miniaturadaimagem| Um jardim de chuva durante o inverno Um jardim de chuva é qualquer jardim projetado para que, por sua localização, geometria, composição de solo e/ou vegetação, absorva mais água de chuva do que o solo natural absorveria.
Também chamados de instalações de biorretenção, são uma das várias práticas destinadas a aumentar a reabsorção do escoamento da chuva pelo solo. Eles também podem ser usados para tratar águas pluviais poluídas. Os jardins de chuva são elementos paisagísticos projetados para reduzir a velocidade, a quantidade total e a carga poluente do escoamento de áreas urbanas impermeáveis, como telhados, calçadas, estacionamentos e áreas jardins impermeabilizados pela compactação do solo. Os jardins de chuva contam com plantas, solo natural e agregados de diferentes granulometrias para reter as águas pluviais e aumentar o tempo de atraso da infiltração, ao passo em que remediam e filtram os poluentes transportados pelo escoamento urbano. Outro benefício do plantio de jardins de chuva é a consequente diminuição da temperatura ambiente do ar e da água, uma mitigação que é especialmente eficaz em áreas urbanas com abundância de superfícies impermeáveis que absorvem calor em um fenômeno conhecido como efeito ilha de calor.
As plantações de jardins de chuva geralmente incluem vegetação ciliar de zonas úmidas ("wetlands"), como flores silvestres, ciperáceas, juncos, samambaias, arbustos e pequenas árvores. Essas plantas absorvem nutrientes e água que fluem para o jardim de chuva e liberam vapor de água de volta à atmosfera através do processo de transpiração. As raízes profundas das plantas também criam canais pelos quais as águas pluviais se infiltrem no solo. Os sistemas radiculares aumentam a infiltração, mantêm ou até aumentam a permeabilidade do solo, fornecem redistribuição de umidade e sustentam diversas populações microbianas que realizam a biofiltração.B.C. Wolverton, Ph.D., R.C. McDonald-McCaleb (1986). “Biotransformation of Priority Pollutants Using Biofilms and Vascular Plants.” Journal of the Mississippi Academy of Sciences. Vol. XXXI, pp. 79-89. Os micróbios ajudam a quebrar os compostos orgânicos (incluindo alguns poluentes) e remover o nitrogênio.
Os jardins de chuva tendem a melhorar a qualidade da água em corpos d'água próximos e realimentar o lençol freático. Os jardins de chuva também reduzem a quantidade de água, incluindo água poluída, que entra no sistema de drenagem pluvial, que normalmente é descarregado diretamente na forma de água superficial e causa erosão, poluição da água e inundações. University of Rhode Island. Healthy Landscapes Program. “Rain Gardens: Enhancing your home landscape and protecting water quality.” Os jardins de chuva também reduzem o consumo de energia, diminuindo a carga na infraestrutura convencional de tratamento de águas pluviais.
Os jardins de chuva geram diferentes tipos de benefícios; eles melhoram a qualidade da água filtrando o escoamento, fornecem controle localizado de enchentes, criam locais de paisagismo estético e oferecem oportunidades de plantio. Eles também incentivam a vida selvagem e a biodiversidade, unem edifícios e seus ambientes circundantes de maneira integrada e ambientalmente vantajosa e fornecem soluções significativas para importantes problemas ambientais que afetam muitos aspectos da vida urbana.
Histórico Os primeiros jardins de chuva foram criados para imitar as áreas naturais de retenção de água que se desenvolveram antes da urbanização. Os primeiros jardins de chuva assim denominados foram desenvolvidos em 1990 no Condado de Prince George, Maryland, nos EUA. Dick Brinker, um construtor de um empreendimento habitacional, propôs substituir as tradicionais bacias de retenção por uma área de bioretenção. Ele apresentou a Larry Coffman, engenheiro ambiental e Diretor Associado de Programas e Planejamento do condado no Departamento de Recursos Ambientais, a ideia de substituição. A proposta foi aprovada como piloto e o resultado foi o uso extensivo de jardins de chuva em Somerset, um conjunto residencial que tem entre 28 e 37m² (300 a 400 pés quadrados) de jardim de chuva dentro do terreno de cada unidade habitacional.Wisconsin Natural Resources (magazine). “Rain Gardens Made One Maryland Community Famous.” February 2003. Em estudo de pós ocupação, o sistema demonstrou uma positiva relação de custo-benefício. No lugar do sistema tradicional de drenagem, que envolve calçadas pavimentadas e sarjetas vertendo em sistema de drenagem pluvial e que custaria cerca de US$ 400.000, as valas de drenagem plantadas custaram US$ 100.000 para serem instaladas, produzindo efeito similar na mitigação do escoamento pluvial superficial. O projeto também foi mais econômico do que construir bacias de retenção que pudessem lidar com chuvas com tempos de retorno de 2, 10 e 100 anos. O monitoramento de fluxo feito em anos posteriores mostrou que os jardins de chuva resultaram em uma redução de 75 a 80% no escoamento de águas pluviais durante as chuvas.
Alguns jardins de chuva, no entanto, existem desde antes da formalização do reconhecimento da técnica. Qualquer depressão de jardim rasa implementada para capturar e filtrar a água da chuva dentro do jardim, de modo a evitar a drenagem da água para fora do local pode ser considerada um jardim de chuva – especialmente se a vegetação for plantada e mantida com reconhecimento de seu papel nessa função. Valas de beira de estrada vegetadas, atualmente conhecidas como biovaletas, compõem o sistema de drenagem convencional em muitas partes do mundo muito antes de extensas redes de esgotos de concreto se tornarem a prática convencional de engenharia no mundo industrializado. O que há de novo nessa tecnologia é o rigor da compreensão cada vez mais quantitativa de como essas ferramentas podem tornar possível o desenvolvimento sustentável. Isso vale tanto para comunidades desenvolvidas que estão adaptando a biorretenção na infraestrutura de gerenciamento de águas pluviais existente quanto para comunidades em desenvolvimento que buscam um caminho de desenvolvimento mais rápido e sustentável.
Mitigação da impermeabilização urbana Efeitos da impermeabilização urbana Em áreas urbanizadas, as depressões naturais onde as águas pluviais se acumulariam são normalmente cobertas por superfícies impermeáveis, como asfalto, pavimento ou concreto, e são niveladas para uso automotivo. As águas pluviais são direcionadas para os drenos pluviais que podem causar transbordamento de sistemas de esgoto, causando poluição, erosão ou inundação de cursos d'água que recebem o escoamento de águas pluviais.Kuichling, E. 1889. "The relation between the rainfall and the discharge of sewers in populous districts." Trans. Am. Soc. Civ. Eng. 20, 1–60.Leopold, L. B. 1968. "Hydrology for urban land planning: A guidebook on the hydrologic effects of urban land use." Geological Survey Circular 554. United States Geological Survey.Waananen, A. O. 1969. "Urban effects on water yield" in W. L. Moore and C. W. Morgan (eds), Effects of Watershed Changes on Streamflow. University of Texas Press, Austin and London. Ademais, as águas pluviais redirecionadas são muitas vezes mais quentes do que as águas subterrâneas que normalmente alimentam cursos d'água, sendo associadas a perturbações em alguns ecossistemas aquáticos, principalmente pela redução do oxigênio dissolvido (OD). O escoamento de águas pluviais também é fonte de uma grande variedade de poluentes que são levantados de superfícies impermeáveis (como asfalto) ou compactadas durante as chuvas. Dentre esses poluentes podem haver compostos orgânicos voláteis, pesticidas, herbicidas, hidrocarbonetos e metais.Novotny, V. and Olem, H. 1994. "Water Quality: Prevention, Identification, and Management of Diffuse Pollution." Van Nostrand Reinhold, New York.
Sistemas de gerenciamento de águas pluviais A gestão de águas pluviais ocorre na escala da bacia hidrográfica para evitar impactos a jusante na qualidade da água urbana. A manutenção da bacia hidrográfica se dá pela acumulação cíclica, pelo armazenamento e pelo fluxo de águas subterrâneas. Quando a superfície da bacia é impermeabilizada, as bacias hidrográficas são danificadas, já que o escoamento de águas pluviais é desviado pela superfície e passa a transportar poluentes para os córregos. assim, as bacias hidrográficas urbanas são afetadas por maiores quantidades de poluentes devido às consequências das atividades antrópicas nos ambientes urbanos. A chuva em superfícies impermeáveis se transforma em escoamento superficial e transporta óleo, bactérias e sedimentos que eventualmente chegam a córregos e águas subterrâneas. Estratégias de controle de águas pluviais, como jardins de infiltração, tratam o escoamento superficial contaminado e devolvem a água processada ao lençol freático, ajudando a restaurar o sistema de bacias hidrográficas. A eficácia dos sistemas de controle de águas pluviais é medida pela redução da quantidade de chuva que se torna escoamento superficial (retenção) e o tempo de defasagem (taxa de esgotamento) do escoamento. Mesmo jardins de chuva com pequenas capacidades de infiltração diária podem criar um impacto cumulativo positivo na mitigação do escoamento superficial urbano. Aumentar o número de superfícies permeáveis ao projetar jardins de chuva reduz a quantidade de águas pluviais poluídas que atingem os corpos d'água naturais e recarregam as águas subterrâneas a uma taxa mais alta. Além disso, implantar jardins de chuva em um local que sofre escoamento excessivo de água da chuva mitiga a carga da quantidade de água nos sistemas públicos de águas pluviais e reduz a chance de inundações e enchentes nos fundos de vale.
O uso de sistemas de biorretenção para o tratamento de água, dentre os quais os jardins de chuva, tem atuação de duas formas: utilizar tratamentos naturais de paisagens e de solos para transportar, armazenar e filtrar águas pluviais antes que se tornem escoadas, e reduzir a quantidade total de superfície impermeabilizada que causa o escoamento urbano contaminado. Os jardins de chuva têm um desempenho mais eficaz quando são planejados em conjunto com o sistema de controle de águas pluviais. Essa abordagem integrada de tratamento de água é chamada de "cadeia de águas pluviais", que consiste no conjunto de técnicas associadas para evitar o escoamento superficial, reter o escoamento para infiltração ou evaporação, reter o escoamento e liberá-lo em uma taxa predeterminada e transportar chuva de onde ela cai para as instalações de detenção ou retenção. Os jardins de chuva têm muitos efeitos reverberantes no sistema hidrológico. Em um sistema de biorretenção como um jardim de chuva, a água é filtrada através de camadas de solo e meios de vegetação, que tratam a água antes que ela integre o lençol freático. Eventual escoamento excedente de um jardim de chuva terá uma temperatura mais baixa do que o escoamento de uma superfície impermeável, o que reduz o choque térmico nos corpos d'água receptores. Além disso, aumentar a quantidade de superfícies permeáveis ao projetar jardins pluviais urbanos reduz a quantidade de águas pluviais poluídas que atingem os corpos d'água naturais e recarregam as águas subterrâneas a uma taxa mais alta. miniaturadaimagem| Jardim de chuva na SUNY College of Environmental Science and Forestry em Syracuse, Nova York
Biorretenção