Enchentes e Inundações

DEFINIÇÕES E CAUSAS:

• Enchente - vazão relativamente grande de escoamento superficial é causada pelo excesso de chuva ou pelo descarregamento de qualquer volume de água acumulado a monte (rompimento de uma barragem ou a abertura brusca das comportas de um reservatório).

• Inundação - caracteriza-se pelo extravasamento do canal, também é causada pelo excesso de chuva e pela existência, à jusante da inundação, de qualquer obstrução que impeça a passagem de vazão de enchente (bueiro mal dimensionado que remansa o rio).

É necessário o estudo das características das precipitações, como: origem, distribuição temporal e espacial da região onde se situa a bacia em questão. Assim pode-se determinar a distribuição das enchentes e inundações durante o ano.

MÉTODOS DE COMBATE ÀS ENCHENTES

Os danos causados pelas enchentes podem ser evitados de três modos diferentes:

a) Pela construção de obras de proteção.

Sua finalidade é confinar aquelas águas dentro do canal natural do rio. Assim fazendo, eles elevam o nível d'água nos pontos à montante (devido ao represamento das águas) e à jusante (devido ao acréscimo de descarga, resultante da redução da acumulação).

Este método embora proporcione, muitas vezes, proteção satisfatória contra inundações mais freqüentes, ele acarreta um perigo. Graças à sensação de proteção gerada pela presença de diques e muralhas de proteção, novas edificações são construídas em áreas antes evitadas.

b) Mediante a redução do nível de cheia, sem modificação apreciável de descarga de pique.

O risco de inundação pode ser reduzido, sem a redução da vazão de enchente, pelo abaixamento do nível. Isto pode ser conseguido através da:

· Retificação e drenagem do leito do rio. A dragagem pode ser feita para eliminar os depósitos de fundos e das margens, aumentando assim a área da seção do canal.

· Construção de um "by-pass", ou canal adicional de enchente. Freqüentemente, grandes cidades localizam-se junto de rios ou de outras massas de água.

c) Mediante a redução dos fluxos de cheia por meio de acumulação, modificação do uso da terra ou métodos semelhantes.

A redução por acumulação pode ser feita através de: um grande número de pequenos reservatórios individuais localizados nas cabeceiras do curso d'água principal ou de seus afluentes; terraços que detenham o escoamento durante tempo suficiente para permitir a infiltração no solo; e por meio de grandes reservatórios, localizados nos vales mais a jusante.

ANÁLISE ECONÔMICA DO CONTROLE DE ENCHENTES

Para determinar os benefícios anuais que resultariam de um programa de controle de enchentes é necessário, primeiramente, estabelecer certo número de perfis de cheias, pelo menos nos trechos do rio nos quais ocorrem prejuízos consideráveis. Deve ser determinado um perfil da cheia de projeto, bem como o perfil mínimo para o qual ocorrem danos apreciáveis. Um levantamento local cuidadoso é então necessário, para determinar o montante dos prejuízos causados pelas enchentes correspondentes aos perfis, em toda a zona afetada. Esses valores podem ser locados, sob a forma de uma curva, e dela se poderá deduzir os prejuízos, para qualquer nível intermediário.

A ocorrência de inundações em áreas urbanas e ribeirinhas no Brasil tem-se intensificado e tornado mais freqüente a cada ano. Este agravamento é função tanto da crescente impermeabilização do solo, decorrente da urbanização acelerada, como da imprevidente ocupação urbana de áreas ribeirinhas, que sempre constituíram os leitos naturais dos cursos de água. A combinação desses processos conduz a picos de vazão cada vez mais difíceis de controlar mediante intervenções estruturais tradicionais, voltadas à ampliação da capacidade de escoamento superficial. Essa dificuldade tem aumentado, sensivelmente, a potencial utilização de medidas não-estruturais, de caráter essencialmente preventivo, que implicam a necessidade de uma articulação crescente com os sistemas de gestão urbana, os quais pertencem à esfera de competência dos municípios, com exceção das regiões metropolitanas, aglomerações urbanas e micro-regiões, sobre as quais se aplicam os princípios constitucionais de cooperação no exercício de funções públicas de interesse comum.

Plano Diretor de Drenagem Urbana

O Plano Diretor de Drenagem Urbana é um instrumento de planejamento que visa regulamentar a ocupação do solo em uma área urbana, indicando medidas estruturais e não-estruturais relacionadas ao sistema de drenagem, tendo como finalidade mitigar os problemas causados pelas inundações, buscando equilibrar o desenvolvimento com as condições ambientais das cidades, e integrando-se aos planos de esgotamento sanitário, resíduos sólidos e principalmente o Plano Diretor de Desenvolvimento Urbano do Município.

O Plano Diretor de Drenagem Urbana deve tanto apresentar medidas para remediar os problemas já existentes em decorrência da urbanização, como também deve apresentar medidas para prevenção da ocorrência de enchentes e inundações em áreas que futuramente venham a ser urbanizadas.

As ações para controle de enchentes e inundações em áreas urbanizadas geralmente possuem custo elevado porque implicam medidas estruturais; por outro lado, quando existe um planejamento a médio e longo prazo, é possível implementar medidas preventivas a custos significativamente baixos.

Os principais conteúdos de um Plano Diretor de Drenagem Urbana são o planejamento das obras e medidas não estruturais (legislação, zoneamento etc), a definição dos instrumentos de financiamento para sua implementação, a proposta da gestão da drenagem urbana dentro da estrutura municipal de administração, com definição de requisitos, atribuições e responsabilidades institucionais e o Manual de Drenagem, destinado à orientar o projeto de obras futuras.

Medidas não-estruturais: Têm caráter fundamentalmente preventivo. Incluem-se ações de limpeza e manutenção de sistemas e programas de educação ambiental, entretanto, o zoneamento do uso do solo é a principal medida não-estrutural. Algumas medidas não-estruturais podem alcançar excelentes resultados em áreas que estão em vias de urbanização.

Medidas estruturais: Constituem-se por obras destinadas a controlar o escoamento das águas de chuva no meio urbano. Em muitas situações apresentam-se como medidas corretivas voltadas diretamente à remediação de problemas existentes em áreas urbanizadas. Algumas destas obras são representadas por modificações em seções transversais de cursos d'água, visando aumentar a capacidade de armazenamento, ou modificações no traçado destes cursos d'água, visando criar desvios para ondas de cheia, e ainda obras para armazenamento temporário das águas de chuva (bacias de retenção ou detenção).

O Plano Diretor de Drenagem Urbana deve:

• estar inserido e articulado ao Plano Diretor do Município, sendo um componente do mesmo. Desta forma deve ser considerada a articulação do sistema de drenagem com outros elementos de infraestrutura, como os sistemas de abastecimento de água, de esgoto, viário, e também com o plano urbanístico, estabelecendo oportunidades para usos múltiplos.
• regulamentar a ocupação do solo a partir de um zoneamento que indicará áreas a serem preservadas (várzeas, zonas de mananciais), áreas que deverão ser reservadas para implantação de obras, como também os tipos de restrições e as taxas de ocupação nas diferentes áreas da bacia hidrográfica. O zoneamento deve ser estabelecido a partir de um diagnóstico da situação atual da ocupação do solo no município, buscando identificar tendências quanto à evolução da ocupação na bacia hidrográfica.
• prever a criação de um banco de dados a partir de um inventário e cadastro de todos os sistemas e obras de drenagem, iniciando-se por aqueles já implantados.
• incluir a sugestão de um monitoramento permanente das descargas nos sistemas de drenagem, da presença de resíduos sólidos, detritos e sedimentos.
• apresentar as necessidades de manutenção, operação e limpeza dos sistemas, de forma a garantir eficiência de funcionamento.
• indicar as necessidades de capacitação técnica para os níveis decisórios, de projeto, de execução e operacionais. Além disso, devem ser previstos programas de educação ambiental voltados à população e ações de promoção junto à classe política.
• ser objeto de contínua avaliação por intermédio de instrumentos e indicadores de eficácia e eficiência que permitam a correção de deficiências.
• estabelecer normas e critérios para o projeto dos sistemas de drenagem que devem ser aplicados em toda a bacia hidrográfica, de forma a evitar soluções particularizadas. Estas recomendações devem ser consolidadas em um Manual de Drenagem que oferecerá também a orientação prática à adoção das medidas preconizadas no Plano, tornando possível uma uniformidade na elaboração dos futuros projetos
• apresentar um escalonamento para a implementação de obras e ações não estruturais de acordo com o fluxo de recursos disponíveis, considerando também que este escalonamento não pode implicar o agravamento de problemas mesmo que em caráter temporário.

Fontes:

http://www.lactec.com.br/publicacoes/2002/013_2002.pdf

http://www.ana.gov.br/gestaoRecHidricos/UsosMultiplos/inundacoes2.asp

http://www.labdren.ufsc.br/pesquisa/itacorubi/index.php?secao=pddu

WILKEN, 1978

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Detergentes e Sabões

1. Histórico

O sabão é o mais velho dos surfactantes, por mais de 3000 anos foi considerado estritamente como um cosmético, mais particularmente, como uma pomada para cabelo e como um remédio. Somente nos últimos 1000 anos começou a ser usado com o propósito geral de atuar como agente de lavagem e limpeza.
Gradualmente os sabões foram substituídos por surfactantes sintéticos, com suas características mais favoráveis. Os primeiros substituintes práticos para os sabões foram os sulfatos de álcoois de gorduras, descobertos na Alemanha por Bertsch em 1928. A disponibilidade de alquil sulfatos sintéticos baseados em gorduras naturais tornou possível o primeiro detergente neutro para lavagens mais delicadas: Fewa, introduzido na Alemanha em 1932, seguido em 1933 pelo americano Dreft.
Os sulfatos de álcoois de gorduras e seus derivados são atualmente muito utilizados em produtos para limpeza pesada, detergentes especiais, agentes em lavagem de louças, cosméticos e artigos de toalete. A aceitação geral em todo o mundo dos surfactantes sintéticos, com a sua menor sensibilidade à dureza da água em relação ao sabão, é resultado do desenvolvimento tecnológico a partir da 2ª Guerra Mundial, com a inclusão de novos compostos como agentes de branqueamento, alvejantes e outros.


2. Funcionamento do Sabão

O sabão é produzido com gorduras animais obtidas da hidrólise do glicerídio, ou óleos vegetais, tendo como produto a glicerina e o ácido graxo, sendo este neutralizado por hidróxido de sódio, hidróxido de potássio e hidróxidos de amônio quaternário.
Os sabões são formados por moléculas que possuem uma cadeia carbônica longa, apolar e, portanto, solúvel em gorduras e também pelo grupo carboxila (-COO-), que é polar, sendo solúvel em água.
A ação dos sabões diminui a tensão superficial da água, concentra as partículas de óleo ou gorduras em micelas e impede a reaglomeração das micelas que ficam protegidas por uma película de sabão e se afastam por repulsão de cargas elétricas. O sabão tem, sobre os detergentes, as vantagens de ser mais barato, não ser tóxico, ser fabricado a partir de matérias-primas renováveis (óleos e gorduras) e ser biodegradável, ou seja, destruído pelos microorganismos existentes na água. O sabão só apresenta dois problemas: a formação de gordura em tanques, pias e banheiras, quando a água utilizada tem caráter ácido e, a formação de crostas quando a água usada é "dura".


3. Funcionamento do Detergente

A lavagem e limpeza são processos complexos que envolvem a interação cooperativa de influências físicas e químicas. Em um sentido mais amplo, a lavagem pode ser definida por dois aspectos: a remoção pela água ou por uma solução aquosa de surfactante de resíduos pouco solúveis e pela dissolução de impurezas solúveis em água.
Os detergentes possuem ação tensoativa mais intensa que a dos sabões, lavam melhor e com menor consumo; além disso, eles são menos sensíveis às águas ácidas e às águas 'duras' do que os sabões.
A função mais importante do detergente é retirar a sujeira, contudo a eficiência do detergente depende do tipo de sujeira e do que se quer limpar. A dificuldade nos processos de limpeza se dá pelo fato da água não se espalhar igualmente pelo tecido ou sobre qualquer outra superfície, ela se concentra em gotas, sendo que em alguns pontos teremos gotas e em outros não. Esse fenômeno é resultado da tensão superficial da água. Para diminuir essa tensão superficial, os detergentes possuem em sua composição os agentes tensoativos, que fazem com que a água se distribua de forma homogênea sobre a superfície, facilitando a retirada das partículas de sujeira e impedindo que elas se liguem novamente à superfície.

4. Surfactantes

Micela

Agentes tensoativos ou surfactantes são importantes pela sua capacidade em modificar algumas propriedades reacionais com conseqüente melhoria na sensibilidade e/ou seletividade analítica, permitindo solubilizar espécies de baixa solubilidade ou promover um novo meio que pode modificar a velocidade reacional, a posição de equilíbrio das reações químicas e, em alguns casos, a estereoquímica destas dependendo da natureza da reação, do tipo de reativo (eletrofílico e nucleofílico) e do tipo e forma (catiônica e aniônica) da micela. As principais características do uso de tensoativos estão relacionadas à formação de ambientes organizados, também conhecidos como ambientes micelares.

A ampla utilização dos tensoativos em óleos para automóveis, na prospecção de petróleo, em fármacos, em produtos domésticos tais como xampus, suavizantes, condicionadores, detergentes, cosméticos, entre outros, são indicativos de sua versatilidade.

5. Tensoativos Biodegradáveis
Os problemas iniciais relacionados ao uso de tensoativos nos mais diferentes produtos eram relativos ao emprego de compostos não biodegradáveis, os quais proporcionavam sérios problemas de contaminação ao meio ambiente.
Para solucionar estes inconvenientes, novos tensoativos biodegradáveis, denominados produtos verdes, foram desenvolvidos. O desenvolvimento destes novos produtos associados aos já existentes propiciaram um incremento do uso dos mesmos em Química Analítica.

6. Estrutura
Um tensoativo típico possui a estrutura R-X, onde R é uma cadeia de hidrocarboneto variando de 8 a 18 átomos (normalmente linear) e X é o grupo cabeça, polar (ou iônico). Dependendo de X, os tensoativos podem ser classificados com não-iônicos, catiônicos, aniônicos ou anfóteros.
Um tensoativo catiônico possui em geral a formula RnX + Y -, onde R representa uma ou mais cadeias hidrofóbicas, X é um elemento capaz de formar uma estrutura catiônica e Y é um contra íon. Em princípio, X pode ser N, P, S, As, Te, Sb, Bi e os halogênios.

7. Surfactantes Não-Iônicos
Estes materiais não têm grande aplicação como detergentes em xampus, mas sim como aditivos de detergentes aniônicos, ou seja, são surfactantes auxiliares. Eles aumentam a solubilidade dos surfactantes iônicos, bem como a viscosidade da solução. Exemplos: derivados polialcoxilados, álcoois etoxilados, ésteres de sorbitol (conhecidos como Tween).

8. Surfactantes Catiônicos
Geralmente, as propriedades de limpeza e de formação de espumas dos surfactantes catiônicos são consideradas inferiores as dos surfactantes aniônicos. Devido a essas propriedades estes surfactantes são utilizados em condicionadores e cremes rinse. Exemplos: alquil (C14-16) trimetil amônio, sais de cetilpiridínio, sais de amônia quartenários.

9. Surfactantes Aniônicos
São substâncias, que como o próprio nome já diz, possuem uma parte iônica. São sais de metais ou alcanolaminas, geralmente provenientes da saponificação de óleos vegetais ou animais. Constituem a base dos xampus. Em presença de água quente podem causar a deposição de cálcio ou magnésio nos fio do cabelo. Para evitar este inconveniente, costuma-se adicionar sequestrantes destes cátions como EDTA ou polifosfatos nos xampus aniônicos. Exemplos: Sulfonatos de parafina, alquil benzeno sulfonatos, alfa olefino sulfonatos, lauril sulfato de sódio, sulfoccinatos.

10. Surfactantes Anfóteros
Muito usados em xampus cremosos, têm grande compatibilidade com outros detergentes, seu equilíbrio iônico juntamente com potencialidades aniônica/catiônica (dependendo do pH) permite uma grande flexibilidade em seu uso. Também contribui para o efeito condicionante no cabelo.
Exemplos: N-alquil amino-ácidos, betaínas.

11. EDTA - Sequestrador de Íons
O EDTA é constituído por substâncias químicas que reagem com metais para formar complexos, cuja estabilidade depende do metal complexado, atuando assim no sentido de anular os efeitos do metal e inibindo sua ação catalisadora.

12. Biodegrabilidade

A biodegradação é a destruição dos compostos químicos pela ação biológica de organismos vivos. As bactérias são os principais microorganismos capazes de promover a destruição dos detergentes, sendo o processo genérico uma oxidação seguida de uma quebra sucessiva de moléculas orgânicas.
Na biodegradação primária a molécula de detergente é quebrada ou modificada de modo a não apresentar as características de um detergente; isto faz com que os efeitos do tensoativo não sejam mais notados.
A biodegradação final é a conversão da molécula em dióxido de carbono, água, sais inorgânicos e produtos diretamente reaproveitáveis por microorganismos. As bactérias aeróbicas são as que mais participam do processo de biodegradabilidade dos detergentes, pois o oxigênio é indispensável para a oxidação das moléculas. Fatores como pH, temperatura, presença de substâncias intermediárias são muito importantes. Na biodegradação primária, cerca de 95% das moléculas de alquilbenzeno sulfonato são degradadas em quatro horas, enquanto que o alquil sulfato ramificado tal processo possui a duração de três semanas.



Fontes de pesquisa:
Pelizzetti, E.; Pramauro, E.; Anal. Chim. Acta 1985, 169, 1.
Saunders, L.; Biochim.Biophys. Acta 1966, 125, 70.
Attwood, D.; Elworthy, P. H.; Kayne, S. B.; J. Phys. Chem. 1970, 74, 3529.
http://pcserver.iqm.unicamp.br
http://pragas.terra.com.br/legislacao/bancodedados/port874-98.html
http://www.volp.com.br
http://www.geocities.com

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