Hva mener kirkemedlemmene (Jf. Del 3, av Signe B. Segaard)

Atualmente, a defesa e preservação das diferentes espécies e habitats, bem como a luta pela melhoria da qualidade do ambiente urbano, assumem-se como um dos grandes desafios a enfrentar pela sociedade.

Neste contexto, a sustentabilidade das águas pluviais torna-se um ponto fulcral nas diversas estratégias delineadas pelas mais distintas regiões.

Muito por causa da crescente impermeabilização dos solos, as redes de drenagem existentes apresentam-se, muitas das vezes, subdimensionadas, não conseguindo dar a correta vazão dos caudais recebidos, tanto ao nível da quantidade como da qualidade.

É neste sentido que surgiram novas soluções e inovadores processos de tratamento de águas pluviais que proporcionam um forte contributo para a melhoria das condições ambientais e de saúde dos ecossistemas.

Paralelamente às mudanças de hábitos e de comportamentos que se devem incutir nas populações, através de ações de prevenção e de minimização dos impactos das suas atividades nos ecossistemas, existem mecanismos que, quando implementados corretamente, podem contribuir fortemente para a minimização da poluição das águas pluviais.

Soluções de Controlo na Origem

Tendo em conta que a origem da poluição das águas pluviais é muitas das vezes difusa e difícil de determinar, as soluções de controlo na origem assumem-se como um instrumento privilegiado no combate à poluição.

Apresentados muitas das vezes como sistemas de pequenas dimensões que, individualmente, pouco contribuem para a melhoria da qualidade da água, a verdade é que, quando são aplicados em rede e de forma integrada, produzem resultados extremamente positivos. De facto, trata-se de mecanismos e de processos, introduzidos a montante da rede de coletores, que produzem ações de melhoria a jusante dos mesmos.

Assumindo diferentes possibilidades, tais como poços absorventes, trincheiras e bacias de infiltração, filtros de areias, reservatórios de retenção ou pavimentos porosos, estas técnicas, para além de, como já foi explicitado no capítulo anterior, promoverem a infiltração das águas nas zonas de precipitação, permitem uma redução significativa da carga poluente, restringindo, assim, a casos muito específicos a necessidade de recorrer a estações de tratamento convencionais.

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Saliente-se, porém, que estas técnicas devem ser sempre aplicadas em consonância com um conjunto de políticas abrangentes e sempre em articulação com outros elementos de ordenamento e de planeamento do território. Uma estratégia global de implementação de toda a zona, analisando-se toda a região e todos os sistemas a implementar de uma forma holística e não individual, permite resultados significativamente mais satisfatórios e melhorias muito mais visíveis.

Estas soluções, para além de serem de construção simples e rápida e de apresentarem um custo de investimento relativamente barato quando comparado com as soluções tradicionais, apresentam também vantagens significativas no que concerne à melhoria da qualidade das águas, uma vez que a sua infiltração nos solos promove a autodepuração das mesmas.

Estudos experimentais comprovam que a aplicação destas soluções permite obter reduções de cargas poluentes na ordem dos 60 a 70% em carga orgânica, de 80 a 90% de sólidos suspensos, de 30 a 40% de azoto e de 30 a 40% de metais pesados (Matos, 1999).

Ao mesmo tempo, contribuem diretamente para a criação de zonas de usos múltiplos, promovendo desta forma melhorias significativas no plano social e fomentando o desenvolvimento de áreas verdes e de lazer.

Bacias de Retenção

Como foi visto no capítulo anterior, as bacias de retenção têm como principal finalidade a melhoria no que concerne à gestão quantitativa das águas pluviais. Acontece que, para além da capacidade de armazenamento, estes sistemas permitem também melhorias significativas da qualidade das águas.

Devido ao facto de a água nestes sistemas apresentar condições específicas de escoamento e muitas das vezes uma atividade química e microbiológica intensa, estes sistemas promovem diversas reações e possibilitam a decantação e a sedimentação de materiais sólidos suspensos, contribuindo fortemente para a melhoria e sustentabilidade das condições das águas em causa.

Agentes contaminadores como, por exemplo, os coliformes vêm a sua concentração ser reduzida significativamente, aquando da sua passagem por estes sistemas, “através da sedimentação e de uma série de condições, nomeadamente, a temperatura da água, alterações químicas, a competição biológica, o consumo de bactérias por certos organismos como protozoários microscópicos e a ação microbicida da luz solar nas camadas superiores de retenção” (Martins, S., 2012).

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Por via da ação provocada pela resistência hidráulica da vegetação e do solo, bem como pelo aumento da área de escorrência, estes sistemas permitem diminuir a velocidade de escoamento, criando, assim, um tempo de retenção que promove o assentamento e a remoção de uma parte significativa de agentes contaminadores.

Elementos como o fósforo podem ainda ser inseridos no processo de crescimento das plantas e como tal a sua concentração na água regista uma redução. Importa, no entanto, ter em consideração que o fenómeno inverso da libertação de fósforo nas águas também se pode verificar, aquando da morte das plantas. Em cenários de grande abundância de fósforo, pode mesmo acontecer um crescimento desenfreado de algas, com um incremento do consumo de oxigénio que irá implicar um agravamento da concentração de CBO, levando à morte de diversas espécies.

Os metais pesados são outros compostos que podem ver a sua concentração ser reduzida, aquando da passagem pelas bacias de retenção. Encontrando-se muitas das vezes sob a forma solúvel, estes elementos sofre muitas vezes precipitação, processos iónicos de trocas de iões, ou até mesmo remoção por via da ação das plantas – exemplo disso é o caso do zinco.

O chumbo, por exemplo, que tem tendência a ser associado às diversas partículas presentes nos sedimentos, sofre uma remoção por via de uma deposição no fundo das bacias. A diminuição da velocidade promove este fenómeno, pelo que se deve ter em atenção as concentrações em causa, dado que um aumento das mesmas pode resultar numa contaminação do sistema, provocando a morte de diversas espécies aquáticas e afetando toda a cadeia alimentar.

As bacias de retenção, para além de melhorarem a qualidade das águas pluviais e de contribuírem para uma gestão sustentável, no que se refere à qualidade das mesmas, funcionam ainda, muitas das vezes, como espaços de lazer e de recreação para as populações.

Estes sistemas caracterizam-se, frequentemente, como zonas ricas em espécies e organismos, pelo que a sua manutenção deve ser feita de uma forma criteriosa e assertiva, de modo a garantir a sustentabilidade do meio.

Assim, deve ter-se em consideração as características do afluente, nomeadamente, se se está a tratar de águas residuais, domésticas ou industriais. Ao mesmo tempo, é importante fazer com frequência uma recolha dos corpos sólidos e promover uma limpeza regular dos dispositivos presentes no sistema, tais como os desarenadores e as grelhas implementadas a montante da bacia. As bermas, taludes e o canal de fundo também devem ser alvo de inspeções, quanto à sua estabilidade, e de limpezas regulares, de forma a garantir o bom desempenho de todo o sistema. Por último, deve ainda ser executado um controlo da

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qualidade das águas pluviais, no que concerne à presença de óleos ou de hidrocarbonetos, bem como relativamente à turbidez e a outros parâmetros voláteis – sólidos em suspensão, pH, CBO, oxigénio dissolvido, etc..

A frequência de realização destas tarefas depende largamente das características da zona envolvente e do nível de caudais afluentes. Regimes de precipitação mais intensos ou mais desfasados no tempo provocam variações nas concentrações e nos volumes de escorrência, pelo que a atenção deve ser redobrada.

Tendo em consideração o carácter variável das características das águas pluviais e o efeito de despoluição que se pretende obter com a implementação destes sistemas, é usual e recomenda-se que na sua implantação se proceda, também, a uma monitorização da água a jusante do sistema.

Esta monitorização pretende verificar e analisar os diversos parâmetros e estudar o impacto e a eficiência que estes mecanismos e processos têm na qualidade das águas, recolhendo dados relativamente ao grau de controlo de poluição, bem como à eficiência de remoção e de que forma é que esta varia ao longo do tempo de vida da estrutura.

O desenvolvimento de programas deste género é, no entanto, algo por vezes complicado, dada a intensa variação verificada nas características das águas. É, por isso, necessária a recolha de um conjunto considerável de amostras, de forma a obter uma caracterização correta da qualidade das águas num determinado local, bem como um valor plausível relativo à eficiência de todo o sistema.

Isto implica custos por vezes elevados e elevadas quantidades de tempo, pelo que a definição dos objetivos e de prioridades, antes da implementação prática do mesmo, é fundamental para o seu sucesso. Até porque um plano mal estruturado pode levar a falsas conclusões, resultando em tomadas de ação muitas das vezes desastrosas e prejudiciais para toda a área envolvente.

Um programa deste género deve, assim, assentar em quatro fases principais:  1.ª fase – definição dos objetivos do programa de monitorização;

 2.ª fase – desenvolvimento de um plano de monitorização, tendo como base os objetivos definidos;

 3.ª fase – implementação do plano de monitorização;

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Importa ainda referir que, segundo o Nationwide Urban Runoff Program, dos Estados Unidos da América, as análises a efetuar às águas pluviais devem ter em consideração os seguintes tipos de agentes poluidores:

 Concentração de sólidos suspensos;  Carência bioquímica de oxigénio;  Carência química de oxigénio;  Cobre;  Chumbo;  Zinco;  Fósforo total;  Fósforo solúvel;  Azoto total;  Nitrato e Nitrito. Filtros de Areia

Os filtros de areia são dispositivos que, através de camadas drenantes, normalmente de areia, permitem filtrar a água, resultando, assim, num escoamento tratado e com qualidade a jusante, significativamente melhor do que a montante.

O sistema apresenta muitas variantes e é composto sequencialmente por uma estrutura de entrada, câmara de sedimentação, leito de areia, drenos e membrana de proteção contra infiltrações (Martins, S., 2012).

Os filtros de areia, geralmente, não necessitam de uma grande área para a sua implantação e podem ser instalados em zonas acidentadas, com grandes declives, e também em zonas urbanizadas e desenvolvidas.

Podem também ser utilizados como apoio a outros mecanismos e processo pré-existentes, mas não devem ser implementados em zonas onde haja uma grande abundância de sedimentos nas águas, uma vez que tal situação pode resultar na colmatação dos filtros, comprometendo a sua eficiência. Em zonas onde este cenário se verifique, deve instalar-se um sistema de tratamento a montante que permita reduzir a quantidade de sedimentos presente no escoamento.

De igual modo, deve ter-se atenção aos óleos e gorduras incorporados nas águas. De forma a melhorar a eficiência destes mecanismos de filtração de areia, é comum instalar-se

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mecanismos a montante que procedam ao pré-tratamento, permitindo, assim, que se evite possíveis colmatações nos filtros.

Este sistema tem sido usado por diversas vezes em apoio a trincheiras de infiltração subterrâneas, promovendo uma simbiose com melhorias significativas na qualidade das águas. No que se refere à filtração em suporte granular de areia, desenvolve uma processo faseado em que numa primeira etapa se promove a fixação para, posteriormente, se proceder à adsorção e consequente remoção de poluentes. Os resultados demonstram que este processo é bastante eficiente no que concerne à remoção de sólidos suspensos, nomeadamente aqueles que apresentam cargas razoáveis de fósforo.

Uma atenção redobrada deve merecer a instalação destes mecanismos em zonas onde se verifica uma grande exigência da qualidade das águas, dado que em certas situações podem ocorrer contaminações das águas subterrâneas com níveis de poluição acima dos permitidos para as zonas em análise.

Relativamente à localização, importa frisar que estes sistemas de filtração de areia, quando implementados fora do sistema primário de detenção, apresentam eficiências de tratamento muito positivas, a curto e a longo prazo.

Figura 29: Secção transversal de um filtro de areia. (Adaptada de Abbey Associates Inc.)

Quanto aos sistemas externos, “são projetados para capturar e tratar escoamentos com localização específica, sendo normalmente garantido recorrendo ao uso de defletores, isolamento diverso e açudes. A abordagem típica para a realização do isolamento do volume de água filtrada é construir um canal de drenagem devidamente impermeabilizado de modo a que a altura de água no açude seja igual à altura do lençol de água na bacia de filtração durante o escoamento de projeto” (Martins, S., 2012). Nas situações em que o caudal de escorrência ultrapassa o previsto em projeto, o volume de água excedente é desviado.

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No que concerne ao dimensionamento destes sistemas, o processo é assente na Lei de Darcy:

𝑄 = 𝑓 × 𝑖 × 𝐴𝑠 (17) Onde:

 Q corresponde ao caudal do escoamento de infiltração (m3_/s);

 f é a condutividade hidráulica ou taxa de infiltração da areia (m/s);  i é o gradiente hidráulico (m/m);

 As é a área da superfície do leito de infiltração (m2_).

Importa referir que, por questões de salvaguarda da segurança, devem usar-se valores conservativos no que se refere à taxa de infiltração, f, do meio filtrante, garantindo que o dimensionamento realizado funcione corretamente, mesmo nos piores cenários. Valores menores para este parâmetro traduzem o efeito dos sólidos em suspensão e dos sedimentos na permeabilidade da areia, de tal forma que, nos piores cenários, verifica-se a existência de elevadas quantidades destes compósitos e, como tal, a taxa de infiltração apresenta valores muito reduzidos.

Quanto ao gradiente hidráulico, este pode ser determinado por via da equação que se segue:

𝑖 =𝐿 + ℎ

𝐿 (18) Onde:

 L corresponde à espessura do leito de areia (m);

 h é a altura da coluna de água sob a parte superior do leito de areia (m).

No dimensionamento, deve dar-se uma especial atenção à entrada das águas no filtro, de tal modo que esta permita o espalhamento uniforme do fluxo sobre toda a superfície do meio filtrante. Neste sentido, espalhadores, açudes ou orifícios múltiplos constituem soluções viáveis que se recomendam.

Quanto às configurações dos leitos de areia, dividem-se em dois grandes grupos: as de leito de areia com uma camada de cascalho e as de leito de areia com trincheira.

Por último, mas não menos importante, convém ainda referir que em situações de aplicação deste sistema, junto a áreas de aquíferos de água potável, deve instalar-se nos filtros

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de areia, juntamente com todo o mecanismo, um conjunto de membranas de impermeabilização que podem ser de argila, de betão ou de geomembrana.

No que diz respeito à manutenção do sistema, deve ser feita regularmente uma manutenção ao meio filtrante e uma análise à qualidade da água, para se garantir o seu correto funcionamento. Estas inspeções tornam-se tanto mais necessárias quanto maior for o uso que o mecanismo tiver, pelo que em alturas de maior precipitação e escorrências deve ser dada uma atenção redobrada. Além disso, ao longo da sua utilização, é comum que estes sistemas ganhem uma camada superficial de sedimentos e detritos, comprometendo assim a eficiência do sistema, pelo que é importante que, durante as inspeções, se tenha em atenção este ponto e, sempre que necessário, se tomem medidas, de forma a reintroduzir no sistema as suas condições iniciais. Para isso, é essencial que regularmente se raspe esta camada superficial, restaurando o seu normal funcionamento.

Pavimentos Permeáveis e Pavimentos Reservatório

Paralelamente aos impactos que os pavimentos rodoviários apresentam na gestão da quantidade de caudais das águas pluviais, como exposto no capítulo anterior, este sistema tem também uma grande influência na gestão da qualidade das escorrências, através da fixação e filtração dos mais diversos agentes poluidores.

Ao longo dos últimos anos, e com o intuito de avaliar a eficiência dos pavimentos permeáveis na melhoria das águas e na sustentabilidade do meio hídrico, foram realizadas diversas projetos de investigação que visaram, essencialmente, a análise em dois níveis: ao nível do reservatório, avaliando a variação da concentração de poluentes em função da profundidade, e ao nível do solo envolvente (Acioli, 2005).

Em termos globais, os mecanismos usados no controlo da poluição por parte destes sistemas assentam em três grandes grupos:

 Sedimentação – neste caso, através da diminuição da velocidade de escoamento, pretende-se – paralelamente à promoção da infiltração das águas no terreno envolvente, diminuindo os caudais – promover o assentamento, por via da ação gravítica, dos sólidos suspensos existentes, bem como de outros agentes poluidores que se encontrem anexados aos mesmos;

 Filtração – tendo por base a constituição dos elementos que compõem os pavimentos em causa, pretende-se, através da passagem da água pelas diferentes camadas, promover a fixação e filtração dos agentes contaminadores. A escolha

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dos materiais que constituem o pavimento pode ter uma elevada influência, quer na eficiência do processo, quer no tipo de poluentes a filtrar;

 Sorção – este cenário apresenta como principal objetivo a promoção da realização de reações químicas no seio dos pavimentos, permitindo a fixação de agentes poluidores presentes nas águas de escorrência. Tal como na filtração, na absorção química de materiais a seleção dos constituintes dos pavimentos deve ser realizada com base nas características das águas pluviais da zona em causa. Considerando que diferentes materiais favorecem a fixação e precipitação de diferentes agentes poluidores, é fundamental conhecer quais os poluentes mais comuns nas escorrências, de forma a tornar o sistema o mais eficiente possível (CIRIA, 1996).

Local Características Diminuição da Poluição em Concentração (%)

MS CQO CBO5 Chumbo, Pb Zinco, Zn

Rue de la Classerie em Rezé, Nantes Asfalto poroso + reservatório de britas 61 - 81 67 - Parc d’échange de Caillou, Bordeaux Asfalto poroso + concreto poroso 36 79 86 - - ZAC de Verneuil, Paris – Zona I Asfalto poroso + reservatório de britas 81 63 76 35 45

Zona II Asfalto convencional

+ reservatório de britas 68 48 77 45 39

Zona III Vários tipos de

estruturas 1 14 50 16 7

Tabela 2: Redução da concentração de poluentes (matéria em suspensão, CQO e CBO5) em pavimentos permeáveis.

(Adaptada de Acioli, 2005)

Estudos lavados a cabo por Legret e Colandini, em França, em 1999, comprovaram os aspetos supracitados no que se refere à importância dos componentes dos pavimentos na retenção de poluentes. Por exemplo, no que se refere a grande parte dos poluentes metálicos e ao chumbo associado a matéria em suspensão, verificou-se que a sua retenção é realizada nas camadas superiores dos pavimentos. Por outro lado, elementos como o zinco, cádmio ou cobre apresentaram maiores probabilidades de serem retidos nas camadas mais inferiores dos pavimentos reservatórios e permeáveis.

Pela mesma altura, foram realizados outros estudos que comprovaram o mesmo. Verificou-se que a concentração de chumbo diminuía rapidamente com a profundidade,

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enquanto a concentração de cádmio apresentava uma taxa de retenção mais lenta, o que comprova os dados obtidos no estudo anterior, a propósito da fixação de chumbo nas camadas superiores e de cádmio nas camadas subjacentes. Foi ainda verificado que, na grande parte dos casos, ao fim de 30 cm, os níveis de concentração já são residuais, tornando claro que nestes sistemas existe uma probabilidade baixa de contaminação dos lençóis freáticos mais profundos (Legret et al., 1999).

Outro impacto importante que estes sistemas apresentam prende-se com a capacidade de reter e de tratar poluentes derivados do petróleo, através da biodegradação microbiológica. Tendo em conta que muitos dos poluentes presentes nas águas pluviais advêm da sua contaminação por via do seu contacto com derivados petrolíferos presentes nos pavimentos rodoviários, a aplicação destes sistemas assume uma importância redobrada, dado que em diversos casos foram verificadas reduções de mais de 90% da poluição, relativamente à quantidade inicial (Pratt et al., 1999).

Para além de uma análise prévia das características das águas pluviais, aquando do dimensionamento dos pavimentos, deve ter-se em atenção qual o nível de infiltração desejado.

Desta forma, o sistema pode ser de:

 Infiltração total – neste caso, o único meio de entrada e de saída do escoamento é através da infiltração no solo. Sendo muito usado na gestão de caudais, uma vez

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