Antes de mais nada gostaria de justificar que o principal motivo do hiato nos posts foi o final do doutorado que acabou consumando a maior parte do meu tempo. E assim aproveito este post justamente para falar um pouco da minha tese sobre superfícies porosas para pavimento permeável, que foi defendida em junho/2018 no Politecnico di Milano.

O tema da pesquisa foi superfícies porosas usadas em pavimento permeável, analisando os efeitos do entupimento (clogging) no volume de escoamento superficial e na destinação da carga de sedimentos. A maior preocupação com os pavimentos permeáveis é a perda de capacidade de infiltração devido aos sedimentos que se acumulam ao longo do tempo e vão entupindo os poros. Esse efeito é ainda mais grave quando falamos de superfícies porosas, como o concreto ou asfalto permeável. O pavimento acaba funcionando como um filtro para esses sedimentos que carregam uma concentração de poluentes e assim existe um efeito de melhorar a qualidade da água. A pesquisa realizada não considerava apenas o efeito do entupimento mas a destinação dos sedimentos após um evento de chuva, ou seja, a porcentagem que permanecia retida na superfície e aquela que passava.

Essa pesquisa foi feita através de um programa experimental de simulação de chuva, tomografia a Raio-x  (XRT) e recolhendo amostras em campo de deposição seca. O estudo partiu fabricando placas de concreto e asfalto permeável usando duas formulações utilizadas em uma pesquisa anterior feita no Politecnico di Milano. Construímos então um simulador de chuva de laboratório que permitia variar a intensidade da chuva e assim simular diferentes situações. Os testes foram realizados partindo da situação inicial e adicionando sedimentos nas placas para verificar as condições em situação de entupimento. Além de quantificar o volume escoado durante os testes foi utilizado um permeâmetro de carga variável para pedir a condutividade hidráulica das placas depois dos testes.

Depois de uma série de testes, foram extraídas amostras de algumas placas que foram então analisadas usando tomografia a Raio-x, que permite uma análise detalhada da estrutura porosa do material. Todos os dados recolhidos foram usados para modelar a permeabilidade e os mecanismos de filtragem dos materiais analisados.

Para poder extrapolar esses resultados para uma situação real foi recolhido material sedimentar depositado em quatro ruas ao redor da sede Leonardo do Politecnico di Milano e com isso estimada a taxa de acúmulo de sedimentos (build-up) nessas ruas e análise granulométrica. Na figura abaixo estão relacionadas as principais características dessas ruas em relação ao tráfego e presença de árvores e o resultado da taxa de acúmulo obtidos.

Os resultados mostraram a eficiência de ambos os materiais testados (concreto e asfalto permeável) para redução do volume de escoamento, mesmo sob forte entupimento, e na remoção de sedimentos nas condições testadas. Ou seja, os testes feitos em laboratório mostraram que as superfícies porosas continuaram reduzindo o escoamento superficial – principal objetivo do pavimento permeável – mesmo em situações de entupimento. Essa conclusão, dentro do universo dos testes do pavimento, é importante porque a principal preocupação é a perda da eficácia ao longo do tempo. Como o escoamento superficial não depende apenas da infiltração, mas de outros fatores o pavimento mostrou que mesmo saturado de sedimentos ainda mantinha a sua principal função.

O modelo de permeabilidade mostrou que o permeâmetro da carga variável não produz uma condutividade hidráulica coerente com a Lei de Darcy. Simplificando bastante o assunto sabemos que a permeabilidade depende muito das condições de teste e no caso do pavimento permeável é importante usar sempre o mesmo teste na avaliação permitindo assim a comparação entre pavimentos ou ao longo do tempo, mesmo que essa seja qualitativa.

O modelo do mecanismo de filtragem mostrou boa concordância entre os resultados medidos e modelados e permitiu estimar o comportamento no caso de utilizar as amostras de sedimentos recolhidos em campo. Foi observado que a maior parte do material permanecia retido na superfície porosa, mostrado assim uma boa eficiência em reter esse material altamente poluente. A análise de sedimentos em campo mostrou também a forte influência dos fatores de contorno nas ruas na taxa de acúmulo de sedimentos – as ruas com alta presença de arvores mostraram uma taxa de acúmulo significativamente mais baixa.

A pesquisa foi realizada no Departamento de Engenharia Ambiental e de Infraestrutura (DICA) no Politecnico di Milano e foi financiada pela Capes como parte do programa Ciências sem Fronteiras. Quem tiver interesse pode solicitar uma cópia da tese por e-mail. No meu perfil do scholar se encontram os links dos artigos publicados sobre a minha tese.

Mariana: mariana.marchioni@polimi.it

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