VIABILIDADE ECONÔMICA DE SISTEMAS DE APROVEITAMENTO DE ÁGUA DA CHUVA EM ITABERABA - BA: UMA ANÁLISE COMPARATIVA

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VIABILIDADE ECONÔMICA DE SISTEMAS DE APROVEITAMENTO DE ÁGUA DA CHUVA EM ITABERABA - BA: UMA ANÁLISE COMPARATIVA

Vinícius Menezes Borges¹; Paulo Romero Guimarães Serrano de Andrade ²

Resumo – Fenômeno frequente na região semiárida do Nordeste do Brasil, as secas trazem consequências graves sobre o abastecimento humano de água, levando muitos municípios a decretarem estado de emergência em função da falta de água. Como uma tecnologia de baixo custo, o uso das cisternas asseguraria, de certa forma, a disponibilidade de água em tempos de estiagem e de seca, fenômenos hidro-climáticos recorrentes na região. O presente trabalho apresenta análise de viabilidade econômica de sistemas de aproveitamento de água de chuva com base no armazenamento de água em cisternas de placas e de polietileno, frente aos custos com distribuição de água por carros-pipa e tarifas da concessionária do serviço de abastecimento público, como atualmente praticadas. Os resultados alcançados permitem considerar que a água proveniente das cisternas rurais apresentam custos muito menores em relação àquelas distribuídas por carros-pipa, entretanto, custam um pouco mais que as tarifas da concessionária, por estas últimas serem relacionadas a um sistema coletivo de abastecimento. As análises realizadas comprovam que as cisternas são projetos economicamente viáveis de serem implantados, quando comparados com outras alternativas de abastecimento de água para comunidades rurais.

Palavras-Chave – aproveitamento de água de chuva; cisterna rural; análise econômica.

A COMPARATIVE ANALYSIS OF ECONOMIC VIABILITY OF RAINWATER UTILIZATION SYSTEMS IN ITABERABA – BA

Abstract – Frequent phenomenon in the semiarid region of Northeast Brazil, droughts bring serious consequences on the human water supply, leading many municipalities to enact a state of emergency due to lack of water. As a low-cost technology, ensure the use of cisterns, in a sense, the availability of water in times of drought, hydro-climatic phenomena recurring in the region. This paper presents economic feasibility analysis of rainwater utilization systems based on water storage in tanks plates and polyethylene, compared to costs of water distribution by tank trucks and fares of public supply service concessionaire as currently practiced. The results achieved support the conclusion that the water from rural cisterns have much lower cost compared to those distributed by tank trucks, however, cost a little more than the rates of the concessionaire, by the latter being related to a collective supply system. The analyzes show that the cisterns are economically viable projects to be implemented compared to other water supply alternatives for rural communities.

Keywords – rainwater utilization, rural tank; economic analysis.

INTRODUÇÃO

A Região Semiárida do Nordeste do Brasil, caracterizada por uma grande vulnerabilidade climática, coloca imensos desafios para a promoção do seu desenvolvimento socioeconômico.

1 Engenheiro Sanitarista e Ambiental pela UFRB. Mestrando do IPH/UFRGS. E-mail: viniciusborges@ymail.com.

2 * Prof. Adjunto do ESA/CETEC/UFRB - Rua Rui Barbosa, no. 710, 44380-000 - Cruz das Almas / BA. E-mail: prserrano@yahoo.com.br.

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Regra geral, o regime de chuvas, definido pela escassez e irregularidade, apresenta alturas de chuvas anuais variando de um mínimo de 400 mm a um máximo de 800 mm, concentradas em um curto período de cerca de três a quatro meses, durante o qual ocorrem sob a forma de fortes aguaceiros, de curta duração. A agricultura explorada em áreas com essa característica chega a oferecer sustento mínimo para as famílias nos períodos de chuvas normais, mas está sujeita a perdas totais nos anos de seca. Esta é a face da agricultura de risco elevado que ali se pratica, considerando as condições produtivas vigentes e as tecnologias disponíveis, fortemente prejudicadas quando da ocorrência de secas (MI/PDSA, 2005). As secas na região semiárida do Nordeste do Brasil trazem ainda consequências diretas sobre o abastecimento humano e animal, levando muitos municípios a decretarem, por vezes, estado de calamidade ou estado de emergência em função, principalmente, da falta de água para atendimento das populações, o que se torna mais grave na zona rural.

No Brasil, as secas são o estigma do Semiárido nordestino (CAMPOS, 1997). Os primeiros registros de sua ocorrência datam do século XVI e, da mesma forma que retardaram o início da colonização da região pelos portugueses, ainda hoje, na segunda década do século XXI, prejudicam o desenvolvimento socioeconômico do Nordeste brasileiro. No ano 2013, com o agravamento da seca iniciada em 2012, o Nordeste teve recorde de municípios em situação de emergência. Dados da Secretaria Nacional de Defesa Civil do Ministério da Integração Nacional davam conta que três de cada quatro municípios estavam em situação excepcional, recebendo apoio dos governos estaduais e federal para abastecer de água as comunidades (MI, 2014). No Estado da Bahia, o total de municípios em estado de emergência chegou ao número de 276, representado 66,1% do total.

Em que pese várias iniciativas postas em prática no Nordeste, há ainda uma continuidade da distribuição de água por carros-pipa – gerador de dependência e, por vezes, de desvio de recursos públicos, trazendo importância para a necessidade de serem utilizadas novas fontes e tecnologias alternativas de abastecimento de água, principalmente na zona rural, para permitir às famílias o

“conviver” com o Semiárido, e não “lutar” contra a seca. O acesso a água para as populações rurais difusas do Nordeste continua a ser um problema. A água para beber e para produzir alimentos é ainda um fator crucial, embora diferentes políticas públicas, com base em soluções diversas, tenham passado pelo semiárido, sendo exemplo a construção de grandes açudes, a perfuração de poços, os dessalinizadores e, mais recentemente, a implantação de cisternas.

MATERIAS E MÉTODOS

O trabalho analisa alternativas de abastecimento de demandas domésticas na zona rural do município de Itaberaba, um dos municípios baianos inseridos no Polígono das Secas do Brasil. A sede municipal tem altitude de 280 metros e coordenadas geográficas 12°32’00” de latitude sul e 40°18’00” de longitude oeste. Dista cerca de 266 km de Salvador. Limita-se a leste pelo Município de Ipirá, a oeste com Boa Vista do Tupim, a Sul com Iaçu e a Norte com Ruy Barbosa. Possui uma área de 2.343,5 km² e uma população estimada em 2010 (IBGE, 2013) de 61.623 habitantes, sendo 48.470 na zona urbana e 13.153 na zona rural. O município de Itaberaba está inserido no bioma Caatinga, ostentando pela classificação de Köppen e Geiger um clima do tipo BSh, com temperatura média anual em torno de 30 ⁰C, e 747 mm de pluviosidade média anual. A vegetação nativa é composta por caatingas arbóreas densas e áreas de florestas estacionais e deciduais.

Atualmente, iniciativas desenvolvidas por Estados, Prefeituras, pelo Governo Federal e até entidades não governamentais, elegeram as cisternas rurais como uma alternativa de abastecimento de água para a região semi-árida do Nordeste do Brasil, a exemplo de Itaberaba. Segundo Andrade (2012), regra geral, as cisternas oferecidas pelos programas governamentais são do tipo: i) de placas de concreto (Figura 1), e ii) de polietileno (Figura 2). Ambos os tipos são capazes de armazenar 16 mil litros de água, o que é suficiente para atender uma família de 5 pessoas, por até seis meses. As cisternas são abastecidas com água da chuva captadas por meio de calhas nos telhados das casas. As

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cisternas representam uma oferta, em média, de 50 litros diários de água durante 140 a 300 dias, admitindo-a cheia no final da estação chuvosa e nenhuma recarga no período. Tomados cuidados com a limpeza do telhado, da cisterna, calhas, tubulação e a desinfecção da água armazenada, a cisterna é uma solução fundamental para o atendimento das necessidades mais essenciais da população rural difusa (ASA, 2014).

Figura 1 – Cisterna de placas Figura 2 - Cisterna de polietileno (Fonte: adaptado de Medeiros e Ingunza, 2004) (Fonte: Meioambiente, 2014)

Caracterização pluviométrica

Os dados para o estudo foram obtidos no banco de dados pluviométricos do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), referidos à série de 1961 a 1998 da estação climatológica Código OMN 83244, localizada no município de Itaberaba, tendo por latitude -12,52º, longitude -40,28º, e altitude 249,89 metros.

Balanço hídrico

O balanço hídrico nada mais é do que a diferença entre o volume de água que entra e que sai de um sistema. No caso das cisternas, a diferença entre o que chega no reservatório e o que é retirado dele. O volume de água de chuva que chega aos reservatórios corresponde ao que é captado pelos telhados menos as perdas, conforme equação 1.

= P*C*A*PE (1)

Onde: = volume de chuva aproveitado mensalmente (m³), P = precipitação média mensal (m), C = coeficiente de escoamento, variável com o tipo do material do telhado; A = área de captação (m²), PE corresponde às perdas do sistema (considerado o First Flush), como considera a Norma ABNT NBR15527:2007. O volume retirado do reservatório é dado pela equação 2.

= CPC*N*D (2)

Onde: = Volume retirado mensalmente do reservatório (m³), CPC = Consumo per capita (adotado um CPC de 10 litros/hab.dia), N = Número de habitantes na residência (adotado N = 5 habitantes), D = Número de dias do mês.

Estimativa do custo por metro cúbico de água

Para esta estimativa foram consideradas as seguintes premissas: i) para as cisternas, os custos de implantação do sistema e os custos de manutenção são convertidos a valores presentes; ii) o valor total obtido será dividido pelo volume total em metros cúbicos de água fornecido pelo sistema ao longo de sua vida útil; iii) para o carro-pipa, foi considerada uma adaptação de uma fórmula utilizada pela defesa civil do governo de Minas Gerais (Minas Gerais, 2014), que estabelece o valor a ser pago pelos serviços de caminhão-pipa. Assim, o custo do metro cúbico de água distribuído por um caminhão-pipa, que transporta 10 m³, será dada pela equação 3.

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Onde: C = Custo do metro cúbico de água (R$), k = Fator relacionado às condições das estradas, que varia de 0,43 a 0,49 e D = Distância percorrida (Km).

O custo do metro cúbico praticado pela concessionária EMBASA varia de acordo com a faixa de consumo.

Avaliação da viabilidade econômica

Para a avaliação da viabilidade econômica forma consideradas as premissas: i) Taxas de juros de mercado de 10% a.a; ii) Custo de implantação das cisternas de placas de R$ 2.200,00 e de polietileno de R$ 5.100,00 (ASA, 2014); iii) Horizonte de projeto de 20 anos; iv) Custos e benefícios avaliados a valor presente; v) Custos e benefícios avaliados a preços de mercado.

Para aferir a viabilidade econômica foram utilizados os métodos: Relação Benefício/Custo (B/C), Valor Presente Líquido (VPL), Taxa Interna de Retorno (TIR), sendo considerados viáveis os sistemas quando: B/C > 1, VPL > 0 e TIR > 12%.

Estimativa dos custos

Os custos anuais inseridos no fluxo de caixa são relacionados às despesas de manutenção do sistema tais como limpeza e possíveis reparos, a fim de manter a qualidade da água adequada para consumo, além do uso de cloro para desinfecção das águas que terão usos potáveis. O custo anual das cisternas foi fixado em R$ 200,00, correspondente a aproximadamente 10% do custo de implantação da cisterna de placas e 4% da cisterna de polietileno.

Estimativa dos benefícios

Os benefícios tangíveis serão estimados baseados na disponibilidade a pagar pelo bem, que neste caso é a água para consumo humano. O uso da água da chuva implica a não necessidade do uso de água de outras fontes, que em muitas regiões do semiárido é proveniente a partir da sua distribuição por carros-pipa. Portanto, os benefícios anuais calculados serão equivalentes a quantidade de metros cúbicos de água aproveitados anualmente multiplicado pelo custo por metro cúbico da água distribuída por carro-pipa, na mais favorável das situações. Foi considerado também uma taxa de aumento anual no preço da água de 9,5%, relativo a uma média dos reajustes anuais adotados por diversas concessionárias de abastecimento de água. Os benefícios intangíveis envolvem todos os ganhos que não se podem medir monetariamente, tais como a melhoria na saúde e qualidade de vida desenvolvimento econômico da família ou comunidade contemplada com o sistema.

Método do Valor Presente Líquido

O valor presente líquido (VPL) consiste em transformar todos os custos e benefícios envolvidos no projeto em valores presentes (instante zero). A alternativa que possuir o maior VPL (benefícios menos custos envolvidos) será a mais atrativa economicamente (GOMES, 2009). A expressão para a determinação do VPL é:

(4) Para uma série uniforme de benefícios e custos no fluxo de caixa a expressão será:

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Onde: B = Benefícios anuais (R$), C = Custos anuais (R$), FVP = Fator de valor presente (função da taxa de juros, taxa de aumento da água e vida útil do sistema).

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Método da Relação Benefício/Custo

Consiste na relação entre todos os benefícios e custos envolvidos no projeto, contabilizados a um valor presente. Serão consideras atrativas as alternativas com relação B/C maior que 1 (GOMES, 2009).

Método da Taxa Interna de Retorno

A taxa interna de retorno (TIR) corresponde à taxa de juros que zera o VPL. Ou seja, é a taxa de desconto que iguala o valor presente das receitas (benefícios) aos valores presentes dos custos de investimento e operação do projeto (GOMES, 2009). A TIR foi calculada utilizando-se ferramenta de planilha eletrônica, afim de verificar qual taxa de juros irá zerar o VPL. Serão consideradas taxas atrativas aquelas que forem superiores às taxas de juros de mercado.

RESULTADOS E DISCUSSÃO Balanço Hídrico

Pelos dados de precipitação em Itaberaba (base estação código OMN 83244), a precipitação mensal média mensal se apresenta como na Figura 3.

Figura 3 - Precipitação média mensal no município de Itaberaba (Fonte: elaborado a partir de dados do INMET, 2014)

O balanço hídrico foi calculado pela relação entre a quantidade de água de chuva aproveitável e a demanda média mensal. A tabela 1 apresenta os volumes mensais acumulados na cisterna, a partir do mês de início da temporada chuvosa (novembro) na região, permitindo identificar falhas para diferentes áreas de captação. Foi considerada a demanda diária de 10 l/hab.dia (suficiente apenas para beber e realizar higiene pessoal nos períodos de seca), totalizando um consumo médio de 1,5 m³/mês, para uma residência com 5 habitantes. Para a oferta, considerou-se a cisterna de 16 m³, um coeficiente de escoamento no telhado de 0,8 e um coeficiente de perdas de 0,85, já envolvendo o first flush (descarte equivalente a 2 mm de chuva). Pela tabela 1, verifica-se que não há falhas no abastecimento para a demanda estabelecida, apenas para telhados com área de captação igual ou maior que 40 m².

Custo do m³ de água para os diferentes sistemas

Para o comparativo dos custos por metro cúbico de água foi considerado um horizonte de projeto de 20 anos e uma área de captação de 60 m² para as cisternas de placas e de polietileno. Para o carro-pipa foi estimado um raio de ação de 50 km, tendo em vista a grande área territorial do município, com um fator relacionado a condição das estradas considerado médio (0,46). Para as

100,8 85,6

79,9 63,5

32,3 35,1 32,5

21,5 16,2 35,8

86,8 99,8

0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0

Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

Precipitação (mm)

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tarifas praticadas pela concessionária EMBASA, foi considerado um consumo mensal entre 11 e 15 m³. Afigura 4 apresenta os custos do m³ de água para as diferentes alternativas analisadas.

Tabela 1: Balanço hídrico entre oferta e demanda

Mês Área de Captação (m²)

20 30 40 50 60

Novembro -0,35 0,23 0,81 1,38 1,96

Dezembro -0,52 0,73 1,97 3,21 4,45

Janeiro -0,68 1,25 3,16 5,07 6,98

Fevereiro -1,04 1,46 3,93 6,41 8,89

Março -1,48 1,55 4,55 7,56 10,57

Abril -2,14 1,31 4,72 8,15 11,58

Maio -3,23 0,43 4,05 7,68 11,32

Junho -4,28 -0,39 3,45 7,31 11,17

Julho -5,37 -1,27 2,78 6,85 10,91

Agosto -6,6 -2,37 1,81 6,01 10,21

Setembro -7,91 -3,58 0,7 4,99 9,29

Outubro -8,95 -4,39 0,12 4,64 9,17

Figura 4 - Comparativo dos custos do m³ de água entre os diferentes sistemas.

Viabilidade econômica dos sistemas analisados

Através dos métodos da Relação Benefício/Custo (B/C), Valor Presente Líquido e Taxa Interna de Retorno (TIR), considerando um horizonte de projeto de 20 anos, foram obtidos os resultados de viabilidade econômica para as cisternas de placas (Tabela 2) e para as cisternas de polietileno (Tabela 3) para diferentes áreas de captação.

Tabela 2- Viabilidade econômica (Cisternas de placas).

Área de captação (m²)

Benefício anual VPL Relação B/C TIR (%)

20 208,32 -274,17 0,93 8,88

30 312,49 1540,1 1,39 15,49

40 416,65 3354,36 1,86 21

50 520,81 5168,63 2,32 26,03

60 624,97 6982,9 2,79 30,84

0 5 10 15 20 25

Cisterna de placas

Cisterna de polietileno

Carro-pipa Tarifa da EMBASA 7,18

12,52

23

4,12

Custo em reais por metro cúbico (R$/m³)

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Tabela 3- Viabilidade econômica (Cisternas de polietileno) Área de captação

(m²)

Benefício

anual VPL Relação B/C TIR (%)

20 208,32 -3174,17 0,53 2,44

30 312,49 -1359,9 0,8 7,2

40 416,65 454,36 1,07 10,85

50 520,81 2268,63 1,33 13,95

60 624,97 4082,9 1,6 16,72

A figura 5 indica custos por metro cúbico de água, para a cisterna de placas, para diferentes áreas de captação, numa taxa de juros de 10% a.a., e vida útil do sistema de 10, 15, 20 e 25 anos.

Figura 5 - Comparação dos custos da água da cisterna de placas para diferentes tempos de vida útil e áreas de captação.

A estimativa do Tempo de Retorno de Capital, calculado para as diferentes áreas de captação, é apresentada nas Tabelas 4 e 5, considerando as cisternas de placas e polietileno, respectivamente.

Tabela 4- Tempo de retorno de capital estimado (Cisterna de placas) Áreas de captação (m²) Tempo de retorno estimado

20 22 anos

30 13 anos e 2 meses

40 9 anos

50 6 anos e 9 meses

60 5 anos e 4 meses

Tabela 4- Tempo de retorno de capital estimado (Cisterna de polietileno) Áreas de captação (m²) Tempo de retorno estimado

CONCLUSÃO

Este trabalho apresentou uma análise econômica comparativa do custo do metro cúbico de água, considerando diferentes alternativas de abastecimento humano para a zona rural do município de Itaberaba, tais como a cisterna de placa, a cisterna de polietileno, o carro-pipa e a água da

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concessionária de abastecimento público. Para que a demanda de 10 l.hab/dia seja atendida com as cisternas de placas e polietileno, e para que as cisternas se tornem alternativas viáveis, é necessária uma área de captação mínima de 40 m², para que não risco de desabastecimento ao longo do ano.

Os resultados também apontam para o fato de que caminhões-pipa possuem o mais alto custo para distribuição de água potável, embora uma medida ainda largamente utilizada. Verificou-se também que os sistemas individuais de abastecimento de água são sempre mais onerosos que os sistemas coletivos, como é o caso do abastecimento de água pela concessionária, cujas tarifas são inferiores aos custos por metro cúbico das diferentes cisternas. Verificou-se também que a cisterna de placas possui maior viabilidade econômica do que a cisterna de polietileno, tendo em vista o seu custo de implantação, que é inferior à metade do custo de implantação da de polietileno, o que permite, portanto, criticar o uso dessas cisternas de polietileno, mais recentemente adotadas pelos Governos Federal e dos Estados do Nordeste para programas sociais de mitigação dos efeitos das secas.

A construção de cisternas rurais em Itaberaba pode trazer muitos benefícios à região, tendo em vista que a precipitação pluvial (a chuva aproveitável) no município é suficiente para encher os reservatórios, podendo suprir a população rural nos períodos de estiagem. Ao final, é possível concluir que o semiárido do Nordeste do Brasil sofre não só com a escassez de água, causada pelas longas e frequentes estiagens e secas que ocorrem frequentemente na região, mas também em razão da má gestão dos recursos hídricos, ação que vem melhor se estruturando nas duas últimas décadas.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem ao Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas (CETEC) da UFRB, pelo apoio conferido.

REFERÊNCIAS

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ANDRADE, P. R. G. S.. Aproveitamento de Água de Chuva: métodos de dimensionamento de reservatórios. Mini-Curso No. 30 - II RECONCITEC – Reunião Anual de Ciência, Tecnologia, Inovação e Cultura no Recôncavo da Bahia. UFRB. Outubro de 2012.

ASA - Articulação no Semiárido Brasileiro. Tecnologias sociais para convivência com o semiárido.

Série estocagem de água para produção de alimentos. Cartilha sobre Cisterna-Calçadão. Recife.

2014.

CAMPOS, J. N. B. Vulnerabilidades hidrológicas do semiárido às secas. Planejamento e Políticas Públicas, 16(Dez.), pp. 261-298. 1997.

GOMES, H. P. Eficiência Hidráulica e Energética em Saneamento: Análise Econômica de Projetos.

Editora Universitária UFPB. João Pessoa. 2009.

MEDEIROS, J. A.; INGUNZA, M. P. D. Cisternas rurais: uma alternativa ao fornecimento d’ água às populações do semiárido nordestino. In.: Anais do VII Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste. São Luis – MA. 2004.

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