Analise Tecnicas Compensatorias

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AVALIAÇÃO DE TÉCNICAS COMPENSATÓRIAS INTEGRADAS A AÇÕES 
URBANÍSTICAS EM FAVELAS VERTICAIS PARA CONTROLE DE CHEIAS. 
ESTUDO DE CASO: FAVELA SAQUAÇU/RJ. 
 
 
 
 
Gabriela Lins Veiga 
Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa 
de Pós-graduação em Engenharia Civil, COPPE, 
da Universidade Federal do Rio de Janeiro, como 
parte dos requisitos necessários à obtenção do 
título de Mestre em Engenharia Civil. 
Orientador: Marcelo Gomes Miguez 
 
 
 
Rio de Janeiro 
Julho de 2014 
 
 
 
AVALIAÇÃO DE TÉCNICAS COMPENSATÓRIAS INTEGRADAS A AÇÕES 
URBANÍSTICAS EM FAVELAS VERTICAIS PARA CONTROLE DE CHEIAS. 
ESTUDO DE CASO: FAVELA SAQUAÇU/RJ. 
 
Gabriela Lins Veiga 
 
DISSERTAÇÃO SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DO INSTITUTO ALBERTO 
LUIZ COIMBRA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA DE ENGENHARIA (COPPE) 
DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS 
REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE MESTRE EM 
CIÊNCIAS EM ENGENHARIA CIVIL. 
 
Examinada por: 
 
 
 
________________________________________________ 
Prof. Marcelo Gomes Miguez, D.Sc. 
 
 
 
________________________________________________ 
Prof. José Paulo Soares de Azevedo, Ph.D. 
 
 
 
________________________________________________ 
Prof. Vladimir Caramori Borges de Souza, D.Sc. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RIO DE JANEIRO, RJ - BRASIL 
JULHO DE 2014 
 
iii 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Veiga, Gabriela Lins 
Avaliação de técnicas compensatórias integradas a 
ações urbanísticas em favelas verticais para controle de 
cheias. Estudo de caso: favela Saquaçu/RJ/ Gabriela Lins 
Veiga. – Rio de Janeiro: UFRJ/COPPE, 2014. 
XIII, 135 p.: il.; 29,7 cm. 
Orientador: Marcelo Gomes Miguez 
Dissertação (mestrado) – UFRJ/ COPPE/ Programa de 
Engenharia Civil, 2014. 
 Referências Bibliográficas: p. 127-135. 
1. Drenagem urbana. 2. Técnicas compensatórias. 3. 
Favelas verticais. 4. Modelo de Células de Escoamento. I. 
Miguez, Marcelo Gomes. II. Universidade Federal do Rio 
de Janeiro, COPPE, Programa de Engenharia Civil. III. 
Título. 
 
 
 
 
iv 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dedico esta dissertação 
aos meus pais, César e Mônica, 
e a minha avó, Beca (in memorian), 
por todo amor e incentivo. 
 
 
 
 
v 
 
AGRADECIMENTOS 
 
A Deus. 
Aos meus pais, César e Mônica, e a minha irmã, Renata, por todo amor, compreensão e 
apoio no decorrer dos meus estudos. 
A minha família, por todo o estímulo. 
Ao meu namorado, Pedro, por todo amor e carinho e por toda ajuda e compreensão 
durante a realização do trabalho. 
Ao meu orientador, professor Marcelo Miguez, pela dedicação, paciência, incentivo, 
conselhos e ensinamentos durante este período. 
Aos professores José Paulo Azevedo e Paulo Carneiro, pelas sugestões que 
contribuíram para a melhoria deste trabalho. 
Aos professores José Paulo Azevedo e Vladimir Caramori, pela gentileza em aceitarem 
o convite para participar da banca. 
Aos colegas da COPPE, pelo convívio e por toda a ajuda durante a elaboração desta 
dissertação. 
Aos amigos que dividiram comigo a experiência de morar no Rio, pelos momentos 
maravilhosos. 
A todos os meus amigos, pelo apoio e momentos compartilhados. 
Aos eternos membros do PET Engenharia Civil, pelas lições e conselhos. 
Ao CNPq, pelo auxílio financeiro concedido. 
A todas as pessoas que contribuíram de alguma forma para a realização deste trabalho. 
 
 
 
 
 
 
 
 
vi 
 
Resumo da Dissertação apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos 
necessários para a obtenção do grau de Mestre em Ciências (M.Sc.) 
 
 
AVALIAÇÃO DE TÉCNICAS COMPENSATÓRIAS INTEGRADAS A AÇÕES 
URBANÍSTICAS EM FAVELAS VERTICAIS PARA CONTROLE DE CHEIAS. 
ESTUDO DE CASO: FAVELA SAQUAÇU/RJ. 
 
 
Gabriela Lins Veiga 
 
Julho/2014 
 
Orientador: Marcelo Gomes Miguez 
 
Programa: Engenharia Civil 
 
 
O intenso crescimento populacional recente associado ao desenvolvimento das 
cidades e suas altas taxas de impermeabilização agravam o quadro das inundações 
urbanas. Os sistemas de drenagem tradicionais, com intuito de escoar as águas pluviais 
com a maior rapidez possível, promovem muitas vezes a simples transferência das cheias 
para jusante. O presente trabalho insere-se nesse contexto abordando uma concepção mais 
sustentável para a gestão das águas pluviais urbanas, bem como apresentando alternativas 
de drenagem e de urbanização mais flexíveis para Zonas Especiais de Interesse Social. 
Assim, apresenta como objetivo a avaliação e a proposição de medidas compensatórias 
integradas a soluções urbanísticas para o controle de cheias voltadas para favelas 
verticais, com aplicação dos conceitos apresentados à favela Saquaçu, localizada no 
município do Rio de Janeiro. A escolha por voltar o estudo para favelas verticais, que 
geralmente apresentam escoamento das águas pluviais sem controle, se deu 
principalmente pela dificuldade de implantação e operacionalização de sistemas de 
drenagem tradicionais nestes locais. Este trabalho faz uso de modelagem hidrodinâmica 
por meio do Modelo de Células de Escoamento (MODCEL) para avaliar as concepções 
de intervenções propostas. 
vii 
 
Abstract of Dissertation presented to COPPE/UFRJ as a partial fulfillment of the 
requirements for the degree of Master of Science (M.Sc.) 
 
 
EVALUATION OF COMPENSATORY TECHNICS INTEGRATED WITH 
URBANISTICS ACTIONS FOR FLOOD CONTROL IN VERTICAL SLUMS. A 
CASE STUDY IN SAQUAÇU SLUM/RJ. 
 
 
Gabriela Lins Veiga 
 
July/2014 
 
Advisor: Marcelo Gomes Miguez 
 
Department: Civil Engineering 
 
 
The intense and recent population growth brought with the development of cities 
and their high rates of imperviousness aggravates the urban flooding occurrences. The 
traditional drainage systems, designed to drain the stormwaters as quickly as possible, 
often promote the simple transferring of flooding downstream. This work tries to address 
a more sustainable design for the management of urban stormwater, as well as presents 
alternative and more flexible propositions for drainage and urbanization approaches in 
Special Zones of Social Interest. Therefore, it aims to evaluate suggestions of 
compensatory measures integrated to urban solutions for flood control, oriented to 
vertical slums, using the case study of Saquaçu slum as an example, located in the city of 
Rio de Janeiro. The choice to focus the study in vertical slums, which frequently drain 
stormwaters without any control, was mainly due to the difficulty of implementation and 
operationalization of traditional drainage systems at these places. This work makes use 
of hydrodynamic modeling through the Flow Cell Model (MODCEL) to evaluate the 
proposed interventions. 
 
viii 
 
ÍNDICE 
 
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................. 1 
1.1 Contextualização e motivação ................................................................................ 2 
1.2 Objetivos ................................................................................................................. 4 
1.2.1 Objetivo geral .................................................................................................. 4 
1.2.2 Objetivos específicos ....................................................................................... 4 
1.3 Procedimentometodológico ................................................................................... 5 
1.4 Escopo do trabalho ................................................................................................. 6 
2 DRENAGEM URBANA E CHEIAS ............................................................................ 7 
2.1 Evolução da drenagem urbana ................................................................................ 7 
2.2 Drenagem urbana clássica ...................................................................................... 8 
2.3 Drenagem urbana sustentável ............................................................................... 11 
2.4 Cheias urbanas ...................................................................................................... 13 
2.4.1 Medidas de controle das cheias urbanas ........................................................ 14 
3 PROCESSOS DE URBANIZAÇÃO E FAVELAS .................................................... 24 
3.1 Desenvolvimento da urbanização e instrumentos de regulação urbana ............... 24 
3.2 Urbanização em Zonas Especiais de Interesse Social – ZEIS .............................. 31 
3.3 Favelas .................................................................................................................. 35 
3.3.1 Drenagem urbana nas favelas verticais ......................................................... 39 
4 METODOLOGIA ........................................................................................................ 42 
4.1 Caracterização da área de estudo .......................................................................... 42 
4.2 Projeto de urbanização.......................................................................................... 45 
4.3 Projetos de drenagem............................................................................................ 50 
4.3.1 Projeto de drenagem tradicional .................................................................... 52 
4.3.2 Projetos de drenagem tradicionais flexibilizados para a ZEIS ...................... 55 
4.4 Chuvas de projeto para os cenários de modelagem matemática propostos .......... 56 
4.5 Modelagem hidrodinâmica com o Modelo de Células de Escoamento – 
MODCEL ................................................................................................................... 58 
4.6 Cenários propostos ............................................................................................... 62 
4.6.1 Cenário 1 – Drenagem tradicional ................................................................. 64 
4.6.2 Cenário 2 – Drenagem tradicional flexibilizada para a ZEIS ........................ 66 
4.6.3 Cenário 3 – Drenagem tradicional flexibilizada para a ZEIS aplicada a 
toda a área de estudo ............................................................................................... 68 
4.6.4 Cenário 4 – Reservatórios de lote .................................................................. 73 
4.6.5 Cenário 5 – Telhados verdes ......................................................................... 75 
4.6.6 Cenário 6 – Reservatórios em praças ............................................................ 77 
ix 
 
4.6.7 Cenário 7 – Reservatórios de lote e telhados verdes ..................................... 80 
4.6.8 Cenário 8 – Reservatórios de lote, telhados verdes e reservatórios em 
praças ...................................................................................................................... 80 
5 RESULTADOS ........................................................................................................... 82 
5.1 Resultados da modelagem dos cenários propostos para avaliação dos projetos 
de drenagem ................................................................................................................ 82 
5.2 Resultados da modelagem dos cenários propostos para avaliação do projeto 
de drenagem tradicional flexibilizado para a ZEIS complementado por técnicas 
compensatórias ........................................................................................................... 88 
6 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ................................................................. 121 
6.1 Conclusões .......................................................................................................... 121 
6.2 Recomendações .................................................................................................. 125 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 127 
 
 
x 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1 – Canalização pelo poder público do córrego Pirajá em Belém/PA (a) e 
desenvolvimento de cidade informal próximo ao arroio Moinho em Porto Alegre/RS 
(b). .................................................................................................................................. 10 
Figura 2 – Comparação entre os conceitos de canalização e reservação........................ 15 
Figura 3 – Composição dos pavimentos permeáveis...................................................... 17 
Figura 4 – Seção transversal típica dos telhados verdes. ................................................ 18 
Figura 5 – Exemplos de bacia de retenção (a) e bacia de detenção (b). ......................... 19 
Figura 6 – Típica trincheira de infiltração. ..................................................................... 20 
Figura 7 – Funcionamento do sistema de previsão e alerta. ........................................... 22 
Figura 8 – Representação do zoneamento das áreas inundáveis. ................................... 23 
Figura 9 – Limites da área estudada e da favela Saquaçu segundo o IPP. ..................... 44 
Figura 10 – Plantas cadastrais referentes à região estudada. .......................................... 45 
Figura 11 – Planta resultante da urbanização formal. .................................................... 47 
Figura 12 – Planta resultante da urbanização adaptada. ................................................. 49 
Figura 13 – Regiões da área de estudo. .......................................................................... 50 
Figura 14 – Distribuição temporal da chuva para tempo de recorrência de 10 anos. ..... 58 
Figura 15 – Distribuição temporal da chuva para tempo de recorrência de 25 anos. ..... 58 
Figura 16 – Etapas para aplicação do MODCEL a uma região hipotética. .................... 61 
Figura 17 – Projeto de drenagem tradicional. ................................................................ 64 
Figura 18 – Divisão da área em células de escoamento para o cenário 1....................... 65 
Figura 19 – Esquema topológico para modelagem do cenário 1. ................................... 65 
Figura 20 – Projeto de drenagem tradicional flexibilizado. ........................................... 66 
Figura 21 – Divisão da área em células de escoamento para o cenário 2....................... 67 
Figura 22 – Esquema topológico para modelagem do cenário 2. ................................... 67 
Figura 23 – Projeto de drenagem tradicional flexibilizado para a favela Saquaçu. ....... 69 
Figura 24 – Divisão da área em células de escoamento para o cenário 3....................... 70 
Figura 25 – Esquema topológico para modelagem do cenário 3 (parte 1). .................... 71 
Figura 26 – Esquema topológico para modelagem do cenário 3 (parte 2). .................... 72 
xi 
 
Figura 27 – Telhado verde implantado no Morro da Babilônia. .................................... 75 
Figura 28 – Localização das praças propostas................................................................ 77 
Figura 29 – Praça utilizada como reservatório de detenção........................................... 78 
Figura 30 – Ligações das praças com a rede de drenagem. ............................................ 79 
Figura 31 – Hidrogramas de saída da região 1 para chuva com TR = 10 anos (cenário 
1). .................................................................................................................................... 83 
Figura 32 – Níveis d’água máximos em um trecho da galeria para chuva com TR = 
10 anos (cenário 1). ........................................................................................................ 84 
Figura 33 – Hidrogramas de saída da região 1 para chuva com TR = 10 anos (cenário 
2). .................................................................................................................................... 85 
Figura 34 – Níveis d’água máximos em um trecho da galeria para chuva com TR = 
10 anos (cenário 2). ........................................................................................................ 86 
Figura 35 – Hidrogramas totais de saída da região 1 para chuva com TR = 10 anos 
(cenários 1 e 2). .............................................................................................................. 87 
Figura 36 – Hidrogramas totais de saída da região 1 (cenário 3). .................................. 88 
Figura 37 – Hidrogramas totais de saída da região 2 (cenário 3). .................................. 89 
Figura 38 – Hidrogramas totais de saída da região 3 (cenário 3). .................................. 89 
Figura 39 – Hidrogramas de saída da região 1 para chuva com TR = 10 anos (cenário 
3). .................................................................................................................................... 90 
Figura 40 – Hidrogramas de saída da região 2 para chuva com TR = 10 anos (cenário 
3). .................................................................................................................................... 90 
Figura 41 – Hidrogramas de saída da região 3 para chuva com TR = 10 anos (cenário 
3). .................................................................................................................................... 91 
Figura 42 – Hidrogramas de saída da região 1 para chuva com TR = 25 anos (cenário 
3). .................................................................................................................................... 91 
Figura 43 – Hidrogramas de saída da região 2 para chuva com TR = 25 anos (cenário 
3). .................................................................................................................................... 92 
Figura 44 – Hidrogramas de saída da região 3 para chuva com TR = 25 anos (cenário 
3). .................................................................................................................................... 92 
Figura 45 – Níveis d’água máximos em um trecho da galeria para chuva com TR = 
10 anos (cenário 3). ........................................................................................................ 93 
xii 
 
Figura 46 – Níveis d’água máximos em um trecho da galeria para chuva com TR = 
25 anos (cenário 3). ........................................................................................................ 93 
Figura 47 – Hidrogramas totais de saída da região 1 antes (cenário 3) e depois 
(cenário 4) da implantação dos reservatórios de lote para chuva com TR = 25 anos. ... 94 
Figura 48 – Hidrogramas totais de saída da região 2 antes (cenário 3) e depois 
(cenário 4) da implantação dos reservatórios de lote para chuva com TR = 25 anos. ... 95 
Figura 49 – Hidrogramas totais de saída da região 3 antes (cenário 3) e depois 
(cenário 4) da implantação dos reservatórios de lote para chuva com TR = 25 anos. ... 95 
Figura 50 – Hidrogramas de saída da região 1 para chuva com TR = 25 anos (cenário 
4). .................................................................................................................................... 96 
Figura 51 – Hidrogramas de saída da região 2 para chuva com TR = 25 anos (cenário 
4). .................................................................................................................................... 96 
Figura 52 – Hidrogramas de saída da região 3 para chuva com TR = 25 anos (cenário 
4). .................................................................................................................................... 97 
Figura 53 – Níveis d’água máximos em um trecho da galeria para chuva com TR = 
25 anos (cenário 4). ........................................................................................................ 97 
Figura 54 – Hidrogramas totais de saída da região 1 antes (cenário 3) e depois 
(cenário 5) da implantação dos telhados verdes para chuva com TR = 25 anos. ........... 98 
Figura 55 – Hidrogramas totais de saída da região 2 antes (cenário 3) e depois 
(cenário 5) da implantação dos telhados verdes para chuva com TR = 25 anos. ........... 98 
Figura 56 – Hidrogramas totais de saída da região 3 antes (cenário 3) e depois 
(cenário 5) da implantação dos telhados verdes para chuva com TR = 25 anos. ........... 99 
Figura 57 – Hidrogramas de saída da região 1 para chuva com TR = 25 anos (cenário 
5). .................................................................................................................................. 100 
Figura 58 – Hidrogramas de saída da região 2 para chuva com TR = 25 anos (cenário 
5). .................................................................................................................................. 100 
Figura 59 – Hidrogramas de saída da região 3 para chuva com TR = 25 anos (cenário 
5). .................................................................................................................................. 101 
Figura 60 – Níveis d’água máximos em um trecho da galeria para chuva com TR = 
25 anos (cenário 5). ...................................................................................................... 101 
xiii 
 
Figura 61 – Hidrogramas totais de saída da região 1 antes (cenário 3) e depois 
(cenário 6) da implantação das praças que funcionam como reservatórios de 
detenção para chuva com TR = 25 anos. ...................................................................... 102 
Figura 62 – Hidrogramas totais de saída da região 2 antes (cenário 3) e depois 
(cenário 6) da implantação das praças que funcionam como reservatórios de 
detenção para chuva com TR = 25 anos. ...................................................................... 103 
Figura 63 – Hidrogramas totais de saída da região 3 antes (cenário 3) e depois 
(cenário 6) da implantação das praças que funcionam como reservatórios de 
detenção para chuva com TR = 25 anos. ...................................................................... 103 
Figura 64 – Hidrogramas de saída da região 1 para chuva com TR = 25 anos (cenário 
6). .................................................................................................................................. 104 
Figura 65 – Hidrogramas de saída da região 2 para chuva com TR = 25 anos (cenário 
6). .................................................................................................................................. 105 
Figura 66 – Hidrogramas de saída da região 3 para chuva com TR = 25 anos (cenário 
6). .................................................................................................................................. 105 
Figura 67 – Hidrogramas de entrada e saída da praça 1 para chuva com TR = 25 
anos (cenário 6). ........................................................................................................... 106 
Figura 68 –Hidrogramas de entrada e saída da praça 2 para chuva com TR = 25 
anos (cenário 6). ........................................................................................................... 106 
Figura 69 – Hidrogramas de entrada e saída da praça 3 para chuva com TR = 25 
anos (cenário 6). ........................................................................................................... 107 
Figura 70 – Hidrogramas totais de saída da região 1 antes (cenário 3) e depois 
(cenário 7) da implantação de reservatórios de lote e telhados verdes para chuva com 
TR = 25 anos. ............................................................................................................... 108 
Figura 71 – Hidrogramas totais de saída da região 2 antes (cenário 3) e depois 
(cenário 7) da implantação de reservatórios de lote e telhados verdes para chuva com 
TR = 25 anos. ............................................................................................................... 108 
Figura 72 – Hidrogramas totais de saída da região 3 antes (cenário 3) e depois 
(cenário 7) da implantação de reservatórios de lote e telhados verdes para chuva com 
TR = 25 anos. ............................................................................................................... 109 
Figura 73 – Hidrogramas de saída da região 1 para chuva com TR = 25 anos (cenário 
7). .................................................................................................................................. 110 
xiv 
 
Figura 74 – Hidrogramas de saída da região 2 para chuva com TR = 25 anos (cenário 
7). .................................................................................................................................. 110 
Figura 75 – Hidrogramas de saída da região 3 para chuva com TR = 25 anos (cenário 
7). .................................................................................................................................. 111 
Figura 76 – Hidrogramas totais de saída da região 1 antes (cenário 3) e depois 
(cenário 8) da implantação dos reservatórios de lote, dos telhados verdes e das praças 
que funcionam como reservatórios de detenção para chuva com TR = 25 anos. ......... 112 
Figura 77 – Hidrogramas totais de saída da região 2 antes (cenário 3) e depois 
(cenário 8) da implantação dos reservatórios de lote, dos telhados verdes e das praças 
que funcionam como reservatórios de detenção para chuva com TR = 25 anos. ......... 112 
Figura 78 – Hidrogramas totais de saída da região 3 antes (cenário 3) e depois 
(cenário 8) da implantação dos reservatórios de lote, dos telhados verdes e das praças 
que funcionam como reservatórios de detenção para chuva com TR = 25 anos. ......... 113 
Figura 79 – Hidrogramas de saída da região 1 para chuva com TR = 25 anos (cenário 
8). .................................................................................................................................. 114 
Figura 80 – Hidrogramas de saída da região 2 para chuva com TR = 25 anos (cenário 
8). .................................................................................................................................. 114 
Figura 81 – Hidrogramas de saída da região 3 para chuva com TR = 25 anos (cenário 
8). .................................................................................................................................. 115 
Figura 82 – Hidrogramas de entrada e saída da praça 1 para chuva com TR = 25 
anos (cenário 8). ........................................................................................................... 115 
Figura 83 – Hidrogramas de entrada e saída da praça 2 para chuva com TR = 25 
anos (cenário 8). ........................................................................................................... 116 
Figura 84 – Hidrogramas de entrada e saída da praça 3 para chuva com TR = 25 
anos (cenário 8). ........................................................................................................... 116 
Figura 85 – Hidrogramas totais de saída da região 1 para chuva com TR = 25 anos 
(cenário 3, 4, 5, 6, 7 e 8). .............................................................................................. 117 
Figura 86 – Hidrogramas totais de saída da região 2 para chuva com TR = 25 anos 
(cenário 3, 4, 5, 6, 7 e 8). .............................................................................................. 118 
Figura 87 – Hidrogramas totais de saída da região 3 para chuva com TR = 25 anos 
(cenário 3, 4, 5, 6, 7 e 8). .............................................................................................. 118 
 
xv 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1 – Comparação entre os conceitos de canalização e reservação. ...................... 15 
Tabela 2 – Vantagens e desvantagens dos pavimentos permeáveis. .............................. 17 
Tabela 3 – Classes de uso do solo e cobertura vegetal do bairro Paciência. .................. 43 
Tabela 4 – Área das regiões consideradas. ..................................................................... 51 
Tabela 5 – Coeficientes da equação IDF para o pluviômetro Santa Cruz. ..................... 53 
Tabela 6 – Cenários simulados no trabalho. ................................................................... 63 
Tabela 7 – Tipos de células e ligações utilizadas. .......................................................... 63 
Tabela 8 – Curva cota-área da célula 549....................................................................... 79 
Tabela 9 – Diâmetros e extensões das tubulações e quantidade de poços de visita e 
caixas de ralo da rede de drenagem correspondente ao cenário 1. ................................. 83 
Tabela 10 – Diâmetros e extensões das tubulações e quantidade de poços de visita e 
caixas de ralo da rede de drenagem correspondente ao cenário 2. ................................. 84 
Tabela 11 – Comparação entre os diâmetros e extensões das tubulações e a 
quantidade de poços de visita e caixas de ralo das redes de drenagem 
correspondentes aos cenários 1 e 2. ................................................................................ 86 
Tabela 12 – Vazões máximas totais de saída da região 1 e tempos de pico para chuva 
com TR = 10 anos. .......................................................................................................... 87 
Tabela 13 – Vazões máximas totais de saída da região 1 e tempos de pico para chuva 
com TR = 25 anos. ........................................................................................................ 119 
Tabela 14 – Vazões máximas totais de saída da região 2 e tempos de pico para chuva 
com TR = 25 anos. ........................................................................................................ 119 
Tabela 15 – Vazões máximas totais de saída da região 3 e tempos de pico para chuva 
com TR = 25 anos. ........................................................................................................ 120 
 
1 
 
1 INTRODUÇÃO 
A água constitui um recurso natural essencial para a existência da vida e, 
consequentemente, para a sobrevivência humana, sendo sua presença no ambiente natural 
e construído, portanto, de fundamental importância. Ela circula na natureza em três 
estados físicos (líquido, sólido e gasoso) através do importante fenômeno denominado 
ciclo hidrológico. 
Segundo Silveira (1993), “o ciclo hidrológico é o fenômeno global de circulação fechada 
da água entre a superfície terrestre e a atmosfera, impulsionado fundamentalmente pela 
energia solar associada à gravidade e à rotação terrestre”. Entre os processos que 
compõem o ciclo, merecem destaque as precipitações, que transportam a água da 
atmosfera para a superfícieterrestre e são responsáveis pelo abastecimento de grande 
parte dos centros urbanos e pelo fornecimento de recursos à população. 
No entanto, com a ocorrência de processos como o crescimento urbano e a urbanização 
não planejada, há uma interferência humana sobre o ciclo hidrológico, o que ocasiona 
modificações relevantes em suas parcelas. Dentre elas, é possível mencionar a redução 
do armazenamento de água na superfície, a redução da infiltração no solo e o decorrente 
aumento do volume escoado superficialmente, os quais promovem um aumento na 
ocorrência e magnitude de inundações urbanas em períodos de chuva. 
As cheias urbanas despontam como uma das principais consequências da interferência 
humana no ciclo hidrológico, constituindo um dos grandes problemas enfrentados 
atualmente pelas cidades, levando à possibilidade de graves danos ambientais, 
econômicos e sociais, incluindo prejuízos à saúde pública e a perda de vidas. 
A importância da drenagem urbana surge nesse contexto ao objetivar, originalmente, a 
coleta, o escoamento e a disposição final das águas pluviais, bem como impedir seu 
acúmulo em áreas de interesse para a ocupação humana, e avançando para conceitos de 
recuperação do ciclo hidrológico e integrando-se com a paisagem urbana em medidas 
diversas também de infiltração e armazenagem. A drenagem urbana engloba, portanto, 
todas as medidas desenvolvidas para prevenção de inundações urbanas. 
 
 
2 
 
1.1 Contextualização e motivação 
O Brasil apresentou em meados do século XX um grande crescimento populacional 
associado a um processo intenso de ocupação urbana, aumentando, com isso, as taxas de 
impermeabilização das superfícies. A população urbana brasileira aumentou de 18,8 
milhões de habitantes em 1940 para cerca de 138 milhões em 2000, segundo dados do 
IBGE. Isto, todavia, não foi acompanhado pelo desenvolvimento da infraestrutura das 
cidades, a exemplo dos serviços de drenagem, o que proporcionou um crescimento na 
ocorrência das inundações urbanas. 
Inicialmente, adotou-se os sistemas de drenagem tradicionais para solucionar os 
problemas de inundação. Eles têm a finalidade de transportar as águas coletadas com a 
maior rapidez possível para regiões de jusante e são constituídos principalmente por 
medidas de canalização e retificação dos cursos d’água. No entanto, a rápida retirada das 
águas pluviais do ambiente urbano soluciona os problemas apenas de forma localizada, 
por determinado período de tempo e acarreta a transferência de riscos de inundação para 
outras áreas da bacia hidrográfica. A implantação das redes de drenagem e o aumento da 
impermeabilização do solo podem causar um acréscimo de até 6 vezes nas vazões 
máximas decorrentes de um evento de precipitação (LEOPOLD, 1968). 
Os efeitos negativos obtidos com a implantação dos sistemas clássicos de drenagem, 
desse modo, estimularam uma evolução nas soluções adotadas. Em muitos casos, essas 
soluções passaram a ser complementadas ou substituídas por medidas de caráter mais 
sustentável, que buscam a redução dos impactos causados pela ocupação urbana 
imprópria sobre o ciclo hidrológico e a aproximação do escoamento das condições 
naturais existentes na bacia através de dispositivos que promovem o armazenamento, a 
infiltração e a detenção das águas pluviais. 
Além disso, o conhecimento e a previsão do comportamento dos corpos hídricos e dos 
padrões de escoamento na área urbana são fundamentais para reduzir a ocorrência das 
inundações e permitir o desenvolvimento das cidades. É a partir deles que se torna 
possível evitar os prejuízos aos serviços básicos de infraestrutura, bem como a perda de 
vidas e bens materiais, além de permitir o uso dos eventuais corpos d’água para fins 
diversos, como o abastecimento e transporte. 
A modelagem matemática e computacional, nesse contexto, pode ser utilizada como 
ferramenta de apoio à avaliação do problema e à proposição de medidas para contorná-
3 
 
lo. Os modelos matemáticos são constituídos por equações matemáticas desenvolvidas a 
fim de representar fenômenos naturais. Neste cenário, podem ser utilizados para verificar 
os padrões de escoamento e as áreas que correm risco de alagamento; bem como avaliar 
como se dá o comportamento das águas com a introdução de obras de engenharia e 
auxiliar nos sistemas de previsão e alerta. 
O presente trabalho preocupa-se, assim, com o estudo do aprimoramento do 
comportamento das águas pluviais na superfície, evitando a ocorrência de inundações e 
promovendo a integração urbana e social de uma determinada região, de ocupação 
irregular, configurando uma favela vertical na cidade do Rio de janeiro, que será objeto 
de estudo do trabalho. Para isso, serão propostas medidas compensatórias integradas a 
ações urbanísticas dispostas em diferentes cenários, que serão simulados através da 
modelagem hidrodinâmica por meio do Modelo de Células de Escoamento – MODCEL. 
Por ser considerado um modelo quasi-bidimensional, ele apresenta a vantagem de 
representar o escoamento em várias direções, trabalhando apenas com equações 
unidimensionais. 
O MODCEL, portanto, é capaz de representar a complexidade do comportamento das 
bacias urbanas pelo uso de diferentes tipos de células e ligações, permitindo a interação 
de elementos da paisagem urbana, como ruas e praças, com a rede de drenagem. Ademais, 
o modelo vem sendo aprimorado e utilizado em diversos trabalhos voltados para 
solucionar o problema das inundações, com a obtenção de resultados satisfatórios, tais 
como: Rodrigues (2008), Rezende (2010), Veról et al (2011), Vidal (2012) e Bahiense 
(2013). 
A escolha por voltar o estudo para favelas verticais se deu principalmente pela dificuldade 
de implantação e operacionalização de seus sistemas de drenagem, em virtude do pouco 
espaço disponível, e porque esta é uma situação frequente na cidade do Rio de Janeiro. A 
irregularidade do perfil topográfico, que apresenta como regra uma grande declividade, 
associado ao excessivo adensamento populacional e à presença demasiada de áreas de 
risco, levam a um escoamento superficial de águas pluviais descontrolado, criando 
desafios para a implementação de sistemas de drenagem efetivos. No mesmo sentido, a 
necessidade de projetos com custos compatíveis com a realidade local e de simples 
manutenção também se colocam como exigências para o planejamento desses sistemas. 
Outro desafio é o de minimizar a transferência destas vazões descontroladas para as áreas 
baixas formais que se encontram a jusante. 
4 
 
Ademais, especificando o objeto de análise desse trabalho, escolheu-se a favela Saquaçu, 
localizada no bairro Paciência do município do Rio de Janeiro, como área de estudo, uma 
vez que além de constituir uma favela vertical, é uma das regiões compreendidas pelo 
programa Morar Carioca, um concurso lançado pela Prefeitura da Cidade, com o intuito 
de gerar projetos que têm por objetivo a integração à cidade formal de assentamentos 
precários informais por meio de sua urbanização, a fim de melhorar as condições de vida 
da população. 
1.2 Objetivos 
1.2.1 Objetivo geral 
O presente trabalho tem como seu objetivo maior propor e avaliar soluções urbanísticas 
e sustentáveis para o controle de cheias voltadas para favelas verticais. Para isto, será 
introduzida uma flexibilização no projeto de drenagem, considerando a favela como Zona 
Especial de Interesse Social e trazendo o uso de técnicas compensatórias para este 
conjunto de solução. Os conceitos apresentados serão aplicados à favela Saquaçu, 
utilizando a modelagem hidrodinâmica por meio do Modelo de Células de Escoamento 
para avaliar as propostas. 
1.2.2 Objetivos específicos 
 Discutir alternativasde urbanização formal e de urbanização em Zonas Especiais 
de Interesse Social; 
 Desenvolver o projeto de drenagem convencional de área pertencente à favela 
Saquaçu a partir do cumprimento das instruções técnicas municipais e 
recomendações encontradas na literatura, como previsto para as áreas de 
urbanização formal; 
 Desenvolver o projeto de drenagem convencional flexibilizado para a mesma 
área, partindo da premissa de que ela constitui uma Zona Especial de Interesse 
Social, cujas disposições normativas apresentam caráter mais moderado e que se 
aceita relevar algumas das condições de projeto desenvolvidas para uma área 
formal; 
5 
 
 Selecionar a concepção de drenagem que apresenta maior viabilidade de 
implantação nas favelas verticais e desenvolver o projeto de drenagem para toda 
a área de estudo; 
 Propor variantes de projetos complementares, que utilizam técnicas 
compensatórias integradas a ações urbanísticas para o controle de cheias na favela 
Saquaçu, de modo a controlar também as vazões entregues a jusante. 
1.3 Procedimento metodológico 
A realização do presente trabalho pode ser deduzida através das seguintes etapas 
metodológicas: 
 Revisão bibliográfica acerca do tema; 
 Definição da favela Saquaçu como estudo de caso e do modelo matemático 
MODCEL como instrumento para simulação hidrodinâmica; 
 Coleta das informações e materiais necessários à confecção do trabalho; 
 Apropriação dos projetos de tração urbano realizados para a área, considerando 
os índices urbanísticos formais e a flexibilização destes índices, para uma Zona 
Especial de Interesse Social, tomando como referência o trabalho anterior de 
Corbani (2013); 
 Elaboração dos projetos de drenagem tradicional e tradicional flexibilizado para 
área da favela Saquaçu; 
 Aplicação do MODCEL aos casos supracitados a fim de verificar os padrões de 
escoamento e escolha e aplicação da concepção de projeto mais viável para toda 
a área de estudo; 
 Seleção de medidas compensatórias com aplicabilidade à favela e definição de 
cenários para avaliação; 
 Simulação dos cenários propostos através do MODCEL; 
 Análise e discussão dos efeitos gerados pela simulação hidrodinâmica de cada 
cenário. 
 
 
6 
 
1.4 Escopo do trabalho 
A dissertação foi dividida em seis capítulos: Introdução; Drenagem urbana e cheias; 
Processos de urbanização e favelas; Metodologia; Resultados; Conclusões e 
recomendações. 
O presente capítulo trouxe uma visão geral do conteúdo do trabalho, mostrando sua 
relevância e a motivação para a escolha do tema, bem como apresentou os objetivos e 
uma síntese das etapas metodológicas desenvolvidas para alcançá-los. 
Após este primeiro capítulo, o capítulo 2 será constituído de uma revisão bibliográfica 
acerca dos conceitos relativos à drenagem urbana e sua evolução, desde as concepções 
iniciais adotadas na drenagem clássica até a busca por soluções de caráter sustentável. 
Nesse contexto, também serão abordadas as cheias e as medidas para controlá-las. 
Em seguida, o terceiro capítulo irá tratar do processo de urbanização, tanto quanto da 
descrição dos instrumentos que promovem a regulação urbana. Nesse sentido, serão 
apresentadas as disposições legais e as normas técnicas que regem uma urbanização mais 
formal, como também aqueles que permitem uma maior flexibilização, com destaque para 
as Zonas Especiais de Interesse Social. Este capítulo ainda trará uma análise dos 
principais aspectos sobre as favelas. Serão descritas suas características e os problemas 
enfrentados para sua integração urbana, bem como se discutirá as dificuldades para a 
implantação e manutenção dos sistemas de drenagem nas favelas verticais. 
Já o quarto capítulo explicará a metodologia utilizada na dissertação e especificará os 
materiais necessários à sua realização. Assim, será apresentada uma caracterização da 
favela Saquaçu, objeto de estudo do trabalho, e uma descrição sucinta sobre o MODCEL, 
ferramenta escolhida para modelagem hidrodinâmica. Serão relatados, também, os 
estudos hidrológicos desenvolvidos e se apresentarão os projetos de urbanização, de 
drenagem e os cenários propostos. 
No capítulo 5, a seu turno, serão expostos os resultados de cada cenário simulado com o 
MODCEL, acompanhados de discussões e análises comparativas, permitindo um 
confronto entre os efeitos positivos e negativos decorrentes de cada projeto adotado. 
Por fim, no capítulo 6 serão mostradas as considerações finais obtidas com a elaboração 
da dissertação, relatando-se as conclusões do estudo e recomendações para trabalhos 
futuros dentro do tema apresentado. 
7 
 
2 DRENAGEM URBANA E CHEIAS 
 
O presente capítulo trata da drenagem urbana, explicando como se deu seu 
desenvolvimento e apresentando duas abordagens que podem ser utilizadas na concepção 
de um projeto, são elas: a tradicional e a sustentável. Neste capítulo será discutido, ainda, 
o fenômeno das cheias urbanas, mencionando suas causas e efeitos, bem como as medidas 
que podem ser implementadas para controlá-las. 
2.1 Evolução da drenagem urbana 
O ser humano busca, no meio ambiente, recursos naturais essenciais para a realização das 
atividades necessárias para sua sobrevivência. A água, como o principal recurso para 
tanto, torna-se fator determinante para a forma de disposição do homem no ambiente, o 
qual vai ocupar as proximidades dos cursos d’água, facilitando o abastecimento, despejo 
de resíduos, transporte, geração de energia, proteção militar, entre outros. 
A partir de meados do século XIX, com um intenso crescimento populacional associado 
ao desenvolvimento das cidades, devido principalmente à Revolução Industrial, as cheias 
urbanas passaram a trazer dificuldades para a população, o que chamou atenção para a 
carência de infraestrutura referente às águas pluviais e residuais (BAPTISTA; 
NASCIMENTO; BARRAUD, 2005). 
As inundações tornaram-se um problema relevante, visto que além de provocar danos 
materiais e prejudicar a circulação e o conforto da população, causam doenças de 
veiculação hídrica e até mortes. Surgem, assim, os sistemas clássicos de drenagem, os 
quais se baseiam no conceito higienista, que visa à remoção das águas pluviais para mais 
longe e o mais rápido possível das cidades (GOLDENFUM et al, 2007). 
No entanto, as cidades cresceram, o que aumentou a proximidade entre elas e, devido à 
concepção higienista utilizada, as cidades de montante acabam transferindo problemas 
para as de jusante. Além disso, esse sistema que considera apenas a eficiência hidráulica 
da rede, sem contemplar aspectos ambientais, sociais e estéticos, adicionado a sistemas 
de coleta e tratamento de lixo e esgoto inadequados, acarreta na degradação da qualidade 
dos corpos d’água e do próprio ambiente urbano. 
Ficou evidente a necessidade de uma nova concepção da drenagem urbana. Desta forma, 
as cidades passam para uma fase corretiva, a qual engloba o tratamento do esgoto e o 
8 
 
amortecimento das cheias. Com a mudança, houve uma melhoria no ambiente urbano, 
mas ainda permaneceu distante de uma situação ideal. 
Era necessário, então, atuar de forma preventiva no problema e surge a ideia de 
desenvolvimento ambientalmente sustentável, no qual se torna essencial o gerenciamento 
integrado das diversas áreas da infraestrutura da cidade, voltando-se à preservação, 
recuperação ou compensação dos processos do ciclo hidrológico que estavam presentes 
no comportamento da bacia hidrográfica anteriormente à ocupação urbana, tais como a 
infiltração, a interceptação e os tempos de escoamento na rede natural de drenagem. 
A partir da ideia de drenagem urbana sustentável surgem novos conceitos, tais como:Melhores Práticas de Gerenciamento (Best Management Practices – BMPs), Sistemas de 
Drenagem Urbana Sustentável (Sustainable Urban Drainage Systems – SUDS) e 
Desenvolvimento de Baixo Impacto (Low Impact Development – LID) (ZHOU, 2014). 
O avanço nas medidas de manejo das águas pluviais foi mais lento nos países emergentes, 
no entanto, já é possível observar diversos estudos na área no Brasil. Neste, as soluções 
que se baseiam nessa concepção sustentável de drenagem urbana são conhecidas como 
técnicas compensatórias. Vale ressaltar que, por ser um país em desenvolvimento, a 
implantação das medidas selecionadas encontra diversos desafios econômicos e sociais. 
2.2 Drenagem urbana clássica 
Drenagem corresponde à infraestrutura destinada a realizar a coleta, o escoamento e a 
disposição das águas precipitadas e visa impedir o seu acúmulo em áreas de interesse para 
a ocupação humana. Desta forma, é constituída por todas as medidas adotadas para 
solucionar os problemas relacionados às inundações. 
A drenagem urbana restringe-se às soluções voltadas para as cidades. Estas, depois de 
implantadas, alteram o percurso das águas da chuva, tanto de forma qualitativa quanto 
quantitativa, e o escoamento passa a ser estabelecido tanto pela topografia quanto pelos 
variados componentes da topologia urbana, como ruas, canais, rios, galerias, parques, 
entre outros. 
Os sistemas convencionais de manejo de águas pluviais objetivam a coleta das águas das 
chuvas nas malhas urbanas e seu direcionamento final para um corpo d’água receptor. 
São formados, portanto, por elementos que controlam e conduzem o escoamento, o que 
9 
 
significa o emprego de algumas medidas, como a canalização e a retificação dos cursos 
d’água (CARDOSO; BAPTISTA, 2008). 
A utilização desse tipo de técnica, de cunho considerado tradicional, associada ao 
crescimento populacional e consequente aumento da ocupação urbana, tende a transportar 
os problemas para jusante. Em seguida, quando o volume de água excede a capacidade 
da estrutura que o suporta, é possível verificar a ocorrência de extravasamentos e 
alagamentos. 
CRUZ et al (2001) destacam que as obras de canalização dos cursos d’água, com vistas 
à utilização do espaço associado às planícies fluviais para ocupação urbana, podem ser 
realizadas pelo próprio poder público, oficialmente, bem como, de modo natural (e 
irregular), pelo crescimento de cidades informais, como é o caso das favelas. Ambas as 
situações podem ser visualizadas na Figura 1a e na Figura 1b. 
 
a) 
 
 
 
10 
 
b) 
 
 
 
Figura 1 – Canalização pelo poder público do córrego Pirajá em Belém/PA (a) e 
desenvolvimento de cidade informal próximo ao arroio Moinho em Porto Alegre/RS (b). 
(Fonte: CRUZ et al, 2001) 
Os sistemas de drenagem podem ser classificados em dois subsistemas principais: 
microdrenagem e macrodrenagem. O primeiro destina-se a captar e conduzir as águas 
pluviais até o segundo. A microdrenagem, portanto, responde pela captação em nível de 
lote, enquanto a macrodrenagem é responsável pelo escoamento final das águas e 
compreende áreas significativas, de no mínimo 2 km². 
 Microdrenagem 
A microdrenagem é formada por condutos e canais existentes em loteamento ou rede 
primária urbana. Segundo Miguez, Mascarenhas e Veról (2011), o dimensionamento da 
rede de drenagem de águas pluviais pela forma tradicional pode ser resumido nas 
seguintes etapas: definição das sub-bacias de contribuição; traçado dos condutos, que 
deve integrar aspectos como os padrões de urbanização, a topografia e o trajeto natural 
percorrido pela água; determinação da chuva de projeto, a partir de um tempo de 
recorrência; cálculo das vazões de projeto; dimensionamento hidráulico da rede de 
drenagem. 
O sistema de microdrenagem é constituído por elementos como o pavimento das ruas, 
sarjetas, bocas de lobo, galerias, entre outros. Algumas das definições desses 
componentes apresentadas por Rio de Janeiro (2010) são mostradas a seguir: 
Sarjeta: é o canal longitudinal, geralmente de formato triangular, 
delimitado pelo meio-fio e a faixa pavimentada da via pública, 
destinado a coletar e conduzir as águas superficiais aos ralos e bocas de 
lobo. 
11 
 
Sarjetão: canais auxiliares utilizados para guiar o fluxo de água na 
travessia de ruas transversais ou desviar o fluxo de um lado para outro 
da rua. 
Boca de lobo: estrutura de captação, com abertura livre, localizada junto 
ao meio-fio que capta as águas superficiais e as conduz às galerias ou 
canais. 
Galerias de águas pluviais: é o conjunto dos condutos, abertos ou 
fechados, de formas geométricas variáveis, que veiculam por gravidade 
as águas recebidas pelas estruturas de captação até um corpo receptor. 
Poço de visita: é o dispositivo componente das redes de drenagem, 
localizado em pontos convenientes do sistema de drenagem, que 
intercepta as galerias e ramais de ralo, sendo um ponto de inspeção e 
limpeza. 
 Macrodrenagem 
A macrodrenagem abrange a rede de escoamento natural, ou seja, aquela existente 
anteriormente ao processo de ocupação urbana e as intervenções hidráulicas executadas 
nela. Desta forma, constitui-se por rios e canais ou galerias de grande porte, que recebem 
as águas provenientes da microdrenagem e as despejam nos corpos d’água receptores. 
Entre as obras usualmente realizadas na macrodrenagem, podem-se citar a retificação dos 
cursos d’água e a adequação da geometria dos canais devido ao aumento das superfícies 
impermeabilizadas. 
No entanto, frequentemente a macrodrenagem não funciona adequadamente, seja pela 
ausência de manutenção ou pela obsolescência. Outras vezes, o dimensionamento é 
realizado para um certo horizonte futuro que acaba ultrapassado por alterações futuras, 
como o aumento descontrolado de áreas impermeabilizadas na bacia hidrográfica, a 
ocupação de áreas de risco e o crescimento de favelas. 
A deficiência dos sistemas de microdrenagem e macrodrenagem tem como resultados 
prejuízos econômicos, sociais e ambientais. Como consequências, tem-se o escoamento 
das águas sobre as ruas e a ocorrência de grandes alagamentos, os quais são formados por 
águas de má qualidade e que podem causar sérios estragos com consequências 
irreversíveis. 
2.3 Drenagem urbana sustentável 
O sistema de drenagem clássico, com intuito de escoar as águas pluviais com a maior 
rapidez possível, foi compatível com a necessidade das cidades durante muito tempo. 
Todavia, com o crescimento intenso da ocupação urbana, houve um grande acréscimo de 
áreas impermeabilizadas e, com isso, os volumes escoados aumentaram 
12 
 
significativamente, tornando as redes de drenagem insuficientes, demandando acréscimos 
periódicos, envolvendo grande prejuízo econômico. 
Como resposta à alternativa convencional, surge o conceito da drenagem urbana 
sustentável, que, conforme expõe Pompêo (2000), introduz métodos que levam em 
consideração a interação entre o ecossistema natural, o sistema artificial urbano e a 
sociedade. Essa nova concepção busca reduzir os efeitos causados pela ocupação urbana 
a partir de medidas como o aumento da infiltração e o retardo do escoamento das águas 
pluviais. 
De acordo com Urbonas (1999), as Melhores Práticas de Gerenciamento (BMPs) 
englobam ações com intuito de gerenciar e controlar a quantidade e a qualidade das águas 
da chuva escoadas nas áreas urbanas e podem abranger medidas estruturais, constituídas 
por ações diretas sobre o rio ou a paisagem urbana, e não estruturais, que compreendem 
diversas intervenções indiretas. No Brasil as BMPs são comumente conhecidas como 
técnicas compensatórias. 
Ao longo do tempo, surgiram novas abordagens, com diferentesdenominações: Low 
Impact Development – LID nos Estados Unidos e no Canadá (conhecido no Brasil por 
Desenvolvimento de Baixo Impacto); Sustainable Urban Drainage Systems – SUDS no 
Reino Unido; Water Sensitive Urban Design – WSUD na Austrália; Low Impact Urban 
Design and Development – LIUDD na Nova Zelândia (POLETO; TASSI, 2011). 
O Desenvolvimento de Baixo Impacto visa restaurar, o máximo possível, o 
comportamento natural da bacia hidrográfica através de medidas que provêm infiltração, 
com desconexões de áreas urbanas da rede de drenagem, retenção superficial e 
armazenamento e caminhos mais longos de escoamento, para restaurar o tempo de 
concentração (COFFMAN, 2000). No LID é comum a utilização de técnicas como 
telhados verdes e pavimentos permeáveis. Estes e outros métodos de controle de 
inundações serão tratados na seção 2.4.1. No SUDS, acrescenta-se a preocupação com a 
sustentabilidade e a interação com o ambiente urbano. No WSUDS e no LIUDD, 
disciplinas socioeconômicas e aspectos legais e institucionais são também incorporados. 
No entanto, há certa dificuldade de implantação dessas técnicas em países em 
desenvolvimento, como o Brasil, o que se dá devido a fatores como o crescimento das 
cidades sem planejamento e a falta de conscientização da população acerca dos cuidados 
com o meio ambiente. 
13 
 
2.4 Cheias urbanas 
Verifica-se a ocorrência de cheias quando as águas extravasam do canal de drenagem e 
escoam no seu leito maior, que, no caso de áreas urbanas, geralmente, está ocupado pelos 
diversos elementos presentes nas cidades, como edificações, ruas e estruturas de lazer. As 
cheias são o resultado da ocorrência de precipitações intensas e são agravadas pela 
incapacidade de infiltração dessas águas no solo. 
Miguez e Magalhães (2010) afirmam que nem sempre é possível para a infraestrutura das 
cidades acompanhar o crescimento urbano, o que pode ser verificado, principalmente, em 
países em desenvolvimento, como o Brasil. Esses fatores, associados a redes de drenagem 
dimensionadas de forma insuficiente e sem a manutenção adequada, acarretam no 
aumento da frequência de ocorrência de cheias nas cidades. 
Este fenômeno é responsável por relevantes perdas sociais e econômicas. Entre os 
prejuízos causados, pode-se citar: disseminação de doenças de veiculação hídrica, danos 
à infraestrutura urbana e às propriedades, deslizamentos de terra, desalojamento da 
população, desvalorização de imóveis, paralização de tráfego, entre outros. 
O Rio de Janeiro é uma cidade com frequente ocorrência de inundações. Costa e Teuber 
(2001) relatam um histórico das enchentes que marcaram a cidade desde o século XVI. 
Entre as citadas estão os eventos ocorridos em: 14 abril de 1756, que durou 3 dias 
ininterruptos, o que fez com que a população buscasse refúgio nas igrejas; 17 de março 
de 1906, quando houve chuva de 165 mm em 24 horas, que provocou o extravasamento 
do Canal do Mangue e o desmoronamento de morros; 11 de janeiro de 1966, considerada 
uma das maiores enchentes no município, com uma precipitação de 237 mm em 24 horas, 
causando o colapso total do sistema de energia elétrica e de transporte; 18 a 21 de 
fevereiro de 1988, apontada como a maior do século XX, decorrente de uma precipitação 
de mais de 430 mm; 14 de fevereiro de 1996, no qual houve uma chuva com 200 mm em 
apenas 8 horas e provocou o caos urbano. Destaca-se, ainda o evento que ocorreu entre 
os dias 5 e 6 de abril de 2010, no qual as chuvas chegaram a 288 mm. 
 
 
 
 
14 
 
2.4.1 Medidas de controle das cheias urbanas 
As medidas de controle de cheias urbanas buscam a atenuação dos transtornos à cidade e 
à população. Entre alguns dos seus objetivos principais estão a redução dos efeitos 
causados pela intensa ocupação urbana e a possibilidade de adaptação dos sistemas de 
drenagem de acordo com o crescimento populacional. Estes devem ser realizados sem 
grandes prejuízos econômicos e impactos à cidade. 
As medidas de controle adotadas não garantem a proteção completa dos efeitos das 
cheias. Um dos motivos é o fato da precipitação ser um fenômeno natural, o qual sempre 
poderá superar aquela utilizada no dimensionamento dos projetos. Assim, todo sistema 
de drenagem urbana possui determinada probabilidade de falhar. 
Segundo Costa e Teuber (2001), a magnitude dos danos decorrentes das inundações dá-
se em função da intensidade das chuvas, do tipo de uso e ocupação do solo, das soluções 
adotadas e da conscientização e condições de preparo da população para enfrentar essas 
situações. Desta forma, resta aos responsáveis amenizar as consequências negativas pela 
execução de projetos de drenagem adequados e pela instrução da população. 
Miguez, Mascarenhas e Magalhães (2007) ressaltam que a escolha das medidas a serem 
adotadas deve ser decorrente de um estudo que considera toda a bacia hidrográfica como 
um sistema integrado. Isto evita a transferência dos problemas para jusante, o que se 
verifica em soluções convencionais, como a canalização de rios. Ademais, as medidas 
devem abranger ações de caráter social, econômico, administrativo e ambiental. 
As medidas que visam o controle das cheias podem ser divididas em convencionais e não 
convencionais. As medidas convencionais se utilizam de técnicas como canalização e 
retificação para promover o rápido afastamento das águas escoadas e as não 
convencionais, também chamadas de compensatórias, visam compensar os efeitos da 
ocupação urbana a partir do aumento da infiltração e do armazenamento, com vistas à 
obtenção de maiores tempos de concentração, sem transportar os problemas para jusante 
da bacia. Canholi (2005) ressalta as diferenças entre os conceitos de canalização e 
reservação, que são apresentadas através da Tabela 1 e da Figura 2. 
15 
 
Tabela 1 – Comparação entre os conceitos de canalização e reservação. 
(Fonte: Adaptado de CANHOLI, 2005) 
Característica Canalização Reservação 
Função Remoção rápida dos escoamentos 
Detenção temporária para subsequente 
liberação 
Componentes 
principais 
Canais abertos/galerias 
Reservatórios à superfície livre, reservatórios 
subterrâneos, retenção subsuperficial 
Aplicabilidade 
Instalação em áreas novas, construção 
por fases, ampliação de capacidade 
pode se tornar difícil (centros 
urbanos) 
Áreas novas (em implantação), construção 
por fases, áreas existentes (à superfície ou 
subterrâneas) 
Impacto nos 
trechos de 
jusante 
(quantidade) 
Aumenta significativamente os picos 
das enchentes em relação à condição 
anterior; maiores obras nos sistemas 
de jusante 
Áreas novas: podem ser dimensionadas para 
impacto próximo a zero (Legislação dos 
EUA, por exemplo); Reabilitação de 
sistemas: podem tornar vazões a jusante 
compatíveis com a capacidade disponível 
Impacto nos 
trechos de 
jusante 
(qualidade) 
Transporta para o corpo receptor toda 
carga poluente 
Facilita remoção de material flutuante por 
concentração em áreas de recirculação dos 
reservatórios e dos sólidos em suspensão, 
pelo processo natural de decantação 
Manutenção/ 
operação 
Manutenção em geral pouco 
frequente (pode ocorrer excesso de 
assoreamento e de lixo); Manutenção 
nas galerias é difícil (condições de 
acesso) 
Necessária limpeza periódica, necessária 
fiscalização, sistemas de bombeamento 
requerem operação/manutenção, desinfecção 
eventual (insetos) 
Estudos 
hidrológicos/ 
hidráulicos 
Requer definição dos picos de 
enchente 
Requer definição dos hidrogramas (volumes 
das enchentes) 
 
 
Figura 2 – Comparação entre os conceitos de canalização e reservação. 
(Fonte: CANHOLI, 2005)16 
 
As medidas de controle das cheias podem, ainda, ser organizadas em função da forma de 
intervenção utilizada. Assim, classificam-se em estruturais, que são intervenções diretas 
nas calhas dos rios ou no ambiente urbano, para adequação dos escoamentos, e, em geral, 
se constituem de ações corretivas, e não estruturais, que são formadas por ações indiretas 
de caráter preventivo, visando melhor preparar a população para as situações de 
inundação. 
 Medidas estruturais 
De acordo com Simons et al (1977), existem as medidas estruturais atuantes na bacia 
hidrográfica, denominadas extensivas, e as atuantes no rio, conhecidas como intensivas. 
As primeiras alteram as relações chuva-vazão na bacia, como o aumento da cobertura 
vegetal, e as segundas são divididas em três tipos, em razão de suas finalidades, que são: 
acelerar, retardar e desviar o escoamento. Como exemplos destas destacam-se as 
canalizações, os reservatórios de amortecimento e os canais de derivação, 
respectivamente. 
Tucci, Porto e Barros (1995) classificam as medidas estruturais em função de sua atuação 
na bacia como: distribuídas, também chamadas de medidas de controle na fonte, as quais 
compreendem ações localizadas em lotes, praças e passeios e que utilizam os conceitos 
de infiltração ou armazenamento; na microdrenagem, que envolve o controle sobre o 
hidrograma de um ou mais loteamentos; e na macrodrenagem, com atuação sobre os rios 
e canais. 
Há uma grande diversidade de medidas de controle usualmente utilizadas. Entre elas 
encontram-se: pavimentos permeáveis, armazenamentos em telhados, trincheiras de 
infiltração, reservatórios de lote, reservatórios de retenção e detenção, canalização, diques 
e paisagens multifuncionais. Algumas das medidas serão detalhadas a seguir. 
o Pavimentos permeáveis 
Os pavimentos permeáveis apresentam como principal efeito a redução do escoamento 
superficial a partir do aumento da infiltração no solo. Podem ser implantados em locais 
como ruas de pouco tráfego, estacionamentos, armazéns e quadras esportivas. A Tabela 
2 apresenta as vantagens e desvantagens da utilização desses elementos. 
17 
 
Tabela 2 – Vantagens e desvantagens dos pavimentos permeáveis. 
(Fonte: Adaptado de PINTO, 2011) 
Vantagens Desvantagens 
Permite a recarga do lençol freático; 
Melhora a qualidade das águas infiltradas ou mesmo 
das encaminhas para o sistema de drenagem; 
Reduz significativamente o volume do escoamento 
superficial, promovendo o amortecimento dos picos 
de cheia com o aumento do tempo de concentração da 
bacia onde o dispositivo está instalado; 
Controle da erosão do solo; 
Filtragem de poluentes; 
O pavimento poroso durante as noites chuvosas 
promove ofuscamento reduzido, quando comparado 
com o pavimento convencional; 
Economia em função da redução ou eliminação das 
guias e sarjetas e de sistema de drenagem; 
Diminuição do ruído; 
Custos similares ao do pavimento convencional. 
Possibilidade de contaminação do 
lençol freático; 
Necessidade de inspeções regulares 
para verificar a eficiência dos 
pavimentos; 
Mão de obra qualificada para execução 
da obra com a finalidade de prevenir a 
obstrução prematura do pavimento; 
Manutenção periódica com lavagem; 
Em caso de obstrução (entupimento) 
tanto da camada superficial quanto da 
estrutura reservatório, a reabilitação do 
pavimento é difícil e cara. 
 
Segundo Urbonas e Stahre (1993), os pavimentos permeáveis podem ser de concreto 
poroso, asfalto poroso ou blocos de concreto vazados. Os dois primeiros são executados 
de maneira similar aos pavimentos convencionais, diferenciando-se, apenas, pela 
ausência dos agregados miúdos, que não podem compor a mistura. A Figura 3 mostra a 
composição dos diferentes tipos de pavimentos permeáveis. 
 
Figura 3 – Composição dos pavimentos permeáveis. 
(Fonte: Adaptado de URBONAS; STAHRE, 1993) 
18 
 
o Telhados verdes 
Os telhados verdes influenciam de forma positiva no clima urbano e na qualidade do ar. 
Em relação ao controle de inundações, diversos estudos demonstram que essas estruturas 
reduzem os volumes de escoamento superficial e retardam os picos de vazão. Destaca-se 
que a altura do solo ou substrato é diretamente proporcional à capacidade de retenção de 
água, que promove essa redução do escoamento. A Figura 4 apresenta os componentes 
básicos dos telhados verdes. 
 
Figura 4 – Seção transversal típica dos telhados verdes. 
(Fonte: Adaptado de CONSERVATION TECHNOLOGY, s. d.) 
Essas coberturas classificam-se em intensivas ou extensivas em função do seu tipo de 
vegetação. Os telhados verdes intensivos são constituídos por plantas que demandam 
maior manutenção, necessitando maior consumo de água. Os extensivos, por sua vez, 
apresentam maior resistência às variações climáticas e com isso menor necessidade de 
manutenção, além disso, eles apresentam camadas mais finas e leves que os primeiros. 
Um estudo realizado por Oliveira, Silva e Mary (2009) demonstra a viabilidade de adaptar 
edificações de interesse social para implantação dessas estruturas. Entre os fatores 
verificados estão os aspectos construtivos, o plantio de algumas espécies com vistas à 
geração de renda, os custos, questões climáticas e os benefícios quanto ao controle de 
inundações urbanas. Neste contexto, foi constatada uma retenção de até 56% do volume 
de chuva e um retardo de até 8 minutos na ocorrência do pico de vazão, quando 
comparado ao telhado original. 
 
19 
 
o Reservatórios de lote 
Os reservatórios de lote são reservatórios de detenção de pequeno porte localizados em 
lotes urbanizados e que atuam de forma distribuída na bacia. A partir do armazenamento 
das águas da chuva, retardam uma parcela do escoamento, atenuando as vazões máximas 
de saída. Desta forma, buscam recuperar a capacidade de amortecimento da bacia anterior 
à ocupação urbana. 
Um dos grandes benefícios dessas medidas é a sua utilização para outras finalidades além 
do controle das cheias. Assim, há possibilidade de reuso das águas pluviais para 
atividades como a irrigação de jardins, a descarga de vasos sanitários e a lavagem de pisos 
e automóveis. Umas das desvantagens do reservatório de lote é a necessidade de 
manutenção, o que atribui obrigações ao proprietário. 
o Bacias de retenção e detenção 
Guo (2004) considera as bacias de retenção e detenção como as principais estruturas de 
armazenamento destinadas a controlar a quantidade e a qualidade das águas pluviais. 
Esses dispositivos retêm parte do volume escoado, promovendo o amortecimento das 
vazões e, com isso, evitando a ocorrência de inundações a jusante. Além disso, essas 
bacias podem ser projetadas de tal forma que criem espaços saudáveis e funcionais, 
melhorando o ambiente esteticamente e, assim, promovendo a valorização da terra 
(HALL; POTERFIELD, 2001). 
De acordo com Rezende (2010), as bacias de retenção apresentam uma lâmina d’água 
permanente e é possível sua integração à arquitetura urbana como lagos. Já as bacias de 
detenção só possuem água quando se encontram em operação e, quando secas, podem 
apresentar outros usos, como aqueles voltados para o lazer a à prática de esportes. A 
Figura 5a e a Figura 5b apresentam exemplos dessas estruturas. 
 
Figura 5 – Exemplos de bacia de retenção (a) e bacia de detenção (b). 
(Fonte: DAEE, 2013; PORTO ALEGRE, 2013) 
20 
 
o Trincheiras de infiltração 
De acordo com Souza e Goldenfum (1999), as trincheiras de infiltração são estruturas de 
drenagem que armazenam água por determinado período de tempo, até que ocorra sua 
infiltração no solo. São formadas por valetas constituídas de material granular, que possui 
porosidade deaproximadamente 40% e é revestido por um filtro geotêxtil, o qual 
apresenta função estrutural e impede a entrada de material fino. A Figura 6 apresenta a 
composição de uma trincheira de infiltração típica. 
 
Figura 6 – Típica trincheira de infiltração. 
(Fonte: SOUZA; GOLDENFUM, 1999) 
As trincheiras de infiltração funcionam como um reservatório de amortecimento de 
cheias, acrescido da vantagem da infiltração no solo, o que diminui os volumes de 
escoamento e os picos de vazão superficiais. Outros benefícios da utilização dessas 
estruturas é a possibilidade de redução ou até eliminação da rede de microdrenagem local, 
a melhoria da qualidade das águas superficiais e a recarga das águas subterrâneas. 
o Diques e polders 
Outra medida estrutural comum é a utilização de diques e polders. De acordo com Canholi 
(2005), o sistema de polders associado a diques, geralmente compostos por sistema de 
bombeamento ou comportas, visam à proteção de áreas ribeirinhas ou litorâneas 
localizadas em cotas inferiores às dos níveis d’água durante eventos de enchentes ou 
marés. 
Segundo Tucci (2005), a redução da largura do escoamento gerada por esse sistema causa 
“o aumento do nível de água na seção para a mesma vazão, o aumento da velocidade e da 
21 
 
erosão das margens e da seção e a redução do tempo de viagem da onda de cheia, 
agravando a situação dos outros locais a jusante”. 
 Medidas não estruturais 
As medidas não estruturais são importantes ferramentas de controle das inundações 
urbanas. O fato das medidas estruturais não protegerem completamente a população 
contra os riscos das enchentes, associado aos custos e à dificuldade de implantação que 
certas intervenções físicas apresentariam, acarreta na necessidade da utilização dos dois 
tipos de medida em conjunto. 
Formadas por ações indiretas de natureza administrativa, institucional ou financeira, as 
medidas de controle não estruturais buscam, através de ações preventivas, uma melhor 
convivência da população com as inundações, reduzindo, assim, os prejuízos causados. 
Destacam-se entre as medidas não estruturais: sistema de previsão e alerta, zoneamento 
das áreas inundáveis e construção à prova de enchente, as quais são descritas a seguir 
(TUCCI, 2005). 
o Sistema de previsão e alerta 
Segundo Tucci (2005), esses sistemas visam à antecipação da ocorrência da enchente a 
fim de informar a população e adotar as medidas cabíveis para diminuir os possíveis 
prejuízos socioeconômicos. Eles funcionam a partir da coleta e do envio de informações 
em tempo real, por telemetria, para um centro de previsão, que avalia a situação com 
auxílio de um modelo de previsão e, em função das condições encontradas, transmitem o 
alerta e acionam a Defesa Civil, que deve aplicar seus planos emergenciais. Na Figura 7 
é possível visualizar o funcionamento dos sistemas de previsão e alerta. 
22 
 
 
Figura 7 – Funcionamento do sistema de previsão e alerta. 
(Fonte: TUCCI, 2005) 
o Zoneamento das áreas inundáveis 
Miguez e Magalhães (2010) consideram como a mais importante medida não estrutural o 
zoneamento das áreas inundáveis, que tem por finalidade reduzir os possíveis danos 
consequentes das enchentes a partir da determinação de regras para a ocupação das áreas 
sujeitas à inundação. O zoneamento deve ser desenvolvido de forma integrada ao 
planejamento urbano. 
A partir desse instrumento, é possível dividir a seção do rio em três faixas principais, as 
quais são descritas a seguir e mostradas na Figura 8. A faixa 1 (zona de passagem de 
cheias) apresenta risco elevado de inundação e deve ficar desobstruída para funcionar 
hidraulicamente; a faixa 2 (zona com restrições) está sujeita, geralmente, a inundações 
decorrentes de eventos hidrológicos com tempo de recorrência entre 5 e 25 anos; e a faixa 
3 (zona de baixo risco) sofre inundações apenas por eventos excepcionais, com tempo de 
recorrência entre 50 e 100 anos (KUSLER et al, 1971). 
 
23 
 
 
Figura 8 – Representação do zoneamento das áreas inundáveis. 
(Fonte: KUSLER et al, 1971) 
o Construção à prova de enchente 
De acordo com Tucci (2005), a construção à prova de enchente corresponde a uma 
solução não estrutural constituída por diversas medidas que objetivam a redução das 
perdas das edificações situadas em várzeas de inundação quando da ocorrência de cheias. 
Entre as medidas pode-se citar: “instalação de vedação temporária ou permanente nas 
aberturas das estruturas; elevação de estruturas existentes; construção de novas estruturas 
sob pilotis; regulamentação da ocupação da área de inundação por cercamento”. 
 
24 
 
3 PROCESSOS DE URBANIZAÇÃO E FAVELAS 
Este capítulo explica como se deu a urbanização no Brasil, apresentando uma análise do 
processo histórico e do seu desenvolvimento e focando nos processos que ocorreram no 
município do Rio de Janeiro, local selecionado para estudo. Apresenta, também, os 
principais instrumentos disponíveis para regulação urbana, descrevendo mais 
detalhadamente as Zonas Especiais de Interesse Social – ZEIS. Além disso, será discutido 
o fenômeno das favelas, apontando seu surgimento, características e, por fim, estudando 
os processos de drenagem urbana nesses assentamentos, destacando-se as dificuldades de 
implantação desses sistemas em favelas verticais. 
3.1 Desenvolvimento da urbanização e instrumentos de regulação urbana 
Após a Revolução Industrial, em meados do século XIX, houve um acelerado crescimento 
urbano, principalmente na Europa, decorrente da busca da sociedade por melhores 
condições de vida, o que transformou diversas cidades em metrópoles e agravou os 
problemas urbanos já existentes. Nesse contexto, surgiu a necessidade de se estudar esse 
fenômeno, tal como de criar soluções para os problemas então nascentes. Originou-se, 
assim, o urbanismo como campo de conhecimento, envolvendo estudos e intervenções 
direcionados às cidades (SANTOS, 2006). 
No Brasil, como ressalta Carneiro (2008), o desenvolvimento do planejamento urbano 
deu-se de forma tardia, já no século XX, e sofreu forte influência de movimentos 
europeus, principalmente de ideais franceses. Foi no Rio de Janeiro, área de estudo deste 
trabalho, que ocorreu a primeira intervenção urbanística significativa no país. Idealizada 
pelo governo de Pereira Passos, consistiu em uma ampla reforma urbana abrangendo, 
principalmente, o centro do município, com uma grande preocupação com as condições 
de higiene da cidade e das habitações, o que se manifestou com intervenções efetuadas 
no espaço urbano, a exemplo da abertura de largas avenidas, e nas residências, com a 
erradicação dos cortiços. 
Seguindo-se a esse impulso inicial, entre os anos de 1927 e 1930, o arquiteto-urbanista 
francês Alfred Agache elaborou o Plano Agache, que visou remodelar a cidade do Rio de 
Janeiro e se constituiu em um marco para a evolução do urbanismo no Brasil. O plano 
concentrava-se em três grandes áreas: o saneamento, promovendo a canalização de rios e 
a construção de redes de água e esgoto; a circulação, buscando o descongestionamento 
25 
 
do tráfego; e os órgãos funcionais, incentivando a criação de centros para as atividades 
administrativas, comerciais e militares (OLIVEIRA, M., 2001). Percebe-se, desta forma, 
a existência de preocupações com aspectos estéticos e funcionais. 
A partir da década de 30, com o intenso desenvolvimento urbano e a aceleração industrial, 
começa-se a perceber que a solução para os crescentes problemas urbanos estaria no 
planejamento. Surge, nesse sentido, uma política nacional urbana que abrange diversas 
medidas e ações de âmbitos nacional e regional voltadas para a organização dos novos 
espaços urbanos. Vale