ARTIGO ORIGINAL
GUSMÃO, Filipe dos Santos [1], CORDEIRO, Érico Souza Brito [2]
GUSMÃO, Filipe Dos Santos. CORDEIRO, Érico Souza Brito. O polietileno expandido de alta densidade em obra de drenagem pluvial – Vitoria da Conquista/BA. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Ano 06, Ed. 07, Vol. 04, pp. 53-73. Julho de 2021. ISSN: 2448-0959, Link de acesso: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-civil/drenagem-pluvial, DOI: 10.32749/nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-civil/drenagem-pluvial
A Drenagem Pluvial é o processo de controle e gerenciamento das águas pluviais. Este artigo traz como problemática minimizar os problemas que o excesso de água pode causar nos meios urbanos, como deslizamentos de terra e inundações. Por meio de um conjunto de estruturas e instalações em vias urbanas, o sistema pode orientar e direcionar o fluxo de água para canais, bueiros, galerias etc. Posto o alto grau de preocupação com o equilíbrio ambiental, o presente artigo tem como objetivo apresentar todos os elementos estruturais deste tipo de infraestrutura, e, também, uma comparação entre os Tubos de Polietileno Expandido de Alta Densidade e as Manilhas de Concreto Armado, visando o custo-benefício para um determinado trecho em uma obra localizada na cidade de Vitória da Conquista – BA, a qual foi acompanhada do início ao fim por um estágio supervisionado. Sendo assim, a partir das pesquisas bibliográficas foi possível explanar sobre os elementos estruturais da drenagem pluvial como também, as características físicas e relacionadas ao custo-benefício de cada tipo de galeria a ser utilizada neste tipo de obra. Este trabalho conclui que, para os preços na região, pode-se afirmar que o uso dos tubos de polietileno foram a melhor escolha para a execução da obra.
Palavras-chave: Drenagem Urbana, Custo-Benefício, PEAD.
A urbanização e o progresso da construção civil têm como resultado o desenvolvimento da impermeabilização do solo. Visto que, ao asfaltar ruas, levantar edifícios, produzir calçadas, amplia-se os campos impermeáveis no meio urbano. Deste modo, no momento em que chove, a água não é absorvida pelo chão. Enormes volumes de chuva fluem para as redes pluviais, que ficam sobrecarregadas e, várias vezes, entupidas com lixo, ocasionando, então, alagamentos e enchentes (PLASTPRIME, 2018).
Responsabilizar-se pela permeabilidade do solo auxilia a impedir esses desastres e assegura, além disso, a introdução da água da chuva no lençol freático. Isso faz com que a água complete o seu circuito natural e seja capaz de restabelecer os aquíferos. Por esse motivo, em um futuro, garantir a permeabilidade é, também, impedir as crises hídricas, já sentidas em diversos municípios do país (PLASTPRIME, 2018).
Tendo em vista as consequências do avanço das construções civis, o presente artigo teve como questão norteadora: qual medida pode ser tomada para que haja a correta permeabilidade das águas pluviais no solo?
A drenagem pluvial busca dar direcionamento correto à água presente no solo e nas águas oriundas da chuva. Os sistemas mais comuns de drenagem, transportam as águas superficiais coletadas nos dispositivos de microdrenagem através das bocas de lobo, destinando as mesmas aos sistemas de macrodrenagem, constituídos de canais abertos ou de condutos fechados (galerias), podendo ser implantados algumas obras complementares, como dissipadores de energia e bueiros (MACHADO 2014).
O objetivo deste trabalho será comparar algumas das vantagens e desvantagens de se utilizar o Polietileno Expandido de Alta Densidade (PEAD), ao invés de se utilizar as manilhas de concreto, e com isso, comparar o seu custo-benefício em uma obra de Drenagem Pluvial na cidade de Vitória da Conquista – BA, Bairro Patagônia, em todo o Loteamento Conveima 1.
A drenagem urbana é o grupo de providências que tenham como meta reduzir os perigos que os cidadãos estão sujeitos, reduzir os danos provocado por inundações e proporcionar o progresso urbano de maneira harmônica, estruturada e sustentável. isto é, a drenagem nada mais é do que a direção da água da chuva que escoa dentro do meio urbano (AGERSA, 2021).
O crescimento da nação, especialmente em pólos regionais de desenvolvimento e o aumento irregular da periferia tem gerado efeitos consideráveis na infraestrutura de recursos hídricos. E um dos grandes impactos que tem acontecido na drenagem urbana é a maneira de crescimento da regularidade e magnitude das inundações e por consequência a degradação ambiental. De modo reduzido, os princípios da drenagem urbana moderna consistem principalmente em não passar os impactos à jusante, impedindo o aumento das cheias naturais, recuperar os corpos hídricos, procurando o reequilibro das fases naturais (hidrólogos, biológicos e ecológicos) e ter em consideração a bacia hidrográfica como unidade espacial de ação (COMITÊPARDO, 2004).
De acordo Tucci (2005), infiltração é o processo em que a água que se encontra na superfície, passa para o interior do solo. Essa capacidade depende das características do solo e do estado de umidade da camada superior do solo, chamada também de zona não-saturada. A velocidade do escoamento através da camada não-saturada do solo até o lençol freático (zona saturada) é chamada percolação. A percolação depende do estado de umidade da camada superior do solo e do tipo de solo.
Figura 1: Sistema de Microdrenagem
Na figura 1, é possível visualizar todos os componentes de uma estrutura de Drenagem Pluvial, na qual serão analisadas no tópico 2.1 deste trabalho.
De acordo com Ruggeri Júnior e Souza (2020), os principais componentes de uma Drenagem Pluvial são:
As tubulações utilizadas nas galerias, podem ser de diferentes materiais: Concreto, Corrugado de Polietileno de alta densidade (PEAD), Policloreto de polivinila (PVC), Argila, Cobre, entre outros (RELVAS, 2004).
O tubo de concreto vem sendo usado desde o final do século 19 nos trabalhos de drenagem, sendo assim, por causa da alta disponibilidade de comércio, possui simples aquisição e valor acessível, indicando vantagem aos olhos da maioria dos construtores e engenheiros. (EMPÓRIO ATACADO, 2019)
A sua utilização encaminha a galerias de água pluviais e drenagem de regiões como: aeroportos, condomínios, rodovias, áreas fabris, galerias e bueiros. Os tubos de concreto armado são conhecidos em quatro categorias: PA1 / PA2 / PA3 / PA4. Quanto mais superior o número de especificações, maior é a carga por ele sustentada de acordo com norma técnica NBR 8890. (JESUS DE MARI, 2020)
Segundo Belgo Bekaert (2018), algumas das vantagens de se utilizar os tubos de concreto armado são:
O Polietileno Expandido de Alta Densidade (PEAD), é uma estrutura molecular regular e estável, e resulta em produtos finais com características superiores à de outros plásticos e de outros polietilenos. Como seu peso molecular é elevado, o PEAD é mais indicado para a fabricação de tubos que apresentam resistência quanto a deformações, também garantem durabilidade, flexibilidade e leveza. Composto feito por uma cadeia através de carbono e hidrogênio, é um material maleável e permite sua deformação, o que permite que ele seja reutilizado. O polietileno de alta densidade, é resistente a altas temperaturas, impermeável, atóxico, possui pouca estabilidade dimensional, e baixa densidade. (PLÁSTICO VIRTUAL, 2019)
O PEAD também pode ser injetado para moldar itens como caixas, pallets, embalagens, produtos domésticos e brinquedos. Além disso, pode ser utilizado na produção industrial de: canos de água, canos de gás natural e de dutos de irrigação, dutos de esgotos, e tubos condutores de cabos elétricos e de telecomunicações. (TECHDUTO, 2018)
De acordo uma pesquisa feita pela Empório Atacado (2019), as principais vantagens do PEAD comparado ao tubo de Concreto Armado são:
Para a realização deste trabalho, foi necessário acompanhar o processo executivo de um projeto de drenagem pluvial realizado no loteamento Conveima 1, da cidade de Vitória da Conquista, através de um estágio supervisionado, utilizando os tubos de PEAD, a fim de acabar com os alagamentos do local. Além deste acompanhamento, foi realizada uma série de estudos e pesquisas teóricas para esclarecer aos leitores a respeito de como funciona uma drenagem pluvial, causando assim, um embasamento teórico, para que posteriormente possa inserir o estudo sobre os tipos de materiais utilizados neste tipo de obra. Neste artigo, é proposto o estudo da utilização e do fácil manejo do PEAD, ajudando para que a obra seja entregue em um prazo menor, comparado as manilhas de concreto armado, que são consideradas um material de um manejo mais difícil pelo seu peso, causando consequentemente um atraso na obra, de acordo os estudos teóricos apresentados. Para entender mais sobre a drenagem e os tipos de materiais utilizados neste tipo de obra, além dos estudos teóricos, o engenheiro responsável pela obra em questão pôde esclarecer algumas dúvidas e opinar sobre os materiais, ao decorrer do estágio supervisionado.
Foi analisado um trecho da obra e feito o seu orçamento, comparando os dois métodos de Drenagem Pluvial, utilizando tanto os tubos PEAD, como as Manilhas de Concreto Armado. O trecho a ser analisado é o trecho 12 e 13 da obra, demonstrado a partir de uma planilha realizada durante a execução da obra, anexada, a seguir, na Figura 2.
Figura 2: Trecho da Planilha do controle de obra, realizado para facilitar a visualização da obra como um todo
Nos trechos a serem analisados e comparados, tem-se 133 metros lineares de drenagem, necessitando ser de 1500 mm (milímetros) de diâmetro interno (Ø). Este trecho também pode ser visualizado nas Figuras 6 e 7, nos Anexos deste trabalho.
Para que se possa orçar este trecho da obra com o PEAD, foi feita uma planilha com os custos de materiais e equipamentos a serem utilizados com este método. O mesmo processo foi feito paras as Manilhas de Concreto Armado.
Durante a obra neste trecho, por dia, eram assentados 6 tubos PEAD de 6 metros lineares cada.
No caso da obra utilizando os tubos PEAD, a execução se deu conforme os passos:
Este método de execução, foi elaborado e utilizado pelo engenheiro responsável desta obra.
De acordo pesquisas realizadas com outras equipes desta mesma empresa, neste mesmo trecho, por dia, seriam assentadas 6 manilhas de concreto de 1 metro linear cada, com a mesma equipe e mesmos equipamentos.
Para a obra utilizando as manilhas de concreto armado, o processo de execução seguiu as etapas:
Este método de execução, foi elaborado e utilizado em outras obras pela mesma empresa e pelo mesmo engenheiro responsável.
Após todo o desenvolvimento e planejamento da obra em questão, foi desenvolvida uma planilha orçamentária utilizando ambos os materiais para a galeria da Drenagem Pluvial.
A planilha desenvolvida para os tubos PEAD é exibida na Tabela 1. Nessa planilha, estão anexadas as informações do trecho estudado, assentando-se 6 tubos PEAD por dia.
A planilha desenvolvida para a drenagem com Manilhas é exibida na Tabela 2. Nessa planilha, estão anexadas as informações do trecho estudado, assentando-se 6 manilhas de concreto armado por dia.
Os valores como material de aterro, equipamentos para adensamento de vala e os PV’S (Poços de Visita) foram omitidos, pois seriam iguais para os tubos PEAD e para as manilhas, não atingindo a comparação orçamentária. Estão citados apenas os itens de maior valor para execução da obra.
Tabela 1: Orçamento da drenagem com tubos PEAD
| Item | Descrição dos serviços | Un. | Quant. | Preço unt. (R$) | Valor (R$) |
| 1 | Drenagem Pluvial Utilizando Tubos PEAD | ||||
| 1.1 | PEAD 1500mm de diâmetro | m | 133 | 1250 | 166250 |
| 1.2 | Escavadeira pc200 | h | 35,47 | 91,67 | 3251,11 |
| 1.3 | Retroescavadeira | h | 35,47 | 33,33 | 1182,22 |
| 1.4 | Caçamba | h | 35,47 | 25 | 886,67 |
| 1.5 | Carro Pipa | h | 35,47 | 25 | 886,67 |
| 1.6 | Ajudantes | dias | 4,43 | 6,67 | 88,67 |
| 1.7 | Encanador | h | 35,47 | 7,92 | 280,78 |
| 1.8 | Operadores de Máquinas | h | 35,47 | 9,17 | 325,11 |
| TOTAL 01 (R$) | 173151 | ||||
Fonte: Elaborado pelo autor
Tabela 2 – Orçamento da drenagem com manilhas
| Item | Descrição dos serviços | Un. | Quant. | Preço unt. (R$) | Valor (R$) |
| 1 | Drenagem Pluvial Utilizando Manilhas de Concreto Armado | ||||
| 1.1 | Manilhas de 1500mm de diâmetro | m | 133 | 1200 | 159600 |
| 1.2 | Escavadeira | h | 177,33 | 91,67 | 16255,6 |
| 1.3 | Retroescavadeira | h | 177,33 | 33,33 | 5911,11 |
| 1.4 | Caçamba | h | 177,33 | 25 | 4433,33 |
| 1.5 | Carro Pipa | h | 177,33 | 25 | 4433,33 |
| 1.6 | Ajudantes | dias | 22,17 | 6,67 | 443,33 |
| 1.7 | Encanador | h | 177,33 | 7,92 | 1403,89 |
| 1.8 | Operadores de Máquinas | h | 177,33 | 9,17 | 1625,56 |
| TOTAL 01 (R$) | 194106 | ||||
Fonte: Elaborado pelo autor
OBS: Os preços que foram utilizados para o cálculo das planilhas anteriores, foram obtidos através de pesquisas de preço, realizadas nas empresas da região
Como se pode notar, as manilhas de concreto armado são mais baratas que os tubos PEAD, porém, devido ao seu peso e a necessidade de ter maior cuidado no seu manuseio, juntamente com a necessidade da espera da secagem de sua massa em suas ramificações, resultam em tempo necessário de execução, neste trecho, quase 5 vezes maiores que o dos tubos PEAD. Esse maior tempo de execução gera maiores custos com maquinário e funcionários da obra.
O desenvolvimento do presente estudo possibilitou uma análise de custos diretamente ligada ao tipo de galeria a ser utilizada em uma obra de Drenagem Pluvial. Pôde-se notar que em obras de pequeno porte e baixa profundidade, há uma certa vantagem com relação as manilhas de concreto armado, pois, elas são mais fáceis de encontrar e são mais baratas do que os tubos de Polietileno Expandido. Porém, em obras de grande porte e de grande profundidade, os tubos PEAD levam vantagem sobre as manilhas de concreto armado, por serem mais fáceis de manusear e também pelo seu comprimento, sendo 6 vezes maior que a manilha de concreto que possui apenas 1 metro linear. Sendo assim, obras de grande porte podem custar até 5 vezes menos, sendo utilizados os tubos de Polietileno, baixando consideravelmente o custo de execução da obra.
Como os tubos PEAD são de certa forma um meio recente para a substituição das manilhas de concreto armado, eles ainda continuam com preços elevados e difíceis de serem encontrados a pronta entrega, sendo na maioria das vezes importados de outras cidades e até mesmo de outros estados, causando um certo desconforto nos profissionais responsáveis pela execução de uma obra de drenagem. Contudo, com um bom planejamento, fazendo o pedido antecipadamente e calculando corretamente a quantidade de tubos a serem utilizados na obra, o custo-benefício será bastante elevado, tendo em vista também que este está sendo um meio mais moderno para a realização deste tipo de obra.
AGERSA. Agência Reguladora de Saneamento Básico do Estado da Bahia – Drenagem Urbana. 2021. Disponível em: <http://www.agersa.ba.gov.br/?page_id=694> Acesso em: 05/07/2021.
CARLOS E. M. TUCCI. Gestão de Águas Pluviais Urbanas. Ministério das cidades – Global Water Partnership – Word Bank – Unesco. 2005. Disponível em: <https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/33435134/GestaoAguasPluviaisUrbanas.pdf?1397116246=&response-content-disposition=inline%3B+filename%3DGestao_de_Aguas_Pluviais_Urbanas.pdf&Expires=1625604204&Signature=Veq5zmTr3IdUjSeO5TffyiklJcrFtfHITEg~i~p5H2d6gnNVuWDh6wuMklD-GqAPry4BIEyb~238FZ26ZKgI2wHYUiGEQbKtFgT1AF~y5jp6kil2N67RuiK~xAGNMopsEfgT2NlQeHw3NPP~7Du1abn-KdlgZzHYyDgr60bPv~SzYsAPwk~Cz2~MFJ4ot-K~VflxzohUMMSnPBLw1UEb6HTKqc~Rf0C7TQk9F1KreCthxOwQ7iMbLUZW~CFaGUAlO9vy0ugGtuEK3o~ag~IKyqovDc5BTS0He2auQ98XWxafQf~mXHWtzVtmAnwuFSETa-tAaRikcAiKGOPRuooldg__&Key-Pair-Id=APKAJLOHF5GGSLRBV4ZA> Acesso em: 06/07/2021.
COMITÊPARDO. Núcleo de Pesquisa e Extensão em Gerenciamento de Recursos Hídricos Comitê de Gerenciamento da Bacia Hidrográfica do Rio Pardo. Comitê Pardo Boletim Informativo N.º 05/ Ano VI – Maio/2004. Disponível em: <http://www.comitepardo.com.br/boletins/2004/boletim05-04.html>. Acesso em: 11/11/2020.
EMPÓRIO ATACADO. Tubo de Concreto x Tubo de Polietileno: um comparativo. 2019. Disponível em: <https://emporioatacado.com/informativos/tubo-de-concreto-x-tubo-de-polietileno-um-comparativo-c-44>. Acesso em: 11/11/2021
JESUS DE MARI (JDM). Tubos de Concreto Armado. 2020. Disponível em: <http://www.jesusdemari.com.br/pre-moldados-e-fabricados-de-concreto/tubos-de-concreto/tubos-de-concreto-armado/>. Acesso em: 11/11/2020.
LORBPLASTIC, 2020. Principais Vantagens do uso dos Tubos PEAD. Disponível em: <http://www.lorbplastic.com.br/principais-vantagens-do-uso-dos-tubos-em-pead/>. Acesso em: 05/11/2020.
MACHADO, Julia Duarte et al. Análise do uso de galerias leves na drenagem pluvial urbana. 2018. Dourados; MS: Universidade Federal de Grande Dourados. Disponível em: <http://repositorio.ufgd.edu.br/jspui/bitstream/prefix/1970/1/JuliaDuarteMachado.pdf>. Acesso em 02/11/2020
PLÁSTICO VIRTUAL. O que é e propriedades do PEAD. Disponível em: <https://plasticovirtual.com.br/oqueepeadpolietilenodealtadensidade/#:~:text=O%20PEAD%20(polietileno%20de%20alta,pl%C3%A1sticos%20mais%20difundidos%20no%20mundo.&text=O%20polietileno%20%C3%A9%20pol%C3%ADmero%20com,possui%20uma%20grande%20resist%C3%AAncia%20qu%C3%ADmica.>. Acesso em: 02/11/2020.
PLASTPRIME, Importância da Permeabilidade em áreas Urbanas. 2018. Disponível em: <https://www.plastprime.com/epoca-de-chuvas-como-garantir-a-permeabilidade/#:~:text=Import%C3%A2ncia%20da%20permeabilidade%20em%20%C3%A1reas%20urbanas&text=Assim%2C%20quando%20chove%2C%20a%20%C3%A1gua%20n%C3%A3o%20%C3%A9%20absorvida%20pelo%20solo.&text=Garantir%20a%20permeabilidade%20do%20solo%20ajuda%20a%20evitar%20essas%20trag%C3%A9dias,e%20possa%20recompor%20os%20aqu%C3%ADferos>. Acesso em: 05/11/2020.
RELVAS, Fernando. J. Galerias de drenagem de águas pluviais com tubos. Revista Techne (Editora Pini), edição 93. 2004. Disponível em: <http://techne17.pini.com.br/engenhariacivil/93/artigo287353-1.aspx.>. Acesso em: 02/11/2020.
RUGGERI JÚNIOR, Humberto Carlos; E SOUZA, Saulo Bruno Silveira. Tecnologias Sociais de Saneamento Rural – Drenagem e Manejo das Águas Pluviais. 1 ed. Goiânia, GO: CEGRAF UFG, 2020. Disponível em: <https://publica.ciar.ufg.br/ebooks/saneamento-e-saude-ambiental/modulos/5_modulo_saneamento/02-4.html>. Acesso em: 05/07/2021
TECHDUTO. Inovação em Tubos Conrrugados. Sobre o PEAD e os principais usos. 2018. Disponível em: <https://www.techduto.com.br/pead/>. Acesso em: 06/07/2021
Figura 3: Recebimento de tubos PEAD de 700mm
Figura 4: Retirada dos tubos sendo realizada por pá carregadeira
Figura 5: Abertura de vala para locação dos tubos PEAD
Figura 6: Tubo PEAD sendo colocado por escavadeira e uma cinta amarrada a ambos
Figura 7: Tubos sendo adensados por duas camadas de pó de brita, para que não sofram deslocamento devido a erosões e/ou tráfego acima deles
Figura 8: Escavação do material e preenchido posterior até o nível da superfície após adensamento
Figura 9: Poço de visita sendo executado englobando a galeria e os tubos de ligação
Figura 10: Poço de Visitação pronto para fechamento com tampa de concreto armado
Figura 11: Poço de visitação com tampa
Figura 12: Anéis de concreto e tampa para acesso ao ao poço de visitação
Figura 13: Estrutura de boca de lobo, para captação de água pluvial da rua
Figura 14: Boca de lobo finalizada
Figura 15: Estrutura para Trincheira Drenante, outro método para captação da água
Figura 16: Trincheira Drenante finalizada
[1] Bacharelando em Engenharia Civil.
[2] Mestrado em Engenharia Civil.
Enviado: Maio, 2021.
Aprovado: Julho, 2021.
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Parabéns Filipe pelo artigo. Trabalho excelente!!!! Sucessos.
Ótimo artigo!! Várias dúvidas esclarecidas depois da leitura!!
Parabéns Filipe ????
Vai brilhar na carreira S2