Entenda por que fazer drenagem com gabiões em escadas de dissipação

Fazer drenagem com gabiões em escadas de dissipação pode ser uma ótima alternativa para diferentes projetos de construção civil. Afinal, por que essa técnica tende a ser benéfica? Quais vantagens ela proporciona?

A fim de responder essas e outras questões sobre o tema, preparamos este conteúdo especial. Para isso, conversamos com Emerson José Ananias, que é gerente do segmento Belgo GeoTech, da Belgo Arames Arames — referência na fabricação de arames no Brasil. Aproveite as informações!

Por que fazer drenagem com gabiões em escadas de dissipação?

É preciso considerar que as escadas de dissipação são estruturas hidráulicas. Por isso, têm o objetivo primário de descer um nível e fazer com que a água chegue em uma cota mais baixa. De acordo com Emerson, o intuito consiste em vencer o desnível com a maior perda de energia possível e a menor velocidade da água ao chegar na parte inferior.

Como o gabião é uma estrutura porosa, ele proporciona um escoamento de água com grande perda de carga. Dessa forma, o fluxo de água passa e quebra a energia em cada degrau, reduzindo a energia e a velocidade — isso porque, além da rugosidade maior que estruturas de concreto já ser um fator de redução de velocidade, parte do fluxo de água passa também por dentro das pedras do gabião. Portanto, a perda é maior em relação a outras estruturas, como o degrau de concreto.

Por conta disso, a velocidade com que o escoamento chega ao final da escada é reduzida. Segundo o especialista, ela pode ser até quatorze por cento menor do que em uma escada de concreto. Além disso, o gabião é uma estrutura flexível, capaz de se adaptar com facilidade em solos de baixa resistência ou quando há alguma deformação no terreno. Afinal, ele não compromete o desempenho da escada hidráulica se houver algum problema no solo onde ele está apoiado. Com isso, a estabilidade é mantida.

Outra vantagem destacada por Emerson é a capacidade de adaptação geométrica da estrutura, que permite variar bastante o grau e a altura da escada, gerando uma considerável facilidade construtiva — o projeto pode assumir diferentes dimensões. No concreto, essa flexibilidade não é viável, visto que é preciso lidar com a armadura e o tempo de cura do concreto.

No gabião, menos elementos são necessários: a pedra, a tela e a máquina para escavação. O regime de água pode acontecer imediatamente após a construção.

Se a velocidade do escoamento ainda estiver muito alta, é possível adaptar o revestimento e usar uma argamassa para proteger trechos da escada. Ou seja, o uso é mais flexível; quando é preciso aumentar a mobilidade para deixar o processo mais ágil, há como readaptar o sistema estrutural.

Quando é indicado o uso do gabião?

O uso dos gabiões tem maior viabilidade quanto maior for a seção hidráulica necessária. Descidas d’água de pequenas dimensões não se tornam viáveis em gabiões. Um valor comum de mínima dimensão é 1m de largura para poder iniciar o uso de gabiões.

Podem ser utilizados tanto gabiões tipo caixa, ou tipo colchão, a depender da geometria necessária. O colchão é usado para o fundo da escadas, ou mesmo escadas com inclinações suaves ou, até mesmo, no degrau em canais. Esse tipo de escadas mais suaves são muito comuns em trechos de canais, descidas de drenagem em aterros sanitários e grandes áreas de recuperação ambiental. Nas escadas cuja declividade é mais vertical, a partir de 35 graus, o uso de gabiões caixa também para o fundo além das laterais é inevitável. Acima de 70 graus de inclinação, a escada de gabiões já não tem um uso indicado, por ter uma grande dificuldade de proporcionar dissipação de energia.

A escada de dissipação é utilizada para trazer o fluxo de água de um nível superior do terreno para um nível inferior. Deixar essa água sair de modo simplório, por meio de um tubo, por exemplo, fará com que ela ganhe uma energia tão grande que, ao chegar na parte de baixo, ela destruirá o solo e qualquer estrutura presente. Segundo Emerson, o gabião na escada reduz a velocidade de maneira progressiva, mitigando os riscos em relação à integridade do terreno e das estruturas.

Outra indicação de uso são as áreas de mineração, onde existem grandes desníveis do solo — sempre há uma cota superior e outra inferior. Por isso, o sistema de água e de coleta de água de chuva não pode simplesmente escorrer pelo talude: ele deve ser direcionado em canaletas que captam essa água e depois a destinam para um ponto.

Um uso frequente ocorre em obras de terraplanagem de área de construção de galpões industriais com área de coleta de água de chuva, que é direcionada para o sistema de águas pluviais do empreendimento. O sistema de águas pluviais deve jogar a água em um sistema de coleta urbano, que pode ser um córrego ou uma captação da rua. Caso haja um desnível entre a cota do galpão e o ponto de saída, a empresa deverá construir uma estrutura para fazer que o escoamento aconteça na velocidade adequada, como uma escada de dissipação.

A construção de uma escada dissipadora é uma necessidade em muitas obras que jogam a água obtida por captação em terrenos, taludes e encostas. Emerson aponta que essas escadas e outros elementos hidráulicos contribuem para receber a chuva e conduzi-la pelo talude até uma posição na topografia onde a água saia numa velocidade compatível com o terreno natural, evitando a formação de erosões.

Quais são os critérios de dimensionamento em escadas de dissipação?

Dentro da estrutura, o projeto de dimensionamento é uma base de engenharia hidráulica. Para Emerson, o primeiro ponto a ser notado é a geometria desenhada, visto que é preciso entender qual é o regime de escoamento de água ideal para determinada escada. Isso posto, existem três regimes de escoamento possíveis:

• nappe flow — a água dissipa em cada degrau, perdendo sua velocidade aos poucos;
• skinny flow — acontece em uma escada um pouco mais inclinada, na qual a água passa quase que diretamente;
• transição — é um regime turbulento, não há formulações que possam determinar as variáveis para o dimensionamento.

Não é recomendado, em nenhuma hipótese, trabalhar com escadas de dissipação dentro do regime de transição. Na primeira fase, é indicado mensurar a inclinação do talude e a geometria mais adequada para o projeto. A partir da geometria e da vazão de água, decide-se o tipo de escoamento para, depois, entrar nas formulações matemáticas e estabelecer a perda de energia e a velocidade de escoamento.

Um dos softwares mais utilizados para o dimensionamento hidráulico das escadas, SisCCoH ou System for Calculations of Hydraulic Components, foi desenvolvido pela empresa Pimenta de Ávila e a Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) e tem acesso gratuito.

Como você viu, o uso de gabiões em escadas de dissipação é indicado para vários casos e pode contribuir muito com o andamento do projeto. Considere essa alternativa em suas obras!

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