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PARTE_01_SEMASA

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by

Newton Becker

on 4 December 2013

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Transcript of PARTE_01_SEMASA

TRANSIÇÃO PARA
DOUTOURADO DIRETO
possibilidade de experimentação
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
FACULDADE DE ARQUITETURA E URBANISMO
Pós-graduação
Paisagem e Ambiente
Prof. Paulo Renato Mesquita Pellegrino
ORIENTADOR.FAUSP
Prof. José Rodolfo Scarati Martins
COORIENTADOR.Politécnica.PHD.USP
FAU.USP
Politecnica.PHD.USP
Fundação de Desenvolvimento da Pesquisa.FUNDEP
Fundaçao Centro Tecnológico de Hidráulica.FCTH
Estratégias paisagísticas de manejo
das águas de chuva por tipologias de drenagem urbana com base na biorretenção para conformação de uma Infraestrutura Verde urbana.
OBJETO DE ESTUDO
"Desenvolver novas linguagens e novas
ferramentas para que possamos viver sem exaurir a natureza. Essas soluções estão na escala da paisagem e implicam
trabalhar em uma escala maior,entender como ela funciona e projetarem harmonia com a estrutura dosistema natural que nos sustenta."
(DRAMSTAD et al., 1996: p.13)
PRINCÍPIO
Início em 2009
"Águas do Mucuripe: dos riachos ao mar"
OBJETIVO: descrever a metodologia para implementar a Infraestrutura Verde (IEV) de Fortaleza, CE, considerando uma de suas microbacias como estudo de caso
MESTRADO
CAMPOS TEMÁTICOS
INFRAESTRUTURA VERDE (IEV)
Rede interconectada de áreas naturais e que trabalham como um todo para prover valores e funções ecológicas.
Elementos adicionais (trilhas, locais recreacionais e culturais) podemos ser incorporados à rede da IEV e contribuir para a saúde e qualidade de vida das comunidades
DRENAGEM URBANA
A
água
, para a IEV, é o principal elemento de conectividade, facilitador da biodiversidade e provedor do suporte aos diversos processos e serviços ecológicos. Entre esses processos, a hidrologia se assume o papel de indicador das condições urbanas e fator de influência sobre
aspectos culturais e biofísicos.
serviços ecológicos
resiliência
multifuncionalidade
redundância e
modulação
redes e conectividade
adaptabilidade
biodiversidade
IMPACTOS DA
URBANIZAÇÃO
alterações / problemas hidrológicos
poluição
comprometimento da paisagem
fragmentação do habitat
POLUIÇÃO DIFUSA
gerada pelo escoamento superficial, principalmente em zonas urbanas com grandes extensões impermeáveis, e que provém de atividades que depositam poluentes, de forma esparsa, sobre a área de contribuição da bacia hidrográfica.
escoamento pluvial
poeira atmosférica
emissões veiculares
erosões
vazamentos de óleos
e graxas
resíduos industriais
SOLUÇÕES CONVENCIONAIS
DE DRENAGEM E CONTROLE PLUVIAL
concentram-se apenas na redução das vazões de pico para prevenção de enchentes
reduzem o volume escoado (retenção e infiltração), promovem o incremento de áreas naturalizadas e removem nutrientes, metais e patogênicos
MELHORES PRÁTICAS DE MANEJO (MPM) DAS ÁGUAS DE CHUVA
QUANTIDADE
QUANTIDADE + QUALIDADE
escoamentos mais rápidos e mais volumosos
amortecimento, rentenção e
infiltração dos escoamentos
segregação da paisagem, processos naturais e habitat
aproximação do ambiente urbanos
da paisagem e dos processos naturais
adequação e redimensionamento mais complexos e onerosos
adequações mais simples
e de fácil acesso, e, portanto,
mais baratos
uso de materiais industrializados
emprego de materiais
naturais

respeitabilidade técnica com memórias de cálculos, obras e resultados que puderam ser previstos e calculados de forma precisa
ainda em experimentação
e há pouca informação
sobre o ciclo de vida a longo
prazo
"LEARN BY EXPERIENCE"
"SAFE-TO-FAIL" (BACK UP)
SOLUÇÕES CONVENCIONAIS
DE DRENAGEM E CONTROLE PLUVIAL
MELHORES PRÁTICAS DE MANEJO (MPM) DAS ÁGUAS DE CHUVA
+
COMPLEMENTAÇÃO
REDUNDÂNCIA
DIVERSIDADE
MULTIFUNCIONALIDADE
As águas de chuva são manejadas com uma variedade de técnicas e liberadas em fundos de vale numa velocidade mais lenta e em volume reduzido.
É uma tentativa de mimetizar-se ao escoamento natural que acontecia antes da urbanização, protegendo as propriedades físicas dos fundos de vale, a infraestrutura e os recursos naturais durantes os picos de vazão
Localizam-se em baixios ou depressões, para onde converge o escoamento gerado na bacia. Reproduzem o ecossistema natural onde a atividade biológica atua promovendo a filtragem da água.
O deflúvio gera o empossamento da superfície e a infiltração da água no solo. Os poluentes são removidos da água mediante adsorção, filtração e decomposição da matéria orgânica.
QUALIDADE
QUANTIDADE
TIPOLOGIAS
JARDIM DE CHUVA
Configuram uma rede de espaços abertos que desempenham funções infraestruturais relacionadas não apenas às águas urbanas, mas ao conforto ambiental, ao ecossistema, às alternativas de circulação, à acessibilidade e à imagem local (CORMIER & PELLEGRINO, 2008: p. 127)
condução retenção infiltração evaporação
BIOVALETA
condução retenção infiltração evaporação
CANTEIRO PLUVIAL
condução retenção infiltração evaporação
LAGOA PLUVIAL
condução retenção infiltração evaporação
o arquiteto paisagista tem nos sistemas naturalizados de manejo das águas de chuva uma ferramenta essencial para o tratamento dos espaços abertos, aliando valores estéticos, paisagísticos e ecológicos ao ambiente urbano
RELEVÂNCIA
aumento da impermeabilização
crescimento das cidades
mudanças climáticas e eventos extremos de chuva
A cidade continua expandindo-se, aumentando suas áreas impermeáveis, erguendo-se sobre várzeas, seja por ocupações irregulares e precárias, seja porgrandes empreendimentos. Essa situação deve se agravar com o crescimento urbano da Grande São Paulo sobre áreas vegetadas, cabeceiras e várzeas de rios e córregos, evidenciando que aquestão das enchentes extravasa os limites intramunicipais e torna-se uma preocupação metropolitana
(KAHTOUNI, 2004).
SÃO PAULO
Analisar, em caráter experimental, elementos de biorretenção visando obter respostas efetivas e quantificadas para as hipóteses com que trabalha a Arquitetura da Paisagem ao propor soluções naturalizadas de manejo dos escoamentos pluviais em complementação das técnicas de engenharia convencionais
OBJETIVO GERAL
OBJETIVOS
• Avaliar
variáveis construtivas
e composições de preenchimento dos canteiros;
•Testar a eficiência de
espécies vegetais
nativas e/ou exóticas adaptadas quanto à biorretenção;
•Realizar
análises da água
na entrada (inlet) e na saída (outlet) do sistema de drenagem para verificar as melhorias nos seus indicadores físico-químicos e biológicos;
•Quantificar a
eficiência
de cada elemento isoladamente e em conjunto na retenção de água e diminuição da velocidade e do volume de escoamento;
•Elaborar
planilha orçamentária
dos custos de construção dos jardins de chuva;

Espacializar
elementos de biorretenção, em caráter de projeto, numa situação urbana elegida entre as bacias de vizinhança da RMSP;
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Quais os precedentes atestam as virtudes dos sistemas naturalizados de drenagem? Qual administrador público ou investidor privado dará o primeiro passo na transição do que ele reconhece como certo – as infraestruturas convencionais de manejo das águas de chuva – pelo duvidoso – as biovaletas, os jardins de chuva, as lagoas pluviais
QUESTÕES
Estratégias paisagísticas de retenção localizada das águas de chuva podem ser soluções eficazes para o controle do volume de escoamento superficial e da qualidade das águas em áreas urbanas;
a filtragem do volume escoado melhora a qualidade das águas pluviais através da remoção de poluentes difusos como sedimentos em suspensão, matéria orgânica em excesso e metais pesados. Dessa forma, o uso extensivo de tecnologias de drenagem naturalizada pode contribuir no processo de despoluição e recuperação de córregos e rios urbanos, ao contrário do que ocorre com os modelos construídos atuais;
a utilização extensiva de tipologias paisagísticas de percolação e retenção, como biovaletas e jardins de chuva, contribui para a diminuir o risco de enchentes e enxurradas em áreas urbanas;
CAPACIDADE DE RETENÇÃO
POTENCIAL DE FILTRAGEM
a aplicação de estratégias de manejo das águas de chuva em novas urbanizações ou no retrofit de áreas urbanizadas garantem melhoria de desempenho às infraestruturas convencionais de drenagem por diminuírem a frequência e os picos de fluxo no escoamento e por evitarem a sobrecarga dessas instalações;
COMPLEMENTAÇÃO DAS INFRAESTRUTURAS
CONVENCIONAIS DE DRENAGEM
as tipologias de percolação e detenção localizadas são espaços estratégicos para tratamento paisagístico de áreas públicas da cidade, contribuido para a valorização e melhor uso cotidiano das áreas de entorno, ao contrário do que se verifica com as áreas no entorno dos piscinões e córregos canalizados;
CONTRIBUIÇÃO PARA PAISAGEM
E IMAGEM LOCAL
as condições locais de solo, subsolo, regime de chuvas, vegetação, área disponível, materiais existentes e recursos financeiros são variáveis técnicas de possível solução projetual.
ADAPTABILIDADE
Centralizam-se na avaliação e monitoramento de um modelo, construído em tamanho real, de um sistema de percolação e retenção localizada das águas de chuva.
PROCEDIMENTOS
MATERIAIS E MÉTODOS
TRANSIÇÃO, EXPERIMENTAÇÃO E
APARATO TÉCNICO
delineação das principais questões pertinentes ao objeto de estudo, considerando a estrutura, a delimitação e as limitações da pesquisa pretendida, bem como suas principais variáveis;
DEFINIÇÃO DO PROBLEMA
aprofundamento acerca do debate teórico e técnico sobre os campos temáticos da pesquisa –
Infraestrutura Verde e drenagem urbana
- e de exemplos significativos de trabalhos análogos ao aqui proposto e suas metodologias;
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
definições preliminares do projeto de pesquisa, em proposta de formato de tese, contemplando o desenho do modelo experimental, objetivos, métodos e cronograma;
PLANEJAMENTO TÉCNICO-FINANCEIRO
adequações no detalhamento construtivo do experimento considerando a localização ideal do protótipo e a diminuição dos custos de construção do modelo, contudo sem interferir na sua eficiência;
PROJETO DO EXPERIMENTO
ESTUDO PRELIMINAR
ANTEPROJETO
• proximidade ao Centro Tecnológico de Hidráulica - CTH;

• área de contribuição suficiente para gerar escoamentos possíveis de serem aferidos;

• condução natural do escoamento;

• ausência de árvores no local para evitar cortes de raízes durante a escavação do terreno e o sombreamento excessivo.
AV. PROF. LÚCIO MARTINS RODRIGUES
CTH
GARAGEM POLI
CUASO
Q=Ac x Δp/ Δt
método curva tempo-área
0,28L/s
EXECUTIVO
chuva de 4.2mm
• eliminação do afastamento entre os canteiros com redução significativa das alvenarias

• supressão da caixa para recolhimento dos escoamentos.

• emprego de soluções simplificadas, sem gastos desnecessários, mas que garantem a exequibilidade, a solidez dos canteiros e o seu isolamento do terreno em todas as faces.
as obras civis de implantação do experimento foram iniciadas em outubro de 2011, com a escavação do terreno, e finalizadas em cinco meses. Mesmo se tratando de uma construção simples, de área reduzida e sem acabamentos rebuscados, a obra de implantação do experimento teve uma duração maior do que a esperada.
IMPLANTAÇÃO DO EXPERIMENTO
06.OUTUBRO.2011
18.OUTUBRO.2011
21.OUTUBRO.2011
01.NOVEMBRO.2011
05.DEZEMBRO.2011
09.DEZEMBRO.2011
23.JANEIRO.2012
27.FEVEREIRO.2012
MATERIAIS
SERVIÇOS
coberturas vegetais distintas entre as duas células biorretentoras como uma oportunidade ideal para analisar a eficiência de configurações variadas no manejo das águas de chuva, considerando, além da eficiência na melhoria da qualidade ambiental do escoamento, questões de manutenção, desenvolvimento dos espécimes utilizados e interesse visual.
PLANTIO DA VEGETAÇÃO
arbustos, herbáceas
e forrações diversas
grama esmeralda
08.DEZEMBRO.2011
27.FEVEREIRO.2012
05.ABRIL.2012
22.JUNHO.2012
INSTRUMENTAÇÃO
a vazão afluente (inlet) é medida na sarjeta a partir da área de contribuição definida através de levantamento topográfico e das medições do pluviômetro instalado na estação metereológica da FCTH;
as vazões efluentes (outlet) do jardim e do gramado são aferidas tomando-se as medidas dos sensores de ultrassom instalados nas caixas de coleta dos escoamentos de cada um canteiros.
AMOSTRAGEM E ANÁLISES LABORATORIAIS
22 indicadores selecionados;
3 pontos de coleta em sequência: S, J e G;
6 amostras de cada ponto por evento (18 amostras);
5 minutos de intervalo entre cada amostra (1h e meia de acompanhamento)
coleta manual devido ao volume necessário para cobrir os indicadores selecionados
VAZÃO AFLUENTE (inlet)
VAZÃO EFLUENTE (outlet)
área de contribuição
leitura pluviométrica
estação CTH
vertedouros triangulares 90
e sensores de ultrassom
rede telemétrica de transmisão de dados
disponibilizados online
o
amostras coletadas
amostrador
ANÁLISES DOS RESULTADOS
CAPACIDADE DE RETENÇÃO: vazões afluentes X efluentes.
QUALIDADE DA ÁGUA: os resultados das amostras são combinados às vazões, através das cargas poluidoras, e comparados entre os três pontos monitorados (S, J, G), a partir de avaliações das porcentagens de redução/aumento dos poluentes.
ESPACIALIZAÇÃO DE TIPOLOGIAS
DE BIORRTENÇÃO
Comparação quali-quantitativa entre reservatórios de detenção e MPM dos escoamentos como estratégias de controle pluvial, considerando uma microbacia urbana na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), em Santo André
VISITA TÉCNICA
Portland Bureau of Environmental Services, na cidade de Portland – Oregon (EUA), a fim de obter informações quanto ao uso prático das técnicas testadas nesta pesquisa e ao aparato legal da cidade para o emprego desses sistemas
4 MONITORAMENTOS
(27 de março, 11 de abril, 12 de abril e 05 de junho)

52 amostras das 132 planejadas
(39,3% do total), entre escoamentos e água de chuva branca.

DADOS COLETADOS
1.
pluviometria,
2.
altura da lâmina de água nos vertedouros
3.
resultados das análises laboratoriais

3 pontos pré-definidos: sarjeta (
S
),
jardim (
J
) e gramado (
G
)
RESULTADOS
PARCIAIS
EVENTOS
27.MARÇO.2012
11.ABRIL.2012
12.ABRIL.2012
05.JUNHO.2012
DADOS COLETADOS
precipitação
Leitura gráfica do pluviômetro em 27 de março de 2012 – 15:50-21:50. Início da chuva em 16:00. Fonte: SAISP (http://www.saisp.br/geral/logon.jsp)
8.2mm em 1h50min
CIDADES SUSTENTÁVEIS
Segundo RILEY (1998: p.132), de todos os usos da terra que impactam uma bacia, a urbanização é, de longe, a mais significante.
(infraestruturas monofuncionais
e em conflito)
SUBSTRATO DE PLANTIO + VEGETAÇÃO
reprodução do ecossistema natural
atividade biológica
filtragem da água
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