ISSN 1678-0701
Número 66, Ano XVII.
Dezembro/2018-Fevereiro/2019.
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04/12/2018MANEJO DE ÁGUAS URBANAS COM PAVIMENTO DE CONCRETO PERMEÁVEL: MÉTODOS DE DOSAGEM E TÉCNICAS DE MANUTENÇÃO  
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MANEJO DE ÁGUAS URBANAS COM PAVIMENTO DE CONCRETO PERMEÁVEL: MÉTODOS DE DOSAGEM E TÉCNICAS DE MANUTENÇÃO

Bruna Carls1, Nayara Becker2, Ivone Gohr Pinheiro3

1Doutoranda do programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Fundação Universidade Regional de Blumenau – FURB. Autor para correspondência (bruna.carls@gmail.com).

2Doutoranda do programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Fundação Universidade Regional de Blumenau – FURB. (nayarab@gmail.com)

3Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Fundação Universidade Regional de Blumenau – FURB. (ivonegp@furb.br)

RESUMO

O uso do concreto permeável como revestimento em pavimentos permeáveis é uma estratégia para o manejo do escoamento superficial das águas urbanas, que tem importância ambiental, econômica e social. Em países desenvolvidos sua utilização é corrente e otimiza a drenagem urbana, já em países em desenvolvimento o uso ainda é incipiente. Assim, este artigo tem o objetivo através de um estudo de revisão apresentar métodos de dosagem e discutir parâmetros como relação água/cimento, distintas composições granulométricas, incorporação de agregados miúdos e o uso de aditivos que auxiliem no desenvolvimento das técnicas e consequentemente da educação ambiental. A partir dos parâmetros que determinam o concreto permeável, verifica-se como eles influenciam a resistência à compressão e tração na flexão, o coeficiente de permeabilidade e a porosidade, por exemplo. Em função do declínio da taxa de infiltração do escoamento superficial ao longo do tempo, com o acúmulo de sedimentos, material orgânico e detritos na camada de revestimento, também se avalia a eficiência dos métodos de manutenção de pavimentos permeáveis propostos na literatura. Os resultados indicam que um fator água/cimento entre 0,30 e 0,35 é o mais adequado para obtenção de bons resultados de resistência mecânica e coeficiente de permeabilidade, assim como utilização de agregados graúdos abaixo de 10 mm. Já no referente à manutenção, as aplicações mais eficientes são obtidas através do método de aspiração e lavagem sob pressão.

Palavras-chaves: manejo; concreto permeável; dosagem; manutenção.

ABSTRACT

The use of pervious concrete as a coating on permeable pavements is a strategy for the management of urban surface runoff, which has ecological, economic and social importance. In developed countries, its use is common and optimizes the urban drainage, however in developing countries the use is still incipient. Thus, this article has the objective of a review study to present dosage methods and discuss parameters such as water/cement ratio, different grain sizes, incorporation of fine aggregates and the use of admixtures that aid in the development of techniques and consequently environmental education. From the parameters that define the pervious concrete, it is verified how they influence the compressive and flexural tensile strength, the permeability coefficient and the porosity, for example. Due to the runoff infiltration rate decline over time that originates the accumulation of sediments, organic material, and debris in the coating layer, the efficiency of permeability pavement maintenance methods proposed in the literature is also evaluated. The results indicate that a water/cement factor between 0.30 and 0.35 is the most adequate to obtain good results, as well as the use of coarse aggregates below 10 mm. In terms of maintenance, the most efficient applications are through the suction method and washing under pressure.

Keywords: management; pervious concrete; dosage; maintenance.

INTRODUÇÃO

O aumento do processo de urbanização implica em alterações das características hidrológicas do escoamento da água pluvial, podendo ocasionar efeitos adversos, como inundações (NIE et al., 2011; TURCO et al., 2017). Portanto, o manejo do escoamento de águas urbanas é essencial, tendo uma grande importância ambiental, econômica e social (ECKART; MCPHEE; BOLISETTI, 2017). Para que os efeitos adversos sejam minimizados há a necessidade de implementação de estratégias que promovam o escoamento superficial das águas urbanas (CHANDRAPPA; BILIGIRI, 2016a; LIM; TAN; FWA, 2013; VIRGILIIS, 2009; MCCAIN; DEWOOLKAR, 2009; HASELBACH; VALAVALA; MONTES, 2006).

A utilização de práticas adequadas de manejo de águas urbanas é fundamental, pois de acordo com Visitacion, Booth e Steinemann (2009), os gastos com danos ocasionados ao ecossistema e perdas materiais decorrentes de inundações, geralmente superam os valores de investimento nas práticas.

O concreto permeável representa uma dessas estratégias, pois permite a percolação do escoamento superficial, promovendo o transporte por meio de sua estrutura porosa, como também realiza a filtração desta água, reduzindo a quantidade de poluentes, podendo ser utilizado em estradas com tráfego leve, estacionamentos, calçadas e parques (JIANG et al., 2015; LUCK et al., 2008; TENNIS; LEMING; AKERS, 2004; CHANDRAPPA; BILIGIRI, 2016b).

O concreto permeável é uma mistura de cimento Portland, agregado graúdo, muito pouco ou nada de agregado miúdo, água e aditivos, a fim de obter um concreto endurecido com vazios conectados (JOSHAGHANI et al., 2015), e ele é a primeira camada do pavimento permeável que possui uma base, sub-base e tubulação de drenagem quando houver necessidade, além de subleito (KAZEMI; HILL, 2015; MARCHIONI; SILVA, 2010).

Apesar desse impacto positivo, a implementação do concreto permeável em vários países, especialmente os emergentes, ainda não é praticada devido à falta de uma metodologia padronizada de preparação, escolha de materiais, testes, práticas de execução e manutenção (CHANDRAPPA; BILIGIRI, 2016a; NGUYEN et al., 2014; MCCAIN; DEWOOLKAR, 2009). 

O concreto permeável, diferente do concreto convencional, é governado por duas características: resistência e permeabilidade, a primeira possibilita ou não o uso do material de acordo com sua capacidade de resistência e a segunda permite que a água possa percolar por sua estrutura porosa (CHANDRAPA; BILIGRI, 2016b).

Quando o escoamento superficial percola o concreto permeável ocorre a retenção de partículas em seu interior ocasionando a obstrução do pavimento o que reduz gradualmente sua capacidade de infiltração (CHOPRA et al., 2010). Assim, para manter a funcionalidade do concreto permeável, deve-se ter preocupação tanto com sua execução quanto com sua manutenção (Figura 1).

Figura 1 - Ciclo do concreto permeável

Fonte: Autores (2018).

Diante deste contexto, o objetivo deste artigo foi realizar uma revisão de literatura sobre métodos de dosagens de concreto permeável, parâmetros intervenientes estudados na análise e técnicas de manutenção, assim, contribuindo para a educação ambiental no que se refere à utilização de concreto permeável como revestimento de pavimento.

METODOLOGIA



A pesquisa do referencial teórico foi realizada através do navegador Google Acadêmico e, diretamente, na base de dados Science Direct e, atendo-se a publicações em língua inglesa.

Para a busca de artigos de periódicos utilizaram-se como palavras-chaves: pervious, porous, permeable, concrete, dosing, mix, design, methods, maintenance, pavement, clogging, rejuvenation. A combinação dessas palavras-chaves representa os principais aspectos de interesse da pesquisa que deu origem ao presente artigo. Além disso, a escolha potencializou o número de referências localizadas e permitiu que fosse realizada uma triagem minuciosa para determinar o que, de fato, seria relevante para a construção deste artigo. Quanto ao recorte temporal, a busca se limitou a trabalhos publicados entre os anos de 2009 a 2017.

Foram selecionados também dissertações, teses e normas técnicas brasileiras e americanas.

RESULTADOS

Os resultados apresentados contemplam o objetivo deste artigo, assim, são apresentados métodos de dosagens de concreto permeável encontrados na literatura, parâmetros como relação água/cimento, granulometria utilizada e suas interferências no concreto permeável final como resistência mecânica, porosidade e coeficiente de permeabilidade. Por fim, também é retratada uma análise das técnicas de manutenção para o concreto permeável.

CONCRETO PERMEÁVEL

O concreto permeável é composto de cimento Portland, água, aditivos (opcional), agregados graúdos e pouco ou nenhum agregado miúdo, de modo que os vazios sejam produzidos (YAHIA; KABAGIRE, 2014). A porosidade varia tipicamente entre 15 e 35% e esse parâmetro normalmente influencia na resistência do material (LIAN; ZHUGE; BEECHAM, 2011; TENNIS; LEMING; AKERS, 2004). Para a execução do concreto permeável são analisadas diversas possibilidades, como diferentes composições granulométricas, incorporação de agregados miúdos, incorporação de resíduos, aditivos e métodos de dosagem (Figura 2). Pode-se constatar que a maior incidência diz respeito à incorporação de resíduos e à composição granulométrica.

A quantidade de estudos que abordam a incorporação de resíduos é significativa, principalmente comparado ao volume de trabalhos que tratam sobre concreto permeável sem essas incorporações. Estes resíduos variam entre os provenientes da construção civil (ZHANG et al., 2017; TAVARES; KAZMIERCZAK, 2016; GÜNEYISI et al., 2016; GAEDICKE et al., 2015; ZAETANG et al., 2016), cascas de marisco (NGUYEN et al., 2013), casca de palma (IBRAHIM; RAZAK, 2016; KHANKHAJE et al., 2016) cinzas (KUO et al., 2013; WU et al., 2016) e pneus (GESOĞLU et al., 2014).

Constata-se que são poucas as publicações que abordam estudos sobre o desenvolvimento de métodos de dosagem, pois muitos trabalhos apresentam apenas os traços que são utilizados, propondo-se a avaliar a interferência de algum parâmetro, sem demonstrar, entretanto, embasamento para a proposta.

Figura 2 - Parâmetros mais estudados envolvendo execução de concreto permeável

Fonte: Autores (2018).

Dosagem do concreto permeável

A estrutura de um material poroso, como o concreto permeável pode ser caracterizada por diversos parâmetros (LIAN; ZHUGE; BEECHAM, 2011) como a dimensão dos poros, a conectividade de poros, a rugosidade da superfície dos poros e a fração de volume de poros (porosidade), um parâmetro importante, pois a resistência de um material é influenciada pela sua porosidade. Tamanha é sua importância no concreto permeável que é uma variável de entrada nos métodos de dosagem discutidos a seguir assim como as características dos agregados.

O método de Nguyen et al. (2014) é analítico e apresenta um modo de realizar a dosagem baseado na quantificação da pasta cimentícia necessária para revestir o agregado, evitando assim que a quantidade de pasta incorporada seja muito pequena (o que pode prejudicar a resistência mecânica) ou muito alta (o que pode prejudicar a permeabilidade compactando os poros). Dois parâmetros de entrada são importantes, a porosidade efetiva desejada (Vv), e o parâmetro que expressa a relação entre a espessura da camada de pasta cimentícia e do diâmetro do agregado (variável “k”). Os autores propõem um ensaio denominado de “ensaio de drenagem da pasta” (binder drainage test - BDT) para determinar a relação crítica a/c para evitar o excesso de pasta.  Na validação do método, o estudo apresentado pelos autores mostra um concreto permeável com bons resultados, apresentando um coeficiente de permeabilidade de 1 mm.s-1 e uma resistência mecânica de 28,6 MPa que é maior que a resistência relatada por outros métodos estudados.

O método do American Concrete Institute - ACI (2010) é normativo e se baseia em resultados experimentais que correlacionam o volume de vazios com a resistência à compressão e o volume de pasta cimentícia no concreto permeável. Usa como variável de entrada a porosidade esperada, a relação a/c e as características físicas dos agregados. Como resultado é possível quantificar o consumo de materiais, obtendo-se a quantidade de agregados e da pasta cimentícia. Em relação a resistência à compressão, a norma cita que aditivos poliméricos podem aumentar a resistência, mas não cita a quantidade e a forma de utilização. Quanto aos agregados utilizados, a norma cita as composições granulométricas entre 1,18 a 9,5 mm, e 2,36 a 19 mm. Esta norma possui também uma seção relativa à execução do concreto permeável, na qual constam informações que permitem escolher o material utilizado para as fôrmas (madeira, plástico ou aço, contanto que estas resistam aos esforços de compactação), o modo de disposição do concreto e variação da compactação, bem como equipamentos que podem ser utilizadas para esta finalidade.

A proposta de Zheng, Chen e Wang (2012) para a dosar o concreto permeável é a partir das propriedades físicas dos agregados disponíveis, tendo-se como variáveis de entrada a resistência à compressão e a porosidade desejada. Trata-se de um modelo empírico e simples que permitirá a obtenção dos quantitativos de materiais. Os autores não mencionam a possibilidade de utilizar aditivos. Foram considerados diferentes fatores para as dosagens, assim os ensaios foram realizados com 4 composições granulométricas, 4 relações a/c e 4 relações cimento/agregado, resultando em 16 diferentes combinações que foram analisadas quanto à porosidade que variou entre 24,28 e 34,06% e a resistência à compressão que variou de 3,35 a 7,58 MPa.

Parâmetros analisados no concreto permeável

O desempenho de um concreto permeável pode ser avaliado em função de parâmetros intervenientes na sua execução assim como nos parâmetros do concreto no estado endurecido, através de suas propriedades físicas, mecânicas e hidráulica (Figura 3).

Figura 3 - Parâmetros mais analisados para avaliar o desempenho do concreto permeável

Fonte: Autores (2018).

Os parâmetros mecânicos geralmente analisados no concreto permeável são a resistência à compressão e a resistência à tração na flexão, parâmetros que normalmente tem seus limites definidos por norma, como no Brasil é o caso da NBR 16416 (ABNT, 2015). De acordo com Tennis, Leming e Akers (2004) a resistência à compressão encontra-se compreendida na faixa de 3,5 a 28 MPa, e a resistência à tração na flexão geralmente varia entre 1 e 3,8 MPa.

Os requisitos estabelecidos na norma brasileira variam de acordo com a aplicação desejada para o concreto permeável. Para peças de concreto permeável a resistência mínima à compressão é de 20 MPa, sendo que para tráfego de pedestres a espessura mínima é de 60 mm e para tráfego leve é de 80 mm. Para placas de concreto permeável a resistência mínima à tração na flexão é de 2 MPa, sendo obedecidas as mesmas espessuras do caso anterior (ABNT, 2015). O coeficiente de permeabilidade segundo a norma brasileira de concreto permeável deve ser de pelo menos 1 mm.s-1 e as resistências devem atender aos valores do quadro 1.

Quadro 1 – Resistência mecânica e espessura mínima do concreto permeável



Fonte: NBR 16146 (ABNT, 2015).

Os parâmetros relativos ao concreto permeável mais estudados encontrados na literatura são os de resistência à compressão e à tração na flexão, coeficiente de permeabilidade, porosidade, composição granulométrica e relação a/c (Tabela 1).

Tabela 1 - Resposta dos parâmetros do concreto permeável mais estudados segundo diferentes estudos

Fonte: Autores (2018).

No traço do concreto permeável a relação a/c costuma ser em torno de 0,30, que foi a relação utilizada por Yahia e Kabagire (2014) e Deo e Neithalath (2011) que obtiveram resultados satisfatórios no quesito de resistência à compressão. Já Ibrahim et al. (2014) utilizaram diversas relações entre 0,3 e 0,4, sendo a relação de 0,35 a mais satisfatórias em seu estudo, muito próxima a de 0,34 utilizada por Maguesvari e Narasimha (2013) e Torres et al. (2015), que também obtiveram bons resultados para os ensaios mecânicos. Por outro lado, uma relação a/c baixa como 0,20 utilizada por Lim, Tan e Fwa (2013) apresentou um concreto com aspecto seco, quebradiço e com uma menor resistência à compressão.

Um dos componentes mais importantes do concreto permeável são os agregados utilizados, principalmente a sua distribuição granulométrica que é um dos aspectos mais estudados dentre os trabalhos sobre concreto permeável (Yahia; Kabagire, 2014; Ibrahim et al., 2014; Deo; Neithalath, 2011; Torres et al., 2015; Rangelov et al., 2016; Zhong, Wille 2016; Zheng; Chen; Wang, 2012). Quanto as diferentes granulometrias utilizadas para executar o concreto permeável, Ibrahim et al. (2014) concluíram que o concreto permeável apresentou o melhor desempenho com uma amostra de granulometria única, o que também facilita o alcance da porosidade desejada. Já com utilização de duas granulometrias, com dimensão limitada à 9,54 mm o trabalho de Torres et al. (2015) mostrou excelente resultados. Maguesvari e Narasimha (2013) utilizaram quatro grupos de diferentes tamanhos de agregado para visualizar a influência e concluíram que quanto menor o agregado, melhores foram os resultados de resistência à compressão. Deo e Neithalath (2011) notaram um comportamento parecido, justificando que quanto maior os agregados, menores os resultados de resistência.

Zaetang et al. (2013) utilizaram uma única faixa granulométrica, similar as faixas menores (4,75 a 9,5 mm) dos estudos citados anteriormente, e concluíram que quanto maior a quantidade de agregados dessa granulometria na mistura, melhor o desempenho mecânico e menor a permeabilidade. Da mesma forma, Zhong e Wille (2015) fizeram uso de apenas uma faixa granulométrica obtendo resultados positivos para resistência e porosidade. Lian, Zhuge e Beecham (2011), como outros autores fizeram uso de três faixas granulométricas (4,75 a 6,7 mm; 4,75 a 9,5 mm; e 4,75 a 13,2 mm) e tiveram os melhores resultados com as menores granulometrias, garantindo bons resultados de resistência (11,8 a 46,2 MPa) e coeficiente de permeabilidade (17 a 34,6 mm.s-1) para o concreto permeável.

A incorporação de agregado miúdo ao concreto permeável não é essencial, tanto que diversos autores não os utilizam. Entretanto, essa incorporação pode melhorar o desempenho mecânico do concreto permeável, de maneira que vários destes estudos, também abordam a incorporação de agregados miúdos na mistura (Lim; Tan; Fwa, 2013; Maguesvari; Narasimha, 2013; LiaN; Zhuge; Beecham, 2011; Cosic et al., 2015; Nguyen et al., 2014).

Os resultados da adição de agregados miúdos são positivos no quesito resistência mecânica, e quanto maior a incorporação, maior a resistência, entretanto, menor a porosidade e o coeficiente de permeabilidade (LIM; TAN; FWA, 2013; MAGUESVARI; NARASIMHA, 2013). Nguyen et al. (2013) em seu estudo, consideram que a quantidade máxima deve ser de 7%.

A porosidade do concreto permeável é um parâmetro investigado pela maioria dos autores, vinculada ao coeficiente de permeabilidade e com impacto importante na resistência à compressão. Esta conexão entre os parâmetros pode ser bem vista pelo estudo de Ibrahim et al. (2014), no qual se encontram as porosidades mais altas, entre 31 e 42% enquanto a resistência à compressão é uma das menores, entre 1,8 e 6,9 MPa. Esses resultados foram influenciados pelo tamanho dos agregados e da massa específica do concreto, a menor resistência apresentou a menor massa específica do estudo com a maior granulometria utilizada. Outro estudo com resultados similares é de Zaetang et al. (2013) com porosidade de 15,5 a 31,8% e resistência a compressão de 2,5 a 6,0 MPa.

Não são todos os vazios do concreto permeável que são eficazes em percolar água através de sua estrutura. Um bom exemplo encontra-se no estudo de Yahia e Kabagire (2014) no qual a porosidade foi 19%, com um coeficiente de permeabilidade de 1 mm.s-1 e a resistência à compressão de 22 MPa. Na busca por valores equilibrados entre os parâmetros, estão a composição granulométrica e a relação a/c (LIAN; ZHUGE, 2010; DEO; NEITHALATH, 2011; MAGUESVARI; NARASIMHA, 2013).

A resistência à tração na flexão, mostrou-se pouco abordada nos estudos sobre concreto permeável. Entretanto, como citado anteriormente, pode definir o tipo e forma de utilização do concreto permeável. Os valores resultantes desse parâmetro estão relacionados a resistência à compressão, uma vez que a resistência à tração na flexão apresentou valores entre 12 e 17% do valor resultante a resistência a compressão nos estudos analisados (LIAN; ZHUGE, 2010; IBRAHIM et al., 2014; TORRES et al., 2015; CÓSIC et al., 2015; RANGELOV et al., 2016)

Como o concreto permeável é um concreto “seco”, alguns estudos avaliaram o uso de aditivos plastificantes. Os mais utilizados em concreto permeável são os estabilizadores de hidratação (TENNIS et al., 2004).

Ainda são poucos trabalhos que abordam o uso de aditivos, e quando abordados, como é o caso no trabalho de Zheng, Chen e Wang (2012) e do ACI (2010), não especificam tipo e quantidade. Entretanto, alguns estudos já comprovaram que o uso de aditivos pode trazer vantagens, como manter equilíbrio entre a resistência à compressão e a porosidade do concreto permeável (LIM; TAN; FWA, 2013), porém deve ser utilizado com cautela pois a partir de determinada quantidade pode elevar consideravelmente à resistência mecânica prejudicando a porosidade (LIAN; ZHUGE; BEECHAM, 2011).

Quanto a execução do concreto permeável, é importante cautela, por exemplo, a moldagem de cilindros de concreto permeáveis ​​usando as mesmas técnicas de concreto convencional pode resultar em uma representação imprecisa das propriedades de um pavimento de concreto permeável (PUTMAN; NEPTUNE, 2011). Nesse sentido, a compactação é um fator de grande importância, pois o adensamento aumenta o vínculo entre os agregados, porém não pode ocorrer em excesso para não minimizar os vazios e consequentemente a porosidade (CHANDRAPPA; BILIGIRI, 2016b).

O desempenho do concreto permeável em laboratório deve ser avaliado de forma a considerar as condições reais para reprodução de seu bom desempenho in loco. A compactação do concreto permeável em geral é pouco abordada, e na maioria dos casos é apenas citada sem nenhuma indicação sobre o procedimento (YAHIA; KABAGIRE, 2014; RANGELOV, 2016; LIAN; ZHUGE, 2010; COSIC et al., 2015; ZHENG, CHEN, WANG, 2012; TORRES et al., 2015; ZHONG; WILLE, 2015).

MANUTENÇÃO DE PAVIMENTOS PERMEÁVEIS

Os pavimentos permeáveis quando recém instalados costumam viabilizar taxas de infiltração superiores as taxas de precipitação, ou seja, possibilitam a captação do escoamento superficial proveniente de eventos de precipitação de alta intensidade. Mas com o tempo, as taxas de infiltração passam a diminuir, tendo como uma causa, a obstrução dos poros do concreto permeável, ocasionada pelo acúmulo de sedimentos, material orgânico e detritos nos poros (AL-RUBAE et al., 2013; WINSTON et al., 2016), ou seja, a obstrução do pavimento permeável ocorre na parte superior do pavimento permeável (BEAN; HUNT; BIDELSPACH, 2007; KAYHANIAN et al.,2012; VANCURA; MACDONALD; KHAZANOVICH, 2012; YONG; MCCARTHY; DELETIC, 2013).

De acordo com Kayhanian et al. (2012) os maiores níveis de obstrução ocorrem nos 25 mm superiores do pavimento, isto é, na camada de revestimento constituída pelo concreto permeável. Bean, Hunt e Bidelspach (2007) observaram que a obstrução ocorre em geral nos 20 mm da parte superior do pavimento. Vancura, Macdonald e Khazanovich (2012) verificaram através de microscopia óptica que raramente os detritos migram para vazios mais profundos que 12,7 mm.

Entretanto, há estudos que constataram que a obstrução de pavimentos permeáveis não ocorre necessariamente na parte superior (CHOPRA et al., 2010; MATA; LEMING, 2012). Desta forma, não há como determinar um único local ou profundidade no pavimento permeável em que normalmente ocorre a obstrução (KIA; WONG; CHEESEMAN, 2017). Outro fator importante que está relacionado com a variação do coeficiente de permeabilidade do concreto permeável é a idade do pavimento (KAYHANIAN et al., 2012).

Porém os constituintes do escoamento superficial, sedimentos, material orgânico e detritos atingirão primeiro a camada mais externa do pavimento permeável, seu revestimento que é de concreto permeável. Devido a obstrução dos poros do concreto permeável são necessárias técnicas de manutenção eficientes para que se mantenha tanto a funcionalidade hidráulica quanto a melhoria na qualidade da água do escoamento superficial percolada pelo concreto permeável (AL-RUBAE et al., 2013; WINSTON et al., 2016).

Entre os métodos de manutenção analisados estão: lavagem sob pressão, aspiração, varrição (vassoura rígida, soprador, varredor com ar regenerativo) e enxágue. A combinação de métodos de manutenção também é considerada (Tabela 2).

Tabela 2 - Estudos voltados para os métodos de manutenção do pavimento permeável


Fonte: Autores (2018).

Dos métodos de manutenção utilizados, os mais indicados são a lavagem sob pressão e a aspiração, ou a combinação dos dois métodos para recuperar as taxas de infiltração do pavimento permeável (DRAKE; BRADFORD; MARSALEK, 2013; GOLROO; TIGHE, 2012). Quando analisados individualmente, a lavagem sob pressão e a aspiração possuem uma eficiência semelhante quanto a recuperação do coeficiente de permeabilidade do pavimento (HEIN; DOUGHERTY; HOBBS, 2013; SCHAEFER; KEVERN, 2011).

A lavagem sob pressão, para Chopra et al. (2010), obteve melhores resultados que a aspiração, 56,7 e 10,5% de aumento de infiltração, respectivamente. Aplicando o método de aspiração no pavimento permeável, Manahiloh et al. (2012) obtiveram um valor semelhante, de 11% de recuperação da porosidade. Para Henderson e Tighe (2012) os dois métodos de manutenção não foram efetivos na recuperação do coeficiente de permeabilidade do pavimento, métodos mais eficientes devem promover a agitação das partículas nos poros, que pode ser feita com vassoura rígida seguida de enxágue. A aspiração não consegue remover materiais fortemente aderidos, enquanto a lavagem sob pressão, se a pressão for elevada, pode empurrar as partículas responsáveis pela obstrução para a parte mais interna do concreto permeável (CHOPRA et al., 2010; HENDERSON; TIGHE, 2012).

A combinação da aspiração com a lavagem sob pressão resulta em ganhos substanciais na recuperação do coeficiente de permeabilidade do pavimento, representando um aumento de quase 50% quando comparado com os dois métodos realizados separadamente (CHOPRA et al., 2010; HEIN; DOUGHERTY; HOBBS, 2013; SCHAEFER; KEVERN, 2011).

Outra combinação de métodos de manutenção é feita com a aplicação de um soprador após a lavagem sob pressão, entretanto a utilização do soprador após a lavagem sob pressão apresenta uma baixa eficiência na remoção de detritos no pavimento permeável (HEIN; DOUGHERTY; HOBBS, 2013).

Equipamentos como caminhão de vácuo com uma mangueira de sucção, caminhão com varredor a vácuo e varredor com ar regenerativo, que força o ar sobre a superfície do pavimento, foram igualmente eficazes na remoção de material de obstrução do pavimento permeável, removendo material a uma profundidade de 3,18 mm da superfície do pavimento (VANCURA, MACDONALD; KHAZANOVICH, 2012).

A manutenção é essencial para promover a recuperação da permeabilidade do concreto permeável, mas é desafiador recuperá-la visando chegar aos valores obtidos no período de instalação do pavimento (HENDERSON; TIGHE, 2012).

Observou-se variação dos resultados obtidos entre os métodos de manutenção, que podem ser atribuídas as diferenças no concreto permeável (agregados utilizados, técnicas de construção, idade, homogeneidade, entre outros), a utilização do pavimento permeável, material e processo de obstrução, histórico de manutenção (quantidade e métodos aplicados) e procedimento de teste. No geral, as técnicas de manutenção conseguiram a melhoria, mesmo que parcialmente, da permeabilidade, embora a viabilidade e prática se mantenham questionáveis (KIA; WONG; CHEESEMAN, 2017).

CONCLUSÕES

É evidente a urgência em utilizar práticas para o manejo de águas urbanas devido as consequências do crescimento de superfícies impermeáveis, que juntamente com o aumento dos volumes de pico de precipitação implicam no aumento do volume de escoamento superficial. Para isso é necessário que a educação ambiental contemple técnicas como a utilização de concreto permeável como revestimento de pavimentos, pois em todos os trabalhos que analisaram o coeficiente de permeabilidade, este demonstrou ter bom desempenho, considerando que 1 mm.s-1 já é um valor alto, portanto os pavimentos permeáveis possibilitam a recarga dos lençóis freáticos e auxiliam na retenção de poluentes.

Levando em consideração todos os trabalhos abordados neste artigo, no que diz respeito à relação a/c a recomendação é a utilização de um fator entre 0,30 e 0,35 para o bom desempenho do concreto permeável no quesito resistência à compressão, mantendo ainda o coeficiente de permeabilidade dentro de uma faixa de valores que garanta um bom desempenho.

Quanto ao tamanho dos agregados, o ideal é a utilização de no máximo duas faixas granulométricas, preferencialmente abaixo de 10 mm, pois foram essas que geraram concreto permeável de melhor desempenho. Tanto no que diz respeito às propriedades mecânicas, quanto físicas e hidráulicas. Com relação aos agregados finos, deve ser feita utilização sempre buscando um bom equilíbrio entre a permeabilidade e a resistência mecânica, correntemente na faixa de 7%.

A percolação do escoamento superficial pelos pavimentos permeáveis deposita sedimentos e detritos causando, consequentemente, a obstrução dos poros do concreto permeável. Constatou-se, então, que a obstrução acontece na camada de revestimento, sendo que os maiores níveis ocorrem, geralmente, nos 25 mm superiores, o que implica na necessidade de manutenção dos pavimentos permeáveis.

Dos estudos com enfoque na obstrução dos pavimentos permeáveis, observou-se que os melhores métodos para manutenção são a aspiração e a lavagem sob pressão, sendo que a combinação dos dois métodos apresenta uma eficiência maior que os dois aplicados separadamente.

Quanto as variações apresentadas entre os estudos, podem ser decorrentes de diferenças na espessura da camada de revestimento do pavimento permeável, da sua utilização, do processo de obstrução, do histórico de manutenção.

REFERÊNCIAS

AL-RUBAE, A. M.; STENGLEI, A. L.; VIKLANDER, M.; BLECKEN, G. T. Long-term hydraulic performance of porous asphalt pavements in northern Sweden. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, [S.l], v. 139, p.499-505, 2013.



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