Projeto G-Cans: Solução Sustentável para Enchentes em Grandes Centros Urbanos

Prévia do material em texto

Projectus | rio de janeiro | v. 2 | n. 2 | p. 8-16 | ABR./JUN. 2017 8
ci
. a
m
bi
en
ta
is
O USO DE ALTERNATIVAS PARA CONTROLE DE ENCHENTES 
E SUAS APLICABILIDADES NAS SOLUÇÕES SUSTENTÁVEIS 
DE COLETA DE ÁGUA EM GRANDES CENTROS URBANOS
Arthur da Silva Nascimento
Graduando em Engenharia pelo Centro Universitário Augusto Motta (UNISUAM), RJ, Brasil
arthurfarpazzini@hotmail.com
Leandro Teixeira Brito
Graduando em Engenharia pelo Centro Universitário Augusto Motta (UNISUAM), RJ, Brasil
leandro_brito@outlook.com
Poliana Costa Cavalcante de Lima
Graduando em Engenharia pelo Centro Universitário Augusto Motta (UNISUAM), RJ, Brasil
polyana_costa14@hotmail.com
Jose Roberto Moreira Ribeiro Gonçalves
Mestre em Engenharia Agrícola e Ambiental pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
Professor do Centro Universitário Augusto Motta (UNISUAM), RJ, Brasil. 
joserobertoverde@gmail.com
RESUMO
O presente artigo teve como finalidade apresentar as características do Projeto G-Cans, uma 
imensa galeria subterrânea construída para impedir inundações na região de Tóquio, no Japão, 
bem como sugerir aplicabilidades, com seu conceito, para soluções sustentáveis de coleta e 
reaproveitamento dessas águas em grandes centros urbanos do Brasil. A metodologia utilizada 
foi o estudo da bibliografia, juntamente da análise de dados de enchentes dos anos recentes e 
da estrutura do projeto G-cans em si. Deste modo, tal como já feito em obras nacionais, o artigo 
visa ratificar esta obra de engenharia como solução de alta tecnologia às cidades que consigam 
suportar este tipo de estrutura subterrânea.
Palavras-chave: Inundação. Enchente. Sustentabilidade
ABSTRACT
This article aims to present the characteristics of the G-Cans Project, an immense underground 
gallery built to prevent flooding in the Tokyo region of Japan, as well as to suggest applicability 
with its concept for sustainable solutions for the collection and reuse of these waters in large 
urban centers of Brazil. The methodology used was the study of the bibliography, together with 
the data analysis of floods of recent years and the structure of the G-cans project itself. Thus, 
as already done in national works, the article aims to ratify this engineering work as a high 
technology solution to cities that can support this type of underground structure.
Keywords: Flood. Spate. Sustainability
http://dx.doi.org/10.15202/25254146.2017v2n2p8
Projectus | rio de janeiro | v. 2 | n. 2 | P. 8-16 | aBr./jun. 2017
Arthur da Silva Nascimento et al.
9
ci
. a
m
bi
en
ta
is
1 INTRODUÇÃO
A cada ano, as chuvas torrenciais que assolam as grandes cidades se intensificam 
mediante as causas como poluição, aquecimento global etc. Como dito por Poli (2013), também 
houve intenso crescimento urbano devido à migração de pessoas de áreas rurais para os centros 
urbanos. Santos e Mamede (2013) constatam que o crescimento desordenado dessas áreas gera 
necessidades de obras de retificação de canais, pavimentações e ocupação parcial ou total de 
locais sujeitos a alagamentos naturais.
Situações de enchentes e inundações surgem das crescentes áreas impermeabilizadas nas 
grandes cidades. “Nestes momentos, além de todos os transtornos e mortes que as enchentes 
podem causar, é também muito comum a proliferação de doenças de veiculação hídrica em 
pessoas que tenham permanecido em contato prolongado com água ou lama contaminado” 
(BEUX; OTTONI, 2015).
Estas áreas impermeabilizadas, conforme explicam Aragão et al (2017), quase sempre não 
são planejadas e são responsáveis por alterações significativas na hidrologia do local, pois reduz 
a infiltração no solo da água da chuva, aumenta o pico de vazão de cheia e o aumento do volume 
escoado sobre a superfície, gerando com frequência, portanto, inundações.
2 ANÁLISE DO PROJETO G-CANS, EM TÓQUIO, JAPÃO
Uma complexa obra de engenharia foi criada tendo em vista os problemas e os dados de 
que Tóquio é um dos maiores aglomerados urbanos na Ásia, tendo uma população de mais de 37 
milhões de pessoas. Em 2025 estima-se que a Ásia poderá ter de 10 a 11 cidades com mais de 20 
milhões de habitantes (DAVIS, 2006). Com essa urbanização densa, Tokyo sofria danos cada vez 
mais severos com enchentes. O Projeto G-Cans foi o segundo maior projeto de redução de risco 
de enchentes em Tóquio (sendo o Rio Kanda o primeiro) e se trata da maior galeria subterrânea 
com essa finalidade do mundo. Ficou por 17 anos em construção e custou o montante de 
aproximadamente $2 bilhões. A 50 metros abaixo do solo, possui um tanque reservatório com 
25.4 metros de altura por 177 metros de comprimento e cinco silos de 32 metros de diâmetro 
por 65 metros de profundidade, para onde são drenadas as águas pluviais através de 6.3 km de 
túneis (SU, 2015).
Um fenômeno natural que ocorre em época e região conhecidas que podem causar 
sérios danos nas áreas sob impacto. Assim, perigos naturais (natural hazard) são 
processos ou fenômenos naturais que ocorrem na biosfera, podendo constituir um 
evento danoso e serem modificados pela atividade humana, tais como a degradação 
do ambiente e urbanização (KOBIYAMA et al, 2006, p.17).
A Região Metropolitana de Tóquio possui mais de 13 milhões de habitantes e o principal 
centro político, financeiro, comercial, educacional e cultural do Japão, o que torna a aglomeração 
de Tóquio, independentemente de como se define, como a área urbana mais populosa do 
mundo. “O impacto negativo do crescimento da população em todos os nossos ecossistemas 
planetários está se tornando espantosamente evidente”. (David Rockefeller). Tóquio possui um 
clima temperado, com uma umidade relativa do ar de 63%. Aproximadamente 45% dos dias do 
ano são chuvosos.
O USO DE ALTERNATIVAS PARA CONTROLE DE ENCHENTES E SUAS APLICABILIDADES NAS 
SOLUÇÕES SUSTENTÁVEIS DE COLETA DE ÁGUA EM GRANDES CENTROS URBANOS
Projectus | rio de janeiro | v. 2 | n. 2 | p. 8-16 | ABR./JUN. 2017 10
ci
. a
m
bi
en
ta
is
A precipitação anual chega a 1.380 milímetros anuais. Anualmente, cerca de 25 tufões 
assolam o território japonês. Desses, dois ou três atingem Tóquio em cheio, com chuvas 
fortíssimas durante várias horas ou até um dia inteiro. É comum aos pesquisadores, mesmo 
na área de Geografia, considerar o meio urbano isento de atenção quanto aos aspectos físicos. 
No tocante à Climatologia, esse quadro é mais agravante, e inadmissível conforme Cohim et al. 
(2008), pois os habitantes das cidades respiram e estão sujeitos a ventos e chuvas, mesmo que 
estes sejam alterados em relação às áreas em seu entorno, da mesma forma que são afetados 
reciprocamente pelas mudanças de temperatura, umidade, entre outros elementos climáticos.
Na região de Kasukabe, as enchentes ficaram cada vez mais graves à medida que os arrozais 
e brejos foram sendo aterrados, ‘’com isso, grande parte da água que, em condições naturais, 
infiltrava recarregando os aquíferos, e ficava retida pelas plantas, é encaminhada ao sistema de 
esgotamento pluvial destas áreas’’ (TUCCI e GENZ, 1995). Segundo Reis, (2006, p. 20), uma das 
características mais importantes da passagem do milênio “é o surgimento de sociedades nas 
quais desaparece a população rural e ao mesmo tempo os setores sociais urbanos se apropriam 
extensamente dos territórios ao seu redor, para implementação de seus modos de vida, agora 
de forma dispersa”. O agravante é que esse local fica num nível abaixo dos rios, como se fosse o 
fundo de um prato.
Como qualquer metrópole, é coberta de asfalto e concreto e os tabuleiros de arroz 
serviam como verdadeiros reservatórios e, sem eles, a água das tempestades - principalmente 
quando passava um furacão - só poderia se acumular, alagando ruas e casas. Como resultado, 
a área tornou-se repetidamente vítima de graves inundações, causando enormes perdas 
financeiras para uma parte vital da economia da área metropolitana de Tóquio. A fragmentação 
metropolitana torna-se compreensível por meio da análisedo tempo histórico atuando sobre 
as diferentes formações espaciais da metrópole. Existem diversos tempos sobre o território 
metropolitano associados a diferentes processos históricos, que estão sobrepostos ou atuando 
simultaneamente (SECCHI, 1998).
A construção do reservatório tem como principal objetivo proteger a megalópole japonesa 
da crescente ameaça da mudança climática relacionada a inundações. A elevada densidade dos 
poluentes na pluma urbana afeta a química da atmosfera e o clima em larga escala (CRUTZEN, 2004).
Em um sistema de captação e aproveitamento de água de chuva para fins não potáveis, 
o reservatório de armazenamento é geralmente o componente mais oneroso do sistema 
(AMORIM; PEREIRA, 2008; COHIM et al.,2008; COHIM; OLIVEIRA, 2009). Construído a cerca de 
40 metros abaixo do nível do solo entre 1993 e 2009, são 177 metros de comprimento com 78 
metros de largura é 25 metros de altura, 59 pilares de concreto armado, cada um pesando 500 
toneladas. O reservatório teve custo de mais de R$ 3,6 bilhões. Dispõe de 14.000 H.P. de turbinas 
capazes de bombear cerca de 200 t de água por segundo para o exterior. Os eixos cilíndricos têm 
cerca de 70 metros de altura e medem cerca de 30 metros de diâmetro. O túnel que liga a 50 
metros abaixo do solo medidas de cerca de 10 metros de diâmetro. O túnel se estende por 6,3 
km, incluindo uma linha curva acentuada com um raio mínimo de 250 metros.
O funcionamento do sistema ocorre através do enchimento de um dos quatros primeiros 
reservatórios excedentes dos rios que beiram Tóquio. Depois a água vai para o reservatório 
principal onde é transferida para um tanque de decantação. O tanque está conectado a uma 
casa de operações onde dez turbinas bombeiam a água para o rio Edogawa a uma velocidade 
Projectus | rio de janeiro | v. 2 | n. 2 | P. 8-16 | aBr./jun. 2017
Arthur da Silva Nascimento et al.
11
ci
. a
m
bi
en
ta
is
de 200 mil litros de água por segundo. Em um sistema de captação e aproveitamento de água 
de chuva para fins não potáveis, o reservatório de armazenamento é geralmente o componente 
mais oneroso do sistema (AMORIM; PEREIRA, 2008; COHIM et al.,2008; COHIM; OLIVEIRA, 2009).
Figura 1 - Sistema anti-inundação 
 Fonte: (HypeScience, 2015)
Figura 2 - Perspectiva esquemática do sistema
 Fonte: (Ktr, 2015)
 
3 O PERIGO DA UBARNIZAÇÃO
A cidade de Tóquio no Japão não foi o único à construir esse reservatório, infelizmente as 
enchentes afetam outros países como o Brasil.
O Brasil assim como Tóquio apresentou um intenso crescimento da população urbana. Boa 
parte desse processo de urbanização acelerado, principalmente a partir dos anos 80. O volume 
que anteriormente à urbanização era retido pela vegetação e infiltrava no solo, passou a escoar 
rapidamente até atingir os canais de drenagem, o que resultou em um aumento significativo 
O USO DE ALTERNATIVAS PARA CONTROLE DE ENCHENTES E SUAS APLICABILIDADES NAS 
SOLUÇÕES SUSTENTÁVEIS DE COLETA DE ÁGUA EM GRANDES CENTROS URBANOS
Projectus | rio de janeiro | v. 2 | n. 2 | p. 8-16 | ABR./JUN. 2017 12
ci
. a
m
bi
en
ta
is
da vazão máxima dos rios, causando inundações que podem ter consequências catastróficas 
(TUCCI, 1995).
Então, de acordo com TUCCI (2003), “os prejuízos devidos às inundações nas cidades 
brasileiras têm aumentado exponencialmente, reduzindo a qualidade de vida e o valor das 
propriedades”. «A gestão da drenagem urbana na maioria dos municípios brasileiros ainda 
não é vislumbrada com a devida importância, dada a ausência de um planejamento específico 
para o setor» (CRUZ; SOUZA; TUCCI, 2007). Para Forgiarini; Souza (2007) mostra-se evidente, 
portanto, a necessidade de alterar o paradigma de controle da drenagem de águas pluviais para 
alternativas que estejam mais próximas da sustentabilidade.
A saída encontrada e adotada por muitos engenheiros responsáveis pela drenagem 
urbana no Brasil foi à mesma utilizada no projeto G-cans de canalizar os cursos d›água, a fim 
de aumentar a velocidade de escoamento e expulsar a água rapidamente, a necessidade de se 
planejar ações preventivas e corretivas para se controlar as inundações e integrar essas medidas 
ao planejamento urbano como um todo, por meio dos planos diretores (CANHOLI, 2005).
Um do exemplo de reservatório utilizado no Brasil e o da Praça da Bandeira, no Rio de 
Janeiro. Estes reservatórios colaboram para a diminuição das inundações urbanas através da 
acumulação temporária da chuva e se assemelham ao G-cans em seu ideal. Possuem estruturas 
que tem por finalidade suavizar as cheias e inundações urbanas, como também apanhar 
sedimentos e detritos e auxiliar na recuperação da qualidade das águas dos rios e córregos 
urbanos (ABCP, 2013).
A quantidade da água na drenagem pluvial possui uma carga poluente alta por causa 
das vazões envolvidas. O volume dessas vazões é mais significativo no início das enchentes. Os 
primeiros 25 mm de escoamento superficial geralmente transportam grande parte da carga 
poluente de origem pluvial (SCHUELLER, 1987).
4 ANÁLISE DOS PISCINÕES NA REGIÃO DA PRAÇA DA BANDEIRA, NO RIO DE JANEIRO
Conforme diz Souza e Ottoni, (2015), citando SEMADS, (2001), uma das causas das 
enchentes frequentes na região da Praça da Bandeira teve origem no próprio processo de 
urbanização da cidade, com o aterramento de áreas sujeitas a inundações, como manguezais, 
várzeas e pântanos. O Canal do Mangue, corpo receptor das águas da Bacia Hidrográfica da 
Praça da Bandeira, surgiu com o aterramento na Baía de Guanabara para a construção do 
porto, o que ocasionou o desaparecimento de ilhas e o estreitamento da foz dos rios desta 
bacia. As enchentes ainda eram agravadas com a combinação de marés cheias e chuvas intensas, 
ocasionando o transbordamento dos rios da região.
A solução, além dos desvios de vazão dos rios adjacentes, foi à implementação de um 
reservatório parecido com o G-cans, porém em tamanho muito menor, para armazenar as 
águas da chuva e depois bombeá-las lentamente de volta ao solo. Ele possui capacidade de 
armazenamento de 18 milhões de litros e tem 20 metros de altura (PREFEITURA DO RIO, 2017). O 
projeto original de combate a enchentes na Grande Tijuca e no maracanã ainda prevê outros 03 
reservatórios com capacidade para 58 milhões de águas pluviais, sob uma área de 4568 metros 
quadrados, e está em andamento desde a inauguração do primeiro, em 2013, pois apenas o 
primeiro não conseguiu dar conta de grandes volumes de água sozinho.
Projectus | rio de janeiro | v. 2 | n. 2 | P. 8-16 | aBr./jun. 2017
Arthur da Silva Nascimento et al.
13
ci
. a
m
bi
en
ta
is
É importante lembrar, no entanto, que tal projeto combate apenas as consequências das 
enchentes, e não suas causas.
Figura 3: Reservatório da Praça Niterói
 Fonte: (Prefeitura do Rio, 2017)
Figura4: Reservatório da Praça da Bandeira
 Fonte: (J.P. Engelbretcht, 2013)
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
As enchentes são desastres naturais que se caracterizam por alta frequência em áreas 
urbanas de todo o mundo, e mesmo tendo baixa severidade em termos de óbitos, a população 
sofre risco de infecção devido à poluição ‘’risco é um fenômeno social complexo, ganhou tal 
O USO DE ALTERNATIVAS PARA CONTROLE DE ENCHENTES E SUAS APLICABILIDADES NAS 
SOLUÇÕES SUSTENTÁVEIS DE COLETA DE ÁGUA EM GRANDES CENTROS URBANOS
Projectus | rio de janeiro | v. 2 | n. 2 | p. 8-16 | ABR./JUN. 2017 14
ci
. a
m
bi
en
ta
is
amplitude na sociedade moderna que esta foi denominada’’, por Beck (1998), sociedade do 
risco. As tendências atuais de crescimento e concentração da população em áreas urbanas, sem 
a adequada infraestrutura e com a degradação ambiental e desigualdades sociais, já tendem 
para a exposição dessa população e para perdas econômicas. Neste cenário, é previsto que 
aqueles mais vulneráveis e menos preparados sofram as consequências.
Portanto o G-Cans foi um projeto comobjetivos grandiosos, não por seu tamanho em si, 
mas pelos seus detalhamentos em seu processo; sua engenharia de última geração foi utilizada 
não apenas para armazenar a água, como também para drená-la por uma grande extensão até 
chegar aos rios principais das regiões, resolvendo totalmente o problema de inundações de 
Tóquio e adjacentes.
E no Brasil, a Defesa Civil é a responsável pelo planejamento e gestão. Porém somente 
de alguns anos para cá que essa área apresentou melhoras, mesmo ainda não sendo a ideal na 
maioria das cidades brasileiras. Ainda com eficácia insatisfatória, há um campo muito vasto para 
melhorias nas obras de drenagem, que podem usar como exemplo o G-Cans, de modo a diminuir 
exponencialmente o problema das enchentes no país.
BIBLIOGRAFIA
AMORIM, S. V.; PEREIRA, D. J. A. Estudo Comparativo dos Métodos de Dimensionamento para 
Reservatórios Utilizados em Aproveitamento de Água Pluvial. Ambiente Construído, Porto 
Alegre, v. 8, n. 2, p. 53-66, abr./jun. 2008. 
ARAGÃO, R. de; CRUZ, M. A. S.; CORREIA, E. C. de O.; MACHADO, L. F. M.; FIGUEIREDO, E. E. de. 
Impacto do Uso do Solo pelo aumento da Densidade Populacional sobre o escoamento numa 
área urbana do Nordeste Brasileiro via Geotecnologias e Modelagem. Revista Brasileira de 
Geografia Física, v. 10, n. 2, p. 543-557, 2017.
ABCP. Programa Soluções para Cidades: Iniciativas inspiradoras - Projeto Técnico: 
Reservatórios de Detenção. São Paulo, Associação Brasileira de Cimento Portland, 2013.
BECK, Ulrich. La sociedad del riesgo: hacia una nueva modernidad. Paidós ibérica, 1998.
BEUX F. C.; OTTONI, A. B. Métodos alternativos de drenagem a partir da retenção e infiltração 
das águas de chuva no solo, visando a redução das enchentes urbanas. Revista Nacional de 
Gerenciamento de Cidades, Rio de Janeiro, v. 3, n. 17, p. 1-13, 2015.
CANHOLI, A.P. Drenagem urbana e controle de enchentes. São Paulo: Oficina de textos, 2005
COHIM, E.; GARCIA, A.; KIPERSTOK, A. Captação e aproveitamento de água de chuva: 
dimensionamento de reservatórios. Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste, v. 9, 2008. 
Disponível em: <http://teclim.ufba.br/site/material_online /publicacoes/pub_art74.pdf>
Projectus | rio de janeiro | v. 2 | n. 2 | P. 8-16 | aBr./jun. 2017
Arthur da Silva Nascimento et al.
15
ci
. a
m
bi
en
ta
is
COHIM, E.; OLIVEIRA, C. A Importância do Intervalo de Tempo na Simulação do Funcionamento 
de um Reservatório de Água de Telhado. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA 
SANITÁRIA E AMBIENTAL, 25, 2009, Recife. Anais Recife, 2009. 
CRUZ, M. A. S; SOUZA, C. F.; TUCCI, C. E. M. Controle de Drenagem Urbana no Brasil: Avanços e 
Mecanismos para sua Sustentabilidade, In: XVII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, São 
Paulo, 2007.
CRUTZEN, P. J. New Directions: The growing urban heat and pollution “island” effect – impact 
on chemistry and climate. Atmospheric environment. 38, 21, 2004, p.3539-40.
DAVIS, M. Planeta favela. São Paulo: Boitempo, 2006.
FORGIARINI, F. R.; SOUZA, C. F. Avaliação de Cenários de Cobrança pela Drenagem Urbana de 
Águas Pluviais, In: XVII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, São Paulo, 2007.
KOBIYAMA, M., MENDONÇA, M., MORENO, D. A., MARCELINO, I. P. V. O., MARCELINO, E. V., 
GONÇALVES, E. F., RUDORFF, F. D. M. Prevenção de desastres naturais: conceitos básicos. 
Curitiba: Organic Trading, 2006.
POLI, C. M. B. As causas e as formas de prevenção sustentáveis das enchentes urbanas. 
Seminário Nacional de Construções Sustentáveis, p. 7-8, 2013. Disponível em: 
<https://www.imed.edu.br/Uploads/As%20causas%20e%20as%20formas%20de%20
preven%C3%A7%C3%A3o%20sustent%C3%A1veis%20das%20enchentes%20urbanas.pdf>. 
Acesso em: 20 out. 2017.
PREFEITURA DO RIO DE JANEIRO. Fundação Instituto das Águas do Município do Rio de Janeiro: 
banco de dados. Disponível em: < http://www.rio.rj.gov.br/web/rio-aguas/obras-e-parcerias >. 
Acesso em: 19 nov. 2017.
REIS, N. G. Notas sobre urbanização dispersa e mudanças no tecido urbano. São Paulo: Via 
das Artes, 2006.
SANTOS, L. B.; MAMEDE, B. B. Automação em drenagem pluvial e controle de enchentes: 
aproveitamento das águas nos grandes centros urbanos. Periódico Eletrônico Fórum 
Ambiental da Alta Paulista, v. 9, n. 2, 2013.
SCHUELER, T. R. Controlling Urban Runoff: A Practical Manual for Planning and designing 
urban BMP. Washington, DC: Metropolitan Washington Council of Governments, 1987.
O USO DE ALTERNATIVAS PARA CONTROLE DE ENCHENTES E SUAS APLICABILIDADES NAS 
SOLUÇÕES SUSTENTÁVEIS DE COLETA DE ÁGUA EM GRANDES CENTROS URBANOS
Projectus | rio de janeiro | v. 2 | n. 2 | p. 8-16 | ABR./JUN. 2017 16
ci
. a
m
bi
en
ta
is
SECCHI, B. Un progetto per l’urbanistica. Eunaidi: Torino, 1989.
SOUZA, T. M. K.; OTTONI, A. B. Análise crítica das causas e soluções sustentáveis para o controle 
de enchentes urbanas: o caso prático da bacia hidrográfica da praça da bandeira (estudo de 
caso). Revista Nacional de Gerenciamento de Cidades, v. 3, n. 17, 2015.
SU, Yu-Shou. Urban Resilience to Flooding in Asia’s Vulnerable Cities: Shanghai, Dhaka, Tokyo, 
and Taipei. Publicly Accessible Penn Dissertations. Paper, v. 1149, 2015. Disponível em: < 
https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=2684617 >. Acesso em: 15 nov. 2017.
TUCCI, C. E. M. Drenagem urbana. Ciência e cultura, v. 55, n. 4, p. 36-37, 2003. 
Disponível em: <http://cienciaecultura.bvs.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid= S0009-
67252003000400020& lng=en&nrm=iso>. Acesso em: 15 nov. 2017
TUCCI, C.E.M. e GENZ, F. Controle da Urbanização in: Drenagem Urbana, Editora da 
Universidade ABRH, 1995