( PDF ) Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca

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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

Escola de Engenharia de São Carlos

Departamento de Transportes

DESEMPENHO DE EQUIPAMENTOS DE

DRENAGEM URBANA DA CIDADE DE FRANCA

Alexandre Artioli de Camargo Godoi

Dissertação apresentada à Escola de

Engenharia de São Carlos, da Universidade

de São Paulo, como parte dos requisitos

para obtenção do título de “Mestre” em

Engenharia Civil, Área de Pós-graduação

em Transportes.

Orientador: Professor Titular Doutor José Bernardes Felex

São Carlos - SP

2006

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FOLHA DE JULGAMENTO

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DEDICATÓRIA

Aos meus Pais;

A minha esposa;

Aos meus Filhos.

AGRADECIMENTO

Ao meu orientador Professor José Bernardes Felex

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página i

SUMÁRIO

SUMÁRIO.................................................................................................................i

LISTA DE TABELAS ..........................................................................................vi

LISTA DE SÍMBOLOS ......................................................................................ix

RESUMO..................................................................................................................xi

ABSTRACT............................................................................................................xii

1 Introdução.................................................................................................1

2 Hidrologia e hidráulica em drenagem urbana....................22

3 A cidade de Franca e acidentes de drenagem....................52

4 Simulação de movimento de água em sarjetas, bocas

de lobo e galerias pluviais.........................................................................71

5 Estudo de casos....................................................................................87

6 Conclusões e sugestões.................................................................136

7 Referências bibliográficas............................................................139

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página ii

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Rua São João Del Rey, próximo a Rua Olinda, após rompimento de

emissário de galerias pluviais, Franca, 2000........................................................................ 6

Figura 2: Vista de escorregamento, 6 horas após o início, em via marginal a um

córrego no Residencial Moreira Junior, Franca, 1999........................................................ 6

Figura 3: Inundação da Avenida Santos Dumont durante uma chuva moderada,

Franca, 2003 ..................................................................................................................................... 7

Figura 4: Rua Alberto de Azevedo, chuva moderada, Franca, 2003........................... 7

Figura 5: Erosão causada por emissário de galeria em meia encosta, extremo da

Avenida Primo Meneghetti, Franca, 2002 .............................................................................. 8

Figura 6: Erosão no final da Avenida Margarida Fornazier, causada por emissário

de galerias em meia encosta, Jardim Tropical, Franca, 2002........................................ 8

Figura 7: Vista de erosão no bairro City Petrópolis, Franca, com restos do

emissário e poços de queda, 2002........................................................................................... 9

Figura 8: Jornal Comércio da Franca, janeiro de 2004..................................................... 9

Figura 9: Jornal Comércio da Franca, janeiro de 2004................................................... 10

Figura 10: Jornal Comércio da Franca, janeiro de 2004................................................ 10

Figura 11: Jornal Comércio da Franca, fevereiro de 2004............................................ 11

Figura 12: Jornal Comércio da Franca, fevereiro de 2004............................................ 11

Figura 13: Diagrama de configuração de escoamento no pavimento e na guia e

sarjeta [CETESB (1986)]............................................................................................................ 15

Figura 14: Características típicas de um cruzamento de uma rua secundária com

uma rua principal [CETESB (1986)]....................................................................................... 17

Figura 15: Locação de bocas de lobo e rede coletora..................................................... 18

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página iii

Figura 16: Alinhamento dos condutos [CETESB (1986)]............................................... 20

Figura 17: Poço de visita padrão na Prefeitura Municipal de Franca......................... 21

Figura 18: Seqüência de passos de um estudo de drenagem urbana...................... 23

Figura 19: Hidrograma de chuvas de várias durações.................................................... 26

Figura 20: Ilustração do conceito de tempo de concentração [PEIXOTO JR &

FELEX (1997)] ................................................................................................................................36

Figura 21: Geometria da seção composta: guia, sarjeta e pavimento [CETESB

(1986)].............................................................................................................................................. 37

Figura 22: Perfil de guias e sarjetas conforme adotado pela Prefeitura Municipal

de Franca.......................................................................................................................................... 39

Figura 23: Tipos de boca de lobo [CETESB (1986)] ........................................................ 40

Figura 24: Boca de lobo combinada em pontos intermediários de sarjetas

[CETESB (1986)]........................................................................................................................... 42

Figura 25: Boca de lobo padrão na Prefeitura Municipal de Franca........................... 45

Figura 26: Localização do Município de Franca (sem escala)....................................... 52

Figura 27: Bacia Hidrográfica dos Rios Sapucaí-Mirim / Grande (sem escala).... 54

Figura 28: Hidrografia do Município de Franca (sem escala)....................................... 55

Figura 29: Mapa de Risco Potencial de Erosão de Franca [IPT (1998)]................... 57

Figura 30: Evolução de erosão no final da Avenida Margarida Fornazier, Jardim

Tropical, Franca.............................................................................................................................. 60

Figura 31: Terminal de galeria proveniente das Ruas Benedito Calixto e Flávio de

Carvalho em nascentes, Recreio Campo Belo, Franca, 2002....................................... 61

Figura 32: Erosão resultante do escorregamento da cabeceira do vale, Recreio

Campo Belo, Franca, 2004......................................................................................................... 62

Figura 33: Erosão próxima a Avenida Ivete Vargas, Bairro Parque Vicente

Leporace, antes dos trabalhos de recuperação, Franca, 1997 .................................... 62

Figura 34: Obra de recuperação da erosão próxima a Avenida Ivete Vargas,

Bairro Parque Vicente Leporace, Franca, 1997.................................................................. 63

Figura 35: Parque Burle Max, antiga erosão da Avenida Ivete Vargas, Bairro

Parque Vicente Leporace, Franca, 2002 ............................................................................... 63

Figura 36: Rua Delcides Pressoto, onde após chuvas ocorrem acúmulo de até um

metro de água, Vila Santo Antônio, Franca, 2002............................................................ 64

Figura 37: Cruzamento das ruas Martiniano F. Andrade e Flora B. Sandoval,

Parque Santa Adélia, Franca, 1997........................................................................................ 65

Figura 38: Cruzamento das ruas Martiniano F. Andrade e Flora B. Sandoval,

Parque Santa Adélia, Franca, 1997........................................................................................ 65

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página iv

Figura 39: Local onde ocorrem inundações na Rua Oscar Lousada, Jardim

Califórnia, Franca, 2003.............................................................................................................. 66

Figura 40: Emissário de galeria localizado no final da Avenida Fernando Simões

destruído após chuvas, Jardim Santa Bárbara, Franca, 1999...................................... 66

Figura 41: Danos causados em residências pela invasão de águas provenientes

de áreas a montante, Jardim Santa Bárbara, Franca, 2000......................................... 67

Figura 42: Deslizamento de encosta junto a Rua São João Del Rey, Jardim

Brasilândia, Franca, 1999........................................................................................................... 68

Figura 43: Canalização de córrego junto a Rua São João Del Rey, Jardim

Brasilândia, Franca, 2000........................................................................................................... 68

Figura 44: Esquina das ruas Walter Barbosa e Clotilde Salmazo horas após o

escorregamento, Residencial Moreira Junior, Franca, 1999 ......................................... 69

Figura 45: Avenida Marginal durante a obra de troca de solo, remoção de turfa,

execução de rede de galeria pluviais e reforço com pedra bruta, Residencial

Moreira Junior, Franca, 2001.................................................................................................... 69

Figura 46: Avenida marginal durante a execução do aterro sobre o reforço de

pedra bruta, Residencial Moreira Junior, Franca, 2001.................................................. 70

Figura 47: Exemplo de delimitação de bacias de contribuição e representação

gráfica de equipamentos para drenar ................................................................................... 83

Figura 48: Método Racional em AUTODESK (2004) ........................................................ 84

Figura 49: Entrada de dados para estudos sobre galerias pluviais............................ 85

Figura 50: Resultado de processamento de dados sobre galerias pluviais............. 86

Figura 51: Localização das bacias avaliadas na planta da cidade de Franca –

folha 1 (sem escala)..................................................................................................................... 88

Figura 52: Localização das bacias avaliadas na planta da cidade de Franca –

folha 2 (sem escala)..................................................................................................................... 89

Figura 53: Erosão no final da Rua Júlio Batista, Parque Vicente Leporace, Franca,

2002 ................................................................................................................................................... 91

Figura 54: Emissários entre as Ruas Vanderlei Manccine e Júlio Batista e córrego

à esquerda, Parque Vicente Leporace, Franca, 2002...................................................... 91

Figura 55: Erosão no final da Rua Tarcisio Antonio de Oliveira, Parque Vicente

Leporace, Franca, 2004 .............................................................................................................. 92

Figura 56: Rua Delcides Pressoto, onde chuvas freqüentes causam o acúmulo de

até um metro de água, Vila Santo Antônio, Franca, 2002............................................ 93

Figura 57: Rua Renildo Valin de Melo, onde chuvas freqüentes causam o acúmulo

de água, que somado ao fluxo da Rua Delcides Pressoto, causa danos nas

residências próximas, Vila Santo Antônio, Franca, 2002............................................... 93

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página v

Figura 58: Construção das redes de galerias na rua Drauzio MMDC, Jardim

Redentor e Vila Santa Teresinha, Franca, 1999................................................................ 94

Figura 59: Dissipador construído no final da Rua J. Rebello, Vila Santa

Teresinha, Franca, 2002............................................................................................................. 95

Figura 60: Galerias do Jardim Vera Cruz II, redes 10 e 12......................................... 97

Figura 61: Galerias do Jardim Vera Cruz II, redes 6 a 9, e 11.................................... 98

Figura 62: Galerias do Jardim Luiza, redes 1 a 8.......................................................... 102

Figura 63: Galerias do Jardim Luiza, redes 40 a 43..................................................... 103

Figura 64: Galerias do Jardim Luiza, redes 30 a 33..................................................... 104

Figura 65: Galerias do Jardim Luiza, redes 50 a 55..................................................... 105

Figura 66: Galerias do Parque Universitário, redes 1 , 2 e 4..................................... 114

Figura 67: Galerias do Parque Universitário, redes 2, 3 e 5 ...................................... 115

Figura 68: Galeria do Parque Leporace, redes 1, 2 e 3................................................ 118

Figura 69: Galeria da Vila Santo Antônio, Vila Nossa Senhora do Carmo e Vila

Nossa Senhora das Graças, redes 1 a 3 e 8..................................................................... 122

Figura 70: Galeria da Vila Santo Antônio, Vila Nossa Senhora do Carmo e Vila

Nossa Senhora das Graças, redes 3 a 8............................................................................. 123

Figura 71: Galerias do Jardim Redentor e Vila Santa Teresinha, redes 1 a 3 e 6

............................................................................................................................................................ 127

Figura 72: Galerias, Jardim Redentor e Vila Santa Teresinha, redes 3 a 6.......... 128

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página vi

LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Uso permitido de ruas para escoamento de descargas de chuva em

termos de inundação do pavimento [CETESB (1986)]................................................... 16

Tabela 2: Coeficientes de redução de capacidades de bocas de lobo [CETESB

(1986)].............................................................................................................................................. 19

Tabela 3: Espaçamentos máximos recomendados entre poços de visita [CETESB

(1986)].............................................................................................................................................. 20

Tabela 4: Fator de freqüência para a expressão do Método Racional [CETESB

(1986)].............................................................................................................................................. 27

Tabela 5: Coeficientes de escoamento superficial [CETESB (1986)] ........................ 28

Tabela 6: Valores de C adotados pela Prefeitura Municipal de São Paulo [WILKEN

(1978)].............................................................................................................................................. 29

Tabela 7: Coeficientes de “runoff” para compor superfícies [CETESB (1986)].... 30

Tabela 8: Chuvas intensas para a cidade de Batatais [FIPAI (1998)]...................... 32

Tabela 9: Risco em função da vida útil e período de retorno no projeto................. 34

Tabela 10: Períodos de retorno para diferentes ocupações de áreas ....................... 35

Tabela 11: Valores do coeficiente de rugosidade da superfície

n [CETESB

(1986)].............................................................................................................................................. 39

Tabela 12: Valores de m [CETESB (1986)]......................................................................... 45

Tabela 13: Valores de K em função de otg

para bocas de lobo simples sem

depressão em pontos intermediários [CETESB (1986)]................................................. 46

Tabela 14: Valores de

n para tubos de concreto [CETESB (1986)]........................ 47

Tabela 15 - Medidas de erosão em galerias pluviais de cidades do Paraná

[FENDRICH et al. (1988)] .......................................................................................................... 50

Tabela 16 - Limites de velocidades segundo várias referências ................................. 51

Tabela 17: Listagem e classificação de acidentes de drenagem em Franca .......... 59

Tabela 18 - Erosões lineares a meia encosta, em Franca ............................................. 60

Tabela 19 - Erosões em cabeceiras de drenagem, em Franca (2005)..................... 61

Tabela 20 - Inundações, em Franca....................................................................................... 64

Tabela 21 - Escorregamento e solapamentos de encostas junto a córregos em

Franca................................................................................................................................................ 67

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página vii

Tabela 22: Variáveis selecionadas para qualificar galerias pluviais em painéis

onde participaram 18 técnicos de Franca, Ribeirão Preto, Batatais, Rifaina,

Altinópolis e Pedregulho, em 2001......................................................................................... 74

Tabela 23: Índices de desempenho e ocorrências classificáveis na avaliação de

galerias pluviais.............................................................................................................................. 75

Tabela 24 - Principais hipóteses e critérios de estimativas e resultados da adoção

de dados para estimativas de hidrologia e de vazões solicitantes............................. 77

Tabela 25 - Hipóteses e critérios de estimativas e resultados da adoção de dados

para estimativas de características de fluxo nas galerias.............................................. 78

Tabela 26 - Hipóteses e critérios de estimativas e resultados da adoção de dados

para estimativas de características de fluxo nas sarjetas ............................................. 78

Tabela 27 - Hipóteses e critérios de estimativas e resultados da adoção de dados

para estimativas de características de fluxo nas bocas de lobo [CETESB (1986)]

.............................................................................................................................................................. 79

Tabela 28 - Hipóteses e critérios de estimativas e resultados da adoção de dados

para estimativas de características de fluxo nas bocas de lobo com grelha em

ponto baixo da sarjeta [CETESB (1986)]............................................................................. 80

Tabela 29: Avaliação dos índices de desempenho ........................................................... 80

Tabela 30: Número de equipamentos de drenagem no estudo de caso. ................ 96

Tabela 31: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar das redes 6 a

10, do Jardim Vera Cruz II ........................................................................................................ 99

Tabela 32: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar da rede 11 do

Jardim Vera Cruz II .................................................................................................................... 100

Tabela 33: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar da rede 12 do

Jardim Vera Cruz II .................................................................................................................... 101

Tabela 34: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar da rede 1, 4

e 5 do Jardim Luiza..................................................................................................................... 106

Tabela 35: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar das redes 6 a

8, 40 e 41 do Jardim Luiza ...................................................................................................... 107

Tabela 36: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar das redes 30

e 33 do Jardim Luiza.................................................................................................................. 108

Tabela 37: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar da rede 42 do

Jardim Luiza................................................................................................................................... 109

Tabela 38: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar da rede 31 do

Jardim Luiza................................................................................................................................... 110

Tabela 39: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar das redes 32

e 50 do Jardim Luiza.................................................................................................................. 111

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página viii

Tabela 40: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar da rede 51 do

Jardim Luiza................................................................................................................................... 112

Tabela 41: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar das redes 52

a 55 do Jardim Luiza.................................................................................................................. 113

Tabela 42: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar das redes 1 e

2 do Parque Universitário......................................................................................................... 116

Tabela 43: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar das redes 3 a

5 do Parque Universitário......................................................................................................... 117

Tabela 44: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar da rede 1 do

Parque Vicente Leporace .......................................................................................................... 119

Tabela 45: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar da rede 3 do

Parque Vicente Leporace .......................................................................................................... 120

Tabela 46: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar da rede 2 do

Parque Vicente Leporace .......................................................................................................... 121

Tabela 47: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar das redes 1,

2, 7 e 8 de Vila Santo Antônio, Vila Nossa Senhora do Carmo e Vila Nossa

Senhora das Graças.................................................................................................................... 124

Tabela 48: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar das redes 3 e

4 da Vila Santo Antônio, Vila Nossa Senhora do Carmo e Vila Nossa Senhora das

Graças.............................................................................................................................................. 125

Tabela 49: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar das redes 5, 6

e 8 da Vila Santo Antônio, Vila Nossa Senhora do Carmo e Vila Nossa Senhora

das Graças...................................................................................................................................... 126

Tabela 50: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar da rede 1 do

Jardim Redentor e Vila Santa Teresinha ............................................................................ 129

Tabela 51: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar da rede 2 do

Jardim Redentor e Vila Santa Teresinha ............................................................................ 130

Tabela 52: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar da rede 6 do

Jardim Redentor e Vila Santa Teresinha ............................................................................ 131

Tabela 53: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar da rede 3 do

Jardim Redentor e Vila Santa Teresinha ............................................................................ 132

Tabela 54: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar das redes 4 e

5 do Jardim Redentor e Vila Santa Teresinha .................................................................. 133

Tabela 55: Desempenho de galerias pluviais, o antes e o depois do Decreto

7419, 1997, em Franca............................................................................................................. 134

Tabela 56 – Identificação de conseqüências a partir de ocorrências de intervalos

de índices........................................................................................................................................ 135

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página ix

LISTA DE SÍMBOLOS

a Altura da depressão medida a partir da borda interna da sarjeta, na

extremidade de montante da boca de lobo em (m)

A Área da bacia de drenagem (hectares)

A Área da sub-bacia i (hectares)

Am Área molhada (m

)

Ao Área da seção transversal de escoamento da sarjeta (m

)

As Área da seção transversal de escoamento da sarjeta (m

)

Au Área útil das aberturas da grelha (m

)

C Coeficiente de escoamento superficial (adimensional)

Cc Coeficiente de escoamento superficial composto (adimensional)

C Coeficiente de escoamento superficial da sub-bacia i (adimensional)

Cf Fator de freqüência (adimensional)

D Diâmetro do conduto (m)

E Energia específica (m)

g Aceleração da gravidade em (m/s

)

i Intensidade de chuva (mm/minuto)

ir Declividade longitudinal da rua (m/m)

ic Declividade longitudinal do conduto (m/m)

K Coeficiente para boca de lobo simples (adimensional)

l Distância de escoamento no trecho i (m)

L Comprimento da boca de lobo (m)

L’ Comprimento mínimo da grelha para captar toda água da sarjeta (m)

L1 Comprimento da transição de montante para a depressão na sarjeta (m)

Lo Comprimento da grelha necessário para escoar toda vazão em W (m)

m Fator de configuração da grelha (adimensional)

n Coeficiente de rugosidade do conduto (adimensional)

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página x

n Coeficiente de rugosidade de Manning relativo ao material de superfície

da sarjeta (adimensional)

n Coeficiente de rugosidade do material (adimensional)

p Perímetro da abertura da grelha (m)

q2 Vazão não captada pela grelha lateralmente (m

/s)

q Vazão não captada pela boca de lobo (m

/s)

q3 Vazão não captada sobre a grelha (m

/s)

Q Vazão estimada na seção de controle (m

/s);

Qb Vazão total esgotada pela boca de lobo (m

/s)

Qc Vazão no conduto (m

/s)

Qo Vazão que escoa na sarjeta (m

)

R Raio hidráulico (m);

S Declividade (m/m)

t Duração de chuva (min)

tc Tempo de concentração (min)

Tr Período de retorno (anos)

T Largura do caudal (m)

vi Velocidade no trecho i em (m/s)

V Velocidade média de escoamento na sarjeta na seção imediatamente a

montante da boca de lobo (m

/s)

Vc Velocidade de escoamento no conduto (m/s)

Vcmáx Velocidade máxima de escoamento no conduto (m/s)

Vo Velocidade de escoamento na sarjeta (m/s)

Vomáx Velocidade máxima de escoamento na sarjeta (m/s)

W Largura da grelha da boca de lobo (m)

y Profundidade da lâmina de água (m)

y’ Profundidade da lâmina de água na boca de lobo (m)

yc Profundidade da lâmina de água no conduto (m)

yb Profundidade da lâmina de água na boca de lobo (m)

yo Profundidade da lâmina de água na sarjeta (m)

yomáx Profundidade máxima de lâmina de água na sarjeta (m)

Z tgθ

θ Ângulo formado entre o plano da depressão na sarjeta e o plano vertical

θ’ Ângulo formado entre o plano da superfície do pavimento e o plano

vertical

θo Ângulo formado entre o plano da sarjeta e o plano vertical

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página xi

RESUMO

GODOI, Alexandre Artioli de Camargo (2006). Desempenho de equipamentos de

drenagem urbana da cidade de Franca. São Carlos, 2006, 139 pág.

Dissertação (Mestrado) – Escola de Engenharia de São Carlos,

Universidade de São Paulo.

A análise sobre o comportamento e o desempenho de elementos para drenar

que compõem galerias pluviais pode contribuir para identificar informação,

métodos e técnicas que orientem decisões sobre ações preventivas e corretivas

para controle de processos de erosão e inundações, uma contribuição à

orientação sobre diretrizes para melhoria da qualidade de vida. Esta dissertação

de mestrado relata e discute resultados obtidos ao mostrar que a simulação de

movimento de água em sarjetas, bocas de lobo e galerias pluviais pode

contribuir para comparar as conseqüências de alteração de especificações e

processos de projeto, escolha de equipamentos e controle de obras de

drenagem. O conhecimento de índices de comportamento de características de

fluxo de água pode contribuir para identificar conseqüências do funcionamento

de equipamentos para drenar vias urbanas. O método adotado foi um processo

de simulação decorrente de uma escolha de variáveis e índices de desempenho

de equipamentos de drenagem, hipóteses e critérios para estimar características

de movimento de água. Para estudo de caso foram usados dados obtidos na

cidade de Franca, estado de São Paulo. O principal processo adotado foi o

manuseio de resultados de estimativas sobre características de fluxo e vazões

em obras existentes, produtos de observação sobre dados obtidos ao refazer

projetos de redes de galerias pluviais em operação.

Palavras-chave: Drenagem urbana, equipamentos, desempenho, simulação.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página xii

ABSTRACT

GODOI, Alexandre Artioli de Camargo (2006). Performance of urban drainage

equipments the city of Franca. São Carlos, 2006, 139p. Dissertation

(Master Thesis) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São

Paulo.

The analysis on the behavior and the acting of elements to drain that composes

pluvial galleries can contribute to identify information, methods and techniques

that guide decisions about preventive and corrective actions for control of

erosion processes and floods, a contribution to the orientation on guidelines for

improvement of the life quality. This work tells and it discusses results obtained

when showing that the simulation of movement of water in gutters and pluvial

galleries can contribute to compare the consequences of alteration of

specifications and project processes, choice of equipments and control of

drainage works. The knowledge of indexes of behavior of characteristics of flow

of water can contribute to identify consequences of the operation of equipments

to drain urban roads. The adopted method was a simulation process due to a

choice of variables and indexes of acting of drainage equipments, hypotheses

and criteria to esteem characteristics of movement of water. For case study were

used data obtained in the city of Franca, state of São Paulo, Brazil. The main

work process was the handling of results of estimates on flow characteristics and

flows of existent works, observed from new data obtained when redoing the

projects of pluvial galleries in operation.

Keywords: urban drainage, equipment, perfomance, simulation

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 1

1 Introdução

Segundo PALMA (2000), drenar é a arte de conduzir e controlar o fluxo ou

percolação de água pelas vias ou obras de terra. Drenar é o próprio ato de

prover a via com equipamentos que facilitem o movimento de água para fora de

seu corpo, ou facilite o controle de teor de umidade ou movimento de água

infiltrada no solo ou outros componentes.

Drenagem superficial é o processo de condução, captação e controle de fluxo de

água proveniente de chuva. A drenagem é efetuada pelos “equipamentos para

drenar”, por exemplo, a própria superfície de vias, taludes de cortes e aterros,

telhados, guias, sarjetas, bocas de lobo, condutos, etc. Mas, nas cidades, nem

sempre as obras para drenagem cumprem os seus objetivos de proteger a área

urbana de erosão, sedimentação de materiais e inundações. O escoamento de

água proveniente de chuva erode e sedimentam solos ou outros materiais. A

água diminui a resistência de materiais da superfície.

A análise sobre o comportamento e o desempenho de equipamentos para drenar

que compõem a drenagem urbana pode contribuir para identificar informação,

métodos e técnicas que orientem decisões sobre ações preventivas e corretivas

de controle sobre processos de erosão e inundações urbanas. Esta pode ser uma

contribuição à orientação sobre diretrizes para melhoria da qualidade de vida

urbana, controle de fluxo de águas de chuva, redução de acidentes e erosão.

O objetivo deste trabalho é mostrar que a simulação de movimento de água em

sarjetas, bocas de lobo e galerias pluviais pode contribuir para comparar as

conseqüências da alteração de especificações e processos de projeto, escolha de

equipamentos e controle de obras de drenagem urbana. Também, mostrar que o

conhecimento de índices de desempenho de características de fluxo de água

pode contribuir para identificar possíveis conseqüências do funcionamento de

equipamentos para drenar vias urbanas.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 2

A organização do relato poderá ser resumida:

a) Além desta introdução, o capítulo 2, “Hidrologia e hidráulica em

drenagem urbana” contém a base teórica adotada para simular

movimento de água. Contém aplicações de hidrologia a projetos de

drenagem, estimativa de vazões e hidráulica de equipamentos de

drenagem;

b) O capítulo 3 “A cidade de Franca e acidentes de drenagem”, contém

dados sobre a cidade de Franca, sua história e características de clima e

geologia. Também, lista e classifica acidentes atribuídos à drenagem.

Resumem-se processos de elaboração, aprovação e execução de projetos

e obras de drenagem;

c) O capítulo 4 “Simulação de movimento de água em sarjetas, bocas de

lobo e galerias pluviais” contém o método adotado. É relatada a escolha

de variáveis e índices de desempenho de equipamentos para drenar,

hipóteses e critérios para estimar características de movimento de água,

e o processamento de dados para obter índices;

d) O capitulo 5 “Estudo de casos”, descreve as redes de equipamentos

usadas para estimativa de índices de desempenho, resultados da

simulação e estimativa de índices, e discute o desempenho de

equipamentos para drenar;

e) O capítulo 6 “Conclusões e sugestões”, com análise dos resultados,

conclusões e recomendações para estudos futuros;

f) O capítulo 7, “Referências bibliográficas” lista as publicações que

orientaram o trabalho executado.

TUCCI, PORTO e BARROS (1995) relatam que a microdrenagem urbana é

constituída pelas redes de condutos e estruturas hidráulicas em nível de

loteamento ou rede primária urbana, as galerias pluviais. Para CETESB (1986) a

drenagem urbana de ruas e avenidas compreende bocas de lobo, tubulações,

poços de visita e estruturas acessórias. Devem conduzir águas pluviais desde a

sua captação nas ruas, até a sua disposição na drenagem principal.

Os equipamentos para drenar fazem parte da infra-estrutura urbana, e

compreendem: redes de água, esgotos sanitários, cabos elétricos e telefônicos,

iluminação pública, pavimentação de ruas, guias e passeios, parques de

recreação e lazer, e outros.

É conveniente que os sítios urbanos sejam planejados de forma integrada, isto é,

que todos os melhoramentos públicos sejam planejados coerentemente. Quando

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 3

as galerias pluviais não são consideradas desde o início da formulação do

planejamento urbano, é bastante possível que esta se revele ao mesmo tempo,

de alto custo e ineficiente. Em relação aos outros melhoramentos urbanos, a

galeria pluvial tem uma particularidade: o escoamento de águas de chuva

sempre ocorrerá, independentemente de existir ou não drenagem adequada.

Sua qualidade determinará se os benefícios ou prejuízos à população serão

maiores ou menores. Fica então caracterizado que a galeria pluvial deve ser

incluída nos planos urbanos.

Outra característica singular do funcionamento de equipamentos de drenagem é

a solicitação não permanente ocorrendo somente durante e logo após a

ocorrência de chuvas, contrastando com os outros equipamentos urbanos que

são essencialmente de uso contínuo.

FIGUEIREDO (1994) inclui as galerias pluviais dentre as obras que deveriam ser

objeto de um tipo de Engenharia que poderia ser denominada “social”, porque

nas áreas urbanas tais construções estão associadas a desastres habitacionais e

ecológicos.

Mas, CETESB (1986), TUCCI, PORTO e BARROS (1995), BOTELHO (1985),

MORETTI (1986), HAESTAD (2002) relatam que os processos adotados para

projeto e construção de obras de galerias pluviais contêm estimativas sobre o

regime de chuvas. Isto provoca a execução de obras que contêm grande

probabilidade de não suportar, ou controlar o escoamento de água, provocando

acidentes urbanos e de meio ambiente.

1.1 Justificativas

Em onze anos que antecederam o corrente 2006 a Cidade de Franca conviveu

com dois tipos de processos para elaboração e aprovação de projetos, execução

e acompanhamento de obras de drenagem urbana:

a) Projetos e obras de drenagem, para ampliação de redes existentes ou

para loteamentos, sem uma rotina e uma especificação para projetos e

obras fixados pelo Município, antes de 1997;

b) Aprovação de projetos, fiscalização de obras e especificações de serviços

de drenagem fixadas pelo Decreto Municipal 7419, 11 de agosto de 1997,

que fixou terminologia, especificações e critérios para as intervenções na

drenagem urbana de Franca.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 4

Desde 1997 a Prefeitura Municipal de Franca emite, a cada intervenção na

drenagem, a certidão de diretrizes para projetos de galerias pluviais de

loteamentos. Este fato marcou o inicio de um novo processo de escolha e

construção de equipamentos para drenar.

A partir do Decreto 7419, a EMDEF – Empresa Municipal para o Desenvolvimento

de Franca é responsável por fornecer parâmetros para a elaboração de projetos

e obras de galerias pluviais de acordo com as peculiaridades de cada região da

cidade. Adotando para isto os preceitos contidos no Mapa de Risco Potencial de

Erosão e buscando os interesses da Prefeitura Municipal na solução de problemas

pré-existentes e relativos à questão. São listados alguns destes parâmetros:

a) Parâmetros hidrológicos: equação de chuva, método de estimativa de

vazões, coeficiente de escoamento superficial e bacias de contribuição;

b) Parâmetros hidráulicos para dimensionamento de condutos e estruturas

hidráulicas;

c) Estruturas hidráulicas e materiais padronizados com respectivos projetos

e memoriais descritivos de execução;

d) Pontos de lançamentos de águas de chuva;

e) Condições de contorno: contribuições de galerias existentes a serem

incorporadas pelas galerias projetadas ou captação de áreas à montante

desprovidas de drenagem (contribuições externas);

f) Documentação necessária: plantas, perfis, memoriais descritivos,

anotação de responsabilidade técnica e licenças ambientais junto aos

órgãos estaduais e federais.

Também, os projetos são analisados por técnicos da EMDEF, fazendo com que

somente aqueles que atendam requisitos contidos em certidão de diretriz

possuam alvará para execução das obras. A fiscalização das obras para garantir

a conformidade com o projeto aprovado é rigorosa.

Ao longo destes anos se pode testemunhar, e até mesmo prever a ocorrência de

acidentes urbanos atribuídos à condução de água de chuva. Buscaram-se

soluções, algumas de emergência. Mas, o mais importante é que se

documentou, e registrou relatos de moradores locais para verificar a coerência

de soluções específicas. Este arcabouço de informações contribuiu para orientar

decisões em áreas a serem urbanizadas, evitar equívocos do passado, e também

para prever acidentes atribuídos à operação de equipamentos para drenar.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 5

Uma das idéias que ampliaram este comportamento foi o exposto por BARROW

(1993): “organizações podem aprender quando se discute o conjunto de

atividades para análise sobre a qualidade de produtos e serviços”. Porque,

admitindo-se que as cidades são “organizações” para prestar serviços com

qualidade a seus habitantes e outros interessados, uma das descrições para a

qualidade de equipamentos para drenar pode ser expressa por índices de

desempenho. Para conhecimento dos motivos que justificam estudos que

caracterizem funções de obras de galerias pluviais destacam-se os seguintes

fatos e argumentos:

a) A satisfação de habitantes de cidades quanto à condução e controle de

água de chuva e as especificações de componentes da drenagem

podem estar dentre os principais elementos que orientam a análise de

qualidade de vida urbana e a contribuição da drenagem para este item;

b) A avaliação de desempenho de equipamentos para drenar envolve

estudos sobre as variáveis que caracterizam o comportamento de seus

componentes, em resposta às solicitações pela água, forma,

capacidade, regime de fluxo, resistência à erosão etc..

Diante disto, outra questão surgiu: após a alteração do procedimento de escolha

de equipamentos para drenar implantado pela Prefeitura Municipal de Franca em

1997, houve melhoria na qualidade da captação e condução de água de chuva

neste Município? Para responder esta questão pode-se dispor da seguinte

abordagem: comparar o desempenho de equipamentos de drenagem de projetos

e obras de antes de 1997 e depois da alteração dos critérios pela adoção do que

fixou o Decreto 7419 em 1997.

A importância dos documentos existentes em Franca indica mais evidências que

o desenvolvimento e a ocupação de sítios urbanos por construções podem

provocar desastres sociais e ecológicos.

As Figura 1 até a Figura 4 ilustram algumas ocorrências de desastres sociais e

ecológicos urbanos atribuídos à drenagem na cidade de Franca, estado de São

Paulo.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 6

Figura 1: Rua São João Del Rey, próximo a Rua Olinda, após rompimento

de emissário de galerias pluviais, Franca, 2000

Figura 2: Vista de escorregamento, 6 horas após o início, em via

marginal a um córrego no Residencial Moreira Junior, Franca, 1999

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 7

Figura 3: Inundação da Avenida Santos Dumont durante uma chuva

moderada, Franca, 2003

Figura 4: Rua Alberto de Azevedo, chuva moderada, Franca, 2003

As erosões e outros processos de deterioração urbana pela água não se

caracterizam apenas como obstáculos naturais à expansão urbana, mas resultam

de transformações ou alterações decorrentes da ação do homem sobre a

natureza. A má condução de água na infra-estrutura instalada em loteamentos

colabora para aumentar processos de erosão nas cidades. A Figura 5 até a

Figura 7 ilustram o exposto.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 8

Figura 5: Erosão causada por emissário de galeria em meia encosta,

extremo da Avenida Primo Meneghetti, Franca, 2002

Figura 6: Erosão no final da Avenida Margarida Fornazier, causada por

emissário de galerias em meia encosta, Jardim Tropical, Franca, 2002

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 9

Figura 7: Vista de erosão no bairro City Petrópolis, Franca, com restos do

emissário e poços de queda, 2002

Para exemplificar, as chuvas tropicais na primavera e no verão do Sudeste do

Brasil provocam transtornos aos habitantes de cidades. A Figura 8 até a Figura

12 ilustram manchetes do Jornal Comércio da Franca sobre acidentes atribuídos

à drenagem em Franca.

Figura 8: Jornal Comércio da Franca, janeiro de 2004

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 10

Figura 9: Jornal Comércio da Franca, janeiro de 2004

Figura 10: Jornal Comércio da Franca, janeiro de 2004

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 11

Figura 11: Jornal Comércio da Franca, fevereiro de 2004

Figura 12: Jornal Comércio da Franca, fevereiro de 2004

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 12

1.2 Comportamento de equipamentos de drenagem

urbana

A capacidade de equipamentos de drenagem de conduzir águas pluviais depende

de:

a) Características físicas, geometria, materiais, declividade etc.;

b) Vazões solicitantes.

Prever o comportamento dos equipamentos de drenagem pode exigir a

estimativa de capacidades e medidas que caracterizem o escoamento de água

tais como: regime de fluxo, velocidade de escoamento etc. E daí, a capacidade

de manuseio de variáveis dos equipamentos de drenagem torna-se conseqüência

de operações sobre dados, teorias, deduções empíricas compatíveis com os

equipamentos estudados.

O manuseio e análise de variáveis que caracterizem o escoamento de água

podem ser úteis para classificar relações entre estas variáveis, os materiais e a

geometria dos equipamentos de drenagem, item fundamental para o estudo de

comportamento e análise de estabilidade e durabilidade destes equipamentos.

Um arranjo coerente de atividades que facilite a seleção de medidas sobre

variáveis que caracterizem o movimento de água e identifiquem relações entre o

líquido e o meio, pode ser útil para fornecer informações que garantam a

qualidade de classificação e forneça dados para explicações sobre

comportamento de equipamentos de drenagem. A tentativa de montar este

arranjo conteria critérios e processos para manuseio de informação resumido a

seguir:

a) Estudos de características físicas de equipamentos de drenagem

(geometria, materiais, declividades etc.), realizados processando

resultados de medidas e observações de campo;

b) Análise de variáveis relacionadas às vazões que solicitem os

equipamentos de drenagem, estimadas em função de dados sobre o

regime de chuvas e das características físicas do local de estudo;

c) Estimativa da capacidade de equipamentos de drenagem, velocidade

de escoamento, regime de fluxo etc.;

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 13

É usual que o projeto de rede de galerias pluviais use:

a) Planta planialtimétrica cadastral da área a ser drenada, em escala

1:1.000, com curvas de nível de metro em metro com indicação de

redes pluviais existentes e outras redes que possam interferir na área

em estudo;

b) Mapa geral da bacia de drenagem onde está situada a área a ser

drenada em escala 1:10.000 com curvas de nível de cinco em cinco

metros, com indicação de possíveis áreas de contribuição a montante

da área em estudo, cadastro de redes de galerias pluviais existentes

na bacia, cursos d’água e elementos que caracterizem a urbanização

presente e futura da bacia;

c) Planta urbanística que indicando o traçado viário, quadras, lotes,

áreas públicas, áreas verdes, preservação permanente e cursos de

água com outras informações relativas à taxa e tipo de ocupação de

lotes e características da cobertura vegetal do solo na escala 1:1000;

d) Seções transversais típicas de ruas e avenidas;

e) Perfis longitudinais de ruas e avenidas na escala horizontal 1:1.000 e

vertical 1:100;

f) Informações geotécnicas e sobre o nível do lençol freático;

g) Localização detalhada do ponto de lançamento final da rede de

galerias, indicando para o caso de cursos de água o nível de

enchentes ordinárias, características topográficas (declividade

longitudinal e transversal), condições geológicas, geotécnicas e

cobertura vegetal;

h) Equação de chuva da localidade ou se não existir, de ponto mais

próximo que seja representativo.

A rede coletora é desenhada em planta baixa na escala 1:1.000 junto com

traçado viário, devendo-se classificar as ruas quanto à sua capacidade de

escoamento. Adotando o princípio que as águas pluviais tenham um trajeto

superficial mais extenso possível, o ponto inicial de captação, isto é, a

localização da primeira boca-de-lobo deverá ser no ponto em que o escoamento

superficial se aproximar do limite da capacidade de guias e sarjetas.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 14

A seguir são listadas algumas regras e recomendações básicas de projetos de

drenagem urbana:

a) Os divisores das bacias e áreas contribuintes deverão ficar

convenientemente assinalados nas plantas, variando de acordo com o

arranjo geral adotado para a rede de galerias e em função de

características topográficas do terreno e sistema viário;

b) Os segmentos em que o escoamento de águas pluviais ocorrerá apenas

pelas guias e sarjetas deverão ser assinalados com setas;

c) A rede coletora, em determinada via, poderá ser única, recebendo os

tubos de ligação provenientes de bocas de lobo de ambos os passeios;

d) A solução mais adequada, em cada rua, é estabelecida economicamente,

em função das vazões estimadas para os segmentos.

1.2.1 Ruas, guias e sarjetas

A chuva que cai sobre o pavimento, dá origem ao escoamento superficial, que se

inicia transversalmente a pista até atingir as guias e sarjetas. As guias e sarjetas

funcionam como canais e precisam ser dimensionadas como tais. A profundidade

do escoamento superficial deverá ser zero no eixo da pista, e aumentando à

medida que se aproxima da guia.

A água que flui numa guia e sarjeta, devido à chuva que cai no pavimento e nos

terrenos adjacentes escoará até alcançar um ponto de captação, normalmente

uma boca de lobo. A Figura 13 representa a configuração de um escoamento em

guias e sarjetas. À medida que a água escoa e áreas adicionais contribuem para

o aumento do caudal, sua largura aumentará e atingirá progressivamente as

faixas de trânsito causando interferências no tráfego de veículos.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 15

Figura 13: Diagrama de configuração de escoamento no pavimento e na

guia e sarjeta [CETESB (1986)]

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 16

A determinação da capacidade de escoamento da rua deve ser baseada em duas

considerações:

a) Verificação da capacidade teórica de escoamento, baseada em

critérios de classificação de ruas que limitem a inundação máxima do

pavimento (Tabela 1);

b) Ajuste às condições reais, baseado na aplicação de fatores de redução

da capacidade de escoamento.

Tabela 1: Uso permitido de ruas para escoamento de descargas de chuva

em termos de inundação do pavimento [CETESB (1986)]

Classificação das Ruas Inundação Máxima

Secundária

Sem trasbordamento sobre a guia. O

escoamento pode atingir até a crista da rua.

Principal

Sem trasbordamento sobre a guia. O

escoamento deve preservar pelo menos uma

faixa de tráfego.

Avenida

Sem trasbordamento sobre a guia. O

escoamento deve preservar, pelo menos,

uma faixa de trânsito livre em cada direção.

Expressa

Nenhuma inundação é permitida em qualquer

faixa de trânsito.

Quanto à declividade transversal da rua, poderão ocorrer três configurações que

dependerão das características topográficas e geométricas do local conforme

mostrado na Figura 14. Esta figura ilustra como numa rua, com inclinação

transversal, a capacidade da sarjeta de maior elevação diminui drasticamente. A

capacidade da sarjeta mais baixa pode diminuir ou não, dependendo do projeto

da rua. Quando se estimam os volumes de escoamento em cada sarjeta, deve-

se considerar que a sarjeta mais elevada pode saturar rapidamente, em

conseqüência de sua localização no lado da rua que estará recebendo a

contribuição de áreas adjacentes.

Este fato, juntamente com a redução da capacidade da sarjeta, fará com que sua

capacidade admissível seja rapidamente excedida. Nessas condições o

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 17

escoamento ultrapassará a crista da rua e juntar-se-á ao da sarjeta oposta. Em

ruas secundárias isto é aceitável, no entanto em ruas de maior importância à

interferência com o tráfego é inaceitável. Somado a este fato, poderão ocorrer

situações onde bocas de lobo situadas no bordo mais alto da rua trabalharão

abaixo de sua capacidade de esgotamento, ao passo que as bocas de lobo

localizadas no ponto mais baixo trabalharão sobrecarregadas.

Em situações criticas, para ruas secundárias podem ser colocadas bocas de lobo

na guia mais baixa, dispensando as bocas de lobo no bordo mais alto e o

abaulamento da rua, para permitir que o escoamento da sarjeta de cima atinja a

mais baixa.

Figura 14: Características típicas de um cruzamento de uma rua

secundária com uma rua principal [CETESB (1986)]

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 18

1.2.2 Bocas de lobo

As bocas de lobo deverão ser localizadas de maneira a captarem as águas de

chuva escoadas pelas guias e sarjetas e conduzirem para as galerias através dos

tubos de ligação. Deve-se buscar a captação de todo o caudal que escoa pela

sarjeta, principalmente para os casos de cruzamento com rua principal, avenida

ou que exista alguma restrição importante.

A parcela da água captada pelas bocas de lobo será considerada para o

dimensionamento dos segmentos da galeria pluvial a jusante somada à vazão

captada a montante.

Quanto à localização das bocas de lobo, recomenda-se (Figura 15):

a) Nos pontos mais baixos do sistema viário, deverão ser

necessariamente instaladas bocas de lobo com a função de evitar

zonas de alagamento e acúmulo de sedimentos;

b) A melhor solução para a instalação de bocas de lobo é em pontos a

montante de cada faixa de cruzamento utilizada por pedestres, junto

às esquinas;

c) Não é conveniente a sua localização junto ao vértice do ângulo de

intersecção de guias e sarjetas de ruas convergentes pelas seguintes

razões: os pedestres para cruzarem a rua, teriam que saltar o caudal

num segmento de máxima vazão superficial e os caudais

convergentes pelas diferentes sarjetas resultaria num caudal em

sentido contrário ao da afluência para o interior da boca de lobo.

Figura 15: Locação de bocas de lobo e rede coletora

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 19

CETESB (1986) recomenda para ruas com declividade de até 5% a utilização da

boca de lobo simples, com ou sem depressão, dependendo da vazão a ser

captada. O uso de outros tipos depende de:

a) Vazão de projeto;

b) Possibilidade de obstrução;

c) Interferência com o tráfego de veículos.

A capacidade de esgotamento de bocas de lobo é sempre menor que a

capacidade teórica, em razão de diversos fatores listados a seguir:

a) Obstrução causada por detritos carreados por águas pluviais e por

veículos estacionados;

b) Irregularidades na superfície de pavimentos, junto às sarjetas e bocas

de lobo;

c) Hipóteses de cálculo que não correspondem à situação real.

Para compensar estes efeitos, CETESB (1986) recomenda que sejam aplicados

coeficientes de redução sobre os valores teóricos de acordo com a Tabela 2.

Tabela 2: Coeficientes de redução de capacidades de bocas de lobo

[CETESB (1986)]

Localização nas sarjetas Tipo de boca de lobo

% permitida sobre o valor

teórico

Ponto Baixo

Simples

Com grelha

Combinada

Ponto Intermediário

Ponto intermediário

Simples

Com grelha longitudinal

Com grelha transversal,

ou longitudinal com barras

transversais

Combinada

110% dos valores indicados

para a grelha correspondente

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 20

1.2.3 Poços de visita

Os poços de visita são instalados para atender às mudanças de direção,

diâmetro, declividade e às ligações de tubos de ligação de bocas de lobo, ao

entroncamento de diversos segmentos e ao afastamento máximo admissível. O

espaçamento máximo recomendado para os poços é apresentado na Tabela 3.

Quando ocorrer num poço de visita a mudança de diâmetro entre o tubo de

entrada e o tubo de saída, os tubos deverão ser alinhados a partir da geratriz

superior conforme a Figura 16. Quando a diferença de nível entre o tubo afluente

e o tubo efluente for superior a 70 cm, o poço de visita é denominado poço de

queda. Na Figura 17 é ilustrado um modelo de poço de visita padrão Prefeitura

Municipal de Franca.

Tabela 3: Espaçamentos máximos recomendados entre poços de visita

[CETESB (1986)]

Diâmetro da galeria pluvial (m)

Espaçamento entre poços de

visita (m)

0,30 – 0,40 120

0,50 – 0,90 150

1,0 ou mais 180

Figura 16: Alinhamento dos condutos [CETESB (1986)]

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 21

Figura 17: Poço de visita padrão na Prefeitura Municipal de Franca

1.2.4 Galerias

Existem várias opções para locação da rede de galeria pluvial: sob o eixo da via

pública, eixo de guias e sarjetas e no passeio. O diâmetro mínimo dos condutos

de seção circular deve ser de 0,40 m para os tubos de ligação e 0,60 m para a

rede coletora. Alguns critérios básicos para projeto são os seguintes:

a) As galerias pluviais são consideradas condutos livres e como tal são

dimensionadas;

b) A velocidade máxima admissível é determinada em função do material

empregado nos tubos. Para tubos de concreto, a velocidade máxima

admissível é usualmente admitida igual a 5 m/s.

c) A velocidade mínima admissível é de 0,6 m/s para que não ocorra

sedimentação de sólidos presentes em suspensão nas águas pluviais;

d) O recobrimento mínimo de solo sobre a geratriz superior dos condutos

deve ser de 1 m, quando forem empregadas tubulações em concreto

sem estrutura especial. Quando por condições topográficas, forem

inevitáveis recobrimentos inferiores a 1 m, as tubulações deverão ser

projetadas do ponto de vista estrutural.

e) O recobrimento máximo admissível de solo sobre a geratriz superior dos

condutos deve ser de 4 m, acima disto os condutos em concreto

armado deverão possuir reforço estrutural.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 22

2 Hidrologia e hidráulica em drenagem

urbana

As estimativas de vazão obtidas na análise do escoamento superficial usam

processos que incluem as incertezas da Hidrologia e variáveis associadas a

simplificações de métodos, e qualidade de dados. Deste ponto de vista, as

melhores estimativas poderiam ser obtidas ao estudar a hidrologia da bacia onde

está a obra, e dois aspectos deveriam merecer especial atenção:

a) A ocupação futura da bacia, principalmente após ações antrópicas que

causem a variação da taxa de impermeabilização causando a redução do

tempo de concentração da bacia ou que levem a ocupação de áreas

inadequadas e, ou externas à bacia, que passem a contribuir para a

mesma,

b) Conseqüência de obras executadas a montante ou jusante da área em

estudo.

2.1 Aplicações de hidrologia a projetos de drenagem

“A análise criteriosa do escoamento superficial, que inclui a determinação da

vazão de pico, o volume e a forma do hidrograma, bem como o período de

retorno associado a esses valores, constitui um dos mais importantes fatores de

sucesso de um projeto de drenagem urbana. Erros cometidos nesta fase poderão

introduzir incoerências graves no planejamento da bacia e acarretarão obras sub

ou superdimensionadas”. (TUCCI, PORTO e BARROS, 1995, página 107).

Segundo TUCCI, PORTO e BARROS (1995), a metodologia para elaborar projetos

de drenagem urbana segue, na maioria dos casos, o procedimento

esquematizado na Figura 18.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 23

PASSO 1

PASSO 2

PASSO 3

PASSO 4

PASSO 5

POLÍTICA: PROPÓSITOS, ESTRATÉGIA E PLANEJAMENTO

ASPECTOS

SOCIAIS E

ECONÔMICOS

ESTIMATIVA DO

ESCOAMENTO

SUPERFICIAL DIRETO

DIMENSIONAMENTO

DAS ESTRUTURAS

HIDRÁULICAS

HIDROLOGIA

PEDOLOGIA

USO DO SOLO

METEOROLOGIA

ESCOLHA DO

PERÍODO DE

RETORNO

ESTIMATIVA DA

TORMENTA DE

PROJETO

HIDRÁULICA

HIDROLOGIA

ESTMATIVA

DAS VAZÕES

DE PROJETO

Figura 18: Seqüência de passos de um estudo de drenagem urbana

Na Figura 18, os passos 2, 3, e 4, a estimativa da tormenta de projeto, da chuva

excedente e o hidrograma de projeto, pertencem ao campo da hidrologia

urbana. O passo 1, escolha do período de retorno, situa-se em contexto sócio-

econômico, enquanto que o passo 5, dimensionamento de estruturas hidráulicas,

refere-se à escolha dos equipamentos a serem implantados na bacia.

Segundo TUCCI, PORTO e BARROS (1995), duas abordagens são de uso

consagrado para estimativa em Hidrologia Urbana: o Método Racional,

recomendado para bacias urbanas com áreas inferiores a 3 km

, e os métodos

baseados na teoria do hidrograma unitário, recomendados para bacias de maior

porte que as primeiras. Em ambas, a vazão de projeto e o hidrograma de projeto

são estimados a partir de uma tormenta de projeto, da qual são descontadas as

perdas que ocorrem na bacia. O período de retorno de vazões é, por hipótese,

considerado igual ao período de retorno da tormenta de projeto.

Essa hipótese é, em principio, criticável, porque nem sempre as mesmas

tormentas acarretam as mesmas vazões, porque antecedentes como umidades

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 24

de solo, condições de escoamento das bacias e a distribuição espacial da chuva,

são significativas em área urbanas, e alteram as relações entre as chuvas e as

vazões. Por esta razão, costuma-se adotar valores conservadores de umidade do

solo e elaborar previsões sobre as condições futuras de escoamento.

2.2 Estimativa de vazões

A complexidade dos fatores que intervêm na estimativa das vazões que solicitam

os equipamentos de drenagem, e a pequena disponibilidade de informações a

respeito de vazões durante chuvas intensas levou ao desenvolvimento de

processos específicos para a estimativa de vazões de contribuição e verificação

de equipamentos componentes da drenagem. Isto sem perder de vista a

natureza de projetos de controle do fluxo de águas superficiais, para diminuir

complexidade de estudos sobre vazão em cada elemento da drenagem, e

procurando aumentar o rendimento durante a elaboração de projetos.

Inserido está neste contexto, o Método Racional, largamente utilizado na

estimativa da vazão máxima de projeto para pequenas bacias hidrográficas

(menores que 3 km

), cujos princípios básicos são listados a seguir:

a) A duração da chuva máxima de projeto é igual ao tempo de concentração

da bacia (t = tc);

b) Adota-se um coeficiente único de perdas, denominado coeficiente de

escoamento superficial direto C, estimado com base nas características

geomorfológicas da bacia, sendo a relação entre o pico de vazão e a

chuva média sobre a área receptora e constante durante a ocorrência da

chuva;

c) O pico do deflúvio superficial direto ocorre quando toda a bacia de

drenagem, a montante do ponto de controle, passa a contribuir para o

escoamento superficial.

O Método Racional pode ser representado pela expressão:

360

AiC

∗

Onde:

Q: vazão estimada na seção de controle em m

/s;

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 25

C: coeficiente de escoamento superficial que representa a infiltração na

bacia observada (adimensional), definido como a razão entre o volume de

água que escoa superficialmente e o volume de chuva;

i: intensidade de chuva em mm/hora;

A: área da bacia de drenagem em hectares.

Segundo CETESB (1986) as limitações do Método Racional são:

a) É recomendado para pequenas bacias hidrográficas;

b) As vazões estimadas são aproximadas;

c) Fornece apenas um ponto do hidrograma;

d) Para bacias complexas, com várias sub-bacias, tende a superestimar as

descargas;

e) Não avalia o volume de cheia e a distribuição temporal de vazões.

Segundo PILGRIM & CORDERY (1993), apud BARREIRO (1997), no Método

Racional, o tempo de duração de chuva t, deve ser adotado para estimativas de

vazão igual ao tempo de concentração tc, por que:

a) Até a duração de chuva menor que o tempo de concentração, t < tc, a

contribuição à vazão na seção é menor do que a contribuição de toda

área da bacia, e não ocorre o máximo de vazão;

b) Se t = tc, o hidrograma atinge o pico instantaneamente correspondente

iC ∗

, para o volume de chuva, e corresponde a um volume teórico

máximo de água escoada por unidade de área;

c) Para t > tc, não há aumento de vazão por acréscimo de área

contribuinte. A intensidade de chuva de uma dada freqüência diminui, e

o tempo de duração de chuva igual ao tc corresponde ao máximo fluxo

superficial. A vazão permanece constante após atingir o valor de

∗

para um tempo igual ao de concentração tc;

d) Para os casos “t = tc” e “t > tc”, os tempos de recuperação e descarga

do hidrograma são iguais ao tempo de concentração tc.

A Figura 19 ilustra as três situações citadas nos itens acima.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 26

TEMPO

t < tc

t = tc

t > tc

Figura 19: Hidrograma de chuvas de várias durações

Segundo PILGRIM & CORDERY (1993), apud BARREIRO (1997), estão implícitos

na estimativa de vazão pelo Método Racional, os conceitos:

a) Assume-se que no início não há acúmulo temporário de água sobre a

superfície da bacia de drenagem. A relação entre o volume máximo de

escoamento superficial, para uma intensidade de chuva, é o mesmo que

os volumes de escoamento superficial de água e altura de chuva;

b) A área contribuinte aumenta a partir do início da chuva, instante t = 0,

até decorrer intervalo igual ao tempo de concentração tc, quando a

contribuição à vazão na seção de controle é a de toda a bacia, e o valor

da descarga na seção de saída da bacia podem ser estimados por

AiC

∗

∗ ;

c) A influência do histórico das chuvas, do revestimento, forma e tamanho

da bacia estudada são explicitamente considerados durante a estimativa

de vazões. Outras características físicas da bacia de drenagem são

associadas indiretamente ao tempo de concentração tc, e ao coeficiente

de escoamento superficial C;

d) A retenção temporária de água no solo e a variação de distribuição da

chuva pela área da bacia ou o tempo de duração são desprezados, e as

hipóteses para estimativa de vazão têm razoável validade quando o

efeito destes fatores for pequeno. Este pode ser o caso de áreas

urbanas e pequenas bacias rurais. Na prática, os valores de coeficiente

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 27

de escoamento superficial C, devem englobar efeitos de parcelas desses

fatores na vazão, bem como de infiltração e umidade no solo, e outros.

Pode-se ajustar a expressão do Método Racional por um fator de freqüência Cf

(Tabela 4) para considerar condições antecedentes de chuva, relacionadas com o

tempo de recorrência, resultando em:

360

CfAiC

∗

Onde:

Q: vazão estimada na seção de controle em m

/s;

C: coeficiente de escoamento superficial que representa a infiltração na

bacia observada (adimensional), definido como a razão entre o volume de

água que escoa superficialmente e o volume de chuva;

i: intensidade de chuva em mm/hora;

A: área da bacia de drenagem em hectares;

Cf: fator de freqüência.

Tabela 4: Fator de freqüência para a expressão do Método Racional

[CETESB (1986)]

Período de Retorno (anos) Cf

2 a 5 1,00

25 1,10

50 1,20

100 1,25

2.2.1 Coeficiente de escoamento superficial

Segundo CETESB (1986) o coeficiente de escoamento superficial C é a variável

do Método Racional menos susceptível de estimativas precisas e requer cuidados

para sua seleção. Seu uso implica fixar relação para a vazão da área de

drenagem em estudo. Na realidade isto não acontece. O coeficiente engloba

efeitos de infiltração, armazenamento por detenção, evaporação, retenção,

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 28

encaminhamento de descargas e interceptação, que afetam a distribuição

cronológica e a magnitude do pico de deflúvio superficial direto. A Tabela 5

resume os valores recomendados para C.

Tabela 5: Coeficientes de escoamento superficial [CETESB (1986)]

DESCRIÇÃO COEFICIENTE C

Área comercial

Central 0,70 a 0,95

Bairros 0,50 a 0,70

Área Residencial

Residências Isoladas 0,35 a 0,50

Unidades Múltiplas (separadas) 0,40 a 0,60

Unidades Múltiplas (conjugadas) 0,60 a 0,75

Lotes com mais de 2000 m2 0,30 a 0,45

Área com Prédios de Apartamentos 0,50 a 0,70

Área Industrial

Indústrias Leves 0,50 a 0,80

Indústrias Pesadas 0,60 a 0,90

Parques e Cemitérios 0,10 a 0,25

Playground 0,20 a 0,35

Pátios de estradas de Ferro 0,20 a 0,40

Áreas sem Melhoramentos 0,10 a 0,30

Segundo WILKEN (1978), o coeficiente de escoamento superficial reúne os

elementos necessários para se estimar o caudal que deve ser esgotado pelos

condutos. Levam-se em conta a impermeabilidade do solo, a retenção pelas

desigualdades de superfícies receptoras e a falta de uniformidade de distribuição

de chuva e do retardamento. Este autor resume na Tabela 6 os valores de C

adotados pela Prefeitura Municipal de São Paulo.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 29

Tabela 6: Valores de C adotados pela Prefeitura Municipal de São Paulo

[WILKEN (1978)]

Zonas Valores de C

1 DE EDIFICAÇÃO MUITO DENSA.

Partes centrais, densamente construídas de uma cidade com

ruas e calçadas pavimentadas.

0,70 a 0,95

2 DE EDIFICAÇÃO NÃO MUITO DENSA

Partes adjacentes ao centro, de menor densidade de habitantes,

mas com ruas e calçadas pavimentadas.

0,60 a 0,70

3 DE EDIFICAÇÃO COM POUCAS SUPERFÍCIES LIVRES.

Partes residenciais com construções cerradas e ruas

pavimentadas.

0,50 a 0,60

4 DE EDIFICAÇÃO COM MUITAS SUPERFÍCIES LIVRES

Partes residenciais tipo Cidade-Jardim ruas macadamizadas ou

pavimentadas.

0,25 a 0,50

5 DE SUBÚRBIOS COM ALGUMA EDIFICAÇÃO

Partes de arrabaldes e subúrbios com pequena densidade de

construções.

0,10 a 0,25

6 DE MATAS, PARQUES E CAMPOS DE ESPORTES

Partes rurais, áreas verdes, superfícies arborizadas, parques

ajardinados, campos de esporte sem pavimentação.

0,05 a 0,20

CETESB (1986) recomenda que algumas vezes torna-se necessário estimar

coeficiente de escoamento superficial C composto, baseado na percentagem de

diferentes tipos de superfícies na área de drenagem em estudo. Esse pode ser

um guia para selecionar valores razoáveis do coeficiente C. Coeficientes

sugeridos para vários tipos de superfície estão resumidos na Tabela 7.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 30

Tabela 7: Coeficientes de “runoff” para compor superfícies

[CETESB (1986)]

Características da superficie Coeficiente de “runoff”

Ruas

Pavimentação asfáltica 0,70 a 0,95

Pavimentação em concreto 0,80 a 0,95

Passeios 0,75 a 0,85

Telhados 0,75 a 0,95

Terrenos relvados (solos arenosos)

Pequena declividade (2%) 0,05 a 0,10

Declividade média (2% a 7%) 0,10 a 0,15

Forte declividade (7%) 0,15 a 0,20

Terrenos relvados (solos pesados)

Pequena declividade (2%) 0,15 a 0,20

Declividade média (2% a 7%) 0,20 a 0,25

Forte declividade (7%) 0,25 a 0,30

A estimativa do coeficiente de escoamento superficial composto Cc pode ser feita

pela média ponderada dos coeficientes tendo como pesos os diferentes

coeficientes de escoamento superficial , resultando em:

∑

∗

Onde:

Cc: coeficiente de escoamento superficial composto a ser considerado

para a área em estudo (adimensional);

C coeficiente de escoamento superficial da sub-bacia i (adimensional);

A área da sub-bacia i;

n: número de sub-bacias consideradas.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 31

2.2.2 Equação de chuva

A utilização de dados de chuva para estimativa da vazão de projeto requer o

estabelecimento de uma relação analítica entre a intensidade, a duração e a

freqüência de chuvas intensas, a partir dos resultados de cálculos de análise de

freqüência de chuvas.

Para estabelecer esta relação analítica, denominada equação de chuva, tem-se

que escolher, de início as freqüências a serem estudadas em número suficiente e

compatível com os dados de observação que se tem disponíveis. Para cada

freqüência, deve ser estudada uma relação analítica intensidade-duração,

gerando uma família de curvas, uma para cada freqüência ou período de retorno.

A experiência mostra que as curvaturas são pouco acentuadas, possibilitando a

obtenção de expressão analítica que represente esta família de curvas, sendo a

seguir apresentada um tipo de expressão.

Tra

)( +

∗

Onde:

a, b, m e n: são parâmetros de regressão, característicos do local de

chuva;

Tr: período de retorno da chuva;

t: duração da chuva;

i: intensidade de chuva.

Por exemplo, em 1998 a Fundação para Incremento à Pesquisa e

Aperfeiçoamento Industrial – FIPAI, da Escola de Engenharia de São Carlos, a

convite da Prefeitura Municipal de Franca, realizou trabalho intitulado “Estudo

Hidrológico da Macrodrenagem da Cidade de Franca”. Dentre as várias

conclusões se propôs uma equação de chuva adaptada do Município de Batatais,

estado de São Paulo, tendo em vista a ausência de dados pluviográficos para

Franca. Assim:

a) A cidade de Batatais localizada a Sudoeste de Franca, aproximadamente

45 km distante, possui dados pluviográficos sobre os quais foram

realizados estudos de chuvas intensas publicados pelo Departamento de

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 32

Águas e Energia Elétrica (DAEE) do Estado de São Paulo em 1995 com o

título de “Chuvas Intensas no Estado de São Paulo”.

b) O posto B4-040 (latitude 20º53’S, longitude 47º37’W e altitude de

860 m) possui uma série histórica de 1975 a 1984, cuja análise de

intensidades permitiu a determinação de valores esperados de

intensidades máximas para diversas durações e períodos de retorno,

conforme a Tabela 8.

Tabela 8: Chuvas intensas para a cidade de Batatais [FIPAI (1998)]

Duração Intensidade de Chuva (mm/min)

Período de retorno (anos)

t (min)

5 10 20 25 50 100

10 2,197 2,491 2,772 2,862 3,137 3,410

20 1,766 2,021 2,265 2,343 2,582 2,819

30 1,578 1,833 2,064 2,137 2,362 2,586

60 1,152 1,319 1,479 1,530 1,686 1,842

120 0,660 0,764 0,864 0,896 0,994 1,091

180 0,462 0,534 0,604 0,626 0,694 0,762

360 0,240 0,275 0,309 0,320 0,353 0,386

720 0,134 0,154 0,174 0,180 0,200 0,219

1080 0,095 0,110 0,125 0,129 0,144 0,158

1440 0,078 0,091 0,104 0,108 0,120 0,132

Os dados da Tabela 8 levam à expressão da intensidade, a duração e a

freqüência de chuvas intensas para a cidade de Batatais:

756,0

158,0

)5,33(

33,29

∗

Onde:

i: intensidade de chuva em mm/minutos;

Tr: período de retorno em anos;

t: duração de chuva em minutos.

A diferença entre as chuvas de Franca e de Batatais, atribuída à diferença de

altitude e os dados observados em janeiro e fevereiro, meses que ocorrem as

chuvas intensas com maior freqüência, pode ser expressa:

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 33

06,1=

Batatais

Franca

Alterando as unidades e corrigindo pela diferença de altitude resulta para o

Município de Franca a estimativa de chuva:

756,0

158,0

)5,33(

1865

∗

Onde:

i: intensidade de chuva em mm/hora;

Tr: período de retorno em anos;

t: duração de chuva em minutos.

Segundo WILKEN (1978) o período de retorno estabelecido por análise de

freqüência, indica simplesmente o intervalo médio entre eventos iguais ou

maiores que uma dada grandeza ou a probabilidade que tal evento ocorra em

um ano qualquer. Não obstante, há uma evidente possibilidade de que os

períodos de retorno reais possam ser substancialmente menores que a média

para um dado evento.

O emprego de um período de retorno maior significa que o projetista quer adotar

um risco calculado. Neste caso existe a possibilidade do período de retorno da

chuva adotado seja excedido ao menos uma vez em N anos. A probabilidade P

de uma chuva que tem um período de retorno ocorrendo uma vez em N anos é

dada pela expressão:

qP −=1

Onde a probabilidade de não ocorrência do evento em um ano especificado para

o período de retorno Tr, em anos é:

1−=

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 34

Esta probabilidade P indica o risco da obra vir a falhar, pelo menos uma vez

durante sua vida útil. Esse conceito leva em conta que uma obra, projetada para

um período de retorno Tr anos, expõe-se todo ano a probabilidade 1/Tr de vir a

falhar, e ao longo de sua vida útil esta probabilidade pode ser estimada. A

Tabela 9 resume o risco estimado em função da vida útil da obra e do período de

retorno.

Tabela 9: Risco em função da vida útil e período de retorno no projeto

Tr Vida útil da obra (anos)

(anos) 2 5 25 50 100

2 0,75 0,97 0,99 0,99 0,99

5 0,36 0,67 0,99 0,99 0,99

10 0,19 0,41 0,93 0,99 0,99

25 0,25 0,18 0,64 0,87 0,98

50 0,40 0,10 0,40 0,64 0,87

100 0,02 0,05 0,22 0,39 0,63

500 0,004 0,01 0,05 0,09 0,18

Segundo TUCCI, PORTO e BARROS (1995), a análise dos valores da Tabela 9,

mostra que para uma vida útil de 50 anos (normal nas obras de drenagem

urbana), os riscos são aproximadamente 1, para obras de microdrenagem, e

razoavelmente altos para obras de macrodrenagem. Estes riscos são aceitos e

adotados porque:

a) O objetivo principal de obras de microdrenagem é esgotar as vazões

oriundas de chuvas mais freqüentes e, implicitamente admite-se a

ocorrência de alagamentos freqüentes,

b) As obras de macrodrenagem não constituem solução definitiva para os

problemas de inundações, sendo conveniente que sejam complementadas

por outras medidas que visem aumentar a proteção oferecida.

Estudos econômicos podem orientar a escolha do período de retorno, através de

análise de custos e benefícios, sendo o segundo de difícil estimativa em termos

monetários. A confiabilidade de escolha deve-se também a fatores hidrológicos.

As tormentas de projeto são, em geral, estimadas a partir de uma relação

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 35

intensidade-duração-frequência. Estima-se a intensidade média de uma chuva

ao longo de sua duração, não informando sobre valores instantâneos de

intensidade de chuva ao longo de sua duração. A Tabela 10 resume valores de

períodos de retorno associados a ocupação de áreas.

Tabela 10: Períodos de retorno para diferentes ocupações de áreas

Tipo de obra Tipo de ocupação da área Tr (anos)

Microdrenagem Residencial 2

Microdrenagem Comercial 5

Microdrenagem Áreas com edifícios com serviços públicos 5

Microdrenagem Aeroportos 2-5

Microdrenagem Áreas comerciais e artérias de tráfego 5-10

Macrodrenagem Áreas residenciais e comerciais 50-100

Macrodrenagem Áreas de importância específica 500-

RAMSER (1927), apud FELEX (1982), analisou dados de observações sobre áreas

agrícolas no Tenesse (EUA), e fez o primeiro tratamento experimental sobre

estimativas de tempo de concentração. As áreas estudadas variaram entre 0,05

a 4,5 km

, e a intensidades de chuva estiveram compreendidas entre 30 a 142

mm/h. Os resultados obtidos indicaram que o tempo de concentração pode

também ser definido como: “o tempo decorrido para que o nível de água no

canal de medição subisse ao máximo”, e a altura máxima de água na seção de

controle permaneceria constante para chuvas com intensidade constante a partir

de uma duração igual ao tempo de concentração.

Deve-se considerar que o erro na estimativa do tempo de concentração tc é

tanto maior, quanto menor a duração da chuva, devido à variação de sua

intensidade em função do tempo. O tempo de concentração de uma bacia não é

constante com o tempo, varia após alterações no meio físico e com a distribuição

espaço-temporal da chuva.

Para áreas urbanas com equipamentos de drenagem, o tempo de concentração

pode ser o tempo para que as águas superficiais provenientes de pontos mais

afastados na bacia encontrem o primeiro elemento de captação, sarjeta ou boca

de lobo, somado ao tempo de percurso na galeria até o ponto de controle.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 36

Se a duração da chuva i for igual ou superior ao tempo de concentração tc,

ocorrerá a vazão Q máxima, associada à intensidade de chuva i. A Figura 20

ilustra o conceito de tempo de concentração.

Figura 20: Ilustração do conceito de tempo de concentração

[PEIXOTO JR & FELEX (1997)]

Para bacias de pequeno porte, este tempo varia entre 10 a 20 minutos,

dependendo de características topográficas e tipos de revestimentos do terreno.

Para estas bacias, a estimativa do tempo de concentração pode usar o método

cinemático, com base na velocidade de escoamento em sarjetas e condutos e:

50,0)3/2(

∗

∑

Onde:

v velocidade no segmento i em m/s;

R: raio hidráulico em m;

S: declividade em m/m;

n: coeficiente de rugosidade do material adimensional;

l distância de escoamento no segmento i em m;

tc: tempo de concentração em minutos.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 37

2.3 Hidráulica dos equipamentos de drenagem

Segundo BARREIRO (1997) o dimensionamento de equipamentos de drenagem é

uma escolha: trata-se de um processo de verificação que trabalha com formas

geométricas e materiais pré-escolhidos entre padrões adotados por órgãos

públicos ou de pesquisa. São empregados conceitos de hidráulica e dados

experimentais sobre equipamentos padronizados para análise e previsão de

capacidades de equipamentos e condições de regime de fluxo, erosão,

sedimentação, etc., depois da fixação de hipóteses pelo projetista.

2.3.1 Capacidade de escoamento das ruas, guias e sarjetas

IZZARD (1946/1950) e TAPPLEY (1955) apud WILKEN (1978) relataram

resultados que confirmaram a possibilidade do emprego da equação de Manning

na estimativa de vazões em sarjetas, desde que se despreze a parcela de

perímetro molhado correspondente à face da guia. A Figura 21 ilustra a forma

generalizada uma seção transversal do conjunto guia-sarjeta-pavimento para

estimativa da lâmina d’água em função das características geométricas.

Figura 21: Geometria da seção composta: guia, sarjeta e pavimento

[CETESB (1986)]

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 38

A vazão da seção composta é a soma das vazões das situações 1 e 3, subtraída

da vazão da situação 2. Para uma seção genérica temos:

iry

∗∗∗=

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

375,0

Onde:

Qo: vazão que escoa na sarjeta em m

/s;

: coeficiente de rugosidade de Manning relativo ao material de

superfície (adimensional);

Z = tgθ;

y: profundidade da lâmina d’água em metros;

ir: declividade longitudinal da rua em m/m.

445,1

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

∗

∗∗=

Zri

nQo

ou,

958,0

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

∗

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

∗=

Onde:

Vo: velocidade média de escoamento na sarjeta em m/s;

yo: profundidade da lâmina de água na sarjeta em m.

Os valores do coeficiente de rugosidade da superfície

n , segundo WILKEN

(1978), estão resumidos na Tabela 11 e a velocidade máxima admissível de

escoamento na sarjeta é 3,0 m/s para evitar erosão e danos em guias, sarjetas

e pavimentos.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 39

Tabela 11: Valores do coeficiente de rugosidade da superfície

[CETESB (1986)]

Tipos de superfície

Coeficiente

Sarjeta de concreto, bom acabamento 0,012

Pavimento alfáltico

Textura lisa

Textura áspera

0,013

0,016

Pavimento de concreto

Acabamento com desempenadeira

Acabamento manual liso

Acabamento manual áspero

0,014

0,016

0,020

Sarjeta de concreto com acabamento de asfalto

Textura lisa

Textura áspera

0,013

0,014

A Figura 22 ilustra o modelo de perfil de guia e sarjeta adotado pela Prefeitura

Municipal de Franca.

GUIA E SARJETA MOLDADA "IN LOCO"

PELO PROCESSO DE EXTRUSÃO

VOLUME DE CONCRETO = 0,0555 m3/m

ACABAMENTO EM NATA DE CIMENTO NA EXTRUSÃO

Figura 22: Perfil de guias e sarjetas conforme adotado pela Prefeitura

Municipal de Franca

A capacidade hidráulica do conjunto guias-sarjetas-pavimento diz pouco sobre as

relações que definem o funcionamento e relação entre o movimento de água e o

conjunto em si, principalmente quando se refere às conseqüências sobre a

superfície destes.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 40

A erosão e sedimentação são os efeitos provocados pelo movimento de água que

podem ser nocivos à durabilidade e conseqüentemente aumentando os custos de

manutenção destes equipamentos.

Duas condições são nocivas ao funcionamento de guias e sarjetas:

dim

, e

erosao de paredes ou fundo do canal

e entacao de materiais em suspensao

≥

≤

Onde: V: velocidade média de escoamento.

2.3.2 Capacidade de captação das bocas de lobo

As bocas de lobo podem ser classificadas em três grupos principais: bocas ou

ralos de guias, ralos de sarjeta (grelhas) e ralos combinados. Cada tipo inclui

variações quanto a depressões em relação ao nível da superfície normal do

perímetro e ao seu número (Figura 23).

Figura 23: Tipos de boca de lobo [CETESB (1986)]

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 41

Por estudar bocas de lobo com grelha instalada em pontos baixos das sarjetas,

as experiências realizadas pelo “United States Corps of Engineers” (Hydraulic

Laboratory Report number 54), permitiram constatar que a grelha tem um

funcionamento similar a um vertedor de soleira livre, para profundidades de

lâmina de água de até 12 cm. A grelha passa a funcionar como um orifício,

somente para lâmina de água superior a 42 cm, e entre 12 e 42 cm o

funcionamento é indefinido.

Abaixo são as equações que representam o exposto.

myoyo

12,0655,1

5,1

<→∗=

myoyo

42,091,2

5,0

>→∗=

Onde:

Qb: vazão total esgotada pela boca de lobo em m

/s;

p: perímetro da abertura da grelha em m;

yo: lâmina d’água da sarjeta em m;

Au: área útil das aberturas da grelha em m

O perímetro p da abertura das grelhas deve ser calculado sem levar em

consideração as barras internas e descontando-se os lados por onde a água não

entra.

Para bocas de lobo com grelha e depressão, instaladas em pontos intermediários

das sarjetas existem diversos processos de análise. Destaca-se, em particular, o

publicado em “The Design of Storm Water Inlets”, que consubstancia o estudo

realizado na Universidade Johns Hopkins. A Figura 24 apresenta o esquema geral

da boca de lobo e seus parâmetros geométricos.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 42

Figura 24: Boca de lobo combinada em pontos intermediários de sarjetas

[CETESB (1986)]

Aplicando o princípio da conservação de energia temos:

Liry

Zyo

∗++

∗

=++

∗

chega-se a:

ayo

Aog

Asg

∗∗

Onde:

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 43

Vo: velocidade média de escoamento na sarjeta em m/s;

V: velocidade média de escoamento na sarjeta na seção imediatamente a

montante da boca de lobo em m/s;

y: profundidade da lâmina de água na sarjeta na seção imediatamente a

montante da boca de lobo em m;

yo: profundidade da lâmina de água na sarjeta em m;

Z: tgθ;

g: aceleração da gravidade 9,8 m/s

;

ir: declividade longitudinal da rua em m/m;

L1: comprimento da transição de montante para a depressão na sarjeta

em m;

Qo: vazão que escoa na sarjeta em m

;

As: área da seção transversal de escoamento da sarjeta em frente à boca

de lobo em m

;

Ao: área da seção transversal de escoamento da sarjeta em m

;

a: altura da depressão medida a partir da borda interna da sarjeta, na

extremidade de montante da boca de lobo em m.

Admitindo-se que na seção transversal da sarjeta o nível de água seja

horizontal, a área As desta seção será função de y. Portanto uma vez conhecida

à depressão a profundidade y poderá ser calculada.

Na seção B-B da Figura 24 está assinalada a profundidade y’ junto a borda da

grelha oposta a guia, que é calculada uma vez conhecido o valor de y. A

profundidade y´ é importante neste método, pois se admitindo que toda parcela

de água na sarjeta, ao longo da largura W da grelha, irá escoar

longitudinalmente para o seu interior, então a parcela restante da água, com

lâmina de largura igual a T-W e profundidade y’, escoará lateralmente em

direção a grelha como se fosse uma boca de lobo simples. Para que toda está

água seja esgotada longitudinalmente e lateralmente conforme mostra a Figura

24, a grelha deverá possuir um comprimento mínimo L’, calculado a partir da

fórmula empírica, baseada em experiências de laboratório.

5,0

´2,1'

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

∗∗∗=

tgVL

Onde:

yy −=´

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 44

Se for adotado um valor de L menor que L´, haverá um excesso de vazão q2

que não será captada pela grelha e que é calculada por:

(

)

5,1

´)´(25,02 ygLLq ∗∗−∗=

Por outro lado, o comprimento L da grelha deverá ser também maior ou igual à

Lo, para que todo o escoamento longitudinal na sarjeta dentro da faixa de W da

grelha seja esgotado. Se L for menor que Lo, as águas pluviais não esgotadas

ultrapassam a grelha. O valor de Lo é calculado por:

5,0

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

∗∗=

VmLo

Onde m é o fator que depende da configuração da grelha constante da Tabela

12.

Em condições normais as grelhas devem ser dimensionadas de modo que

LoL ≥

. Se por algum motivo

LoL

, a vazão q3 que ultrapassa a grelha é

calculada por:

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−∗=

Qoq

A vazão total que ultrapassa a grelha é calculada por:

32 qqq

E a vazão total esgotada é calculada por:

qQoQb

−

As bocas de lobo com grelha, sem depressão, instaladas em pontos

intermediários das sarjetas são objeto de cálculo simplificado, pois a = 0 e y =

yo. As expressões passam a ter a forma:

5,0

´2,1'

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

∗∗∗=

tgVoL

Onde:

otg

yoy

−=´ e

5,0

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

∗∗=

VomLo

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 45

Tabela 12: Valores de m [CETESB (1986)]

Boca de lobo combinada:

Grelhas com algumas barras transversais e

≤

...............................m = 3,3

Grelhas com diversas barras transversais e

≤

...............................m = 6,6

Grelhas

Grelhas com algumas barras transversais e

≤

...............................m = 4,0

Grelhas com diversas barras transversais e

≤

...............................m = 8,0

Onde:

t: espessura das barras longitudinais das grelhas em m;

e: espaçamento entre as barras longitudinais das grelhas em m.

A Figura 25 ilustra o modelo de boca de lobo combinada adotada pela Prefeitura

Municipal de Franca.

Figura 25: Boca de lobo padrão na Prefeitura Municipal de Franca

A capacidade de captação de bocas de lobo simples sem depressão em pontos

intermediários das sarjetas pode ser estimada com auxílio do esquema contido

na Figura 24. Considerando-se que a declividade da linha de energia, na faixa de

transição L1, é praticamente a mesma que ao longo da sarjeta, a perda de carga

nestes segmentos será igual a i*L1.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 46

Admitindo-se que o nível de água na seção transversal das sarjetas seja

horizontal, a área A dessa seção será uma função de y. Portanto, uma vez

conhecida a depressão o valor de y pode ser calculado. Conhecido o valor de y, a

vazão esgotada pode ser calculada pela seguinte equação, obtida através de

pesquisas desenvolvidas pela Universidade de Johns Hopkins:

ygyCK

***)( +=

Onde:

y: profundidade da lâmina de água na sarjeta na seção imediatamente a

montante da boca de lobo em m;

g: aceleração da gravidade 9,8 m/s;

L: comprimento da abertura da boca de lobo;

Qb: vazão total esgotada pela boca de lobo em m

/s;

K e C: admensionais.

Para bocas de lobo simples sem depressão (a=0), tem-se C=0, y=yo e

tg =

otg

. Os valores de K são funções de otg

conforme a Tabela 13.

Tabela 13: Valores de K em função de

otg

para bocas de lobo simples

sem depressão em pontos intermediários [CETESB (1986)]

otg

12 0,23

24 0,20

48 0,20

Assim:

yogyoK

***=

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 47

2.3.3 Capacidade de escoamento de galerias circulares

A verificação da capacidade de escoamento de galerias pluviais constituídas por

tubos de seção circular usa de equações hidráulicas de movimento uniforme,

como a equação de Manning apresentada abaixo.

icRAm

∗∗

icR

∗

Onde:

Qc: vazão no conduto em m

/s;

Vc: Velocidade de escoamento no conduto em m/s;

Am: área molhada em m

;

R: raio hidráulico em m;

ic: declividade longitudinal do conduto em m/m;

n : coeficiente de rugosidade do conduto (Tabela 14).

Tabela 14: Valores de

n para tubos de concreto [CETESB (1986)]

Tubo de concreto – condições de rugosidade

Muito bom 0,012

Bom 0,013

Regular 0,015

Mau 0,016

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 48

2.4 A velocidade como elemento de avaliação de

equipamentos de drenagem

BOTELHO (1985) comenta que o controle da velocidade de água começa pelas

sarjetas. Velocidades maiores que 3 m/s levam à erosão de pavimentos e a

esborrifar jatos de água atribuídos ao regime de fluxo supercrítico. E, a limitação

de velocidade de escoamento pela capacidade da sarjeta é fator restritivo e leva

à necessidade de obras pluviais de maior vulto. Tabela publicada pelo autor

indica que o aumento da capacidade da sarjeta aumenta também a velocidade

da água. Às vezes, em rua de extrema declividade, capta-se água por boca de

lobo, não porque a capacidade hidráulica da sarjeta esteja esgotada.

Em galerias dois parâmetros têm grande importância no comportamento destes

equipamentos de drenagem: a velocidade mínima e a máxima.

Com relação ao primeiro parâmetro este deverá ser mantido para evitar o

assoreamento na tubulação. Quanto ao segundo parâmetro este deverá ser

observado porque partículas transportadas no meio líquido escoando a grande

velocidade, produzem significativa abrasão na parede do conduto, que é

agravado pelo fluxo turbulento, a mudança de direção e a queda da água. Este

fato pode reduzir a vida útil da tubulação em vários anos.

LYSNE et al. (1975) relata que a velocidade de escoamento da água é a principal

variável para controle da eficiência dos equipamentos de drenagem urbana. Em

particular os efeitos da erosão por abrasão para a velocidade máxima. Mas estes

mesmos autores ressaltam a importância da continuidade de observações sobre

o assunto. Em particular a observação contínua em campo para identificar

condições de carga que permitam esclarecer as relações entre o comportamento

de equipamentos de drenagem porque a maior parte dos dados existentes é

produto de critérios práticos ou sugestões de diversos autores.

Conclusões sobre análise de dados provenientes de laboratórios, ou ainda,

observações específicas em campo sempre contribuem para os primeiros passos

de conhecimento sobre parâmetros de comportamento de drenagem. Mas,

valores de controle variam de autor para autor, conduzindo a incerteza na

escolha de valores limitantes para velocidades. Isto traz à luz dos

acontecimentos o pouco que se tem pesquisado sobre este assunto, para indicar

parâmetros advindos da prática, mas que, na maioria dos casos, podem conduzir

a resultados não esperados.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 49

Do ponto de vista hidráulico deve ser questionado o fato que o aumento da

turbulência com o aumento da velocidade, tende a reduzir o contato entre a

superfície do tubo e o líquido que o erode.

Do ponto de vista econômico, o aumento do limite de velocidade máxima conduz

à redução do investimento, com redução do diâmetro dos coletores,

conseqüentemente, redução das dimensões de acessórios: poço de visita, caixa

de ligação, poço de queda. Conduz também a redução das dimensões das

estruturas das obras de extremidades: emissários, poços de visita e de queda e

dissipadores de energia, com possibilidades de reduzir o número de poços de

visita e/ou de queda.

Ao serem reduzidos os diâmetros dos coletores e as dimensões das estruturas,

serão reduzidos os volumes de escavação e de reposição de material, e os custos

de mão-de-obra da instalação do sistema de drenagem.

As obras de extremidades serão as mais beneficiadas com o aumento do limite

de velocidade, porque são assentadas em terrenos com grandes declividades.

Nestes locais, a construção de emissários com declividades que conduza a

velocidade limite de 5,0 m/s, traz como conseqüência a necessidade de

instalação de dissipadores e poções de alívio.

Ao se aumentar à velocidade limite de 5,0 m/s para 7,0 m/s em um mesmo

coletor, para o mesmo diâmetro, a declividade de assentamento do coletor será

aumentada de 1,96 vezes, mas leva à necessidade de cuidados especiais nas

paredes dos condutos.

FENDRICH et al. (1988) relata resultados de controle de erosão em diversas

galerias das cidades de Cianorte, Umuarama, São Tomé, Santo Antônio do

Caiuá, Terra Boa, Paranavaí e Nova Esperança, estado do Paraná. As medidas

dos desgastes das paredes internas destes condutos foram lidas nas

extremidades e centro dos segmentos de galerias entre dois poços de visita.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 50

Tabela 15 - Medidas de erosão em galerias pluviais de cidades do Paraná

[FENDRICH et al. (1988)]

Cidade Coletor Segmento

Diâmetro

(m)

Declividade

(m/100m)

Velocidade

(m/s)

Idade

(anos)

Erosão

(cm)

1 1,00 2,97 4,56 14

Não

ocorreu

2 1,00 6,47 5,78 14 0,55

3 1,00 7,03 7,01 14 1,00

4 1,00 7,45 7,22 14 0,29

5 1,00 9,29 8,06 7 0,73

1 1,00 4,67 5,72 3

Não

ocorreu

2 1,00 7,02 7,01 3

Não

ocorreu

3 1,00 6,35 6,67 3

Não

ocorreu

4 1,00 7,01 7,00 3

Não

ocorreu

1 0,80 5,01 5,10 14 0,54

2 0,80 5,87 5,52 14 0,70

3 0,80 5,33 5,26 14 0,33

Cianorte

4 0,80 7,33 6,17 14 0,51

1 1,00 6,80 6,90 5 0,58

2 1,00 7,55 7,27 5 0,97

1 1,00 14,92 10,22 5

Não

ocorreu

2 1,00 9,35 8,09 5 1,44

1 1,00 4,58 5,66 5

Não

ocorreu

Umuarama

2 1,00 10,60 8,61 5 1,41

1 0,60 13,63 6,94 6

Não

ocorreu

2 0,60 12,30 6,60 6

Não

ocorreu

Terra Boa Único

3 0,60 20,65 8,55 6

Não

ocorreu

1 1,00 10,45 8,55 1

Não

ocorreu

Paranavaí Único

2 1,00 23,44 12,81 1

Não

ocorreu

1 Único 1,00 10,51 8,58 16 1,79

2 Único 0,80 9,62 7,07 14

Não

ocorreu

3 Único 1,00 4,98 8,00 20 0,56

Nova

Esperança

4 Único 1,00 6,29 6,63 15 0,55

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 51

Observou-se a ocorrência de erosão por abrasão nos tubos de concreto, que

conduzem águas que contêm material sólido. Observou-se ainda, que além da

erosão por abrasão, ocorre ataque químico, função da qualidade das águas

residuárias lançadas indevidamente nas galerias.

Observando-se os resultados da pesquisa em campo, destacam-se as condições

sobre as quais funcionam os coletores de Cianorte, onde coletores com diâmetro

de 1,00 m, assentados com declividades que variam entre 7,0 a 9,0% com

velocidades de escoamento entre 7,0 a 8,0 m/s, com idade maior que 14 anos,

desgastaram estimados 1,0 cm. Por isto, FENDRICH et al. (1988) recomendam a

adoção de velocidades máximas em tubos de concreto até 7,0 m/s.

Diversos autores indicam limites de velocidade para a água nas tubulações de

concreto, usadas nas galerias pluviais. Há variedade de informação, com

divergências nos valores sugeridos ou adotados. Isto evidencia a importância do

levantamento destes dados e verificação de sua consistência. A Tabela 16

apresenta algumas sugestões obtidas em diversas fontes.

Tabela 16 - Limites de velocidades segundo várias referências

Publicação Velocidade Mínima Velocidade máxima

STEEL (1975) 0,75 m/s, desejável = 0,90m/s 2,40 m/s

CETESB (1978) 0,60 m/s 4,00 m/s

PLANDATA (1978) 0,75 m/s 5,00 m/s

OESA (1975) 0,80 m/s 6,00 m/s

HARDENBERG, W.A. 0,91 m/s 3,05 m/s

ASCE (1967) 0,90 m/s 3,05 m/s

BOTELHO (1985) 0,70 m/s 5,00 m/s

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 52

3 A cidade de Franca e acidentes de

drenagem

A cidade de Franca localiza-se no nordeste do estado de São Paulo,

aproximadamente 400 km da cidade de São Paulo. Possui população estimada

em 300.000 habitantes (IBGE, 2003). Têm um território de aproximados 609

, porém a área sob observação para este estudo limita-se a 228 km

corresponde a área urbana, periferia e de expansão.

A região compreendida entre os rios Pardo e Grande foi desbravada no início do

século XVIII por bandeirantes paulistas. Descobertas as minas de Goiás por

Anhanguera II, a rota em direção à recém fundada Vila Boa de Goiás passava

pelo antigo sertão do rio Pardo (Figura 26). Um caminho foi aberto, o caminho

dos Goiazes, e por eles bandeirantes, mineradores e comerciantes trilhavam em

demanda às minas goianas. Ao longo deste caminho, foram-se formando vários

pousos que se constituíram nos primeiros núcleos povoadores desta região. E

assim permaneceu o território, até o fim do século XVIII, os pousos forneciam

abastecimento para os viajantes que percorriam o sertão.

Figura 26: Localização do Município de Franca (sem escala)

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 53

No início do século XIX, a região recebeu um grande afluxo de pessoas. Foram

os mineiros que vieram das Gerais, principalmente do sul de Minas, criaram gado

e plantaram suas lavouras. Explica-se este afluxo, dentre outros, pela

decadência da mineração. Esgotado o ouro de aluvião dos córregos das Gerais,

os habitantes procuram outra atividade econômica. O ouro povoou Minas, e com

o declínio de sua cata, essa população dirigiu se para a Capitania de São Paulo.

Os mineiros começaram a chegar no início do século XIX e, em 1805,

conseguem a criação da Freguesia de Nossa Senhora da Conceição da Franca,

Sertão do Rio Pardo. Criada a Freguesia à região passa a ter propriamente seu

núcleo urbano, em torno da igreja. Criada a Freguesia da Franca, a região fica

desvinculada da Freguesia de Mogi-Mirim e Mogi-Guaçu. O nome Franca foi dado

ao nascente arraial, em homenagem ao então Governador e Capitão Geral da

Capitania de São Paulo, Antônio José da Franca e Horta.

Em 1821, D. João VI cria a Vila Franca do Imperador. Com a criação da Vila,

Franca desvincula-se totalmente de Mogi-Mirim. Na etapa seguinte, o

desenvolvimento da cultura do café proporcionou o primeiro grande avanço econômico,

em meados do mesmo século, juntamente com a chegada da Estrada de Ferro Mogiana

a Ribeirão Preto (1883) e a Franca (1897). Nesta ocasião, exportava-se café e

importava-se a maioria dos produtos manufaturados, com exceção do artesanato

(implementos agrícolas, arreios e artigos de couro em geral e alguns tecidos de

algodão) que existia nas fazendas tornando-as quase autônomas. Em abril de 1856,

Franca é elevada à categoria de cidade e em 1904 é feita à ligação da energia

elétrica.

Com a crise de 1929, que abalou o mercado mundial, várias restrições às

importações de produtos manufaturados proporcionaram o processo de

industrialização do município. As principais modificações que ocorreram nesta

época foram devido à diversificação da agricultura e o deslocamento das

atividades artesanais para os centros urbanos, caracterizando o início do uso

industrial do solo urbano, bem como do processo de urbanização da região.

Nas últimas décadas, Franca tornou-se um importante pólo da indústria de

calçados, com acelerado crescimento populacional. Além da indústria de calçados

e da agropecuária, outra atividade econômica em Franca é a lapidação e a

comercialização de diamantes, é a única região produtora de diamantes no

estado de São Paulo.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 54

A maior parte da cidade está instalada em relevo suavemente ondulado, limitado

pela serra de Franca à leste, uma barreira natural para a ocupação. Mas, a

expansão física de Franca é limitada por barreiras fisiográficas e há vazios na

área urbana consolidada que, às vezes, correspondem às áreas de cabeceiras de

drenagem onde existem voçorocas de grande porte.

O território do Município de Franca localiza-se em sua maior parte no Planalto

arenítico-basáltico de Franca, cujas altitudes variam de 950 a 1050 m, um

divisor de águas entre os Rios Grande e Sapucaí (Figura 27). O rio Canoas, um

dos principais afluentes do rio Grande, um importante manancial para o

abastecimento de água da população francana, faz parte da Área de Proteção

Ambiental da Bacia do Rio Canoas (Art. 55 do Código do meio ambiente do

município, dezembro 1996).

MUNICÍPIOS PAULISTAS COM ÁREA NA UGRHI

Figura 27: Bacia Hidrográfica dos Rios Sapucaí-Mirim / Grande

(sem escala)

Segundo o Mapa Geomorfológico do Estado de São Paulo (IPT, 1981), as macro-

unidades de relevo que caracterizam o município de Franca são: colinas médias,

morros arredondados e escarpas festonadas. Particularmente a área de estudo é

caracterizada pelo relevo de colinas médias, alguns topos suavemente

aplainados, vertentes com perfis convexos a retilíneos e declividade inferior a

20%. A densidade de drenagem (Figura 28) é de média a baixa, com padrão

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 55

predominantemente dendrítico. Os vales são estreitos; exceto pelos vales do

ribeirão Bom Jardim e ribeirão das Macaúbas, formando pequenas “planícies

interiores restritas”. Intercalando estas formas de relevo de topos arredondados

e localmente achatados. Nas vertentes há setores em que a declividade

ultrapassa 15% verifica-se uma incidência maior de tendência á erosão.

Figura 28: Hidrografia do Município de Franca (sem escala)

Ao sul da área, nas vertentes do Ribeirão das Macaúbas e ao norte na área da

bacia (córrego da Onça ou Lajeado) notam-se escarpas em forma de anfiteatros

separados por pequenos e curtos espigões. Os topos são angulosos e a

densidade de drenagem aumenta em relação aos setores anteriores. Os vales

são bastante estreitos, o que significa que os cursos d’água têm uma alta

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 56

energia para transportar os sedimentos provenientes das boçorocas de cabeceira

de drenagem.

A caracterização da geologia do Município de Franca teve uma série de estudos

realizados por vários autores. Com base nestas informações e no mapeamento

geológico da região 1:50.000 (Hellmeinster, 1996) foi confeccionado o Mapa

Geológico através de fotografias aéreas e controle de campo. Este autor definiu a

seqüência litoestratigráfica da área de Franca, até então considerada ora

Formação Bauru, ora Formação Itaqueri, como “Formação Franca”, Grupo São

Bento, de idade Cretácea inferior.

As unidades da Bacia do Paraná, em que está inserida Franca, incluem as

formações Pirambóia (triássica), Botucatu (jurássica), Serra Geral (juro-

cretácea), e “Formação Franca”. Os sedimentos desta unidade estão em contatos

ora concordantes, ora discordantes com os basaltos da Formação Serra Geral,

com os arenitos da Formação Botucatu e também sobre terrenos metamórficos

pré-cambrianos.

O município de Franca tem inverno seco e verão ameno. A temperatura média

do mês mais frio varia entre 16

C e 18

C no mês de junho. Os verões são

frescos, com temperaturas médias oscilando em torno de 21

C. O regime de

chuvas é tropical, dois períodos distintos, o chuvoso (outubro a março) e o seco

(abril a setembro). A média anual de chuvas foi 1512 mm entre 1958 e 1965.

Mas, nos meses de verão ocorrem 50% de chuvas anuais.

Segundo o Mapa de Erosão do Estado de São Paulo (IPT, 1998), o município de

Franca é crítico em relação à ocorrência de erosão, há voçorocas de grande porte

distribuídas por todo sítio urbano e sua expansão. O Instituto de Pesquisas

Tecnológicas do Estado de São Paulo – IPT desenvolveu entre os anos de 1995 e

1997, um plano de controle preventivo e corretivo de erosões no Município,

resultando no Mapa de Risco Potencial de Erosão (IPT, 1998, Figura 29).

IPT (1998) relata métodos e técnicas para orientar a expansão urbana em

Franca. O Plano Diretor do Município (Lei Complementar 050/2003) incorporou

informação do Mapa de Risco Potencial de Erosão. Diretrizes de parcelamento de

solo passaram a conter normas de controle de erosão e diretrizes para

pavimentação de ruas e galerias pluviais. O Mapa de Risco Potencial de Erosão

orientou a Prefeitura a selecionar áreas para instalação de conjuntos

habitacionais ou loteamentos populares de caráter social, que são as maiores

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 57

fontes potenciais de erosão, por estarem em terrenos de menor custo, e áreas

com maior número de questões geotécnicas.

Figura 29: Mapa de Risco Potencial de Erosão de Franca [IPT (1998)]

O sítio urbano do município se expande por instalação de loteamentos e

conjuntos habitacionais. A deficiência de infra-estrutura agrava riscos de erosão.

Além da precariedade da infra-estrutura, na periferia da cidade começam a

ocorrer ocupações de áreas públicas e de preservação permanente com favelas.

As casas são semi-acabadas e as vias carecem de drenagem e pavimentação.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 58

As principais ocorrências de acidentes atribuídos à drenagem em Franca, foram

classificadas em quatro classes, associadas a estas classes as possíveis causas e

soluções, a seguir listados os casos registrados em cada classe (Tabela 17). É

importante ressaltar que ocorrem casos enquadrados em mais de uma classe.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 59

Tabela 17: Listagem e classificação de acidentes de drenagem em Franca

Classe Ocorrência Causa Possível solução Casos

Erosões

lineares a

meia encosta

Instalação de

emissários e

terminais

dissipadores em

meia encosta ou

cabeceiras de

drenagem

Ampliação de

emissários até local

estável em córrego

a jusante,

construção de

estruturas de

dissipação

adequadas

Jardim São Francisco,

Jardim Tropical I, Jardim

Paulistano, Jardim Palestina,

Jardim Aeroporto III, Jardim

Ipanema, Parque do

Trabalhador e Fazenda

Santa Cecília

Erosões em

cabeceiras de

drenagem

Lançamento de

águas pluviais

em pontos com

propriedades

geotécnicas e

topográficas

incompatíveis

com o volume

de águas

pluviais

Re-locação ou

ampliação de

emissários para

locais com

propriedades

geotécnicas

compatíveis e

construção de

estruturas de

dissipação

adequadas

City Petrópolis, Parque

Leporace, Av. Ivete Vargas,

Jardim Tropical I, Chácaras

Campo Belo, Vila Santa

Teresinha, Jardim Redentor,

Jardim Integração, Parque

João Leite, Parque do

Trabalhador, Parque dos

Pinhais, Prolongamento Jd.

Ângela Rosa e Erosões

Fazenda INFACAP.

3 Inundações

Excesso de

escoamento

superficial,

galerias sub-

dimensionadas,

bloqueio de

linhas de

drenagem

Ampliação de redes

existentes,

construção de

novas redes e se

possível

desbloqueio da

linha de drenagem

natural

Vila Santa Teresinha, Jardim

Redentor, Jardim Paulistano,

Vila Nossa Senhora das

Graças, Vila Nossa Senhora

do Carmo, Parque Leporace,

Parque St. Adélia, Jardim

Gabriela, Parque Dr. Carrão,

Jardim Califórnia e Jardim

Santa Bárbara.

Escorregamen

-tos e solapa-

mentos de

encostas junto

a córregos

Rebaixamento

da calha fluvial,

excesso de

escoamento

superficial

descontrolado,

rompimento de

redes de esgoto,

água e galerias

pluviais,

ausência de

infra-estrutura

Ampliação de rede

de galerias pluviais,

contenção de

margens de

córregos,

reconstrução de

redes de esgoto,

água e galerias

pluviais, execução

de obras de infra-

estrutura

Jardim Brasilândia, Resid.

Moreira Júnior, Jardim

Pinheiros, Vila São

Sebastião, Jardim Derminío,

Jardim Vera Cruz I, Jardim

Noêmia, Parque Santa Hilda,

Parque Vicente Leporace,

Avenida Julio Batista Costa

Filho, Jardim Portinari

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 60

A Tabela 18 até a Tabela 21 ilustram alguns casos apontados na Tabela 17 e

suas particularidades.

Tabela 18 - Erosões lineares a meia encosta, em Franca

Caso Região Tipo de acidente Local

Área

(ha)

Declividade

média (%)

Data

Jardim

Tropical

Oeste

Erosão por

lançamento de água

de galerias a meia

encosta

final da Avenida

Margarida

Fornazier

11 6 1997

Jardim

Paulistano

Leste

Avenida Primo

Meneghetti

11 12 1990

Jardim

Aeroporto

III

Sul

final da Rua Madre

Maria Vilac

12 10 1994

Jardim

Palestina

Leste

Erosão por

lançamento de água

de galerias a meia

encosta

Área de lazer

próxima à estação

de esgotos

7 7 2001

Jardim

Ipanema

Norte

Erosão pela descarga

de galeria do Bairro

City Petrópolis

Rua Tânia

Vivêncio, final da

Avenida Coelho

Neto

7 4 2000

A Figura 30 ilustra a evolução de erosão no final da Avenida Margarida Fornazier,

Jardim Tropical, Franca.

1997

2001

2002 2003

Figura 30: Evolução de erosão no final da Avenida Margarida Fornazier,

Jardim Tropical, Franca

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 61

Tabela 19 - Erosões em cabeceiras de drenagem, em Franca (2005)

Caso Região Tipo de acidente Local

Área

(ha)

Declividade

média (%)

Data

Bairro City

Petrópolis

Norte

Área externa

loteamento

29 4 1995

Parque

Vicente

Leporace

Oeste

Avenida Ivete

Vargas

17 3 1997

Chácaras

Campo Belo e

Miramontes

Norte

Rua Augusto

Muller

42 2 2004

Jardim Ângela

Rosa

Leste

Erosão pela descarga

de emissário de

galeria em cabeceira

de drenagem

Rua Antonio

de Macedo

11 8 1998

A Figura 31 ilustra terminais de galeria proveniente das Ruas Benedito Calixto e

Flávio de Carvalho, em nascentes, e a Figura 32 a erosão que surgiu no local em

2004, no Recreio Campo Belo, em Franca.

A Figura 33 até a Figura 35 ilustram uma área junto a nascente de um córrego

recuperada pela Prefeitura de Franca em 1997.

Figura 31: Terminal de galeria proveniente das Ruas Benedito Calixto e

Flávio de Carvalho em nascentes, Recreio Campo Belo, Franca, 2002

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 62

Figura 32: Erosão resultante do escorregamento da cabeceira do vale,

Recreio Campo Belo, Franca, 2004

Figura 33: Erosão próxima a Avenida Ivete Vargas, Bairro Parque

Vicente Leporace, antes dos trabalhos de recuperação, Franca, 1997

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 63

Figura 34: Obra de recuperação da erosão próxima a Avenida Ivete

Vargas, Bairro Parque Vicente Leporace, Franca, 1997

Figura 35: Parque Burle Max, antiga erosão da Avenida Ivete Vargas,

Bairro Parque Vicente Leporace, Franca, 2002

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 64

Tabela 20 - Inundações, em Franca

Caso Tipo de acidente Local

Área

(ha)

Decli-

vidade

média

(%)

Data

Vila S Antônio

Vila N S Graças

Vila N S do

Carmo

Invasão de residências

próximas a pontos

baixos, desabamentos

Ruas Descides

Pressoto e Renildo

Valim de Melo e

30 6 1995

Jardim

Paulistano

Bloqueio de linha de

drenagem natural

Rua Salvador B.

Gonzáles e Rua

Francisco dos

Santos

23 12 1996

Parque S Adélia

Jardim Gabriela

Pq Dr. Carrão

Jardim Petráglia

Invasões de

residências por águas

incapacidade de

captação e condução

Avenida Dr. Carrão,

Rua Francisco

Martiniano e Rua

Flora b. Sandoval

106 5 1997

Jardim

Califórnia

Invasão de água em

residências

Rua Oscar Lousada 9 8 2001

Jardim Santa

Bárbara

Invasão de água em

residências

Várias ruas do

bairro

43 20 1999

Jardim Redentor

Vila S Teresinha

Inundações nas ruas e

residências na parte

inferior da bacia, pela

ineficiência de galerias

R. Joaquim Cândido

Guilhobel e R José

Maria Jacyntho

Rebello

105 4 1996

A Figura 36 até a Figura 41 ilustram fatos sobre enchentes em Franca.

Figura 36: Rua Delcides Pressoto, onde após chuvas ocorrem acúmulo de

até um metro de água, Vila Santo Antônio, Franca, 2002

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 65

Figura 37: Cruzamento das ruas Martiniano F. Andrade e Flora B.

Sandoval, Parque Santa Adélia, Franca, 1997

Figura 38: Cruzamento das ruas Martiniano F. Andrade e Flora B.

Sandoval, Parque Santa Adélia, Franca, 1997

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 66

Figura 39: Local onde ocorrem inundações na Rua Oscar Lousada, Jardim

Califórnia, Franca, 2003

Figura 40: Emissário de galeria localizado no final da Avenida Fernando

Simões destruído após chuvas, Jardim Santa Bárbara, Franca, 1999

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 67

Figura 41: Danos causados em residências pela invasão de águas

provenientes de áreas a montante, Jardim Santa Bárbara, Franca, 2000

Tabela 21 - Escorregamento e solapamentos de encostas junto a

córregos em Franca.

Caso Região Área (ha) Declividade média (%) Data

Pq. Vicente Leporace oeste 25 6 2001

Jardim Brasilândia leste 59 20 1999

Jardim Portinari oeste 22 15 1994

Residencial Moreira Junior oeste 10 10 1999

A Figura 42 ilustra situação após a ocorrência de escorregamento de encosta e a

Figura 43 a canalização do córrego para contenção da encosta, na Rua São João

Del Rey, Jardim Brasilândia, Franca, 2000.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 68

Figura 42: Deslizamento de encosta junto a Rua São João Del Rey,

Jardim Brasilândia, Franca, 1999

Figura 43: Canalização de córrego junto a Rua São João Del Rey, Jardim

Brasilândia, Franca, 2000

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 69

A Figura 44 ilustra a encosta após o escorregamento de terra e a Figura 45 até a

Figura 46 as obras de recuperação da área.

Figura 44: Esquina das ruas Walter Barbosa e Clotilde Salmazo horas

após o escorregamento, Residencial Moreira Junior, Franca, 1999

Figura 45: Avenida Marginal durante a obra de troca de solo, remoção de

turfa, execução de rede de galeria pluviais e reforço com pedra bruta,

Residencial Moreira Junior, Franca, 2001

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 70

Figura 46: Avenida marginal durante a execução do aterro sobre o

reforço de pedra bruta, Residencial Moreira Junior, Franca, 2001

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 71

4 Simulação de movimento de água em

sarjetas, bocas de lobo e galerias pluviais

Nas vias urbanas, a galeria pluvial participa de uma seqüência de ações para

conduzir e controlar o movimento de água de chuva, que se inicia na condução

pelas sarjetas, complementa-se pela captação nas bocas de lobo, e, por fim o

próprio fluxo pela galeria.

Simular movimento de água em galerias pluviais já em funcionamento poderia,

por exemplo, ser efetuado com uso de:

a) Análise de dados obtidos por observação em campo durante as chuvas;

b) Simulação em laboratório;

c) Simulação prática e teórica.

É raro encontrar dados confiáveis, e em volume suficiente que permita a

avaliação adequada e conclusiva sobre o funcionamento de galerias. A simulação

em laboratório exige a confecção de modelos físicos, demorados e caros, e que

impõem uma grande demanda de conhecimento teórico e uso de hipóteses que

dificultam a obtenção de resultados práticos de utilidade para as cidades.

Em PALMA (2000) se mostrou que classificar variáveis cujas medidas qualificam

relações entre movimento de água de chuva e a seção transversal de

equipamentos para drenar pode qualificar a condução e controle do fluxo de

água nas rodovias. Isto se dá porque estudar a capacidade de cada elemento

isolado pode facilitar o entendimento da seqüência de solicitações dos

equipamentos para drenar.

Mas, obter variáveis para expressar o comportamento e desempenho de galerias

pluviais pode ser uma questão cuja resposta implique em entender a dinâmica

do potencial de seus componentes em atender à solicitação que a água de chuva

provoca no conjunto de canais, condutos e acessórios de condução e controle de

movimento de água. Importante observar que o funcionamento das galerias é

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 72

estritamente ligado à eficiência que sarjetas e bocas de lobo têm no processo de

drenagem.

As teorias associadas aos estudos do movimento de água nos equipamentos de

drenagem, expostas no capítulo 2, facilitam estimativas e classificações para as

relações entre as variáveis que interferem no movimento de água nas galerias.

O que se expôs pode levar a uma lista de variáveis a estudar que, no mínimo,

além das características físicas, de construção e de erosão de materiais conteria:

a) Área da bacia de drenagem (A);

b) Período de retorno (Tr);

c) Tempo de concentração (tc);

d) Intensidade de chuva (i);

e) Coeficiente de escoamento superficial (C);

f) Vazão que escoa na sarjeta (Qo);

g) Declividade longitudinal da rua (ir);

h) Coeficiente de rugosidade da sarjeta (

n );

i) Profundidade de lâmina de água na sarjeta (yo);

j) Profundidade de lâmina de água máxima na sarjeta (yomáx);

k) Velocidade de escoamento na sarjeta (Vo);

l) Velocidade máxima de escoamento na sarjeta (Vomáx);

m) Vazão total esgotada pela boca de lobo (Qb);

n) Vazão não captada pela boca de lobo (q)

o) Vazão no conduto (Qc);

p) Coeficiente de rugosidade do conduto (

n );

q) Profundidade de lâmina de água no conduto (yc);

r) Declividade longitudinal do conduto (ic);

s) Diâmetro do conduto (D);

t) Velocidade de escoamento no conduto (Vc);

u) Velocidade máxima de escoamento no conduto (Vcmáx).

O número de variáveis envolvido é grande, e isto dificulta visualizar as

ocorrências que qualificam a captação e a condução de água de chuva. O que se

expôs em PALMA (2000) e FREITAS (2000) sugerem rotinas que facilitam

identificar o comportamento de equipamentos para drenar vias e classificar itens

sobre a eficiência do elemento a verificar, procedimentos que podem ser

adaptados e usados para avaliar galerias pluviais. As rotinas expostas a seguir

usaram os processos expostos por aqueles autores.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 73

Por isto, para atingir o objetivo fixado para este trabalho optou-se por

desenvolver um processo de simulação prática e teórica adotando-se a seguinte

rotina:

a) Escolher um conjunto reduzido de variáveis e identificar índices de

desempenho de galerias pluviais;

b) Adotar um conjunto de conceitos teóricos e hipóteses para conduzir a

estimativa teórica de parâmetros que descrevessem o conjunto reduzido

de variáveis;

c) Avaliar o desempenho de galerias em regiões da cidade de Franca, cuja

época de projeto e construção seja antes de 1997, e em separado, depois

de 1997, adotando a estimativa de vazões solicitantes decorrentes de

uma intensidade de chuva de projeto teórica.

4.1 Redução de número de variáveis e escolha de

índices de desempenho de equipamentos de

drenagem

Para desenvolver um processo de simulação e obter índices de desempenho de

galerias pluviais recorreu-se inicialmente à técnica do Oráculo de Delfos para

reduzir o número de variáveis adotadas nas teorias expostas no capítulo 2. Para

isto:

a) Durante o ano de 2001 conduziram-se painéis com dezoito técnicos

envolvidos em projetos e obras de galerias pluviais urbanas nas cidades

de Franca, Ribeirão Preto, Batatais, Rifaina, Altinópolis e Pedregulho;

b) Em cada painel, expunha-se aos participantes pelo menos um motivador

(filme, teorias, acidentes relatos em jornal, etc.), reafirmava-se o assunto

e a finalidade era obter um senso comum sobre quais variáveis

descreveriam o funcionamento das galerias pluviais no meio urbano. A

lista inicial de variáveis foi o ponto de partida para as entrevistas;

c) A questão central colocada foi “o que se deveria procurar explicar do

movimento de água para avaliar a galeria pluvial”;

d) As respostas fornecidas eram individuais e identificadas;

e) Depois de processados os resultados obtidos em diversos painéis, o

produto obtido foi assunto de outras entrevistas (pelo menos em três

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 74

ciclos com cada entrevistado). A cada entrevistado se reafirmava a

questão central, e se solicitou verificar se este mantinha ou modificava a

suas respostas anteriores.

As respostas obtidas inicialmente repetiram a lista de variáveis, mas após dois

ciclos de retorno do conjunto de respostas houve um início de mudança de

direção: convergiu-se para a afirmativa de que, na microdrenagem, as relações

da altura de fluxo com o movimento de água deveriam ser sugeridas como os

principais qualificadores do uso de equipamentos para drenar. E, o conjunto de

variáveis a se adotar para estudar relações e avaliar galerias pluviais poderia se

resumir ao exposto na Tabela 22.

Tabela 22: Variáveis selecionadas para qualificar galerias pluviais em

painéis onde participaram 18 técnicos de Franca, Ribeirão Preto,

Batatais, Rifaina, Altinópolis e Pedregulho, em 2001

Variável Descrição

Qo Vazão que escoa na sarjeta

yo Profundidade de lâmina de água na sarjeta

yomáx Profundidade de lâmina de água máxima na sarjeta

Vo Velocidade de escoamento na sarjeta

Vomáx Velocidade máxima de escoamento na sarjeta

Qb Vazão total esgotada pela boca de lobo

q Vazão não captada pela boca de lobo

yc Profundidade de lâmina de água no conduto

D Diâmetro do conduto

Vc Velocidade de escoamento no conduto

Vcmáx Velocidade máxima de escoamento no conduto

Mas, a simples estimativa de valores de variáveis não caracterizaria o

funcionamento das galerias. Por isto, para avaliar o potencial de uso do conjunto

reduzido de variáveis submeteram-se, usando a técnica do Oráculo de Delfos,

em outubro de 2004, o conjunto de variáveis que se pretendia adotar à

discussão com nove técnicos das cidades de Franca e Ribeirão Preto.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 75

Adotando as variáveis apresentadas na Tabela 22 para avaliar galerias pluviais,

agora as questões centrais foram:

a) “Quais parâmetros lhes deveríamos associar para obter índices que

caracterizariam o desempenho de sarjetas, bocas de lobo e as próprias

galerias?”;

b) “Quais índices de desempenho se lhes poderia associar?”;

c) “Quais ocorrências seriam classificáveis?”

Após três ciclos, os resultados convergiram para o que expõe a Tabela 23.

Tabela 23: Índices de desempenho e ocorrências classificáveis na

avaliação de galerias pluviais

Equipamento

Variável de

caracterização

Parâmetros

associados

Índice de

desempenho

Ocorrências

classificáveis

Aproveitamento da

capacidade

yo yo/yomáx

Profundidade de lâmina

de água e uso da seção

Superar a

capacidade da

sarjeta

yo yo/yomáx

Extravasamento, quando a

profundidade de lâmina de

água for maior que a

altura da sarjeta

Sarjeta

Velocidade máxima Vo Vo/Vomáx

Predisposição a erosão e

ocorrência de regime de

fluxo supercrítico

Aproveitamento da

capacidade

Qb, Qo Qb/Qo

Estabilidade e adequação

das entradas de bocas de

lobo

Boca de lobo

Contribuição para

incremento de

vazão à jusante

Qo, q q/Qo

Passagem de água direta

pela boca de lobo, que

solicitará a sarjeta à

jusante

Aproveitamento da

capacidade

yc, D yc/D

Ocorrência de regime de

fluxo supercrítico,

possibilidade de retorno

de água pelas bocas de

lobo e acessórios, etc.

Galerias

pluviais

Velocidade máxima Vc Vc/Vcmáx

Predisposição a erosão e

ocorrência de regime de

fluxo supercrítico

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 76

4.2 Simulação de vazões solicitantes, hipóteses,

critérios e dados para estimar características de

movimento de água

Os conjuntos de conceitos teóricos adotados estão relatados nos capítulo 2.

A principal hipótese adotada para conduzir a estimativa teórica dos parâmetros

que descrevessem o conjunto de variáveis reduzido (Tabela 23) foi que,

adotando a estimativa de vazões solicitantes decorrentes de uma intensidade de

chuva de projeto teórica, seria possível estimar os índices de desempenho de

sarjetas, bocas de lobo e galerias usando para isto:

a) As teorias expostas no capítulo 2;

b) Medidas físicas sobre os componentes da drenagem, em campo. Em

particular, plantas e outros dados usados em projetos, e plantas

cadastrais de galerias existentes obtidos junto à Prefeitura Municipal de

Franca e EMDEF – Empresa Municipal para o Desenvolvimento de Franca;

c) Localização dos equipamentos para drenar, cotas topográficas,

declividades de guias e sarjetas, diâmetros e declividades de condutos,

tipos de bocas de lobo e outros componentes obtidos por levantamento

direto em campo;

d) Processamento dos dados para obter índices que orientariam a avaliação

das galerias.

A Tabela 24 resume as principais hipóteses e critérios de estimativas, expostos

no capítulo 2, e resultados da adoção de dados para estimativas de hidrologia e

de vazões solicitantes dos equipamentos de drenagem estudados.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 77

Tabela 24 - Principais hipóteses e critérios de estimativas e resultados

da adoção de dados para estimativas de hidrologia e de vazões

solicitantes

Tempo de recorrência Tr = 5 anos (Tabela 10)

Tempo de concentração

∗

∑

50,0)3/2(

∗

onde:

tc: tempo de concentração em s;

v velocidade no segmento i em m/s;

l distância de escoamento no segmento i em m;

R: raio hidráulico em m;

S: declividade em m/m;

N: coeficiente de rugosidade do material adimensional.

Intensidade de chuva

756,0

158,0

)5,33(

1865

∗

, onde:

i: intensidade de chuva em mm/hora;

Tr: tempo de recorrência em anos;

tc: tempo de concentração em minutos.

Fator de freqüência Cf = 1,0 (Tabela 4)

Coeficiente de escoamento superficial

C = 0,65 para áreas urbanizadas;

C = 0,30 para áreas não urbanizadas (Tabela 5)

Vazão solicitante

360

** CfAiC

∗

Q: vazão estimada na seção de controle em m

/s;

C: coeficiente de escoamento superficial;

i: intensidade de chuva em mm/hora;

A: área da bacia de drenagem em hectares;

Cf: fator de freqüência.

O processo de simulação para estimar as características de movimento água é

feito de montante para jusante e admite a Lei da Continuidade. Isto implica que

atingida a capacidade de um segmento de galeria, as vazões captadas seriam

limitadas pela capacidade dos segmentos à jusante. Não se admite a hipótese de

ocorrência de refluxo em bocas de lobo e poços de visita (fuga de água) e

entrada de água por drenos de alívio.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 78

A Tabela 25 resume as principais hipóteses e critérios de estimativas e

resultados da adoção de dados para estimativas de características de fluxo nas

galerias pluviais.

Tabela 25 - Hipóteses e critérios de estimativas e resultados da adoção

de dados para estimativas de características de fluxo nas galerias

Coeficiente de rugosidade

n = 0,013 (Tabela 14)

Velocidade máxima Vcmáx = 5,0 m/s

Velocidade de escoamento

icR

∗

, onde:

Vc: velocidade de escoamento no conduto em m

/s;

R: raio hidráulico em m;

ic:declividade longitudinal do conduto em m/m;

n : coeficiente de rugosidade do conduto adimensional.

A Tabela 26 resume as principais hipóteses e critérios de estimativas e

resultados da adoção de dados para estimativas de características de fluxo nas

sarjetas.

Tabela 26 - Hipóteses e critérios de estimativas e resultados da adoção

de dados para estimativas de características de fluxo nas sarjetas

Profundidade de lâmina de água

4/1

*445,1

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

riZ

nQo

, Z= otg

, onde:

yo: profundidade da lâmina de água na sarjeta em m;

Qo: vazão que escoa na sarjeta em m

/s;

n : coeficiente de rugosidade de Manning relativo ao material;

de superfície da sarjeta (adimensional);

ir: declividade longitudinal da rua em m/m;

ângulo formado entre o plano da sarjeta e o vertical.

Velocidade de escoamento

**958,0

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

, onde:

Vo: velocidade de escoamento na sarjeta em m/s.

Coeficiente de rugosidade

= 0,016 (Tabela 11)

Tangente de o

otg

= 20

Velocidade máxima na sarjeta Vomáx = 3 m/s

A Tabela 27 e a Tabela 28 resumem as principais hipóteses e critérios de

estimativas e adoção de dados para avaliação de características de fluxo nas

bocas de lobo.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 79

Tabela 27 - Hipóteses e critérios de estimativas e resultados da adoção

de dados para estimativas de características de fluxo nas bocas de lobo

[CETESB (1986)]

Bocas de lobo simples sem depressão em ponto intermediário de sarjeta

Aceleração da gravidade g = 9,8 m/s

Comprimento da boca de lobo L = 1,0 m

Coeficiente K = 0,23 (Tabela 13)

Vazão esgotada

yogyoKLQb ****=

, onde:

Qb: vazão total esgotada pela boca de lobo em m

/s;

yo: profundidade da lâmina de água na sarjeta em m;

g: aceleração da gravidade 9,8 m/s

;

L: comprimento da abertura da boca de lobo em m;

K: função de

otg

(Tabela 13)

Bocas de lobo com grelha e depressão em ponto intermediário da sarjeta

Tangente de '

tg = 33,3

Tangente de

tg = 4,8

Aceleração da gravidade g = 9,8 m/s

Largura da grelha W = 0,7 m

Comprimento da grelha L = 0,8 m

Configuração da grelha m = 3,3 (Tabela 12)

Altura da depressão a = 0,13 m

Vazão não captada

()

5,1

1*´*)´(*25,0

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−+−=

QoygLLq

, onde:

5,0

'***2,1'

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

tgVoL

;

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−=

yoy'

;

5,0

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

VomLo

q: vazão não captada pela boca de lobo em m

/s;

Vo: velocidade de escoamento na sarjeta em m/s;

yo: profundidade da lâmina de água na sarjeta em m;

y’: profundidade da lamina de água na boca de lobo em m;

ângulo formado entre o plano da superfície do pavimento e o

plano vertical;

ângulo formado entre o plano de depressão da sarjeta e o plano

vertical;

Lo: comprimento da grelha necessário para captar toda água que

escoa na sarjeta na faixa de sua largura em m;

L’: comprimento mínimo da grelha para captar toda água da sarjeta

em m;

Qo: vazão que escoa na sarjeta em m

/s.

Vazão esgotada

qQoQb

−

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 80

Tabela 28 - Hipóteses e critérios de estimativas e resultados da adoção

de dados para estimativas de características de fluxo nas bocas de lobo

com grelha em ponto baixo da sarjeta [CETESB (1986)]

Vazão total esgotada pela boca de lobo

myoyopQb 12,0 se ,*655,1*

5,1

<= , ou,

myoyoAuQb 42,0 se ,*91,2*

5,0

>= , onde:

Qb: vazão total esgotada pela boca de lobo em m

/s;

p: perímetro da abertura da grelha em m;

yo: profundidade da lâmina de água da sarjeta em m;

Au: área útil das aberturas da grelha em m

Perímetro da abertura da grelha p = 2,2 m

Para avaliarmos os índices de desempenho obtidos, recorremos aos limites

teóricos recomendados no capítulo 2. E, em particular ao exposto no item 2.4.

Tabela 29: Avaliação dos índices de desempenho

Elemento

Variável de

caracterização

Índices de

desempenho

Conseqüências

yo/yomáx<0,5 Mau aproveitamento

0,5<yo/yomáx<1,0 Bom aproveitamento

Aproveitamento

da capacidade

yo/yomáx>1,0

Maior manutenção

yo/yomáx>1,0

Respingos, extravasamento

Superar a

capacidade da

sarjeta

yo/yomáx<1,0

Fluxo normal

Vo/Vomáx>1,0

Maior manutenção, menor vida útil

Sarjeta

Velocidade

máxima

Vo/Vomáx<1,0

Menor manutenção

Qb/Qo<0,5

Mau aproveitamento

Aproveitamento

da capacidade

0,5<Qb/Qo<1,0

Bom aproveitamento

q/Qo>0,1

Maior solicitação de sarjeta a jusante

Boca de

lobo

Contribuição

para

incremento de

vazão à jusante

q/Qo<0,1

Compatível com sarjetas

yc/D<0,5

Mau aproveitamento

Aproveitamento

da capacidade

0,5<yc/D<0,9

Bom aproveitamento

Vc/Vcmáx>1,0

Maior manutenção

Galeria

pluvial

Velocidade

máxima

Vc/Vcmáx<1,0

Maior vida útil

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 81

4.3 Processamento de dados para obter índices que

orientariam a avaliação de equipamentos de

drenagem

Processar dados para simular o funcionamento de equipamentos de drenagem é

atividade que contém pelo menos:

a) Obter modelos que representem o terreno a drenar;

b) Descrever e representar fisicamente as sub-bacias que contribuirão para

a vazão;

c) Descrever e representar os perfis longitudinais e transversais das bacias e

dos equipamentos de drenagem;

d) Estimar as variáveis da hidrologia que permitam a estimativa de vazões;

e) Com os dados fornecidos pela hidrologia estimar as características

hidráulicas do movimento de água pelos equipamentos de drenagem;

f) Para as galerias pluviais e bocas de lobo é necessário, muitas vezes, usar

conceitos da hidráulica que expressam o fluxo em tubos e orifícios.

O aperfeiçoamento de métodos para cálculos e manuseio de hipóteses que a

prática impõe ao uso das teorias expostas nos capítulo 2 levou ao

desenvolvimento de programas de computador que auxiliam e tornam muito

mais rápido e confiável obter as estimativas sobre o movimento de água nos

equipamentos de drenagem. Destacar-se-iam: HAESTAD (2002) e AUTODESK

(2004).

A escolha entre HAESTAD (2002) e AUTODESK (2004) foi decisão tomada a

partir de comparar as capacidades de modelagem digital de terrenos e redes

pluviais relatadas em AUTODESK (1998): o que ali se publicou indicou

claramente que HAESTAD (2002) manuseava modelos apenas teóricos das redes

pluviais sem correspondência com os modelos que representavam a topografia

dos terrenos e das redes.

Obter modelos digitais de terrenos usando AUTODESK (2004) é um conjunto de

operações descritos no capítulo 1, Using the Grading Commands, de AUTODESK

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 82

(1998). Ali se descreve como se usar dados como pontos, linhas, cotas e

referências para modelar superfícies que representem um terreno.

Sobre terrenos e a drenagem existente há duas possibilidades:

a) Usar dados já digitalizados – isto é possível quando já existam dados de

levantamentos cuja apresentação já está em forma digital, com

referências conhecidas e coincidentes;

b) Transferir e compatibilizar referências digitais de origens em modelos

diferentes.

Para exemplificar, em Franca:

a) Os dados sobre terrenos e redes de drenagem posteriores a 1997 podem

ser cadastrados diretamente na base de dados digital da cidade. As

plantas topográficas mais recentes são digitais, mas, mesmo assim,

foram feitas visitas a campo para verificar a veracidade dos dados em

planta e informações complementares;

b) Os dados sobre terrenos e redes de drenagem anteriores a 1997 foram

obtidos em campo antes de serem cadastrados em base de dados digital.

As plantas existentes em papel eram insuficientes e necessitavam

complementação. Nestes casos, além das visitas a campo para verificação

dos equipamentos existentes, foram executados levantamentos

topográficos com estação total, para obter representação do terreno e

cadastro dos equipamentos para drenar existentes. Estes trabalhos foram

executados por equipe topográfica pertencente ao quadro permanente da

EMDEF.

Usando AUTODESK (2004) a delimitação de bacias se dá com o módulo descrito

no capítulo 2 de AUTODESK (1998), Creating Ponds. As operações se restringem

a delimitar por tentativas as bacias de drenagem, ou verificar a área contribuinte

para cada equipamento de drenagem. A Figura 47 ilustra um conjunto de bacias

em uma região de cidade.

A demarcação física de componentes de redes de drenagem, características de

vias e seções transversais podem ser efetuadas com auxílio de módulos contidos

em AUTODESK (2004) para manuseio de alinhamentos, perfis longitudinais e

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 83

seções transversais (descritos no capítulo 3, Working with Profiles and Vertical

Alignments, e capítulo 4, Working with Cross Sections de AUTODESK, 1998).

Figura 47: Exemplo de delimitação de bacias de contribuição e

representação gráfica de equipamentos para drenar

Nos projetos de drenagem urbana, os pontos de controle para estimativa de

vazões mais usuais são as bocas de lobo. AUTODESK (2004) é eficiente em

estimativas de vazões solicitantes vinculadas a bacia que contribui para uma

dada boca de lobo usando o Método Racional. As estimativas de variáveis

Hidrologicas são acessíveis usando um módulo, Hidrology, associado ao Creating

Ponds, que contém as rotinas para estimativas de vazão.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 84

O módulo Hidrology é descrito no capítulo 5 de AUTODESK (1998), Working with

Hydrology Commands. Basicamente, este módulo estima dados sobre o

escoamento superficial de bacias para fornecer dados de dimensionamento de

equipamentos de drenagem. A janela de acesso a este módulo está ilustrada na

Figura 48.

Figura 48: Método Racional em AUTODESK (2004)

Associados ao módulo Hydrology, AUTODESK (2004) contém anexas rotinas de

estimativa publicadas pelo United States Department of Agriculture (USDA,

1986), Urban Hidrology for Small Watersheds - TR55, designado por TR55

(USDA, 1986). É o uso do potencial do TR55 que fornece a AUTODESK (2004) a

capacidade para manusear dados de controle do movimento de água em bacias

do tipo urbana, facilitando a obtenção de volumes, vazões de pico, hidrógrafas, e

dado sobre o movimento de águas nos equipamentos de drenagem.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 85

O movimento de água nas galerias é estudado com uso do módulo Design Pipe

Run, descrito no capítulo 6, Working with Pipes, de AUTDESK (1998). Durante

projetos, este módulo facilita simulações que incluem a escolha da localização de

galerias.

Para o uso neste trabalho, as galerias já existiam e a simulação se restrige aos

dados topográficos, características de galerias e dados sobre superfície de

materiais já encontrados no campo.

As janelas de diálogos apresentadas na Figura 49 e na Figura 50 ilustram a

entrada e saída durante o processamento de informações para obtenção de

dados sobre o funcionamento de galerias pluviais.

Figura 49: Entrada de dados para estudos sobre galerias pluviais

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 86

Figura 50: Resultado de processamento de dados sobre galerias pluviais

Processados os dados para obter as características do movimento de água em

galerias, resta exportá-los para obter as variáveis hidráulicas de sarjetas e bocas

de lobo. Adotou-se a planilha eletrônica MICROSOFT Excel 2003 (MICROSOFT,

2003) para finalizar está parcela de obtenção de índices para avaliar sarjetas e

bocas de lobo.

As planilhas desenvolvidas receberam por exportação de AUTODESK (2004)

dados como topografia, vazões, e etc. E, a complementação de estimativas de

índices foi efetuada com os roteiros expostos nas tabelas mostradas no item 4.2.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 87

5 Estudo de casos

Para avaliar o desempenho de galerias em regiões da cidade de Franca, cuja

época de projeto e construção seja antes de 1997, época da aplicação do

Decreto Municipal 7419 de 11 de agosto de 1997, foram selecionados os

seguintes locais: Parque Vicente Leporace, Vila Santo Antônio e Jardim Redentor.

Contribuíram para a seleção destes casos os fatos:

a) Bacias com alto índice de urbanização;

b) Existência de relatos de acidentes atribuídos à incapacidade de

equipamentos para drenar em captar e conduzir águas pluviais;

c) Alto índice de descontentamento e reclamações de moradores destes

locais;

d) Projetos e obras executados sem um padrão fixado pela Prefeitura de

Franca. A maior parte das obras nem mesmo teve documentado um

critério de projeto claro e definido.

E, em separado, para galerias cuja época de projeto e construção seja depois de

1997, estudaram-se os bairros: Jardim Vera Cruz II, Jardim Luiza e Parque

Universitário.

Contribuíram para a seleção destes casos os fatos:

a) As galerias operam há pelo menos quatro anos;

b) Não ocorreram ainda relatos de acidentes atribuídos à incapacidade de

equipamentos para drenar em captar e conduzir águas de chuva;

c) São projetos e obras em conformidade com as normas atuais para

elaboração e construção de galerias pluviais da Prefeitura Municipal de

Franca (decreto 7419, 1997);

A Figura 51 e a Figura 52 mostram a localização das bacias avaliadas no mapa

do Município de Franca.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 88

LUIZA

VERA CRUZ

LEPORACE

REDENTOR

N.S.CARMO

Figura 51: Localização das bacias avaliadas na planta da cidade de

Franca – folha 1 (sem escala)

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 89

UNIVERSITÁRIO

Figura 52: Localização das bacias avaliadas na planta da cidade de

Franca – folha 2 (sem escala)

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 90

Os itens que seguem descrevem as regiões avaliadas.

a) Jardim Vera Cruz II é loteamento residencial do oeste de Franca. Tem boa

infra-estrutura e alta taxa de ocupação de lotes. A área da bacia de

contribuição é de 30ha, com declividade média de 4%. A rede de galerias

opera desde 2001. Não constam relatos de moradores sobre problemas de

drenagem.

b) Jardim Luiza é loteamento residencial do oeste de Franca. Boa infra-estrutura

e alta taxa de ocupação de lotes. A área da bacia de contribuição é de

78,9ha, e a declividade média de 7%. A rede de galerias opera desde 2001.

Não constam relatos de moradores sobre problemas de drenagem.

c) Parque Universitário é loteamento residencial do no sul de Franca. Boa infra-

estrutura e alta taxa de ocupação de lotes. A área da bacia de contribuição é

de 21,5ha, e a declividade média de 4%. A rede de galerias opera desde

2001. Não constam relatos de moradores sobre problemas relacionados à

drenagem.

d) Parque Vicente Leporace é bairro residencial do oeste de Franca. Infra-

estrutura instalada, alto índice de ocupação de lotes, bacia de drenagem com

área de 25,0ha, declividade média entre 5 e 12%. Há relatos de problemas

de drenagem que podem ser resumidos a:

d.1. Transbordamento de água durante chuvas intensas;

d.2. Invasão de residências causada pela aparente baixa capacidade

de captação de bocas de lobo e baixa capacidade de galerias;

d.3. Instabilidade e desabamento de extremos de galerias junto ao

córrego de jusante causada pelo excesso de escoamento

superficial não captado de áreas a montante;

d.4. Rebaixamento da calha fluvial e solapamento de margens de

Córrego;

d.5. Em dois dos emissários, ocorreram erosões, que em curto prazo

poderão atingir casas das imediações (Figura 53 a Figura 55).

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 91

Figura 53: Erosão no final da Rua Júlio Batista, Parque Vicente Leporace,

Franca, 2002

Figura 54: Emissários entre as Ruas Vanderlei Manccine e Júlio Batista e

córrego à esquerda, Parque Vicente Leporace, Franca, 2002

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 92

Figura 55: Erosão no final da Rua Tarcisio Antonio de Oliveira, Parque

Vicente Leporace, Franca, 2004

e) Vila Santo Antônio, Vila Nossa Senhora do Carmo e Vila Nossa Senhora das

Graças são bairros residenciais, localizados na região central de Franca, com

toda a infra-estrutura instalada e alta taxa de ocupação de lotes. A bacia de

drenagem tem área de 30,0ha, declividade média de 6,0%

Dentre os problemas de drenagem:

e.1. Nestas regiões há problemas crônicos de inundações de

residências próximas a pontos baixos das Ruas Descides Pressoto

e Renildo Valim de Melo (Figura 56 e Figura 57).

e.2. A incapacidade dos equipamentos de drenagem em captar e

conduzir as águas pluviais montante gera excesso de escoamento

superficial nas ruas durante chuvas intensas. Isto gera inundação

em residências e desabamentos de muros e casas (fato ocorrido

nas chuvas de 1997/1998).

e.3. Outro ponto crítico de invasão de águas das chuvas ocorre em

residências de uma travessa da Rua Major Mendonça.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 93

Figura 56: Rua Delcides Pressoto, onde chuvas freqüentes causam o

acúmulo de até um metro de água, Vila Santo Antônio, Franca, 2002

Figura 57: Rua Renildo Valin de Melo, onde chuvas freqüentes causam o

acúmulo de água, que somado ao fluxo da Rua Delcides Pressoto, causa

danos nas residências próximas, Vila Santo Antônio, Franca, 2002

f) Jardim Redentor e Vila Santa Teresinha são loteamentos residenciais, do

norte de Franca, com infra-estrutura instalada e alta taxa de ocupação de

lotes. A bacia de drenagem tem área de 105ha, declividade média de 3,5%.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 94

Dentre os comentários sobre drenagem:

f.1) Desde 1993 há inundações nas ruas Joaquim Cândido Guilhobel e José

Maria Jacyntho Rebello causando danos em imóveis localizados na

parte inferior da bacia, o que pode ser atribuído à contribuição de

áreas a montante, agravada pela baixa eficiência dos equipamentos

de drenagem existentes.

f.2) Em 1998 foi executado projeto de ampliação das redes existentes. Em

1999 foi executada pela Prefeitura Municipal de Franca a ampliação

das redes da Rua Joaquim Cândido Guilhobel e Drauzio MMDC (Figura

58 e Figura 59). Porém durante chuvas intensas ainda ocorrem

invasões em imóveis localizados em outras ruas destes bairros.

Figura 58: Construção das redes de galerias na rua Drauzio MMDC,

Jardim Redentor e Vila Santa Teresinha, Franca, 1999

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 95

Figura 59: Dissipador construído no final da Rua J. Rebello,

Vila Santa Teresinha, Franca, 2002

A Tabela 30 resume a quantidade de equipamentos de drenagem observados:

a) Dos casos selecionados projetados e colocados em operação após 1997,

foram avaliados 206 conjuntos de guias, sarjetas e bocas de lobo, e 82

segmentos de galerias pluviais (Jardim Vera Cruz II, Jardim Luiza e

Parque Universitário).

b) Para os casos projetados anteriores a 1997 avaliados um total de 231

conjuntos de guias, sarjetas e bocas de lobo, e 87 segmentos de galerias

pluviais.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 96

Tabela 30: Número de equipamentos de drenagem no estudo de caso.

Local

Guias/Sarjetas e

Bocas de Lobo

Galerias

Pluviais

Jardim Vera Cruz II 43 17

Jardim Luiza 123 50

Parque Universitário 40 15

Total para os casos de depois de 1997 206 82

Parque Vicente Leporace 57 24

Vila Santo Antonio,

Vila Nossa Senhora do Carmo

Vila Nossa Senhora das Graças

67 29

Jardim Redentor

Vila Santa Terezinha

107 34

Total para os casos de antes de 1997 231 87

Total 437 169

5.1 Resultados simulação e estimativa de índices de

desempenho

A seguir são detalhados os segmentos observados, com indicação das redes,

poços de visita e bocas de lobo, e os índices de desempenho obtidos por

simulação.

5.1.1 Jardim Vera Cruz II

A drenagem superficial deste bairro é dividida em sete segmentos interligados e

numerados de 6 a 12, com único ponto de lançamento em córrego a jusante e

emissário, com diâmetros entre 600 mm e 1200 mm, conforme ilustrado na

Figura 60 e Figura 61.

A Tabela 31 até a Tabela 33 resumem a estimativa de índices para avaliar

galerias pluviais para os segmentos observados. Foram avaliados 43 segmentos

de sarjetas e bocas de lobo, e 17 galerias pluviais.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 97

Figura 60: Galerias do Jardim Vera Cruz II, redes 10 e 12

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 98

Figura 61: Galerias do Jardim Vera Cruz II, redes 6 a 9, e 11

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 99

Tabela 31: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar das

redes 6 a 10, do Jardim Vera Cruz II

Rede Segmento Referência Sarjeta Boca de Lobo Galeria

0,78

0,28

0,91

0,09

6 A-B

0,55

0,23

1,00

0,00

0,47

0,48

0,68

0,38

0,88

0,12

B-C

0,45

0,15

1,00

0,00

0,46

0,45

0,73

0,22

0,99

0,01

C-D

0,61

0,22

0,94

0,06

0,60

0,44

0,56

0,31

0,97

0,03

8 D-E

0,62

0,34

0,92

0,08

0,61

0,54

0,84

0,24

0,93

0,07

A-B

0,82

0,25

0,93

0,07

0,44

0,58

0,65

0,46

0,87

0,13

B-H

0,70

0,35

0,89

0,11

0,53

0,92

A-B 71

0,76

0,30

0,90

0,10

0,41

0,33

0,79

0,30

0,89

0,11

B-C

0,77

0,29

0,90

0,10

0,72

0,49

0,82

0,31

0,95

0,05

C-D

0,71

0,35

0,95

0,05

0,59

0,56

0,77

0,32

0,88

0,12

D-E

0,76

0,38

0,85

0,15

0,67

0,71

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 100

Tabela 32: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar da

rede 11 do Jardim Vera Cruz II

Rede Segmento Referência Sarjeta Boca de Lobo Galeria

0,54

0,47

0,92

0,08

0,56

0,49

0,94

0,06

0,68

0,24

0,89

0,11

F-G

0,52

0,20

0,91

0,09

0,66

0,74

G-H 61

0,39

0,60

0,99

0,01

0,64

0,52

0,57

0,67

0,87

0,13

0,66

0,51

0,85

0,15

0,49

0,60

0,91

0,09

H-I

0,57

0,49

0,90

0,10

0,63

0,75

0,62

0,54

0,86

0,14

0,42

0,69

0,98

0,02

0,43

0,71

0,96

0,04

J-K

0,53

0,48

0,89

0,11

0,71

1,09

0,46

0,32

0,97

0,03

0,44

0,66

0,95

0,05

0,46

0,71

0,94

0,06

0,41

0,24

1,00

0,00

K-L

0,64

0,38

0,95

0,05

0,70

0,90

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 101

Tabela 33: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar da

rede 12 do Jardim Vera Cruz II

Rede Segmento Referência Sarjeta Boca de Lobo Galeria

0,46

0,70

0,95

0,05

0,50

0,75

0,92

0,08

A-B

0,59

0,53

0,88

0,12

0,55

0,64

0,44

0,74

0,91

0,09

0,47

0,78

0,90

0,10

B-K

0,50

0,28

1,00

0,00

0,47

0,72

5.1.2 Jardim Luiza

A drenagem superficial deste bairro é dividida em quatro redes com bacias de

contribuições independentes e definidas isoladamente. A Figura 62 até a Figura

65 ilustram os segmentos avaliados.

A Tabela 34 até a Tabela 41 resumem a estimativa de índices para avaliar

galerias pluviais para os segmentos observados. Foram avaliados 123 segmentos

de sarjetas e bocas de lobo, e 50 galerias pluviais.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 102

(

)

HOR

NÇ

(

)

MON

(

)

(

)

(

)

MOY

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

VARGAS

AVENIDA IVETE

(

)

(

)

(

)

(

)

Figura 62: Galerias do Jardim Luiza, redes 1 a 8

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 103

EAN

AVA

(

)

ARI

APARECI

ARRO

(

)

RUA

ANG

NAT

(

)

NÉL

(

)

REN

(

)

(

)

ARG

ARO

(

)

(

)

(

)

Figura 63: Galerias do Jardim Luiza, redes 40 a 43

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 104

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

Figura 64: Galerias do Jardim Luiza, redes 30 a 33

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 105

(

)

VEN

PAU

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

A 3

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

Figura 65: Galerias do Jardim Luiza, redes 50 a 55

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 106

Tabela 34: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar da

rede 1, 4 e 5 do Jardim Luiza

Rede Segmento Referência Sarjeta Boca de Lobo Galeria

0,73

0,81

0,75

0,25

0,44

0,58

1,00

0,00

0,87

0,62

0,71

0,29

1 A-B

0,56

0,46

1,00

0,00

0,63

0,97

0,54

0,51

0,91

0,09

D-E

0,65

0,72

0,82

0,18

0,56

0,94

0,55

0,50

0,91

0,09

E-F

0,55

0,68

0,86

0,14

0,63

0,99

0,52

0,54

0,89

0,11

F-G

0,52

0,70

0,88

0,12

0,69

1,04

0,52

0,55

0,89

0,11

G-H

0,50

0,72

0,90

0,10

0,73

1,13

0,49

0,63

0,91

0,09

H-I

0,49

0,74

0,91

0,09

0,61

1,00

0,50

0,60

0,91

0,09

I-J

0,49

0,48

0,92

0,08

0,67

1,00

0,52

0,55

0,90

0,10

J-K

0,48

0,77

0,92

0,08

0,72

1,02

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 107

Tabela 35: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar das

redes 6 a 8, 40 e 41 do Jardim Luiza

Rede Segmento Referência Sarjeta Boca de Lobo Galeria

0,48

0,9

0,92

0,08

A1-B1

0,42

0,8

0,97

0,03

0,53

0,44

0,49

0,91

0,09

B1-C1

0,43

0,69

0,97

0,03

0,70

0,59

0,46

0,94

0,06

C1-D1

0,40

0,6

0,98

0,73

0,79

D1-E1 23

0,43

0,97

0,03

0,65

0,58

0,49

0,38

0,97

0,03

E1-F1

0,38

0,6

1,00

0,00

0,74

0,59

0,47

0,3

0,97

0,03

7 F1-K

0,33

0,5

1,00

0,00

0,57

0,88

0,45

0,96

0,0

8 K-TER

0,48

0,95

0,05

0,70

1,09

0,76

0,36

0,86

A-B

0,50

1,00

0,00

0,44

0,51

B-C 3

0,77

0,42

0,83

0,17

0,68

0,53

C-D 4

0,78

0,37

0,85

0,15

0,52

0,54

D-E 5

0,79

0,26

0,84

0,16

0,58

0,56

41 F-G 6

0,66

0,40

0,88

0,12

0,65

0,58

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 108

Tabela 36: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar das

redes 30 e 33 do Jardim Luiza

Rede Segmento Referência Sarjeta Boca de Lobo Galeria

0,58

0,45

0,87

0,13

0,43

0,91

1,00

0,00

A-B

0,41

0,88

0,98

0,02

0,49

0,66

0,31

0,23

1,00

0,00

0,42

0,89

0,98

0,02

B-C

0,41

0,86

0,99

0,01

0,72

0,69

0,31

0,23

1,00

0,00

0,47

0,71

0,93

0,07

0,45

0,69

0,95

0,05

C-D

0,48

0,32

0,96

0,04

0,76

0,99

0,36

0,30

1,00

0,00

0,45

0,70

0,94

0,06

D-E

0,43

0,70

0,96

0,04

0,74

0,70

0,68

0,28

0,95

0,05

33 M-TER

0,48

0,22

1,00

0,00

0,72

1,02

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 109

Tabela 37: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar da

rede 42 do Jardim Luiza

Rede Segmento Referência

Sarjeta Boca de Lobo Galeria

0,76

0,25

0,85

0,15

0,69

0,24

0,89

0,11

0,43

0,67

0,96

0,04

K-L

0,43

0,65

0,97

0,03

0,64

0,52

0,45

0,20

0,97

0,03

0,48

0,58

0,93

0,07

L-M

0,46

0,57

0,94

0,06

0,81

0,63

0,47

0,68

0,93

0,07

0,46

0,18

0,96

0,03

M-N

0,45

0,66

0,95

0,05

0,68

0,59

0,42

0,21

0,98

0,02

0,52

0,58

0,89

0,11

0,50

0,57

0,91

0,09

N-J

0,59

0,26

0,91

0,09

0,78

0,68

14'

0,39

0,32

1,00

0,00

0,48

0,72

0,92

0,08

J-TER

0,46

0,71

0,94

0,06

0,65

1,02

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 110

Tabela 38: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar da

rede 31 do Jardim Luiza

Rede Segmento Referência Sarjeta Boca de Lobo Galeria

0,37

0,28

1,00

0,00

0,39

0,93

1,00

0,00

0,37

0,48

1,00

0,00

E-F

0,41

0,31

0,99

0,01

0,75

0,86

0,31

0,25

1,00

0,00

0,47

0,64

0,93

0,07

F-G

0,44

0,62

0,94

0,06

0,70

0,68

0,41

0,24

0,99

0,01

0,74

0,40

0,62

0,98

0,02

G-H

0,40

0,65

0,98

0,02

0,72

0,31

0,27

1,00

0,00

0,38

0,59

1,00

0,00

H-I

0,46

0,38

0,96

0,04

0,69

0,83

0,52

0,37

0,92

0,08

I-J

0,34

0,48

1,00

0,00

0,72

0,84

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 111

Tabela 39: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar das

redes 32 e 50 do Jardim Luiza

Rede Segmento Referência Sarjeta Boca de Lobo Galeria

J-K 29

0,59

0,30

0,90

0,10

0,65

0,99

K-L 30

0,44

0,97

0,03

0,66

1,00

0,41

0,56

0,99

0,01

L-M

0,47

0,61

0,95

0,05

0,70

1,01

0,26

0,29

1,00

0,00

0,48

0,73

1,00

0,00

A-B

0,47

0,71

0,93

0,07

0,42

0,58

0,33

0,27

1,00

0,00

0,48

0,73

0,91

0,09

B-C

0,47

0,70

0,93

0,07

0,76

0,58

0,38

0,31

1,00

0,00

0,48

0,73

0,92

0,08

0,46

0,71

0,94

0,06

C-D

0,51

0,38

0,96

0,04

0,78

0,92

0,42

0,24

0,98

0,02

0,48

0,73

0,91

0,09

D-E

0,45

0,71

0,94

0,06

0,81

0,66

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 112

Tabela 40: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar da

rede 51 do Jardim Luiza

Rede Segmento Referência Sarjeta Boca de Lobo Galeria

0,37

0,28

1,00

0,00

0,49

0,70

0,91

0,09

E-F

0,46

0,48

0,93

0,07

0,82

0,80

0,36

1,00

0,00

0,49

0,64

0,91

0,09

F-G

0,50

0,64

0,90

0,10

0,75

1,03

0,34

0,37

1,00

0,00

0,54

0,56

0,88

0,12

0,51

0,55

0,91

0,09

G-H

0,51

0,54

0,90

0,10

0,82

1,14

I-J 24

0,51

0,62

0,90

0,10

0,82

1,14

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 113

Tabela 41: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar das

redes 52 a 55 do Jardim Luiza

Rede Segmento Referência Sarjeta Boca de Lobo Galeria

0,58

0,52

0,85

0,15

52 J-K

0,46

0,44

0,96

0,04

0,68

1,01

0,71

0,90

0,80

0,20

0,49

0,71

0,88

0,12

53 N-O

0,47

0,67

0,93

0,07

0,48

1,00

0,44

0,65

0,97

0,03

54 O-M

0,45

0,49

0,96

0,04

0,61

0,96

0,63

0,54

0,86

0,14

0,48

0,76

0,93

0,07

0,46

0,50

1,00

0,00

55 M-TER

0,35

0,47

1,00

0,00

0,69

1,00

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 114

5.1.3 Parque Universitário

A drenagem superficial deste bairro é dividida em quatro redes interligadas em

emissário único com lançamento em córrego à jusante. A Figura 66 até a Figura

67 apresentam os trechos avaliados.

A Tabela 42 e a Tabela 43 resumem a estimativa de índices para avaliar galerias

pluviais para os segmentos observados. Foram avaliados 40 segmentos de guias

e sarjetas e bocas de lobo e 15 galerias pluviais.

Figura 66: Galerias do Parque Universitário, redes 1 , 2 e 4

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 115

Figura 67: Galerias do Parque Universitário, redes 2, 3 e 5

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 116

Tabela 42: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar das

redes 1 e 2 do Parque Universitário

Rede Segmento Referência Sarjeta Boca de Lobo Galeria

1ª

0,77

0,48

0,76

0,24

0,46

0,34

0,97

0,03

0,70

0,28

0,85

0,15

A-B

0,63

0,41

0,84

0,16

0,56

0,73

0,65

0,53

0,85

0,15

B-C

0,69

0,45

0,85

0,15

0,70

0,90

0,73

0,68

0,83

0,17

0,59

0,56

0,88

0,12

C-D

0,56

0,64

0,89

0,11

0,60

0,87

0,68

0,76

0,84

0,16

D-E

0,42

0,39

0,99

0,01

0,64

0,93

13A

0,78

0,48

0,74

0,26

13B

0,49

0,47

0,93

0,07

A-B

0,51

0,25

0,91

0,09

0,43

0,81

0,49

0,51

0,93

0,07

B-C

0,66

0,25

0,89

0,11

0,52

0,91

0,54

0,57

0,87

0,13

0,77

0,32

0,88

0,12

C-D

0,72

0,31

0,83

0,17

0,49

0,97

D-G 20

0,46

0,51

0,98

0,02

0,51

0,96

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 117

Tabela 43: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar das

redes 3 a 5 do Parque Universitário

Rede Segmento Referência Sarjeta Boca de Lobo Galeria

0,74

0,38

0,86

0,14

0,63

0,53

0,86

0,14

A-B

0,81

0,46

0,85

0,15

0,61

0,75

24A

0,70

0,54

0,74

0,26

24B

0,44

0,37

0,98

0,02

B-C

0,58

0,61

0,87

0,13

0,48

0,91

0,64

0,55

0,85

0,15

0,61

0,53

0,87

0,13

C-D

0,52

0,48

0,90

0,10

0,62

0,95

29A

0,67

0,56

0,79

0,21

29B

0,38

1,00

0,00

D-E

0,58

0,55

0,88

0,12

0,52

0,93

0,54

0,60

0,90

0,10

0,47

0,54

0,95

0,05

0,54

0,48

0,91

0,09

E-I

0,43

0,96

0,04

0,62

0,93

0,57

0,46

0,90

0,10

4 E-F'

0,65

0,51

0,85

0,15

0,67

1,03

0,62

0,56

0,86

0,14

5 F'-G

0,51

0,50

0,93

0,07

0,68

0,77

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 118

5.1.4 Parque Vicente Leporace

A drenagem superficial deste bairro é dividida em três redes independentes com

lançamentos em córrego à jusante. A Figura 68 apresenta os trechos avaliados.

A Tabela 44 até a Tabela 46 resumem a estimativa de índices para avaliar

galerias pluviais para os segmentos observados. Foram avaliados 57 segmentos

de guias e sarjetas e bocas de lobo e 24 galerias pluviais.

Figura 68: Galeria do Parque Leporace, redes 1, 2 e 3

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 119

Tabela 44: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar da

rede 1 do Parque Vicente Leporace

Rede Segmento Referência Sarjeta Boca de Lobo Galeria

0,37

0,33

1,00

0,00

A-B

0,55

0,43

0,85

0,15

0,28

0,47

0,27

0,23

0,39

0,61

0,86

0,65

0,16

0,84

C-D

0,88

0,66

0,06

0,94

0,37

0,68

0,27

0,30

0,70

0,91

0,75

0,12

0,88

D-E

0,94

0,76

0,05

0,95

0,44

0,76

0,29

0,31

0,27

0,73

1,01

0,80

0,12

0,88

E-F

1,10

0,69

0,05

0,95

0,48

0,90

0,25

0,32

0,30

0,70

0,95

0,89

0,05

0,95

1,10

0,73

0,12

0,88

F-G

1,00

0,92

0,04

0,96

0,57

0,97

0,26

0,34

0,28

0,72

1,09

0,99

0,09

0,91

G-H

1,26

0,75

0,05

0,95

0,64

1,06

0,26

0,32

0,29

0,71

1,11

1,03

0,09

0,91

H-I

1,11

1,04

0,04

0,96

0,68

1,18

0,24

0,39

0,25

0,75

1,11

1,13

0,08

0,92

I-J

0,44

0,60

0,11

0,89

0,67

1,32

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 120

Tabela 45: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar da

rede 3 do Parque Vicente Leporace

Rede Segmento Referência Sarjeta Boca de Lobo Galeria

0,41

0,36

0,98

0,02

A-C

0,62

0,47

0,80

0,20

0,29

0,59

0,29

0,28

0,31

0,69

0,75

0,61

0,21

0,79

C-D

0,79

0,57

0,08

0,92

0,38

0,63

0,28

0,32

0,28

0,73

D-E

0,83

0,63

0,18

0,82

0,42

0,71

0,88

0,71

0,06

0,94

E-F

1,17

0,71

0,12

0,88

0,46

0,89

1,06

0,95

0,04

0,96

0,26

0,35

0,27

0,73

F-G

1,25

0,69

0,06

0,94

0,47

1,04

0,24

0,37

0,26

0,74

1,03

1,04

0,04

0,96

1,13

0,88

0,10

0,90

G-H

1,13

0,88

0,04

0,96

0,55

1,13

0,24

0,42

0,24

0,76

1,21

1,01

0,09

0,91

H-I

0,53

0,55

0,10

0,90

0,60

1,21

0,26

0,35

0,27

0,73

1,13

1,18

0,03

0,97

I-J

1,22

1,02

0,09

0,91

0,73

1,15

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 121

Tabela 46: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar da

rede 2 do Parque Vicente Leporace

Rede Segmento Referência Sarjeta Boca de Lobo Galeria

A-B 27

0,60

0,48

0,27

0,73

0,16

0,31

B-C 28

0,59

0,41

0,32

0,68

0,20

0,46

0,51

0,35

0,17

0,83

C-D

0,47

0,32

0,19

0,81

0,22

0,51

D-E 31

0,55

0,43

0,30

0,70

0,23

0,64

E-F 32

0,56

0,45

0,29

0,71

0,26

0,68

0,44

0,15

0,85

F-G

0,40

0,38

0,18

0,82

0,25

0,78

G-H 35

0,55

0,51

0,26

0,74

0,26

0,88

0,44

0,46

0,35

0,65

H-I

0,43

0,45

0,38

0,62

0,27

1,02

5.1.5 Vila Santo Antônio, Vila Nossa Senhora do Carmo e Vila

Nossa Senhora das Graças

A drenagem superficial deste bairro é dividida em oito redes interligadas a uma

rede coletora com lançamento em canal à jusante. A Figura 69 e a Figura 70

apresentam os trechos avaliados.

A Tabela 47 até a Tabela 49 resumem a estimativa de índices para avaliar

galerias pluviais para os segmentos observados. Foram avaliados 67 segmentos

de guias e sarjetas e bocas de lobo e 29 galerias pluviais.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 122

Figura 69: Galeria da Vila Santo Antônio, Vila Nossa Senhora do Carmo e

Vila Nossa Senhora das Graças, redes 1 a 3 e 8

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 123

Figura 70: Galeria da Vila Santo Antônio, Vila Nossa Senhora do Carmo e

Vila Nossa Senhora das Graças, redes 3 a 8

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 124

Tabela 47: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar das

redes 1, 2, 7 e 8 de Vila Santo Antônio, Vila Nossa Senhora do Carmo e

Vila Nossa Senhora das Graças

Rede Segmento Referência Sarjeta Boca de Lobo Galeria

A-B 1

0,68

0,47

0,76

0,24

0,32

0,57

0,66

0,56

0,72

0,28

B-C

0,44

0,95

0,05

0,46

0,74

0,65

0,55

0,77

0,23

0,49

0,46

0,90

0,10

0,32

0,33

1,00

0,00

C-D

0,32

0,33

1,00

0,00

0,88

0,62

0,53

0,37

0,95

0,05

A-B

0,68

0,44

0,76

0,24

0,34

0,60

0,81

0,65

0,69

0,31

0,46

0,45

0,94

0,06

B-C

0,61

0,31

0,82

0,18

0,65

0,78

C-D 6

0,40

0,36

1,00

0,00

0,63

0,86

1,14

0,47

0,00

1,00

7 F-C1

0,36

0,22

0,00

1,00

0,92

1,20

0,70

0,59

0,74

0,26

0,80

0,70

0,69

0,31

8 D-E

0,29

0,34

1,00

0,00

0,51

1,09

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 125

Tabela 48: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar das

redes 3 e 4 da Vila Santo Antônio, Vila Nossa Senhora do Carmo e Vila

Nossa Senhora das Graças

Rede Segmento Referência Sarjeta Boca de Lobo Galeria

A-B 1

0,76

0,51

0,72

0,28

0,30

0,61

0,52

0,80

0,20

0,48

0,46

0,90

0,10

B-C

0,52

0,47

0,87

0,13

0,51

0,80

0,66

0,56

0,77

0,23

0,47

0,46

0,91

0,09

C-D

0,57

0,47

0,83

0,17

0,69

0,95

0,72

0,69

0,73

0,27

0,43

0,96

0,04

D-F

0,37

0,42

1,00

0,00

0,91

1,02

0,38

0,40

1,00

0,00

A-B

0,81

0,66

0,69

0,31

0,33

0,89

0,52

0,67

0,86

0,14

0,50

0,46

0,89

0,11

B-C

4ª

0,25

0,38

1,00

0,00

0,45

1,04

0,48

0,61

0,00

1,00

0,42

0,45

0,00

1,00

0,25

0,38

0,00

1,00

C-D

0,39

0,43

0,00

1,00

0,92

1,38

0,59

0,85

0,00

1,00

0,39

0,54

0,00

1,00

0,31

0,51

0,00

1,00

D-E

0,35

0,64

0,00

1,00

0,92

0,97

0,84

0,74

0,00

1,00

0,29

0,34

0,00

1,00

E-F

0,32

0,55

0,00

1,00

0,92

0,69

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 126

Tabela 49: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar das

redes 5, 6 e 8 da Vila Santo Antônio, Vila Nossa Senhora do Carmo e Vila

Nossa Senhora das Graças

Rede Segmento Referência Sarjeta Boca de Lobo Galeria

0,52

0,86

A-B

0,29

1,00

0,23

0,69

0,52

0,00

B-C

0,26

0,00

0,92

1,28

C-D 9

0,26

0,00

0,92

1,13

0,35

0,00

0,35

0,00

D-K

0,42

0,00

0,92

1,05

0,98

0,00

A1-B1

1,05

0,00

0,92

1,19

0,70

0,00

B1-C1

0,84

0,00

0,92

0,72

0,40

0,99

E-F

0,45

0,93

0,47

1,28

F-G 13

0,72

0,73

0,60

1,62

G-H 14

0,30

1,00

0,92

1,05

0,54

0,85

H-I

0,36

1,00

0,92

1,49

0,44

0,00

J-K

0,35

0,00

0,92

1,30

0,51

0,00

0,41

0,00

K-L

0,40

0,00

0,92

0,97

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 127

5.1.6 Jardim Redentor, Vila Santa Teresinha

A drenagem superficial deste bairro é dividida em cinco redes interligadas a uma

rede coletora com lançamento em córrego à jusante. A Figura 71 e a Figura 72

apresentam os trechos avaliados.

Figura 71: Galerias do Jardim Redentor e Vila Santa Teresinha, redes 1 a

3 e 6

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 128

A Tabela 50 até a Tabela 54 resumem a estimativa de índices para avaliar

galerias pluviais para os segmentos observados. Foram avaliados 107 segmentos

de guias e sarjetas e bocas de lobo e 34 galerias pluviais.

Figura 72: Galerias, Jardim Redentor e Vila Santa Teresinha, redes 3 a 6

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 129

Tabela 50: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar da

rede 1 do Jardim Redentor e Vila Santa Teresinha

Rede Segmento Referência Sarjeta Boca de Lobo Galeria

0,76

0,47

0,73

0,27

0,79

0,64

0,70

0,30

A-B

0,27

0,28

1,00

0,00

0,46

0,79

0,55

0,40

0,85

0,15

0,70

0,65

0,74

0,26

B-C

0,27

0,30

1,00

0,00

0,64

0,91

0,54

0,44

0,33

0,67

0,63

0,61

0,29

0,71

C-D

0,27

0,29

0,69

0,31

0,72

0,89

0,54

0,47

0,00

1,00

0,79

0,66

0,00

1,00

D-E

0,27

0,37

0,00

1,00

0,81

0,79

0,55

0,45

0,00

1,00

1,05

0,60

0,00

1,00

E-F

0,38

0,32

0,00

1,00

0,82

0,78

0,53

0,44

0,00

1,00

1,06

0,81

0,00

1,00

F-G

0,34

0,57

0,00

1,00

0,89

0,73

0,52

0,46

0,00

1,00

1,23

0,76

0,00

1,00

G-H

0,46

0,38

0,00

1,00

0,91

0,72

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 130

Tabela 51: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar da

rede 2 do Jardim Redentor e Vila Santa Teresinha

Rede Segmento Referência Sarjeta Boca de Lobo Galeria

0,55

0,40

0,85

0,15

0,82

0,61

0,69

0,31

A-B

0,31

0,28

1,00

0,00

0,41

0,77

0,52

0,37

0,88

0,12

0,64

0,66

0,77

0,23

B-C

0,29

0,36

1,00

0,00

0,54

0,95

0,49

0,42

0,90

0,10

0,56

0,63

0,83

0,17

C-D

0,29

0,38

1,00

0,00

0,68

0,99

0,50

0,40

0,38

0,62

0,54

0,58

0,31

0,69

D-E

0,29

0,36

0,64

0,73

1,02

0,48

0,45

0,00

1,00

0,66

0,68

0,00

1,00

E-F

0,34

0,42

0,00

1,00

0,77

0,96

0,46

0,48

0,00

1,00

0,82

0,75

0,00

1,00

F-G

0,41

0,45

0,00

1,00

0,89

0,85

0,46

0,48

0,00

1,00

0,99

0,73

0,00

1,00

G-H

0,48

0,45

0,00

1,00

0,89

0,85

0,46

0,49

0,00

1,00

1,11

0,75

0,00

1,00

H-I

0,53

0,45

0,00

1,00

0,91

0,83

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 131

Tabela 52: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar da

rede 6 do Jardim Redentor e Vila Santa Teresinha

Rede Segmento Referência Sarjeta Boca de Lobo Galeria

0,50

0,44

0,89

0,11

0,47

0,43

0,91

0,09

1,33

0,78

0,57

0,43

H-I

0,51

0,39

0,89

0,11

0,40

1,12

0,46

0,52

0,00

1,00

0,45

0,51

0,00

1,00

1,14

0,86

0,00

1,00

I-J

0,55

0,52

0,00

1,00

0,88

0,69

0,81

0,58

0,00

1,00

1,23

0,77

0,00

1,00

0,59

0,30

0,00

1,00

J-K

0,59

0,30

0,00

1,00

0,88

0,69

1,08

0,52

0,00

1,00

0,53

0,32

0,00

1,00

K-L

0,58

0,28

0,00

1,00

0,89

0,81

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 132

Tabela 53: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar da

rede 3 do Jardim Redentor e Vila Santa Teresinha

Rede Segmento Referência Sarjeta Boca de Lobo Galeria

0,40

0,69

0,98

0,02

0,83

0,71

0,68

0,32

A-B

0,44

0,96

0,04

0,45

0,85

0,66

0,76

0,24

0,53

0,56

0,86

0,14

0,18

0,20

0,95

0,05

B-C

0,63

0,26

0,82

0,18

0,64

1,06

0,56

0,67

0,37

0,63

0,43

0,54

0,37

0,63

0,47

0,23

0,10

0,90

C-D

0,62

0,28

0,72

0,70

1,09

0,72

0,62

0,00

1,00

0,59

0,54

0,00

1,00

0,46

0,25

0,00

1,00

D-E

0,57

0,33

0,00

1,00

0,77

0,99

0,77

0,52

0,00

1,00

0,95

0,60

0,00

1,00

E-F

0,58

0,31

0,00

1,00

0,89

0,87

0,75

0,61

0,00

1,00

1,01

0,74

0,00

1,00

F-G

0,58

0,31

0,00

1,00

0,89

0,87

0,80

0,56

0,00

1,00

1,15

0,72

0,00

1,00

G-J

0,58

0,31

0,00

1,00

0,89

0,87

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 133

Tabela 54: Índices de desempenho dos equipamentos para drenar das

redes 4 e 5 do Jardim Redentor e Vila Santa Teresinha

Rede Segmento Referência Sarjeta Boca de Lobo Galeria

0,48

0,21

0,94

0,06

0,86

0,91

0,66

0,34

0,53

0,66

0,85

0,15

A-B

0,40

0,12

1,00

0,00

0,51

0,95

0,57

0,30

0,85

0,15

0,67

0,71

0,75

0,25

B-C

0,40

0,53

0,98

0,02

0,74

0,97

0,60

0,27

0,00

1,00

0,60

0,00

1,00

C-D

0,29

0,34

0,00

1,00

0,89

0,83

0,56

0,32

0,00

1,00

D-K

0,83

0,61

0,00

1,00

0,90

0,81

0,94

0,93

0,64

0,36

A-B

0,59

0,23

0,85

0,15

0,46

0,96

0,43

0,55

0,95

0,05

0,70

0,77

0,73

0,27

B-C

0,62

0,28

0,82

0,18

0,68

1,06

0,25

0,31

0,00

1,00

0,59

0,70

0,00

1,00

C-L

0,58

0,30

0,00

1,00

0,85

0,84

0,64

0,00

1,00

0,60

0,35

0,00

1,00

L-M

0,56

0,32

0,00

1,00

0,86

0,58

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 134

5.2 Desempenho de equipamentos de drenagem, o

antes e o depois do Decreto 7419, 1997, em Franca

A Tabela 31 até a Tabela 54 resumem os valores obtidos em estimativas dos

índices de desempenho de equipamentos de drenagem em Franca. A seguir o

que se discute é a identificação de alterações da qualidade do serviço prestado

por equipamentos de drenagem e galerias pluviais.

A Tabela 55 resume resultados de contagens sobre ocorrências de intervalos de

índices de desempenho expostos na Tabela 31 até a Tabela 54.

Tabela 55: Desempenho de galerias pluviais, o antes e o depois do

Decreto 7419, 1997, em Franca

Elemento

Variável de

caracterização

Intervalos de

índices de

desempenho

Número de

ocorrências

antes de 1997

Número de

ocorrências

depois de

1997

yo/yomáx<0,5 93 109

0,5<yo/yomáx<1,0 108 97

Aproveitamento

da capacidade

yo/yomáx>1,0 30 0

Superar a

capacidade da

sarjeta

yo/yomáx<1,0 201 206

Vo/Vomáx>1,0 7 0

Sarjeta

Velocidade

máxima

Vo/Vomáx<1,0 224 206

Qb/Qo<0,5 149 0

Aproveitamento

da capacidade

0,5<Qb/Qo<1,0 82 206

q/Qo>0,1

199 70

Boca de

lobo

Contribuição

para

incremento de

vazão à jusante

q/Qo<0,1

32 136

yc/D<0,5 30 12

Aproveitamento

da capacidade

0,5<yc/D<0,9 57 70

Vc/Vcmáx>1,0 28 18

Galeria

pluvial

Velocidade

máxima

Vc/Vcmáx<1,0 59 64

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 135

A Tabela 56 identifica conseqüências associáveis aos intervalos de índices de

desempenho identificadas a partir do exposto na Tabela 29. Para melhor

visualizar a comparação entre os dois grupos de obras observadas, as de projeto

e construção antes da adoção do Decreto 7419, 1997 e as de depois de 1997,

anexou-se duas colunas com as porcentagens de ocorrência para o número de

observações em cada caso.

Tabela 56 – Identificação de conseqüências a partir de ocorrências de

intervalos de índices

Elemento

Variável de

caracterização

Índices de

desempenho

antes

1997

depois

1997

Conseqüências sugeridas

yo/yomáx<0,5 40,3 52,9

Menor profundidade de

lamina de água

0,5<yo/yomáx<1,0 46,7 47,1 Não conclusivo

Aproveitamento

da capacidade

yo/yomáx>1,0 13,0 0,0

Menor necessidade de

manutenção

yo/yomáx>1,0 13,0 0,0

Não mais ocorrem

respingos e extravasamento

Superar a

capacidade da

sarjeta

yo/yomáx<1,0 87,0 100,0

Melhor controle de regime

de fluxo

Vo/Vomáx>1,0 3,0 0,0 Prevê-se maior vida útil

Sarjeta

Velocidade

máxima

Vo/Vomáx<1,0 97,0 100,0 Menor manutenção

Qb/Qo<0,5 64,5 0,0

Mais bocas de lobo em

funcionamento

Aproveitamento

da capacidade

0,5<Qb/Qo<1,0 35,5 100,0 Melhor aproveitadas

q/Qo>0,1 86,1 34,0

Menor solicitação de sarjeta

a jusante

Boca de

lobo

Contribuição

para

incremento de

vazão à jusante

q/Qo<0,1 13,9 66,0

Mais compatíveis com

sarjetas

yc/D<0,5 34,5 14,6 Tubos mais aproveitados

Aproveitamento

da capacidade

0,5<yc/D<0,9 65,5 85,4

Acréscimo de

aproveitamento

Vc/Vcmáx>1,0 32,2 22,0

Menor necessidade de

manutenção

Galeria

pluvial

Velocidade

máxima

Vc/Vcmáx<1,0 67,8 78,0 Prevê-se maior vida útil

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 136

6 Conclusões e sugestões

Resumem-se neste capítulo conclusões e sugestões.

6.1 Conclusões

Mostrou-se que a simulação de movimento de água em sarjetas, bocas de lobo e

galerias pluviais pode contribuir para comparar as conseqüências de alteração de

especificações, processos de projeto, escolha de equipamentos e controle de

obras de drenagem urbana.

Para isto o que se fez foi mostrar que regiões da cidade de Franca cujos

equipamentos de drenagem tiveram projetos e obras governados por critérios e

normas posteriores a 1997, ano em que se fixaram pelo Decreto Municipal 7419

condições claras para o controle destas atividades, têm desempenho melhor do

que aquelas onde as drenagens não tiveram o mesmo controle.

Ou seja, após a alteração do procedimento de escolha de equipamentos para

drenar implantado pela Prefeitura Municipal de Franca em 1997 houve melhoria

na qualidade da captação e condução de água de chuva neste Município.

A abordagem adotada foi comparar o desempenho de equipamentos de

drenagem de projetos e obras de antes de 1997 e depois da alteração dos

critérios pela adoção do que fixou o Decreto 7419 em 1997.

O método adotado foi um processo de simulação decorrente de uma escolha de

variáveis e índices de desempenho de equipamentos de drenagem, hipóteses e

critérios para estimar características de movimento de água.

Os índices de desempenho estimados puderam ser usados de maneira eficiente

para identificar informações que orientem decisões sobre ações preventivas e

corretivas de controle sobre a operação de equipamentos de drenagem urbana.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 137

Esta é uma contribuição à orientação sobre diretrizes para melhoria da qualidade

de vida nas cidades, controle de fluxo de águas de chuva, redução de acidentes

e erosão.

O processamento de dados para obter índices de desempenho usou base teórica

para simular movimento de água clássica da hidrologia aplicada a projetos de

drenagem, estimativa de vazões e hidráulica de equipamentos de drenagem.

Mostrar que o conhecimento de índices de desempenho de fluxo de água pode

contribuir para identificar conseqüências de funcionamento de equipamentos

para drenar vias foi possível porque projetos e obras decorrentes da adoção do

Decreto 7419 indicam evidências de que a cidade de Franca beneficiou-se com

melhorias que podem ser resumidas:

a) Para as sarjetas, redução da lâmina de água, de necessidade de

manutenção, de ocorrência de respingos e extravasamentos. E, um

melhor controle de regime de fluxo de água que pode gerar maior vida

útil e menor número de operações de manutenção,

b) Para as bocas de lobo, melhor aproveitamento, redução de ocorrência de

passagem de água sem coleta que iria solicitar sarjeta a jusante, e a

melhor compatibilidade com as sarjetas adotadas;

c) Para as galerias pluviais, seções mais cheias, menor necessidade de

manutenção e maior previsão de vida útil.

6.2 Sugestões

Uma sugestão para novas investigações deve levar em conta o fato que o

arcabouço de informações fornecidas por habitantes pode contribuir para

orientar decisões em áreas a serem urbanizadas, evitar equívocos do passado, e

também prever acidentes atribuídos à operação de equipamentos de drenagem.

Se qualidade de equipamentos para drenar pode ser uma expressão da

satisfação de necessidades de habitantes de cidades, a caracterização de obras

de drenagem urbana deve incluir expressões da satisfação de habitantes de

cidades sobre condução de água de chuva e componentes da drenagem, um

índice de qualidade de vida.

Resta desenvolver métodos e processos para obter relações entre índices de

desempenho de equipamentos de drenagem e as distribuições de opiniões de

habitantes, ou seus representantes.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 138

Deve-se observar que há interdependência de comportamento e desempenho de

equipamentos para drenar. Identificar, qualificar e quantificar tal

interdependência pode ser um outro tipo de aplicação do processo de simulação

desenvolvido.

Resta pouco o que fazer: a simulação que se desenvolveu já contém muito dos

índices e variáveis necessárias à verificação das relações e controles para

melhor conhecer as conseqüências do movimento de água de chuva em sarjetas,

bocas de lobo e galerias. Daí há que se desenvolverem processos, e

principalmente prática, de manuseio dos índices de desempenho de

equipamentos de drenagem já disponíveis.

Desempenho de equipamentos de drenagem urbana da cidade de Franca – página 139

7 Referências bibliográficas

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