MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA DO AMBIENTE 2019/2020
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IRESDissertação submetida para obtenção do grau de
MESTRE EM ENGENHARIA DO AMBIENTE
Presidente do Júri: Cidália Maria de Sousa Botelho
Professor Auxiliar do Departamento de Engenharia Química da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
___________________________________________________________
Orientador académico: José Carlos Tentúgal Valente
Professor Associado do Departamento de Engenharia Civil da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
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AGRADECIMENTOS
O fim desta dissertação é, também, o fim de um ciclo académico e de aquisição de conhecimento. É, por isso, o momento de expressar aqui a minha sincera gratidão a todas as pessoas que direta ou indiretamente me apoiaram neste caminho, porque um agradecimento não basta.
Em primeiro lugar, ao meu Orientador Doutor José Carlos Tentúgal Valente, por todo o apoio prestado no decorrer deste projeto, pelo conhecimento e experiência transmitidos, pelos valores éticos, pessoais, académicos e profissionais passados. Realço também, o meu enorme privilégio que tive em aprender e trabalhar com o mesmo.
A todos os Professores das instituições de ensino frequentadas pelo autor tenha sido na minha terra natal Cabo Verde ou em Portugal, pelos contributos dados nos diferentes passos de construção académica e profissional.
Ao meu melhor amigo Emerson Pires, pelo apoio e palavras de apoio incondicional. Agradeço profundamente aos meus Pais, pela ajuda e apoio constantes, pela paciência e pelas palavras de incentivo.
É imprescindível agradecer à minha Família. Não por estes anos, mas por tudo aquilo que hoje sou.
Agradeço também à todos os meus amigos do MIEA e da FEUP, que especialmente partilharam estes anos na faculdade comigo.
Por fim, um reconhecimento às entidades gestoras associadas aos dois casos de estudo pela possibilidade de utilização dos elementos possíveis de recolher.
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RESUMO
O abastecimento de água para consumo humano às populações constitui hoje em dia uma das prioridades a nível mundial. Sendo a água um bem essencial para o desenvolvimento social, cultural, de saúde e económico das sociedades, o acesso ao mesmo é de capital importância. Não é, no entanto, um bem inesgotável exigindo poupança e utilização ponderada, mas e também apresenta uma distribuição terrena muito variável criando situações de grande desigualdade entre as diferentes regiões.
Acresce o facto de água, através da sua movimentação – naturalmente nos cursos de água ou no solo ou por intermédio de obras hidráulicas, é um veículo extremamente rápido e presente de transmissão de doenças. São muitos os milhões de mortos por ano em resultado de doenças por via hídrica, situação que acontece sobretudo em países ou regiões de fracos recursos económicos, sem existência de sistemas de distribuição ou quando da existência dos mesmos com estrutura organizacional débil, sem capacidade técnica e económica capazes e sem controlo adequado.
Por isso, o abastecimento de água potável às populações constitui um objetivo bem atual e um dos desafios para o desenvolvimento sustentável das sociedades no sentido do acesso seguro e nas quantidades necessárias, conseguindo-se tal à custa de planeamento e infraestruturação. Nas últimas décadas têm sido estes os pressupostos primordiais para os governos, entidades gestoras e outras, mas ainda sem atingir o cumprimento desejado em grande parte do Terra.
Mas e para as situações de sistemas de abastecimento de água (SAA) já em exploração outros problemas e objetivos se colocam genericamente colocados no âmbito da sustentabilidade dos mesmos. Dentro desta a relativa à segurança na qualidade do produto – no sentido de cada vez mais maior e melhor adaptação a novas diretrizes (produtos emergentes, valores paramétricos, efeitos nocivos, etc.) ou evitar que a possibilidade de ocorrência de eventos ou acontecimentos ditos perigosos que ocorrem sempre no trajeto da água ate chegar à torneira do consumidor (como alterações de qualidade devido a contactos com paredes do escoamento, roturas e suas consequências, etc.), são possíveis e acontecem sempre numa perspetiva de imprevisibilidade e de efeitos e dimensão desconhecidas. Por tal é que a associação destes eventos à probabilidade do acontecimento, à grandeza dos efeitos, isto é, ao risco, constitui uma tendência atual para uma maior e melhor gestão da qualidade de água na distribuição.
É nesse sentido que é desenvolvida a aplicação da metodologia HACCP à produção e transporte de água, os designados Planos de Segurança da Água (PSA), que inicialmente foram considerados pela OMS uma boa prática (não obrigatória) de gestão dos SAA, para mais tarde ser aconselhada em legislação a sua utilização como modo de gerir os riscos passíveis de ocorrer.
Na presente Tese procura-se realizar uma abordagem a este “caminho” parcial de gestão de SAA com o objetivo de se controlar os riscos inerentes e condicionadores da qualidade de água distribuída, considerando uma abordagem muito generalista e preliminar. Na realidade o curto intervalo de tempo e as condicionantes existentes provocaram a impossibilidade de orientar o estudo a casos concretos e reais.
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Acontece que atendendo à circunstância da Tese ser desenvolvida por um estudante cidadão de Cabo Verde, fez nascer o desafio que no decorrer do desenvolvimento da mesma surgisse a oportunidade de realizar a comparação entre os dois Países no que a este domínio diz respeito. Na realidade as considerações sobre a garantia de qualidade de água no “fim da linha” de distribuição podem ser consideradas muito semelhantes. Ambos os Países têm um elevado nível de população abastecida (acima de 90%) a partir de sistemas públicos, com legislação relativamente ao controlo de qualidade bastante semelhantes e, assim, com objetivos presentes de garantia dessa mesma qualidade ao longo do percurso e de sustentabilidade como atuais e presentes. Contudo, é muito importante referir, que há diferenças pertinentes e significativas entre os sistemas em Portugal e Cabo Verde, relativamente ao formato da sua constituição e, principalmente, às caraterísticas de qualidade e quantidade possível da água captada nas origens locais. Se assim se pode interpretar, o tratamento da água em Cabo Verde é de muito mais difícil processamento atendendo á existência habitual de certas caraterísticas locais como é o caso da presença de flúor em quantidades muito acima dos limites desejáveis para defesa da saúde pública. Acresce o facto de neste País a quantidade de água nas origens (furos e poços) ser muito escassa e de muito pouca produtibilidade e pouca recuperação (precipitação muito pequena), o que conduziu à procura de outras origens alternativas de água e neste caso, aproveitando o desenvolvimento tecnológico atual, a água do mar, com as consequentes e importantes diferenças em relação aos tratamentos convencionais e habituais.
Resumindo, constitui objetivos para o desenvolvimento da presente Tese realizar uma abordagem sistémica e generalista à inventariação dos riscos e correspondente modo de gestão que possam afetar a qualidade de água fornecida por um SAA desde a origem ou fonte até à torneira do consumidor, utilizando-se uma metodologia de previsão e de barreira ao longo do seu percurso e numa perspetiva global e exemplificativa.
Palavras Chave: Sistema de Abastecimento de Água, Risco, Gestão de Riscos, Plano de Segurança da Água
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ABSTRACT
The supply of water for human consumption for the population is now one of the world’s priorities. Water being an essential asset for the social, cultural, health and economic development of societies, access to it is extremely important. However, it’s not an inexhaustible good requiring savings and weighted use, but also presents a very variable earthly distribution creating situations of great inequality between the different regions.
Water, it’s a source of deseoje transmission, which is transmitted quickly, through his movement - naturally in watercourses or on the ground or through hydraulic works, is an extremely fast and present vehicle for the transmission of diseases. There are many millions of deaths per year as a result of water-borne diseases, a situation that occurs mainly in countries or regions with poor economic resources, without distribution systems or when they have weak organizational structures, without technical and economic capacity and without adequate control.
Therefore, the supply of drinking water to the population is a very current objective and one of the challenges for the sustainable development of societies in the direction of safe access and in the necessary quantities, achieving this at the expense of planning and infrastructure. In recent decades these have been the prime assumptions for governments, management entities and others, but still without achieving the desired fulfillment in much of the Earth.
But for the situations of water supply systems (SAA) already in operation other problems and objectives are generally placed within the scope of sustainability of them. Within this the one concerning the safety in the quality of the product - in the sense of increasing and better adaptation to new guidelines (emerging products, parametric values, harmful effects, etc.) or to prevent the possibility of the occurrence of dangerous events or events that always occur in the course of the water until it reaches the consumer’s tap (such as quality changes due to contact with the flow walls, breakage and its consequences, etc.) are possible and always happen from the perspective of unpredictability and unknown effects and dimension. Therefore, the association of these events to the probability of the event, to the magnitude of the effects, this is, to the risk, constitutes a current trend towards a greater and better management of water quality in the distribution.
It is in this sense that the application of the HACCP methodology to the production and transport of water is developed, the Water Safety Plans (PSA), which were initially considered by the OMS as a good practice (not necessary) management of SAA, and later to be advised in legislation to use them as a way to manage the risks that may occur.
In the present Thesis, an approach to this partial "path" of SAA management is sought to control the inherent risks and conditioners of the distributed water quality, considering a very generalist and preliminary approach. The short time interval and the existing constraints have led to the impossibility of orienting the study to concrete and real cases. In view of the fact that the Thesis is being developed by a student from Cape Verde, it has given rise to the challenge that, in the course of its development, the opportunity has arisen to make a comparison between the two countries in this area. In reality the
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considerations on water quality assurance at the "end of the line" distribution can be considered very similar. Both countries have a high level of population supplied (above 90%) from public systems, with quite similar quality control legislation and thus, with present objectives of ensuring this same quality along the path and sustainability as current and present. However, it is very important to mention that there are relevant and significant differences between the systems in Portugal and Cape Verde, regarding the format of their constitution and, mainly, the characteristics of the quality and possible quantity of the water collected in the local origins. If this can be interpreted, the treatment of water in Cape Verde is much more difficult to process, given the usual existence of certain local characteristics such as the presence of fluoride in quantities far above the desired limits for the protection of public health. In addition, in that country the amount of water at the source (boreholes and wells) is very scarce and has very little productivity and little recovery (very small rainfall), which has led to the search for other alternative sources of water and in this case, taking advantage of the current technological development, the sea water, with the consequent and important differences in relation to conventional and usual treatments.
In short, it is objectives for the development of this Thesis to carry out a systemic and generalist approach to the inventory of risks and the corresponding management mode that may affect the quality of water provided by a SAA from the source to the tap of the consumer, using a forecasting and barrier methodology along its path and from an overall and illustrative perspective.
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ÍNDICE
AGRADECIMENTOS ... 2 RESUMO ... 3 ABSTRACT ... 5 ÍNDICE ... 7 ÍNDICE DE FIGURAS ... 9 ÍNDICE DE TABELAS ... 10 1. INTRODUÇÃO ... 11 1.1 ENQUADRAMENTO DO TEMA ... 111.2 ÂMBITO E OBJETIVO DA TESE ... 12
1.3 ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO ... 13
2. ESTADO DE ARTE ... 14
2.1 CONSIDERAÇÕES GERAIS ... 14
2.2 CICLO URBANO DA ÁGUA ... 14
2.2.1 Apontamento introdutória ... 14
2.2.2 Ciclo Urbano da Água ... 15
2.3 SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA ... 19
2.3.1 Componentes dos Sistemas de Abastecimento de Água ... 22
2.3.2 Causas da degradação do desempenho dos sistemas... 23
2.3.3 Consequências da degradação do desempenho dos sistemas ... 25
2.4 AVALIAÇÃO DE RISCOS ... 26
2.4.1 Conceitos básicos ... 27
2.4.1.1 Risco e análise quantitativa ... 27
2.4.1.2 Vulnerabilidade ... 28 2.4.1.3 Perigo ... 28 2.4.1.4 Controlo ... 29 2.4.1.5 Severidade ... 30 2.4.1.6 Perigosidade ... 30 2.4.1.7 Exposição ... 30 2.4.1.8 Suscetibilidade ... 30 2.4.1.9 Segurança ... 30 2.4.1.10 Incerteza ... 30 2.4.1.11 Probabilidade ... 30 2.4.1.12 Fiabilidade ... 31
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2.4.1.13 Ameaça ... 31
2.4.1.14 Resiliência ... 31
2.4.1.15 Eventos perigosos ... 31
2.4.2 Risco da qualidade de água num SAA ... 31
2.5 GESTÃO DE RISCO ... 35
2.5.1 Plano de Segurança de água ... 38
2.6 QUANTIFICAÇÃO DE RISCO NA QUALIDADE DE ÁGUA ... 40
2.6.1 Priorização de Risco na Qualidade de Água ... 41
2.7 QUANTIFICAÇÃO DE RISCO NA QUANTIDADE DA ÁGUA... 41
2.7.1 Priorização de Risco na Quantidade de Água ... 42
3. ENQUADRAMENTO LEGAL E NORMATIVO ... 44
3.1 Legislação em Portugal ... 44
3.2 Legislação em Cabo Verde ... 45
3.3 As Normas ISO ... 46
3.3.1 ISO 24512 ... 46
3.3.1 ISO 31000 ... 47
4. CASOS DE ESTUDO... 49
4.1 Considerações gerais ... 49
4.2 Sistema de Abastecimento de Água a Paredes de Coura (Portugal) ... 49
4.3 Sistema de Abastecimento de Água à Ilha do Fogo (ÁguaBrava – Cabo Verde) 51 4.4.1 Classificação de Eventos perigosos e perigos associados à fonte ... 56
4.4.2 Classificação de Eventos perigosos e perigos associados ao Tratamento ... 57
4.4.3 Classificação de Eventos perigosos e perigos associados à Adução ... 59
4.4.4 Classificação de Eventos perigosos e perigos associados à distribuição em Chafarizes ... 60
4.4.5 Classificação de Eventos perigosos e perigos associados à distribuição por Autotanques ... 60
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 64
5.1 CONCLUSÕES ... 64
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ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 2.1 - Representação de um Ciclo Urbano da Água ... 16
Figura 2.2 - Sistemas em "alta" e Sistemas "em baixa" ... 16
Figura 2.3 - Modelo de Gestão dos Sistemas de Saneamento Básico em Portugal ... 17
Figura 2.4 - Modelo de gestão institucional dos sistemas em Cabo Verde ... 17
Figura 2.5 - Sistema de abastecimento público de água (RASARP PT, 2018) ... 19
Figura 2.6 - Serviço de saneamento de água residuais urbanas (RASARP PT, 2018) ... 19
Figura 2.7 - Exemplo de eventos perigosos ... 28
Figura 2.8 - Representação de etapas para a Gestão de Riscos ... 36
Figura 2.9 - Estrutura para a Gestão de Riscos (adaptada de ISO/FDIS 31000, 2019) ... 37
Figura 2.10 - Ciclo de implementação e revisão do PSA (Folheto da EPAL, 2018) ... 39
Figura 4.1 - Representação da localização de Paredes de Coura ... 49
Figura 4.2 - Mapa do sistema de abastecimento de água de Paredes de Coura... 50
Figura 4.3 - Representação do mapa da Ilha do Fogo - Cabo Verde ... 51
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ÍNDICE DE TABELAS
Tabela 2.1 - Ameaças potenciais de um sistema de abastecimento de água ... 34 Tabela 2.2 - Escala de probabilidade de ocorrência ... 40 Tabela 2.3 - Escala de Severidade das Consequências de acordo com a Qualidade da Água .... 40 Tabela 2.4 - Matriz de Classificação de Riscos para Qualidade da Água ... 41 Tabela 2.5 - Priorização de Riscos para a Qualidade da Água ... 41 Tabela 2.6 - Escala de Severidade das Consequências de acordo com a Quantidade da Água .. 42 Tabela 2.7 - Escala de Classificação de Riscos ... 42 Tabela 2.8 - Matriz de Classificação de Riscos para Quantidade da Água ... 42 Tabela 4.1 - Descrição do sistema de abastecimento da ilha do Fogo e Brava, respetivamente. 52 Tabela 4.2 - Valores paramétricos de monitorização do fluoreto para a qualidade das águas doces superficiais destinadas à produção de água para o consumo humano ... 54 Tabela 4.3 - Identificação dos eventos perigosos e perigos associados à fonte de água bruta e caraterização dos riscos. ... 56 Tabela 4.4 - Identificação dos eventos perigosos e perigos associados ao tratamento e
caraterização dos riscos. ... 57 Tabela 4.5 - Identificação dos eventos perigosos e perigos associados à adução de água tratada e caraterização dos riscos. ... 59 Tabela 4.6 - Identificação dos eventos perigosos e perigos associados à distribuição em
chafarizes e caraterização dos riscos. ... 60 Tabela 4.7 - Identificação dos eventos perigosos e perigos associados à distribuição por
autotanques e caraterização dos riscos. ... 60 Tabela 4.8 - Ações de Controlo a considerar para Eventos de classificação Média, Alta e
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1. INTRODUÇÃO
1.1 ENQUADRAMENTO DO TEMA
A água é – como disse Leonardo Da Vinci, um dom divino da natureza, que contrariamente a outras matérias-primas não se renova.
A água é um recurso natural, imprescindível e essencial para a vida humana e para o desenvolvimento sustentável das sociedades. Por isso e desde sempre, acesso à água para fins múltiplos foi e é fundamental para a sobrevivência, em particular, da espécie humana. O Conselho de Direito Humanos das Nações Unidas, através da Resolução A/HRC/15/L.14, declarou o abastecimento de água e o saneamento como um direito humano fundamental afirmando que “o direito humano à água potável e ao saneamento é derivado do direito a um padrão de vida adequado e está intimamente relacionado com o direito ao mais elevado nível de saúde físico e mental, bem como o direito à vida e à dignidade humana”. Têm sido estes os princípios básicos que todas as sociedades que pretendem evoluir perseguem.
Também foi e é o caso do Governo de Cabo Verde que na procura do seu desenvolvimento global e para a materialização do seu Programa, assume como um dos objetivos primordiais do seu mandato a reforma dos setores da Água e do Saneamento com o objetivo principal de:
• Aumentar ao acesso à água potável e ao saneamento básico;
• Facilitar o planeamento e a gestão integrada dos recursos hídricos e do saneamento básico;
• Implementar uma efetiva regulação técnica e económica;
• Assegurar a sustentabilidade financeira do sistema com ênfase na recuperação dos custos;
• Atrair o setor privado; e
• Assegurar a sustentabilidade e a autonomia institucional do setor.
Estas considerações – consideradas universais, foram também adotadas como resoluções de princípio quer em Portugal quer em Cabo Verde (Decreto-Legislativo nº3/2015, países que serão considerados nos casos de estudo da presente tese.
Embora a água exista na natureza, a sua existência, a sua disponibilização em quantidade e qualidade de modo a satisfazer a correspondente procura, é variável no espaço e no tempo e para manter as necessárias, condições de equilíbrio ambiental do meio hídrico e envolvente, requer a aplicação de elevados investimentos em infraestruturas.
Apesar do avanço da tecnologia ter delineado muitos dos processos que hoje em dia se fazem sentir a nível da segurança e da qualidade obtidas na distribuição da água, estes aspetos continuam a ser merecedoras de desenvolvimento por parte da comunidade científica.
Um sistema de abastecimento de água, cujo desenvolvimento e necessidade têm vindo a aumentar, é um enorme desafio para o ser humano. Nos últimos anos, o setor de
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abastecimento publico em assistido a um crescimento na percentagem de atendimento e de água controlada e de boa qualidade. Tal, sobretudo, nos países e regiões ditos desenvolvidos ou na procura desse mesmo desenvolvimento.
Todavia, nos sistemas já existentes explorados, ainda existem melhorias a desenvolver que passam sobretudo por um maior e melhor controlo, acompanhadas de rigor na aplicação da legislação, realizar planos de controlo da qualidade da água (em sigla PCQA) para o consumo humano que são superiormente aprovados, supervisionados e fiscalizados, por entidades independentes – habitualmente governamentais, dentro de uma atividade mais geral de regulação deste setor de atividade.
Neste panorama de evolução colocam-se e passaram a colocar-se outras questões de abastecimento de água em quantidade e qualidade, mas também a garantia de segurança do abastecimento nos seus múltiplos aspetos, a sustentabilidade global – económica, técnica e ambiental a que não pode deixar-se de associar a resiliência que estes sistemas hídricos deverão disponibilizar.
E atendendo à sua própria estrutura, de conceção e de funcionamento, em que os fatores não controláveis são múltiplos, variados e com muita aleatoriedade, coloca-se a questão de risco com pertinência e acuidade.
Introduzida concetualmente no capítulo sobre estado de arte adiante apresentado, a gestão do risco possibilita o desenvolvimento de metodologias que visem a conceção e a exploração das infraestruturas hidráulicas, comtemplando questões relacionadas com o risco ligado às diferentes componentes endógenas, físicas e outras que podem influenciar os sistemas. A gestão informada pelo risco reforça o processo de tomada de decisão, podendo beneficiar a exploração dos sistemas, com ganhos para as diferentes partes interessadas.
A gestão de risco aplicada à qualidade de água assume, assim, uma importância superior, sendo necessária e emergente a discussão apresentada neste trabalho, sobre a problemática da avaliação e gestão do risco da qualidade da água em sistemas públicos de abastecimento procurando que o risco seja minimizado.
1.2 ÂMBITO E OBJETIVO DA TESE
Na presente dissertação pretende-se uma concetualização e uma análise, em face da legislação e outros normativas relacionados vigentes, ao funcionamento e exploração de um sistema de abastecimento de água em presença de eventuais alterações circunstanciais que podem ocorre e constituírem perigos para o seu normal funcionamento em termos de garantia de abastecimento e implicações com a qualidade de água distribuída, principalmente em termos de saúde pública. Uma vez que esta tipo se prende com análise se prende com acontecimentos imprevisíveis e de escala desconhecida e porque tem implicações técnicas e económicas variadas consoante a grandeza e a dimensão do evento, a abordagem de risco ou riscos e os seus modos/procedimentos de gestão, constituirão a metodologia proposta com o objetivo de ser obtida uma inventariação genérica de riscos possíveis, sua classificação e priorização e a proposta de soluções mitigadoras e de contingência – pelo menos para os mais significativos, para a sua contenção/resolução. A análise será adaptada a dois exemplos de sistemas de abastecimento de água pertencentes
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a duas entidades gestoras (uma em Portugal e outra em Cabo Verde), de que se apenas só algumas caraterísticas genéricas resultantes de elementos obtidos em publicações públicas, não tendo sido possível e face às atuais condições de trabalho obter mais e atuais elementos.
Em resumo, é objetivo principal obter e enumerar os possíveis riscos de um sistema de abastecimento de água - com base no conhecimento possível, caraterizar tais riscos, classificando-os, também com base no possível enquadramento de conhecimento e definir as possíveis medidas a considerar de modo a controlar o risco associados e sua evolução temporal.
1.3 ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO
A presente dissertação organiza-se em seis capítulos, que se subdividem em vários subcapítulos mais específicos. Cada um dos capítulos versará, genericamente, os seguintes aspetos:
✓ No Capítulo 1, insere-se a temática em investigação, indicam-se os objetivos e sistematiza-se a estrutura do trabalho. Com este capítulo pretende-se contextualizar a temática e mostrar como se organiza a dissertação;
✓ No Capítulo 2, consiste em caraterizar o estado de arte nas seguintes áreas associadas ao tema em estudo: Ciclo Urbano da Água, Sistema de Abastecimento de Água, Avaliação de Risco, Gestão de Risco e Quantificação e priorização de risco;
✓ O Capítulo 3, analisa e enquadra as disposições e enquadramento legais mais pertinente e relacionados com o abastecimento de água para o consumo humano realizado em sistemas públicos quer em Cabo Verde quer em Portugal;
✓ No Capítulo 4, enquadra-se e caraterizam-se os casos de um estudo abordados e que servirão de modelo para o desenvolvimento da presente dissertação;
✓ A apresentação de resultados executa-se no Capítulo 5, com abordagem à aplicação, direcionando-se os resultados para questões práticas;
✓ Finalmente no sexto e último capítulo consiste na apresentação de conclusões da metodologia desenvolvidas, bem como a sua aplicabilidade. São também apresentadas recomendações para desenvolvimento futuro.
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2. ESTADO DE ARTE
2.1 CONSIDERAÇÕES GERAIS
O desenvolvimento urbano e industrial altera as condições naturais dos recursos hídricos, tornando-se necessário a promoção de políticas adequadas de gestão da água, no sentido da correta renovação dos recursos hídricos e de modo a possibilitar que as gerações vindouras beneficiem de condições, se não melhores, idênticas às que vigoraram anteriormente (Tentúgal-Valente, 2007).
A caraterização dos sistemas de abastecimento de água (SAA) – componente em que incide o objetivo da dissertação, e de drenagem de águas residuais (SDAR), a abordagem ao ciclo urbano da água, o enquadramento da gestão do risco e a análise da gestão técnica de infraestruturas hidráulicas são realizados no presente capítulo no sentido de ser elaborado um estado da arte o mais abrangente possível e, que deverá ser complementado com mais informação, respeitante a casos de estudo a apresentar.
Sendo a gestão do risco um tema principal da presente dissertação, particular realce será dado a esta área de conhecimento.
O enquadramento concetual da gestão do risco apresenta-se com o propósito de integrar uma temática amplamente debatida no meio científico, sempre associada a consensos difíceis de alcançar, mas com um elevado potencial, do ponto de vista da análise de diferentes sistemas e das suas componentes, designadamente na sua conceção, análise, otimização e operação. A análise de risco e da consequente fiabilidade relaciona-se principalmente com o cálculo probabilístico do risco, reunindo um conjunto de instrumentos e metodologias que podem colocar-se ao dispor da gestão do risco e, consequentemente, apoiar a intervenção da engenharia na obtenção de resultados que apoiem a tomada de decisão.
Sendo a garantia da qualidade de água distribuída aos consumidores um dos fatores, senão o maior, a considerar na exploração dos SAA, a gestão do risco dessa variável assume, assim, uma importância superior, tornando-se necessária e emergente a discussão a seguir apresentada relativa à problemática da avaliação e gestão do risco da qualidade da água em sistemas públicos de abastecimento de água com o objetivo máximo de que o risco de alteração da sua qualidade seja minimizado.
Em sequência desta abordagem, pretende-se apresentar as ameaças e riscos a que a quantidade e a qualidade da água de um sistema de abastecimento estarão sujeitas, assim como, as medidas a tomar para a sua prevenção e/ou diminuição sem, contudo, deixar de introduzir algumas considerações de base e enquadradoras relacionadas com esta questão.
2.2 CICLO URBANO DA ÁGUA 2.2.1 Apontamento introdutória
A existência de água na Terra constitui um fenómeno renovável, enquadrando-se esta renovação num ciclo ou trajetória cíclica da água através da biosfera, designado por “ciclo hidrológico” ou “ciclo da água” (Tentúgal-Valente, 2007).
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Neste ciclo inclui-se a parcela corresponde ao usufruto de água para as necessidades básicas da população entre as quais a água destinada às suas próprias necessidades, habitualmente designada por água para consumo humano ou água potável.
O reconhecimento da importância associada a uma correta utilização da água para consumo humano, considerando os diferentes aspetos da intervenção antrópica (resultante de ação humana), em que esta constatação se deverá encontrar presente, traduz-se em procedimentos a adotar na captação, tratamento, adução e distribuição de água em condições de potabilidade e, após a sua utilização, na recolha, no transporte e na devolução aos meios recetores. Este ciclo (captação, distribuição, recolha, transporte e devolução), designado como “ciclo urbano da água”, representa uma parte “parcial” do ciclo hidrológico e, no qual intervém mais acentuadamente o Homem (Tentúgal-Valente, 2007).
A qualidade da água a garantir no seu ponto de consumo encontra-se dependente da utilização pretendida (por exemplo rega, produção de energia, abastecimento industrial, arrefecimento, abastecimento urbano, transporte e depuração de águas residuais e de resíduos urbanos, navegação, recreio, manutenção da vida aquática, manutenção da vida animal e vegetal não aquática), salientando-se que esta utilização se deve verificar satisfazendo as exigências de saúde pública e a manutenção da qualidade e da quantidade de água nas reservas naturais (Tentúgal-Valente, 2007), ou seja, a necessidade de um equilíbrio que garanta a sustentabilidade global.
A gestão integrada dos recursos hídricos revela-se uma necessidade e uma inevitabilidade originada pela complexidade das interações entre os diversos usos da água e as consequências sociais, económicas e ambientais deles decorrentes. Pode afirmar-se que a gestão integrada da água procura, no presente e no futuro, a garantia da água para consumo doméstico e público, produção alimentar, desenvolvimento socioeconómico e conservação de ecossistemas aquáticos importantes, minimizando o potencial conflito resultante de abordagens setoriais (Hipólito e Vaz, 2011).
2.2.2 Ciclo Urbano da Água
O Ciclo Urbano da Água é composto por diversas componentes e fases, conforme se indica na Figura 2.1. As várias componentes que constituem este ciclo incluem, as componentes dos sistemas de abastecimento de água potável (como por exemplo, infraestruturas de captação, de reservatórios de água para armazenamento, de sistemas de tratamento e de condutas de distribuição), os sistemas de água não potável (como por exemplo, sistemas de captação, tratamento da água, sistema de distribuição preconizados para sistemas de rega), os sistemas de águas residuais (incluindo, redes de coletores separativos de águas residuais, tratamento de águas residuais), os sistemas de águas pluviais (redes coletores de águas residuais, sistemas de retenção e infiltração) e os meios hídricos recetores das águas descarregadas e tratadas (infiltração no solo, descarga em rios, estuários, lagos ou águas costeiras).
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Figura 2.1 - Representação de um Ciclo Urbano da Água
As diferentes funções constantes deste ciclo, são geridas por entidades gestoras com configurações variáveis consoante orientações legislativas e estruturas organizacionais locais e regionais, podendo variar de caso para caso. Atualmente, e de modo particular em Portugal e, independentemente da organização das entidades gestoras é comum distinguir nos sistemas de abastecimento de água (SAA) e nos sistemas de drenagem de águas residuais e sistemas de drenagem de águas pluviais (SAR e SAP), dois grandes conjuntos de funções designadas por sistema “em alta” e por sistema “em baixa”. No caso dos SAA o denominado sistema “em alta” é, geralmente, composto pela captação, adução e tratamento e o sistema “em baixa” pelas componentes relacionadas com as redes de distribuição. É de notar que ambas as componentes podem ter também uma componente de armazenamento. No caso dos SAR o sistema “em alta” inclui a parte de interceção, do tratamento, do transporte e da descarga no meio recetor e o sistema “em baixa” a drenagem, infiltração e transporte até ao sistema “em alta”.
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Nas figuras 2.3 e 2.4 seguintes resumem-se de modo sintético os principais modelos de gestão existentes e possíveis de serem adotados.
Figura 2.3 - Modelo de Gestão dos Sistemas de Saneamento Básico em Portugal
Figura 2.4 - Modelo de gestão institucional dos sistemas em Cabo Verde
“
Baixo”Distribuição de AA Drenagem de AR
• Prestação Direta de Serviços: a) Serviços Municipais & b) Serviços Municipalizados • Empresas Municipais
• Concessões atribuídas por municípios • Parcerias Público / Privadas
Drenagem de água pluvial - AP
• Serviços Municipais
• Empresas Municipais
“Alta” Captação, tratamento e adução – AA Interceção, tratamento e rejeição - AR• Sistemas Multimunicipais – em “Alta” (concessões atribuídas pelo Estado) • Sistemas Municipais: a) Serviços Municipais & b) Serviços Municipalizados
• Empresas Municipais • Concessões atribuídas por municípios
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O Ciclo de Utilização da Água – designação que muitas vezes serve, também, para designar o (Ciclo Urbano da Água), integra todas as etapas percorridas pela água, desde que é recolhida por um sistema de captação ou coleta de água, passando pela sua utilização (consumo), até à devolução ao meio hídrico recetor (Tentúgal-Valente, 2013). O conceito de “ciclo de utilização da água” tem adquirido uma relevância crescente no âmbito do “ciclo hidrológico”. Não só por razões de sustentabilidade ambiental, mas e também, porque um sistema através do qual se concretize um ciclo urbano da água exige, tendencialmente, custos sucessivamente cada vez mais elevados, principalmente dependentes de (Tentúgal-Valente, 2007):
• Aumento da procura de água e,;
• Aumento dos volumes de água residuais.
As águas são captadas, subterrânea ou superficialmente, para posterior utilização pelas comunidades para consumo humano. Caso a água captada não obedeça aos requisitos exigidos para a utilização segura, esta deverá ser sujeita a um tratamento ajustado numa Estação de Tratamento de Água (ETA). Numa fase posterior ao tratamento, a água é conduzida aos locais de utilização e, após a utilização, a sua qualidade altera-se, dando origem às águas residuais. As caraterísticas das águas residuais (odor, aspeto e sobretudo caraterística bacteriológicas) evidenciam a necessidade de as afastar das povoações, conduzindo-as, por intermédio de sistemas de coletores e emissários, aos meios recetores. Quando o meio recetor não apresenta a capacidade de depuração suficiente para reestabelecer a qualidade satisfatória às águas residuais, revela-se necessário que estas revela-se conduzam a uma Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR), onde recebem um tratamento adequado antes da rejeição ao meio recetor (Marques e Sousa, 2009).
No decorrer do Ciclo Urbano da Água, a água é transportada e transformada, através de diferentes órgãos e equipamentos que se enquadram, essencialmente, em dois sistemas (Tentúgal-Valente, 2007):
• Sistemas de Abastecimento de Água – constituídos pelos órgãos a montante da utilização, englobando a captação, o tratamento (quando necessário), o transporte, o armazenamento e a distribuição;
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Figura 2.5 - Sistema de abastecimento público de água (RASARP PT, 2018)
• Sistemas de Drenagem e Tratamento de Água Residuais – constituídos pelos órgãos a jusante da utilização, englobando a recolha, o tratamento e a descarga no meio recetor.
Figura 2.6 - Serviço de saneamento de água residuais urbanas (RASARP PT, 2018)
2.3 SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
A água identifica-se como o principal elemento para a sobrevivência dos seres vivos, salientando-se que a sua disponibilidade em quantidade e em qualidade adequadas influência, de forma preponderante, a qualidade de vida das pessoas. A importância da água define-se pelos seus atributos de recurso de utilizações múltiplas, constituindo um elemento fundamental para a manutenção da vida e do abastecimento urbano. (Sigiliano, 2005).
Portugal pode considerar-se como um País com recursos hídricos importantes, embora desfasados das necessidades, temporal e geograficamente. Por razões de saúde
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pública, imperativos legais e consciência crescente de exigência dos cidadãos, a garantia de qualidade dos sistemas de abastecimento de água, nas sociedades modernas, refere-se como uma necessidade fundamental. As questões de ordem económica assumem-se de particular importância, devendo a água ser distribuída em quantidade e em qualidade adequadas, com o menor custo possível (Marques e Sousa, 2009).
Em oposição, em Cabo Verde o panorama é bem diferente. Na realidade, é paradoxal que estando localizando o arquipélago de Cabo Verde no seio do Oceano Atlântico, a sua população sofra de carência de água em consequência das fraquíssimas disponibilidades hídricas. Estas são muito principalmente de origem subterrânea o que condiciona não só a quantidade, mas também a qualidade, já que são águas com elevados teores em sais exigindo tratamento adequado para a sua utilização no consumo humano.
Além do mais, pode afirmar-se que a dependência centenária das águas subterrâneas está a diminuir gradualmente, à medida que diminuem as suas disponibilidades e se vai degradando a sua qualidade. Esta situação, aliada a desenvolvimentos tecnológicos entretanto acorridos, motivou o recurso a novas formas de obter da água, como é o caso da dessalinização da água do mar e se tenha intensificado a captação das águas superficiais à custa da instalação de infraestruturas de retenção de águas precipitadas. A capacidade instalada para produção de água dessalinizada é manifestamente inferior às necessidades atuais, pelo que a água subterrânea continua a ter um papel fundamental no abastecimento da população e, assim e desse modo, as carências ainda sejam notórias.
Em termos de indicadores de população abastecida em Cabo Verde é de 79,53%, ou seja, dos 141 761 alojamentos existentes, 112 740 alojamentos estão com serviço efetivo, segundo os dados de 2017, enquanto que, em Portugal (registo ERSAR de 2018) a percentagem com abastecimento público é de 97%, sendo cerca de 96% alojamentos existentes com serviço efetivo.
O Decreto Regulamentar 23/95 vigente em Portugal, divide o consumo urbano em diversas categorias (doméstico, comercial, industrial e similares, público e perdas reais). As entidades gestoras dos sistemas de abastecimento de água utilizam tais categorias de consumo na sua faturação, referindo-se que a falta de uniformização de categorias constitui um entrave à realização de estudos relacionados com as ineficiências dos sistemas (Dias et al., 2006, Dias et al., 2007).
O consumo de água representa o volume de água num determinado período de tempo que se consome nos diferentes pontos de uma rede de abastecimento, designando-se por consumo urbano.
O conhecimento dos padrões de consumo em áreas de caraterísticas distintas e a sua influência nas infraestruturas da rede, designadamente nos reservatórios, podem referir-se como uma ferramenta importante na gestão dos sistemas de abastecimento de água. Do ponto de vista da engenharia, a abordagem dos consumos de água deve ser rigorosa, sistemática e direcionada para a realidade das infraestruturas que integram os sistemas de abastecimento (Cardoso-Gonçalves, 2014).
Na procura de soluções de desenvolvimento em termos de aumento de cobertura e de garantia de qualidade e de quantidade de água disponível, foram publicados em Portugal vários planos estratégicos – designados por PEAASAR – Plano Estratégico de
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Abastecimento de água e Saneamento de Água Resíduos que muito contribuíram para a situação atual e para o desenvolvido havido – neste domínio, desde 1995.
No Plano Estratégico de Abastecimento de Água e de Saneamento de Águas Residuais, PEAASAR II 2007-2013 (MAOTDR, 2007), foram considerados, também e como objetivos, um a maior articulação entre os sistemas de produção, de transporte e de armazenamento e os sistemas de distribuição de água, e a redução de perdas, constituindo as principais linhas orientadoras da potencialização da eficiência nos sistemas de abastecimento de água (Cardoso-Gonçalves, 2014).
O PENSAAR 2020, acompanhando o contexto de mudança a nível nacional e internacional, encara o futuro dos serviços de água e saneamento em Portugal com a ambição e o realismo que garantirão alcançar o desejado patamar de excelência. Pretende-se assim, com esta nova estratégia para o Pretende-setor, promover junto das populações o acesso a um serviço público de água e saneamento de qualidade e adequado às suas necessidades, com custos socialmente aceitáveis.
Por último, é importante salientar que foi escolhido como lema do PENSAAR 2020 “Uma estratégia ao serviço da população: serviços de qualidade a um preço sustentável”. Pretende-se com isso reforçar a aceitação generalizada da estratégia por parte de utilizadores e cidadãos em geral, reconhecendo o bom desempenho, qualidade do serviço prestado e preço justo, garantindo a perenidade da estratégia para além de 2020.
O mesmo, embora num estádio de desenvolvimento compreensivelmente mais atrasados em Cabo Verde em que o seu Governo elegeu para materialização do seu Programa nesta área, a reforma dos setores da Água e do Saneamento com os objetivos principais já anteriormente enunciados.
Desde a captação - em linhas ou mananciais de água até ao momento em que é consumida, a água transforma-se e encontra-se sujeita a diversos processos de tratamento e transporte. No decorrer destes processos, parte da água perde-se, não chegando ao consumidor final e não sendo faturada pela entidade responsável pela sua gestão (entidade gestora), nem aproveitada para outras utilizações autorizadas. Constata-se que uma parte da água é completamente desperdiçada, podendo representar, em algumas circunstâncias, mais de 50% da água entrada no sistema. Tal diferença corresponde às designadas perdas reais de um sistema de abastecimento. Assim, a redução de perdas de água reais está, cada vez mais, nas prioridades das entidades gestoras, no sentido de reduzir os valores existentes, baixando a água não faturada. O aumento de eficiência das entidades gestoras possibilita uma atenuação das tarifas em vigor. A redução de perdas favorece a qualidade do serviço e a credibilidade da entidade gestora, enquanto entidade de referência no setor (Oliveira, 2013).
Sendo a questão das perdas de água fulcral traduzindo-se em perdas de eficiência técnica, económica e ambiental, não é a única condicionante para o bom desempenho dos sistemas. Outros há e que têm interação com este como sejam situações de ineficiência energética, reabilitação de infraestruturas com desempenho hidráulico deficiente, faturação não realista, dosagem otimizada de reagentes, que são objetivos já considerados na gestão operacional dos sistemas com vista a procurar cada vez mais uma maior sustentabilidade.
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Na componente de qualidade, esta depende das matérias nelas contidas, suspensas ou em solução, podendo ser inofensivas, benéficas, necessárias ou prejudiciais. A nocividade varia de acordo com a qualidade e a quantidade de diversos constituintes, podendo causar doenças de variadas consequências quando se trata de água de abastecimento. Relativamente à água destinada ao consumo humano, sistematizam-se as propriedades necessárias, em termos qualitativos (Tentúgal Valente, 2007):
• Ausência de substâncias químicas tóxicas;
• Ausência de microrganismos e vírus causadores de doenças;
• Valores reduzidos para cor, turvação, sólidos suspensos, odor e sabor; • Corrosão mínima para os materiais;
• Reduzida tendência para incrustações nas condutas e noutras componentes dos sistemas;
• Reduzidos teores em substâncias causadoras de manchas (por exemplo, ferro e manganês).
A definição recorrente de água potável não se baseia em dados precisos da sua composição, mas na sua inocuidade para os seres humanos, e nas caraterísticas benéficas que apresenta nas utilizações diretamente relacionadas com a vida doméstica. Esta definição tem sofrido, ao longo do tempo, alterações resultantes de um cada vez maior conhecimento técnico e científico. Hoje em dia tal definição assenta primordialmente na verificação dos designados valores paramétricos, ou seja, na garantia de qualidade da água que corresponde a assegurar que todos os parâmetros indesejáveis, tóxicos e perigosos se encontrem dentro dos limites paramétricos definidos pela lei, reconhecendo-se que estes limites, em determinados casos, não reconhecendo-se estabeleceram com bareconhecendo-se em implicações para a saúde pública, mas sim em reclamações dos consumidores (Tentúgal Valente, 2007).
O abastecimento de água aos aglomerados populacionais apoia-se em infraestruturas que devem ser geridas atendendo a critérios de eficiência e que requerem um conhecimento aprofundado desses sistemas de abastecimento de água e das solicitações a que se encontram sujeitos. A caraterização dos consumos, o controlo das perdas de água, a incorporação dos avanços tecnológicos, a disponibilidade de dados e registos históricos e a qualidade da água identificam-se como algumas das questões que devem ser observadas pela comunidade científica, pelas entidades reguladoras e pelas entidades gestoras, no sentido de otimizar o serviço prestado aos consumidores, com benefícios económico-financeiros e sociais.
2.3.1 Componentes dos Sistemas de Abastecimento de Água
Os Sistemas de Abastecimento de Água são constituídos por diversas componentes, que, resumidamente, se referem de seguida (Sousa, 2001):
• Captações de água – obras de captação de água bruta nas origens (superficiais ou subterrâneas), de acordo com as disponibilidades e com as necessidades;
• Estações elevatórias e sobrepressoras – instalações de bombeamento de água (bruta ou tratada);
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• Adutoras, aquedutos e canais – componentes para o transporte de água desde a origem até à distribuição em diferentes regimes:
o sob pressão – adutoras (por gravidade ou por bombagem); o sob superfície livre – aquedutos ou canais;
• Estação de Tratamento de Água (ETA) – instalações que se destinam à produção de água potável a partir de água bruta, mediante processos físicos, químicos e biológicos. Indicam-se, de acordo com a origem da água, as principais etapas do processo de tratamento:
o águas superficiais – correntemente o tratamento engloba estações de: ❖ coagulação;
❖ clarificação; ❖ filtração;
❖ correção química; ❖ depuração;
o águas subterrâneas – muitas vezes o tratamento limita-se a: ❖ correção química ou desinfeção;
• Reservatórios – componentes destinadas ao armazenamento de água, dando cumprimento a diversas funções, designadamente:
o regularização – compensar flutuações de consumo, face à adução;
o reserva de emergência – combater incêndios ou interrupção voluntária ou acidental do sistema a montante;
o equilíbrio de pressões – equilibrar as pressões no sistema de distribuição; o regularização de bombagens – regularizar o funcionamento das
bombagens;
• Rede de distribuição de água – tubagens e elementos acessórios o juntas, válvulas para diferentes fins, hidratantes, bocas de rega e de lavagem, instrumentação (medidores de caudal, doseadores, controladores, etc.), destinados à distribuição de água;
• Ramais de ligação – ligações domiciliárias que asseguram o abastecimento predial de água, a partir da infraestrutura até ao limite da propriedade a servir, em condições adequadas de caudal e de pressão;
• Redes interiores dos edifícios – tubagens e elementos acessórios para distribuição de água no interior dos edifícios;
2.3.2 Causas da degradação do desempenho dos sistemas
Os diferentes componentes dos sistemas de abastecimento de água encontram-se sujeitas a diferentes fatores agressivos que contribuem para a degradação dos mesmos e do desempenho do sistema (súbita ou continuadamente), podendo tratar-se da degradação da condição física ou do desempenho funcional (Alegre e Covas, 2010). Os fatores agressivos podem classificar-se em (Batista e Alegre, 2000a, 2000b):
• Condições hidráulicas de escoamento;
• Caraterísticas químicas da água transportada;
• Caraterísticas químicas e físicas dos solos e das respetivas águas intersticiais; • Condições geotécnicas, sísmicas e mecânicas.
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A necessidade de reabilitação dos sistemas de abastecimento de água pode relacionar-se com diversas causas. Identificam-relacionar-se as principais (Alegre e Covas, 2010):
• Envelhecimento natural das componentes – reflete-se na redução do desempenho que ocorre gradualmente no tempo, em condições normais de utilização, que se traduz, regra geral, na degradação do serviço prestado pela infraestrutura. Os efeitos do envelhecimento podem verificar-se localmente (p.ex. aumento das perdas de água, aumento de frequência de roturas) ou no desempenho funcional do sistema (p.ex. pressão insuficiente em pontos de consumo afastado da componente degradada).
• Alteração dos objetivos de serviço – relacionada com as solicitações ou com os requisitos exigidos.
• Deficiência de conceção e projeto – associada à conceção geral do sistema ou ao projeto do sistema ou de algumas das suas componentes;
• Deficiências de construção – referem-se às componentes individuais, podendo afetar o desempenho global do sistema e estar associadas à execução inadequada de diversas etapas do processo de construção civil e de montagem de equipamentos e de instalações especiais;
• Deficiências de materiais e de equipamentos – associadas à condição ou desempenho insatisfatório dos materiais ou das componentes, por deficiência de conceção, projeto, construção, operação, manutenção ou degradação do material. O desempenho inadequado pode encontrar-se associado a razões inerentes às matérias-primas e aos processos fabris, evidenciando-se a curto e médio prazo, no decorrer da fase de exploração;
• Deficiências de operação – relacionadas com erros sistemáticos (p.ex. incorreta gestão de pressões, uso de válvulas de seccionamento para controlo de caudais) ou erros acidentais (p.ex. incorretas manobras de abertura ou fecho de válvulas ou de enchimento de condutas, potenciando a ocorrência de choque hidráulico). Refere-se a necessidade de aumento da eficiência (p.ex. redução do consumo de energia, redução de perdas de água) e da eficácia (p.ex. garantia de pressões de conforto em toda a rede);
• Deficiências de manutenção – associadas à ocorrência de uma degradação mais elevada da condição física dos sistemas, reduzindo, consequentemente, o nível de desempenho. A manutenção pode classificar-se em curativa ou reativa (ações de reparação de anomalias), preventiva sistemática (ações periódicas de manutenção) e preventiva condicionada (ações periódicas de vistoria aos materiais e eventuais ações de manutenção);
• Causas externas – associadas a acontecimentos externos de degradação;
Para além de outras mais relacionadas com alterabilidade da qualidade de água propriamente dita, as causas enunciadas são condicionantes da alteração da qualidade de água ao longo do seu trajeto que constituem, também, condicionantes a ter em consideração na análise a desenvolver.
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2.3.3 Consequências da degradação do desempenho dos sistemas
As consequências da degradação do desempenho dos sistemas de abastecimento de água, associadas a uma reabilitação insuficiente ou inadequada, podem avaliar-se de acordo com pontos de vista ou dimensões distintas (técnica, saúde pública e segurança, económico-financeira, ambiental e social). Distinguem-se as diferentes dimensões, que se apresentam seguidamente (Alegre e Covas, 2010):
• Dimensão técnica – consequências associadas ao funcionamento dos sistemas, que podem ser de diferentes naturezas:
o Hidráulica – capacidade insuficiente de componentes individuais (p.ex. falta de capacidade de bombagem de estações elevatórias, falta de capacidade de transporte das condutas, falta de capacidade de armazenamento dos reservatórios) ou inadequação da capacidade do sistema como um todo. Refere-se ao incumprimento das necessidades de serviço (pressões e consumos), em circunstâncias de funcionamento normal ou em situações de emergência (p.ex. avaria, incêndio);
o Estrutural – resistência mecânica insuficiente das componentes relativamente às ações internas ou externas a que se encontram sujeitas, podendo conduzir a falhas parciais ou totais (colapsos), ou à ocorrência de anomalias que potenciam a degradação dos materiais da estrutura (p.ex. degradação superficial, fissuras, corrosão de armaduras). Encontra-se na origem da redução de fiabilidade do sistema e das suas componentes, incrementando o número de avarias, as perdas reais e as interrupções do serviço;
o Operacional – ineficiências das atividades de operação que se refletem, particularmente, no incremento de custos e na redução da fiabilidade do serviço. A ausência de reabilitação que otimize a operação dos sistemas e de atualização tecnológica potencia ineficiências no uso da água e de energia, dos recursos humanos e o decréscimo de conforto para os consumidores;
o
Manutenção – atividades de manutenção inadequadas (p.ex. utilização de componentes para as quais deixaram de existir materiais e peças de substituição para eventuais reparações) ou insuficientes, que se traduzem em maiores custos e menor fiabilidade, podendo refletir-se negativamente na qualidade do serviço prestado;• Dimensão de saúde pública e segurança – consequências da reabilitação insuficiente ou inadequada, associadas a dois principais riscos:
o Saúde pública (decorrente da degradação da qualidade da água) – pode resultar da qualidade da água proveniente do tratamento, da interação com o material ou com o revestimento (p.ex. presença de chumbo), ou de água contaminante de origem externa (falta de estanquidade dos sistemas);
o Segurança (decorrente de acidentes provocados por roturas) – reflete-se numa probabilidade mais elevada de ocorrência de acidentes provocados por roturas em tubagens e avarias em equipamentos, podendo provocar danos em pessoas e bens;
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• Dimensão económico-financeira – consequências associadas à degradação do desempenho dos sistemas de abastecimento de água, do ponto de vista económico-financeiro, que se podem traduzir em:
o Agravamento dos custos de investimento em reabilitação;
o Agravamento dos custos operacionais (p.ex. reparação de avarias, custos de tratamento associados à degradação da qualidade da água, aumento do consumo de energia, custos associados ao volume de água perdido);
o Penalizações associadas à redução da qualidade do serviço prestado (p.ex. incumprimento de compromissos de serviço, no âmbito de contratos de concessão ou de regulamentos de serviço);
o
Custos intangíveis (p.ex. danos causados à imagem da entidade gestora) e externalidades (p.ex. custos para consumidores e terceiros);• Dimensão ambiental – consequências associadas ao desempenho inadequado dos sistemas de abastecimento de água, que pode refletir-se em diferentes aspetos: o Utilização ineficiente dos recursos hídricos – maior frequência de avarias e
maior número de fugas em condutas e ramais, com o consequente aumento do volume de água perdida (perdas reais);
o Utilização ineficiente dos recursos energéticos – aumento do consumo de energia associado ao incremento de perdas de água e à redução da eficiência ou da capacidade de determinadas componentes;
o Impactes ambientais negativos associados a obras – efeitos de intervenções de manutenção curativa (p.ex. reparação de uma avaria ou de uma conduta), com impactes acrescidos quando se trata de operações não programadas em detrimento de reabilitação planeada;
o Gestão inadequada dos resíduos produzidos – intervenções não planeadas e com frequência elevada, não coordenadas com obras executadas em outras infraestruturas podem resultar numa gestão inadequada dos resíduos produzidos;
• Dimensão social – consequências associadas à degradação do serviço prestado aos consumidores e a perturbações causadas a terceiros. Refere-se que as avarias, a interrupção do abastecimento e os custos tangíveis e intangíveis para a entidade gestora, traduzem-se em custos sociais associados aos constrangimentos causados aos consumidores afetados pela interrupção do serviço e a terceiros. Referem-se alguns exemplos:
o Prejuízos provocados a comerciantes em locais com obras em curso; o Custos de interrupção do serviço de outras infraestruturas;
o Custos de atrasos provocados pela circulação do trânsito em locais com obras em curso;
o Custos para terceiros relacionados com acidentes decorrentes de avarias.
2.4 AVALIAÇÃO DE RISCOS
As situações de alterabilidade da qualidade da água transportada e aduzida e com finalidade de ser distribuída e consumida, estão associadas a uma imprevisibilidade geográfica e temporal, só se tomando conhecimento da mesma após a ocorrência dos
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efeitos mais ou menos perigoso daí decorrentes. Nestas circunstâncias, constitui condição básica para que uma adequada análise da qualidade de água ao longo do seu trajeto, que a mesma seja realizada num conceito de previsão e barreira ao acontecimento em que o risco que está associado e cada ameaça é de primordial consideração e de minoração.
Assim e antes de mais, tecer algumas considerações e definições acerca dos termos e designações que são utilizados ao longo da presente tese e que se relacionam com esta temática.
2.4.1 Conceitos básicos
2.4.1.1 Risco e análise quantitativa
O risco é um conceito de aplicação corrente na sociedade contemporânea. Não constitui uma definição rigorosa, simples e unânime. Com efeito, a etimologia do vocábulo e o seu emprego ao longo da história realçam a complexidade da tarefa relacionado a muitas vezes, como uma grandeza associada a emoções ou sentimentos, ou como variável de decisão, traduzindo um valor quantificável (Almeida, 2011).
Ainda hoje, a definição de risco não é consensual, constatando-se que a relação entre risco e incerteza gera divergências significativas consideráveis, com autores a defenderem o risco como a incerteza quantificável, e outros como uma forma de lidar com a incerteza (Meacham, 2001, 2004). Aponta-se a segmentação que caraterizou o desenvolvimento da área da análise de risco como o principal motivo da referia falta de consenso (Covello e Merkhofer, 1993, citado em Sousa 2012).
Em associação o conceito de resiliência introduziu-se (intrometeu-se) na definição do risco, como uma medida do nível de preparação existente face à incerteza. Termos como “resiliência”, “gestão da vulnerabilidade”, “estratégias de resposta robustas”, entre outros, emergem de uma abordagem alternativa ao risco, que procura desenvolver estratégias de coexistência com o risco, em detrimento da procura de mais conhecimento acerca das componentes da incerteza (Klinke e Renn, 2002).
No que diz respeito às aplicações técnicas da análise quantitativa dos riscos, refere-se como consolidada a definição geral do risco, que tem como ponto de partida a hipotética ocorrência, no futuro e em determinado sistema ou conjunto de sistemas (no caso em apreço um sistema de abastecimento), de um acontecimento ou evento com consequências negativas ou positivas (Almeida, 2011):
𝑅𝑖𝑠𝑐𝑜 = 𝑃𝑟𝑜𝑏𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 × 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑒𝑞𝑢ê𝑛𝑐𝑖𝑎
definindo-se cada uma das variáveis como sendo, as chances de uma ocorrência de um resultado - probabilidade, que são obtidas pela razão entre acontecimento ou casos favoráveis e casos possíveis enquanto que a Consequência é o resultado ou o efeito de algo anterior nesse caso em resultado do acontecimento.
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2.4.1.2 Vulnerabilidade
Trata-se de um outro conceito com interesse e ligação à análise de riscos. Traduz o grau de danos nos elementos de determinado sistema, identificados como expostos, em consequência de um acontecimento com determinada severidade ou magnitude. Distingue-se entre Vulnerabilidade física, que traduz o grau de destruição ou a perda de funcionalidade, e a Vulnerabilidade social, associada à suscetibilidade da sociedade ao impacto de determinadas ameaças.
2.4.1.3 Perigo
O Perigo é um processo ou acontecimento que pode provocar perdas ou danos em consequência de eventos. No âmbito de uma análise do risco não há certeza do tempo, modo e espaço em que determinado perigo pode ocorrer.
Como exemplo e na figura abaixo, estão representados perigos resultantes de eventos que podem ocorrer em qualquer uma das fases de exploração de um sistema de abastecimento de água e que estão classificados como perigos biológicos, físicos, químicos ou radiológicas.
Figura 2.7 - Exemplo de eventos perigosos
Os perigos biológicos estão geralmente relacionados com a presença na água de microrganismos patogénicas (bactérias, vírus e protozoários) e/ou algas tóxicas que podem constituir ameaças para a saúde. Vários deles tem início na fonte, e podem ser reduzidos e eliminados através de técnicas de desinfeção adequados, procedendo-se, para tal, à escolha de um desinfetante que na fase de tratamento e com garantia de doses residuais adequadas na adução e armazenamento de água tratada.
De modo a serem garantidos os objetivos de qualidade, deve exigir-se que a concentração de microrganismos patológicas seja mantida dentro dos limites legais
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estabelecidos. Normalmente, estes microrganismos têm origem em contaminação fecal humana, através do contato de águas residuais que entram indevidamente no subsistema de abastecimento. Outras fontes de origem fecal podem ainda incluir criação de animais domésticos, pássaros e vermes que possam entrar em contato com os reservatórios, contaminação cruzada (entrada de esgotos na rede de abastecimento), etc.
Os perigos químicos estão geralmente associados à presença de substâncias químicas em concentrações toxicas que podem ser nocivas para a saúde. Estas substâncias podem ocorrer naturalmente ou serem originadas durante as operações e processos de tratamento e nas fases de transporte e reserva da água. A qualidade da água pode ser influenciada significativamente, devido a existência de um grande número de constituintes químicos (orgânicas ou inorgânicas). Dependendo da sua toxicidade, podem causar graves perturbações de saúde a curto prazo (no caso de substâncias de toxicidade aguda muito elevada), potenciar doenças cronicas (no caso de substâncias de baixa toxicidade aguda consumidas diariamente durante longo tempo) ou, embora não constituindo perigo direto para a saúde, interferir na qualidade organolético da água. Em particular, deve ter-se especial atenção à ocorrência de subprodutos da desinfeção, em resultados da reação entre substância química utilizada na eliminação de microrganismo e a matéria orgânica de origem natural eventualmente presente na água bruta.
Os perigos físicos estão associados às caraterísticas estéticas da água, tais como cor, turvação, cheiro e sabor. São caraterísticas de apreciação imediata, suscetíveis de levar os consumidores a questionar a qualidade e a segurança da água, podendo, embora, não significar um perigo direto a saúde humana. Inversamente, uma água de boa aparência estética, não significa, necessariamente, que seja adequada para o consumo. Constituem exemplos de perigos físicos a presença de sedimentos, de materiais das condutas ou de implementação de tubagens e biofilmes. Estes últimos, podem, também, criar condições para o aparecimento de microrganismos patogénicos, fomentar zonas de bio corrosão e consumir cloro residual.
Em Portugal, como exemplo e para se proceder à avaliação quantitativa dos itens anteriores e em relação a determinado plano de amostragem e atendimento ao padrão de potabilidade para os parâmetros são utilizados (coliformes totais, E. coli, CRL e turbidez). Os perigos radiológicos estão geralmente associados à probabilidade de contaminação da água a partir de fontes radiação. A radiação pode ser emitida de forma natural ou como resultados de atividades humanas e pode ocorrer devido a:
o Materiais radioativos que ocorrem naturalmente nas fontes; o Contaminação por efluentes da indústria mineira;
o Radionuclídeos provenientes de atividades medicas ou de indústrias que utilizam materiais radioativos.
2.4.1.4 Controlo
Constitui o conjunto de ações de avaliação da qualidade da água realizadas com caráter regular pelas entidades responsáveis pela gestão dos recursos hídricos em sistemas naturais ou pela entidade gestora do sistema de abastecimento público, ou da instalação industrial, com vista à manutenção permanente da sua qualidade em conformidade com a norma estabelecida legalmente;
