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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32658| Título: | O impacto do carreamento de solo na drenagem pluvial de vias pavimentadas: análise prática e por ferramentas de previsão à erosão |
| Título(s) alternativo(s): | The impact of soil loading on the rainwater drainage of paved streets: practical analysis and erosion prediction tools |
| Autor(es): | Vianna Junior, Ildemar Luis Moro |
| Orientador(es): | Nagalli, André |
| Palavras-chave: | Solos - Erosão Pavimentos de asfalto Drenagem de rodovias Estradas - Aspectos ambientais Construção sustentável Transporte de sedimentos Simulação (Computadores) Soil erosion Pavements, Asphalt Road drainage Roads - Environmental aspects Sustainable construction Sediment transport Computer simulation |
| Data do documento: | 31-Ago-2023 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | VIANNA JUNIOR, Ildemar Luis Moro. O impacto do carreamento de solo na drenagem pluvial de vias pavimentadas: análise prática e por ferramentas de previsão à erosão. 2023. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia Ambiental) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023. |
| Resumo: | O sistema viário é essencial para o desenvolvimento de um país, utilizado diariamente para o deslocamento de cargas e pessoas. No Brasil, mais de 70% das vias não tem pavimento, trazendo impactos como o aumento de material particulado na atmosfera e a erosão do solo. Embora existam estudos que correlacionem o impacto da erosão e carreamento de solo em áreas rurais e florestais, não foram encontradas pesquisas que associem os danos da erosão de vias não pavimentadas e áreas ao entorno das vias pavimentadas e galerias de água pluvial. No meio urbano, os sistemas de drenagem pluvial são construídos para escoar águas superficiais, porém, quando mal projetados ou sobrecarregados, provocam alagamentos. Dessa forma, a drenagem pluvial de vias pavimentadas acaba sofrendo com o carreamento de solo derivado das vias não pavimentadas. Com isto, o objetivo do presente trabalho foi analisar o impacto do carreamento de solo de ruas não pavimentadas para a drenagem pluvial de ruas pavimentadas. Houve uma análise prática com a construção e instalação de um coletor de sedimentos dentro do bueiro, por um período de seis meses, a cada dez dias ou a cada precipitação (>5mm), mensurado a partir de pluviômetro instalado próximo ao trecho de análise. O sedimento foi retirado e pesado. Do mesmo solo, foi realizado um ensaio de granulométrico. Como ferramentas de previsão à erosão, foram escolhidas a Equação Universal de Perda de Solos (USLE) e o software FSWEPP, elaborado pelo departamento de Serviços Florestais dos Estados Unidos. Este estudo demonstrou que o solo utilizado nas ruas não pavimentadas é ambientalmente inadequado, em razão de sua alta taxa de erodibilidade e sedimentação, com tendência a acelerar o assoreamento de galerias pluviais. Além disso, verificou-se que uma via não pavimentada pode carrear cerca de 3,99 kg.m-2.ano-1 de solo para a galeria pluvial, sendo de 4 a 20 vezes maior que em locais apenas com asfaltadas. Em uma estimativa, verificou-se essa porção de solo pode impactar mais de 19 metros de galerias pluviais por ano. Portanto, pode-se constatar que a erosão e carreamento de solo de vias não pavimentadas traz consequências à galeria de drenagem pluvial. A equação de USLE, superestimou o resultado em quase cinco vezes ao encontrado em campo (14,16 kg.m-2.ano-1 ante a 3,99 kg.m-2.ano-1), não sendo o mais adequado para estimar a erosão de vias não pavimentadas. Por outro lado, o modelo computacional apontou um valor de 2,38kg.m-2.ano-1, próximo ao encontrado no trabalho de campo, mas com necessidade de ajuste para local. Conclui-se que a erosão e carreamento de solo de vias não pavimentadas gera danos à drenagem pluvial de vias pavimentadas, ocasionando o assoreamento acelerado do sistema, situação não prevista em normas e projetos construtivos. Ainda assim, deve-se aprofundar os estudos para outras regiões do país, além da necessidade de desenvolvimento de novos sistemas de contenção de erosão e Sistemas Sustentáveis de Drenagem Pluvial. |
| Abstract: | The road system is essential for the development of a country, used daily for the movement of loads and people. In Brazil, more than 70% of the roads are not paved, bringing impacts such as the increase of particulate matter in the atmosphere and soil erosion. Although there are studies that correlate the impact of erosion and soil carryover in rural and forest areas, no studies were found that associate the erosion damage of unpaved roads and areas around paved roads and rainwater galleries. In urban areas, storm drainage systems are built to drain surface water, but when poorly designed or overloaded, they cause flooding. In this way, the storm drainage of paved roads ends up suffering from the carry-over of soil derived from unpaved roads. With this, the objective of the present work was to analyze the impact of soil carry-over from unpaved streets in the storm drainage of paved streets. There was a practical analysis with the construction and installation of a sediment collector inside the storm drain for a period of six months, every ten days or every precipitation (>5mm), measured from a rain gauge installed near the analysis section. The collector was removed and the sediment was weighed. From the same soil, a granulometric test was carried out. As tools for predicting erosion, the Universal Soil Loss Equation (USLE) and the FSWEPP software, developed by the US Department of Forestry Services, were chosen. This study demonstrated that the soil used in unpaved streets is environmentally unsuitable, due to its high rate of erodibility and sedimentation, with a tendency to accelerate the silting up of storm water. In addition, it was found that an unpaved road can carry about 3.99 kg.m-2.year-1 of soil to storm water, which is 4 to 20 times greater than in places with only paved roads. In an estimation, it was found that portion of land can impact over 19 meters of storm water per year. Therefore, it can be seen that erosion and soil carry-over from unpaved roads has serious consequences for the storm drainage gallery. The USLE equation overestimated the result by almost five times that found in the field (14.16 kg.m-2.year-1 compared to 3.99 kg.m-2.year-1), not being the most adequate to estimate the erosion of unpaved roads. On the other hand, the computational model indicated a value of 2.38kg.m-2.year-1, close to that found in the field work, but with the need for adjustment for the location. Therefore, it can be seen that erosion and soil carry-over from unpaved roads has serious consequences for rainwater drainage from paved roads, causing accelerated silting of the system, a situation not foreseen in norms and construction projects. Even só, studies should be deepened for other regions of the country, in addition to the need to develop new erosion containment systems and Sustainable Rainwater Drainage Systems. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32658 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental |
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