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RICARDO DA SILVA MANCA
HIERARQUIZAÇÃO DE AÇÕES PRÉ AVALIATÓRIAS
PARA O GERENCIAMENTO DOS SISTEMAS DE
ABASTECIMENTO DE ÁGUA
CAMPINAS 2015
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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL, ARQUITETURA E URBANISMO
RICARDO DA SILVA MANCA
HIERARQUIZAÇÃO DE AÇÕES PRÉ AVALIATÓRIAS
PARA O GERENCIAMENTO DOS SISTEMAS DE
ABASTECIMENTO DE ÁGUA
Orientador: Prof. Dr. José Gilberto Dalfré Filho Co-orientador: Prof. Dr. Antonio Carlo Zuffo
Tese de Doutorado apresentada a Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo da Unicamp, para obtenção do título de Doutor em Engenharia Civil, na área de Recursos Hídricos, Energéticos e Ambientais.
ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE À VERSÃO FINAL DA TESE DEFENDIDA PELO ALUNO RICARDO DA SILVA MANCA E ORIENTADO PELO PROF. DR. JOSÉ GILBERTO DALFRÉ FILHO. ASSINATURA DO ORIENTADOR
______________________________________
CAMPINAS 2015
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RESUMO
A discussão acerca do gerenciamento dos recursos hídricos torna-se mais complexa e importante à medida que ocorre a integração entre todas as medidas cabíveis, tanto na oferta quanto na demanda, que permitem o uso eficiente da água. No entanto, ainda há um longo caminho a percorrer para assegurar a distribuição eficiente e equitativa da água. Se os planos voltados à distribuição de água levaram tão somente a busca por novas captações, atualmente, precisam incorporam novas ferramentas de gestão, tais como a redução das perdas de água, o reúso, o racionamento, a bonificação e tarifação, as campanhas de incentivo à redução do consumo. Mesmo que todas as alternativas do gerenciamento da demanda sejam importantes, é preciso que se definam quais as ações que realmente podem ser valoradas e mensuradas de acordo com a responsabilidade do gestor do sistema, ou seja, há uma enorme dificuldade em se ponderar opções que poderiam contribuir com o aumento da disponibilidade de água de uma região, mas que dependem de fatores externos não controláveis, como fatores climáticos e conscientização da sociedade. Nesse sentido, o objetivo desta pesquisa foi identificar e hierarquizar as principais ações de atuação na demanda hídrica que podem contribuir para o aumento da disponibilidade de água da Região Metropolitana de São Paulo. Fazendo uso do método de tomada de decisão Delphi e das metodologias multicriteriais AHP, CP e CGT, a avaliação dos resultados mostra que medidas como o reúso e a redução de perdas são aliados importantes e que podem contribuir para a diminuição da escassez hídrica nesta região. Dessa forma, conhecendo-se as duas principais medidas prioritárias para a Região Metropolitana de São Paulo, o trabalho propõe a criação do Gerenciamento Integrado da Demanda de Água Prioritário (GIDAP), que avalia todas as medidas no estudo da demanda, porém, com valoração maior para o reúso e a redução de perdas de água.
Palavras-chave: Redução de perdas de água; Reúso de água; Gerenciamento da
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ABSTRACT
The discussion about the management of water resources becomes more complex and important as the integration occurs between all appropriate measures, both supply and demand, which allow the efficient use of water. However, there is still a long way to go to ensure the efficient and equitable distribution of water. If the trend of the traditional planning of water distribution is only the search for new funding nowadays it is necessary to incorporate new management tools, such as the reduction of water losses, reuse, rationing, the subsidy and pricing, incentive campaigns to reduction of consumption. Even if all the demand management alternatives are important, it is necessary to define what actions can actually be valued and measured in accordance with the system manager's responsibility, ie, there is a huge difficulty in considering options that could contribute to the increased availability of water in a region, but that depend on uncontrollable external factors such as climatic factors and awareness of society. In this sense, the objective of this research was to identify and prioritize the key working actions in water demand that may contribute to the increased availability of water in the Metropolitan Region of São Paulo. Making use of the decision-making method Delphi and multicriteria methodologies AHP, CP and CGT, the evaluation of the results shows that measures such as the reuse and waste reduction are important allies and that can contribute to the reduction of water scarcity in the region. Thus, knowing the two main priorities for the Metropolitan Region of São Paulo, the paper proposes the creation of the Integrated Management of Water Demand Priority (GIDAP), which assesses all the measures on the demand study, however, with valuation highest to reuse and reduction of water losses.
Keywords: Reduction of water losses; water reuse; water demand management;
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Sumário
1. INTRODUÇÃO ... 1
1.1 Justificativa para escolha da Região ... 2
2. OBJETIVOS ... 9
2.1. Objetivo Geral ... 9
2.2. Objetivos Específicos... 9
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ... 11
3.1. A Situação dos Recursos Hídricos ... 11
3.2. A Necessidade de Água ... 13
3.3. Gestão dos Recursos Hídricos ... 18
3.3.1. A Pegada Hídrica ... 20
3.4. O Gerenciamento da Oferta de Água ... 22
3.4.1. O Sistema de Abastecimento de Água ... 22
3.5. O Gerenciamento da Demanda de Água ... 25
3.5.1. Fatores que Influenciam na Demanda de Água ... 26
3.5.2. Ferramentas e Técnicas Usadas na Gestão da Demanda ... 28
3.5.3. Previsão da Demanda ... 31
3.5.4. Métodos Aplicáveis para prever a Demanda ... 33
3.6. As Perdas Reais e Aparentes nos Sistemas de Distribuição de Água ... 35
3.6.1. A Identificação e Avaliação das Perdas de Água ... 36
3.6.2. Ações para redução das perdas ... 40
3.7. Reúso da Água ... 45
3.7.1. As águas cinzas ... 50
3.8. Aproveitamento da água pluvial ... 55
3.9. Conscientização e Uso Racional da Água ... 59
3.10. Eficiência no uso da água ... 60
3.11. Os Métodos Multicriterais ... 62
3.11.1. Processo Decisório para Escolha da Análise Multidisciplinar ... 63
3.11.2. Mapas Cognitivos ... 67
3.11.3. Método de Consenso Delphi ... 68
3.11.3.1. Execução da Pesquisa Delphi ... 70
3.11.3.2. Tratamento Estatístico ... 72
3.11.4. Processo Hierárquico Analítico ... 73
3.11.5. Compromise Programming (CP) - Menor Distância do Melhor ... 77
3.11.6. Cooperative Game Theory – CGT (Maior Distância do Pior) ... 79
4. MATERIAL E MÉTODOS ... 81
4.1. Roteiro do Trabalho ... 81
4.2. Contextualização Inicial ... 82
4.3. Obtenção de Dados e Informações sobre a Água ... 86
4.4. A escolha dos Métodos Multicriteriais ... 87
xii
4.5.1. Tutorial para Uso do Método Delphi ... 93
4.5.1.1. 1ª Rodada Método Delphi ... 93
4.5.1.2. 2ª Rodada Método Delphi ... 95
4.5.2. Tutorial para Uso do Metodologia AHP ... 97
4.5.3. Tutorial para Uso do Método CP ... 102
4.5.3. Tutorial para Uso do Método CGT ... 104
4.5.3. Tutorial para Uso da Ferramenta GIDAP ... 106
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 113
5.1. Notas para as medidas ... 113
5.1.1. Notas para a Pesquisa Gerenciamento Recursos Hídricos ... 113
5.1.2. Notas para a Pesquisa Redução de Perdas de Água ... 117
5.1.3. Notas para a Pesquisa Reúso de Água ... 127
5.1.2. Considerações finais sobre as notas observadas ... 138
5.2. Análises para a pesquisa “Gerenciamento dos Recursos Hídricos” ... 140
5.3. Análises para a pesquisa “Redução de Perdas Reais e Aparentes de Água” . 146 5.4. Análises para a pesquisa “Reúso de Água” ... 160
5.5. Avaliações para Metodologia CP e CGT ... 175
5.5.1. Análise Compromisse Programming (CP) ... 177
5.5.2. Análise CGT ... 179
6. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ... 185
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 189
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DEDICATÓRIA
Dedico a Deus, pois vosso auxílio tem sido paz para meu coração. Obrigado Jesus, meu pai, mestre e amigo, ombro amigo. Obrigado mamãe, Maria Rosa Mística, Nossa Senhora Aparecida, Santo Expedito por me acolher e ser meu apoio espiritual de toda vida. Dedico este trabalho, minha vida acadêmica e toda minha vida aos meus pais Valdemar Manca e Elvira Antonia da Silva Manca. Dedico com muito amor à minha mãe Elvira, que jamais mediu esforços para que os filhos pudessem estudar. Muito obrigado minha mãe pela paciência e pelo apoio emocional, e principalmente pelas preces e orações nos momentos de maior dificuldade.
Dedico à minha namorada Camila Potel Merino Campusano, responsável pela grande mudança em minha vida e pelo acompanhamento deste trabalho, sempre com apoio, idéias, motivação, força e preces. Com muito amor, agradeço!
Dedico a meus Irmãos Rodrigo da Silva Manca e Renato da Silva Manca, pela amizade, companheirismo, empréstimos dos computadores, equipamentos eletrônicos, extremamente necessários nestas pesquisas. A vida não se completa sem a amizade dos irmãos!
Dedico aos familiares, Maria Suely Drago, pelas preces, apoio, motivação e conselhos. À Viviane Potel e Amanda Potel pela amizade e valoração.
Dedico ao meu padrinho Eduardo Sertório e minha madrinha Raquel Silveira dos Reis Sertório, pois não estaria aqui concluindo este Doutorado se não fosse o empenho de vocês frente a minha vida acadêmica e familiar. Agradeço também a Ellen Silveira dos Reis e Dirce Reis pelo apoio familiar e incentivo.
Dedico à Priscila Legaspe, ao meu padrinho Pérsio Reis e sua esposa Cristina Legaspe pelo apoio familiar, e incentivo a minha vida acadêmica e minha carreira profissional.
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AGRADECIMENTOS
Ao CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico) pelo financiamento desta pesquisa e por todo suporte ao desenvolvimento do trabalho.
À Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo da UNICAMP pela oportunidade do desenvolvimento profissional, acadêmico e científico.
Ao Departamento de Recursos Hídricos, Energéticos e Ambientais da FEC/UNICAMP pelo apoio, atendimento, suporte e eficiência na execução dos trabalhos. À Secretária do DRH Rosana Kelly por toda ajuda e auxílio.
Ao Professor Dr. José Gilberto Dalfré Filho, orientador e professor, mas acima de tudo, amigo, uma pessoa que sempre me apoiou e me incentivou em minha carreira acadêmica, com conselhos, críticas construtivas, e que sempre, sem nenhuma dúvida, acreditou no desenvolvimento do meu trabalho. Muito obrigado!
Ao Professor Livre Docente Antonio Carlos Zuffo, co-orientador e professor, que trago uma imensa consideração pela amizade, pelo atendimento, pelas conversas amigas, pelos conselhos, pelo compartilhamento das experiências acadêmicas. Sou muito feliz e honrado por tê-lo conhecido e ter sido co-orientado pelo senhor. Agradeço imensamente! Ao Professor Dr. Paulo Sérgio Franco Barbosa, pelo ensino, pela amizade, pela parceria enquanto PED, e por permitir que eu fizesse uso de sua sala pelo período de sua permanência como Diretor da FEC/UNICAMP. Muito Obrigado pela confiança.
Aos docentes da Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo da UNICAMP, Tiago Gireli, José Anderson Batista, André Argollo, Paulo Vatavuk, Edevar Luvizotto pela amizade, auxílio e ensino.
Aos docentes da Banca de Defesa de Doutorado Professores Dr. Tiago Zenker Gireli – UNICAMP, Dr. Gerald Augusto Corzo Perez – UNESCO, Dra. Márcia Maria Lara Pinto Coelho – UFMG e Dra. Luisa Fernanda Ribeiro Reis – EESC. As críticas foram extremamente construtivas.
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Aos funcionários da Secretaria de Pós Graduação da FEC/UNICAMP, Eduardo Estevam, Diego Romeiro, Celma Lopes, pelo auxílio, humildade, paciência e dedicação em fazer o trabalho com maestria. Gostaria de deixar os parabéns a este setor que me atendeu de forma gratificante durante toda minha estada na FEC. Muito Obrigado a Todos vocês. À Miriam, amiga, conselheira, teria muitas definições positivas sobre ela, mas creio que posso chama-la de uma pessoa muito importante que conheci e que me ajudou muito. A Wizard Pinhal, em nome de Patrícia pela bolsa de estudos e pelo excelente curso e aprendizado. À Camila Tressoldi, pelo auxílio e pelas dúvidas no inglês.
Aos amigos do Centro Espírita Estrela da Caridade Elisabete Noli, Vicente Noli, Sérgio Ladentin, Rita Delbin Pazotti, João Rogério Tito, Helena, Lúcia Bertoldo, Silvana e Oswaldo Merfa, Rafaela Assis, Selma Ribeiro, Márcia Chaim, Ilda Bazani (In Memorian). Em especial aos amigos William Augusto, grande companheiro, incentivador, mestre, e ao amigo Sérgio Longo que nos levou até Campinas, esteve presente em minha Defesa, me deu conselhos, vibrações e muita força.
Ao meu médico Dr. Paulo Neves pelo apoio desde antes e principalmente neste período. Aos técnicos dos Laboratórios de Hidráulica e Mecânica dos Fluidos e do Laboratório de Hidrologia – FEC. Carlos Alberto Alcaide, Marcelo Balbino da Silva e Jefferson Cutrim Rocha.
Aos funcionários da Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo que da forma mais complexa ou simples possível me ajudaram em tudo que podiam.
Aos colegas de pós-graduação, Maiara Assis, Bruno Brentan, Rafael Tiezzi, Francisco Schroder, Patrícia Martins, Maria Clara Moreira, Aldo Diniz, pela amizade, risadas, conselhos e companheirismo no decorrer do curso. A aluna de iniciação científica Tamara Gimenes pelo auxílio na pesquisa.
A todos que direta ou indiretamente contribuíram para este trabalho. À Jesus, aos meus pais, minha namorada por todo amor dedicado!
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AGRADECIMENTOS ESPECIAIS DA PESQUISA
A execução deste trabalho somente foi possível graças à colaboração de Especialistas atuantes em diversos setores de Recursos Hídricos.
Com muita honra e gratidão, agradecemos:
Aos Docentes: Prof. Dr. Ademir Paceli Barbassa, Prof. Dr. Kamel Zahed Filho, Prof. Dr. Bernardo Arantes do Nascimento Teixeira, Prof. Dr. Ivanildo Hespanhol, Profª. Dra. Monica Ferreira do Amaral Porto, Prof. Dr. José Anderson do Nascimento Batista.
Aos Profissionais das Empresas e Organizações: Angela Di Bernardo Dantas, Alexandre Vilella, Vicente Andreu Guillo, Artur Paiva, Rafael Carrion Montero, Nilton Moraes, Leonardo Silva, Reynaldo Eduardo Young Ribeiro, Myriam Costa, Antonio Mendes Baptista Neto, Ricardo Mendes, Aldo Roberto Diniz, Alex Orellana, Luis Fernando Ferraz de Toledo, Marcelo Aparecido dos Santos Carvalho, Andrea Cristina Blumer, Bruna Leal Gonçalves, Maria Carolina Campestrini, Manoel Gomes de Souza, Angela Bezerra, Maurício Costa Cabral, Helvécio Carvalho de Sena, Luana Di Beo Rodrigues, Andréa Borges, Henrique Martins Neto, Rubens Francisco Junior, Manoel Gomes de Souza, Paulo Roberto de Lamo, Sandra Ruri Fugita, Carla Veiga, José Aparecido Franco de Moraes, Dante Pauli, Jorge Pasin de Oliveira, Silvia Lima Touma, Vania Maria Junqueira Santiago, Ana Claudia Cerqueira, Fernando de Barros, Andréa Azevedo Veiga, Helvécio Carvalho de Sena, Flávio Machado, Maira Gimenes, Denise Kao, Talita Silva, Valdemir Viana Freitas, Luiz Carlos Itonaga, André Regys, Paulo Tadeu Istilli, Breno Botelho Ferraz do Amaral Gurgel, Rubens Tayei Nakasima, Alessandro Paixão, Jairo Tardelli Filho, Rodrigo Junqueira, Irineu Delatorre Júnior, José Ricardo Galvão, Debora Soares.
xix
EPÍGRAFE
“A caridade é o processo de somar alegrias, diminuir males, multiplicar esperanças e dividir a felicidade para que a Terra se realize na condição do esperado Reino de Deus”.
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Municípios inseridos na RMSP ... 3
Figura 2: Caracterização da área paulista sob o maciço cristalino ... 5
Figura 3: Avaliação da oferta e demanda de água para SP (Cenário 2025) ... 6
Figura 4: Sistemas aquíferos sedimentares no estado de São Paulo ... 7
Figura 5: Curva de demanda do consumo de água em relação ao preço ... 27
Figura 6: Percentuais de perdas nos diversos pontos de distribuição ... 39
Figura 7: Viabilidade de medidas de redução de perdas ... 44
Figura 8: Proposta de reúso de água em condomínios na região de São Paulo ... 51
Figura 9: Direcionamento dos estudos e prioridades de ações ... 81
Figura 10: Hierarquização das ações no para o Gerenciamento Integrado da Água na Região Metropolitana de São Paulo ... 83
Figura 11: Fluxograma das etapas da pesquisa proposta ... 92
Figura 12: Execução do método Delphi na 1ª Rodada ... 93
Figura 13: Teste de duas condições para verificar o intervalo entre quartis Q1 e Q3 .... 95
Figura 14: Execução do método Delphi na 2ª rodada ... 96
Figura 15: Comparação dos valores par a par ... 97
Figura 16: Valores obtidos através da comparação par a par no AHP ... 98
Figura 17: Planilha com base no cálculo com valores arbitrários ... 99
Figura 18: Cálculo de todas as etapas para obtenção do peso na metodologia AHP ... 100
Figura 19: Etapas para o cálculo das distâncias no método CP ... 102
Figura 20: Etapas para o cálculo das distâncias no método CGT ... 104
Figura 21: Amplitudes para a criação do gráfico da Figura 22 ... 106
Figura 22: Gráfico de rosca com os intervalos qualitativos. ... 107
Figura 23: Dados para criação dos elementos do gráfico ... 108
Figura 24: Definição das medidas e notas dadas pelos entrevistados ... 108
Figura 25: Ponteiro para variação no teste de sensibilidade ... 109
Figura 26: Intervalo dos valores para cada categoria ... 110
Figura 27: Teste de sensibilidade GIDAP Tool – Exemplo de seu funcionamento... 110
Figura 28: Frequência das notas para o questionário gerenciamento dos recursos hídricos ... 115
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Figura 29: Frequência das notas dadas nos questionários gerenciamento dos recursos hídricos para as medidas - Parte 1 ... 116 Figura 30: Frequência das notas dadas nos questionários gerenciamento dos recursos hídricos para as medidas - Parte 2 ... 116 Figura 31: Frequência das notas dadas para o questionário redução de perdas ... 120 Figura 32: Frequência das notas dadas nos questionários redução de perdas no grupo “Indicadores Principais” - Parte 1 ... 121 Figura 33: Frequência das notas dadas nos questionários redução de perdas no grupo “Indicadores Principais” - Parte 2 ... 121 Figura 34: Frequência das notas dadas nos questionários redução de perdas no grupo “Subindicadores” - Parte 1 ... 123 Figura 35: Frequência das notas dadas nos questionários redução de perdas no grupo "Subindicadores” - Parte 2 ... 123 Figura 36: Frequência das notas dadas nos questionários redução de perdas no grupo "Subindicadores” - Parte 3 ... 124 Figura 37: Frequência das notas dadas nos questionários redução de perdas no grupo “Subindicadores” - Parte 4 ... 124 Figura 38: Frequência das notas dadas nos questionários redução de perdas no grupo "Subindicadores” - Parte 5 ... 125 Figura 39: Frequência das notas dadas nos questionários redução de perdas no grupo “Subindicadores” - Parte 6 ... 125 Figura 40: Frequência das notas dadas nos questionários redução de perdas no grupo “Subindicadores” - Parte 7 ... 126 Figura 41: Frequência das notas dadas nos questionários redução de perdas no grupo “Subindicadores” - Parte 8 ... 126 Figura 42: Frequência das notas dadas para o questionário reúso de água ... 131 Figura 43: Frequência das notas dadas nos questionários reúso de água redução de perdas no grupo “Indicadores Principais” - Parte 1 ... 132 Figura 44: Frequência das notas dadas nos questionários reúso de água redução de perdas no grupo “Indicadores Principais” - Parte 2 ... 132 Figura 45: Frequência das notas dadas nos questionários reúso de água no grupo “Subindicadores” - Parte 1 ... 134 Figura 46: Frequência das notas dadas nos questionários reúso de água no grupo “Subindicadores” - Parte 2 ... 134 Figura 47: Frequência das notas dadas nos questionários reúso de água no grupo “Subindicadores” - Parte 3 ... 135 Figura 48: Frequência das notas dadas nos questionários reúso de água no grupo “Subindicadores” - Parte 4 ... 135
xxiii
Figura 49: Frequência das notas dadas nos questionários reúso de água no grupo “Subindicadores” - Parte 5 ... 136 Figura 50: Frequência das notas dadas nos questionários reúso de água no grupo “Subindicadores” - Parte 6 ... 136 Figura 51: Frequência das notas dadas nos questionários reúso de água no grupo “Subindicadores” - Parte 7 ... 137 Figura 52: Frequência das notas dadas nos questionários reúso de água no grupo “Subindicadores” - Parte 8 ... 137 Figura 53: Comparações da importância do gerenciamento da oferta e demanda de água ... 140 Figura 54: Comparações entre importância e custos para o gerenciamento da oferta e da demanda de água ... 141 Figura 55: Principais medidas de atuação na demanda de água para RMSP ... 142 Figura 56: Indicadores Principais que influenciam na redução de perdas de água... 146 Figura 57: Subindicadores que influenciam na redução de perdas ... 148 Figura 58: Subindicadores do Indicador Principal “Motivação em se reduzir perdas de água” ... 149 Figura 59: Subindicadores do Indicador principal “Barreiras às ações de redução de perdas de água" ... 150 Figura 60: Subindicadores do Indicador principal “Disseminação das medidas redutoras de perdas de água" ... 152 Figura 61: Subindicadores do Indicador principal “Oportunidades não aproveitadas no combate às perdas de água" ... 153 Figura 62: Subindicadores do Indicador principal “A relação entre perdas reais e perdas aparentes" ... 154 Figura 63: Subindicadores do indicador principal “Disponibilidade de água" ... 155 Figura 64: Subindicadores do indicador principal “A questão ambiental" ... 156 Figura 65: Subindicadores do indicador principal principal “Outras opções no gerenciamento da demanda de água (exceto redução de perdas)" ... 157 Figura 66: Subindicadores do indicador principal “Os ganhos monetários da concessionária e o planejamento dos recursos hídricos" ... 158 Figura 67: Subindicadores do indicador principal “Índices nacionais de perdas de água" ... 159 Figura 68: Indicadores principais que influenciam o reúso de água ... 160 Figura 69: Subindicadores que influenciam o reúso de água ... 162 Figura 70: Subindicadores do indicador principal “Motivação no uso da água de reúso” ... 163
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Figura 71: Subindicadores do indicador principal “Barreiras ao reúso de água" ... 164 Figura 72: Subindicadores do indicador principal “Disseminação do reúso de água" .. 166 Figura 73: Subindicadores do indicador principal “Oportunidades ainda não aproveitadas na utilização da água de reúso" ... 167 Figura 74: Subindicadores do indicador principal “Outras opções no gerenciamento da demanda de água (exceto reúso)" ... 168 Figura 75: Subindicadores do indicador principal “Investimentos e incentivo na pesquisa e tecnologia" ... 170 Figura 76: Subindicadores do indicador principal “Disponibilidade de água" ... 172 Figura 77: Subindicadores do indicador principal “Os ganhos monetários da concessionária e o planejamento dos recursos hídricos" ... 173 Figura 78: Alternativas de maior potencial de acordo com a metodologia CP ... 177 Figura 79: Hierarquia das principais ações dentro da alternativa de maior potencial na metodologia CP ... 177 Figura 80: Melhor alternativa do CP dentro da ferramenta GIDAP Tool ... 178 Figura 81: Melhores alternativas de acordo com a metodologia CGT ... 179 Figura 82: Hierarquia das principais ações dentro da melhor alternativa na metodologia CGT ... 179 Figura 83: Melhor alternativa do CGT dentro da ferramenta GIDAP Tool ... 180 Figura 84: Opções prioritárias para aumento da disponibilidade de água na RMSP segundo especialistas do setor de redução de perdas e reúso de água ... 181 Figura 85: Análise das ações propostas pelos setores de redução de perdas e reúso de água dentro da ferramenta GIDAP Tool ... 182 Figura 86: Execução do Teste GIDAP para cada alternativa avaliada ... 183
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LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Estimativa média dos consumos ... 14 Tabela 2: Estimativa média dos consumos comerciais e industriais ... 16 Tabela 3: Origem e magnitude das perdas reais ... 37 Tabela 4: Origem e magnitude das perdas aparentes ... 38 Tabela 5: Demanda interna e externa de água não potável em uma residência ... 56 Tabela 6: Definição das prioridades relativas ... 75 Tabela 7: Notas obtidas através dos questionários enviados ao grupo GRH ... 114 Tabela 8: Notas obtidas através dos questionários enviados ao grupo Redução de perdas ... 118 Tabela 9: Notas obtidas através dos questionários enviados ao grupo Reúso de água ... 128
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LISTA DE QUADROS
Quadro 1: Fórmulas para os cálculos das células da Figura 12. ... 94 Quadro 2: Fórmulas para cálculos das células da Figura 14 ... 96 Quadro 3: Fórmulas para os cálculos da Figura 16 ... 98 Quadro 4: Fórmulas para os cálculos da planilha da Figura 17 ... 99 Quadro 5: Fórmulas para os cálculos da planilha da Figura 18 ... 101 Quadro 6: Fórmulas para os cálculos da planilha CP da Figura 19 ... 103 Quadro 7: Fórmulas para os cálculos da planilha CGT da Figura 20. ... 105 Quadro 8: Fórmulas para os cálculos das variáveis da Figura 23 ... 109 Quadro 9: Questionário enviado por email aos especialistas do setor de redução de perdas de água ... 111 Quadro 10: Questionário enviado por email aos especialistas do setor de reúso de água ... 112
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LISTA DE SÍMBOLOS
hab – habitante kg – quilograma km2 – quilômetro quadrado l – litrol/hab/dia – litros por habitante por dia m2 – metro quadrado m3 – metro cúbico mm – milímetro P – Preço Q – Consumo de Água Q1 Q2 Q3 – Quartis 1, 2 e 3 s – segundo
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LISTA DE SIGLAS
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas AHP – Analytic Hierarchy Process
ANA – Agência Nacional de Águas BH – Bacia Hidrográfica
BH-AT – Bacia Hidrográfica do Alto Tietê C&T – Ciência e Tecnologia
CBH-AT – Comitê da Bacia Hidrográfica do Alto Tietê CGT – Cooperative Game Theory
CIRRA – Centro Internacional de Referência em Reúso de Água CP – Compromise Programming
DM – Decision Maker
ETA – Estação de Tratamento de Água ETE – Estação de Tratamento de Esgoto
FEC – Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo FIESP – Federação das Indústrias do Estado de São Paulo GDA – Gerenciamento da Demanda de Água
GIDAP – Gerenciamento da Demanda de Água Prioritário GLD – Gerenciamento pelo Lado da Demanda
GLO – Gerenciamento pelo Lado da Oferta GOA – Gerenciamento da Oferta de Água GRH – Gerenciamento dos Recursos Hídricos ISO – International Organization for Standardization
IWR-MAIN – Institute of Water Resource – Municipal and Industrial Needs JICA – Japan International Cooperation Agency
MCDA – Multi-Criteria Decision Analysis ONU – Organização das Nações Unidas PCJ – Piracicaba, Capivari e Jundiaí PIB – Produto Interno Bruto
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PROCAM USP – Programa de Pós-Graduação em Ciência Ambiental da Universidade de São Paulo
RMC – Região Metropolitana de Campinas RMSP – Região Metropolitana de São Paulo
SABESP – Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo SIGRH – Sistema Integrado de Gerenciamento de Recursos Hídricos
SINDUSCON-SP – Sindicato da Indústria da Construção Civil do Estado de São Paulo SP – São Paulo
UFES – Universidade Federal do Espírito Santo
UGRHIS – Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos UNICAMP – Universidade Estadual de Campinas
USP – Universidade de São Paulo
1
1. INTRODUÇÃO
A demanda por água de abastecimento é gênese de conflitos pelo uso de recursos hídricos. Com o crescimento populacional e a industrialização, mananciais de abastecimento de água mais próximos às cidades tornam-se insuficientes ou têm a qualidade das águas deterioradas como consequência da expansão urbana. É necessário buscar água em maior volume, cada vez mais distante, por vezes com transferência de água entre bacias. Surgem, como consequência, conflitos pelo uso da água e restrições de uso do solo e de outros recursos naturais em áreas externas relativamente distantes da área urbana (NASCIMENTO e HELLER, 2005).
Os estudos e diagnósticos referentes aos recursos hídricos, entre eles um importante instrumento de pesquisa atual, o Atlas Brasil de Abastecimento Urbano de Água (ANA, 2011) mostram que, considerando a disponibilidade hídrica e as condições de infraestrutura dos sistemas de produção e distribuição, em 2015, 55% dos municípios brasileiros poderão ter déficit no abastecimento de água, entre eles grandes cidades como São Paulo, Rio de Janeiro, Salvador, Belo Horizonte, Porto Alegre e o Distrito Federal.
Os planos baseados na oferta de água, somente a partir de captação, estão sujeitos a problemas de fornecimento, principalmente em épocas de escassez de chuvas, e a excessiva valorização de novas construções, muitas vezes, desconsidera monitorias, manutenção e reabilitação das redes de distribuição de água.
Desde a captação até a chegada da água aos consumidores finais ocorrem perdas, provocadas por vazamentos nas redes de distribuição, nos ramais (perdas reais), bem como a ineficiência administrativa da empresa em monitorar novas ligações de água, muitas vezes sem autorização (ligações clandestinas), e troca de hidrômetros com validades há muitos anos vencidas, favorecendo a micromedição deficitária (perdas aparentes).
2
No caso da oferta, o gerenciamento por parte da concessionária prioriza novas captações e o aumento da quantidade de água para tratamento nas Estações de Tratamento de Água (ETA’s). No entanto, planos que levam em consideração somente o suprimento de água através de novas captações traz consigo a dificuldade de se encontrar mananciais com potencial de exploração, barreiras estas ligadas diretamente aos conflitos pelo uso dos recursos hídricos nas áreas urbanas.
A gestão da demanda procura administrar de forma consciente os diversos usos dos recursos. Procura proporcionar o uso eficiente e a conservação da água (por meio de medidas controladoras e equipamentos de maior eficiência), permitindo a redução das perdas. Assim, a preocupação em reduzir as perdas de água contribui não só para o faturamento da empresa prestadora de serviço – que, com as perdas, deixa de ter lucro com o produto final “água potável” – bem como, permite um incremento deste recurso em forma de oferta para atendimento da população. Há de se levar em consideração também, que a conservação de água, na forma de redução de perdas contribui para a conservação dos recursos hídricos.
1.1 JUSTIFICATIVA PARA ESCOLHA DA REGIÃO
A Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), sendo constituída por 39 municípios 38 dos quais se agrupam em torno da capital do Estado. A Região Metropolitana da São Paulo (RMSP) possui área territorial de 7.947,28 km² (3,4% do total do território do Estado), dividida em 39 municípios (Figura 1), 38 dos quais se agrupam em torno da capital do Estado. Representa, 48,04% da população estadual totalizando uma população de 20,3 milhões de habitantes em 2014. Destaca-se pelo amplo desenvolvimento tecnológico e econômico sendo considerada o maior polo de riqueza nacional, onde estão inseridos os mais importantes complexos industriais, comerciais e principalmente financeiros, que controlam as atividades econômicas no País (SEADE, 2015 a; SÃO PAULO, 2013).
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São Paulo é o Estado que tem a maior participação no Produto Interno Bruto (PIB) nacional, contribuindo em 2014 com 31,4%, e a RMSP é considerada a região metropolitana mais importante do país, participando em 2014 com 55,82% do PIB total do Estado de São Paulo (SEADE, 2015 b).
Figura 1: Municípios inseridos na RMSP Fonte: SÃO PAULO (2013)
O estado de São Paulo possui alto índice pluviométrico (1.560mm), mas em virtude do solo pouco poroso - maciço cristalino - tem baixa capacidade para reter as águas pluviais (Figura 2).
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Esta característica, reforçada pelo intenso processo de urbanização observado desde os anos 50, resulta em dois problemas: por um lado, os volumes extraídos dos cursos de água e dos lençóis freáticos dificilmente são recompostos, e, por outro, os municípios da Bacia, especialmente a jusante do município de São Paulo, enfrentam enchentes nos períodos de chuvas. Soma-se a estes problemas, um quadro crítico de degradação das águas em virtude do despejo de efluentes domésticos e industriais sem o devido tratamento e da ocupação ambientalmente inadequada do território. Este conjunto de fatores faz com que a disponibilidade hídrica por habitante por ano na Bacia seja muito baixa: apenas 200m3/hab/ano, quando o índice crítico, segundo a Organização Mundial da Saúde é de 1.500m3/hab/ano (PROCAM USP, 2011).
O território da Bacia Hidrográfica do Alto Tietê (BH-AT) praticamente coincide com o da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), ou seja, cerca de 70% da superfície da RMSP estão situados nesta bacia, a qual abriga 99,55% da população da RMSP. Dos 39 municípios da RMSP, 20 municípios estão completamente inseridos na bacia, 14 possuem sua sede urbana totalmente inserida e 3 municípios possuem parte de sua área rural na bacia. De acordo com o Relatório Final do Plano de Bacia do Alto Tietê (CBH-AT, 2002), dentre estes sistemas produtores em operação, apenas o Sistema Alto Tietê possui margem para se expandir. A utilização do manancial subterrâneo, por sua vez, é pouco conhecida, tanto em termos de vazão como de número de poços existentes. Frente a isto, para assegurar minimamente o volume de água necessário para atender à demanda, torna-se necessário adotar, de forma conjunta, diferentes medidas tais como a redução de perdas, o combate ao desperdício de água tratada e o combate à poluição direta e indireta das águas, as quais incidem sobre a quantidade e a qualidade da água presente na Bacia Hidrográfica (PROCAM USP, 2011).
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Figura 2: Caracterização da área paulista sob o maciço cristalino Fonte: PROCAM USP (2011)
De acordo com o Atlas Brasil de Abastecimento Urbano de Água (ANA, 2011), a RMSP precisaria de investimentos de R$ 4 bilhões, totalizando 75% de todo investimento destinado ao estado de São Paulo. A Figura 3 mostra (na área circulada em vermelho) que a RMSP está inserida em uma área que requer a adequação dos sistemas existentes com a ampliação dos sistemas existentes, possibilitando maior produção de água para atendimento da demanda, além da necessidade de se adotar novos mananciais para captação de água, visando aumentar a oferta.
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Figura 3: Avaliação da oferta e demanda de água para SP (Cenário 2025) Fonte: ANA (2011)
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A busca por novas fontes de captação torna-se mais complexa quando os recursos disponíveis na oferta encontram-se escassos. De forma geral, as duas principais formas de obtenção de água para suprimento são a captação através de águas superficiais e águas subterrâneas. A contaminação e poluição das águas dos rios e córregos tem agravado o problema de escassez hídrica, pois existe água em quantidade, porém impossibilitada de tratamento pelos métodos disponíveis. No caso dos aquíferos, a Figura 4 nos apresenta um cenário de baixa quantidade de água concentrada nos aquíferos abaixo da RMSP. Esta é uma região de baixa vazão explotável, pois encontra-se sobre um maciço cristalino, em sistemas aquíferos sedimentares.
Figura 4: Sistemas aquíferos sedimentares no estado de São Paulo Fonte: PROCAM USP (2011)
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Finalmente, faz-se necessário o estudo de outras opções de obtenção de água para suprir a demanda crescente nesta região. Dessa forma, se não há possibilidade de se atuar na oferta de água, ou melhor, se planos voltados a novas captações não são viáveis em curto prazo, há de se levar em consideração outras formas de se planejar os recursos hídricos, com base no estudo dos planos de atuação na demanda de água. A presente pesquisa representa um destes estudos e atuará na demanda hídrica de água na RMSP.
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2. OBJETIVOS
2.1. Objetivo Geral
O objetivo desta pesquisa foi identificar e hierarquizar as principais ações de atuação na demanda hídrica que podem contribuir para o aumento da disponibilidade de água da Região Metropolitana de São Paulo. Para a pesquisa, empregou-se os métodos multicriteriais.
2.2. Objetivos Específicos
Elencar e priorizar as principais medidas de atuação na demanda;
Avaliar a contribuição para o aumento da oferta de água a partir das ações redução de perdas e reúso de água;
Diagnosticar os principais indicadores e subindicadores que influenciam as medidas;
Propor a criação de uma ferramenta de análise de sensibilidade que permite avaliar o gerenciamento da demanda de água com enfoque em medidas prioritárias do ponto de vista do gestor do sistema de abastecimento de água.
Identificar os critérios com base nos indicadores com melhor grau de importância e definir a melhor alternativa para o caso estudado.
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3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1. A Situação dos Recursos Hídricos
A demanda mundial por água vem crescendo constantemente. Contudo, os suprimentos globais são limitados e sua disponibilidade vem se tornando uma questão preocupante para um número cada vez maior de países.
Atualmente, mais de 1,3 bilhões de pessoas carecem de água doce no mundo, e o consumo humano de água duplica a cada 25 anos, aproximadamente. Com base nesse cenário, a água doce adquire uma escassez progressiva e um valor cada vez maior, tornando-se um bem econômico propriamente dito (MACHADO, 2003).
A ONU aponta em seus estudos que o ano de 2015 será o ponto crítico do abastecimento de água para o planeta (World Bank, 2002), fato este que fará desse recurso um bem extremamente valioso e comercialmente disputado.
Uma das questões mais significativas, levantadas pelo Banco Mundial, além da quantidade, é a qualidade da água que abastece a população, já que o acesso a água em condições de uso será reduzido pela metade entre 1990 e 2015 (WORLD BANK, 2002).
Existe uma diferença em relação à qualidade e quantidade de água. Em cidades de pequeno porte, geralmente, a quantidade da água passível de tratamento quase sempre chega à Estação de Tratamento de Água (ETA) apresentando qualidade adequada. Já em áreas centrais, principalmente nas grandes metrópoles, além do problema da escassez de água, grande parte deste recurso chega à ETA, na maioria dos casos, não apresentando uma qualidade adequada ao tratamento, fato intensificado devido ao longo trajeto percorrido até a entrada na estação. Então, torna-se claro que uma cidade como São Paulo, por exemplo - que já capta água de outras bacias - possui
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os dois problemas de escassez: a escassez de água em quantidade e também em qualidade.
O Brasil tem hoje uma posição privilegiada quanto ao volume de recursos hídricos, pois possui cerca de 12 a 13,5% da disponibilidade hídrica superficial mundial (FREITAS e SANTOS, 1999; ANA, 2002). Porém mais de 73% dessa água doce encontra-se na Bacia Amazônica, habitada por menos de 5% da população. Portanto, apenas 27% dos recursos hídricos brasileiros estão disponíveis para 95% da população (Freitas e Santos, 1999). A região Sudeste, que tem a maior concentração populacional (42,63% do total brasileiro), dispõe de apenas 6% dos recursos hídricos, e a região Nordeste, que abriga 28,91% da população dispõe apenas de 3,3% (MACHADO, 2003).
Complementando, mais grave que a baixa disponibilidade de recursos hídricos é o seu desperdício. Em média, entre 40% a 60% da água tratada são perdidas no percurso entre a captação e os domicílios, em função de tubulações antigas, vazamentos, desvios clandestinos e tecnologias obsoletas. Além disso, a água doce no Brasil está também ameaçada pelo crescimento da população e da ocupação desordenada do solo, do desenvolvimento industrial e tecnológico, que vêm acompanhados de poluição, erosão, desertificação e contaminação do lençol freático (MACHADO, 2003).
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3.2. A Necessidade de Água
A quantidade de água consumida pela população varia de cidade para cidade, de região para região, e dentro de uma mesma cidade, pode variar consideravelmente de um setor de distribuição1 para outro (Gomes, 2002). Os principais fatores que influenciam o consumo de água são:
Clima;
Padrão de vida;
Hábitos da população;
Sistema de fornecimento (com ou sem hidrômetros); Qualidade da água disponível;
Custo da água;
Pressão na rede de abastecimento;
Abrangência do serviço de coleta de esgotos; Extensão de áreas pavimentadas;
Extensão de áreas ajardinadas;
Usos residenciais, comerciais, industriais e públicos;
Frequência de incêndios (para o caso do uso da água de hidrantes e serviços de combate a incêndios);
Perdas no sistema.
No setor residencial o uso da água é destinado principalmente ao consumo humano, higiene pessoal e preparação de alimentos. Fins menos nobres como a irrigação de jardins, lavagem de roupas, lavagem do domicílio em geral contribuem para o somatório do consumo total.
1 Os reservatórios principais de água tratada se localizam no entorno das Estações de Tratamento de Água.
No entanto, reservatórios menores são dispostos em pontos específicos dentro de uma cidade de maneira a facilitar a distribuição de água.
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Para o consumo humano são necessários em média 2 litros de água por dia. Os diversos usos nos domicílios consomem aproximadamente 250 l/hab/dia para serviços como lavagem de roupas e louças, chuveiro, descargas sanitárias, além dos usos nobres como preparo de alimentos, consumo humano, higienização humana (CAMARGO e PEREIRA, 2003). Tomaz (2000) apresenta valores diferentes para o consumo de água em uma residência unifamiliar com variação de 120 a 400 l/hab/dia, dependendo do nível socioeconômico dos habitantes.
Os diversos usos nas habitações podem ser visualizados na Tabela 1. Nota-se que o maior consumo de água está direcionado a usos não potáveis como o uso para higiene pessoal, aliado às perdas e desperdícios.
Tabela 1: Estimativa média dos consumos
Uso Doméstico l/hab/dia *
Bebida e cozinha 10 – 20
Lavagem de roupa 10 – 20
Banhos e lavagem de mãos 25 – 55
Instalações sanitárias 15 – 25
Outros usos 15 – 30
Perdas e desperdícios 25 – 50
TOTAL 100 – 200
* litros por habitante por dia
Fonte: Manca (2008) adaptado de Gomes (2002)
O setor residencial responde por grande parte do consumo de água nas cidades, em relação a outros setores usuários. Para Rodrigues e Gonçalves (2006), do consumo de água em áreas urbanas, podem ser citados como características básicas importantes: O consumo residencial é o que possui maior relevância nas regiões
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As válvulas de descarga e as antigas bacias sanitárias situam-se entre os principais responsáveis pelos maiores percentuais de consumo de água residencial;
O sistema de medição individualizado em edifícios pode proporcionar reduções significativas no consumo de água nas residências2.
Exemplificando, de acordo com Oliveira (1999) apud Rodrigues e Gonçalves (2006), o consumo de água na Região Metropolitana de São Paulo está distribuído em: residencial (84,4%), comercial (10,70%), setor público (2,50%) e industrial (2,4%).
No setor residencial, o consumo de água varia de acordo com a situação socioeconômica da população, e quanto maior a renda das famílias, maior o consumo de água. Outro fator importante é o índice de desenvolvimento do país. Nos Estados Unidos, por exemplo, aproximadamente três quartos da população consomem água tratada a partir de grandes sistemas de tratamento. Apesar disso, a grande maioria dos sistemas é de pequeno porte, e precisam atuar de forma eficaz, pois o consumo médio diário nesse país encontra números que variam de 380 a 950 litros por pessoa por dia em áreas densamente ocupadas (ATKINS, 2007).
No setor comercial e industrial o uso da água é maior que no setor residencial. No caso dos comércios, por exemplo, o consumo da água é muito superior ao dos domicílios, pois tem por finalidade prover restaurantes, bares, hotéis, pensões, postos de gasolina e garagens, que demandam maior volume de água. Em instituições como escolas e universidades, o consumo médio pode chegar a 50 l/hab/dia (Tomaz, 2000). A maior parte das indústrias utilizam a água como matéria prima ou para atividades como lavagens de ambientes e refrigeração e, apresentam consumos mais elevados do que o setor comercial. Conhecer realmente os valores exatos de consumo desses estabelecimentos não é uma tarefa fácil: nesse caso o monitoramento deve ser pontual, pois muitas são as indústrias e comércios optam por fazer uso de águas subterrâneas, não tendo de pagar
2 As reduções no consumo de água, quando aplicadas ações de medição individualizada, apresentam
resultado satisfatório somente para a classe de renda baixa. Para a classe alta não há diferenças significativas no consumo de água, e para a classe média é pouco variável).
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pelo consumo a partir do abastecimento público, sendo o ganho da concessionária os custos impostos pelo esgotamento sanitário.
A fim de estipular consumos médios de água para esses setores, a Tabela 2 apresenta alguns valores estimados para diversos usos finais da água. As unidades variam de acordo com o tipo de atividade que faz uso do recurso, pois facilita o entendimento global do consumo no setor.
Tabela 2: Estimativa média dos consumos comerciais e industriais
Usos Finais Consumo
Escritórios comerciais 50 l/pessoa/dia
Restaurantes 25 l/refeição
Hotéis, pensões 10 l/hóspede/dia
Lavanderias 30 l/kg/roupa
Hospitais 250 l/leito/dia
Garagens 50 l/automóvel/dia
Postos de serviços para veículos 150 l/veículo/dia Indústrias (uso sanitário) 70 l/operário/dia Matadouros – animais de grande porte 300 l/cabeça abatida Matadouros – animais de pequeno porte 150 l/cabeça abatida
Laticínios 1 – 5 l/kg de produto
Curtumes 50 – 60 l/kg de couro
Fábrica de papel 100 – 400 l/kg de papel Tecelagem (sem alvejamento) 10 – 20 l/kg de tecido
Laminação de aço 85 l/kg de aço
Indústria têxtil 1000 l/kg de tecido
Saboarias 2 l/kg de sabão
Usinas de açúcar 75 l/kg de sabão Fábrica de conservas 20 l/kg de conserva
Cervejarias 20 l/litro de cerveja
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Pelo apresentado na Tabela 2 é possível identificar que os setores de maior consumo são o uso de água nos sanitários de indústrias, laminação de aço, matadouros e indústrias têxteis, entre outros, não carecem de água potável.
O setor público responde pela parcela de consumo utilizada para irrigação de jardins, lavagem de ruas e passeios, edifícios e sanitários de uso público, alimentação de fontes, entre outros.
Então para os setores comercial, industrial e público, para determinadas finalidades de uso, “novas fontes” de água podem ser utilizadas. Abre-se a primeira discussão sobre o reúso das águas, que poderiam suprir a demanda em setores de menor demanda a partir do tratamento e reutilização das águas servidas. Políticas de reúso e conservação de água (Agenda 21, 2000) podem garantir a demanda para o consumo com fins mais nobres, e diminuir a pressão sobre os recursos hídricos. Ressalta-se que uma discussão mais detalhada sobre o reúso será apresentada posteriormente.
Apesar de não constituir um consumo propriamente dito, as perdas de água são enquadradas na contabilização do consumo de água. E um planejamento que vise aumentar a oferta de água, somente com base no crescimento populacional e econômico não é suficiente. Torna-se importante, então, conhecer os índices de perdas e fugas, pois um plano que não considere esses aspectos é passível de falha e pode não atender o somatório real de consumo da água.
Finaliza-se apresentando o consumo do setor agrícola. Apesar de não ser o foco deste trabalho é importante que seja apresentada a condição de consumo deste setor. Mesmo não utilizando a água do sistema de abastecimento público, o uso intensivo da irrigação (aproximadamente 70%) já vem acarretando, em algumas regiões do Brasil, graves conflitos que envolvem a irrigação com outros usos (como abastecimento público, por exemplo), pois menores quantidades de água ficam disponíveis a jusante das áreas irrigadas. Muitos desses conflitos poderiam ser evitados caso fossem adotadas técnicas de irrigação mais eficientes quanto ao uso da água (AGENDA 21, 2000).
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3.3. Gestão dos Recursos Hídricos
A preocupação com os recursos hídricos surgiu no momento em que as pessoas compreenderam que a água é um recurso renovável no que diz respeito ao ciclo hidrológico, mas um recurso finito quando se trata da quantidade disponível no mundo (Carneseca, 2001), visto que a quantidade da água no ciclo hidrológico é fixa, mas o crescimento da população ao longo dos anos tem favorecido para que menor quantidade de água esteja disponível por pessoa (LUNDQVIST, 2000).
O crescimento populacional, particularmente nas grandes cidades, e mais acentuado nos países com economias em desenvolvimento, detém uma necessidade maior em quantidade e qualidade de água para que toda sociedade seja atendida. De acordo com o World Bank (2013), estima-se que a população das economias emergentes dobre – ao se considerar o período entre 2000 e 2030 – passando de 2 para 4 bilhões de pessoas.
Os gestores de um planejamento que busquem solucionar os problemas da baixa disponibilidade de água em determinadas regiões, precisam de informações para realizar seus projetos de forma bem sucedida. Essas informações devem estar de acordo com a realidade e se apresentarem de maneira integral, e assim, deve-se coletar e selecionar dados para realimentar o processo, garantindo que este não sofra desvio de rumo durante o andamento (Woiler e Mathias, 1996). Concluindo, por meio de um gerenciamento adequado é possível ter um senso contínuo sobre as variáveis do projeto de maneira a adaptar o planejamento, em questão às possíveis mudanças. Dentro desse contexto, o gerenciamento dos recursos hídricos tem como objetivo, direcionar o planejamento para o alcance de suas metas.
A gestão dos recursos hídricos pode ser definida como a forma pela qual se busca equacionar e resolver as questões de escassez relativa à água. Elementos como preservação, uso, recuperação e conservação de água que satisfaçam os múltiplos
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usuários com eficiência e desenvolvimento equilibrado devem ser levados em conta na gestão das águas (LEAL, 2003).
O gerenciamento de recursos hídricos em si não depende exclusivamente da bacia. Os Comitês de Bacias Hidrográficas procuram ou vêm esta como unidade gestora de uma série de usos da água (eletricidade, irrigação, provisão de água), e desta forma procura-se compreender as necessidades de água na sua forma mais ampla. Porém, a gestão da água pode ser realizada nas esferas municipal, regional, estadual, nacional ou entre bacias para uma finalidade específica, nesse caso o abastecimento público. Vale ressaltar que qualquer atividade que modifique a condição dos recursos hídricos, modificará a condição da bacia hidrográfica (MOTTA, 1995).
De acordo com Libânio et al. (2005) o sistema de gestão de águas a ser implementado no País somente garantirá o aproveitamento sustentável desse recurso se for estabelecida uma nova dinâmica para o planejamento e para a realização de ações de saneamento – ou de proteção ambiental, em caráter mais amplo – de forma integral e coordenada, em escala coincidente com a atuação dos órgãos gestores de recursos hídricos, ou seja, as bacias hidrográficas.
No entanto, pode se tomar como base o gerenciamento de forma pontual, considerando não apenas as bacias hidrográficas como foco da gestão dos recursos hídricos, mas estabelecendo metas de gestão voltadas aos diversos usos da água dentro de determinada região, considerando os sistemas de abastecimento de água como a unidade gestora de água dentro das cidades.
A Agenda 21 (2000) estabelece como metas na “Estratégia 4.5”, dentre outras, a criação de um plano de ações para reduzir a poluição causada pelo lançamento de esgotos urbanos nos corpos d’água, envolvendo atividades como: implementar cobrança pelo uso da água e pelo lançamento de efluentes; estudar e difundir tecnologias de baixo custo para tratamento de esgotos e; estudar tecnologias de reutilização da água. No âmbito das Bacias Hidrográficas e áreas de aquíferos, no que tange diferentes usos da água, visando prevenir a escassez de água nos mananciais ou, ao menos, atenuar os
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efeitos de sua ocorrência nas distintas regiões do Brasil, além das metas já citadas, podem e devem ser tomadas como ações: implementar cobrança pelo uso da água (prevista na Lei nº 9.433, 1997); estudar tecnologias de reutilização da água; promover, se necessário, a criação de novas reservas de água; favorecer a mobilização social para o trato local da questão; aperfeiçoar os critérios de formação de consórcios de bacias hidrográficas e outorga de água; incentivar o uso mais eficientes das reservas existentes (represas, açudes) e; desenvolver técnicas de previsão de ocorrência de situações de escassez de água.
3.3.1. A Pegada Hídrica
O gerenciamento da água permite o uso de um grande número de ferramentas, e na atualidade, a Pegada Hídrica apresenta-se como uma nova ferramenta de gestão de recursos hídricos, promovendo a boa governança da água, reduzindo riscos de escassez, enquanto impulsiona o uso eficiente do recurso.
De acordo com a WWF (2011), a Pegada Hídrica é uma ferramenta de gestão de recursos hídricos que indica o consumo de água doce com base em seus usos direto e indireto. O método permite que as iniciativas públicas e privadas, assim como a população em geral, entendam o quanto de água é necessário para a fabricação de produtos ao longo de toda a cadeia produtiva.
A pegada hídrica é um indicador do uso da água que considera não apenas o seu uso direto por um consumidor ou produtor, mas, também, seu uso indireto. A pegada hídrica de um produto é o volume de água utilizado para produzi-lo, medida ao longo de toda cadeia produtiva. É um indicador multidimensional, que mostra os volumes de consumo de água por fonte e os volumes de poluição pelo tipo de poluição (HOEKSTRA et al., 2011).
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A Pegada Hídrica pode ser dividida em três tipos, conforme apresentada por Hoekstra et al., 2011:
A pegada hídrica azul de um produto refere-se ao consumo de água azul (superficial e subterrânea) ao longo de sua cadeia produtiva. O consumo refere-se à perda de água (superficial ou subterrânea) em uma bacia hidrográfica, e as perdas ocorrem quando a água evapora, retornam a outra bacia, ao mar ou é incorporada em um produto;
A pegada hídrica verde refere-se ao consumo de água verde (água de chuva, desde que não escoe);
A pegada hídrica cinza refere-se à poluição e é definida como o volume de água doce necessário para assimilar a carga de poluentes, a partir de concentrações naturais e de padrões de qualidade da água existentes.
A avaliação da pegada hídrica permite analisar como os produtos e as atividades se relacionam com a escassez e a poluição das águas, e através de proposições de menores impactos, buscar o uso sustentável dos recursos hídricos.
A Gestão dos Recursos Hídricos, na busca da redução dos desperdícios e no uso eficiente da água, encontra na Pegada Hídrica ótima ferramenta de auxílio.
Segundo Hoekstra (2011) apud Silva et al. (2013), a maior parte da pegada hídrica utilizada por um consumidor está associada aos produtos e serviços que consome e não à quantidade de água para consumo doméstico. Em se tratando de empresas, grande parte tem sua pegada hídrica na cadeia de abastecimento (pegada hídrica indireta) e não no processo de produção (pegada hídrica direta) visto que medidas aplicadas na cadeia de abastecimento levam a custos mais eficazes.
Finalmente, a reciclagem e o reuso da água podem auxiliar na redução da pegada hídrica azul de um processo apenas quando reduzem efetivamente o uso consuntivo da água. A reciclagem e o reuso da água também podem auxiliar significativamente na redução da pegada hídrica cinza dos usuários. Quando a água é totalmente reciclada ou
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reutilizada para o mesmo ou outro fim – após o tratamento, quando necessário –, não há lançamento de efluentes no meio ambiente e a pegada hídrica cinza será igual a zero. Porém, se a água for descartada no meio ambiente, por uma ou mais vezes após o reuso, certamente, haverá uma pegada hídrica cinza relacionada à qualidade do efluente (HOEKSTRA et al., 2011).
3.4. O GERENCIAMENTO DA OFERTA DE ÁGUA
3.4.1. O Sistema de Abastecimento de Água
A gestão da oferta de água com base no aumento da população exige buscar o recurso tendo como meta ampliar a quantidade ofertada para atender a demanda crescente por água. Para isso, cada vez mais se toma como solução o transporte de água de lugares mais distantes, muitas vezes fronteiriço a outros municípios, por vezes gerando conflitos entre bacias. No Brasil, por maiores quantidades de água existentes, estas se encontram dispersas por regiões, na maior parte, afastadas dos grandes centros (SILVA et al., 2004).
O planejamento do setor de água destinada ao abastecimento público, baseado exclusivamente no gerenciamento da oferta não difere substancialmente do planejamento tradicional difundido para vários recursos, em especial, no setor de energia elétrica, que considera o aumento da população e o crescimento econômico como base aumentar o suprimento a partir de opções centralizadas visando atender da demanda futura, embutindo a viabilidade de atendimento a menores custos e de modo a garantir a confiança do sistema. No caso da água existe uma peculiaridade quando da consideração do aumento da oferta: limites são colocados, por exemplo, para grandes retiradas de água dos lençóis freáticos. Apesar disso, segundo Beecher (2007 b), a diminuição dos custos, principalmente na infraestrutura (encanamentos, tubos e bombas) da unidade de provisão acaba sendo um fator limitante na escolha de opções de gerenciamento, como no caso da eletricidade.
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Os sistemas de abastecimento urbano de água são compostos, de maneira geral, pelas unidades de captação, tratamento, estação elevatória, adução, reservatórios, rede de distribuição e ligações prediais. A captação é a unidade do sistema responsável pela retirada da água do manancial em quantidade suficiente para atender o consumo dos usuários. O tratamento elimina impurezas e reduz algumas substâncias que tornam a água inadequada para consumo humano (SABESP, 2007).
A água que chega a população para fins de consumo precisa estar dentro dos padrões de potabilidade. Os indicadores físicos, químicos e biológicos da água potável, isto é, aquela com qualidade adequada ao consumo humano, devem estar de acordo com o que estabelece o dispositivo legal em vigor no Brasil. A Portaria Nº 2.914, de 12 de Dezembro de 2011 (Ministério da Saúde, 2011), é responsável pela normatização e controle do padrão de potabilidade da água para dessedentação.
O transporte da água pode ser feito de dois modos. No caso do transporte por gravidade não há necessidade energética para impulsionar a água. Já no transporte por recalque a água é conduzida pressurizada através de estação elevatória de bombeamento.
Para que a água chegue à população é necessária uma rede de distribuição formada por tubulações, conexões e peças especiais, e, que conduza água em quantidade, qualidade e pressão suficientes para o abastecimento dos setores industrial, doméstico e público. As interligações entre as tubulações da rede de distribuição e o interior dos estabelecimentos consumidores de água (casas, edifícios, prédios comerciais, fábricas, hospitais, etc.) são feitos por meio de ligações prediais.
Na elaboração de planos que induzem um aumento da oferta de água, torna-se indispensável o conhecimento da quantidade de água demandada, a disponibilidade hídrica da região e de uma escolha prévia do empreendimento. Todos esses elementos passam por uma avaliação econômica visando a minimização dos custos e os possíveis impactos ambientais.
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Para a determinação da quantidade de água requerida, na elaboração de um plano que vise o aumento da oferta a partir da construção de sistemas de abastecimento público, deve-se conhecer a demanda de consumo, incluindo as perdas, para os múltiplos usos de cada setor, quantificados ao longo do alcance do projeto3 (GOMES, 2002).
Fora o conhecimento do alcance do projeto, Gomes (2002) cita que, é de fundamental importância estimar o crescimento da população a ser atendida pelo sistema de abastecimento. Para isso, deve-se levar em conta o aumento desta população ao longo do alcance do projeto. Geralmente a estimativa do crescimento populacional de um determinado núcleo urbano é fundamentada em dados estatísticos anteriores a época da elaboração do projeto. A partir disso, são estabelecidos modelos matemáticos que se ajustam a variação da população ao longo dos anos de registro dos dados e estima-se a população futura para o horizonte de alcance do plano.
Portanto, é preciso que novas formas de planejamentos, com base na gestão integrada da água se formalizem, de maneira a minimizar as condições de risco de ineficiência no atendimento de água potável para a geração futura.
3 Corresponde a vida útil das estruturas físicas projetadas tanto dos equipamentos como das obras civis.
No Brasil, sistemas de abastecimento de água, desde a captação até as ligações prediais, têm sido projetados com alcances que variam de 10 a 30 anos (GOMES, 2002).
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3.5. O Gerenciamento da Demanda de Água
O gerenciamento da demanda de água baseia-se na variação induzida da quantidade e do tempo de uso desta água. O gerenciamento da demanda opta pela aplicação de medidas como conservação e melhorias na eficiência dos usos finais da água. No caso dos gastos com a implementação de medidas conservadoras, predominam os benefícios alcançados pela adoção de tais ações. Sendo assim, quanto maior valoração obtiver um benefício total em relação ao custo de implantação, mais viável se torna a adoção das mesmas dentro do contexto global.
O gerenciamento da demanda evoluiu no momento em que idealizou a minimização dos gastos, com a busca por planejamentos de menor custo com base no planejamento integrado de recursos (Beecher, 2007 a), e, com o mesmo grau de importância o gerenciamento da oferta e da demanda da água. Nessa visão, o aumento da oferta pode ser alcançado por meio de medidas de conservação.
No gerenciamento da demanda de água, considera-se o uso eficiente deste recurso, com ações aplicadas no sentido da conservação e diminuição do consumo, além da redução das perdas de água e menor supressão das fontes. A conservação garante benefícios consideráveis, como a menor necessidade de aumento de oferta futura, direcionando medidas conservadoras tanto na oferta quanto na demanda. Além disso, esta finalidade propicia decréscimos dos fluxos tanto para o abastecimento quanto para o esgotamento sanitário.
O gerenciamento da demanda ou estratégias de controle de carga podem complementar o suprimento porque permitem o controle do nível e do tempo de uso da água dentro de uma determinada área, melhorando a eficiência global de operações do sistema e ajudando a eliminar, reduzir ou adiar a necessidade de investimento em nova planta de produção de água. Controlar o nível e seu período de uso permite agir diretamente no ponto de consumo (SABESP, 2007). Nesse sentido, diminuir o consumo ou controlar o mesmo a partir do gerenciamento da demanda permite que se diminuam
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os custos oriundos de uma nova adutora, o que pode ser medido a partir da análise dos custos evitados, encorajando os empreendedores a buscar alternativas menos custosas para que se atendam as necessidades de água.
O gerenciamento pela demanda de água não deve ser confundido como uma opção que trará escassez de água para a população. Na verdade, essa opção torna-se viável em períodos de comprometimento da quantidade de água em situações emergenciais ou secas severas.
3.5.1. Fatores que Influenciam na Demanda de Água
A demanda por água varia substancialmente de acordo com alguns parâmetros. Conforme apresentado por Gomes (2002), no setor residencial, o maior uso da água está diretamente ligado a aspectos como o tamanho das famílias, das propriedades e seus níveis de renda. Para o setor não residencial, a quantidade de água despendida relaciona-se com o tipo de indústria. Por exemplo, indústrias alimentícias e de papel e celulose são grandes consumidoras de água.
A demanda de água, assim como de outros bens e serviços, pode ser plotada em um gráfico, mostrando a relação “demanda x preço da água consumida” (Figura 55). A demanda de água apresenta índice inelástico4 em relação ao preço (Beecher, 2007 a), ou seja, mudanças no preço geralmente não induzem a grandes mudanças no uso da água. No setor não residencial e no consumo para outros usos como rega de jardins e pátios apresenta preço maior do que os custos da água para uso doméstico (exclusivamente indoor).
4 Para a Economia, uma demanda é inelástica quando uma variação qualquer no preço resulta numa
variação zero da quantidade demandada, ou seja, independentemente do preço de mercado a quantidade se mantém constante (Walter, 2006). Graficamente, essa demanda é verticalmente inclinada no plano preço e quantidade.
