Telhados verdes extensivos: influência da composição do substrato na retenção hídrica e no desenvolvimento da vegetação

Abstract

The increasing of the impermeable surfaces caused by urbanization process, allied with the lack of planning of infrastructures facilities, have contributed to environmental degradation and consequently reducing life quality in urban centers. In this light, green roofs are emerging as good option for reducing these negative impacts by improving stormwater management, reducing the runoff, mitigating the urban heat island effects, increasing urban biodiversity and providing a more aesthetically pleasing and healthy environment. Of all the green roof's system, the growing media (substrate) is the essential part in the design and success of the system. The substrate developed from environmental liabilities provides the improvement of environmental quality as well as lowering production costs, increasing the green roofs sustainability. In that context, some substrate compositions were developed for application on extensive green roofs, using civil construction waste and residues from rice production as raw materials. Crushed bricks (fixed proportion of 20%), rice husk (natural - CAN and carbonized - CAC), soil in different volumetric proportions, vermicompost and vermiculite (fixed proportions of 15% each) were used in these compositions. Physical and chemical properties of each substrate, the runoff water quality and the vegetation development set to the different treatments were evaluated. The composition with higher content of carbonized rice husk showed the most desirable physical attributes, reducing the density of the substrates and, consequently, the load on the building's structure. The treatments SC4 (20% CAC and 30% soil) and SCOM (commercial substrate of peat) showed a better retention capacity, retaining respectively 79.76% and 85.27% of the volume of precipitation, during the monitoring period. Treatments with natural rice husk showed the lowest vegetation cover rate. All substrates affected negatively the water quality, increasing the content of solids and phosphorus. As the main findings of this study, it was concluded therefore that it is very difficult to set a single composition that meets all the ‘desirable’ characteristics of a green roof substrate. Therefore, deeper researches must be carried out to advance in the study of the best composition of substrates for green roofs systems.

L’aumento delle superficie impermeabile causato dal processo di urbanizzazione, insieme all'assenza di pianificazione delle diverse infrastrutture necessarie allo sviluppo urbano, favoriscono i processi di degradazione ambientale e come conseguenza un peggioramento della qualità della vita della popolazione urbana. Per questo motivo nasce il concetto di sviluppo urbano a basso impatto, con il proposito di ridurre i diversi danni causati dall'urbanizzazione. Fra le diverse tecniche a basso impatto, i tetti verdi si presentano come un'alternativa per ridurre il deflusso superficiale, diminuendo l'effetto delle isole di calore, migliorando l'estetica del luogo e aumentando la biodiversità urbana. Dalle diverse componenti del sistema verde pensile, il substrato è parte fondamentale per lo sviluppo della vegetazione e per la raccolta dell'acqua piovana. In questo modo, la creazione di un substrato che utilizza passivi ambientali, contribuisce al miglioramento della qualità ambientale ed anche alla riduzione dei costi di produzione e all'aumento della sostenibilità dei tetti verdi. Alla luce di questo, la presente ricerca ha come obiettivo lo sviluppo di un substrato nel sistema a verde pensile estensivo, attraverso l'utilizzo di materie prime provenienti dalle costruzioni civili e dalla risicoltura. Sono stati utilizzati buccia di riso (naturale – CAN e carbonizzata – CAC) e suolo in differenti proporzioni, come anche, mattoni tagliuzzati, vermicomposto e vermiculita in proporzione fisse. Sono state analizzate sia le caratteristiche fisiche e chimiche, sia l'efficacia nella riduzione del deflusso superficiale attraverso la capacità della raccolta dell'acqua di ogni substrato e inoltre la qualità del percolato e la performance della vegetazione inserita nei diversi substrati. Si è osservato che le composizioni con maggior proporzione di bucce di riso carbonizzate hanno avuto i migliori risultati riguardo alle proprietà fisiche desiderabile, riducendo la densità e per conseguenza, il peso sulla struttura. I substrati SC4 (20% CAC, 30% suolo) e SCOM (substrato commerciale a base di torba), hanno presentato il miglior comportamento riguardo alla capacità di ritenzione dell’acqua, trattenendo, rispettivamente, 79,76% e 85,27% del volume di pioggia precipitato durante il periodo di monitoraggio. Quanto al tasso di copertura vegetale, questi due substrati hanno presentato una performance soddisfacente in comparazione con altre composizioni di substrati. La performance della vegetazione è stata inferiore nei substrati che hanno contenuto buccia di riso in natura. Tutte le composizioni dei substrati hanno alterato negativamente la qualità dell’acqua, aumentando il contenuto di solidi e fosforo. In sintesi si è osservato che è difficile ottenere un substrato capace di soddisfare tutte le caratteristiche desiderabili per l'utilizzo nel verde pensile, poiché si devono selezionare le caratteristiche considerate più importanti e che forniranno gli elementi essenziali per un sistema longevo ed autosostenibile.