Abastecimento Humano

Em 8 de janeiro de 1997 foi lançada a Lei N° 9433, conhecida como “Lei das

Águas”, responsável por instituir uma política nacional de recursos hídricos. Um dos

fundamentos dessa lei baseia-se que, em situações de escassez hídrica, o uso prioritário dos recursos hídricos deve ser dado ao abastecimento humano. De fato a disponibilidade de água é fundamental para a sobrevivência de uma população, considerando-se seus múltiplos usos: uso residencial, tanto no meio urbano quanto no meio rural, para os afazeres domésticos; uso comercial em lojas e estabelecimentos públicos; uso industrial, para atendimento das necessidades das pessoas que trabalham no meio. Segundo publicação da Agência Nacional de Águas (ANA) realizado em 2012, “A questão da água no Nordeste”, o abastecimento humano no Ceará é responsável pela segunda maior demanda de água bruta do estado, correspondendo a 18,6%, com as estimativas de consumo de água per capita na cidade de Fortaleza, capital do estado, sendo igual a 155 L/hab/dia e considerando o Ceará como um todo o consumo médio é de 128 L/hab/dia.

O estudo de demanda hídrica humana no presente trabalho teve como objetivo estimar os valores esperados nos horizontes de 2020, 2030, 2040 e 2050 para todos os municípios do estado. A premissa inicial do estudo considerou que não ocorrerão mudanças substanciais nos padrões históricos de crescimento populacional. Dessa forma, o estudo compreendeu as seguintes atividades:

1. Obtenção dos últimos 4 Censos, junto ao IBGE, considerando população urbana e rural de cada município;

2. Estudo de projeção populacional para os anos citados, com base nos métodos convencionais: crescimento exponencial, crescimento logístico e crescimento logarítmico;

3. Cálculo das demandas hídricas por município, separando as parcelas urbana e rural, a partir de parâmetros de consumo “per capita”.

O estudo de projeção populacional se constitui de uma tarefa complexa tendo em vista uma grande quantidade de variáveis que devem ser analisadas, como os problemas migratórios naturais, por exemplo a própria seca que afeta as migrações no semiárido nordestino, e os problemas migratórios decorrentes da ação humana, por exemplo as políticas regionais que influenciam na migração para zonas localizadas ou onde ocorram projetos de desenvolvimento. Nesse último contexto, projetos como a implementação do complexo industrial e portuário do Pecém, os empreendimentos turísticos da faixa litorânea do estado, Fortaleza e região metropolitana que apresentam elevado potencial turístico são responsáveis pela concentração de pessoas em torno dessas regiões. Todo esse tipo de peculiaridade é responsável pelas discrepâncias encontradas entre os resultados dos censos e das projeções de alguns estudos, como o PLIRHINE – Plano de Aproveitamento Integrado dos Recursos Hídricos do Nordeste do Brasil, elaborado pela SUDENE na década de 1980, considerado um dos marcos no planejamento da região (SRH, 2009).

Seguindo tais peculiaridades, foram consideradas, além das técnicas tradicionais de análise do crescimento populacional, com projeções logísticas e logarítmicas, estimativas especiais para as seguintes regiões específicas, dado o grande potencial de crescimento populacional das mesmas: a Região Metropolitana de Fortaleza, formada por Fortaleza, Caucaia, Maracanaú, Eusébio, Aquiraz, Cascavel, Chorozinho, Guaiuba, Horizonte, Itaitinga, Maranguape, Pacajus, Pacatuba, Pindoretama, São Gonçalo do Amarante, São Luís do Curu, Paraipaba, Paracuru e Trairi, visto que é a região mais desenvolvida do estado, contando com diversos pólos industriais e turísticos; a região entre a foz do rio Curu e a região de Itarema, também com elevado potencial turístico; para os municípios de Fortaleza, Caucaia, Maracanaú, Eusébio e Aquiraz, na população urbana, utilizou-se uma abordagem mista, com um

crescimento maior até 2030, seguindo o método exponencial, enquanto a partir de 2030 o crescimento populacional segue o método logístico. Para os outros municípios da região, as populações urbanas e rurais foram estimadas de acordo com o melhor ajuste entre crescimento logístico e logarítmico. Os métodos clássicos de projeção populacional foram utilizados da forma apresentada a seguir:

 Método Logístico

O método logístico de previsão de crescimento populacional utiliza a curva logística de Verhulst, possuindo três trechos distintos: o primeiro trecho corresponde a um crescimento acelerado da população, seguido de um segundo trecho que corresponde a um crescimento retardado, onde um ponto de inflexão separa os dois trechos; o terceiro e último trecho apresenta a tendência da população à estabilização (DACACH, 1967). O equacionamento da curva logística é apresentado a seguir.

� = � ∙ −

Onde, P é a população num determinado tempo t, Ps é a população de saturação e K é a constante de proporcionalidade. A solução dessa equação diferencial dá o resultado da população em qualquer período de tempo, apresentada a seguir.

=

+ − ∙ �∙��∙ �−

A representação mais comum da curva logística é feita utilizando o ponto de inflexão como o ponto (to, Po), de forma que este ponto ocorre para o tempo t’ em que a

população atinge a metade da população de saturação. A equação final para determinação da população pelo crescimento logístico é apresentada a seguir.

A equação possui três parâmetros para determinação completa, sendo a constante de proporcionalidade K, a população de saturação Ps e o tempo t’ no qual a população é metade da população de saturação. Por esse motivo é necessário o conhecimento de pelo menos três populações de épocas diferentes.

 Método Logarítmico

O método logarítmico de crescimento populacional parte da progressão populacional por meio de um ajuste logarítmico da equação. O método não prevê uma diminuição do crescimento populacional, portanto a população tende a crescer indefinidamente (VON SPERLING, 2005). A equação que expressa o método é apresentada a seguir.

= ∙ ln � +

Onde P é a população projetada no tempo t e “a” e “b” são os parâmetros do ajuste logarítmico da equação. A qualidade do ajuste é avaliada pela determinação do coeficiente “r²”.

 Método Exponencial

O método exponencial utiliza os conceitos de crescimento geométrico da população, cujo crescimento populacional é função da população existente a cada instante. O método é utilizado para estimativas de menor prazo e, assim como o método logarítmico, a população tende a crescer indefinidamente. O ajuste da curva pode ser também feito por análise da regressão (VON SPERLING, 2005). A equação utilizada no método é apresentada a seguir.

= ∙ +

Onde P é a população projetada no tempo t e “a” e “b” são os parâmetros do ajuste logarítmico da equação. A qualidade do ajuste é avaliada pela determinação do coeficiente “r²”. O coeficiente “r²”é chamado de coeficiente de determinação, sendo a medida do ajuste linear entre duas variáveis, sendo muito utilizado nas regressões lineares. O valor do coeficiente de determinação informa o percentual em que a variável dependente é explicada pela outra variável do modelo. Seu valor é calculado por meio da seguinte equação:

� =_{∑ �} ∑�= �̂ − �̅ ²�

�

̂ − �� + ∑�= �̂ − �̅� �=

Onde os valores representam a razão entre a soma dos quadrados da regressão e a soma de quadrados total. yi é o valor observado, �̅ é a média das observações e �̂ é o valor _�

estimado de yi.

Com toda a população do estado projetada, tanto no meio urbano quanto no meio rural, para os anos de 2020, 2030, 2040 e 2050, fez-se a previsão da demanda nos anos citados a partir de dados de demanda per capita fornecidos pela Secretaria de Recursos Hídricos do Ceará – SRH. Tais dados, baseados no Estudo de Inserção Regional da oferta hídrica proveniente do projeto da Transposição do Rio São Francisco, realizado em 2000, são bastante próximos aos sugeridos por Von Sperling (2005), como mostrado na Tabela 3.1a apresentada posteriormente. Os dados dos valores utilizados para consumo per capita de acordo com a dimensão da comunidade, para a população urbana, considerando 25% de perdas, é apresentado na Tabela 3.1b.

Tabela 3.1a – Consumo Per Capita por População do Munícipio no Brasil Porte da

Comunidade

Faixa da População (habitantes)

Consumo per capita (L/hab/dia) Povoado Rural < 5.000 90 a 140 Vila 5.000 a 10.000 100 a 160 Pequena Localidade 10.000 a 50.000 110 a 180 Cidade Média 50.000 a 250.000 120 a 220 Cidade Grande > 250.000 150 a 300

Fonte: Von Sperling (2005)

Tabela 3.1b – Consumo Per Capita por População do Município no Ceará Dimensão da Comunidade (Hab.) Capita Líquido Consumo Per

(L/hab/dia) Consumo Per Capita Bruto (L/hab/dia) População < 5.000 95 127 5.000 < População < 20.000 103 137 20.000 < População < 100.000 112 150 População > 100.000 150 200

Fonte: Estudos de Inserção Regional do PIRSF - SRH, 2000

Para a população rural, o mesmo estudo sugere um coeficiente de demanda per capita fixo, de 100 L/hab/dia. No presente trabalho utilizou-se esse valor para a previsão das demandas de consumo humano no meio rural.

Por fim, a partir dos dados recenseados fornecidos pelo IBGE, da projeção populacional obtido pelos ajustes aplicados pelos métodos citados para cada município, tanto no meio urbano quanto no meio rural, e dos consumos per capita por tamanho da população, para o meio urbano, e do consumo per capita fixo, para o meio rural, obteve-se a demanda hídrica de consumo populacional de cada cidade pelo produto direto entre a população estimada no ano em questão e o consumo per capita identificado para aquela comunidade. O Apêndice A apresenta os dados do Censo para cada município obtidos do IBGE para os anos de 1996, 2000, 2007 e 2010 para população urbana, bem como apresenta o método de ajuste considerado para essa população. O Apêndice B apresenta os dados do Censo para cada município obtidos do IBGE para os anos de 1996, 2000, 2007 e 2010 para população rural, bem como apresenta o método de ajuste considerado para essa população. Os Apêndices C e D apresentam os resultados de projeção populacional de cada município para os anos de 2020, 2030, 2040 e 2050, para o meio urbano e rural respectivamente. Tal tabela encontra-se na seção Resultados e Discussões do presente trabalho. Os Apêndices E e F apresentam os resultados de demanda de consumo humano de cada município para os anos de 2020, 2030, 2040 e 2050, para o meio urbano e rural respectivamente. Por fim, na seção de Resultados e Discussões também é apresentada a Tabela 4.1 com a soma total consolidada da demanda populacional para os anos de 2020, 2030, 2040 e 2050, tanto em m³/s, quanto em bilhões de m³ por ano.