Coberturas verdes em Lisboa: o que mediram as coberturas-piloto

A maior parte dos valores de retenção de coberturas verdes publicados vem do centro e do norte da Europa, onde chove todo o ano e os verões são amenos. Em Portugal, a chuva concentra-se no outono e no inverno, quando as plantas evaporam pouco, e o verão é seco. Por isso, os dados medidos em Lisboa têm um valor próprio para quem projeta a gestão da água de uma cobertura no país.

Há dois conjuntos principais de medições: as coberturas-piloto do Instituto Superior Técnico (IST) e os canteiros de ensaio do Instituto Superior de Agronomia (ISA), ambos da Universidade de Lisboa.

Oito coberturas-piloto no campus do IST

No campus do IST foram construídas oito coberturas-piloto, com espécies vegetais e substratos diferentes. Alguns substratos incluem resíduos de construção e demolição (RCD). Entre março e julho de 2021 foram sujeitas a ensaios de chuva artificial, que permitem repetir a mesma chuvada em condições controladas.

Os resultados publicados são estes:

• retenção por chuvada entre 37 e 100 %, com média próxima de 81 %;
• atenuação da ponta entre 30 e 100 %;
• atraso do início do escoamento entre 2 e 18 minutos.

A variável que mais pesou foi a humidade do substrato no início da chuvada. Um substrato seco absorve grande parte da água e o escoamento pode não chegar a acontecer; um substrato já húmido deixa passar a água ao fim de poucos minutos. A inclusão de RCD não prejudicou o desempenho e tornou o substrato mais drenante em seco.

O atraso curto merece atenção. A cobertura verde reduz o volume e a ponta, mas não segura a água durante horas: quando o substrato está húmido, a água chega à rede pouco depois de a chuva começar.

Canteiros com espécies nativas no ISA

No ISA foram ensaiadas, numa cobertura em Lisboa, três coberturas vegetais com espécies nativas e uma de controlo sem vegetação, todas com 150 mm de substrato, durante seis meses de outono e inverno, a estação húmida.

Segundo o resumo publicado:

• 69 das 184 chuvadas registadas não produziram escoamento;
• a retenção mediana variou entre 55 e 100 % e a atenuação mediana da ponta entre 97 e 100 %;
• a humidade do substrato no início da chuvada e a interceção da água pela vegetação foram fatores significativos;
• a combinação de plantas com musgo melhorou o desempenho.

Os autores extrapolaram os resultados para a cidade: cobrir 75 % das coberturas planas de Lisboa permitiria reter cerca de 166 500 a 224 000 m³ de água.

Modelar com parâmetros medidos

As mesmas coberturas-piloto do IST serviram para calibrar o modelo SWMM (Storm Water Management Model), muito usado em drenagem urbana. Com os parâmetros por defeito, o modelo deu resultados insatisfatórios e sobrestimou o desempenho das coberturas. Depois de calibrado com as medições, reproduziu os hidrogramas com um coeficiente de eficiência de Nash-Sutcliffe médio de 0,72 e uma diferença média de 5,9 % no volume escoado. A porosidade do substrato foi um dos parâmetros mais sensíveis.

Para quem modela uma bacia urbana com coberturas verdes, a consequência é direta: os parâmetros por defeito, pensados para outros climas, dão coberturas melhores do que as reais. O artigo publicado inclui os parâmetros calibrados para o clima mediterrânico.

O que mostram as revisões mediterrânicas

Uma revisão dos estudos feitos em climas mediterrânicos identificou as variáveis mais ligadas à retenção média: a espessura do substrato, a existência de camadas como a barreira anti-raízes e a drenagem, a origem da vegetação, o tipo de cobertura (extensiva, semi-intensiva ou intensiva) e a precipitação e temperatura do local. A mesma revisão conclui que ainda faltam dados para tirar conclusões firmes sobre o atraso, a atenuação da ponta e o coeficiente de escoamento.

O que isto significa no projeto

Os dados de Lisboa sustentam três ideias práticas:

• nas chuvadas pequenas e médias, uma cobertura verde retém a maior parte da água, sobretudo se o substrato estiver seco;
• nas chuvadas longas de outono, com o substrato já húmido, deve contar-se com muito menos retenção e com um atraso de poucos minutos. O artigo sobre a humidade do substrato e as chuvadas grandes trata deste caso;
• para garantir um volume e um caudal máximo numa chuvada de projeto, o substrato não chega. É preciso um volume próprio, com saída regulada, como numa cobertura de retenção. O artigo sobre retenção e detenção explica a diferença.

A calculadora de retenção da archiroof dimensiona esse volume para a chuvada de projeto do concelho e ignora a água retida no substrato, do lado da segurança. A calculadora de cargas e água estima a retenção ao longo do ano, mês a mês.

Próximo passo

A archiroof dá apoio ao projeto na escolha do sistema e no pré-dimensionamento da retenção de águas pluviais na cobertura.

Fontes

• Santos, M. L., Matos Silva, C., Ferreira, F., Saldanha Matos, J. (2023). Hydrological analysis of green roofs performance under a Mediterranean climate: a case study in Lisbon, Portugal. Sustainability, 15(2), 1064. doi.org/10.3390/su15021064
• Brandão, C., Cameira, M. R., Valente, F., Cruz de Carvalho, R., Paço, T. A. (2017). Wet season hydrological performance of green roofs using native species under Mediterranean climate. Ecological Engineering, 102, 596–611. doi.org/10.1016/j.ecoleng.2017.02.025
• Weggemans, J., Santos, M. L., Ferreira, F., Moreno, G., Saldanha Matos, J. (2023). Modeling the hydraulic performance of pilot green roofs using the Storm Water Management Model: how important is calibration? Sustainability, 15(19), 14421. doi.org/10.3390/su151914421
• Silva, J., Paço, T. A., Sousa, V., Matos Silva, C. (2021). Hydrological performance of green roofs in Mediterranean climates: a review and evaluation of patterns. Water, 13(18), 2600. doi.org/10.3390/w13182600