Como telhados verdes podem proteger as ruas da cidade de inundações

Como telhados verdes podem proteger as ruas da cidade de inundações O edifício ecológico Acros Fukuoka, em Fukuoka, Japão, possui um dos telhados verdes mais famosos do mundo. O Laboratório GRIT da Universidade de Toronto está trabalhando para trazer telhados verdes para a cidade e além, a fim de combater as mudanças climáticas. (ShutterStock)

A primavera e o verão 2017 estão entre os mais úmidos já registrados no leste da América do Norte. E o mundo ainda está assistindo Houston, onde o furacão Harvey causou inundações devastadoras.

Montantes das chuvas na primavera quebrou recordes em lugares como Toronto, onde os milímetros de chuva 44.6 caíam em horas 24. As chuvas no início desta primavera fizeram com que a infraestrutura de águas pluviais da maior cidade do Canadá transbordasse, levando à inundação de ruas movimentadas do centro da cidade.

A urbanização em muitas cidades da América do Norte levou a uma rápida perda de superfícies permeáveis, onde a água pode drenar livremente. Juntamente com a crescente população central da cidade nas cidades de Toronto, isso significa que os sistemas de águas pluviais e de esgoto existentes devem gerenciar mais água do que nas décadas anteriores.

Além disso, o aumento da temperatura global está associado ao aumento de eventos climáticos extremos em todo o mundo, uma tendência que pode piorar se o aquecimento global não for controlado.

Muitas cidades são mal equipado para lidar com essas quantidades sem precedentes de precipitação devido à sua infraestrutura de águas pluviais insuficiente e desatualizada.

Como telhados verdes podem proteger as ruas da cidade de inundações Um motorista de caminhão de reboque percorre as águas da enchente depois de ligar um carro no Don Valley Parkway, em Toronto, após uma grande tempestade em julho 2013. A IMPRENSA CANADENSE / Frank Gunn

Vinte e três por cento dos esgotos do centro de Toronto são combinados, o que significa que as águas pluviais e as águas residuais da cidade fluem juntas dentro de um tubo para uma estação de tratamento de água. Em períodos de fortes chuvas, a quantidade de águas pluviais no esgoto pode atingir capacidade e transbordar para as ruas de Toronto e para seus lagos e rios.

Isso significa que, para evitar inundações nas áreas centrais, o esgoto é liberado - sem tratamento - em corpos d'água que permitem nadar e outros esportes recreativos.

Com a quantidades de chuvas em ascensão global, é um momento crucial para examinar como as cidades podem modernizar sua infraestrutura de construção existente para aliviar os danos das inundações e lidar com as águas pluviais de maneira mais sustentável.

Tecnologias de infraestrutura verde, como pavimentos permeáveis, bioswales, cisternas e telhados verdes, agora são geralmente recomendados para enfrentar eventos climáticos extremos.

Telhados verdes para gestão de águas pluviais

Os telhados verdes são uma infraestrutura verde (GI) opção que pode ser aplicada a praticamente qualquer telhado, dada a capacidade de carga de peso. Os benefícios dos telhados verdes vão muito além do óbvio apelo estético.

Um estudo realizado pelo engenheiro civil da Universidade de Toronto Jenny Hill e co-pesquisadores no laboratório de testes de inovação de telhado verde da escola (GRIT Lab) mostraram que os telhados verdes têm capacidade para capturar uma média de 70 por cento das chuvas em um determinado período, aliviando os sistemas subterrâneos de águas pluviais e liberando a água da chuva de volta para a atmosfera.

Como telhados verdes podem proteger as ruas da cidade de inundações Laboratório GRIT da Universidade de Toronto

O estudo examinou quatro variáveis ​​de projeto de telhado verde que representam as práticas mais comuns da indústria: tipo de plantio (suculentas ou gramíneas e plantas herbáceas), substituto do solo (mineral, composto de madeira), profundidade de plantio (centímetros 10 ou centímetros 15) e cronograma de irrigação ( diariamente, ou ativado por sensor) e como esses quatro fatores influenciaram a captura de água.

O cronograma de rega mostrou ter o maior efeito, com a capacidade de retenção aumentando de 50 por cento com irrigação diária para 70 por cento com irrigação ativada por sensor ou sem irrigação. Em outras palavras, os telhados que não foram regados ou são regados apenas quando o solo atinge um nível de umidade predeterminado, têm maior capacidade de absorver a água da chuva.

Além disso, o estudo calculou um novo coeficiente de pico de escoamento superficial - um valor constante usado para calcular a capacidade de um telhado verde de reter água - para que os telhados verdes estejam ao redor de 0.1-0.15, uma redução de 85 a 90 em comparação com uma superfície impermeável.

Designers e engenheiros usam rotineiramente um número de 0.5 (redução de 50 por cento) para avaliar o desempenho do telhado verde. Essa discrepância entre a prática da indústria e as descobertas regionais baseadas em evidências destaca a necessidade de mais pesquisas.

Como telhados verdes podem proteger as ruas da cidade de inundações Suculentas no telhado e plantas com flores no telhado verde do laboratório GRIT. Laboratório GRIT da Universidade de Toronto

A segunda variável mais significativa para retenção de águas pluviais foi o substituto do solo. O material de plantação de telhado verde mais usado é baseado em diretrizes da Sociedade Alemã de Pesquisa, Desenvolvimento e Construção de Paisagens (FLL).

A FLL recomendou um agregado mineral porque acredita-se que seja mais duradouro e mais resistente que os substitutos biológicos do solo. Mas esta recomendação foi contestada por pesquisa hoje.

Hill e sua equipe compararam o material de cultivo mineral ao composto de madeira. O composto superou o mineral em 10 por cento (70 por cento versus 60 por cento de chuva retida) em leitos sem irrigação e teve compressão ou quebra mínimas ao longo do tempo.

Outra descoberta importante no estudo de Hill demonstrou que, quando já úmido, seja por água ou chuva, o material de plantio teve a maior influência na retenção de água. O composto superou o substituto mineral do solo em até três vezes quando completamente saturado (83 por cento das chuvas retidas versus 29 por cento).

Adubar um melhor substituto do solo

Isso significa que o composto não apenas teve um desempenho melhor em todas as estações, como também teve um desempenho muito melhor nas estações chuvosas e nas tempestades consecutivas.

Profundidade de plantio (centímetros 10 versus centímetros 15) e a família de plantas (suculentos contra grama e plantas herbáceas) mostraram pouco impacto na retenção de águas pluviais em comparação com o material de plantio e o cronograma de rega.

Portanto, sem comprometer o gerenciamento das águas pluviais, a seleção de plantas pode atender a objetivos estéticos e padrões ambientais, como biodiversidade e habitat de espécies.

Como telhados verdes podem proteger as ruas da cidade de inundações Uma abelha paira em torno de uma planta com flores no jardim da cobertura do GRIT Lab da U of T. U of T GRIT Lab

Uma das restrições para a construção de telhado verde é a carga de peso, particularmente em edifícios que não foram originalmente construídos para acomodar o peso de um telhado verde saturado. Assim, uma profundidade de plantio de um centímetro 10, em oposição ao 15, significaria que mais telhados poderiam ser elegíveis para o retrofit.

No entanto, mesmo que uma paleta de plantas da biodiversidade, incluindo gramíneas e plantas herbáceas, seja uma opção de telhado verde mais rica em estética e ecologia, essas plantas precisam de rega para sobreviver em cidades como Toronto. Como a irrigação afeta negativamente a retenção de águas pluviais, os projetistas de telhados verdes podem considerar plantas suculentas resistentes à seca, como o sedum.

No entanto, quando plantas herbáceas são plantadas em composto em vez de materiais minerais, a diminuição da capacidade de retenção de águas pluviais pode ser evitada.

A irrigação sob demanda, ativada por um sensor de umidade do solo, pode equilibrar o gerenciamento da água com a disponibilidade de água para o crescimento das plantas. Além disso, o composto pesa significativamente menos do que o material mineral de plantio, abrindo mais potencial para reformas.

Assim, a pesquisa de Hill e sua equipe em quatro variáveis ​​distintas do telhado verde nos permite entender os benefícios e as limitações de cada uma e como elas podem ser combinadas.

Telhados verdes: infraestrutura verde ideal

Em nossa opinião, como pesquisadores do GRIT Lab, os telhados verdes são a infraestrutura urbana urbana ideal devido à sua multifuncionalidade: eles podem ser adaptados em edifícios existentes, fornecem espaço para a biodiversidade. vida selvagem urbana e eles podem ser enriquecedores espaços públicos para os habitantes da cidade desfrutarem. Além disso, os telhados verdes podem tornar agradáveis ​​os lugares anteriormente inóspitos e proporcionar um novo espaço ao ar livre para os trabalhadores de escritório.

Como telhados verdes podem proteger as ruas da cidade de inundações Uma borboleta flutua em torno das flores no telhado verde do GRIT Lab. U of T GRIT Lab

Essas descobertas recentes mostram claramente o potencial dos telhados verdes. Porém, estudos científicos detalhados sobre telhados verdes, como os realizados no GRIT Lab, são necessários para determinar a melhor composição do telhado verde para um desempenho ideal.

Por exemplo, embora o tipo de plantio tenha pouco efeito na retenção de águas pluviais, a mistura herbácea de plantas nativas demonstrou ser mais atraente para abelhas nativas e é sem dúvida mais atraente. Esta informação é crítica; Embora atualmente as suculentas sejam o padrão do setor, plantar apenas suculentas em telhados pode ter um impacto negativo na ecologia urbana em várias regiões.

Uma variável adicional a considerar ao projetar um telhado verde é a sua localização. Pesquisador do GRIT Lab Scott MacIvor e co-pesquisadores descobriram que a altura da construção é importante: há muito menos colméias quando os telhados verdes são altos demais; portanto, seria inútil projetar um telhado destinado a ajudar abelhas com mais de oito andares.

À medida que os eventos de tempestades se tornam mais frequentes e severos para os municípios, as cidades com infraestrutura envelhecida de águas pluviais lutam para encontrar maneiras de aliviar o impacto. Telhados verdes podem fazer parte desta solução, mas nem todos os telhados verdes são criados iguais. A pesquisa e o conhecimento adequados são essenciais.

Sobre o autor

Catherine Howell, Assistente de Pesquisa, GRIT Lab, University of Toronto; Jennifer Drake, professora assistente de engenharia civil, University of Torontoe Liat Margolis, professor associado de arquitetura paisagística, University of Toronto

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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