Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / As inundações são fenômenos naturais que ocorrem devido às chuvas de grande magnitude, agravadas nas áreas urbanas pela impermeabilização do solo e ineficiência dos sistemas de drenagem. Os telhados verdes surgem como uma medida compensatória estrutural que pode reter parte da água precipitada, adiando o pico de escoamento. O objetivo deste trabalho foi de desenvolver uma combinação de solo e condicionadores para telhado verde, promovam um aumento relevante na capacidade de retenção hídrica e um maior adiamento do pico de escoamento das águas pluviais. Este estudo foi dividido em duas etapas. Na Etapa 1, foram analisadas, em colunas de percolação, três condicionadores nas seguintes concentrações: Gel retentor Stockosorb (2; 4; 6 g/dm3), Fertilizante de liberação lenta Osmocote (4,7; 7,1; 9,0 g/dm3) e Zeólita (30; 50; 70 g/dm3), em três eventos (regas) consecutivos de chuva simulada na intensidade de 57 mm/h. A avaliação das concentrações mais adequadas dentre as testadas para cada condicionante foi baseada nas análises referentes à retenção hídrica (altura do meio após a rega; tempo de adiamento do escoamento; mm retidos; intensidade da água percolada em mm/min) e à qualidade da água percolada (pH, oxigênio dissolvido, turbidez e sólidos). Na Etapa 2, foi avaliada, em vasos, a influência da presença de três espécies de plantas (Arachis pintoi; Raphanus sativus; Lavandula angustifolia) em dois tipos de meio: solo sem condicionadores; solo com condicionadores nas melhores concentrações indicadas na Etapa 1, sendo simulada apenas um evento de chuva de 57 mm/h. Foram analisados parâmetros biológicos (germinação; plantas sobreviventes; comprimento do caule e da raiz; pesos da biomassa do caule e da raiz); retenção hídrica (altura do meio após a rega; tempo de adiamento do escoamento; mm retidos; intensidade da água percolada em mm/min); qualidade da água percolada (pH; oxigênio dissolvido; turbidez; sólidos; nitrato; amônia; fósforo total). Os resultados da Etapa 1 indicaram que o gel promoveu de forma significativa um aumento na retenção hídrica, e adiou o início da percolação de água, além de promover ligeira elevação do pH na água percolada. A adição de zeólita resultou em um aumento significativo da retenção hídrica, porém tal aumento não é vantajoso visto que este representa um custo adicional que poderia ser reduzido com o aumento da proporção do gel na coluna. A adição de fertilizantes não promoveu mudanças na qualidade da água percolada. Na Etapa 2, somente o efeito da presença de A. pintoi (maior produção de biomassa de raiz e caule) e R. sativus foram avaliadas. A presença dos condicionantes no solo proporcionou um desempenho significativamente superior em relação a retenção hídrica (altura do substrato e adiamento do pico de chuva) e qualidade da água percolada (pH e turbidez) quando comparados aos testes realizados na presença somente de solo. O fertilizante influenciou nas altas concentrações dos nutrientes (nitrogênio e fósforo) na água percolado nos resultados. A presença do gel no substrato, resultou numa capacidade superior de retenção de hídrica, e consequentemente no adiamento do pico de intensidade de chuva. Sendo assim, recomenda-se a aplicação do gel em telhados verdes para futuros estudos em ambientes externos. / Floods are natural phenomena that occur due to the large magnitude of rains, aggravated in urban areas by soil sealing and inefficient drainage systems. Green roofs emerge as a structural compensatory measure may retain part of the precipitated water, delaying the peak flow. The objective of this study was to develop a combination of soil and conditioners for green roof, promote a significant increase in water retention capacity and greater postponement of the peak stormwater runoff. This study was divided into two stages. In Step 1, were analyzed by percolation columns three conditioners in the following concentrations: Gel STOCKOSORB retainer (2; 4; 6 g / dm3) Osmocote slow-release fertilizer (4,7; 7,1; 9, 0 g / dm3) and zeolite (30; 50; 70 g / dm3), three events (watering) consecutive simulated rainfall intensity of 57 mm / hr. Evaluation of the most suitable among the concentrations tested for each condition was based on the analyzes for water retention (when the medium after watering, the flow delay time; mm retained; intensity of percolated water in mm / min) and the quality of percolated water (pH, dissolved oxygen, turbidity and solids). In Step 2, was evaluated in pots, the effect of the presence of three species of plants (Arachis pintoi, Raphanus sativus, Lavandula angustifolia) in two types of medium: no soil conditioners; best soil conditioners in concentrations indicated in Step 1, only one being simulated rainfall event of 57 mm / hr. Biological parameters were analyzed (germination, surviving plants, stem and root length, stem biomass and root weight); Water retention (after half the time of irrigation, the flow delay time; mm retained; intensity of percolated water in mm / min); quality of soil solution (pH, dissolved oxygen, turbidity, solids, nitrate, ammonia, total phosphorus). The Step 1 results indicated that the gel significantly promoted an increase in water retention, and delayed the start of the percolation of water, and promote slight increase of pH in soil solution. The addition of zeolite resulted in significant improvement of water retention, not as much as the retaining gel. The addition of fertilizers did not cause changes in the quality of the soil solution. In Step 2, only the effect of the presence of A. pintoi (higher biomass of root and stem) and R. sativus were evaluated. The presence of conditions on the ground provided a significantly better performance in relation to water retention (substrate height and postponement of peak rainfall) and quality of the soil solution (pH and turbidity) when compared to tests carried out in the presence only of soil. However, the influence on the high fertilizer concentrations of nutrients (nitrogen and phosphorus) in water leachate in the results, it is concluded that the presence of the gel on the substrate, resulting in a higher water retention ability, and therefore in delaying the peak intensity rain. Thus, the application of the gel is recommended for further studies to green roofs outdoors.

A perda de vegetação natural e o aumento das superfícies impermeáveis decorrentes da expansão urbana têm mostrado que os tradicionais sistemas de drenagem urbana são insuficientes e pouco adaptáveis às alterações de uso do solo. Uma das consequências disso é o aumento da velocidade do escoamento superficial (runoff) que favorece as inundações, com enormes prejuízos materiais e ambientais. As inundações ocorrem geralmente quando ha ocorrência de chuvas de alta intensidade. O objetivo deste trabalho foi estudar a contribuição dos telhados verdes modulares submetidos a chuvas de alta intensidade, 155mm/h com duração de 7,0 minutos para retenção e retardo do escoamento superficial. Além disso, foram determinados valores para parâmetros de modelos clássicos chuva-vazão: Método Racional (C) e CN (SCS), que poderá, futuramente, servir de modelagem hidrológica dos impactos da adoção de telhados verdes no controle das enchentes urbanas. A metodologia adotada foi de natureza experimental e envolveu a construção de bancadas com inclinação regulável para suporte dos módulos experimentais e um sistema para indução de chuvas com intensidade controlada. Foram estudados três modelos de sistema modular para telhado verde que permitem o armazenamento de água no fundo da bandeja que compõe os módulos, sendo 2 de 17,0 L (M-17 e F-17) e 1 de 4,0 L (M-4), nas condições de solo seco e solo úmido. Em cada módulo vegetado foram utilizadas 3 espécies de vegetação: Portulaca oleracea (Onze horas), Callisia repens (Dinheiro em penca) e Apnia cordfolia (Rosinha do sol). Os resultados demonstraram que os volumes retidos, calculados a partir da observação do runoff, nas diferentes situações, foram coerentes entre si e com dados relatados na literatura. Os módulos vegetados produziram os melhores resultados com solo seco e os piores resultados com solo úmido. O percentual médio de retenção, considerando todos os tipos de módulos, foi de 58% do volume total de água induzida, com retardo médio de 12 minutos no runoff. Os valores médios de C (Método Racional) foram 0,4, 0,48, 0,36, para os módulos M-17, M-4 e F-17, respectivamente e os de CN (SCS) foram 93, 95, 93, para os mesmos módulos. Conforme esperado, os maiores valores de CN foram para solos úmidos, mantendo a relação que quanto menor o volume retido, maior o runoff e o CN. O módulo F-17 foi o que apresentou melhor desempenho em todos os aspectos (redução do escoamento, retenção hídrica e retardo do runoff). Este estudo demonstra a boa contribuição que esse tipo de sistema pode proporcionar na retenção e retardo do escoamento superficial, mesmo para chuvas intensas de curta duração, principalmente após período de curta estiagem, situação comum em locais de clima tropical. Futuros estudos deverão avaliar o desempenho dos sistemas modulares de telhados verdes com outras características e intensidades de chuvas. A adoção de telhados verdes deve ser cautelosa, sobretudo pela carga extra que esse tipo de sistema representa. / The loss of natural vegetation and the increase of impermeable surfaces due to the urban expansion have shown that the traditional urban drain systems are ineffective and not much adaptable to the changes of ground use. One of the consequences is the increase of the speed of runoff, which furthers flood, with great material and environmental damage. The flood usually occurs because of stormwaters. The aim of this essay was to study the modular green roofs contribution, submitted to storms, 155mm/h lasting 7,0 minutes, in retention and delay of runoff. Besides, values were determined for these rain-flow classic model parameters: Rational method (C) and CN (SCS), which will be used for hydrological modeling of the effects of using green roofs to control urban flood. The methodology used is experimental and involved building worktops with adjustable inclination to support the experimental modules and a system for controlled induction of rain intensity. Three modular system models were studied for green roof which allow the storage of water at the bottom of the tray that the modules are made up, two are 17,0 L (M-17 and F-17) and one is 4,0 L(M-4), in dry soil and moist conditions. In each vegetated module three species of vegetation were used: Portulaca oleracea, Callisia repens e Apnia Cordfolia. The results show that the retained volume, calculated through observing the runoff, in different situations, are coherent with each other and have data reported in literature. The vegetated modules produced the best results with dry soil and the worst results with moist soil. The average percentage of retention, considering all the types of modules, was 58% of the total volume of induced water, with a 12 minute average delay on runoff. The average values of C (Rational method) were 0,4; 0,48; 0,36, to modules M-17, M-4 and F-17, respectively and the ones for CN (SCS) were 93, 95, 93, to the same modules. As expected, the greatest CN values were the ones for moist ground, keeping the relation of lesser retained volume and more runoff and CN. The module F-17 presented better performance in all aspects (flow reduction, hydric retention, runoff delay). This study shows the good contribution this kind of system may provide for retention and delay runoff, even for short duration heavy rains, mainly after dry season, common situation in places with tropical weather. Future studies should assess the green roofs performance of modular systems accounting other characteristics and types of rains intensity. Adopting green roofs must be cautious, especially the extra burden that such a system is.

O uso telhados verdes oferece benefícios como: moderação dos valores da temperatura no interior de edificações e contenção temporária da água de chuva, limpeza de poluentes atmosféricos, além de favorecer aspectos ecológicos. Poucos estudos científicos foram realizados no sentido de adaptar as técnicas contemporâneas e a indicação de espécies apropriadas ao sistema de telhado verde extensivo, originadas de regiões de clima temperado para as condições dos climas tropicais. O objetivo desta pesquisa foi identificar espécies com potencial de uso em telhado verde em sistema extensivo, quantificando a reação das plantas à variação de diferentes profundidades de substrato, em situações limitadas de manutenção, no aspecto de irrigação e nutrição do solo. Procurou-se também registrar o comportamento térmico do solo, a fim de verificar a influência da vegetação no aquecimento da parte inferior do solo em relação a distintas profundidades de substrato. Os vegetais foram plantados em setembro de 2009 aplicados em 27 plataformas de teste. Foram cultivadas três espécies de plantas das famílias Fabaceae (Arachis repens Handro), Poaceae (Paspalum notatum Flügge) e Ruscacea (Ophiopogon japonicus (L.F. Ker Gawl)), sob três tratamentos de profundidades de substrato, 0.05, 0.075 e 0.10 m. Quantificou-se mensalmente a porcentagem de cobertura vegetal, crescimento vertical e de sobrevivência, com encerramento ao final de um ciclo anual. O comportamento térmico dos solos nos diferentes tratamentos foi registrado automaticamente por meio de sensores. Os resultados indicaram a espécie Ophiopogon japonicus, em solos de 0.10 m, como a que apresentou o melhor desempenho entre as três examinadas, seguida por Paspalum notatum. Todas as espécies cultivadas em solos de 0.10 m apresentaram resultados satisfatórios quanto a cobertura do solo, crescimento vertical e sobrevivência, em relação ao cultivo em profundidades menores de substrato. O cultivo em menor profundidade de solo (0.05 m) revelou baixo valor de sobrevivência para todas as espécies durante o período de poucas chuvas. O crescimento vertical foi satisfatório para todas as espécies analisadas, dispensando manutenção com poda regular. Os resultados de comportamento térmico indicaram melhor desempenho de solos à profundidade de 0.10 m, independente do tipo de planta cultivado. Concluiu-se que solos de menor espessura são mais dependentes de cobertura vegetal para minimizar seu aquecimento e que os solos de maior espessura o fazem com menor dependência da vegetação. O melhor desempenho térmico foi observado em solos de 0.10 m, em relação às profundidades menores, embora não variasse seu comportamento térmico significativamente com o cultivo das três diferentes espécies de plantas, referente aos valores de cobertura atingidos neste experimento. / The uses of green roofs provide benefits such as moderation of the temperature inside buildings, temporary containment of rainwater, cleaning of air pollutants, in addition to promoting ecological aspects. Few scientific studies have been conducted to adapt contemporary techniques and indication of appropriate species for extensive green roof system, originated from temperate regions to the conditions of tropical climates. The objective of this research was to identify species with potential for use in green roof in the extensive system, quantifying the response of plants to variation of different depths of substrate, in limited situations of maintenance in respect of irrigation and soil nutrition. Was searched register the thermal behavior of soil in order to determine the influence of vegetation on the warming of the lower soil depths for different substrates. The plants were planted in september 2009, applied in 27 platforms. There were three species of cultivated plants of the families Fabaceae (Arachis repens Handro), Poaceae (Paspalum notatum Flügge) and Ruscacea (Ophiopogon japonicus (L.F.) Ker Gawl) under three treatments of substrate depths, 0.05, 0.075 and 0.10 m. Was quantified the percentage of monthly vegetation cover, vertical growth and survival, with closing at the end of an annual cycle. The thermal behavior of soils under different treatments was recorded using sensors. The results indicated that Ophiopogon japonicus in 0.10 m soils, showed the best performance among the three examined. All species grown in 0.10 m of soils had been satisfactory results of soil cover, vertical growth and survival in relation to culture in shallower substrate. The species Arachis repens showed the highest sensitivity to the depth and water stress during the autumn and winter, requiring more necessity of maintenance. Cultivation in shallower soil (0.05 m) showed low survival value for all species during the short rains. The vertical growth was satisfactory for all species analyzed, of which the greatest height reached was Ophiopogon japonicus without requiring regular maintenance pruning. The results indicated better performance thermal behavior of soil to a depth of 0.10 m, regardless of the type of plant grown. It was concluded that soils of lesser thickness are dependent on vegetation cover to minimize your heating, and the soils with more thickness are less dependence on the vegetation. The best thermal performance was observed in soils of 0.10 m compared to shallower depths, but did not vary significantly its thermal behavior with the cultivation of three different species of plants, referring to amounts of coverage achieved in this experiment.

Visando minimizar os impactos causados pelas ações antrópicas sobre o meio ambiente, mais especificamente sobre os recursos hídricos, torna-se imprescindível a busca por fontes alternativas para suprir as crescentes demandas de água para os mais diversos fins. Medidas como o reuso da água e a captação e aproveitamento de água das chuvas são fundamentais no contexto atual de busca por modelos sustentáveis de gestão dos recursos hídricos. No presente trabalho foi realizada extensa pesquisa bibliográfica sobre como o uso de telhados verdes pode contribuir para o uso racional da água potável e para a redução da ocorrência de enchentes. A área de estudo em questão foi Ilha Grande, localizada no litoral sul do Estado do Rio de Janeiro, uma Área de Preservação Permanente que, dentre outras Unidades de Conservação da Natureza, abriga o Parque Estadual de Ilha Grande. Para se analisar a viabilidade de implantação de um telhado verde na região, mais especificamente na Vila Dois Rios (23o11S, 44o12W), foi realizado o levantamento das séries históricas de chuvas da última década na região. Espécies vegetais compatíveis para uso em telhado verde foram encontradas na Ilha e, além disso, foram identificadas as premissas construtivas e operacionais relevantes. Para promover a conscientização dos visitantes e moradores locais foi elaborada uma cartilha informativa ilustrativa. Por fim, concluiu-se que existe a viabilidade de implantação de um telhado verde para captação e aproveitamento das águas das chuvas em Ilha Grande.

Visando minimizar os impactos causados pelas ações antrópicas sobre o meio ambiente, mais especificamente sobre os recursos hídricos, torna-se imprescindível a busca por fontes alternativas para suprir as crescentes demandas de água para os mais diversos fins. Medidas como o reuso da água e a captação e aproveitamento de água das chuvas são fundamentais no contexto atual de busca por modelos sustentáveis de gestão dos recursos hídricos. No presente trabalho foi realizada extensa pesquisa bibliográfica sobre como o uso de telhados verdes pode contribuir para o uso racional da água potável e para a redução da ocorrência de enchentes. A área de estudo em questão foi Ilha Grande, localizada no litoral sul do Estado do Rio de Janeiro, uma Área de Preservação Permanente que, dentre outras Unidades de Conservação da Natureza, abriga o Parque Estadual de Ilha Grande. Para se analisar a viabilidade de implantação de um telhado verde na região, mais especificamente na Vila Dois Rios (23o11S, 44o12W), foi realizado o levantamento das séries históricas de chuvas da última década na região. Espécies vegetais compatíveis para uso em telhado verde foram encontradas na Ilha e, além disso, foram identificadas as premissas construtivas e operacionais relevantes. Para promover a conscientização dos visitantes e moradores locais foi elaborada uma cartilha informativa ilustrativa. Por fim, concluiu-se que existe a viabilidade de implantação de um telhado verde para captação e aproveitamento das águas das chuvas em Ilha Grande.

O uso telhados verdes oferece benefícios como: moderação dos valores da temperatura no interior de edificações e contenção temporária da água de chuva, limpeza de poluentes atmosféricos, além de favorecer aspectos ecológicos. Poucos estudos científicos foram realizados no sentido de adaptar as técnicas contemporâneas e a indicação de espécies apropriadas ao sistema de telhado verde extensivo, originadas de regiões de clima temperado para as condições dos climas tropicais. O objetivo desta pesquisa foi identificar espécies com potencial de uso em telhado verde em sistema extensivo, quantificando a reação das plantas à variação de diferentes profundidades de substrato, em situações limitadas de manutenção, no aspecto de irrigação e nutrição do solo. Procurou-se também registrar o comportamento térmico do solo, a fim de verificar a influência da vegetação no aquecimento da parte inferior do solo em relação a distintas profundidades de substrato. Os vegetais foram plantados em setembro de 2009 aplicados em 27 plataformas de teste. Foram cultivadas três espécies de plantas das famílias Fabaceae (Arachis repens Handro), Poaceae (Paspalum notatum Flügge) e Ruscacea (Ophiopogon japonicus (L.F. Ker Gawl)), sob três tratamentos de profundidades de substrato, 0.05, 0.075 e 0.10 m. Quantificou-se mensalmente a porcentagem de cobertura vegetal, crescimento vertical e de sobrevivência, com encerramento ao final de um ciclo anual. O comportamento térmico dos solos nos diferentes tratamentos foi registrado automaticamente por meio de sensores. Os resultados indicaram a espécie Ophiopogon japonicus, em solos de 0.10 m, como a que apresentou o melhor desempenho entre as três examinadas, seguida por Paspalum notatum. Todas as espécies cultivadas em solos de 0.10 m apresentaram resultados satisfatórios quanto a cobertura do solo, crescimento vertical e sobrevivência, em relação ao cultivo em profundidades menores de substrato. O cultivo em menor profundidade de solo (0.05 m) revelou baixo valor de sobrevivência para todas as espécies durante o período de poucas chuvas. O crescimento vertical foi satisfatório para todas as espécies analisadas, dispensando manutenção com poda regular. Os resultados de comportamento térmico indicaram melhor desempenho de solos à profundidade de 0.10 m, independente do tipo de planta cultivado. Concluiu-se que solos de menor espessura são mais dependentes de cobertura vegetal para minimizar seu aquecimento e que os solos de maior espessura o fazem com menor dependência da vegetação. O melhor desempenho térmico foi observado em solos de 0.10 m, em relação às profundidades menores, embora não variasse seu comportamento térmico significativamente com o cultivo das três diferentes espécies de plantas, referente aos valores de cobertura atingidos neste experimento. / The uses of green roofs provide benefits such as moderation of the temperature inside buildings, temporary containment of rainwater, cleaning of air pollutants, in addition to promoting ecological aspects. Few scientific studies have been conducted to adapt contemporary techniques and indication of appropriate species for extensive green roof system, originated from temperate regions to the conditions of tropical climates. The objective of this research was to identify species with potential for use in green roof in the extensive system, quantifying the response of plants to variation of different depths of substrate, in limited situations of maintenance in respect of irrigation and soil nutrition. Was searched register the thermal behavior of soil in order to determine the influence of vegetation on the warming of the lower soil depths for different substrates. The plants were planted in september 2009, applied in 27 platforms. There were three species of cultivated plants of the families Fabaceae (Arachis repens Handro), Poaceae (Paspalum notatum Flügge) and Ruscacea (Ophiopogon japonicus (L.F.) Ker Gawl) under three treatments of substrate depths, 0.05, 0.075 and 0.10 m. Was quantified the percentage of monthly vegetation cover, vertical growth and survival, with closing at the end of an annual cycle. The thermal behavior of soils under different treatments was recorded using sensors. The results indicated that Ophiopogon japonicus in 0.10 m soils, showed the best performance among the three examined. All species grown in 0.10 m of soils had been satisfactory results of soil cover, vertical growth and survival in relation to culture in shallower substrate. The species Arachis repens showed the highest sensitivity to the depth and water stress during the autumn and winter, requiring more necessity of maintenance. Cultivation in shallower soil (0.05 m) showed low survival value for all species during the short rains. The vertical growth was satisfactory for all species analyzed, of which the greatest height reached was Ophiopogon japonicus without requiring regular maintenance pruning. The results indicated better performance thermal behavior of soil to a depth of 0.10 m, regardless of the type of plant grown. It was concluded that soils of lesser thickness are dependent on vegetation cover to minimize your heating, and the soils with more thickness are less dependence on the vegetation. The best thermal performance was observed in soils of 0.10 m compared to shallower depths, but did not vary significantly its thermal behavior with the cultivation of three different species of plants, referring to amounts of coverage achieved in this experiment.