Protótipo 01

Protótipo de telhado verde com Portulaca grandiflora - análise da absorção de águas pluviais e do software GreenRoof

O protótipo de cobertura verde construído pela arquiteta Silvia Baldessar, participante desta pesquisa, avalia a eficácia de absorção de águas pluviais por um telhado que utiliza a espécie vegetal Portulaca grandiflora. Essa espécie foi escolhida por ser indicada para telhados verdes extensivos, de acordo com Tavares (2001).

Para comparação de resultados, foram construídos mais dois protótipos ao lado desse: um reproduzindo uma cobertura de telhado cerâmico e outro uma laje impermeabilizada.

Os três protótipos, de 1m² cada um, foram montados na residência da arquiteta em local sem sombreamento seguindo o projeto da figura 01. Construídos com tábuas de pinus protegidas por emulsão asfáltica para impermeabilização, receberam também caixas internas confeccionadas com chapas de alumínio de 0,4mm de espessura. O escoamento da água em cada protótipo ocorre por uma válvula de plástico comum de lavatório, que leva o líquido até um recipiente graduado vazio.

No protótipo que recebe vegetação a camada de drenagem, com espessura entre 2,5cm a 3,0cm, foi composta por argila expandida. Imediatamente acima foi inserida uma camada de filtro executada em tecido geotêxtil, seguida de uma camada de aproximadamente 5cm de substrato fornecido pelo Museu Botânico de Curitiba, que recebeu água até sua saturação (detectada pelo escoamento do excesso). Uma camada de tecido geotêxtil protege a saída do escoamento da água de possíveis obstruções.

O protótipo de laje impermeabilizada consiste apenas na caixa de madeira externa, impermeabilizada e portadora de uma caixa de alumínio em seu interior, base dos outros dois protótipos. Uma malha metálica protege a válvula de escoamentos da descida de partículas sólidas, como folhas.

O protótipo que simula um telhado convencional possui uma estrutura de madeira totalmente embutida no espaço. Recebe telhas de barro usadas oriundas de uma construção com cerca de 40 anos de idade, para simulação de um telhado tradicional da cidade de Curitiba. Novamente uma malha metálica é utilizada para evitar obstruções no escoamento de água.

Imagem 01 - Planta e corte dos protótipos

Para a verificação do comportamento do protótipo de telhado verde diariamente foram coletados dados dos recipientes graduados, das estações meteorológica e agrometeorológica e da aplicação do software GreenRoof.

Este programa compara o telhado verde existente e a hipótese de um mesmo telhado revestido de cobertura impermeável, através da entrada de dados como precipitação, evapotranspiração e cobertura do telhado. Nesta pesquisa, a simulação foi feita nos protótipos e também em um edifício com cobertura verde já existente na cidade de Curitiba.


Resultados parciais:

         A verificação do comportamento do protótipo de telhado verde ocorreu através de coleta diária da água recolhida pelos recipiente graduados sob os protótipos. A leitura da água escoada pelo experimento foi feita às 00 horas UTC (Coordinated Universal Time), equivalente às 21 horas (ou às 22 horas em horário de verão) para melhor confrontar com dados recolhidos pelo Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). Os valores obtidos foram organizados em planilha no período de 26 de novembro de 2011 a 27 de fevereiro de 2012, e são apresentados na tabela 01. É importante salientar que inicialmente o substrato foi encharcado de água e aguardou-se três dias para o início das medições em razão do tempo necessário para escoar o excesso de água.

                      

Tabela 01 - Coleta de dados dos protótipos do experimento

Para o telhado verde já existente, que encontra-se sobre um edifício residencial, foram coletados dados das estações meteorológica e agrometeorológica para a aplicação no software GreenRoof.

A tabela 02 apresenta os dados de precipitação obtidos pelo INMET no mesmo período dos dados obtidos pelos protótipos. Percebe-se uma diferença em relação à quantidade de água recolhida pelo protótipo de laje impermeável, que também funciona como um indicador de precipitação. Isso de deve à diferença geográfica onde foram realizadas as medições, em pontos distintos da cidade de Curitiba.

Tabela 02 - Dados de precipitação diária retirados do INMET

Como o software GreenRoof exige dados de evapotranspiração, foram obtidos valores mensais do estado do Paraná através do Instituto Agronômico do Paraná (IAPAR), através de mapas com valores médios de evapotranspiração que abrangem todo o estado e possuem isolinhas com intervalo de 0,5mm/dia. Assim, para estabelecer o valor mais próximo para a região de Curitiba, foi realizada a interpolação linear dos dados do mapa para a região em questão. Os resultados encontram-se na tabela 03.

Tabela 03 - Dados interpolados das normais de evapotranspiração - IAPAR

De acordo com a aplicação do software GreenRoof nos protótipos construídos o telhado verde escoou 32% dos 325 litros de precipitação computados no período de 94 dias entre 26 de novembro de 2011 a 27 de favereiro de 2012. Enquanto isso, o telhado convencional escoou 96%.

Aplicando-se o software no telhado verde existente no mesmo período de tempo verificou-se que dos 92800 litros precipitados 21% foram escoados, enquanto que se a mesma área fosse coberta com telhado convencional 96% seriam escoados.

Os dados obtidos pelo programa de computador são muito parecidos com os obtidos pelas medições da água captada pelos recipientes graduados sob os protótipos, como mostra a tabela 04:

Tabela 04 - Medições de escoamento de águas pluviais nos protótipos pelos recipientes graduados e pelo software GreenRoof

Discussão:

Os dados obtidos comprovam a propriedade atribuída aos telhados verdes por autores como Cantor (2008), pois apresentam redução acentuada da água de escoamento durante períodos de chuva. Isso demonstra que o problema da redução da permeabilidade do solo em regiões urbanas pode ser atenuado pelo uso do telhado verde.

Além disso, o resultado da aplicação do software GreenRoof aos protótipos construídos mostrou que a simulação retornou valores compatíveis com os medidos, levando a crer que os resultados obtidos pela simulação aplicada no telhado verde existente sobre o edifício são verdadeiras e transcrevem realmente o comportamento do telhado verde na região de Curitiba. Verifica-se novamente também uma redução acentuada no volume de água escoada.

De acordo com o Código de Posturas da cidade de Curitiba a taxa de ocupação para algumas zonas residenciais (ZRs) é de 50% da área do terreno e a taxa de permeabilidade do solo de 25%. Se a parte edificada contiver um telhado verde tem-se o equivalente a uma área permeável que pode chegar a 75%, ou seja: maior permeabilidade, e menor a quantidade de água escoada para a rede de captação de águas pluviais da cidade.