STORMTECH AND DETENTION BASINS: MULTIDISCIPLINARY ANALYSIS IN URBAN DRAINAGE SYSTEMS
REGISTRO DOI: 10.69849/revistaft/ar10202505261050
Dayane Campos Tavares da Silva¹
Nathan Vinícios Vitor Dias Silva²
Sandro Pedrotti Acosta³
Resumo
O artigo analisa comparativamente dois sistemas de controle de águas pluviais empregados na drenagem urbana: a bacia de detenção convencional e o sistema modular subterrâneo StormTech MC-7200. A pesquisa tem como objetivo avaliar o desempenho hidráulico e os impactos ambientais dessas soluções em um cenário real localizado no Distrito Federal, com área de contribuição de 10,04 hectares. Para isso, foram utilizadas simulações hidrológicas no software HECHMS, adotando como critério de dimensionamento uma chuva com tempo de retorno de 10 anos, conforme as diretrizes da ADASA e os parâmetros estabelecidos pela NOVACAP. A metodologia adotada permitiu mensurar variáveis como vazão de pico, volume de armazenamento, tempo de resposta e área ocupada por cada sistema. Além da modelagem, foi realizada uma avaliação qualitativa dos impactos ambientais, considerando aspectos como uso do solo, riscos sanitários, possibilidade de infiltração e compatibilidade urbana. Os resultados indicam que ambos os sistemas atenderam ao limite de vazão de lançamento estabelecido pela Resolução ADASA nº 26/2013, que admite até 0,2 m³/s para áreas de 10,04 ha como critério de referência no Distrito Federal. O sistema StormTech MC-7200 apresentou uma eficiência hidráulica superior, reduzindo a vazão de pico em 18,3% em comparação à bacia de detenção tradicional (200 L/s contra 244,86 L/s). Além disso, o tempo de detenção foi significativamente menor no StormTech (9 horas) em relação à bacia (23 horas), favorecendo a rápida restituição da capacidade de armazenamento. Em termos de área ocupada, o sistema subterrâneo StormTech demandou 21,4% menos espaço físico (3.830,25 m²) quando comparado à área ocupada pela bacia (4.873,11 m²), o que o torna mais eficiente para áreas urbanas densas. A avaliação ambiental qualitativa, realizada com base nos critérios da ISO 14001:2015, apontou que a bacia de detenção se destacou pela maior facilidade de manutenção, reversibilidade e integração paisagística, enquanto o StormTech obteve melhor desempenho no critério de uso racional do solo e potencial de infiltração quando bem projetado. Conclui-se que a seleção entre os sistemas deve considerar não apenas critérios hidráulicos, mas também condicionantes ambientais, urbanísticos e operacionais, a fim de promover soluções sustentáveis e eficientes para o manejo de águas pluviais.
Palavras-chave: Drenagem urbana. StormTech. Bacias de detenção. Sustentabilidade. Desempenho hidráulico.
1 INTRODUÇÃO
A urbanização acelerada e as mudanças climáticas têm exacerbado problemas de drenagem urbana, como enchentes, erosão do solo e contaminação de corpos hídricos (Tucci, 1993). No Brasil, 54,8% dos municípios possuem sistemas de drenagem exclusivos, mas apenas 719 contam com Planos Diretores de Drenagem (ANA, 2018), evidenciando uma lacuna na gestão de águas pluviais. Diante desse cenário, sistemas alternativos, como StormTech e bacias de detenção, emergem como soluções técnicas para mitigar impactos e promover a resiliência urbana.
O problema central deste estudo reside na carência de diretrizes claras para a seleção desses sistemas, considerando variações regionais e contextos socioambientais. A hipótese é que a eficácia de cada sistema depende de fatores como desempenho hidráulico, disponibilidade de espaço e recursos financeiros.
Objetivos:
- Comparar o desempenho hidráulico dos sistemas de drenagem urbana StormTech MC-7200 e bacia de detenção tradicional;
- Utilizar modelagem hidrológica no software HEC-HMS (versão 4.12) para simular eventos de chuva com tempo de retorno de 10 anos, conforme critérios da Resolução ADASA n.º 26/2013;
- Avaliar parâmetros hidráulicos como vazão de pico, tempo de resposta, volume de armazenamento e área ocupada;
- Analisar qualitativamente o impacto ambiental de cada sistema com base nos critérios do Manual de Drenagem Urbana da ADASA (2018) e ISO 14001;
- Considerar aspectos como uso do solo, risco sanitário, possibilidade de recarga do aquífero, integração paisagística e facilidade de manutenção.
A relevância do trabalho está em subsidiar decisões de engenharia civil, alinhando-se às demandas por infraestrutura sustentável. A fundamentação teórica, apresentada a seguir, embasa essa análise a partir de literatura especializada e normativas técnicas.
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1 Impactos da urbanização no ciclo hidrológico
A urbanização altera significativamente o ciclo hidrológico natural (figura 1), substituindo superfícies permeáveis por infraestruturas impermeáveis (asfalto, concreto, telhados), o que reduz a infiltração da água no solo e amplia o escoamento superficial (TUCCI, 1993).
Figura 1- Efeitos da Urbanização no Ciclo Hidrológico e na Drenagem Urbana
2.1.1 Redução da infiltração e aumento do escoamento superficial
A ADASA (2022) aponta que a redução da infiltração e da evapotranspiração resulta no aumento do volume do escoamento superficial, e que a diminuição dos tempos de concentração, combinada com o aumento do volume, causa a elevação da vazão (figura 2).
De acordo com a FUNDAÇÃO NACIONAL DE SAÚDE (2016) em áreas naturais, a vegetação e os solos permeáveis absorvem grande parte da precipitação, recarregando aquíferos e mantendo o fluxo base dos rios. Em ambientes urbanos, a impermeabilização do solo pode elevar o coeficiente de escoamento superficial de 10-20% (em áreas naturais) para 50-90%, dependendo do grau de urbanização (figura 3). Consequentemente:
- Aumentam as vazões máximas durante chuvas intensas, elevando o risco de enchentes (CHOW et al., 1988).
- Reduz-se a recarga de aquíferos, comprometendo reservas subterrâneas (TUCCI, 1993).
Figura 2 – Efeito da urbanização no hidrograma da bacia hidrográfica
Figura 3 – Processo de impermeabilização do solo
2.1.2 Alterações na qualidade da água
A primeira carga de poluentes é quantificada no período inicial do escoamento superficial, caracterizado por uma concentração de poluentes significativamente maior do que a observada ao longo do tempo. A identificação desse processo é importante em situações que envolvem a retenção do escoamento superficial urbano em reservatórios de detenção, visando o controle da carga poluidora a ser lançada no corpo receptor, uma vez que grande parte dessa carga estará presente no volume inicial escoado (PRODANOFF, 2005 apud FREITAS et al., 2017).
2.1.3 Ilhas de calor e mudanças microclimáticas
Silveira (1997) aponta que a elevação da temperatura em áreas urbanas é resultado da absorção de energia solar por superfícies impermeáveis, o que leva à formação de ilhas de calor nas áreas centrais (figura 4), onde predominam materiais como concreto e asfalto. O asfalto, devido à sua coloração, absorve mais energia solar do que as superfícies naturais, enquanto o concreto tende a escurecer com o tempo, aumentando sua absorção de radiação solar. Esse aumento na absorção de radiação solar pelas superfícies urbanas intensifica a emissão de radiação térmica para o ambiente, contribuindo para o aumento do calor. Além disso, o aumento da temperatura pode gerar correntes de ar ascendentes, o que pode intensificar as precipitações. Nas áreas urbanas, onde as precipitações críticas mais intensas são geralmente de curta duração, essa condição pode agravar as enchentes.
Figura 4 – Ilhas de calor
2.1.4 Erosão e assoreamento
O fenômeno da erosão ocorre quando o solo é exposto à ação da chuva ou do escoamento superficial. Segundo o USDA (2003), o processo iniciase com a desagregação das partículas do solo, que, desprotegidas, são separadas pelo impacto das gotas de chuva ou pela força do escoamento. Uma vez soltas, essas partículas são transportadas pela água da chuva e depositadas como sedimento em áreas mais a jusante.
A ADASA (2022) destaca que a ocorrência de processos erosivos do solo e a sedimentação em áreas urbanas causa sérios danos ao meio ambiente. Entre esses danos, incluem-se o assoreamento e a obstrução do sistema de drenagem urbana (com o consequente aumento dos riscos de alagamentos), e a presença de lama e pó nos logradouros públicos, o que gera prejuízos estéticos e reduz a segurança do trânsito.
2.2 SISTEMAS DE DRENAGEM URBANA
2.2.1 Bacias de Detenção
As bacias de detenção são estruturas de reservação temporária utilizadas para o controle do escoamento superficial em eventos de chuva intensa, sendo mantidas secas durante os períodos de estiagem (figura 5). Sua função principal é atenuar os picos de vazão liberando gradualmente os volumes afluentes, o que reduz a pressão sobre as redes de drenagem a jusante. Estas estruturas podem ser implementadas por meio de escavações no terreno ou pela construção de pequenas barragens em terra ou concreto, podendo aind a aproveitar depressões naturais existentes. O revestimento dos taludes e do fundo pode ser constituído de solo natural, escavado ou de concreto (ADASA, 2018).
Para garantir seu funcionamento adequado, é essencial a presença de dispositivos a montante, como bacias de decantação e grades, que auxiliam na contenção de sedimentos e resíduos sólidos. Na saída, além do sistema de escoamento controlado, são previstos extravasores de emergências, que atuam no escoamento de vazões superiores às de projeto. Outro ponto crítico a ser considerado no projeto é o controle de vetores, como insetos, sendo que o tempo de detenção deve ser inferior ao ciclo reprodutivo das espécies locais, o qual, segundo o Plano Diretor de Drenagem do Distrito Federal, não deve ultrapassar 12 horas (ADASA, 2018).
Existem ainda variantes dessas estruturas, como os reservatórios de infiltração, que consideram a perda parcial do volume armazenado por percolação no solo. Estes, no entanto, são mais apropriados para áreas destinadas à infiltração específica dos excedentes pluviais, onde as condições de solo permitem tal prática (ADASA, 2018).
Figura 5 – Bacia de Detenção
2.2.2 Sistema Stormtech Tigre ADS
O sistema StormTech, desenvolvido pela Tigre ADS, é uma solução de drenagem pluvial que utiliza câmaras modulares subterrâneas fabricadas em polipropileno (PP), projetadas para armazenar temporariamente ou infiltrar águas pluviais em áreas urbanas (figura 6). Sua estrutura leve, empilhável e de alta resistência permite fácil transporte e instalação, inclusive sob áreas de tráfego intenso. É especialmente eficiente em ambientes urbanos com restrição de espaço, pois pode ser instalado sob estacionamentos (figura 7), vias ou áreas de lazer, otimizando o uso do solo. O sistema também promove benefícios ambientais, como a recarga do lençol freático e o controle do escoamento, e atende a padrões técnicos internacionais como ASTM e AASHTO. Além disso, por ser subterrâneo, reduz riscos sanitários e de segurança típicos de soluções abertas como valas e lagoas (TIGRE ADS, 2025).
Figura 6 – Instalação sistema StormTech
Figura 7 – Stormtech instalado sob estacionamento
Um dos principais diferenciais do StormTech é o componente Isolator Row Plus, que atua na retenção inicial de sólidos e poluentes, facilitando a manutenção e garantindo a qualidade da água escoada (TIGRE ADS, 2025).
A manutenção do sistema Isolator Row Plus é facilitada pelo processo JetVac, e a inspeção pode ser conduzida através do bueiro a montante ou de uma porta de inspeção opcional (figura 7). A frequência com que a inspeção e a manutenção devem ser realizadas varia de acordo com as especificidades de cada local (ADS, StormTech Green Infrastructure).
Figura 8 – Manutenção do sistema Isolator Row Plus
2.3 Limitações para Adoção de Medidas por Infiltração no Distrito Federal
2.3.1 Capacidade de Infiltração do Solo
A utilização de medidas de controle por infiltração em projetos de drenagem urbana requer conhecimento prévio da capacidade de infiltração do solo, medida por meio do coeficiente de condutividade hidráulica saturada (k). Esse parâmetro é essencial para garantir que o solo suporte os volumes infiltrados sem gerar colapsos estruturais ou instabilidade. No Distrito Federal, essa questão se torna ainda mais crítica, pois a maior parte da região é composta por latossolos e cambissolos (figura 9), solos que, embora porosos, apresentam riscos de colapsividade e recalques, especialmente quando saturados. Pesquisas indicam variações significativas no valor de k, com muitos locais apresentando valores abaixo do mínimo recomendado de 2,1 x 10⁻⁶ m/s. A ausência de estudos geotécnicos em campo inviabiliza adoção segura de dispositivos de infiltração, uma vez que há risco de erosão interna (piping), deformações no solo e danos à infraestrutura urbana. Nessas condições, a infiltração deve ser evitada, e recomenda-se o uso de alternativas que promovam o armazenamento temporário das águas pluviais, como bacias de detenção (ADASA, 2018).
Figura 9 – Classes de solos no DF
1.2. Classificação das Medidas de Controle na Fonte (Citação indireta)
As medidas de controle na fonte podem ser classificadas, quanto ao mecanismo de redução de vazão, em duas categorias principais: por infiltração (ou recarga) e por armazenamento temporário (figura 10). Em projetos onde a infiltração não é viável, seja por ausência de estudos geotécnicos, seja pelas características de colapsibilidade do solo, como é comum no Distrito Federal, as soluções por armazenamento são recomendadas. Nesse contexto, a bacia de detenção aberta configura-se como uma medida de controle localizada e pontual, eficaz para regular a vazão de escoamento superficial sem a necessidade de infiltrar água no solo. Além disso, essa solução é adequada para áreas urbanas onde há espaço disponível e os riscos associados à instabilidade do solo tornam a infiltração uma alternativa tecnicamente desaconselhada (ADASA, 2018).
Figura 10 – Medidas de controle e respectivas classificações
2.4 Critérios de Dimensionamento Hidráulico
O dimensionamento hidráulico de sistemas de drenagem urbana, como bacias de detenção e reservatórios subterrâneos, deve respeitar normas técnicas brasileiras e diretrizes específicas para o Distrito Federal, de forma a assegurar a funcionalidade do sistema, prevenir alagamentos e mitigar impactos ambientais. Tal dimensionamento considera princípios de conservação de massa, modelagem hidrológica e análise estatística de precipitações.
2.4.1 Equações de Continuidade e Balanço Hídrico
O projeto hidráulico baseia-se na equação da continuidade, que expressa a variação do volume de armazenamento como a diferença entre a vazão afluente e a vazão efluente ao longo do tempo:
Em que:
- ΔS = variação do volume armazenado [m³]
- I = vazão de entrada [m³/s]
- Q = vazão de saída [m³/s]
Essa equação representa o princípio fundamental do balanço hídrico em dispositivos de retenção temporária, como as bacias de detenção. Seu uso é essencial tanto em análises manuais quanto em modelagens computacionais com softwares como o HEC-HMS.
2.4.2 Hidrogramas e Precipitações de Projeto
A determinação da vazão de projeto é feita com base em hidrogramas gerados a partir de precipitações sintéticas, associadas a um tempo de retorno (TR) (figura 11). De acordo com o Termo de Referência da NOVACAP, o tempo de retorno mínimo adotado para projetos de drenagem urbana no DF deve ser de 10 anos para redes e galerias, podendo ser superior conforme análise de risco para estruturas especiais.
A intensidade da precipitação crítica é determinada por meio da equação intensidade-duração-frequência (IDF):
Em que:
- i = intensidade da chuva [mm/h]
- t = duração da chuva [min]
- a, b, c = parâmetros da equação, ajustados regionalmente
A geração de hidrogramas pode ser feita pelo método do SCS (Soil Conservation Service), indicado para áreas urbanizadas, que utiliza o número de curva (Curve Number – CN) para representar as características de uso e tipo de solo.
Figura 11 – Curvas IDF
2.5 Normas Técnicas Aplicáveis
No âmbito distrital, o Manual de Drenagem da ADASA (2023) determina que o dimensionamento hidráulico de dispositivos de controle na fonte e reservatórios deve considerar o volume de projeto compatível com a chuva de retorno de 10 anos, com tempo de detenção inferior a 12 horas para evitar proliferação de vetores.
A NBR 10844 é uma norma técnica brasileira que estabelece as diretrizes para o projeto, construção e manutenção de sistemas de drenagem pluvial, com o objetivo de assegurar que as águas pluviais sejam coletadas e direcionadas adequadamente, prevenindo problemas como alagamentos e erosão.
Determina que os sistemas de drenagem pluvial devem ser projetados considerando a intensidade e frequência de precipitação esperada para a área, bem como a topografia e as características do solo. A norma estabelece a necessidade de se considerar diferentes tipos de sistemas de drenagem, como canais, sarjetas, galerias, bocas de lobo e sistemas de absorção.
A ISO 14001:2015, uma norma internacionalmente reconhecida para Sistemas de Gestão Ambiental (SGA), oferece uma estrutura para auxiliar as organizações na identificação, gestão e aprimoramento de seu desempenho ambiental. Um dos componentes mais importantes dessa norma é a avaliação dos aspectos e impactos ambientais (IPCCERT, [s.d.]).
3 METODOLOGIA
3.1 Localização da Área de Estudo
A área de estudo possui como acesso viário principal a: EPTG, de leste no sentido oeste, tendo como referência o centro de Brasília. Como caminho secundário, de oeste para leste, a Avenida Elmo Cerejo.
O local previsto para o Reservatório consolida-se no Setor C Sul QSC Área Especial (figura 12), pode ser acessado diretamente no desemboque do Túnel, pista oeste da Avenida Elmo Cerejo, próximo ao UBS 6 de Taguatinga.
Figura 12 – Localização da área de estudo
3.2 Materiais e Métodos
A presente pesquisa foi desenvolvida a partir de aquisição de informações através de levantamento bibliográfico sobre drenagem urbana e coleta de dados hidrológicos de entrada que foram extraídos do projeto básico original intitulado “Projeto Executivo do Reservatório de Detenção de Águas Pluviais do Túnel Rei Pelé, Região Administrativa Taguatinga, Brasília – DF”, disponibilizado pela NOVACAP.
Foi adotado uma abordagem comparativa e quantitativa para analisar o desempenho hidráulico de dois sistemas de detenção de águas pluviais em ambiente urbano: bacias de detenção convencionais e o sistema StormTech com câmaras MC-7200.
3.2.1 Metodologia de Cálculo
Para a elaboração desse estudo foram considerados os seguintes dados: área de contribuição, vazão de entrada, características hidráulicas e geomorfológicas da bacia, condições de impermeabilização e tempo de concentração. O roteiro metodológico de análise e cálculos é demonstrado a seguir:
3.2.1.1 Área de Contribuição
A área de contribuição utilizada como parâmetro de entrada na modelagem do reservatório de detenção, ou routing hidrodinâmico, corresponde a 10,04 ha. Este valor representa a área total do projeto, conforme detalhado na Memória Descritiva e de Cálculo para o Projeto Executivo do Sistema de Drenagem do Novo Boulevard Central de Taguatinga, especificamente na planilha de dimensionamento hidráulico do Sistema de Drenagem Urbana – Apêndice 6.4 – DRE-01 (TVA CONSTRUÇÃO, 2024).
Inicialmente, foram definidos os parâmetros de entrada hidrológicos com base nos dados pluviométricos locais. Utilizou-se o método racional para o dimensionamento do pico de vazão, conforme:
onde:
- Q é a vazão de pico (L/s),
- C é o coeficiente de runoff (adimensional),
- i é a intensidade da chuva (mm/h),
- A é a área de drenagem (ha).
3.2.1.2 Intensidade da Chuva
A NOVACAP utiliza curvas IDF (intensidade – duração – frequência) que foram determinadas a partir de dados históricos de precipitação e sua respectiva duração (NOVACAP,). A equação dessas curvas IDF é apresentada na sequência:
Equação 1 – Cálculo de Intensidade da chuva
Em que:
- i é intensidade-duração-frequência da chuva (l/s.ha);
- T é o período de retorno (anos), e;
- Td é a duração da chuva (minutos).
3.2.1.3 Tempo de retorno (TR)
O tempo de retorno (TR), também conhecido como período de retorno, é a média temporal na qual um evento específico é igualado ou excedido dentro de uma longa série de observações. Para o dimensionamento do reservatório de detenção, o tempo de retorno considerado foi de 10 anos, conforme as verificações de aspectos de qualidade e quantidade exigidas pela ADASA (TVA CONSTRUÇÃO, 2024).
3.2.1.4 Coeficiente Curve Number (CN)
O projeto inicial do reservatório utilizou como parâmetro o coeficiente de escoamento superficial de 0,83, conforme calculado na página 32 da Memória Descritiva e de Cálculo para o Projeto Executivo do Sistema de Drenagem do Novo Boulevard Central de Taguatinga e corroborado pela planilha de dimensionamento hidráulico (Sistema de Drenagem Urbana – Apêndice 6.4 – DRE-01). A conversão desse coeficiente para Coeficiente Curve Number foi realizada por meio da relação expressa pela Equação de Clark (TVA CONSTRUÇÃO, 2024). Expressa a seguir:
Equação 2 – Cálculo de CN por Clark
Em que:
- C é o coeficiente de escoamento superficial, e;
- CN é o coeficiente Curve Number.
O valor do Coeficiente Curve Number (CN) foi ajustado no modelo hidrodinâmico até que a vazão de entrada no reservatório de detenção atingisse 2.438,15 L/s, conforme o estabelecido na Memória Descritiva e de Cálculo para o Projeto Executivo do Sistema de Drenagem do Novo Boulevard Central de Taguatinga (planilha de dimensionamento hidráulico, Sistema de Drenagem Urbana – Apêndice 6.4 – DRE-01, linha PV48.1-DRE.01). O CN calculado inicialmente pela Equação de Clark (Equação 2) foi de 92,425, porém, o valor final de CN utilizado no routing hidrodinâmico para alcançar a vazão especificada foi de 93,98 (TVA CONSTRUÇÃO, 2024).
3.2.2 Metodologia de Dimensionamento
A modelagem dos sistemas de detenção de águas pluviais foi desenvolvida com base nos critérios estabelecidos pela Resolução n.º 26/2013 da ADASA, que regulamenta o controle de vazão de lançamento nos corpos receptores no âmbito do Distrito Federal. Inicialmente, foi realizado o dimensionamento hidrológico preliminar por meio da equação de vazão de pico, levando em consideração a área de contribuição (10,04 ha), o coeficiente de escoamento superficial (C = 0,90) e a chuva de projeto com tempo de retorno de 10 anos, conforme recomendado pelo Manual de Drenagem Urbana da ADASA (2018) e pelo Termo de Referência da NOVACAP (2019).
O projeto geométrico da bacia de detenção tradicional foi elaborado no software AutoCAD Civil 3D®, considerando as características topográficas do terreno, área útil disponível e critérios de acessibilidade e manutenção. A curva cota x área foi obtida com base no levantamento topográfico da base do reservatório, e a curva cota x volume foi determinada por integração dessas áreas. Já o sistema modular StormTech MC-7200 foi modelado utilizando a ferramenta específica da Tigre ADS, que permite definir o número de câmaras necessárias, o volume útil de detenção, as dimensões totais do sistema e a ocupação em planta, considerando a interferência com estruturas e restrições espaciais. O modelo foi representado graficamente em AutoCAD 2D®, com base no layout proposto pela fabricante.
Ambos os sistemas foram posteriormente inseridos no ambiente de simulação hidrológica do software HEC-HMS® (versão 4.12), no qual foram definidos os seguintes parâmetros de entrada: método de transformação chuvavazão SCS-CN, com número de curva (CN) igual a 90, método de estimativa de perdas Loss SCS, e método de baseflow desconsiderado, visto tratar-se de escoamento superficial em ambiente urbano impermeável. O evento de precipitação foi modelado com duração de 60 minutos, seguindo a distribuição temporal tipo II do SCS, conforme recomendado para áreas urbanizadas.
A análise de desempenho hidráulico foi realizada com base nos seguintes parâmetros comparativos: vazão de pico na saída, tempo de resposta do hidrograma, volume de detenção necessário e área ocupada pela estrutura. Os resultados foram avaliados quanto à conformidade com os limites de vazão definidos pela ADASA (0,2 m³/s para a área de projeto) e em relação à eficiência hidráulica relativa entre os dois sistemas.
3.2.3 Metodologia Impacto Ambiental
Embora a norma ISO 14001 não especifique um método concreto, é possível desenvolver ferramentas e procedimentos orientados a processos de maneira relativamente simples para determinar os aspectos ambientais. Isso pode incluir o uso de listas de verificação para aspectos ambientais, a identificação de seus impactos, ou matrizes de avaliação com critérios correspondentes. Dessa forma, as empresas podem atender aos requisitos da ISO 14001 sobre aspectos ambientais de forma sistemática, estruturada e direcionada (KAISER, 2024).
A avaliação dos impactos ambientais associados aos sistemas de drenagem urbana foi realizada com o objetivo de comparar o desempenho qualitativo da bacia de detenção convencional e do sistema de câmaras enterradas StormTech MC-7200, com base em parâmetros definidos segundo os princípios da norma ISO 14001:2015, que trata do gerenciamento ambiental em projetos e processos de engenharia. A comparação considerou critérios amplamente reconhecidos na literatura técnica (TUCCI, 2003; ADASA, 2018) e aplicáveis ao contexto urbano do Distrito Federal.
Foram selecionados cinco parâmetros de análise ambiental, descritos a seguir:
- Uso do solo: Avalia a eficiência espacial do sistema em relação à área ocupada sobre o terreno. Sistemas subterrâneos como o StormTech permitem o reaproveitamento da superfície (ex. estacionamento, praças), enquanto a bacia de detenção requer área exclusiva para implantação e operação a céu aberto.
- Potencial de infiltração: Considera a capacidade técnica de cada sistema de promover a infiltração da água da chuva no solo. Embora o presente estudo desconsidere a infiltração por ausência de estudos geotécnicos, este critério foi mantido para fins comparativos, sendo atribuído maior potencial aos sistemas que possibilitam a instalação com base infiltrante.
- Geração de resíduos e impacto construtivo: Avalia a quantidade de resíduos gerados na fase de implantação e o impacto da movimentação de terra, escavações e uso de materiais industrializados. A bacia de detenção, por ser construída com materiais do próprio local e técnicas convencionais, tende a ter menor impacto nesse aspecto em comparação ao StormTech, que depende de componentes industrializados.
- Facilidade de manutenção: Refere-se ao acesso, frequência e complexidade das operações de limpeza e inspeção. Sistemas como o StormTech, com linha de inspeção central (Isolator Row), apresentam manutenção periódica simplificada, enquanto a bacia requer desassoreamento manual ou mecânico e controle de vegetação.
- Risco sanitário e proliferação de vetores: Analisa o potencial de acúmulo de água exposta que possa favorecer a proliferação de insetos transmissores de doenças. A bacia, por ser aberta, apresenta risco sanitário superior, exigindo tempo de detenção inferior a 12 horas conforme recomendação do Manual de Drenagem Urbana da ADASA (2018).
Para cada critério, foi atribuída uma nota qualitativa (variando de “baixo”, “moderado” a “alto” impacto ou desempenho), com base em informações técnicas fornecidas por fabricantes, normas ambientais e manuais de projeto. As justificativas foram apresentadas de forma descritiva para possibilitar uma leitura crítica do desempenho ambiental de cada sistema, respeitando as especificidades de implantação em áreas urbanas do Distrito Federal.
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES OU ANÁLISE DOS DADOS
A seguir são apresentados os resultados obtidos por meio de modelagem hidrológica HEC-HMS 4.10 e avaliação ambiental dos sistemas de drenagem urbana: bacia de detenção convencional e sistema modular StormTech (câmaras MC-7200).
Hietograma de Projeto calculado pelo método dos blocos alternados (TVA CONSTRUÇÃO, 2024). Veja a figura 13 abaixo.
Figura 13 – Hietograma do projeto
A simulação para o projeto foi realizada com uma chuva de uma hora de duração e um período de análise de 24 horas. A intensidade da chuva foi determinada a partir da Curva IDF, que consta no Termo de Referência e Especificações para Elaboração de Projetos de Drenagem Pluvial no Distrito Federal da NOVACAP (2019), considerando um período de retorno de 10 anos. Para essa simulação, a área de contribuição utilizada foi de 0,1004 km² (TVA CONSTRUÇÃO, 2024).
- SISTEMA MODULAR STORMTECH
Os parâmetros de entrada foram gerados, cotas x volumes dos reservatórios e são apresentados a seguir. (figuras 14 a 17)
Figura 14 – Cota x Volume Simulação StormTech
Figura 15 – Figura 14 – Gráfico Cota x Volume Simulação StormTech
Figura 16 – Cota x Área alagada Simulação StormTech
Figura 17 – Gráfico Cota x Área alagada Simulação StormTech
Os dados físicos do StormTech, bem como os dispositivos hidráulicos de entrada e saída utilizados na modelagem, encontram-se disponíveis a seguir. (figuras 18 a 20)
Figura 18 – Especificações Técnicas da câmara utilizada
Figura 19 – Dispositivo de saída
Figura 20 – Dispositivo de Entrada
Relatório dos dados do Reservatório modular StormTech. (figura 21)
Figura 21 – Relatório ADS da modelagem StormTech
Funcionamento hidráulico do reservatório de detenção StormTech de águas pluviais por meio do routing hidrodinâmico. (figura 22)
Figura 22 – Routing hidrodinâmico do sistema de amortecimento
A seguir são apresentadas as hidrógrafas de entrada e saída do sistema de amortecimento, para TR = 10 anos. (figura 23)
Figura 23 – Relação acumulação e elevação do reservatório (primeiro gráfico) máxima (cyan) e ocorrida (vermelho), e vazão pelo tempo (segundo gráfico), hidrógrafas de entrada (azul pontilhado) e saída (azul contínuo).
Síntese dos dados da simulação hidrodinâmica para o reservatório. (figura 24)
Figura 24 – Síntese dos resultados dos resultados na modelagem
Para os parâmetros apresentados, foi observado que a vazão de pico de saída é de 0,2 m³/s, e que a cota máxima atingida foi de 1.142,5 m. Para a área de contribuição do projeto (10,04 ha), é admissível que a vazão de lançamento máxima seja 0,2 m³/s. A última vazão ocorre às 09h52min.
- BACIA DE DETENÇÃO TRADICIONAL
Os parâmetros de entrada foram gerados, cotas x volumes dos reservatórios e são apresentados a seguir. (figura 25)
Figura 25 – Cota x Volume Simulação Bacia
Figura 26 – Gráfico Cota x Volume Simulação Bacia
Figura 27 – Gráfico Cota x Área alagada Simulação Bacia
Os dados físicos da bacia de detenção, bem como os dispositivos hidráulicos de saída utilizados na modelagem, encontram-se disponíveis a seguir. (figura 28).
Figura 28 – Síntese dos resultados de entrada na modelagem
Funcionamento hidráulico do reservatório de detenção StormTech de águas pluviais por meio do routing hidrodinâmico. (figura 29)
Figura 29 – Routing hidrodinâmico do sistema de amortecimento
A seguir são apresentadas as hidrógrafas de entrada e saída do sistema de amortecimento, para TR = 10 anos. (figura 20)
Figura 30 – Relação acumulação e elevação do reservatório (primeiro gráfico) máxima (cyan) e ocorrida (vermelho), e vazão pelo tempo (segundo gráfico), hidrógrafas de entrada (azul pontilhado) e saída (azul contínuo).
Síntese dos dados da simulação hidrodinâmica para o reservatório. (figura 31)
Figura 31 – Síntese dos resultados dos resultados na modelagem
Para os parâmetros apresentados, foi observado que a vazão de pico de saída é de 0,24486 m³/s, e que a cota máxima atingida foi de 1.143,629 m; 1 mm abaixo da cota da soleira do vertedor, que é de 1.143,630 m. Para a área de contribuição do projeto (10,04 ha), é admissível que a vazão de lançamento máxima seja 0,24486 m³/s. A última vazão ocorre às 23h40min.
4.1 Comparação Desempenho Hidráulico – Simulação no HEC-HMS 4
A análise do comportamento hidrológico dos dois sistemas foi realizada por meio do software HEC-HMS versão 4.10, utilizando um evento de projeto com tempo de retorno de 10 anos, duração de 1 hora e intensidade máxima de 112 mm/h, de acordo com os dados pluviométricos da estação local.
4.1.1 Hidrograma de Entrada e Vazão de Pico
Tabela 1 – Parâmetros hidrológicos utilizados
4.1.2 Hidrograma de Entrada e Vazão de Pico
A simulação gerou os hidrogramas de saída dos dois sistemas após o controle de vazão. Os gráficos foram apresentados anteriormente, veja as figuras 23 e 31.
Tabela 2 – Comparativo Hidráulico entre os Sistemas
Gráfico 1 – Comparativo Hidráulico
Ambos os sistemas atingiram desempenho satisfatório em termos de controle de vazão, com leve vantagem para o StormTech na redução do pico. No entanto, o diferencial mais relevante está no tempo de detenção e na ocupação da área, devido o sistema ser subterrâneo e permitir a utilização da área superior. (tabela 2 e gráfico 1).
Representação da eficiência percentual do sistema StormTech em comparação à bacia de detenção (Gráfico 2). Os dados mostram:
- 18,3% de redução na vazão de pico,
- 60,9% de redução no tempo de detenção,
- 21,4% de economia na área ocupada.
Gráfico 2 – Comparativo de eficiência
4.2 Comparação Impacto ambiental
Tabela 3 – Comparação do impacto ambiental entre os sistemas
A análise mostra que a Bacia de Detenção possui maior facilidade de manutenção e integração urbana, enquanto o sistema StormTech MC-7200 se destaca pela eficiência na infiltração e economia de espaço. A escolha entre os sistemas deve considerar o contexto urbanístico, o solo disponível e os objetivos ambientais do projeto.
5 CONCLUSÃO/CONSIDERAÇÕES FINAIS
A análise comparativa entre o sistema modular StormTech MC-7200 e a bacia de detenção tradicional demostra que ambos os métodos são tecnicamente eficazes para o controle do escoamento superficial em áreas urbanas. A partir das modelagens hidrológicas realizadas no HEC-HMS e das avaliações qualitativas baseadas em critérios ambientais, foi possível observar diferenças significativas no desempenho e na aplicabilidade de cada solução.
Em termos de desempenho hidráulico, os dois sistemas conseguiram conter adequadamente a vazão de projeto para uma área de contribuição de 10,04 hectares, respeitando o limite máximo de lançamento de 24,4 L/s conforme os critérios da Resolução ADASA nº 26/2013. O sistema StormTech demonstrou maior eficiência na redução da vazão de pico e menor tempo de detenção, ocupando também menor área superficial, o que é um diferencial relevante em zonas urbanas consolidadas. A bacia de detenção, por sua vez, mostrou maior tempo de detenção e leve superação da área ocupada, mas com desempenho hidráulico igualmente satisfatório.
Na avaliação qualitativa do impacto ambiental, o StormTech apresentou vantagens quanto ao uso do solo e ao potencial de recarga do aquífero, quando bem projetado, além de baixa interferência em áreas ambientalmente sensíveis. No entanto, esse sistema requer o uso de materiais industrializados e apresenta maior emissão de gases de efeito estufa durante sua fabricação e transporte. Por outro lado, a bacia de detenção, ainda que menos tecnológica, mostrou-se superior em critérios como facilidade de manutenção, integração paisagística e reversibilidade.
Dessa forma, conclui-se que a escolha do sistema de drenagem urbana deve ser pautada por critérios técnicos, ambientais e urbanísticos, levando em consideração a disponibilidade de espaço, as características do solo, a intensidade de uso da área e os objetivos de sustentabilidade. O StormTech é mais indicado para áreas com alta densidade urbana e restrição de espaço, enquanto as bacias de detenção permanecem como soluções eficazes e economicamente viáveis para áreas extensas, com menor pressão por ocupação do solo.
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¹Discente do Curso Superior de Engenharia Civil, Centro Universitário do Distrito Federal (UDF) Campus 4R e- mail: ttavaresdayane@gmail.com
²Discente do Curso Superior de Engenharia Civil, Centro Universitário do Distrito Federal (UDF) Campus 4R e- mail: nathanvini001@gmail.com
³Docente do Curso Superior de Curso de Engenharia Civil, UDF. Mestre em Engenharia Civil (UFSM). e- mail: sandro.pedrotti@udf.edu.br