Vulnerabilities in small communities water supply systems: a case study
Ronaldo Debiasi1*, Antônio Domingues Benetti21Agência Estadual de Regulação dos Serviços Públicos Delegados do Rio Grande do Sul - AGERGS 2Instituto de Pesquisas Hidráulicas, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (IPH/UFRGS)
*Avenida Borges de Medeiros, 659 – 13º Andar/DQ – Centro, Porto Alegre, Rio Grande do Sul. 90020-023. Brasil. E-mail: ronaldo@agergs.rs.gov.br
ABSTRACT
According to several studies, there is an association between progresses in drinking water and sanitation and improvements in health indices. Investments in safe drinking water and sanitation may yield an economic benefit, as the health-effect costs outweigh the costs of undertaking the required interventions. The objective of this research was to evaluate small community water supply systems in the state of Rio Grande do Sul, assessing the vulnerability of the systems and population that depends on them. The survey followed statistical sampling techniques to design the sample size. A water vulnerability index tool that included four dimensions, ten indicators and five vulnerability rating was constructed. Conclusions were presented with respect to the main vulnerabilities aspects of the small communities water supply systems, and recommendations were proposed in order to mitigate the vulnerabilities. KeyWords: decentralized water supply systems; safety of drinking water systems; small communities water supply systems; water supply systems vulnerabilities.
VULNERABILIDADES DOS PEQUENOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA: ESTUDO DE CASO
Resumo
Diversos estudos têm relacionado melhores condições de saneamento básico a incrementos nos índices de saúde da população. Investimentos em saneamento básico tendem a promover um benefício econômico, já que o custo para as intervenções necessárias é inferior à despesa com tratamento das enfermidades causadas pela falta de saneamento. Esta pesquisa visou caracterizar a problemática do abastecimento de água em pequenas comunidades urbanas e rurais no estado do Rio Grande do Sul, avaliando-se a vulnerabilidade dos sistemas de abastecimento e da população atingida por meio de critérios próprios voltados a situação de interesse. O tamanho da amostra foi definido por método estatístico. Um índice de vulnerabilidade composto por quatro dimensões de análise, dez indicadores e cinco níveis de vulnerabilidade foi desenvolvido. Conclusões são apresentadas quanto aos principais aspectos de vulnerabilidade dos sistemas de abastecimento, e foram propostas recomendações que podem ser aplicadas com a finalidade de mitigar as vulnerabilidades encontradas.
Palavras-chave: segurança de sistemas de abastecimento de água; sistemas descentralizados de abastecimento de água; sistemas de abastecimento de água para pequenas comunidades; vulnerabilidade de sistemas de abastecimento de água.
Introdução
Dados de 2012 publicados em um estudo quanto ao progresso do acesso ao saneamento na população mundial indicam que, entre 1991 e 2012, 2.3 bilhões de pessoas obtiveram acesso a melhores condições de abastecimento de água de consumo. Apesar disso, 748 milhões de pessoas, principalmente em condições de baixa renda, ainda não possuem acesso a uma fonte de água de qualidade, sendo que 173 milhões dependem de fontes superficiais não tratadas, a maior parte delas residente em áreas rurais (WHO e UNICEF, 2014).
Melhorias nas condições de saneamento básico promovem benefícios na saúde e na economia. Saunders e Warford (1983) citam estudos relacionados à ocorrência de diarreia, cólera, esquistossomose, e outras doenças relacionadas à água contaminada.
Publicações relacionadas ao abastecimento de água em pequenas comunidades datam da metade do século passado, com diversas contribuições ao longo das décadas seguintes. Cita-se, por exemplo, a publicação de Saunders e Warford (1983) que engloba aspectos econômicos e políticos com enfoque nos países em desenvolvimento. Observam-se que existem, ainda hoje, diversas regiões dos países em desenvolvimento que continuam com dificuldades no acesso a água potável.
Uma avaliação de vulnerabilidade dos pequenos sistemas de abastecimento de água visa não somente verificar a conformidade dos parâmetros de qualidade da água aos padrões aceitos pela legislação, mas avaliar de forma integrada os sistemas e sua capacidade de lidar com situações adversas. As Nações Unidas definem vulnerabilidade como a interface entre a exposição de ameaças físicas ao bem estar humano e a capacidade da população em enfrentar essas ameaças (UNEP, 2002).
Essa pesquisa teve como objetivo avaliar as vulnerabilidades dos pequenos sistemas de abastecimento de água que atuam de forma descentralizada no estado do Rio Grande do Sul. Com isso pode-se caracterizar a problemática e levantar as causas das principais vulnerabilidades dos sistemas estudados.
Materiais e Métodos
Levantamento de Dados
O levantamento de dados referente aos objetivos deste trabalho foi realizado com consultas ao banco de dados do Sistema de Informação de Vigilância da Qualidade da Água para Consumo Humano (SISAGUA), que contém informações de cadastro e das análises de controle e vigilância da qualidade da água nos pequenos sistemas de abastecimento de água no estado do Rio Grande do Sul. Outra fonte foi o portal de dados da Fundação de Economia e Estatística (FEEDados), com informações estatísticas do Estado e seus municípios como, por exemplo, estimativas populacionais, indicadores socioeconômicos, além das visitas in loco para levantamento das vulnerabilidades.
Definição dos Sistemas de Estudo
Por meio dos dados do SISAGUA, definiram-se os sistemas objeto de estudo com base na análise dos dados de cadastro, a fim de delimitar os sistemas de abastecimento de água para pequenas comunidades. Os levantamentos foram realizados para o período de 01/01/2014 à 31/12/2014 (SISAGUA, 2015).
Aplicaram-se dois critérios a fim de delimitar o universo de estudo de pequenos sistemas de abastecimento de água no Estado: 1) Sistemas de abastecimento do tipo Solução Alternativa Coletiva (SAC), exceto aqueles indicados como caminhão pipa; 2) Sistemas de abastecimento do tipo Sistema de Abastecimento de Água (SAA), em que o sistema atenda a uma população máxima de 2000 habitantes, exceto aqueles em que o somatório dos SAA gerenciados pelo mesmo órgão atenda uma população total maior que 4000 habitantes. Aplicados esses critérios encontrou-se uma população abastecida por SAC de 588.513 habitantes, e por SAA, nos critérios excludentes acima, de 64.384 habitantes. O número de sistemas correspondentes de SAC e SAA foram, respectivamente, 6101 e 181.
Determinado o universo de pesquisa, buscou-se definir um tamanho de amostra mínimo a fim de promover resultados significantes quanto à situação do abastecimento de água no estado do Rio Grande do Sul. Devido a
questões de custo, deslocamento e tempo, não seria viável uma amostragem aleatória simples do universo de estudo, portanto aplicaram-se os conceitos de amostragem complexa (Kish, 1965; Lehtonen e Pahkinen, 2004) e dividiram-se os sistemas objeto de análidividiram-se em conglomerados por município, dividiram-sendo adotado o número de três sistemas a dividiram-serem visitados em cada conglomerado selecionado.
A amostragem considerou, em primeiro nível, os conglomerados criados com probabilidade proporcional ao tamanho, subdivididos em estratos pelas mesorregiões do Estado com base na população abastecida. Em segundo nível, a amostragem considerou os sistemas e/ou soluções presentes no conglomerado por uma amostragem aleatória simples. Assim, foram definidos 60 sistemas a serem visitados.
Indicadores de Vulnerabilidade
A fim de avaliar a vulnerabilidade dos sistemas e levantar suas causas, foram definidos indicadores, considerando estudos publicados sobre o assunto, como Sullivan (2011) e Plummer et al (2012). Os critérios de análise são apresentados na Tabela 1, bem como a justificativa para sua inclusão. Cada indicador foi avaliado em uma escala de “um” a “cinco”, sendo “cinco” um sistema não vulnerável naquele aspecto, e “um” extremamente vulnerável. Tabela 1. Indicadores de vulnerabilidade
Dimensão Indicador Definição Justificativa
Recursos Hídricos
Nível de Tratamento Adequação do nível de tratamento à qualidade do manancial de captação
O nível de tratamento deve ser adequado às condições de qualidade da água do manancial de captação, devendo cumprir a legislação.
Disponibilidade dos Recursos Hídricos
Ocorrência de eventos, como secas, inundações, entre outros, que afetam a disponibilidade do abastecimento de água
O sistema de abastecimento deve fornecer água em quantidade suficiente para os usos da população. Sendo assim, é essencial que os recursos hídricos estejam disponíveis para captação, inclusive em situações de emergência.
Qualidade da Água
Qualidade da água tratada nos parâmetros microbiológicos e/ou físico-químicos
O maior risco em saúde quanto à qualidade da água de abastecimento vem da contaminação por microrganismos patogênicos, e, com uma menor frequência, por contaminação de compostos químicos.
Manancial de Captação
Tipo de manancial utilizado para captação da água
A água subterrânea tende a ser mais segura que a superficial, sendo o risco de contaminação mais significante em aquíferos rasos (Saunders e Warford, 1983; Howard et
al., 2003).
Operação e Manutenção
Condições de operação e manutenção do sistema de tratamento e abastecimento de água
Saunders e Warford (1983) citam que um dos principais problemas associados ao fornecimento de água em áreas rurais é relativo à operação e manutenção dos sistemas.
Sistema de Distribuição
Qualidade da rede e ocorrência de eventos no sistema de distribuição de água para abastecimento
A existência de problemas na rede de distribuição, como vazamentos, podem causar a necessidade de interrupções na distribuição, agravando a ocorrência de contaminação do sistema (Saunders e Warford, 1983).
Econômica Capacidade
Econômica
Capacidade econômica do sistema para manutenções, aquisição de produtos químicos, investimentos, etc.
Segundo a US EPA, a cobrança de tarifas garante uma fonte segura de recursos para cobrir custos operacionais, mas também fundos para investimentos na infraestrutura (EPA, 2005).
Social Capacidade Técnica Capacidade técnica dos operadores do sistema
A operação de um sistema de abastecimento de água é uma atividade complexa, havendo em muitos casos a presença de bombas e produtos químicos que requerem conhecimento técnico.
Institucional
Suporte Governamental
Existência de suporte de órgãos de saúde, prefeitura, e outros agentes públicos
A existência de um suporte externo para lidar com possíveis dificuldades encontradas pela população abastecida e pelos operadores é um fator que contribui com a mitigação da vulnerabilidade do sistema de abastecimento.
Controle Amostral
Atendimento das condições da Portaria MS nº 2914/2011 (BRASIL, 2011) em termos de controle amostral e monitoramento do sistema
O controle amostral é essencial para garantir que o nível de tratamento empregado é compatível à variação da condição de qualidade da água bruta e garantir a efetividade do tratamento, podendo-se agir no sistema na presença de situações adversas.
(5) (8) (14) (25) (8) (1) (10) (17) (14) (18) (21) (6) (9) (21) (3) (0) (0) (32) (11) (17) (28) (0) (1) (26) (5) 0 10 20 30 40 50 60 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 SD CE CT SG CA Índice de Vulnerabilidade
O resultado dos indicadores de vulnerabilidade nos níveis atribuídos foi consolidado com o cálculo da média a fim de prover um resultado de um índice de vulnerabilidade dos pequenos sistemas de abastecimento de água no estado do Rio Grande do Sul. Nesse valor foi também calculado o intervalo de confiança estatístico, considerando um nível de significância de 90% e as características da amostra complexa.
Resultados e Discussão
Com base nas informações levantadas nas visitas aos 60 sistemas de abastecimento de água escolhidos foi possível fazer uma análise da problemática referente a cada critério considerado. Os resultados por indicador serão apresentados em forma de gráfico com a informação do número absoluto de observações em cada nível de vulnerabilidade atribuído (1 a 5), referente ao total de 60 sistemas visitados (Figura 1).
Figura 1. Número de observações por nível de vulnerabilidade atribuído (1 a 5) para os indicadores na amostra selecionada Legenda: NT (Nível de Tratamento), DRH (Disponibilidade dos Recursos Hídricos), QA (Qualidade da Água), MC (Manancial de Captação), OM (Operação e Manutenção), SD (Sistema de Distribuição), CE (Capacidade Econômica), CT (Capacidade Técnica), SG (Suporte Governamental), CA (Controle Amostral)
Os resultados demonstram uma elevada variabilidade, havendo predominância de situações de baixa, média e alta vulnerabilidade para alguns indicadores, e de situações distintas de vulnerabilidade dentro de um mesmo indicador, alta e baixa, média e baixa ou todas. Em oito dos dez indicadores havia a predominância, em pelo menos parte dos sistemas vistoriados, de condições de baixa vulnerabilidade, em quatro de vulnerabilidade média, e em cinco de alta. A Tabela 2 faz um resumo das situações encontradas.
(25) (3) (9) (23) (0) (4) (0) (1) (5) (50) (17) (30) (2) (1) (10) (0) (4) (5) (29) (22) (3) (14) (30) (12) (1) 0 10 20 30 40 50 60 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
Número absoluto de observações
N T
DRH Q
A
Observa-se que a problemática do abastecimento de água em pequenas comunidades no estado do Rio Grande do Sul não possui uma característica específica, porém com os resultados é possível identificar os principais problemas encontrados, sendo muitas vezes inerente a baixa qualificação da gestão desses sistemas. Na maior parte dos sistemas de abastecimento, o tratamento simplificado se mostra adequado para o manancial de captação predominantemente subterrâneo, sendo necessária somente uma operação adequada.
Tabela 2. Análise da predominância das condições de vulnerabilidade por indicador
Condição de
Vulnerabilidade Indicadores Descrição
Alta Qualidade da Água
Elevada vulnerabilidade devido à ocorrência de parâmetros analisados em níveis não conformes, principalmente Escherichia coli, coliformes totais e baixa concentração de cloro residual livre.
Média Operação e
Manutenção
Os níveis de operação e manutenção variaram entre todos os níveis, havendo uma maior incidência de casos nos níveis intermediários, ou seja, em condições parcialmente adequadas de operação e manutenção ou em deterioração.
Baixa
Disponibilidade dos Recursos Hídricos
Na maior parte dos sistemas vistoriados não foram relatados problemas de disponibilidade da água de abastecimento. Em alguns poucos foram descritas situações, como durante períodos de seca prolongada, que cessaram o abastecimento de água por vários dias.
Manancial de Captação
Predominância da utilização de mananciais subterrâneos que são menos vulneráveis, porém muitas vezes sem uma proteção externa adequada do ponto de captação.
Alta e baixa
Controle Amostral
Predominância de duas situações: a qual não há controle amostral, de alta vulnerabilidade, e de cumprimento parcial da Portaria MS nº 2914/2011, principalmente referente ao controle do cloro residual livre, de baixa vulnerabilidade.
Capacidade Técnica Duas situações prevaleceram: a qual o operador do sistema é capacitado e experiente, de baixa vulnerabilidade, e de nenhuma capacitação e experiência, de alta vulnerabilidade.
Nível de Tratamento Duas situações predominantes: sem nenhum tipo de tratamento da água distribuída, de alta vulnerabilidade, e de tratamento adequado ao manancial, de baixa vulnerabilidade.
Média e baixa
Suporte Governamental
Ocorrência de casos de média e baixa vulnerabilidade, na qual o suporte externo era disponível, eventual, ou atuante.
Sistema de Distribuição
Predominância de situações de média e baixa vulnerabilidade, com redes de má qualidade, mas com eventuais ou poucas ocorrências de problemas.
Alta, média e baixa Capacidade
Econômica
Os resultados apresentaram situações em todos os níveis, havendo cerca de 50% dos resultados nas primeiras três faixas mais vulneráveis (1/2/3), em que havia uma capacidade limitada de recursos para operação e manutenção adequada do sistema, e 50% nos níveis de baixa e não vulnerabilidade (4/5).
Uma gestão eficiente, que inclua a contratação de pessoal qualificado, a conservação da estrutura física, a implementação de um sistema de tratamento adequado, o controle amostral mínimo e a cobrança de uma taxa adequada às necessidades de operação e manutenção, garantiria uma mitigação da vulnerabilidade. Em geral, os sistemas visitados que se adequam a essas condições são aqueles em que há a presença ativa de um agente externo à comunidade, como a Prefeitura Municipal. Porém, muitos dos sistemas vistoriados dependiam unicamente da própria população abastecida para gestão dos sistemas, por meio de associações comunitárias. Nesses casos, por conta principalmente da falta de conhecimento técnico, as condições de vulnerabilidade se agravam.
Constatou-se com as visitas que a maior variabilidade de situações se dá entre os municípios visitados. Em geral, os pequenos sistemas visitados dentro de um mesmo município possuem situações de vulnerabilidade parecidas nos critérios de análise, já que há um maior contato entre a população no município e o suporte externo é comum. Os pequenos sistemas de abastecimento de água sofrem, também, com o desinteresse das companhias de saneamento estatais e municipais devido à distância dos centros urbanos, dos altos custos de investimento necessários para adequar os sistemas atuais as normativas, além do próprio desinteresse da população devido às maiores taxas cobradas pelas companhias. Em somente dois locais visitados havia a presença de uma companhia de saneamento, uma municipal e outra estadual. Portanto, a reduzida população abastecida nos locais, em média 96 habitantes por SAC e 356 habitantes nos SAA, e o desinteresse da população em pagar por melhores condições do abastecimento de água são uns dos principais empecilhos para viabilizar investimentos nas regiões.
Do ponto de vista do cálculo do índice de vulnerabilidade médio para os sistemas de abastecimento de água visitados, considerando os níveis atribuídos de 1 a 5, obteve-se o resultado do índice de 3.28 com intervalo de confiança entre 3.00 e 3.56 para 90% de significância, o que indica uma vulnerabilidade em nível intermediário. Essa caracterização indica a necessidade da presença do poder público, por meio de investimentos ou de recursos humanos para melhor orientar e cobrar da população quanto à necessidade de um sistema de abastecimento de água seguro. Mesmo em alguns sistemas com tratamento por desinfecção, foram constatadas ocorrências frequentes de coliformes totais na água de abastecimento, demonstrando falhas na operação e no controle da qualidade da água. A engenharia atual fornece diversas tecnologias a serem empregadas para o tratamento da água de abastecimento, tanto do ponto de vista coletivo ou individual, porém cada tecnologia envolve um custo de implantação e operação.
Conclusões
Os resultados deste estudo indicaram uma elevada variabilidade dentro dos indicadores de vulnerabilidade analisados, sendo que o nível de tratamento, a qualidade da água, o controle amostral, a operação e manutenção e a capacidade técnica, foram os que apresentaram a maior ocorrência de situações de elevada vulnerabilidade. Já os indicadores disponibilidade dos recursos hídricos, manancial de captação, sistema de distribuição, capacidade econômica e suporte governamental, foram os que apresentaram os melhores resultados, havendo algumas exceções. Em termos médios, o resultado do índice de vulnerabilidade médio dos pequenos sistemas de abastecimento de água no estado do Rio Grande do Sul foi de 3,28, ou seja, uma vulnerabilidade em níveis intermediários.
Com isso, recomenda-se buscar formas e executar ações que visem mitigar os problemas encontrados nos sistemas mais vulneráveis, focando-se os investimentos públicos e agindo, inicialmente, na adequação do nível de tratamento ao manancial de captação, no cumprimento dos requerimentos de potabilidade e na segurança da água nas redes de distribuição.
Agradecimentos. Ao Centro Estadual de Vigilância em Saúde pela disponibilização dos dados necessários, e aos
membros do Programa Nacional de Vigilância da Qualidade da Água para Consumo Humano no Estado e municípios pela disponibilidade para acompanhamento das visitas.
Referências bibliográficas
BRASIL. Ministério da Saúde. (2011) Dispõe sobre os procedimentos de controle e de vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade. Portaria nº 2.914, Poder Executivo, Brasília, DF
EPA (United States Environmental Protection Agency). (2005) Case studies of sustainable water and wastewater pricing. Office of Water (4606m), 25 pp.
Howard, G.; Pedley, S.; Barrett, M.; Nalubega, M.; Johal, K. (2003) Risk factors contributing to microbiological contamination of shallow groundwater in Kampala, Uganda. Water Research, 37(14), 3421–3429
Kish, L. (1965) Survey sampling. New York: John Wiley & Sons
Lehtonen, R.; Pahkinen, E. (2004) Practical methods for design and analysis of complex surveys. 2. ed. Chichester: John Wiley & Sons, 360 pp.
Plummer, R.; Loë, R.; Armitage, D. (2012) A systematic review of water vulnerability assessment tools. Water Resources Management, 26(15), 4327–4346
Saunders, R. J.; Warford, J. J. (1983) Abastecimento de água em pequenas comunidades: aspectos econômicos e políticos nos países em desenvolvimento. Tradução Vera Lucia Mixtro Chama. Rio de Janeiro: ABES, 252 pp.
SISAGUA. Ministério da Saúde. (2015) Sistema de informação de vigilância da qualidade da água para consumo humano. Brasília: DATASUS. Acesso entre 01/03 e 30/04/2015. Disponível em: http://sisagua.saude.gov.br/sisagua
Sullivan, C. A. (2011) Quantifying water vulnerability: a multi-dimensional approach. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 25(4), 627–640
UNEP. (2002) Human vulnerability to environmental change GEO 3: Global Environment Outlook, United Nations Environment Program. 301–318
WHO; UNICEF. (2014) Progress on sanitation and drinking-water: 2014 update. World Health Organization, United Nations Children’s Fund. 78 pp.
