11 - Sistema de Microdrenagem - Captação das águas pluviais, galerias e pequenos canais

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SISTEMA DE 
DRENAGEM URBANA
OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM
 > Definir microdrenagem.
 > Reconhecer a microdrenagem como um dos componentes do sistema de 
drenagem urbana.
 > Caracterizar a microdrenagem.
Introdução
As atividades antrópicas, como o desmatamento e a impermeabilização do solo 
(devido à concretagem e à pavimentação), têm contribuído diretamente para o 
aumento do escoamento superficial. Nesse cenário, a drenagem desempenha o 
papel fundamental de conduzir a água até locais seguros (rios, oceanos), a fim de 
evitar a ocorrência de prejuízos para as obras civis e para a população em geral.
Neste capítulo, apresentaremos a microdrenagem, que, juntamente com a 
macrodrenagem, compõe o sistema de drenagem urbana. Você poderá compreender 
os aspectos que a definem, a sua importância na promoção da drenagem, princi-
palmente urbana, e, por fim, conhecerá os elementos que a constituem.
Sistema de 
microdrenagem: 
captação das águas 
pluviais, galerias e 
pequenos canais
Ronei Tiago Stein
Microdrenagem: definições gerais
A microdrenagem faz parte dos sistemas de drenagem urbana, ou seja, das 
obras de engenharia que buscam escoar a água (normalmente da chuva) 
para locais adequados visando a evitar danos à população de modo geral 
ou à infraestrutura (FERRAZ; SANTOS; PAIM, 2017). Miguez, Veról e Rezende 
(2015, p. 186) definem um sistema de drenagem urbana como “[...] o conjunto 
de elementos interligados em um sistema, destinado a captar as águas plu-
viais precipitadas sobre uma região, conduzindo-as, de forma segura, a um 
destino final”.
Conforme a Lei nº 11.445, de 5 de janeiro de 2007, que estabelece 
as diretrizes básicas do saneamento básico, é fundamental que o 
Governo invista em obras que garantam abastecimento de água potável, esgoto 
sanitário, limpeza urbana e manejo de resíduos sólidos, bem como drenagem 
e manejo de águas pluviais (BRASIL, 2007).
Para que um sistema de drenagem seja considerado eficiente, ele deve 
cumprir os objetivos apresentados a seguir (RAMOS et al., 1999).
 � Reduzir a exposição da população e das propriedades ao risco de 
inundações, bem como diminuir o nível de danos causados por elas.
 � Articular-se com o projeto de desenvolvimento urbano e a ocupação 
do solo, de forma a assegurar medidas corretivas compatíveis com as 
metas e os objetivos definidos para a região.
 � Minimizar alterações hidrossedimentológicas, reduzindo não apenas 
alterações hidrológicas que aumentam o risco de inundações, mas 
também problemas de erosão e sedimentação, que acarretam dese-
quilíbrios morfológicos.
 � Preservar as várzeas não urbanizadas, sempre que possível, numa 
condição que minimize as interferências com o escoamento das vazões 
de cheias, com a sua capacidade de armazenamento e com os ecossis-
temas aquáticos e terrestres de especial importância.
 � Promover o uso das várzeas, quando necessário, para atividades de 
lazer e contemplação, em harmonia com a manutenção das funções 
ecossistêmicas fluviais e compondo paisagens multifuncionais.
 � Proteger a qualidade ambiental e o bem-estar social.
Sistema de microdrenagem: captação das águas pluviais, galerias e pequenos canais2
Além das obras de microdrenagem, fazem parte das técnicas estruturais 
de drenagem urbana também as obras de macrodrenagem (ZUQUETE, 2015). 
As diferenças entre microdrenagem e macrodrenagem são apresentadas 
no Quadro 1, que também lista os elementos básicos empregados em cada 
uma delas.
Quadro 1. Definição de microdrenagem e de macrodrenagem e elementos 
empregados nelas
Definição Elementos básicos
Microdrenagem Trata do escoamento 
resultante de chuvas 
precipitadas sobre 
a superfície urbana, 
que engloba desde os 
telhados das edificações 
até as áreas das vias de 
circulação, dos parques e 
dos jardins. O sistema deve 
ser capaz de captar a água 
pluvial e conduzi-la para 
a rede de microdrenagem, 
com rapidez e segurança, 
de modo a evitar o 
acúmulo de águas.
 � Meios-fios/guias
 � Sarjetas
 � Bocas de lobo/bocas 
coletoras
 � Galerias
 � Poços de visita
 � Tubos de ligações
 � Caixas de ligações
Macrodrenagem Define a seção de 
escoamento necessária 
para receber o 
escoamento resultante 
de chuvas precipitadas 
sobre a superfície 
urbana, captadas pela 
microdrenagem e 
conduzidas, na escala da 
bacia, para a rede principal 
de galerias e canais a céu 
aberto.
 � Canais naturais ou 
artificiais
 � Dissipadores de energia
 � Ressalto hidráulico: 
canais abertos
 � Barragens
 � Vertedouros: queda, 
calha e degrau 
“cacimbo”
 � Bacia de acumulação
 � Bacias dissipadoras
 � Proteção de taludes
 � Aterramento
 � Obras de pavimentação
 � Drenos
Fonte: Adaptado de Miguez, Veról e Rezende (2015) e Calijuri e Cunha (2013).
A função da microdrenagem é coletar e conduzir a água das chuvas de 
locais públicos (drenagem municipal) — como, por exemplo, ruas e loteamen-
tos (Figura 1), que envolvem a parte da drenagem urbana — até o sistema 
Sistema de microdrenagem: captação das águas pluviais, galerias e pequenos canais 3
de macrodrenagem (TOLEDO, 2017). Retirar a água desses locais garante a 
segurança de pedestres e motoristas, além de evitar ou diminuir os riscos 
de alagamentos, causadores de grandes prejuízos econômicos e sociais.
Figura 1. Planta baixa mostrando os elementos básicos de um sistema de microdrenagem.
Fonte: Adaptada de Miguez, Veról e Rezende (2015).
Os projetos de microdrenagem devem abordar, conforme Moraes (2015):
 � o diâmetro
 � o material
 � a locação das redes
 � o cobrimento mínimo sobre as redes
 � os dispositivos de captação
 � a condução e o lançamento das águas pluviais
 � a conexão dos ramais de ligação dos dispositivos
 � o espaçamento máximo entre caixas de drenagens
 � e a locação dos dispositivos
Cada projeto de microdrenagem é único, sendo, portanto, imprescindível 
analisar os índices pluviométricos de cada local, bem como o tipo de solo 
presente. De acordo com Fiori (2015), quando a chuva excede a capacidade 
de infiltração do solo, ou seja, quando chove mais do que o solo consegue 
infiltrar, tem início o escoamento superficial.
Sistema de microdrenagem: captação das águas pluviais, galerias e pequenos canais4
Quanto mais compactado for um solo, menor será a sua permeabilidade. 
É por esse motivo que solos compactados são utilizados em pavimentação, 
barragens de terra e aterros, visando a diminuir a infiltração de água nessas 
estruturas. Tal medida é muito importante, uma vez que infiltrações podem 
ocasionar sérios problemas, como rachaduras e, em caso mais graves, o 
rompimento/colapso de toda a estrutura. Logo, é preciso estudar as caracte-
rísticas do fluxo de água através dos solos, pois elas interferem em questões 
como a estabilidade de taludes e o controle de águas subterrâneas, além de 
apresentarem grande importância em projetos de estruturas hidráulicas, 
como, por exemplo, diques, barragens e cais (DAS, 2013).
Microdrenagem, um subsistema de 
drenagem urbana
Nas obras hidráulicas, conforme Silva (2015), a relação chuva-vazão é fun-
damental para o projeto, o dimensionamento e a operação de estruturas 
de controle. Além disso, é de suma importância conhecer a vazão de pico 
(maior vazão correspondente ao evento pluviométrico) quando dos estudos 
de drenagem das águas pluviais para o dimensionamento da microdrenagem.
Como já mencionamos anteriormente, o sistema de drenagem é composto 
por dois subsistemas, que devem trabalhar em conjunto: a microdrenagem 
(drenagem superficial) e a macrodrenagem (drenagem profunda). Entre muitos 
métodos utilizados, as drenagens superficial e profunda são consideradas 
alternativas para estabilizar e talvez diminuir a inclinação de taludes, bem 
como para reduzir o risco de enchentes e inundações (FERRAZ; SANTOS; 
PAIM, 2017).
O leito menor corresponde ao nível normal de um rio ou calha fluvial 
(Figura 2a). Quando, devido ao aumento da vazão, há uma elevação 
temporária do nível d’água nas calhas fluviais (ou canais de drenagem), atingindo 
a cota máximana calha ou seção do canal antes do transbordamento, ocorre uma 
enchente, também conhecida como “cheia” (Figura 2b). Já para um evento ser 
caracterizado como inundação, deve haver transbordamento das águas de uma 
seção transversal fluvial, ou canal de drenagem, atingindo as áreas (ou faixas) 
marginais, chamadas “planícies de inundação”, ou “áreas de várzea” (Figura 2c).
Sistema de microdrenagem: captação das águas pluviais, galerias e pequenos canais 5
Figura 2. (a) Nível normal de um rio; (b) enchente e (c) inundação.
Fonte: Adaptada de Miguez, Veról e Rezende (2015).
Leito menor
Leito maior
Planície de inundação
a
b
c
As enchentes e as inundações em zonas urbanas são agravadas por falhas 
nas redes de microdrenagem e macrodrenagem. Normalmente, o entupimento 
é a principal causa do funcionamento incorreto das redes de microdrenagem. 
Se elas não tiverem capacidade suficiente de captação e/ou condução das 
águas superficiais (seja por subdimensionamento, obsolescência ou entu-
pimento das bocas de lobo), terá início uma série de alagamentos. As ruas, 
então, passam a funcionar como canais, conduzindo as águas superficiais 
para as regiões mais baixas.
Além do entupimento, também há outros problemas comuns na microdre-
nagem, como, por exemplo, erro de concepção, falha na previsão do horizonte 
de projeto, falta de manutenção, envelhecimento de partes do sistema e 
obsolescência devido ao acelerado (e não controlado) crescimento urbano, 
tornando a rede incapaz de comportar as necessidades de escoamento (MI-
GUEZ; VERÓL; REZENDE, 2015).
É comum que o sistema de microdrenagem tenha falhas e, como conse-
quência, apresente um mau funcionamento. De acordo com Miguez, Veról e 
Rezende (2015), as principais falhas de integração entre projeto de drenagem 
e urbanização são as seguintes.
Sistema de microdrenagem: captação das águas pluviais, galerias e pequenos canais6
 � Superação da capacidade de escoamento da rede devido ao crescimento 
urbano, que contribui diretamente para o sistema, atingindo valores 
de vazão além daqueles previstos no horizonte de projeto da cidade.
 � Falta de controle de crescimento urbano a montante da área de pro-
jeto (eventualmente em um munícipio diverso daquele que sofre o 
problema), em áreas que originalmente eram naturais, lançando sobre 
o sistema um incremento de vazão não compatível.
 � Ocupação inadvertida do solo em áreas ribeirinhas — que deveriam ser 
preservadas como planícies de inundação —, com a exposição direta 
das comunidades que ali se instalam ao risco de cheias.
 � Falta de integração entre os sistemas do saneamento básico, que de-
vem ser compreendidos como complementares, e não independentes 
entre si.
O desequilíbrio entre os sistemas de microdrenagem e macrodrena-
gem pode acarretar graves problemas. Se a microdrenagem estiver 
adequadamente dimensionada, mas a macrodrenagem não suportar todo o 
volume de água vindo daquela, a água dos escoamentos gerados pelas áreas 
urbanas acabará retida sobre a superfície, ocasionando alagamentos e esco-
amento sobre ruas, por efeito de represamento. Nesse caso, isto é, quando a 
capacidade da macrodrenagem não é suficiente, também pode ocorrer o seu 
extravasamento, o que resulta em grandes áreas alagadas e forma grandes 
remansos.
Nos casos em que tanto a macrodrenagem quanto a microdrenagem falham, 
os alagamentos tendem a ser maiores e mais graves. Isso porque, nessas 
situações, a água não apenas permanece na superfície, por incapacidade da 
microdrenagem. Ela também não encontra saída, devido à insuficiência da 
macrodrenagem, e, além disso, recebe contribuição das águas extravasadas 
da própria rede de rios, canais e galerias.
Portanto, é fundamental que os projetos de microdrenagem e macrodre-
nagem sejam realizados com cautela pelos profissionais, os quais sempre 
devem levar em consideração o caráter dinâmico das cidades, que crescem 
e/ou se alteram com o passar do tempo. Quanto maior for o grau de imper-
meabilização dos solos, maior deverá ser o dimensionamento dos elementos 
que compõem os sistemas de microdrenagem e macrodrenagem. 
Sistema de microdrenagem: captação das águas pluviais, galerias e pequenos canais 7
Caracterização de dispositivos englobados 
na microdrenagem
De acordo com Brasil (2006), para que um sistema de microdrenagem seja 
eficiente, é necessário utilizar uma série de dispositivos com objetivos es-
pecíficos. Dentre esses dispositivos, podem-se destacar como principais os 
meios-fios e as sarjetas; os bueiros; as galerias de drenagem; e os poços de 
visita. A seguir, apresentaremos cada um deles.
Meios-fios e sarjetas
Meios-fios e sarjetas (Figura 3) são os responsáveis por receber as águas 
pluviais que incidem sobre vias públicas e lotes que não se comunicam com a 
rede por ramais prediais. As coletas efetuadas pelas sarjetas são destinadas 
para os bueiros.
Figura 3. Meio-fio e sarjeta.
Fonte: Adaptada de eagle15/Shutterstock.com.
O cálculo da capacidade hidráulica de uma sarjeta é realizado conside-
rando-se a vazão escoada, a área da seção da sarjeta, a altura do meio-fio e 
o declive longitudinal da rua. Para se estimar uma boa largura das sarjetas, 
um critério razoável é garantir que uma pessoa comum seja capaz de passar 
sobre a sarjeta com um passo, sem que precise pisar na água (MIGUEZ, VERÓL; 
REZENDE, 2015).
Também conhecidas como “valetas”, as sarjetas podem ser abertas ou 
fechadas. Porém, normalmente se opta pelos canais abertos, pois, segundo 
Ramos et al. (1999), eles apresentam algumas vantagens: facilidade de ma-
nutenção e limpeza, maior economia de investimento, possibilidade de inte-
gração paisagística com valorização das áreas ribeirinhas, e maior facilidade 
para ampliações futuras em caso de necessidade.
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Bueiros
Os bueiros (ou bocas de lobo, ou, ainda, caixas-ralo) têm como objetivo 
permitir a livre passagem das águas que atravessam o leito da estrada. De 
acordo com Wilken (1978), a capacidade de escoamento de uma boca de lobo 
depende da altura de água no trecho da sarjeta imediatamente a montante 
dele. Se a sarjeta estiver localizada em um trecho de declividade uniforme, 
a altura de água dependerá das suas características de escoamento, como 
o conduto livre. A água coletada pelos bueiros é destinada para as galerias 
de drenagem por meio de tubulações, que são chamadas “corpo”.
A Figura 4 apresenta um bueiro e as duas partes principais que o compõem, 
a saber, a boca e o corpo.
Figura 4. (a) Boca de lobo e (b) seus principais componentes.
Fonte: (a) Tyler Stuard/Shutterstock.com e (b) adaptada de Mr.1/Shutterstock.com.
(a) (b)
Conforme Miguez, Veról e Rezende (2015), os bueiros podem ser instalados 
isoladamente ou em conjunto, compondo diferentes tipologias (Figura 5), de 
acordo com a necessidade de capacidade hidráulica exigida.
Sistema de microdrenagem: captação das águas pluviais, galerias e pequenos canais 9
Figura 5. Diferentes tipologias de boca de lobo.
Fonte: Adaptada de Miguez, Veról e Rezende (2015).
Galerias de drenagem
As galerias de drenagem são o conduto destinado a transportar a água pluvial 
e os dejetos líquidos e sólidos de todo o sistema de drenagem urbana, desde 
a captação até o local de despejo, que normalmente é um recurso hídrico 
(Figura 6). Dependendo do tamanho da cidade e dos índices pluviométricos, as 
galerias de drenagem — que costumam apresentar seção circular, retangular 
ou oval — podem desaguar em outras galerias de drenagem de dimensões 
maiores.
Sistema de microdrenagem: captação das águas pluviais, galerias e pequenos canais10
Figura 6. Saída de uma galeria de drenagem.
Fonte: rootstock/Shutterstock.com.
Poços de visita
Os poços de visita (Figura 7) são os locais por onde pessoas autorizadas entram 
para realizar a limpeza e a manutenção do sistema interno de drenagem.
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Figura7. Poço de visita.
Fonte: SOORACHET KHEAWHOM/Shutterstock.com.
Neste capítulo, você pôde compreender que o investimento em obras de 
drenagem é muito importante, pois esses sistemas, além de garantirem a 
segurança, a qualidade e uma maior vida útil das edificações/construções, 
também garantem a segurança da população. A retirada da vegetação nativa 
e a impermeabilização do solo com a construção de rodovias e calçadas re-
duzem a infiltração de água e, consequentemente, aumentam o escoamento 
superficial. Essa água escoa para regiões mais baixas, provocando sérios 
problemas de inundação, o que resulta em prejuízos econômicos e sociais. 
Além disso, também os deslizamentos e os desmoronamentos (denominados 
“movimentos de massa”) estão atrelados à falta de drenagem superficial.
Referências
BRASIL. Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. Manual de Drena-
gem rodoviária. 2. ed. Rio de Janeiro, 2006. Disponível em: http://www1.dnit.gov.br/
arquivos_internet/ipr/ipr_new/manuais/manual_drenagem_rodovias.pdf. Acesso 
em: 27 jan. 2021.
BRASIL. Lei 11.445, de 5 de janeiro de 2007. Estabelece as diretrizes nacionais para o 
saneamento básico; cria o Comitê Interministerial de Saneamento Básico; altera as Leis 
nos 6.766, de 19 de dezembro de 1979, 8.666, de 21 de junho de 1993, e 8.987, de 13 de 
fevereiro de 1995; e revoga a Lei nº 6.528, de 11 de maio de 1978. Brasília, DF: Presidência 
da República, 2007. Disponível em: http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2007-
2010/2007/lei/l11445.htm. Acesso em: 27 jan. 2021.
Sistema de microdrenagem: captação das águas pluviais, galerias e pequenos canais12
CALIJURI, M. C.; CUNHA, D. G. F. Engenharia Ambiental: conceitos, tecnologia e gestão. 
2. ed. Elsevier, 2013.
DAS, B. M. Fundamentos de engenharia geotécnica. São Paulo: Cengage Learning, 2013.
FERRAZ, R. L.; SANTOS, I. G.; PAIM, M. A. M. Caso de Ruptura de Um Talude Associada a 
Problemas no Sistema de Drenagem Superficial. In: COBRAE - CONFERÊNCIA BRASILEIRA 
SOBRE ESTABILIDADE DE ENCOSTAS, 7., 2017, Florianópolis, SC. Anais [...]. Florianópolis, 
SC: [S. l.], 2017.
FIORI, A. P. Fundamentos de mecânica dos solos e das rochas: aplicações na estabilidade 
de taludes. São Paulo: Oficina de Textos, 2015.
MIGUEZ, M. G.; VERÓL, A. L.; REZENDE, O. M. Drenagem urbana: do projeto tradicional 
à sustentabilidade. 1. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2015.
MORAES, A. P. Procedimentos técnicos de dimensionamento da microdrenagem do 
município de Santo André. In: EXPOSIÇÃO DE EXPERIÊNCIAS MUNICIPAIS EM SANEAMENTO, 
19., 2015, Poço de Caldas, MG. Anais [...]. Poço de Caldas, MG: [S. l.], 2015. Disponível em: 
http://www.trabalhosassemae.com.br/sistema/repositorio/2015/1/trabalhos/99/118/
t118t4e1a2015.pdf. Acesso em: 21 dez. 2020.
RAMOS, C. L. et al. Diretrizes básicas para projetos de drenagem urbana no município 
de São Paulo. São Paulo: FCTH, 1999. Disponível em: https://www.fau.usp.br/docentes/
deptecnologia/r_toledo/3textos/07drenag/dren-sp.pdf. Acesso em: 27 jan. 2021.
SILVA, L. P. Hidrologia: engenharia e meio ambiente. Rio de Janeiro: Elsevier, 2015.
TOLEDO (Munícipio). Manual de drenagem urbana. Toledo, PR: Secretaria do Plane-
jamento Estratégico, 2017. v. 1. Disponível em: https://www.toledo.pr.gov.br/sites/
default/files/manual_de_drenagem_urbana_-_volume_i.pdf. Acesso em: 21 dez. 2020.
ZUQUETE, L. V. Geotécnica ambiental. 1. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2015.
WILKEN, P. S. Engenharia de drenagem superficial. São Paulo, CTSA, 1978.
Leituras recomendadas
ALVES, P. I. A. Empilhamento de rejeito filtrado: a expansão de uma alternativa para 
substituição de barragens. 2020. 116 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mine-
ral) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral, Universidade Federal de 
Ouro Preto, Ouro Preto, 2020. Disponível em: https://www.repositorio.ufop.br/bits-
tream/123456789/11939/1/DISSERTA%C3%87%C3%83O_EmpilhamentoRejeitoFiltrado.
pdf. Acesso em: 27 jan. 2021.
ARAGÃO, G. A. S. Classificação de pilhas de estéril na mineração de ferro. 2008. 133 
f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mineral) – Programa de Pós-Graduação em 
Engenharia Mineral, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2008. Disponível 
em: https://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/2470. Acesso em: 27 jan. 2021.
TUCCI, C. E. M. Gestão das inundações urbanas. Porto Alegre: [S. n.], 2005.
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