Um sistema de drenagem sustentável é projetado para reduzir o impacto potencial de empreendimentos novos e existentes no que diz respeito a descargas de drenagem de águas superficiais. O termo sistema de drenagem urbana sustentável não é o nome aceito, a referência ‘Urbana’ foi removida para acomodar as práticas rurais sustentáveis ​​de gestão da água.

Os sistemas alternativos de drenagem incluem as técnicas usadas para minimizar os impactos da urbanização no ciclo natural da água. No ambiente natural, parte da água penetra no solo ou passa pela evapotranspiração das plantas e o excedente escoa para os rios e lagos. No entanto, o crescimento urbano provoca áreas impermeáveis, de modo que o fluxo se torna mais volumoso e mais rápido. Sistemas convencionais de drenagem buscam a rápida remoção de água do ambiente urbano. No entanto, muitas vezes eles são incapazes de suportar o volume drenado, o que causa inundações.

Sistemas alternativos de drenagem buscam reproduzir, tanto quanto possível, as condições naturais do ciclo hidrológico, através da retenção e infiltração da água no solo. Estas técnicas podem ser aplicadas localmente, através de estruturas de armazenamento, reutilização da água da chuva e criação de áreas permeáveis ​​em lotes. No ambiente urbano, estruturas maiores que armazenam temporariamente o volume ou promovem a infiltração no solo também são importantes na redução do escoamento total, da velocidade do fluxo e do transporte de sedimentos. Estas estruturas são geralmente facilmente integradas na paisagem urbana.

Contextualização
No ambiente natural, o ciclo da água promove a circulação da água entre a atmosfera, a superfície e o subsolo. A incidência da energia solar provoca a evaporação da água que forma as nuvens que trazem a chuva. A água também retorna a atmosfera através da transpiração das plantas. Na superfície, a água da chuva pode fluir pela superfície e, de acordo com a topografia, ir para os vales onde estão os rios. Parte da água também pode infiltrar-se nas camadas mais profundas do solo, que subseqüentemente retornam à superfície em uma fonte ou atinge os aquíferos. A água armazenada nos aqüíferos geralmente atua como reservatórios para a manutenção dos níveis dos rios durante os períodos de seca. Este ciclo ocorre continuamente.

Vários fatores podem alterar o ciclo hidrológico natural, incluindo atividades humanas. Entre estes, a urbanização causa os maiores impactos. Nos últimos séculos, a população humana tornou-se cada vez mais povoada de centros urbanos. Este processo torna-se ainda mais intenso devido ao crescimento populacional. No entanto, especialmente nos países em desenvolvimento, o crescimento urbano nas metrópoles e grandes cidades ocorre de forma desordenada, levando a ocupações irregulares.

A construção de edifícios e estradas pavimentadas, entre outras estruturas características nas cidades, causam a impermeabilização do solo. Desta forma, a água da chuva que anteriormente se infiltra no solo torna-se o escoamento superficial, cujo volume se torna maior em relação ao ambiente natural. O maior volume de água drenada atinge rapidamente as áreas mais baixas, causando inundações. Além das perdas econômicas, as inundações trazem riscos à saúde e prejudicam a qualidade de vida da população.

A qualidade da água que flui através de um evento de precipitação acarreta uma grande quantidade de sedimentos e resíduos depositados em estradas e edifícios públicos. Essa taxa é maior no início da precipitação. Embora esteja acordado que as redes de drenagem de águas pluviais e de esgoto devem ser separadas, conexões clandestinas podem introduzir resíduos no escoamento, favorecendo a proliferação de doenças transmitidas pela água.

fundo
O aumento da urbanização causou problemas com o aumento das inundações repentinas após chuvas repentinas. Como as áreas de vegetação são substituídas por estruturas de concreto, asfalto ou telhado, levando a superfícies impermeáveis, a área perde sua capacidade de absorver a água da chuva. Esta chuva é direcionada para os sistemas de drenagem de águas superficiais, muitas vezes sobrecarregando-os e causando inundações.

A idéia por trás do SuDS é tentar replicar os padrões de drenagem dos sistemas naturais usando soluções econômicas com baixo impacto ambiental para drenar o escoamento de água suja e superficial através da coleta, armazenamento e limpeza antes de permitir que ela seja liberada lentamente de volta para o meio ambiente, como em cursos de água. Isso é para combater os efeitos dos sistemas de drenagem convencionais que freqüentemente permitem inundações, poluição do meio ambiente – com o consequente dano à vida selvagem – e contaminação das fontes de água subterrânea usadas para fornecer água potável. O paradigma das soluções SuDS deve ser o de um sistema que é fácil de gerenciar, exigindo pouca ou nenhuma entrada de energia (exceto de fontes ambientais, como luz solar, etc.), resiliente ao uso e ambiental e esteticamente atraente. Exemplos deste tipo de sistema são bacias (depressões de paisagem rasa que estão secas a maior parte do tempo quando não chove), jardins de chuva (depressões de paisagem rasa com arbustos ou plantações herbáceas), valas (valas rasas normalmente secas e largas) drenos de filtro (drenagem de valas cheias de cascalho), bacias de biorretenção (depressões rasas com cascalho e / ou camadas de filtração de areia abaixo do meio de crescimento), canaviais e outros habitats de terras húmidas que recolhem, armazenam e filtram água suja e fornecem um habitat para animais selvagens.

Originalmente, o termo SUDS descreveu a abordagem do Reino Unido para sistemas de drenagem urbana sustentável. Esses desenvolvimentos podem não estar necessariamente em áreas “urbanas” e, portanto, a parte “urbana” do SuDS é geralmente descartada para reduzir a confusão. Outros países adotam abordagens semelhantes usando uma terminologia diferente, como as melhores práticas de gestão (BMP) e o desenvolvimento de baixo impacto nos Estados Unidos, e o design urbano sensível à água na Austrália.

SuDS usa as seguintes técnicas:

fonte de controle
pavimentação permeável, como concreto permeável
detenção de águas pluviais
infiltração de águas pluviais
evapotranspiração (por exemplo, de um telhado verde)

Um equívoco comum do SuDS é que eles reduzem as inundações no site de desenvolvimento. Na verdade, o SuDS foi projetado para reduzir o impacto que o sistema de drenagem de águas superficiais de um local tem em outros locais. Por exemplo, a inundação de esgoto é um problema em muitos lugares. A pavimentação ou a construção sobre a terra pode resultar em inundações repentinas. Isso acontece quando os fluxos que entram em um esgoto excedem sua capacidade e transbordam. O sistema SuDS visa minimizar ou eliminar as descargas do local, reduzindo assim o impacto, a ideia é que, se todos os locais de desenvolvimento incorporassem o SuDS, a inundação dos esgotos urbanos seria um problema menor. Ao contrário dos sistemas tradicionais de drenagem de águas pluviais urbanas, o SuDS também pode ajudar a proteger e melhorar a qualidade da água subterrânea.

Sistemas de drenagem convencionais
Os sistemas convencionais de drenagem são formados por uma rede de condutos que facilitam o fluxo máximo de água para fora da cidade. No entanto, a velocidade do fluxo é significativamente alta. Com a impermeabilização das áreas urbanas, grandes volumes de água são destinados a partir dos edifícios e vias diretamente para a rede de drenagem, que deve ser capaz de resistir a grandes vazões ocasionalmente. Quando não estão, a água transborda e causa inundações.

Durante muito tempo, os sistemas de drenagem de águas pluviais foram usados ​​como secundários e não estritamente necessários para o desenvolvimento urbano. No entanto, estruturas urbanas criadas pelos romanos há mais de dois mil anos têm redes de drenagem. No século XIX, redes de encanamento começaram a ser instaladas na Itália a fim de remover a água da chuva e o esgoto doméstico, eliminando o uso de fossas e áreas de acumulação de água, cuja ocorrência estava diretamente relacionada à proliferação de doenças e mortalidade. de pessoas e animais. Trabalhos semelhantes se espalham por toda a Europa como medida preventiva. Assim, supunha-se que a remoção de águas pluviais e de esgoto da cidade seria a melhor maneira de resolver problemas de drenagem.

No entanto, os impactos causados ​​pela rápida remoção de água da zona urbana não foram considerados até a década de 1960. Nos países desenvolvidos, os danos que essa forma de drenagem trouxe ao meio ambiente foram percebidos, devido ao grande volume que foi introduzido na água a jusante, como a erosão e a poluição dos recursos hídricos.

Características
O ciclo hidrológico natural consiste no equilíbrio entre infiltração, evapotranspiração e escoamento, diretamente influenciado pela topografia, cobertura vegetal e temperatura, entre outros. A formação de cidades interfere fortemente nessas variáveis. Sistemas alternativos de drenagem buscam minimizar os impactos causados ​​pela urbanização, promovendo a infiltração de água no solo e sua retenção. Sistemas alternativos de drenagem têm princípios que se opõem aos sistemas convencionais de drenagem, buscando a retenção de água em vez de expulsá-la do ambiente urbano o mais rápido possível. Desta forma, o volume total de escoamento diminui, assim como a velocidade da água e o pico de fluxo, tornando as áreas a jusante menos propensas a inundações e erosão. A implantação desses sistemas também evita a sobrecarga da rede de drenagem convencional. Outros benefícios incluem a melhoria da qualidade da água, que se torna menos poluída quando passa pela filtragem natural para se infiltrar no solo. Sua implantação também traz benefícios para a paisagem urbana, uma vez que a reprodução das condições naturais tem um efeito paisagístico positivo.

Nas últimas décadas, estudos sobre a aplicação de sistemas alternativos de drenagem tornaram-se importantes, especialmente em países desenvolvidos como Estados Unidos e Canadá (LID), Reino Unido (Sustainable Urban Drainage Systems, SUDS), Austrália (Water Sensitive). Urban Design, WSUD) e Nova Zelândia (Design Urbano de Baixo Impacto e Desenvolvimento, LIUDD), todos com os mesmos princípios básicos. Nos países em desenvolvimento, no entanto, o controle quantitativo do escoamento superficial urbano é mal distribuído e o controle de qualidade das águas superficiais é praticamente inexistente.

Técnicas
Existem vários procedimentos que favorecem a manutenção das condições naturais de escoamento, que incluem retenção ou infiltração de água no solo. Estratégias para a implementação de sistemas alternativos de drenagem devem ser implementadas em conjunto, a fim de promover maior eficiência. Sua aplicação é feita de acordo com as condições locais, como a permeabilidade do solo, as características desses solos e os riscos de contaminação por produtos químicos. Há ainda alguma relutância por parte das autoridades públicas em relação à implementação desses dispositivos, principalmente porque seu comportamento de longo prazo não é conhecido. Sua aplicação deve estar de acordo com as condições locais, inclusive aliada às redes convencionais de drenagem.

Princípios
Eles são baseados em um princípio triplo:

armazenar temporariamente a água da chuva a montante e amortecer os fluxos a jusante.
Infiltre a água não poluída no solo, sempre que possível, para reduzir os volumes a jusante
Separar e tratar a água poluída, a água da chuva e a água de escoamento separadamente e assegurar que aquelas que correm em substratos poluídos (estradas, pátios de fábricas, solos poluídos, etc.) sejam tratadas de acordo com as suas características (carga em micróbios, detergentes, metais pesados, pesticidas, poluentes rodoviários, etc.)

Qual envolve:

gerir e, se possível, purificar a água o mais próximo possível do seu ponto de queda, com soluções passivas (não dependentes de bombas, válvulas, válvulas e tubagens que possam ficar entupidas, etc.), do telhado, por exemplo com vegetação terraços, ou perto da casa, com sistemas de vales e restauração de áreas úmidas funcionais (como lagoas naturais que também purificam a água, o que não é o caso de esgotos que coletam água da chuva)
evitar ou limitar o escoamento, que é um poderoso fator na poluição da água e rápida transferência de poluentes a jusante e no mar (a turbidez da água se tornou um dos parâmetros mais críticos para cursos de água. água do norte da França e muitas áreas urbanas ou agrícolas aradas) .

Controle local
O controle local do escoamento refere-se a técnicas alternativas de drenagem aplicadas a ou perto de lotes urbanos. Essas técnicas incluem o armazenamento de água no telhado. Nos edifícios, áreas relativamente planas podem ser usadas para armazenar temporariamente a água da chuva. Entretanto, para sua aplicação, devem ser considerados os cuidados adequados com isolamento e capacidade estrutural para suportar o peso.

Os telhados verdes, uma cobertura de solo que permite o crescimento de plantas no telhado, têm uma capacidade de armazenamento relevante, além de favorecer a evapotranspiração e melhorar a qualidade da água que é filtrada pela camada do solo. Dessa forma, eles reduzem o fluxo máximo e o volume total é drenado.

A reutilização da água da chuva também pode ter um impacto positivo na redução do escoamento, uma vez que diminui a quantidade de água que sai do lote. A água armazenada, embora não potável, pode ser usada em uma variedade de tarefas domésticas, ao mesmo tempo em que economiza água tratada.

Dispositivos de infiltração
Estes sistemas favorecem a entrada de água no solo através da infiltração. As trincheiras de infiltração são trincheiras lineares preenchidas com pedras, que permitem a penetração de água e também favorecem seu armazenamento. Eles geralmente são integrados ao ambiente em que são implantados. Além de promover a melhoria da qualidade do solo através da filtração, as trincheiras de infiltração também promovem a recarga do aqüífero. Os drenos franceses são semelhantes às trincheiras, mas por dentro passa por um cano perfurado, que permite que a água escape dele e se infiltre no solo. Valas subterrâneas inundadas podem ser usadas para coletar a água da chuva e armazená-la temporariamente até que a infiltração completa ocorra. São utilizados principalmente em rodovias, mas podem ser usados ​​em jardins e até mesmo incorporados em áreas de lazer. Os poços de infiltração são mais profundos e menos extensos que as trincheiras de infiltração, mas também são preenchidos com pedras. Uma grande quantidade de sedimentos nesses dispositivos pode comprometer sua eficiência, já que as partículas bloqueiam a passagem da água.

Pavimentos permeáveis ​​permitem a passagem da água por si própria, que pode ser armazenada sob o pavimento ou infiltrar-se nas camadas subterrâneas. Entre os tipos de pavimento estão asfalto permeável e concreto permeável, ambos utilizados em áreas de tráfego leve, como estacionamentos. Os pavimentos semipermeáveis ​​são formados por blocos de concreto ocos, cuja cavidade é preenchida com material granular, o que também facilita a passagem de água para o solo. Os canteiros de bio-retenção, ou “jardim de chuva”, são projetados para coletar a água da chuva da área circundante e permitir que ela se infiltre ou reduza a velocidade de fluxo, o que reduz a quantidade de sedimentos transportados pela água, além de ter uma função de paisagem. Em geral, áreas verdes com a presença de grama e árvores em áreas urbanas são capazes de reduzir significativamente a velocidade de fluxo e reduzir seu volume através de infiltração. Eles também podem reter uma grande quantidade de sedimentos, portanto, a manutenção periódica é necessária.

Dispositivos de retenção
Os dispositivos de retenção têm como principal objetivo armazenar a água proveniente do fluxo e posteriormente liberá-la com menos fluxo e velocidade. As bacias de retenção têm a vantagem de serem facilmente integradas ao ambiente urbano, sendo possível utilizá-las como área de lazer, uma vez que seu preenchimento ocorre apenas com o evento de precipitação e, após a cessação, se esgota. No entanto, eles não são eficientes para a remoção de poluentes. As bacias de infiltração são semelhantes, mas, além de armazenarem a água, permitem sua infiltração no solo, reduzindo o volume drenado. Geralmente as áreas gramadas são mantidas secas. Esses dispositivos, no entanto, têm a desvantagem de acumular muito sedimento e lixo que é carregado e depositado nesses locais, exigindo limpeza periódica.

Terras húmidas artificiais são áreas especialmente preenchidas com terra, pedra e cascalho, mantidas saturadas com água, onde as plantas aquáticas são introduzidas. Eles são baratos de construir e trazem muitos benefícios. Além de reduzir consideravelmente a velocidade do fluxo, a qualidade da água é melhorada pela remoção de contaminantes solúveis ou particulados (incluindo metais) por ação biológica e sedimentação. Eles também fornecem abrigo para espécies silvestres e podem servir como áreas educacionais e recreativas. No entanto, seu manuseio deve ser feito com cuidado, porque os seres vivos que normalmente habitam são sensíveis.

Vantagens
Luta contra inundações e secas
Reabastecimento de águas subterrâneas
Custo reduzido em comparação com soluções convencionais (tubos, bombas)
Descargas menos poluentes no meio ambiente natural
Confiabilidade (desenvolvendo os sistemas passivos mais auto-sustentáveis ​​e soluções eco-técnicas possíveis, através de processos ecossistêmicos naturais.

Exemplos de “alternativa” técnica
Eles combinam várias soluções, como

estradas – reservatório
cujo material altamente poroso é projetado para armazenar temporariamente a água da chuva, com liberação lenta para entupir as inundações. A água é purificada – até certo ponto – pela percolação através das bactérias no substrato.
Estruturas enterradas equivalentes podem receber a água dos pavimentos, injetadas por drenos apropriadamente dispostos se o revestimento for estanque.
Após o armazenamento, se houver risco de poluição, a água pode ser evacuada para uma saída destinada à sua purificação (estação de purificação ou lagoa natural, dependendo do tipo de risco …)

Poço de absorção
eles são poços de injeção no aqüífero. Eles, portanto, exigem que a água seja muito limpa, razão pela qual os poços de infiltração são preferidos a eles, a água sendo purificada por percolação no solo e / ou um substrato purificador preparado antes de atingir o aqüífero.

Valas e / ou Vales
permitem o armazenamento ao ar livre antes da infiltração e / ou evapotranspiração pelas plantas que purificam a água dos nitratos, fosfatos e alguns dos seus poluentes;

Trincheiras de drenagem
estruturas lineares, superficiais, com um volume de tampão que permite o armazenamento temporário de água que pode então ser tratada, mergulhada ou infiltrada no solo.

Bacias de infiltração com vegetação
(Pode até ser um jardim de inundação, projetado para que não haja ilha onde as crianças possam se surpreender com o aumento da água): elas são um tamanho mais importante que as soluções anteriores e posicionadas para coletar influxos maciços de água de escoamento antes de purificar eles e lentamente infiltrar-se no solo após o armazenamento temporário.

Lajes favo de mel
Em HDPE, por exemplo, resistente a UV e, para alguns modelos, 100% reciclado e reciclável. Devidamente estabelecidas, elas permitem 90% de regurgitação ou revegetação pela flora silvestre (desde que você não cresça lenhoso). Alguns modelos facilitam o fluxo de minhocas de uma célula para outra. A água da chuva é parcialmente purificada e infiltrada no solo. suportando até 200 toneladas por m², evitam o cio e possivelmente a erosão da encosta. Se o número de veículos não for muito importante, eles permitem a construção de estacionamentos ecológicos, ou estradas com vegetação permanente (em alguns eco-distritos, por exemplo). Cavalos podem ficar constrangidos pela sensação incomum que experimentam neste solo.

Condições para o Sucesso
É uma boa transversalidade dos serviços de estradas, saneamento, espaços verdes, que devem trabalhar a montante e podem associar utilmente os serviços de um paisagista e um ecologista para desenvolver uma gestão ecológica diferenciada e favorável a um melhor manejo e purificação da água. A ADOPTA demonstrou que estas soluções proporcionam economias muito significativas se as seguintes condições forem atendidas:

as soluções são baseadas em um diagnóstico relevante;
eles levam em conta o crescente risco climático, bem como as limitações e oportunidades dos locais em questão;
são integrados de forma coerente e a montante dos projetos;
eles estão integrados na escala da bacia hidrográfica.