A primavera e o verão de 2017 estão entre os mais chuvosos já registrados no leste da América do Norte, incluindo o sul de Ontário.

A quantidade de chuvas na primavera bateu recordes em lugares como Toronto, onde 44,6 milímetros de chuva caíram em 24 horas.

As chuvas implacáveis ​​fizeram com que a infraestrutura de águas pluviais na maior cidade do Canadá transbordasse, levando à inundação de ruas movimentadas do centro.

A urbanização em cidades como Toronto levou a uma rápida perda de superfícies permeáveis ​​onde a água pode escoar livremente. Juntamente com a crescente população central do centro 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, os aumentos da temperatura global têm sido associados ao aumento de eventos climáticos extremos em todo o mundo, uma tendência que pode piorar se o aquecimento global não for controlado.

Cidades como Toronto estão mal equipadas para lidar com essas quantidades sem precedentes de precipitação devido à sua infraestrutura insuficiente e desatualizada de águas pluviais.

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

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

Com o aumento das chuvas em todo o mundo, é um momento crucial para examinar como cidades como Toronto podem reformar sua infraestrutura de construção existente para aliviar os danos das enchentes e lidar com as águas pluviais de uma maneira mais sustentável.

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

Telhados verdes para gerenciamento de águas pluviais

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

Um estudo feito pela engenheira civil da Universidade de Toronto Jenny Hill e co-pesquisadores do Green Roof Innovation Testing Lab (GRIT Lab) mostrou que os telhados verdes têm a capacidade de captar uma média de 70 por cento da chuva em um determinado período, aliviar os sistemas subterrâneos de águas pluviais e liberar a água da chuva de volta para a atmosfera.

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 com flores herbáceas), substituto do solo (mineral, composto de madeira), profundidade de plantio (10 centímetros ou 15 centímetros) e programa de irrigação (nenhum, diariamente ou ativado por sensor), e como esses quatro fatores influenciaram a captação de água.

O programa de rega mostrou ter o maior efeito, com capacidade de retenção aumentando de 50 por cento com irrigação diária para 70 por cento com ativação por sensor ou sem irrigação. Em outras palavras, telhados que não foram regados, ou só são regados quando seu solo atinge um nível de umidade predeterminado, têm maior capacidade de absorção de águas pluviais.

Além disso, o estudo calculou um novo coeficiente de escoamento máximo - um valor constante usado para calcular a capacidade de um telhado verde de reter água - para telhados verdes em cerca de 0,1-0,15, uma redução de 85 a 90 por cento em comparação com uma superfície impermeável.

Os projetistas e engenheiros usam rotineiramente um valor de 0,5 (redução de 50 por cento) para avaliar o desempenho do telhado verde. Essa discrepância entre a prática da indústria e os resultados regionais baseados em evidências destaca a necessidade de mais pesquisas.

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

A FLL recomendou um agregado mineral porque é considerado mais duradouro e mais resistente do que os substitutos biológicos do solo. Mas essa recomendação foi contestada pela 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 da chuva retida) em canteiros sem irrigação, e teve compressão mínima ou quebra ao longo do tempo.

Outra descoberta importante no estudo de Hill demonstrou que, quando já úmido, de rega ou chuva, o material de plantio teve maior influência na retenção de água. O composto superou o substituto mineral do solo em até três vezes quando totalmente saturado (83 por cento da chuva retida contra 29 por cento).

Composte um melhor substituto do solo

Isso significa que o composto não só teve melhor desempenho em todas as estações, mas teve um desempenho muito melhor nas estações chuvosas e durante tempestades consecutivas.

A profundidade de plantio (10 centímetros versus 15 centímetros) e a família de plantas (suculentas versus gramíneas e plantas com flores herbáceas) mostraram ter pouco impacto na retenção de águas pluviais em comparação com o material de plantio e o esquema de irrigação.

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

Uma das restrições para a construção de telhados verdes 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 10 centímetros em oposição a 15 significaria que mais telhados poderiam ser elegíveis para retrofit.

Apesar disso, mesmo que uma paleta de plantas com biodiversidade incluindo gramíneas e plantas herbáceas seja uma opção de telhado verde mais estética e ecologicamente rica, essas plantas precisam ser regadas para sobreviver em cidades como Toronto. Uma vez que a irrigação tem um efeito negativo na retenção de águas pluviais, os projetistas de telhados verdes podem considerar plantas suculentas resistentes à seca, como o sedum.

Contudo, quando as plantas herbáceas são plantadas em composto, em vez de materiais minerais de plantio, a diminuição da capacidade de retenção de águas pluviais poderia 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 de plantio mineral, abrindo mais potencial para retrofits.

E assim a pesquisa de Hill e sua equipe em quatro variáveis ​​distintas de telhado verde nos permite entender os benefícios e limitações de cada uma, e como eles podem ser combinados.

Telhados verdes:infraestrutura verde ideal

Em nossa opinião, como pesquisadores do GRIT Lab, telhados verdes são a infraestrutura verde urbana ideal devido à sua multifuncionalidade:eles podem ser adaptados em edifícios existentes, eles fornecem espaço de biodiversidade para a vida selvagem urbana e podem enriquecer os espaços públicos para os moradores da cidade desfrutarem. Adicionalmente, telhados verdes podem tornar agradáveis ​​lugares antes inóspitos, e fornecer um novo espaço ao ar livre para funcionários de escritório.

Essas descobertas recentes mostram claramente o potencial dos telhados verdes. Mas estudos científicos completos sobre telhados verdes, como aqueles realizados no Laboratório GRIT, são necessários para determinar a melhor composição de 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 tem se mostrado mais atraente para as abelhas nativas e é indiscutivelmente mais atraente. Esta informação é crítica; embora as suculentas sejam atualmente o padrão da indústria, plantar apenas suculentas em telhados pode ter um impacto negativo na ecologia urbana em várias regiões.

Uma variável adicional a ser considerada ao projetar um telhado verde é sua localização. O pesquisador do GRIT Lab, Scott MacIvor, e co-pesquisadores descobriram que a altura dos edifícios é importante:há muito menos colméias quando os telhados verdes são muito altos, e, portanto, projetar um telhado destinado a ajudar as abelhas com mais de oito andares seria inútil.

À medida que os eventos de tempestade se tornam mais frequentes e graves para os municípios, Cidades com infraestrutura obsoleta de águas pluviais, como Toronto, estão lutando para encontrar maneiras de aliviar o impacto. Os telhados verdes podem fazer parte desta solução, mas todos os telhados verdes não são criados iguais. A pesquisa e o conhecimento adequados são essenciais.

Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation. Leia o artigo original.