Análise de alagamentos de 2 túneis urbanos da cidade do Recife utilizando um modelo hidrológico e hidráulico

Resumo

Nas últimas décadas, os municípios brasileiros apresentaram uma urbanização acelerada e não planejada. Nas cidades de médio e grande porte a densificação e o ritmo urbano intenso ensejaram a adoção de medidas que propiciem e agilizem o deslocamento. Novas técnicas de engenharia, geologia e geotécnica possibilitaram a construção de extensos túneis urbanos de forma a transpor barreiras geotopográficas e viabilizar o tráfego com maior facilidade e fluidez (MIYAMOTO, 2010). A cidade do Recife possui atualmente 05 túneis urbanos que são de extrema importância para o trânsito da cidade. Porém a ocorrência de alagamentos desses túneis acaba inviabilizando o propósito original deles que é a simplificação do deslocamento urbano. O objetivo do trabalho é avaliar o sistema de drenagem existente do Túnel Josué de Castro localizado no bairro do Pina e do Túnel da Abolição localizado no bairro da Madalena, durante eventos de precipitação, através da inserção do sistema de drenagem existente utilizando o modelo hidrológico e hidráulico SWMM (Storm Water Management Model), e avaliar se os resultados simulados foram condizentes com os resultados observados. Além de propor a implantação de uma técnica compensatória e avaliar nesses modelos se a mesma é válida para minimizar os efeitos de alagamento. Inicialmente foram definidos os parâmetros e variáveis necessários para a simulação hidráulico-hidrológica, tais como: delimitação e caracterização das áreas de contribuição, chuva de projeto e curva de maré. Para isto foi obtido junto a Prefeitura do Recife, através da sua plataforma eletrônica - Portal de Informações geográficas da cidade do Recife (Prefeitura do Recife – ESIG) e que fica sob responsabilidade da EMLURB, a planta da cidade em ambiente CAD e as informações de drenagem. A rede possui informações quanto à localização dos poços de visita (PV) e suas cotas, além das dimensões e comprimentos das galerias, porém há ausência de alguns desses dados que foram estimados e replicados por semelhança. Além disso, as informações sobre o projeto da drenagem interna do Túnel da Abolição foram extraídas de seu projeto executivo. Para os dados pluviométricos foram utilizados os dados aferidos na estação automática pluviométrica do Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais (CEMADEN), localizada no bairro da Boa Vista, distante 1,5 quilômetros do túnel da Abolição e 4,0 km do Túnel Josué de Castro. Os dados da tábua da maré foram disponibilizados pela Diretoria de Hidrografia e Navegação (DHN). Foram escolhidos 2 eventos pluviométricos, um para a calibração do modelo no dia 13 de junho de 2019, onde foi aferido 149,2 mm de chuva entre as 11h e 23h e que representou o sexto maior volume de chuva acumulado em 24 horas para o mês de junho em 58 anos de medição, e outro para a validação no dia 14 de janeiro de 2022, que teve a precipitação de 91,16 mm entre as 03h e 15h. Para a calibração foram reajustados os parâmetros: coeficiente de rugosidade de Manning para os condutos, a altura da camada de sedimento depositado nos condutos e a área alagada no nó de controle, para simular com a capacidade hidráulica da rede instalada mais próxima à realidade. A área de contribuição onde fica situado o Túnel Josué de Castro apresenta 100% da sua área impermeabilizada. Ele possui 260 m de extensão, 12,2 m de largura e 4,5 m de altura, sua pavimentação é em CBUQ (concreto betuminoso usinado a quente) e o seu sistema de drenagem é realizado por 4 conjuntos motobombas que ficam instaladas em 2 reservatórios de 26,5 m³, sendo 2 em cada reservatório. O sistema de drenagem possui 3 sistemas troncos implantados onde foram observadas mudanças de direção de 90º no sentido do fluxo da água, problemas de declividade, que desfavorecem o escoamento pelos condutos subterrâneos, quantidades insuficientes de dispositivos de captação, e as saídas do exutório completamente obstruídas, o que impedia o desague das águas captadas. O Túnel da Abolição fica em uma área de contribuição que apresenta 83% da sua área impermeabilizada. Ele possui 287 m de extensão, 8,8 m de largura e 5,6 de altura, sua pavimentação também é em CBUQ e ele se apresenta em ponto com cota muito inferior ao nível das ruas adjacentes, por isso foi adotado um sistema de bombeamento com 2 bombas, que rotineiramente não funcionam, principalmente, devido a roubos. Além disso foi construído abaixo da pista um sistema de armazenamento com tubulações de concreto com função de armazenamento e condução das águas captadas com capacidade de 265 m³. Os resultados para a calibração dos modelos mostraram resultados satisfatórios, com erros pequenos para o escoamento superficial -0,6% e 0,0% respectivamente para o Túnel Josué de Castro e para o Túnel da Abolição e erro de propagação da vazão de 1,23% para o Túnel Josué de Castro e 1,01% para o Túnel da Abolição. A lâmina máxima de inundação e o volume de inundação para ambos os túneis tiveram seus erros relativos de 3,23%, e -0,40 % para o Túnel da Josué de Castro e 0,00 % e 1,14 % para o Túnel da Abolição. Durante a validação todos os erros também foram inferiores a 10%. Assim como em outros trabalhos que também estudaram alagamentos na cidade do Recife como: Allison Silva (2018), Oliveira (2017) e Silva Júnior et al. (2017) e que adotaram como admissível o limite de 10% para distorções, pode-se constatar que a qualidade da calibração e validação foram boas, tanto para os erros entre altura e o volume do alagamento, quanto para os erros de continuidade (escoamento superficial e propagação de vazão), considerando que os dados de entrada foram informados corretamente. Como proposição de técnica compensatória utilizada para o Túnel Josué de Castro, foi simulado o emprego de um reservatório abaixo da pista do túnel, observou-se que a lâmina máxima de alagamento e o volume máximo de alagamento diminuíram respectivamente 29,65 % e 28,39 % para o evento de precipitação da calibração. Porém mesmo com a adoção do reservatório, o software apresentou que ela não seria suficiente para resolver o problema do alagamento, tendo em vista que a altura da lâmina d’água no ponto de controle chegaria a 1,11 m, ou seja, o emprego dessa medida não é adequado para resolução do problema. Para o Túnel da Abolição foi proposto a implantação de um reservatório de detenção, observou-se que a lâmina máxima de alagamento e o volume máximo de alagamento diminuíram respectivamente 14,00% e 17,66% para o evento de precipitação da calibração. Além disso houve um decréscimo no tempo de alagamento de 1 hora em relação aos cenários sem e com a bacia de detenção. Porém, tendo em vista que a altura da lâmina d’água no ponto de controle chegaria a 0,43 m de altura já seria suficiente para cobrir o pneu de um carro padrão. Ou seja, o emprego de ambas medidas, apesar de minimizarem não resolvem o problema de alagamento dos túneis.  É necessário um sistema de bombeamento que não falhe, e que haja monitoramento do nível dos reservatórios para onde a água é escoada, com o controle remoto das bombas de desafogamento dos túneis para que elas sejam acionadas quando atingirem níveis elevados, além de avisos para o caso de falhas nas bombas, para que problemas de não funcionamento sejam percebidos com antecedência e possam ser resolvidos antes de situações de alagamentos.