AVALIAÇÃO DA PEGADA HÍDRICA DE SISTEMAS DE
ABASTECIMENTO DE ÁGUA E ESGOTAMENTO SANITÁRIO EM UMA
CIDADE DE MÉDIO PORTE – CASO DE ALAGOINHAS – BA
Valeria Figueiredo Lima1; Eduardo Henrique Borges Cohim Silva2; Silvio Roberto Magalhães Orrico3
Resumo - O saneamento é um serviço transversal às questões de saúde pública e meio ambiente, sendo a água um insumo indispensável para a sua implementação. Com o desenvolvimento econômico e o crescimento da população, as demandas humanas pelos serviços de saneamento, e consequentemente pela água, vem crescendo rapidamente, ultrapassando em muitos casos a capacidade dos ecossistemas fornecê-la. O homem com sua visão antropocêntrica e comportamento exploratório com relação à natureza, vem reduzindo-a a dimensão de fornecedora de recursos para atender as suas demandas, criando assim complexos problemas ambientais. É necessária uma nova abordagem da relação homem – natureza, que apresente o grau da responsabilidade do consumo humano. O conceito de pegada hídrica veio ampliar o entendimento na questão do uso da água nos serviços de abastecimento de água e esgotamento sanitário, trazendo oportunidade de identificação de pontos críticos e favorecendo o desenvolvimento de medidas no sentido da manutenção da qualidade das águas e da vida nos ecossistemas.
Palavras-Chave – Pegada hídrica, Saneamento.
FOOTPRINT WATER SUPPLY SYSTEMS OF WATER ASSESSMENT
AND SANITATION IN A MIDDLE PORTE CITY – ALAGOINHAS-BA CASE
Abstract – Sanitation is a cross-service to public and environmental health issues, since water is a vital input for its implementation. With economic development and population growth, human demands for sanitation services, and consequently the water, it has been growing rapidly, exceeding in many cases the ability of ecosystems to provide it. The man with his anthropocentric vision and exploratory behavior with respect to nature, comes to reducing the size of provider of resources to meet their demands, thus creating complex environmental problems. Nature, presenting the degree of human consumption responsibility - a new approach of the man is required. The concept of water footprint will broaden the understanding on the issue of water use in water and sewage services, bringing critical points identification of opportunity and encouraging the development of measures towards maintaining the quality of water and life in ecosystems.
Keywords – Water footprint, Sanitation.
1 Bacharel em Engenharia Civil pela Universidade Estadual de Feira de Santana - UEFS, Especialista em Gestão e educação ambiental pela Faculdade Vasco da Gama, mestranda do Programa de pós-graduação em Engenharia Civil e Ambiental- UEFS, E-mail: engvaleria@yahoo.com.br
2 Prof. Adjunto, DTEC (UEFS). Doutor em Saneamento e Sustentabilidade Ambiental, UFBA. E-mail: edcohim@gmail.com
INTRODUÇÃO
O saneamento é um serviço transversal às questões de saúde pública e meio ambiente, sendo a água um insumo indispensável para a sua implementação. Com o desenvolvimento econômico e crescimento da população, as demandas humanas pelos serviços de saneamento, e consequentemente pela água, vem crescendo rapidamente, ultrapassando em muitas situações a capacidade dos ecossistemas fornecê-la. A água está constantemente recirculando na natureza através do ciclo hidrológico, mas sua disponibilidade é limitada devido ao tempo necessário a esse ciclo se completar. É necessário que o homem respeite os limites impostos pela natureza, pois seu comportamento exploratório vem conduzindo a contemporâneidade a sérios problemas ambientais. A relação de consumo do homem com a água recebeu uma nova abordagem com a introdução do conceito da pegada hídrica.
Hoekstra et al (2011) define que pegada hídrica de um bem ou serviço é o volume total de água usada direta e indiretamente durante a sua produção e consumo, inclusive ao longo da cadeia de suprimentos, assim como aquela água utilizada para a diluição dos poluentes gerados nestes processos. A pegada hídrica é composta por três componentes, o azul, o verde e o cinza. O componente azul refere-se à perda de água superficial e subterrânea disponível na bacia ao longo da cadeia produtiva, são aqueles usos que retiram a água de sua fonte natural diminuindo suas disponibilidades, espacial e temporalmente, o componente verde refere-se ao uso da água de chuva que não escoa e não repõe a água subterrânea, é aquela água armazenada no solo e na vegetação e consumida pela evapotranspiração, como também no metabolismo dos vegetais; para estes sistemas de abastecimento de água e esgotamento sanitário o componente verde não é aplicável, pois não capta água pluvial nem interfere na infiltração da mesma. O componente cinza refere-se ao volume de água doce necessário a assimilação da carga de poluentes derivados do processo, considerando as concentrações naturais e de padrão de qualidade existentes.
O objetivo deste trabalho é avaliar a pegada hídrica dos sistemas de abastecimento de água e esgotamento sanitário no município de Alagoinhas, pois sendo a água o principal elemento destes serviços, o conhecimento da sua pegada hídrica será ferramenta útil na definição de políticas e diretrizes para o saneamento no município. Para o cálculo da pegada hídrica será analisado o abastecimento de água e o esgotamento sanitário em conjunto, visto a estreita relação entre ambos. MATERIAIS E MÉTODOS
O local de estudo é o município de Alagoinhas que se localiza a 110 km da capital baiana. A cidade está inserida na bacia sedimentar do Recôncavo Norte, possuindo um grande potencial hidrogeológico, com aquífero constituído pelas formações Marizal e São Sebastião. O abastecimento de água é realizado a partir de captação de águas subterrâneas em poços tubulares distribuidos na sede municipal, distritos e zona rural do município. Em face da boa qualidade da água captada as estações de tratamento de água são do tipo simplificado, sendo realizada a desinfecção com cloro, fluoretação e correção do PH.
Quanto às águas superficiais Alagoinhas está inserida na bacia hidrográfica do Recôncavo Norte e Inhambupe, mais precisamente na sub-bacia do Rio Pojuca. Os principais cursos d’água que fluem pelo município são os rios Catu, Aramarí, Sauípe, Subaúma e o Riacho do Ingá. O rio Catu é o maior afluente da margem esquerda do rio Pojuca, atravessa a cidade de norte a sul, e ao longo desse percurso recebe o lançamento de esgotos tratado e in natura, apresentando Índice de
Qualidade da Água (IQA) variando entre ruim e regular, conforme dados de monitoramento do Instituto de Meio Ambiente e Recursos Hídricos (INEMA).
São apresentados no mapa da cidade a seguir, pontos de coletas de amostras da água dos rios Catu, Aramarí e do riacho do Ingá, para avaliação de sua qualidade. Os pontos CT 1 a CT5 representam o rio Catu, os AR1 e AR2 são referentes ao rio Aramarí e os pontos IG1 e IG2 ao riacho do Ingá.
Figura 1 – Ponto de coleta de amostras de água nos rios de Alagoinhas
Na tabela a seguir são apresentados os parâmetros encontrados nas águas dos rios de Alagoinhas em campanhas realizadas nos anos 2004 e 2009 referentes aos pontos indicados na figura. Dos pontos CT1 ao CT4 o rio Catu recebe lançamento de esgoto bruto, principalmente via rede de drenagem pluvial, e essa contribuição é intensificada nos pontos CT3 e CT4, que são localizados dentro do centro urbano. Pode ser identificado uma redução na qualidade da água nos padrões referentes à DBO e OD, mesmo a última campanha sendo realizada em período de chuvas, o que favorece a diluição no corpo d’água.
Tabela 1 – Resultados de campanha de amostragem em Alagoinhas. PARÂME TROS MÊS/ ANO PONTOS Class e II
AR1 AR2 IG1 IG2 CT1 CT2 CT3 CT4 CT5
DBO 04/04 2 < 2 2,9 2,5 < 2 2,2 27 2,7 NR < 5 05/04 < 2 < 2 < 2 3,6 < 2 < 2 4,1 2,4 3,8 01/09 45,6 2,8 NR 5 NR NR 26,4 16,2 NR OD 04/04 6,7 5,1 0,5 1,7 4,3 2,6 0,6 2,1 NR > 5 05/04 6,5 4,8 1,5 2,7 4,7 2,7 3,3 1,4 2,5 01/09 5,5 4,2 NR 7,7 NR NR 0,4 7 NR COLI. TERM 04/04 8x103 5x104 1,7x104 3x103 8x103 5x105 9x107 8x104 NR <100 0 05/04 8x103 8x104 3x105 5x105 3x102 8x103 2x105 2x104 5x103 01/09 3 x103 7x103 NR 6 x 103 NR NR 8x103 6x103 Fonte: SAAE (2015)
Os mananciais superficiais do município não são utilizados como fonte de abastecimento de água, mas a sua conservação e manutenção são de essencial importância para os ecossistemas locais, para a sustentabilidade na bacia hidrográfica, assim como para a proteção das águas subterrâneas, uma vez que a poluição nas águas superficiais pode contaminar o lençol freático.
No município de Alagoinhas, os serviços de abastecimento de água e esgotamento sanitário são realizados pela autarquia municipal, o Serviço Autônomo de Água e Esgoto (SAAE). A cobertura em abastecimento de água potável é de 99% na zona urbana e 85% na zona rural e o serviço de esgotamento sanitário com tratamento contempla 15% da população da sede, não se estendendo a zona rural. Isso representa 48.889 economias ativas de água e 7.359 economias ativas de esgoto.
Os Sistemas de Esgotamento Sanitário (SES) municipais são compostos por redes coletoras do tipo separador absoluto e tratamento biológico de esgoto em tanques sépticos ou digestores anaeróbios seguidos por sistemas wetlands construídos. Estes sistemas têm eficiência de projeto prevista para 97% de redução da Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) e de 99% de redução de carga de coliformes termotolerantes. Atualmente o município vem implantando sistemas com lagoas facultativas e de maturação a fim de ampliar a oferta do serviço e melhorar a eficiência do tratamento, buscando atendimento a legislação ambiental.
Para o desenvolvimento do estudo da pegada hídrica dos sistemas, foram utilizadas informações referentes ao mês de janeiro de 2015, provenientes do sistema de faturamento e cobrança do SAAE e dados do Sistema Nacional de Informações em Saneamento (SNIS) do Ministério das Cidades. Na tabela 2 a seguir são apresentadas estas informações:
Tabela 02. Economias de água e esgoto no município de Alagoinhas -2015 SITUAÇÃO QUANTIDADE DE ECONOMIAS ÁGUA ESGOTO Existentes 58.554 8.107 Ativas 48.889 7.359 Inativas 9.665 748 Fonte: SAAE (2015)
Atualmente nos sistemas de abastecimento municipais não há realização de macromedição e a grande quantidade de economias inativas e/ou cortadas representam quase 17% do total de economias cadastradas no sistema do SAAE. Pode se deduzir que esses imóveis não estão desabastecidos e que alguma solução estes consumidores encontraram para o suprimento de água, assim levou-se em conta estes consumos para a contabilização do volume de água produzido. Para o cálculo da pegada hídrica é necessário informações de volumes consumidos e produzidos de água, volumes produzidos de esgoto, além de volume de perdas do sistema. Estes valores foram quantificados de acordo com as informações sobre água e esgoto que se segue.
Informações sobre água
No mês de janeiro de 2015 as economias ativas do SAAE consumiram 560.474 m3 de água. Para a estimativa do volume produzido total, foram utilizadas as informações disponibilizadas no SNIS dos últimos quatro anos informados. O volume médio mensal calculado foi de 23,52 m³ de água produzida para cada economia ativa.
Tabela 3. Taxa de volume de água produzido por economias ativas em Alagoinhas - 2015 ANO Ea Vp (1000 m³) Vp/Ea (m³/mês) 2011 43.180 12.835 24,77 2012 40.197 11.667 24,19 2013 39.014 11.235 24,80 2014 37.749 9.573 21,13 23,52 Fonte: SNIS (2015)
Vp = Volume produzido de água Ea = Economias ativas de água Ei = Economias inativas de água
Aplicou-se a taxa de 23,52 m³ sobre a quantidade de economias ativas do mês de janeiro de 2015, e o volume produzido estimado para este período foi de 1.149.980 m³. No volume produzido está incluso tanto o volume consumido pelas economias ativas, quanto às perdas no sistema de abastecimento. Assim as perdas foram estimadas subtraindo do volume produzido o volume consumido, chegando ao valor de 589.0506 m³
A taxa de consumo das economias ativas foi obtida dividindo seu volume consumido pela sua quantidade, que resultou em 11,5 m³. Esta mesma taxa foi aplicada sobre a quantidade de economias inativas para estimar seu volume consumido em 111.148 m³.
As perdas são constituídas pelo consumo clandestino daquelas economias inativas e pelas perdas físicas na distribuição decorrente dos vazamentos. Então para encontrar o valor da parcela referente aos vazamentos foi subtraído do volume total de perdas, o consumo das economias inativas.
Como resultados dos cálculos para o período de referência obteve-se os seguintes números apresentados a seguir:
Volume produzido total = 1.149.981m3
Volume consumido pelas economias ativas = 560.474 m3
Volume perdido no consumo das economias inativas = 111.148 m3 Volume perdido em vazamentos = 478.359 m3
Informações sobre esgoto
Nos locais desprovidos deste serviço os domicílios são atendidos pelas soluções individuais tipo fossas e sumidouros, ligação ao sistema de drenagem de águas pluviais e existe ainda o lançamento de esgoto a céu aberto. Nas ruas providas de rede de drenagem, quase que a totalidade dos proprietários de imóveis, fazem a ligação de seus sistemas individuais a esta rede, de modo a evitar a ocorrência de entupimento e necessidade de locação de serviço de limpa fossa para manutenção corretiva. Excetuando os locais sem a rede de drenagem, foram considerados como contribuindo com lançamento de esgoto na rede pluvial, todos os demais imóveis cadastrados no sistema de faturamento do SAAE, mesmo aqueles inativos e/ou cortados.
tanto para os imóveis contribuintes do SES quanto aqueles do sistema de drenagem pluvial. O mesmo princípio do cálculo dos volumes de água foi utilizado para a estimativa de volume de esgoto produzido. A taxa de consumo médio de água por economia ativa de 11,5 m³ será multiplicada pelo coeficiente de retorno de 0,8. O valor resultante de 9,2 m³ será aplicado sobre o número de economias ativas de esgoto.
Os volumes de esgoto necessários ao cálculo da pegada hídrica são aqueles produzidos por todos as economias de água, aquelas beneficiadas por sistemas de esgotamento sanitário, assim como aquelas ligadas ao sistema de drenagem pluvial, e ainda os imóveis com sistemas tratamento individuais e disposição no solo. Na tabela abaixo, são demonstradas as quantidades das economias em cada uma das situações relatadas e o calculo da vazão de esgoto estimado para cada uma.
Tabela 4- Disposição final de esgoto em Alagoinhas - 2015
Vsdp = Volume de esgoto lançado do sistema de drenagem pluvial Vses = Volume de esgoto lançado no sistema de esgotamento sanitário
Vsolo = Volume de esgoto infiltrado em solo nas área sem sistemas de drenagem pluvial e de esgotamento sanitário
Cálculo da Pegada Hídrica Pegada hídrica Azul
Para o cálculo da pegada hídrica azul, foi utilizado o volume de água produzido, descontando as perdas na distribuição decorrentes de vazamentos, o volume de esgoto que retorna aos corpos d’água e também aquele que infiltra no solo através de sistemas de tratamento individuais.
/ (1)
1.149.981 478.359 515.275
156.346 ³/ ê Pegada hídrica cinza
Para o cálculo da pegada hidrica cinza, foram contabilizados os efluentes provenientes de setores da cidade atendidos por sistema de esgotamento sanitário e os efluentes de esgoto lançados no sistema de drenagem pluvial. O volume de esgoto dos sistemas individuais com disposição no solo foram descontados da pegada azul, mas não foi contabilizado na pegada cinza devido a ausência de informação da sua qualidade, e a indicação positiva no uso destes sistemas devido às características da urbanização das áreas de implantação, com baixo adensamento residencial, e a profundidade do lençol freático de modo a viabilizar o uso dos sumidouros.
O cálculo da pegada hídrica cinza é feito pela divisão da carga poluente L (massa/tempo) pela diferença entre a concentração padrão ambiental de qualidade da água para um determinado SITUAÇÃO DISPOSIÇÃO ECONOMIAS Vol (m³/mês) Vol (L/s)
V ses Rio 8.107 71.342 27,52
V sdp Rio 41.677 366.758 141,50
V solo Solo 8.770 77.176 29,77
poluente (concentração máxima aceitável Cmax em massa/volume) que é de acordo com a Resolução nº357 do CONAMA e, sua concentração natural no corpo d’água receptor (Cnat, massa/volume) (Equação 2) (HOEKSTRA et al., 2011). A carga poluente está na condição de esgoto tratado e esgoto bruto, e ambos serão considerados com as concentrações médias encontrada nas análises laboratoriais realizadas pelo SAAE. A concentração natural refere-se aquela concentração que ocorreria se não houvesse a ação humana. A concentração atual do poluente encontrado no corpo d’água não foi ignorada, para sua contabilização a concentração do corpo hídrico foi somada a concentração do poluente.
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A análise da pegada hídrica cinza foi calculada para os parâmetros de DBO e a concentração de Coliformes Termotolerantes conforme os dados apresentados na tabela 5 a seguir:
Tabela 5: Parâmetros DBO e Coliformes Termotolerantes
CONCENTRAÇÃO DBO (mg /L O2) COLI. TERM (Col/100ml)
Esgoto tratado Cet 100 3,10 X107
Esgoto bruto Ceb 490 4,47 X108
Cmax 5 10 3
Cnat 2 4 X 10 2
Catual 26 4 X 10 2
Fonte: SAAE (2015)
- ! ./- / 0 -/ (3) 1"# $ - 2$ 3 -42 / ! $/ !#$ (4)
Como proposto por Hoekstra et al. (2011), utilizando a equação (3) foram calculadas as cargas poluentes para o esgoto bruto e tratado e a seguir foi utilizada a equação (4) para o cálculo da pegada hídrica cinza.
Ph cinza (DBO) = 6,61 x 107 m³/mês ; Ph cinza (COLI. TERM) = 3,4 x 1012 m³/mês Pegada hídrica total
A pegada hídrica total é o somatório da pegada azul e da cinza, que em virtude do seu valor muito superior, foi representada pela própria pegada cinza. PH = 3,4 x 1012 m³/mês
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Do cálculo da pegada hídrica total dos sistemas de água e esgoto pode ser verificado que o volume produzido de 1.149.981m3 de água resultou numa pegada hídrica de 3,4 x 1012 m³, vemos a grande discrepância de valores entre o componente azul e o cinza, onde este último supera o primeiro de modo a tornar-se o próprio representante da pegada hídrica.
A pegada hídrica cinza dos esgotos bruto e tratado com relação ao parâmetro DBO é da ordem de 1:150, entre efluente e água doce. O componente cinza para o parâmetro coliformes termotolerantes apresenta uma relação de diluição muito superior ao parâmetro DBO, ficando a
proporção entre esgoto e água doce em 7.905 litros de água para um litro de esgoto. O desequilíbrio entre os componentes azul e cinza fornece a magnitude do problema hídrico que vem se delineando ao longo do desenvolvimento da cidade, e os custos ambientais decorrentes dessa situação. Os serviços de saneamento vêm cumprindo a sua função de promover a saúde com o fornecimento de água com qualidade e, ainda de forma incipiente, afastando da população o contato direto com os esgotos, mas com um grande custo ao meio ambiente devido ao comprometimento da qualidade de suas águas.
É necessário planejamento de ações para a melhoria desse cenário, buscando a universalização, e melhoria da eficiência do serviço de esgotamento sanitário na cidade, não apenas como um direito das comunidades, mas como uma forma de proteção e recuperação dos corpos d’água, buscando a sustentabilidade ambiental. A melhoria da eficiência das estações de tratamento de esgotos deve ser mais um objetivo a ser alcançado pelo serviço público de saneamento, através do controle operacional, projetos e obras complementares ao tratamento existente, para gradualmente atingir padrões de qualidade coerentes com a legislação ambiental.
CONCLUSÕES
O cálculo da pegada hídrica foi importante demonstrativo do problema ambiental ocasionado principalmente pela carência de soluções adequadas para o esgotamento sanitário municipal. A ausência de tratamento de esgotos em mais de 80% dos imóveis, vem contribuindo num rítmo acelerado para a degradação dos corpos hídricos superficiais. O uso do cálculo da pegada hídrica auxilia na identificação de pontos críticos e favorece o desenvolvimento de medidas que permitam conciliar as demandas derivados do crescimento e desenvolvimento urbano com a manutenção da qualidade dos recursos hídricos.
REFERÊNCIAS
ALAGOINHAS. LEI 1.837. Plano Municipal de Saneamento Ambiental. 8 de dezembro de 2006
CONSELHO NACIONAL DE MEIO AMBIENTE. Resolução n. 357, de 17 de março de 2005. Dispõe sobre as classificações dos corpos de água e diretrizes ambientais para seu enquadramento. Disponível em: < http://www.mma.gov.br/port/conama> Acessado em: maio de 2015
INEMA (Instituto do meio ambiente e recursos hídricos) Disponível em: <
http://monitora.inema.ba.gov.br/> Acessado em: maio de 2015.
HOEKSTRA, A.Y. et al. Manual de Avaliação da Pegada Hídrica: Estabelecendo o Padrão
Global. Disponível em: <waterfootprint.org> Acessado em: Junho de 2015.
SNIS. Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento. Disponível em:
http://www.snis.gov.br Acessado em maio de 2015.
ZAFFANI, A.G., BRESSIANI. D. A.. A poluição da drenagem urbana relacionada com a
pegada hídrica cinza: caso da cidade de São Carlos, SP. In: Simpósio Brasileiro de Recursos
Hídricos, XIX, 2011, Maceió. Disponível em: <http://www.abrh.org.br> Acessado em maio de 2015.
