Drenagem Urbana geral

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS 
PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM SANEAMENTO, MEIO 
AMBIENTE E RECURSOS HÍDRICOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONTRIBUIÇÃO PARA A AVALIAÇÃO GLOBAL 
DE SISTEMAS DE DRENAGEM URBANA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Priscilla Macedo Moura 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Belo Horizonte 
2004
 
 
Priscilla Macedo Moura 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Contribuição para a Avaliação Global de 
Sistemas de Drenagem Urbana 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dissertação apresentada ao Programa de Pós 
Graduação em Saneamento, Meio Ambiente 
e Recursos Hídricos da Universidade Federal 
de Minas Gerais, como pré requisito parcial à 
obtenção do título de mestre em Saneamento, 
Meio Ambiente e Recursos Hídricos. 
 
Área de Concentração: Recursos Hídricos 
 
Orientador: Prof. Márcio Benedito Baptista 
Co-Orientadora: Prof. Sylvie Barraud 
 
 
 
 
 
 
 
 
Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental 
Departamento de Engenharia Hidráulica e Recursos Hídricos 
Escola de Engenharia 
 
Universidade Federal de Minas Gerais 
Belo Horizonte 
2004
 
 
 
 iii
DEDICATÓRIA 
 
 
 
 
 
 
 
Aos meus pais, Marcelo e Neusa, e 
ao meu irmão Rodrigo, pelo apoio 
incondicional. 
Ao meu amado Flávio, pelo 
companheirismo e por acreditar no 
sucesso deste trabalho. 
 
 
 iv
AGRADECIMENTOS 
A Deus, por me fazer acreditar neste trabalho. 
Ao professor Márcio Benedito Baptista, orientador do mestrado, pela dedicação e apoio 
durante estes dois anos. 
À professora Sylvie Barraud, do INSA-Lyon, co-orientadora deste trabalho, pelos 
conhecimentos transmitidos durante o período de estágio na França. 
Ao Marcos Machado Drumond, orientador de iniciação científica, pelos primeiros 
ensinamentos de hidrologia, responsável pelo meu interesse por essa área. 
Aos professores do mestrado, pelos conhecimentos transmitidos. 
Aos funcionários do EHR e do Programa de Pós Graduação em Saneamento, Meio Ambiente 
e Recursos Hídricos, pelo apoio. 
À Thaís Vieira Macedo Moura, pelo desenvolvimento da pesquisa de campo. 
A todos aqueles que dedicaram um pouco de seu tempo, contribuindo para a execução deste 
trabalho, Aluísio Pardo Canholi (Hidrostudio Engenharia), Ruy Juji Kubota (Hidrostudio 
Engenharia), Deise Assenci Ros (Hidrostudio Engenharia), Mário Tadeu Leme de Barros (EP-
USP), Groover Moysés de Carvalho (Construtora Andrade Gutierrez), Rosália Nolli 
Bitencourt (SUDECAP), Mário Romualdo de Oliveira (SUDECAP), José Eduardo de Aguiar 
(Recuperação – Patologia e durabilidade das construções), Professora Maria das Graças 
Gardoni Almeida (ETG-UFMG). Aos entrevistados, Adolfo O. N. Villanueva (IPH/UFRGS), 
Alberto Simon Schvartzman (IGAM), Benerval Alves Laranjeira Filho (FEAM), Célia 
Cristina Zatti Lima (Prefeitura Municipal de Contagem), Helder Pacelli de Freitas Campos 
(Secretaria Municipal de Obras - Prefeitura Municipal de Betim), Joel Avruch Goldenfum 
(IPH/UFRGS), José Roberto Cabral (Consultor FEAM), José Roberto Borges Champs (Grupo 
Gerencial do Plano Diretor de Drenagem - PBH), Mário Cicareli Pinheiro (Potamos 
Engenharia e Hidrologia Ltda.), Meiry Elizabeth dos Santos (Consultora Canal Ltda.), Renato 
Silva Portela (Consol Consultores), Ricardo de Miranda Aroeira (Grupo Gerencial de 
Saneamento - PBH), Sílvio Ferreira Malta Neto (Regional Venda Nova – PBH), Virgílio 
Almeida (Fluxo Engenharia de Projetos Ltda.) e Weber Coutinho (PROPAM). 
À Clarice de Assis Libânio, pela ajuda com os contatos nas vilas e favelas. 
Aos colegas do mestrado pelo companheirismo, especialmente ao Leonardo Mitre de Castro, 
pela valiosa ajuda. 
Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), pela bolsa de 
estudos. 
 
 
 v
RESUMO 
Os processos de concepção dos sistemas de drenagem, após o desenvolvimento das 
denominadas técnicas alternativas de drenagem urbana, tornaram-se mais complexos, 
envolvendo, além dos aspectos técnicos e de custos, outros como ambientais, sociais, 
sanitários, etc. Devido a esta complexidade da concepção dos sistemas de drenagem, cada vez 
mais a análise multicritério parece ser conveniente como ferramenta de auxílio à decisão. 
Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo a definição de indicadores econômico-
financeiros para a avaliação a priori de sistemas de drenagem urbana e a integração destes 
indicadores com indicadores de desempenho. 
Os indicadores de desempenho, previamente propostos, representam os aspectos de eficiência 
técnica, ambientais e sociais. Estes são agregados formando um indicador de desempenho, 
que, juntamente com o indicador de custos, obtido no presente trabalho por meio dos custos 
de implantação, manutenção e operação e a vida útil dos sistemas de drenagem estudados, 
permitem a realização de uma análise desempenho-custo. 
Com base na utilização destes indicadores desenvolveu-se uma metodologia de auxílio à 
decisão baseada em análise multicritério, integrando tanto os indicadores de desempenho 
como os de custos. Esta metodologia é aplicada a quatro estudos de caso, em locais em que 
eram contemplados diversos arranjos de projetos de drenagem, incluindo desde técnicas 
clássicas às técnicas alternativas. Após os estudos de caso foi realizada uma análise de 
sensibilidade e robustez. 
Pode-se concluir, a partir do conjunto dos trabalhos desenvolvidos, que a metodologia 
proposta é prática e consistente, permitindo a classificação das alternativas de projeto, 
subsidiando assim o processo decisório. 
 
 
 vi
ABSTRACT 
The process of conceiving stormwater systems, within the framework of the best management 
practices, became more complex, involving not only the technical and cost aspects, but also 
the environmental, social and sanitary ones. Due to the complexity of conceiving the 
stormwater systems, the multicriteria analysis seems even more convenient as a decision 
making tool. 
In this context, the present work has the objective of defining the economic-financial 
indicators of a priori evaluation of stormwater systems and integrating these indicators with 
performance indicators. 
The existing performance indicators represent technical efficiency as well as the 
environmental and social aspects. These aspects are aggregated such as to form the 
performance indicator which, along with the cost indicator obtained in the present work, by 
means of implementation, maintenance and operation costs, as well as life cycle of the studied 
stormwater systems, permit the realization of the performance-cost analysis. 
Relying upon the utilization and integration of the performance and costs indicators, a 
decision aid methodology was developed based on multicriteria analysis. This methodology is 
applied to four case studies, in locations where these various drainage projects were 
evaluated, from classical drainage techniques to best management practices. After the cases 
studies, sensibility and robustness analyses were carried out. 
From the studies carried out herein, it may be concluded that the proposed methodology is 
practical and consistent, enabling the classification of project alternatives, thus helping the 
decision making process. 
 
 
 vii
SUMÁRIO 
1 Introdução......................................................................................................................................1 
2 Justificativas, contexto e objetivos da pesquisa ..........................................................................3 
2.1 Contexto da drenagem urbana.....................................................................................................3 
2.1.1 Histórico da drenagem urbana ..............................................................................................32.1.2 Sistemas de drenagem urbana...............................................................................................5 
2.1.2.1 Sistemas Clássicos .......................................................................................................5 
2.1.2.2 Sistemas Compensatórios ............................................................................................5 
2.2 Processos de concepção dos sistemas de drenagem....................................................................6 
2.3 Contexto do trabalho ...................................................................................................................8 
2.4 Objetivos .....................................................................................................................................8 
2.5 Etapas metodológicas..................................................................................................................9 
3 Avaliação dos sistemas de drenagem urbana............................................................................12 
3.1 Conceitos relativos a indicadores..............................................................................................12 
3.2 Agregação de indicadores .........................................................................................................14 
3.3 O método TOPSIS de agregação de indicadores.......................................................................16 
3.4 Considerações gerais .................................................................................................................18 
4 Metodologia de avaliação global dos sistemas de drenagem urbana ......................................19 
4.1 Introdução .................................................................................................................................19 
4.2 Indicadores de desempenho ......................................................................................................19 
4.2.1 Critério “Objetivo” .............................................................................................................19 
4.2.2 Critério “Impactos da Obra”...............................................................................................20 
4.2.3 Critério “Inserção da Obra” ................................................................................................23 
4.3 Indicadores de custos ................................................................................................................26 
4.4 Análise desempenho-custo - Gráfico de Pareto ........................................................................28 
4.5 Considerações gerais .................................................................................................................30 
5 Ponderação dos indicadores .......................................................................................................31 
5.1 Introdução .................................................................................................................................31 
5.2 Entrevistas com a população de Belo Horizonte.......................................................................32 
5.3 Entrevistas com profissionais....................................................................................................43 
5.4 Ponderação final dos indicadores..............................................................................................45 
5.5 Considerações gerais .................................................................................................................47 
6 Custos dos componentes dos sistemas de drenagem urbana ...................................................49 
6.1 Introdução .................................................................................................................................49 
6.2 Redes Tubulares ........................................................................................................................49 
 
 
 viii
6.3 Galerias .....................................................................................................................................52 
6.4 Canais........................................................................................................................................54 
6.4.1 Canais em concreto.............................................................................................................54 
6.4.2 Canais com revestimento vegetal .......................................................................................56 
6.4.3 Canais em enrocamento......................................................................................................58 
6.4.4 Canais em gabião tipo caixa ...............................................................................................59 
6.4.5 Canais em gabião tipo colchão ...........................................................................................61 
6.5 Bacias de detenção ....................................................................................................................62 
6.5.1 Bacias de detenção abertas gramadas .................................................................................63 
6.5.2 Bacias de detenção abertas com revestimento em concreto ...............................................66 
6.5.3 Bacias de detenção enterradas ............................................................................................67 
6.5.4 Bacias de infiltração ...........................................................................................................69 
6.6 Micro reservatórios de lote........................................................................................................71 
6.7 Pavimentos com estruturas de reservação.................................................................................72 
6.7.1 Pavimentos em concreto betuminoso usinado a quente......................................................74 
6.7.2 Pavimentos em concreto permeável ...................................................................................74 
6.7.3 Pavimentos de asfalto permeável........................................................................................76 
6.7.4 Pavimentos de blocos vazados............................................................................................78 
6.7.5 Pavimentos intertravados....................................................................................................79 
6.7.6 Pavimentos de alvenaria poliédrica ....................................................................................79 
6.8 Poços .........................................................................................................................................80 
6.9 Trincheiras ................................................................................................................................82 
6.10 Valas e valetas...........................................................................................................................84 
6.11 Considerações gerais .................................................................................................................85 
7 Aplicação da metodologia proposta ...........................................................................................88 
7.1 Introdução .................................................................................................................................88 
7.2 Estudo de caso 1 – Área industrial “Technopolis” (Bordeaux - França) ..................................89 
7.3 Estudo de caso 2 - Região da cidade de Goiânia (GO) .............................................................93 
7.4 Estudo de caso 3 - Loteamento “Vivendas de Santa Mônica” (RMBH)...................................987.5 Estudo de caso 4 - Loteamento “Vale dos Cristais” (RMBH) ................................................100 
8 Análise e Discussão dos resultados...........................................................................................104 
8.1 Technopolis .............................................................................................................................105 
8.2 Cidade de Goiânia ...................................................................................................................114 
8.3 Vivendas de Santa Mônica......................................................................................................122 
8.4 Vale dos Cristais .....................................................................................................................125 
8.5 Considerações gerais ...............................................................................................................131 
9 Conclusões e perspectivas .........................................................................................................132 
 
 
 ix
10 Referências Bibliográficas ........................................................................................................135 
Anexo A – Formulário da pesquisa com a população.....................................................................140 
Anexo B – Formulário e resultados da pesquisa com os profissionais ..........................................143 
Anexo C – Resultados da ponderação dos indicadores...................................................................146 
 
 
 x
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS 
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas 
ANEP Associação Nacional de Empresas de Pesquisa 
CNPq Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico 
EHR Departamento de Engenharia Hidráulica e Recursos Hídricos 
EP-USP Escola Politécnica da Universidade de São Paulo 
ETG Departamento de Engenharia de Transportes e Geotecnia 
FEAM Fundação Estadual do Meio Ambiente 
GO Goiás 
IGAM Instituto Mineiro de Gestão de Águas 
INSA-Lyon Institut National des Sciences Appliqués de Lyon 
IPH Instituto de Pesquisas Hidráulicas 
IPTU Imposto Predial e Territorial Urbano 
MG Minas Gerais 
MWCG Metropolitan Washington Council of Governments 
OCDE Organization for Economic Cooperation and Development 
PBH Prefeitura Municipal de Belo Horizonte 
PROPAM Programa de Recuperação e Desenvolvimento Ambiental da Bacia da Pampulha 
RMBH Região Metropolitana de Belo Horizonte 
SUDECAP Superintendência de Desenvolvimento da Capital 
TOPSIS Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution 
UFMG Universidade Federal de Minas Gerais 
UFRGS Universidade Federal do Rio Grande do Sul 
UPM Unidade de Planejamento Municipal 
USDT United States Department of Transportation 
VPL Valor Presente Líquido 
WSDE Washington State Department of Ecology 
 
 
 
 
 xi
LISTA DE FIGURAS 
Figura 3.1 - Ilustração de noção de distância ao ideal e ao antiideal .....................................................16 
Figura 4.1 - Gráfico de Pareto................................................................................................................29 
Figura 5.1 - Distribuição de pesquisas em Belo Horizonte, por UPM ...................................................34 
Figura 5.2 - Percepção de risco conforme o número de inundações por ano.........................................37 
Figura 5.3 - Nível de preocupação da Prefeitura com risco de inundação e meio ambiente..................38 
Figura 5.4 - Valor para a melhoria do meio ambiente conforme o modo de emprego dos recursos......39 
Figura 5.5 - Valor para redução do risco de inundação conforme o modo de emprego dos recursos....39 
Figura 5.6 - Resultados da pesquisa, ponderação dos indicadores de desempenho ...............................40 
Figura 5.7 - Valor pago para redução do risco de inundação conforme o risco de inundação...............41 
Figura 5.8 - Disposição a pagar para melhoria do meio ambiente, por classe econômica .....................42 
Figura 5.9 - Pesos dos indicadores de desempenho atribuídos pelos profissionais................................44 
Figura 5.10 - Peso do indicador de custos por profissional....................................................................45 
Figura 5.11 - Peso dos indicadores de desempenho, por decisor ...........................................................46 
Figura 5.12 - Média global dos pesos dos indicadores de desempenho.................................................46 
Figura 5.13 - Peso do indicador de custos, por decisor e valor médio ...................................................47 
Figura 6.1 - Projeto-tipo de rede tubular ................................................................................................50 
Figura 6.2 - Custos associados ao diâmetro da tubulação ......................................................................51 
Figura 6.3 - Projeto-tipo de galeria ........................................................................................................52 
Figura 6.4 - Custos de implantação associados a área da seção da galeria ............................................53 
Figura 6.5 - Fotografia de canal em concreto.........................................................................................55 
Figura 6.6 - Projeto tipo de canal com revestimento em concreto .........................................................55 
Figura 6.7 - Fotografia de canal com revestimento vegetal ...................................................................57 
Figura 6.8 - Projeto tipo de canal com revestimento vegetal .................................................................57 
Figura 6.9 - Projeto tipo de canal em enrocamento................................................................................58 
Figura 6.10 - Fotografia de canal em gabião tipo caixa .........................................................................60 
Figura 6.11 - Projeto tipo de canal em gabião tipo caixa .......................................................................60 
Figura 6.12 - Projeto tipo de canal em gabião tipo colchão ...................................................................61 
Figura 6.13 - Tipos de bacias de detenção .............................................................................................63 
Figura 6.14 - Fotografia de bacia de detenção gramada.........................................................................64 
Figura 6.15 - Projeto-tipo de bacia de detenção aberta gramada ...........................................................64 
Figura 6.16 - Fotografia de bacia de detenção com revestimento em concreto .....................................66 
Figura 6.17 - Projeto-tipo de bacia de detenção aberta com revestimento em concreto ........................66 
Figura 6.18 - Projeto-tipo de bacia de detenção enterrada .....................................................................68 
Figura 6.19 - Fotografia de bacia de infiltração .....................................................................................70 
 
 
 xii
Figura 6.20 - Projeto tipo de micro reservatório de lote ........................................................................71 
Figura 6.21 - Arranjos dos pavimentos com estruturas de reservação (Azzout et al., 1996).................73 
Figura 6.22 - Projeto-tipo de pavimento de asfalto ou concreto permeável...........................................75 
Figura 6.23 - Fotografia de pavimento de asfalto permeável.................................................................77 
Figura 6.24 - Projeto-tipo de pavimento de bloco intertravado..............................................................78Figura 6.25 - Projeto-tipo de poço .........................................................................................................81 
Figura 6.26 - Fotografia de uma trincheira.............................................................................................82 
Figura 6.27 - Projeto-tipo de trincheira ..................................................................................................83 
Figura 6.28 - Fotografia de vala .............................................................................................................84 
Figura 6.29 - Projeto-tipo de vala...........................................................................................................84 
Figura 6.30 - Projeto-tipo de vala com canaleta em concreto ................................................................84 
Figura 7.1 - Localização da cidade de Bordeaux ...................................................................................89 
Figura 7.2 - Resultado da análise dos cenários para a Technopolis .......................................................93 
Figura 7.3 - Localização da cidade de Goiânia ......................................................................................94 
Figura 7.4 - Resultado da análise dos cenários para a cidade de Goiânia ..............................................97 
Figura 7.5 - Localização da cidade de Igarapé.......................................................................................98 
Figura 7.6 - Resultado da análise dos cenários para Vivendas de Santa Mônica.................................100 
Figura 7.7 - Localização da cidade de Nova Lima...............................................................................101 
Figura 7.8 - Resultado da análise dos cenários para o Vale dos Cristais .............................................103 
Figura 8.1 - Gráfico de Pareto da Technopolis, modificação dos pesos do indicador de custos..........105 
Figura 8.2 - Gráfico de Pareto - Technopolis - modificação na taxa de juros para 16,87%.................106 
Figura 8.3 - Gráfico de Pareto - Technopolis - modificação na taxa de juros para 6%........................107 
Figura 8.4 - Gráfico de Pareto - Technopolis - modificação na ponderação de Io...............................108 
Figura 8.5 - Gráfico de Pareto - Technopolis - modificação na ponderação de IH2..............................108 
Figura 8.6 - Gráfico de Pareto - Technopolis - modificação na ponderação de Io...............................109 
Figura 8.7 - Gráfico de Pareto - Technopolis - modificação na ponderação de IS1 ..............................110 
Figura 8.8 - Gráfico de Pareto - Technopolis - modificação na ponderação de IS2 ..............................110 
Figura 8.9 - Gráfico de Pareto - Technopolis - modificação na ponderação de ISC4 ............................111 
Figura 8.10 - Gráfico de Pareto - Technopolis - ponderação dada pelos gestores ambientais .............112 
Figura 8.11 - Gráfico de Pareto - Technopolis - ponderação dos indicadores pelos projetistas ..........112 
Figura 8.12 - Gráfico de Pareto - Technopolis - ponderação dada pelos gestores municipais.............113 
Figura 8.13 - Gráfico de Pareto - Technopolis - ponderação dos indicadores pela população ............113 
Figura 8.14 - Gráfico de Pareto - Goiânia - modificação do peso do indicador de custos...................114 
Figura 8.15 - Gráfico de Pareto - Cidade de Goiânia - modificação da taxa de juros para 16,87%.....115 
Figura 8.16 - Gráfico de Pareto - Cidade de Goiânia - modificação da taxa de juros para 6%............115 
Figura 8.17 - Gráfico de Pareto - Cidade de Goiânia - modificação na ponderação de IA2..................116 
Figura 8.18 - Gráfico de Pareto - Cidade de Goiânia - modificação na ponderação de IQ1..................116 
 
 
 xiii
Figura 8.19 - Gráfico de Pareto - Cidade de Goiânia - modificação na ponderação de IS1 ..................117 
Figura 8.20 - Gráfico de Pareto - Cidade de Goiânia - modificação na ponderação de IS2 ..................117 
Figura 8.21 - Gráfico de Pareto - Cidade de Goiânia - modificação na ponderação de ISC4 ................118 
Figura 8.22 - Gráfico de Pareto - Cidade de Goiânia - modificação no valor do indicador IS1............119 
Figura 8.23 - Gráfico de Pareto - Cidade de Goiânia - modificação no valor do indicador IS2............119 
Figura 8.24 - Gráfico de Pareto - Goiânia - ponderação dos indicadores pelos gestores ambientais...120 
Figura 8.25 - Gráfico de Pareto - Goiânia - ponderação dos indicadores pelos projetistas..................120 
Figura 8.26 - Gráfico de Pareto - Goiânia - ponderação dos indicadores pelos gestores municipais ..121 
Figura 8.27 - Gráfico de Pareto - Goiânia - ponderação dos indicadores pela população ...................121 
Figura 8.28 - Gráfico de Pareto – Vivendas - modificação do peso do indicador de custos................122 
Figura 8.29 - Gráfico de Pareto - Vivendas - modificação da taxa de juros para 16,87% ...................122 
Figura 8.30 - Gráfico de Pareto - Vivendas - modificação da taxa de juros para 6% ..........................123 
Figura 8.31 - Gráfico de Pareto - Vivendas - ponderação dos indicadores pelos gestores ambientais 124 
Figura 8.32 - Gráfico de Pareto - Vivendas - ponderação dos indicadores pelos projetistas ...............124 
Figura 8.33 - Gráfico de Pareto - Vivendas - ponderação dos indicadores pelos gestores municipais125 
Figura 8.34 - Gráfico de Pareto - Vivendas - ponderação dos indicadores pela população .................125 
Figura 8.35 - Gráfico de Pareto - Vale dos Cristais - mudança no peso do indicador de custos..........126 
Figura 8.36 - Gráfico de Pareto - Vale dos Cristais - modificação da taxa de juros para 16,87% .......126 
Figura 8.37 - Gráfico de Pareto - Vale dos Cristais - modificação da taxa de juros para 6% ..............127 
Figura 8.38 - Gráfico de Pareto - Vale dos Cristais - modificação na ponderação do indicador Io.....127 
Figura 8.39 - Gráfico de Pareto - Vale dos Cristais - modificação do peso do indicador IH1...............128 
Figura 8.40 - Gráfico de Pareto - Vale dos Cristais - modificação no peso do indicador IH1...............128 
Figura 8.41 - Gráfico de Pareto - Vale dos Cristais - ponderação dada pelos gestores ambientais .....129 
Figura 8.42 - Gráfico de Pareto - Vale Cristais - ponderação dos indicadores pelos projetistas .........129 
Figura 8.43 - Gráfico de Pareto - Vale dos Cristais - ponderação dada pelos gestores municipais .....130 
Figura 8.44 - Gráfico de Pareto - Vale Cristais - ponderação dos indicadores pela população ...........130 
 
 
 
 xiv
LISTA DE TABELAS 
Tabela 5.1 - Pontuação pela posse de bens para classificação da população .........................................35 
Tabela 5.2 - Pontuação pelo grau de instrução do chefe da família .......................................................35 
Tabela 5.3 - Pontuação dos limites das classes econômicas ..................................................................36 
Tabela 5.4 - Porcentagem dos entrevistados por classe econômica .......................................................36 
Tabela 5.5 - Porcentagem dos entrevistados por faixa etária .................................................................36 
Tabela 5.6 - Resultados da pesquisa, ponderação dos indicadores de desempenho...............................41 
Tabela 5.7 - Porcentagem das respostas para os valores de disponibilidade a pagar .............................42 
Tabela 5.8 - Pesos dos indicadores de desempenho atribuídos pelos profissionais ...............................44 
Tabela 5.9 - Resultados da pesquisa, ponderação dos indicadores de desempenho...............................47 
Tabela 6.1 - Dispositivos por metro linear de redetubular ....................................................................50 
Tabela 6.2 - Custos de manutenção anuais das redes tubulares .............................................................51 
Tabela 6.3 - Dispositivos por metro linear de galeria ............................................................................53 
Tabela 6.4 - Custo anual de manutenção das galerias ............................................................................54 
Tabela 6.5 - Dispositivos por metro linear de canal...............................................................................55 
Tabela 6.6 - Custo de implantação de canal em concreto ......................................................................56 
Tabela 6.7 - Custo de manutenção dos canais com revestimento em concreto......................................56 
Tabela 6.8 - Custo de implantação de canal com revestimento vegetal .................................................57 
Tabela 6.9 - Custo de manutenção dos canais com revestimento vegetal..............................................58 
Tabela 6.10 - Custo de implantação de canal revestido em enrocamento..............................................59 
Tabela 6.11 - Custo de manutenção dos canais com revestimento em enrocamento.............................59 
Tabela 6.12 - Custo de implantação de canal revestido em gabião tipo caixa .......................................61 
Tabela 6.13 - Custo de manutenção dos canais em gabião tipo caixa....................................................61 
Tabela 6.14 - Custo de implantação de canal revestido em gabião tipo colchão ...................................62 
Tabela 6.15 - Custo de manutenção dos canais em gabião tipo colchão................................................62 
Tabela 6.16 - Custo de implantação, por m3, de uma bacia de detenção aberta gramada ......................65 
Tabela 6.17 - Custo de implantação, por m3, de uma bacia de detenção aberta em concreto ................67 
Tabela 6.18 - Custo de implantação por metro cúbico de uma bacia de detenção enterrada .................68 
Tabela 6.19 - Custo de implantação por metro cúbico de uma bacia de infiltração...............................70 
Tabela 6.20 - Custo de implantação do micro reservatório de lote ........................................................72 
Tabela 6.21 - Custos de implantação por metro quadrado de pavimento de concreto permeável .........75 
Tabela 6.22 - Resumo dos custos de implantação, por m2 de pavimento de concreto permeável .........75 
Tabela 6.23 - Custos de implantação por metro quadrado de pavimento de asfalto permeável ............77 
Tabela 6.24 - Resumo dos custos de implantação por m2 de pavimento de asfalto permeável..............77 
Tabela 6.25 - Custos de implantação por metro quadrado de pavimento de blocos vazados ................78 
 
 
 
 xv
Tabela 6.26 - Resumo dos custos de implantação por m2 de pavimento de blocos vazados..................78 
Tabela 6.27 - Custos por metro cúbico de poço .....................................................................................81 
Tabela 6.28 - Custos por metro linear de trincheira ...............................................................................83 
Tabela 6.29 - Custos por metro linear de vala........................................................................................85 
Tabela 6.30 - Custos por metro linear de vala com canaleta..................................................................85 
Tabela 6.31 - Síntese dos custos de implantação, manutenção e operação e vida útil das estruturas ....86 
Tabela 7.1 - Indicadores de desempenho calculados para os cenários de estudo da Technopolis .........90 
Tabela 7.2 - Quantitativos e custos associados aos cenários de estudo da Technopolis ........................91 
Tabela 7.3 - Índices de desempenho e de custos dos cenários de estudo da Technopolis .....................92 
Tabela 7.3 - Indicadores de desempenho calculados para os cenários de estudo de Goiânia ................95 
Tabela 7.4 - Quantitativos e custos associados aos cenários da cidade de Goiânia ...............................96 
Tabela 7.6 - Índices de desempenho e de custos dos cenários de estudo da Cidade de Goiânia............97 
Tabela 7.5 - Indicadores de desempenho calculados para os cenários de estudo...................................99 
Tabela 7.6 - Quantitativos e custos associados aos cenários de estudo..................................................99 
Tabela 7.9 - Índices de desempenho e de custos dos cenários das Vivendas de Santa Mônica ...........100 
Tabela 7.7 - Indicadores de desempenho calculados para os cenários de estudo.................................102 
Tabela 7.8 - Quantitativos e custos associados às alternativas.............................................................102 
Tabela 7.12 - Índices de desempenho e de custos dos cenários do Vale dos Cristais ..........................102 
 
 
 
 xvi
NOTAÇÕES 
A Valor presente líquido 
Aapta1 Área ecologicamente apta antes da implementação do sistema de drenagem 
Aapta2 Área ecologicamente apta após a implantação do sistema de drenagem proposto 
desA Área total a ser desapropriada pelo sistema de drenagem proposto 
aij Ponto de coordenada da alternativa considerada para o critério j 
Ainf Área de infiltração segundo a alternativa estudada 
maxdesA Maior valor para a área a ser desapropriada pelo sistema de drenagem 
AmaxRL Maior área referente à recreação, lazer e equipamentos urbanos, da alternativa de sistema de drenagem 
amj Ponto de antiideal para o critério j 
aMj Ponto de ideal para o critério j 
Anat Área de infiltração caso a área não estivesse urbanizada 
ARL Área criada referente à recreação e lazer e equipamentos urbanos da alternativa de sistema de drenagem 
ARL1 Área para recreação, lazer e equipamentos urbanos, antes da implementação do sistema de drenagem 
ARL2 Área referente à recreação, lazer e equipamentos urbanos após da implantação do sistema de drenagem 
Ck Indicador de custos da alternativa k 
)(ad ip
m Distância de Minkovski ao antiideal 
)(ad ip
M Distância de Minkovski ao ideal 
)(aD ip Taxa de similaridade da alternativa i 
e Erro da amostra 
i Taxa de desconto 
IA Indicadores de inserção ambiental 
IA1 Indicador de inserção ambiental, criação e preservação de habitats 
Ick Índice de custos referente a alternativa k 
Idk Índice de desempenho da alternativa k 
IH1 Indicador de impacto sobre as vazões de jusante do critério impactos da obra 
IH2 Indicador de recarga do aqüífero do critério impactos da obra 
Io Indicador do critério objetivo 
IQ1 Indicador de impacto nas águas superficiais do critério impactos da obra 
IQ2 Indicador de impacto nas águas subterrâneas do critério impactos da obra 
IS1 Indicador de possibilidade de transmissão de doenças do critério impactos da obra 
IS2 Indicador de possibilidade de proliferação de insetos do critério impactos da obra 
ISC Indicador de inserção social 
ISC1 Criação de áreas de recreação e lazer e equipamentos urbanos 
 
 
 
 xvii
ISC2 Indicador de impacto nas condições de circulação 
ISC3 Indicador de possibilidade de desempenho de outras funções técnicas 
ISC4 Indicador de desapropriação de áreas 
j Critério analisado 
k Alternativa em análise 
mp Distância de Minkovski entre os pontos x e y 
n Número de intervalos de pagamento 
N Número de elementos da população 
nA Tamanho da amostra 
ni Percentagem da população que escolheu cada intervalo de valores 
nI Número de intervalos 
nT Número total de alternativas 
P Proporção da população em estudo 
P Valor médio ponderado das respostas da pesquisa 
p Valor que define o tipo de distância 
pi Porcentagemrelativa ao valor pago 
Q Proporção de não ocorrência 
Qalvo Vazão alvo a ser mantida a jusante 
Qinf Vazão infiltrada segundo a alternativa estudada 
Qjusmax Vazão máxima a jusante segundo a alternativa estudada 
Qjusmin Vazão mínima a jusante segundo a alternativa estudada 
Qnat Vazão infiltrada caso a área não estivesse urbanizada 
R Montante a ser pago anualmente 
RMIi Quantidade de respostas da pesquisa que consideram o indicador i como muito importante 
RPIi Quantidade de respostas da pesquisa que consideram o indicador i como pouco importante 
to Momento presente 
TR Tempo de retorno de projeto 
TRD Tempo de retorno desejável 
V Valor agregado 
Vi Valor agregado da ponderação do indicador i atribuída pela população 
vi Valor médio de cada intervalo de valores 
wj Peso do critério j 
xj Ponto de coordenada x para o critério j 
yj Ponto de coordenada y para o critério j 
Z Variável normal central reduzida 
 
 
 
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1
1 INTRODUÇÃO 
A partir da evolução dos sistemas de drenagem incorporando as denominadas técnicas 
compensatórias ou alternativas, a concepção dos seus projetos tornou-se mais complexa, 
podendo ser dividida em duas fases distintas: a primeira, consistindo na eliminação das 
alternativas de projetos não factíveis, por critérios diversos e a segunda, na ordenação das 
demais alternativas, da mais adequada a menos adequada. A fase de ordenação das 
alternativas envolve aspectos técnicos, ambientais, sociais e econômicos. 
O presente trabalho apresenta uma contribuição para a avaliação global dos sistemas de 
drenagem urbana, subsidiando a tomada de decisão, na fase de ordenação das alternativas, 
possibilitando a escolha do sistema mais adequado a ser implantado. A avaliação dos diversos 
aspectos intervenientes é efetuada por meio de indicadores. 
Os indicadores aqui utilizados são de desempenho e custos. Os indicadores de desempenho, 
desenvolvidos em trabalho anterior, englobam os aspectos técnicos, ambientais e sociais, 
serão agrupados formando um índice de desempenho. O indicador de custos engloba os custos 
de implantação, manutenção e operação dos sistemas. Os indicadores ambientais e sociais 
foram validados no quadro do presente trabalho. Os indicadores de custos foram propostos e a 
atribuição de pesos aos indicadores foi realizada por meio de entrevistas com a população 
afetada e com profissionais de engenharia. 
A agregação dos indicadores de desempenho é realizada por meio de análise multicritério, 
permitindo, então, a avaliação global dos sistemas de drenagem se caracterizando por uma 
análise desempenho-custo, realizada por meio de um Gráfico de Pareto. 
Para a aplicação e validação da metodologia de análise proposta, foram realizados quatro 
estudos de caso reais, com diversas alternativas de projeto. 
O presente trabalho está estruturado em 9 Capítulos, sendo o Capítulo 1 a presente introdução. 
O Capítulo 2 apresenta as justificativas e o contexto da pesquisa, com um histórico dos 
sistemas de drenagem urbana, os processos atuais de concepção dos sistemas de drenagem 
urbana e os objetivos do presente trabalho. 
 
 
 
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2
Os aspectos conceituais relativos aos indicadores e a metodologia de avaliação dos sistemas, 
exibindo o método de agregação dos indicadores de desempenho encontram-se no Capítulo 3. 
O Capítulo 4 apresenta os indicadores de desempenho para cada um dos critérios analisados e 
dos indicadores de custos utilizados no presente trabalho e a construção do indicador de 
custos, bem como o cálculo do índice de desempenho e do índice de custos. 
O Capítulo 5 contempla a ponderação dos indicadores, que objetiva exprimir a importância 
relativa dos mesmos, sendo realizada através de entrevistas com os decisores. Este capítulo 
exibe ainda os demais resultados das entrevistas. 
O Capítulo 6 apresenta os dispositivos de drenagem estudados, os projetos-tipo elaborados, 
bem como seus custos de implantação, manutenção e operação e vidas úteis. 
Quatro estudos de caso, dois na região metropolitana de Belo Horizonte, um na cidade de 
Goiânia e um na cidade de Bordeaux, na França, são apresentados no Capítulo 7, com a 
aplicação da metodologia proposta. 
O Capítulo 8 apresenta uma análise e a discussão dos resultados da aplicação da metodologia 
proposta. 
Finalmente, as conclusões do presente trabalho e as perspectivas para futuros trabalhos são 
trazidas no Capítulo 9. 
 
 
 
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3
2 JUSTIFICATIVAS, CONTEXTO E OBJETIVOS DA PESQUISA 
2.1 Contexto da drenagem urbana 
As cidades são normalmente instaladas próximas a cursos d’água, porém, as áreas mais 
próximas destes apresentam maiores riscos de inundação. Face a estes riscos o homem age 
sobre os cursos d’água de várias formas, desde modificando seus traçados até os canalizando 
ou cobrindo. 
A interação dos homens com os cursos d’água e a necessidade de expansão das cidades com o 
crescimento da urbanização deu origem aos sistemas de drenagem. Estes evoluíram ao longo 
do tempo se tornando sistemas como conhecemos atualmente. 
2.1.1 Histórico da drenagem urbana 
Historicamente, a civilização possui uma profunda interação com os cursos d’água. Desde as 
primeiras aglomerações urbanas constata-se sua localização preferencialmente junto a estes 
mananciais, tendo em vista que a disponibilidade de água favorecia o seu suprimento para 
consumo e higiene das populações, efetuando ainda a evacuação dos dejetos (Baptista e 
Nascimento, 2001). 
Na idade média o risco de inundação era considerado como um preço a pagar pela 
disponibilidade da água. No interior das cidades a água era estagnada (Rodriguez, 1999), uma 
vez que não eram implantados novos sistemas de evacuação e os sistemas existentes, 
construídos pelos romanos, não recebiam manutenção. Toda a evacuação das cidades se fazia 
pelas vias de circulação, gerando condições insalubres (Baptista e Nascimento, 2001). 
No século XIX constata-se uma modificação da visão dos homens sobre as águas nas cidades 
(Rodriguez, 1999), a partir das grandes epidemias de cólera que assolaram a Europa, surgem 
os princípios do higienismo. Preconizava-se a evacuação, para mais longe e o mais 
rapidamente possível, as águas de qualquer natureza baseados nas técnicas do “tout a 
l’égout” (Azzout, 1996). O primeiro sistema construído com este conceito foi em Hamburgo, 
em 1843, quando da reconstrução da cidade devido a um incêndio (Chocat, 1997). 
 
 
 
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4
A implantação destes sistemas de saneamento coincidiu, no século XIX, com as idéias do 
centralismo estático, do cientificismo e do colonialismo, e também a época do 
estabelecimento das capitais européias (Chocat, 1997). 
No Brasil, as idéias do “tout a l’égout” foram adotadas efetivamente a partir da proclamação 
da República, em 1889 (Silveira, 1998 apud Baptista e Nascimento, 2001), em sintonia com 
as idéias positivistas então dominantes. Estes princípios continuam a vigorar até hoje, mesmo 
que modificados por aportes científicos e tecnológicos, como a análise de risco ou a adoção 
de sistema separativo para o esgoto pluvial e o esgoto cloacal. Eles são a base dos chamados 
“sistemas clássicos de drenagem”. 
Os grandes equipamentos de saneamento existentes até hoje foram construídos no fim do 
século XIX e início do século XX. As suas dimensões, calculadas na época permitiram um 
bom funcionamento por várias décadas, mas depoisda urbanização intensiva e do aumento do 
uso da água, especialmente após a Segunda Guerra Mundial, começaram a ocorrer 
insuficiências nestes sistemas, que se revelaram rapidamente em inundações nas áreas 
ocupadas das cidades, devido ao fato de que a ocupação se dá normalmente, de jusante para 
montante (Chocat, 1981). 
Os efeitos causados pela urbanização acentuada, que se iniciou na década de 50 foram, além 
das inundações, a deterioração da qualidade das águas dos meios receptores, levaram a uma 
reflexão sobre o conceito dos sistemas separativos de drenagem e esgotamento sanitário 
(Azzout, 1996). 
Segundo Chocat (1997), o surgimento das técnicas alternativas de drenagem urbana está 
ligado à conjugação de três aspectos: a insuficiência dos sistemas existentes, a necessidade de 
desenvolvimento urbano e a crescente preocupação ecológica. Essas técnicas buscam 
neutralizar os efeitos da urbanização sobre os processos hidrológicos, beneficiando a 
qualidade de vida e a preservação ambiental. Na França a partir da década de 70 tais técnicas 
começaram a ser consideradas como alternativas aos sistemas clássicos de drenagem, por 
considerarem os impactos da urbanização de forma global, permitindo a continuidade do 
desenvolvimento urbano, sem gerar custos excessivos e possibilitando o tratamento conjunto 
das questões de drenagem pluvial com outras questões urbanísticas (Baptista e Nascimento, 
1996). Guilton (1994), referindo-se à legislação francesa afirma que, de 1945 até a década de 
 
 
 
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5
60, a legislação preconizava a evacuação das águas pluviais o mais rapidamente possível, a 
partir da década de 60 até a década de 80 preconizava-se o uso da retenção pontual e 
concentrada das águas pluviais. 
Atualmente, inclusive no Brasil, a tendência é se considerar a bacia de drenagem como um 
todo, um sistema de forma global, onde o controle das águas urbanas de origem pluvial deve 
ser um processo permanente, a ser mantido pelas comunidades. O controle dos excedentes não 
deve ser visto como uma ação isolada seja no tempo ou no espaço, mas como uma atividade 
em que a sociedade, como um todo, deve participar de forma contínua (Tucci e Genz, 1995). 
2.1.2 Sistemas de drenagem urbana 
2.1.2.1 Sistemas Clássicos 
Conforme visto anteriormente, os sistemas clássicos de drenagem urbana são inspirados nos 
princípios do higienismo. As águas pluviais são captadas e levadas a condutos artificiais, 
preferencialmente subterrâneos, funcionando por gravidade, sendo evacuadas das zonas 
urbanas e lançadas em corpos d’água rapidamente. Estes sistemas são dotados de dispositivos 
de captação das águas superficiais, estruturas de condução, na forma de canais abertos ou 
condutos enterrados e obras complementares, tais como bueiros e dissipadores de energia. 
Este tipo de sistema é caracterizado, portanto, pela implantação de condutos que promovem 
uma maior eficiência hidráulica do escoamento, que passa a ocorrer com maior velocidade. 
Porém, os sistemas clássicos de drenagem apresentam inconveniências: com o aumento da 
velocidade do escoamento, as cheias são propagadas para jusante mais rapidamente e as áreas 
urbanas de montante causam inundações nas áreas de jusante. Além disso, estes sistemas não 
consideram os aspectos de qualidade das águas. Com o crescimento da ocupação das áreas de 
drenagem, estes sistemas apresentam falhas, provocando inundações. Para solucionar tais 
falhas, os sistemas têm as dimensões de suas canalizações ampliadas, por meio de obras 
onerosas. 
2.1.2.2 Sistemas Compensatórios 
Os sistemas compensatórios ou alternativos de drenagem urbana se opõem ao conceito de 
evacuação rápida das águas pluviais, baseiam-se na infiltração e retenção das águas 
 
 
 
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6
precipitadas, acarretando uma diminuição no volume de escoamento superficial, bem como o 
rearranjo temporal das vazões. Quando adequadamente concebidos, eles podem exercer um 
importante papel na melhoria da qualidade das águas pluviais. Eles podem assumir múltiplas 
formas, podendo ser utilizados em diferentes escalas, desde pequenas parcelas, até o projeto 
de sistemas de drenagem para cidades inteiras, além de poderem ser facilmente integrados ao 
meio ambiente, permitindo usos diversos pela população, como áreas de estacionamento, 
áreas para a prática de esportes, áreas de parques ou de lazer inundáveis. 
Baptista (2001) classifica essas técnicas em três tipos distintos, segundo a forma de controle 
de vazões: 
• Técnicas para controle na fonte: poços de infiltração, micro-reservatórios individuais, 
valas, valetas ou áreas de armazenamento e/ou infiltração, telhados armazenadores, 
etc.; 
• Técnicas para controle nos sistemas viário e de drenagem: pavimentos porosos, valas e 
valetas de armazenamento e/ou infiltração, áreas de armazenamento em pátios ou 
estacionamentos, etc.; 
• Técnicas para controle centralizado: Bacias de retenção e/ou infiltração. 
Segundo Baptista e Nascimento (2001), estas tecnologias tomam a bacia hidrográfica como 
base de estudo, buscando compensar sistematicamente os efeitos da urbanização, controlando 
na fonte, a produção de excedentes de água decorrentes da impermeabilização, através de 
infiltração, e evitando a sua transferência rápida para jusante, através de estruturas de 
armazenamento temporário. 
2.2 Processos de concepção dos sistemas de drenagem 
Segundo Barraud et al. (2002), a idéia de que os sistemas clássicos de drenagem constituem a 
única solução possível, vigorou por muitos anos, até que encontrou seus limites, por meio da 
sua saturação e dos custos envolvidos na adequação dos sistemas existentes e dos problemas 
de poluição dos corpos receptores. 
Os sistemas de drenagem atuais têm que garantir a segurança dos indivíduos contra 
inundações e assegurar a continuidade do desenvolvimento urbano sem sobrecarregar os 
 
 
 
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7
orçamentos coletivos e particulares, contribuindo para a recuperação da qualidade dos meios 
receptores (Azzout et al., 1994). 
Atualmente, com a evolução dos sistemas de drenagem para os sistemas alternativos ou 
compensatórios de drenagem urbana, o processo de concepção e escolha dos mesmos se torna 
mais complexo, de acordo com Baptista (2004), envolvendo aspectos que transcendem os 
condicionantes hidrológicos e hidráulicos usualmente considerados. Devendo ser 
considerados aspectos ambientais, sociais e econômicos, tornando a análise dos sistemas um 
processo multitécnico. Com a complexidade da escolha dos sistemas de drenagem, 
ferramentas de auxílio à decisão podem assumir um papel de grande importância, e, devido ao 
aspecto multitécnico e a complexidade desta escolha, tais ferramentas podem se valer de 
técnicas de análise multicritério. 
De acordo com Baptista et al. (2004a) o processo de concepção dos sistemas compensatórios 
de drenagem apresenta duas fases distintas, devido à multiplicidade de técnicas de drenagem 
existentes. A primeira fase compreende na eliminação das técnicas inviáveis para uma 
determinada área, seja por motivos hidrológicos, geotécnicos, ambientais, sociais ou 
econômicos. A segunda fase do processo de concepção dos sistemas de drenagem 
corresponde à fase de decisão, que compreende a elaboração dos diferentes cenários dos 
possíveis arranjos das alternativas de projetos. Em seguida, identificam-se os arranjos 
satisfatórios e insatisfatórios dessas alternativas, para que se possa realizar, com base em 
critérios definidos pelo decisor, a ordenaçãodas alternativas, para finalmente ser realizada a 
escolha do melhor cenário dentre estes (Baptista, 2004). 
A concepção dos sistemas de drenagem provém então, da escolha, dentre os sistemas 
possíveis de serem implantados, do melhor sistema de drenagem para uma determinada área. 
A escolha do sistema a ser implantado deve ser realizada considerando-se os diversos 
aspectos intervenientes no meio, desde os aspectos técnicos até os ambientais, sanitários, 
sociais, econômicos, políticos, paisagísticos, bem como quaisquer outros que se mostrarem 
relevantes. 
 
 
 
 
 
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8
2.3 Contexto do trabalho 
Considerando-se que as tendências atuais para a implantação dos sistemas de drenagem 
pluvial nas áreas urbanas envolvem a consideração dos diversos aspectos intervenientes no 
meio, percebe-se a necessidade de definir critérios para a escolha da melhor técnica a ser 
implementada e de uma metodologia para subsidiar a escolha da técnica mais adequada. 
As avaliações das alternativas de projeto não devem ser forçosamente efetuadas a partir do 
atendimento a apenas um critério. De acordo com Barraud et al. (2001) apud Baptista et al. 
(2001), a fim de melhor avaliar estes vários critérios e, sobretudo, a fim de poder-se realizar 
comparações entre as soluções a serem avaliadas, seria útil a construção e a estimação de 
indicadores, abrangendo todos os aspectos intervenientes na avaliação. 
Com base nas idéias enunciadas no parágrafo anterior foi desenvolvido um trabalho dentro do 
Programa de Pós Graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da 
Universidade Federal de Minas Gerais, intitulado “Proposição de Indicadores para a 
Avaliação de Sistemas de Drenagem Urbana”, desenvolvido por Castro (2002). O presente 
trabalho se contextualiza como uma continuação do trabalho supra citado, agregando aos 
indicadores propostos, indicadores de custos, que tornam a análise mais completa e 
consistente. 
2.4 Objetivos 
O presente trabalho tem como objetivo geral definir indicadores econômico-financeiros para a 
avaliação a priori de sistemas de drenagem urbana e a integração destes indicadores com 
indicadores de desempenho, subsidiando o estabelecimento de um sistema multicritério de 
auxílio à decisão. 
Os objetivos específicos que permitiram a consecução do objetivo geral são: 
• Avaliação dos custos de implantação, manutenção e operação dos diversos tipos de 
técnicas; 
• Construção de indicadores pertinentes a estes custos; 
• Reavaliação dos pesos dos indicadores de desempenho propostos por Castro (2002); 
 
 
 
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9
• Integração gráfica dos indicadores de desempenho e custo; 
• Avaliação da metodologia com sua aplicação a quatro estudos de caso. 
2.5 Etapas metodológicas 
Por meio da consulta à bibliografia, foram estudadas as técnicas alternativas e clássicas de 
drenagem pluvial. As técnicas clássicas são aquelas em que o sistema é composto por 
condutos. 
As técnicas alternativas são subdivididas, de acordo com Baptista (2001) em três tipos: 
técnicas para controle na fonte, técnicas para controle nos sistema viário e de drenagem e 
técnicas para controle centralizado. 
Foram estudadas as condições de implantação, manutenção e operação das técnicas 
alternativas de drenagem, bem como a vida útil de cada tipo de estrutura. Os principais 
tipos de técnicas alternativas foram então agrupados de acordo com características físicas, 
condições de implantação, manutenção e operação similares. Para cada dispositivo estudado 
foram criados projetos-tipo. A partir dos projetos-tipo obtidos, foram avaliados os custos de 
implantação de cada dispositivo. 
Os custos de manutenção e operação das técnicas alternativas de drenagem foram obtidos 
na bibliografia, uma vez que no Brasil a utilização de tais técnicas é incipiente. Estes valores 
foram aferidos com os custos dos serviços relativos a outras utilizações em áreas urbanas 
brasileiras. Para a definição dos custos associados às técnicas clássicas de drenagem, foram 
realizadas entrevistas com serviços técnicos municipais e consultores, que possuem 
conhecimento relativo à implantação, manutenção e operação destas técnicas. As 
composições dos custos de manutenção e operação consideraram a vida útil das estruturas. 
As composições de custos de cada item de implantação, manutenção e operação permitiram a 
obtenção do custo total para cada projeto-tipo. Os projetos tipo elaborados bem como os 
custos relativos aos mesmos encontram-se apresentados no Capítulo 6 do presente trabalho. 
Para a avaliação dos sistemas de drenagem foram utilizados os indicadores de desempenho e 
custo. O “indicador de desempenho” é um agrupamento dos indicadores propostos por Castro 
(2002), que englobam os critérios: objetivo, impactos da obra e inserção da obra. O 
 
 
 
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10
agrupamento de tais indicadores visou simplificar a análise ao se agregar ao indicador de 
custos. 
A análise dos custos foi realizada a partir de indicadores, com a construção de critérios para 
avaliação do custo global, tal critério utilizou como indicadores econômicos o “custo de 
realização”, englobando os custos de projeto e de implantação. Os outros indicadores 
utilizados foram o “custo de manutenção” e o “custo de operação”. Estes critérios agrupados 
formaram um único indicador, denominado “indicador de custos”. 
Os critérios utilizados na análise e a agregação dos indicadores, permitindo a construção de 
um único indicador de custos e um único indicador de desempenho, são apresentados no 
Capítulo 4 do presente trabalho. 
A utilização de tais indicadores foi vinculada à atribuição de pesos a cada um deles, dando 
origem a faixas de preferência, indiferença e veto. A atribuição de pesos aos indicadores foi 
realizada por meio de entrevistas, realizadas com profissionais da área técnica, dentre eles: 
gestores municipais, órgãos ambientais e projetistas. 
Entrevistas foram também realizadas com representantes das populações afetadas. Uma vez 
que os pesos dos indicadores propostos por Castro (2002) foram obtidos por meio de pesquisa 
com profissionais do meio técnico. As entrevistas realizadas com a população de Belo 
Horizonte permitiram a avaliação da ponderação destes indicadores. 
A ponderação dos critérios, bem como os resultados das entrevistas realizadas são 
apresentadas no Capítulo 5. 
A comparação entre as diversas alternativas de projetos de sistemas de drenagem pluvial foi 
então realizada, a partir da agregação dos indicadores de desempenho, utilizando-se os pesos 
atribuídos aos mesmos. Tal comparação foi do tipo desempenho-custo, realizada por meio de 
um Gráfico de Pareto, permitindo a identificação de soluções dominadas e dominantes. 
Com a finalidade de validação dos indicadores propostos, a metodologia foi aplicada a 
quatro estudos de caso. Os projetos estudados englobam cenários distintos de sistemas de 
drenagem englobando desde sistemas puramente clássicos a sistemas que utilizam 
exclusivamente técnicas alternativas de drenagem. Dos quatro estudos de caso um se localiza 
 
 
 
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11
na França, um em Goiânia e os demais na região metropolitana de Belo Horizonte. Os estudos 
de caso são apresentados no Capítulo 7. 
Finalmente, foi realizada uma análise de sensibilidade e robustez, de forma a avaliar os 
indicadores e a metodologia propostos. Tal análise está contida no Capítulo 8.Programa de Pós Graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 
 
12
3 AVALIAÇÃO DOS SISTEMAS DE DRENAGEM URBANA 
3.1 Conceitos relativos a indicadores 
A avaliação dos sistemas de drenagem urbana, dentro do contexto da concepção de sistemas 
modernos, integrando diversos tipos de técnicas, envolve diversos aspectos, sendo, portanto, 
tal avaliação bastante complexa. Devido a esta complexidade, lançamos mão dos métodos de 
auxílio à decisão. 
O auxílio à decisão é definido, de acordo com Roy & Bouyssou (1993), como a atividade que 
ajuda na obtenção dos elementos de respostas às questões intervenientes dentro de um 
processo de decisão. 
O auxílio à decisão para a escolha do sistema de drenagem mais adequado a ser implantado 
pode ser realizado através de comparação de alternativas de projeto. Esta comparação entre as 
alternativas de projetos, também denominadas cenários, é realizada a partir indicadores, que 
permitem a avaliação dos cenários entre eles. 
O termo indicador pode ser definido de diversas formas; cada organização redefine o termo à 
sua maneira, a partir da sua utilização. Entretanto, as definições formais são geralmente 
próximas. 
De acordo com a OCDE (1994) apud Maystre e Bollinger (1999), indicadores são parâmetros, 
ou valores calculados a partir de parâmetros, provenientes de indicações sobre, ou 
descrevendo o estado, de um fenômeno com uma relevância superior às informações 
diretamente ligadas ao valor do parâmetro; ou ainda, segundo Maystre e Bollinger (1999), 
indicadores são conjuntos de dados de naturezas diferentes, agregados em uma única 
característica mais sintética. 
Os indicadores podem ainda ser definidos como um critério sobre o qual é fixada uma 
estrutura de preferência, podendo ser utilizado dentro de um processo de tomada de decisão 
(Kastner, 2003). 
Em síntese, pode-se definir indicador como um parâmetro ou um valor derivado de um 
parâmetro, que permite caracterizar uma ação, ou seu estado, em diferentes períodos. O 
 
 
 
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13
indicador simplifica a informação proveniente de fenômenos complexos, quantificando-o de 
maneira significativa, à escala desejada. 
No presente trabalho foram contemplados indicadores de desempenho e indicadores de 
custos. Tais indicadores visam refletir os diversos aspectos a serem considerados no processo 
de avaliação global dos sistemas de drenagem. 
O termo avaliação, segundo Lichfield et al. (1975 apud Castro, 2002), pode ser definido 
como a análise de alternativas, enumerando suas vantagens e desvantagens. Uma avaliação 
deve fornecer informações que irão subsidiar a tomada de decisão. 
Quando a decisão a ser tomada envolve diversos aspectos, o processo decisório se torna 
complexo, estes aspectos podem ser contraditórios, uma melhora em um determinado aspecto 
pode significar uma piora em outros aspectos. 
Para solucionar estes problemas, lançamos mão das chamadas análises multicritério, ou 
métodos multicritério de decisão. Os princípios da análise multicritério se deram nas 
pesquisas em economia no fim do século XIX e início do século XX, com os estudos de 
Walras, Cournot e Pareto. A partir de 1960, a análise multicritério se apresenta como a 
escolha de uma ação em presença de critérios múltiplos (Pomerol e Barba-Romero, 1993). 
O presente trabalho visa realizar uma avaliação dos sistemas de drenagem, propiciando a 
escolha, a priori, do sistema mais adequado a ser implantado. Esta avaliação se dá por meio 
da ordenação das alternativas, indo desde a mais adequada até a menos adequada. 
A comparação entre os diversos sistemas de drenagem foi realizada considerando diversos 
aspectos, desde sociais, ambientais até econômicos, além dos aspectos técnicos. Estes critérios 
são representados pelos indicadores contidos no Capítulo 4. A análise efetuada é do tipo 
desempenho-custo. A execução desta análise é baseada em dois elementos preponderantes: a 
agregação dos indicadores de desempenho propostos por Castro (2002) e a ponderação dos 
indicadores utilizados, exprimindo a importância relativa dos diversos critérios de análise. 
A análise desempenho-custo será realizada sob a forma de um Gráfico de Pareto, contendo o 
valor do indicador de custos no eixo das abscissas, calculado para cada alternativa de projeto, 
e o valor do indicador de desempenho de cada alternativa, no eixo das ordenadas. 
 
 
 
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14
3.2 Agregação de indicadores 
A agregação dos indicadores, dando origem a um só indicador, denominado índice de 
desempenho no presente trabalho, é realizada por meio de um método de análise multicritério, 
viabilizando, assim, uma análise desempenho-custo. 
A escolha do método multicritério de agregação buscou um método simples, de fácil 
aplicação e que não apresentasse inconveniências quando ocorressem mudanças de escala dos 
valores dos indicadores. Baseado nestas premissas, o procedimento escolhido foi baseado no 
princípio da distância a uma ação ideal. 
Os métodos de distância a uma ação ideal consideram que a melhor alternativa é aquela mais 
próxima da ideal, ainda que esta não seja realmente factível. A ação ideal é aquela em que 
todos os indicadores possuem os melhores valores possíveis. 
Segundo Pomerol e Barba-Romero (1993) em 1965, Geoffrin introduziu a noção de ação ideal 
dentro da análise multicritério. Roy (1968) e Benayoun et al. (1971) utilizaram este conceito 
no método de análise multicritério STEM, mas foi Zeleny (1982) que fez da solução ideal o 
elemento central de sua “solução de compromisso”. 
Quanto à idéia de minimização de uma distância, ela foi introduzida dentro do domínio da 
análise multicritério por Charnes e Cooper (1961) através do “Goal Programming”. 
Para Zeleny e Cochane (1973) é mais racional escolher uma solução que está mais próxima do 
ideal ou mais distante do antiideal. 
Existem vários tipos de distâncias em relação a uma solução ideal, a mais usual no caso de 
análise multicritério, segundo Pomerol e Barba-Romero (1993), é a Distância de Minkovski a 
uma solução ideal, que define a distância entre dois pontos x e y pela Equação 3.1 a seguir. 
p
j
p
jjp yxm
1


 −= ∑ para p≥1; (3.1) 
Em que: 
mp: distância de Minkovski entre os pontos x e y; 
 
 
 
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j: critério analisado; 
xj: ponto de coordenada x para o critério j; 
yj: ponto de coordenada y para o critério j; 
p: valor que define o tipo de distância. 
Os valores de p mais utilizados são 1, 2 e ∞. Quando p=1, a distância é do tipo retangular, 
quando p=2, a distância é do tipo Euclidiana e quando p= ∞, a distância é do tipo de 
Tchebycheff. 
No caso de se considerar a importância relativa dos diversos critérios de análise, a distância a 
uma ação ideal considerará seus pesos e a equação 3.1 será reescrita na forma da equação 3.2, 
a seguir. 
p
j
p
jj
p
jp yxwm
1


 −= ∑ para p≥1; (3.2) 
Em que: 
mp: distância de Minkovski entre os pontos x e y; 
j: critério analisado; 
wj: peso do critério j; 
xj : ponto de coordenada x para o critério j; 
yj : ponto de coordenada y para o critério j; 
p: valor que define o tipo de distância. 
 
 
 
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A
B
C
D
E
C2
C1
Antiideal
Ideal
 
Figura 3.1 - Ilustração de noção de distância ao ideal e ao antiideal 
Fonte: Pomerol e Barba-Romero, 1993. 
Existem diversos métodos deanálise multicritério que se baseiam na distância entre a ação 
ideal e a antiideal. No presente estudo o método TOPSIS (Hwang e Yoon, 1981 apud 
Pomerol e Barba-Romero, 1993) foi escolhido para a agregação dos indicadores de 
desempenho. 
O método TOPSIS foi escolhido devido ao fato de que, dentre os métodos de distância, este 
apresenta grande simplicidade de aplicação e baseia na distância ao ideal e ao antiideal, o que 
garante menor erro associado. Observa-se na Figura 3.1, que o ponto mais distante do 
antiideal nem sempre é o mais próximo do ideal. 
3.3 O método TOPSIS de agregação de indicadores 
O método TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution) foi 
desenvolvido por Hwang e Yoon (1981 apud Pomerol e Barba-Romero, 1993), ele associa a 
distância ao ideal e a distância ao antiideal por meio de uma taxa de similaridade. 
A distância ao ideal é calculada através da equação 3.3, a seguir. 
 
 
 
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p
j
p
ijj
Mp
jip
M aawad
1
)( 

 −= ∑ , para p≥1; (3.3) 
Em que: 
)( ip
M ad : distância de Minkovski entre os pontos aMj e aij; 
j: critério analisado; 
wj: peso do critério j; 
aMj: ponto de ideal para o critério j; 
aij: ponto de coordenada da alternativa considerada para o critério j; 
p: valor que define o tipo de distância. 
A distância ao antiideal é calculada por: 
p
j
p
ijj
mp
jip
m aawad
1
)( 

 −= ∑ , para p≥1; (3.4) 
Em que: 
)( ip
m ad : distância de Minkovski entre os pontos amj e aij; 
j: critério analisado; 
wj: peso do critério j; 
amj: ponto de anti ideal para o critério j; 
aij: ponto de coordenada da alternativa considerada para o critério j; 
p: valor que define o tipo de distância. 
A partir das equações 4.3 e 4.4, pode ser calculada a taxa de similaridade: 
)]()([
)(
)(
ip
m
ip
M
ip
m
ip adad
ad
aD −= , para p≥ 1; (3.5) 
 
 
 
 
 
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Em que: 
)( ip aD : taxa de similaridade; 
)( ip
M ad : distância de Minkovski ao ideal 
)( ip
m ad : distância de Minkovski ao antiideal; 
p: valor que define o tipo de distância. 
O valor de )( ip aD varia de 0, para o ponto antiideal a 1, para o ponto ideal. O valor do índice 
de desempenho para cada sistema será o próprio valor da taxa de similaridade ( )( ip aD ). 
No presente estudo o método TOPSIS foi utilizado com o tipo de distância Euclidiana, com 
p=2, por apresentar a vantagem de se distanciar dos métodos de soma ponderada, fazendo 
com que o valor da escala do indicador tenha menor influência no resultado final. 
3.4 Considerações gerais 
O presente capítulo apresentou a definição de indicadores e de avaliação, exibindo a análise 
multicritério a ser utilizada na agregação dos indicadores de desempenho. A seguir serão 
apresentados os indicadores utilizados na análise desempenho-custo. 
 
 
 
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4 METODOLOGIA DE AVALIAÇÃO GLOBAL DOS SISTEMAS DE 
DRENAGEM URBANA 
4.1 Introdução 
A metodologia de avaliação dos sistemas de drenagem urbana, consiste de uma avaliação do 
tipo desempenho-custo, utilizando indicadores de desempenho, agregados, formando um 
único indicador e um indicador de custos, que engloba os custos de implantação, manutenção 
e operação dos sistemas de drenagem. 
Serão apresentados neste capítulo os indicadores de desempenho e custos utilizados no 
presente trabalho. 
4.2 Indicadores de desempenho 
Os indicadores de desempenho utilizados no presente trabalho são provenientes do trabalho 
de Castro (2002), sendo objeto do presente trabalho a agregação destes indicadores e a 
avaliação da ponderação dos mesmos. 
Os critérios utilizados para a análise dos projetos foram: o objetivo, os impactos da obra e sua 
inserção. Os indicadores pertinentes à avaliação tiveram dois caráteres: quantitativo, quando 
foram definidas expressões de cálculo para os mesmos, e qualitativo, onde foi estabelecida 
uma escala de 7 níveis, sendo eles, em ordem crescente: Grande Piora, Sensível Piora, 
Pequena Piora, Indiferente, Pequena Melhora, Sensível Melhora, Grande Melhora. 
4.2.1 Critério “Objetivo” 
Este critério é exprimido pelo indicador de atendimento ao objetivo principal. Seu cálculo é 
fundamentado no nível de proteção de cheias proporcionado pela alternativa em projeto, 
quantificado pela relação entre o tempo de retorno previsto da alternativa em questão e o 
tempo de retorno desejável para a obra: 
 Se TR ≥ TRD ⇒ Io = 1,0 
 
 
 
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Se TR < TRD ⇒ Io = 
RD
R
T
T
; (4.1) 
Em que: 
TR: Tempo de retorno de projeto; 
TRD: Tempo de retorno desejável. 
4.2.2 Critério “Impactos da Obra” 
O critério referente aos impactos da obra é dividido em três aspectos a serem avaliados: 
hidrológicos, sanitários e referentes à qualidade das águas. Os indicadores referentes a cada 
um destes aspectos são apresentados a seguir. 
Os impactos hidrológicos são representados por dois indicadores: o impacto sobre as vazões 
de jusante e a recarga do aqüífero. 
• Impacto sobre as vazões a jusante 
Este indicador avalia os impactos do sistema de drenagem proposto, em relação à vazão 
desejável a ser mantida a jusante. Esta vazão, denominada “vazão alvo”, será comparada às 
vazões escoadas a jusante por cada uma das alternativas de projeto propostas, de forma a 
verificar o atendimento a um determinado valor considerado adequado. 
As formulações para avaliar este critério são as seguintes: 
Caso a vazão a ser mantida a jusante deva ser superior a um dado valor alvo mínimo, ou seja, 
deseja-se resguardar uma vazão mínima a jusante: 
 Se Qjusmin ≥ Qalvo ⇒ IH1 = 1,0 
Se Qjus min < Qalvo ⇒ IH1 = 
alvo
jus
Q
Q min
 (4.2) 
Em que: 
Qjusmin: Vazão mínima a jusante segundo a alternativa estudada; 
Qalvo: Vazão alvo a ser mantida a jusante. 
 
 
 
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O valor deste indicador estará sempre compreendido no intervalo [0;1], prevendo-se sempre 
resultados positivos da alternativa proposta em relação a este aspecto. 
Caso a vazão a ser mantida a jusante seja limitada a um valor alvo máximo, ou seja, existe 
uma vazão de restrição: 
 Se Qjusmax ≤ Qalvo ⇒ IH1 = 1,0 
Se Qjusmax > Qalvo ⇒ IH1 = 
maxjus
alvo
Q
Q
 (4.3) 
Em que: 
Qjusmax: Vazão máxima a jusante segundo a alternativa estudada. 
Se a vazão alvo a ser mantida a jusante tiver um limite mínimo e máximo, a avaliação 
referente às vazões a jusante corresponde à média entre os indicadores para a vazão alvo 
mínima e máxima, mantendo-se no mesmo intervalo [0;1]. 
• Recarga do aqüífero 
O indicador proposto para avaliar a recarga do aqüífero é dado pela expressão a seguir, sendo 
limitado ao valor 1,0: 
IH2 = 
nat
nat
Q
QQ −inf ; (4.4) 
Em que: 
Qinf: Vazão infiltrada segundo a alternativa estudada; 
Qnat: Vazão infiltrada caso a área não estivesse urbanizada. 
O cálculo deste indicador pode ser simplificado, em situações em que as áreas de infiltração 
forem homogêneas e as cargas hidráulicas forem iguais. Nestes casos, o cálculo do indicador 
pode ser feito através das áreas de infiltração, ao invés das vazões infiltradas, com a seguinte 
expressão, sendo também limitado ao valor 1,0: 
IH2 = 
nat
nat
A
AA −inf ; (4.5)