><p>pré-cambrianas do embasamento cristalino.</p><p>O Sistema Aquífero Sedimentar está localizado acima das rochas pré-</p><p>cambrianas, com espessuras que variam entre 100m e 250m (DAEE, 2005). Esse</p><p>aquífero é hidrogeologicamente caracterizado pela circulação da água através de</p><p>seus grãos, ocorrendo devido à permeabilidade gerada pela porosidade granular.</p><p>O Sistema Aquífero Cristalino consiste em duas unidades distintas: camadas</p><p>superficiais, com espessuras médias em torno de 50m, e o Aquífero Cristalino</p><p>propriamente dito, no qual as águas circulam por meio de fraturas e falhas abertas.</p><p>Poços situados nessas faixas podem apresentar maiores vazões.</p><p>A recarga dos aquíferos ocorre de duas maneiras diferentes: naturalmente,</p><p>por meio da</p><p>água das chuvas, que se infiltra no solo e alcança os aquíferos em toda</p><p>a extensão não impermeabilizada do município, fluindo então em direção aos cursos</p><p>d'água e alimentando suas descargas naturais; e artificialmente, devido às perdas de</p><p>água na rede pública de abastecimento e aos vazamentos nos sistemas de águas</p><p>pluviais e esgotos. Estas perdas, que em Guarulhos são superiores a 50% no caso da</p><p>rede pública de água, ocorrem nas áreas do Sistema Aquífero Sedimentar.</p><p>Exploração da água subterrânea</p><p>Em Guarulhos, assim como em toda a Bacia do Alto Tietê, existem dois</p><p>sistemas aquíferos claramente distintos em termos de características geológicas (ver</p><p>Mapa de Geologia - Tipos de Rochas 2.3.a): a Unidade Sedimentar, composta por</p><p>sedimentos do Terciário e Quaternário, e a Unidade Cristalina, formada por rochas</p><p>pré-cambrianas do embasamento cristalino.</p><p>O Sistema Aquífero Sedimentar está localizado acima das rochas pré-</p><p>cambrianas, com espessuras que variam entre 100m e 250m (DAEE, 2005). Esse</p><p>aquífero é hidrogeologicamente caracterizado pela circulação da água através de</p><p>seus grãos, ocorrendo devido à permeabilidade gerada pela porosidade granular.</p><p>CONCLUSÃO</p><p>Em suma, a análise das transformações no ciclo hidrológico revela o impacto</p><p>substancial das intervenções humanas, especialmente nas áreas urbanas, onde a</p><p>urbanização descontrolada e a falta de medidas adequadas de drenagem contribuem</p><p>significativamente para o agravamento das inundações. A abordagem histórica de</p><p>simplesmente aumentar a capacidade de escoamento dos cursos d'água através de</p><p>obras estruturais mostrou-se inadequada e custosa, resultando em uma série de</p><p>consequências negativas, como o desperdício de recursos públicos e a deterioração</p><p>da qualidade ambiental.</p><p>A transição para abordagens mais sustentáveis, como a implementação de</p><p>reservatórios de retenção e medidas de controle de vazões, representa um passo na</p><p>direção certa para lidar com os desafios enfrentados pelas áreas urbanas. No entanto,</p><p>é essencial reconhecer a importância de considerar medidas preventivas e de</p><p>planejamento do uso do solo para garantir a proteção dos espaços naturais das águas</p><p>e evitar o agravamento dos problemas de inundação.</p><p>Além disso, a compreensão dos sistemas aquíferos e a implementação de</p><p>práticas sustentáveis de gestão da água subterrânea são cruciais para garantir um</p><p>abastecimento hídrico adequado e proteger esses recursos naturais essenciais.</p><p>Em última análise, enfrentar os desafios relacionados à drenagem superficial</p><p>e à gestão das águas subterrâneas requer uma abordagem holística e integrada, que</p><p>leve em consideração não apenas as necessidades imediatas de controle de</p><p>enchentes, mas também os impactos ambientais e sociais a longo prazo.</p><p>REFERÊNCIAS</p><p>METEOBLUE. DADOS HISTÓRICOS SIMULADOS DE CLIMA E TEMPO PARA</p><p>GUARULHOS. [METEOBLUE], 2024. Disponível em:</p><p>https://www.meteoblue.com/pt/tempo/historyclimate/climatemodelled/guarulhos_brasi</p><p>l_3461786.Acesso em: 10 fev. 2024.</p><p>PREFEITURA DE GUARULHOS – PMG . PLANO DIRETOR DE DRENAGEM, 2008.</p><p>Disponível em:</p><p>http://servicos.guarulhos.sp.gov.br/destaques/coord_assunt_aerop/plano_diretor_dre</p><p>nagem.pdF.Acesso em: 10 fev. 2024.</p>