ARTIGO DE REVISÃO
RODOVALHO, André Bezerra [1], MARTINS, Andressa Rodrigues [2]
RODOVALHO, André Bezerra. MARTINS, Andressa Rodrigues. Gestão de águas pluviais com o desenvolvimento viário. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Ano. 10, Ed. 10, Vol. 01, pp. 73-93. Outubro de 2025. ISSN:2448-0959. Link de acesso: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-civil/gestao-de-aguas-pluviais, DOI: 10.32749/nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-civil/gestao-de-aguas-pluviais
A construção e a presença de rodovias modificaram o escoamento superficial nas bacias hidrográficas, redirecionando fluxos de chuva através de sistemas de drenagem, causando impactos ambientais e sociais. Este estudo analisou os fatores de gestão hidrológica e urbana que afetam o comportamento do fluxo pluvial devido as rodovias, particularmente no planejamento urbano e nos planos diretores. O estudo foi realizado por uma avaliação bibliográfica sobre drenagem rodoviária e manejo de bacias hidrográficas. Os resultados obtidos destacam a relevância da gestão integrada entre os entes federativos e a necessidade de monitoramento contínuo para mitigar impactos adversos. Conclui-se que a sustentabilidade ambiental em áreas urbanizadas requer políticas públicas eficazes e revisões periódicas dos sistemas de drenagem.
Palavras-chave: Drenagem rodoviária, Planejamento Urbano, Impactos Hidrológicos.
A implantação das rodovias em áreas antes cobertas por vegetação nativa, propriedades rurais ou pequenas comunidades contribui para o surgimento de diversas cidades. Essas vias incentivam o desenvolvimento econômico e social nas comunidades adjacentes, conectando municípios, estados e até mesmo países. Além disso, contribuem para a reorganização do tráfego urbano e para a expansão territorial. Entretanto, as intervenções decorrentes da construção dessas vias provocam impactos ambientais significativos nos ecossistemas locais (De Brito, Vasconcellos e Oliveira, 2013).
No Brasil, a urbanização impulsionada pela implantação de rodovias ocorre de forma desordenada, levando à expansão do arranjo citadino ao longo dessas vias. Esse crescimento, marcado pela ausência de infraestrutura adequada e planejamento eficaz, gera diversos desafios socioambientais (Brasil, 2006a).
A transformação do uso do solo, com a expansão das áreas impermeáveis, impede a absorção das águas pluviais, aumentando o escoamento superficial e alterando o ciclo hidrológico (Chang, 2007). Entre os principais efeitos dessa alteração estão o aumento do pico de vazão, o aumento do volume de escoamento e a deterioração da qualidade da água (Leopold, 1968; Hammer 1972; Paul e Meyer, 2001).
A alteração da superfície do solo, interfere no ciclo hidrológico e reduz as áreas de infiltração de água. Esse processo modifica os padrões de drenagem natural, resultando em inundações, voçorocas e outros problemas ambientais relacionados (AASHTO, 2014).
Ao longo do tempo, o escoamento de águas pluviais produz uma grande quantidade de fluxo diretamente para as águas superficiais que podem ser prejudiciais ao meio ambiente (EPA, 2005). Esse processo também contribui para o aumento da área impermeável, agravando a frequência e magnitude dos eventos de inundação (Booth e Jackson, 1997).
Ademais, ocorre o aumento no escoamento superficial que pode causar, problemas de diversas proporções, como o subdimensionado sistema de drenagem da rodovia, alagamentos, erosões, prejuízos na segurança viária, acidentes, dentre outros (Brasil, 2006b). Este estudo apresenta revisão bibliográfica sobre drenagem rodoviária e gestão de águas pluviais com o desenvolvimento viário. Os resultados evidenciam a importância de uma gestão integrada entre os diferentes entes federativos e a necessidade de monitoramento constante para mitigar impactos adversos.
A bacia hidrográfica, também conhecida como bacia de drenagem, é uma área delimitada por superfícies que, por meio de canais e afluentes, captam e direcionam as águas pluviais, sedimentos e substâncias dissolvidas para um leito principal. Este leito, por sua vez, conduz o fluxo de água até uma saída única, como a foz em outro rio, lago ou mar (Alcântara e Amorim, 2005).
Segundo Barrella et al. (2000), a formação da bacia hidrográfica ocorre nas áreas elevadas do relevo, onde os divisores de água estabelecem seus limites, conduzindo as águas para regiões mais baixas e dando origem a cursos d’água.
A bacia hidrográfica, conforme o estudo de Tucci (1997), caracteriza-se por uma área territorial cujos contornos são definidos pelo relevo. Nela, a água proveniente da precipitação converge, escoando superficialmente até um ponto de descarga único, denominado exutório. Este sistema hídrico é estruturado por declives e uma rede de canais fluviais, que direcionam o fluxo hídrico rumo à foz. Os limites da bacia são demarcados pelos divisores topográficos, que atuam como barreiras naturais, separando as áreas de drenagem adjacentes. Uma representação visual da configuração de uma bacia hidrográfica pode ser observada na Figura 1.
Figura 1 – Exemplo de bacia hidrográfica
Considerada uma unidade fundamental para o gerenciamento territorial, a bacia hidrográfica serve como o principal espaço onde ocorrem diversas atividades humanas (Carvalho, 2020).
A Lei 9.433/97, que Institui a Política Nacional de Recursos Hídricos e cria o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos, conhecida como lei das águas, se configura como um avanço para direcionar a gestão dos recursos hídricos no Brasil. Estabelece adoção da bacia hidrográfica, como unidade de planejamento, a fim de determinar o perímetro da área a ser planejada de forma a proporcionar o confronto entre a disponibilidade e a demanda, essenciais na determinação do balanço hídrico.
A adoção da bacia hidrográfica como referência para a gestão dos recursos hídricos, aliada à criação de órgãos gestores em diferentes níveis governamentais, ampliou as interações institucionais e trouxe novos desafios administrativos, exigindo maior coordenação e colaboração entre as esferas federal, estadual e municipal. Esse modelo de gestão desempenha um papel fundamental na busca por um uso sustentável dos recursos naturais (Castro, 2022).
Para Rocha (2009), a bacia hidrográfica pode ser considerada como um sistema input-output, onde as entradas (inputs) são os volumes de água precipitados e as saídas (outputs) caracterizadas pela água escoada no exutório (superficial e subsuperficial), somada às perdas por evapotranspiração e percolação.
De acordo com Villela e Mattos (1975), as características físicas de uma bacia hidrográfica desempenham um importante papel na análise de seu comportamento hidrológico. A partir da correlação entre esses atributos e dados hidrológicos disponíveis, é possível estimar parâmetros em regiões sem medições diretas. Além disso, o estudo da drenagem, do relevo e da geologia auxilia na compreensão da dinâmica ambiental local. Nesse contexto, a realização de diagnósticos da bacia é indispensável para identificar desafios, mapear conflitos e sugerir estratégias que integrem a ocupação do espaço com a preservação dos recursos naturais.
O ciclo hidrológico, ou ciclo da água, é o fenômeno global do movimento contínuo da água presente nos oceanos, continentes (superfície, solo e rocha) e na atmosfera (MMA, 2024).
O movimento das águas no ciclo hidrológico é impulsionado pela energia solar, gravidade e rotação terrestre, que promovem a evaporação das águas de oceanos e continentes. A água é a única substância presente na Terra nas três fases da matéria: líquida, sólida e gasosa (Silveira, Louzada e Beltrame, 2007).
A energia solar, promove a transformação da água da superfície terrestre em vapor, transferindo-a para a atmosfera. A gravidade atua no retorno da água à superfície por precipitação e em sua movimentação posterior. Após precipitar, a água pode escoar em rios até os oceanos ou infiltrar-se no solo e nas rochas através de poros, fissuras e fraturas, compondo o escoamento subterrâneo. Parte da água precipitada é retida pela vegetação e retorna à atmosfera por evaporação (Carvalho, 2020).
O ciclo hidrológico, ilustrado na Figura 2, descreve o processo contínuo de movimentação e transformação da água na Terra.
Figura 2 – Esquema do ciclo hidrológico (ou ciclo da água)
Von Sperling (2005) destaca os seguintes processos de transferência de água no ciclo hidrológico:
a) Precipitação: A água retorna da atmosfera à superfície terrestre em diversas formas, como chuva, neve, granizo ou orvalho.
A água que atinge a superfície terrestre pode evaporar, infiltrar-se na zona das raízes ou escoar pela terra, acumulando-se em poças, depressões no solo, valas e riachos. A infiltração aumenta a umidade do solo até alcançar seu limite de retenção, que corresponde à quantidade máxima de água que o solo pode armazenar. Se a umidade estiver abaixo desse limite, a água retorna à atmosfera por evaporação direta do solo e pela transpiração das plantas. Por outro lado, se a quantidade de água exceder a capacidade de retenção, o excedente percola para camadas mais profundas, abastecendo os lençóis freáticos e tornando-se água subterrânea.
No projeto de rodovias, a principal preocupação é com a porção de escoamento superficial do ciclo hidrológico. Sendo que no dimensionamento das estruturas de drenagem das rodovias, fatores como a intensidade das precipitações e a exposição prolongada a esses eventos são considerados riscos potenciais à estrutura da rodovia e à segurança dos usuários.
Nas rodovias, a água da chuva, após perder parte por evaporação e infiltração, pode fluir pelas encostas ou taludes, ou ainda se deslocar sobre a superfície da pista de rolamento (Brasil, 2010).
A segurança e a vida útil das obras de engenharia estão diretamente relacionadas ao intervalo de recorrência, que representa o tempo médio estimado para a ocorrência de um evento de intensidade igual ou superior. Em projetos de drenagem, o intervalo de recorrência é utilizado para dimensionar as estruturas de forma que elas resistam a inundações. A escolha desse parâmetro, juntamente com a definição da vazão de projeto, é determinada pela análise dos custos de implementação em comparação com os danos potenciais decorrentes da superação da inundação prevista para o intervalo de recorrência (Zahed Filho e Marcellini, 1995).
A definição do tempo de recorrência para o projeto de uma obra de engenharia está diretamente relacionada à sua importância e ao risco de falha aceitável. A escolha desse tempo influencia a segurança da obra e a possibilidade de danos em caso de superação da vazão de projeto. Estruturas como bueiros e sistemas de drenagem urbana requerem diferentes tempos de recorrência, conforme o impacto de suas falhas. Enquanto um bueiro insuficiente pode causar erosão e alagamentos, falhas em sistemas urbanos de drenagem interrompem o tráfego e danificam propriedades, exigindo maior atenção no dimensionamento (Miguez, 2017).
Segundo o Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT), os períodos de recorrência geralmente adotados são de 10 a 20 anos para bueiros, canais ou galerias de drenagem nas obras rodoviárias e de 50 a 100 anos para as pontes, conforme tipo e importância da obra (Brasil, 2005).
Para determinar o risco de ruptura de uma obra, o DNIT utiliza a expressão de probabilidade em que (Brasil, 2005):
Onde:
J = risco ou probabilidade de ocorrer descarga de projeto (%)
TR = tempo de Recorrência (anos)
n = vida útil da obra (anos)
Nessa fórmula, o risco de superação J de um evento extremo ao longo da vida útil da estrutura é inversamente relacionado ao tempo de recorrência TR. Quanto maior for o TR, menor será a probabilidade de que um evento extremo ocorra durante o período projetado. Isso significa que, à medida que o TR aumenta, o risco de superação do dimensionamento da estrutura diminui significativamente.
A Figura 3, ilustra a relação entre o tempo de recorrência (TR), o risco percentual (J%), e a vida útil (n) de uma estrutura, demonstrando como esses parâmetros se interrelacionam na redução de riscos ao longo do tempo de projeto.
Figura 3 – Relações entre probabilidade de risco, tempo de recorrência e vida útil
Algumas cidades surgiram com a abertura das rodovias em regiões até então ocupadas por fazendas, chácaras ou pequenos povoados, ocorrendo um processo de urbanização acelerado em grande parte dessas localidades. O planejamento urbano inexistente na concepção dessas cidades gera prejuízo à população dentre vários problemas como aparecimento ou expansão das favelas, ocupação do solo irregular, poluição, sobrecarga na infraestrutura pluvial, além da aglomeração urbana em trechos rodoviários.
Segundo Silveira (1998), a evolução acelerada das metrópoles nacionais e regionais tem resultado em uma capacidade de investimento em saneamento básico, incluindo drenagem urbana, insuficiente para acompanhar a expansão das cidades. Como consequência, os sistemas de drenagem são frequentemente projetados sem uma abordagem integrada da bacia hidrográfica, comprometendo o planejamento e a execução dos projetos.
A urbanização nos países em desenvolvimento ocorre de maneira insustentável, prejudicando a qualidade de vida e o meio ambiente (Tucci, 2005).
Com a impermeabilização gerada por telhados, pavimentação, calçadas e desmatamento, ocorre a alteração do ciclo hidrológico. Assim, reduz a infiltração de águas no solo, elevando o volume e a velocidade do escoamento superficial. Essas mudanças alteram o hidrograma, com redução do tempo de concentração e aumento das vazões de pico (Costa, 2018).
A vazão de pico é um parâmetro crítico, pois a infraestrutura viária, como travessias de córregos, é projetada para suportar uma quantidade de água com um risco aceitável de impactos econômicos e sociais. Garcia (2005) observa que o aumento do volume escoado e a redução do tempo de pico sobrecarregam os sistemas de drenagem, resultando em enchentes nas áreas de jusante. Nas redes urbanas, o aumento do escoamento superficial pode levar ao colapso das redes de macrodrenagem, como canais e rios, devido à insuficiência da capacidade de escoamento.
A ausência de planejamento urbano adequado aumenta as taxas de impermeabilização, resultando em maior frequência de inundações devido à elevação das vazões máximas e à redução do tempo de concentração. O escoamento superficial, anteriormente retido pela vegetação e pelas depressões, é direcionado para canais, exigindo maior capacidade de drenagem (Araújo, Goldenfum e Tucci, 1999).
A falta de regulamentação e planejamento urbano é um problema recorrente em cidades médias e grandes no Brasil. Após a ocupação desordenada do espaço urbano, as soluções se tornam extremamente caras, como canalizações, diques, bombeamentos e barragens (Villanueva, 1990).
Os fatores econômicos do controle de enchentes urbanas abrangem não só custos, mas também escolhas. Considerando que a sociedade tem recursos limitados, é desejável que estes recursos sejam utilizados com a máxima eficiência. O dinheiro público só pode ser gasto uma vez, e existem muitas alternativas para seu uso; por conseguinte, a construção de redes de drenagem urbana é parte de um conjunto de decisões que a sociedade implicitamente impõe aos seus dirigentes.
Os estudos conduzidos por Schueler et al. (1987) e Tucci (2005) identificaram os impactos na bacia hidrográfica decorrentes, em geral, da urbanização, destacando-se os seguintes:
Figura 4 – Aumento do pico em função da proporção de área impermeável e da canalização do sistema de drenagem
Em breve comparativo entre os principais problemas pluviais em países desenvolvidos e países em desenvolvimento, é possível identificar que o controle da poluição difusa resultante das águas pluviais é o principal problema em países desenvolvidos, enquanto em países em desenvolvimento o principal problema está relacionado com a falta de infraestrutura.
De maneira concisa em países desenvolvidos o principal problema é qualitativo e nos países em desenvolvimento o controle da qualidade da água resultante da drenagem urbana é limitado, sendo praticamente inexistente, ocorrendo a busca pelo controle dos impactos quantitativos da drenagem pluvial (Tucci, 2005).
A necessidade de projetos bem planejados, que possibilitem o desenvolvimento das áreas ocupadas de maneira sustentável, requer o estudo de medidas que conduzam ao planejamento do uso do solo, às condições de urbanização e à impermeabilização do solo de cada bacia.
O Estado brasileiro assume a forma federativa, e é composto pela União, Estados-membros, Distrito Federal e Municípios, todos dotados de autonomia, conforme se depreende da leitura dos caputs dos artigos 1º e 18º da Constituição Federal de 1988, que versa:
Art. 1º A República Federativa do Brasil, formada pela união indissolúvel dos Estados e Municípios e do Distrito Federal, constitui-se em Estado Democrático de Direito e tem como fundamentos: […]
Art. 18. A organização político-administrativa da República Federativa do Brasil compreende a União, os Estados, o Distrito Federal e os Municípios, todos autônomos, nos termos desta Constituição. […] (Brasil, 1988)
Segundo Silva (2002), o princípio que orienta a distribuição de competências entre as entidades do Estado Federal é o da predominância do interesse. Nesse modelo, a União trata das questões de interesse nacional, os Estados lidam com assuntos de interesse regional e os Municípios cuidam das matérias de interesse local. A Constituição distribui essas áreas de atuação governamental entre as entidades autônomas, definindo seus campos de competência. Assim, a competência determina a esfera de poder atribuída a cada órgão ou entidade estatal, especificando as matérias sobre as quais o poder de governo pode ser exercido.
Entre as competências dos Municípios, destaca-se o ordenamento territorial por meio do planejamento e controle do uso do solo urbano. Embora seja uma questão de interesse local, o plano diretor municipal deve estar alinhado com os planos nacionais e regionais de ordenação territorial, que são de competência da União, e com as diretrizes do direito urbanístico, cuja competência é concorrente entre União e Estados. O plano diretor municipal é o principal instrumento para guiar o desenvolvimento urbano e garantir o bem-estar da população (Brasil, 1988).
Segundo Tucci et al. (2004), grande parte dos municípios brasileiros carece de regulamentações claras e fiscalizadas para a drenagem urbana. Embora os Planos Diretores Urbanos tratem do uso do solo e das legislações ambientais, a drenagem urbana é raramente incluída.
Os problemas relacionados ao aumento do escoamento superficial em centros urbanos são evidentes em situações de desastre, porém as medidas para minimizar esses impactos não são amplamente aplicadas, testadas ou implementadas. Pompêo (2000), com base no documento “Consulta Nacional sobre a Gestão do Saneamento e do Meio Ambiente Urbano”, relata que as ações relacionadas à drenagem e controle de cheias urbanas são emergenciais, pontuais e frequentemente adotadas apenas após desastres.
Ostrowsky (2000) identifica que os planos diretores carecem de uma abordagem integrada das bacias hidrográficas, o que resulta em ações de controle de enchentes isoladas. Tucci et al. (1995) destaca a ausência de programas sistemáticos no Brasil para controle da ocupação de áreas de risco de inundação, com poucas iniciativas conduzidas por profissionais. Esse cenário decorre de fatores como a falta de conhecimento técnico dos planejadores sobre controle de enchentes, desorganização administrativa, formação técnica insuficiente em cursos de engenharia, resistência política a medidas não-estruturais, como o zoneamento, e baixa conscientização da população.
Tucci (1993) classifica as medidas de controle de inundações como estruturais e não-estruturais. As medidas estruturais alteram o sistema fluvial com o objetivo de prevenir danos causados pelas enchentes, enquanto as não-estruturais visam reduzir os prejuízos por meio da adaptação da população às condições de inundação. Entre as medidas não-estruturais, a identificação de áreas de risco e a classificação de zonas conforme o grau de perigo proporcionam suporte para urbanizações planejadas durante a expansão urbana. Contudo, aplicar essas medidas em áreas urbanizadas apresenta desafios, e a demanda por obras hidráulicas, associada à falta de conhecimento em hidrologia urbana, direciona gestores para soluções estruturais.
Este estudo adotou a pesquisa bibliográfica como metodologia, buscando compreender o problema por meio da análise de materiais publicados, como artigos, livros, dissertações e teses. Segundo Cervo, Bervian e Da Silva (2007), essa abordagem pode ser utilizada de forma independente ou como parte de pesquisas descritivas ou experimentais, sendo essencial para a formação e para a elaboração de estudos monográficos que visam aprofundar o conhecimento sobre um determinado tema.
Lakatos e Marconi (2007) também explicam de maneira sucinta que a pesquisa bibliográfica é um apanhado geral sobre os trabalhos já publicados sobre o tema.
De acordo com Vergara (2006), a pesquisa bibliográfica é desenvolvida a partir de material já elaborado, constituído, principalmente, de livros e artigos científicos e é importante para o levantamento de informações básicas sobre os aspectos, direta e indiretamente, ligados à nossa temática.
Atendendo a este tipo de pesquisa foram utilizados livros técnicos, artigos científicos disponibilizados em sítios de fontes confiáveis e normas técnicas de departamentos governamentais.
Conforme se observou no decorrer da exposição, a estrutura rodoviária altera os parâmetros das bacias hidrográficas, principalmente por reduzir a área permeável, alterar a condição do fluxo natural das águas de chuva e modifica o dinamismo da região adjacente a via, promovendo o crescimento regional muitas vezes sem o planejamento adequado.
Os parâmetros das bacias hidrográficas podem ser alterados de forma imprevisível, principalmente com o crescimento urbano desordenado ou alteração nas áreas rurais de forma ilegal (como: atividades agricultura, pecuária, desmatamentos e outros).
É necessário promover a conscientização sobre a importância dos estudos integrados de drenagem urbana, em nível de bacia hidrográfica. As informações dos diferentes entes federativos são essenciais para o desenvolvimento de projetos eficientes, que orientem o sistema de drenagem em direção a um desenvolvimento sustentável.
Projetos executados adequadamente buscam preservar as características do ciclo hidrológico da região, de modo que as modificações na área não resultem em aumentos significativos de vazão nem antecipem o pico de cheia.
Dado o caráter dinâmico das alterações que podem ocorrer na bacia hidrográfica, os entes federativos e projetistas devem estar constantemente alertas para a mudança ou o potencial de mudança nas condições de uma bacia hidrográfica. Isso é especialmente importante ao revisar os dados da bacia hidrográfica que passou por alterações em áreas urbanas ou em áreas rurais.
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[1] Mestrando em Engenharia Ambiental e Sanitária – PPGEAS/UFG (em andamento); Engenheiro Civil (Graduação – Universidade Estadual de Goiás, 2010). ORCID: https://orcid.org/0009-0005-4523-5641. Currículo Lattes: http://lattes.cnpq.br/2127016150232437.
[2] Mestranda em Projeto e Cidade – Universidade Federal de Goiás (UFG) – em Andamento; Engenharia de Segurança do Trabalho (Centro Universitário Araguaia – UniAraguaia, 2023); Engenheira Civil (Graduação – Faculdade Estácio de Sá de Goiás, 2018). ORCID: https://orcid.org/0009-0001-6891-0911. Currículo Lattes: http://lattes.cnpq.br/0123638102699534.
Material recebido: 16 de setembro de 2024.
Material aprovado pelos pares: 04 de outubro de 2024.
Material editado aprovado pelos autores: 09 de setembro de 2025.
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