Palestra de Claudionor A.Santa Rosa no Hospital do Servidor Público Municipal de São Paulo.

Prefeitura Municipal de São Paulo

Hospital do Servidor Público Municipal de São Paulo

Comissão Interna do Hospital do Servidor Público Municipal de São Paulo

Semana Interna do Meio Ambiente

Palestra:

Águas do sistema Cantareira: vivas ou mortas

Prof. Claudionor A. Santa Rosa

São Paulo-SP

05/Junho/2014

Reservatórios de água no Planeta

Para darmos inicio à palestra, primeiro vamos analisar a quantidade estatística de água na Terra.

Da quantidade de água existente em todo o planeta, 97,3% estão nos mares e oceanos (água salgada) e 2,7% em rios, lagos, geleiras etc. (água doce).

Da distribuição de água doce no planeta, 0,5% encontram-se nos lagos, pântanos, rios e atmosfera; 22,4% se encontram abaixo da superfície terrestre, são as chamadas águas subterrâneas; e 77,2% são águas formadas por geleiras.

 Água Doce no Brasil

 Da reserva de água doce no planeta, cerca de 13,7% estão no Brasil. Outros países (mais de 180 em todo o mundo), possuem 86,3%.

Das águas brasileiras, cerca de 80% estão nos rios da Amazônia e 1,6% no estado de São Paulo, que abriga 22% da população brasileira. Portanto, 26 estados brasileiros, que abrigam 78% da população, possuem 98,4% das águas no Brasil.

Água no Estado de São Paulo

O Estado de São Paulo possui 645 municípios, com cerca de 40 milhões de habitantes e com área de 248.809 km².

A Região Metropolitana de São Paulo é composta por 39 municípios, com cerca de 20 milhões de habitantes. Esta Região possui 4% das águas paulistas, contra 86% nos demais municípios do Estado.

Para se ter uma idéia, a quantidade de água na RMSP não é suficiente para toda sua população. Para compensar essa falta d’água, mais de 40% da água consumida na RMSP é proveniente do sistema Cantareira, pertencente à bacia dos rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí. Portanto, a RMSP com 95% de sua área na bacia do Alto Tietê encontra-se em stress hídrico.

Portanto, comparando a quantidade de água e o número de habitantes na RMSP ao Estado de São Paulo e ao restante do país, podemos concluir que:

“Onde tem muita água

tem pouca gente,

onde tem pouca água

tem muita gente !!”

O Ciclo Hidrológico

A água na natureza circula continuamente, sempre em fluxo por meio de evaporação, precipitação, escoamento superficial e escoamento subterrâneo. Este movimento contínuo é chamado de ciclo hidrológico, que é acionado pelo calor da energia do Sol, o que contribui para que adquira ou perca impureza, sejam físicas, químicas ou biológicas.

Quando ocorrem as chuvas, as águas ao cair sobre o solo escoam superficialmente até os rios. Porém, durante o período de estiagem, as águas que abastecem os rios, são as águas que penetram no solo durante o período de chuvas, abastecendo o lençol freático, é o chamado escoamento subterrâneo.

A cada ano que a estiagem acentua, o lençol freático recebe menos água, o que provoca a queda de seu nível, diminuindo o abastecimento em períodos de seca, o que pode provocar escassez de água em determinadas épocas.

Da quantidade total de água precipitada, 77% caem sobre os oceanos e 23% sobre os continentes. Por outro lado, 84% da evaporação total da Terra provêm dos oceanos e os continentes contribuem com apenas 16%.

Portanto, este ciclo pode explicar o motivo pelo qual não se pode dizer que a água está a acabar, mas as reservas disponíveis são, de fato, limitadas. Dividir 1000 litros de água para 10 pessoas, o resultado não é o mesmo ao se dividir este mesmo volume para 100 pessoas. A quantidade de água é a mesma, o que se tem é uma fração menor dessa água à medida que cresce a população, tornando a água escassa devido à fração cada vez menor. Outro fator é a poluição das águas que pode torná-las impróprias para tratamento, diminuindo cada vez mais as reservas disponíveis.

 Porque tratar a água?

As águas para consumo humano necessitam de ser tratadas, uma vez que podem estar poluídas ou contaminadas. São múltiplas as fontes de poluição e contaminação das águas superficiais.

A água está contaminada quando são impróprias para consumo, sendo por seres humanos, animais ou mesmos vegetais. A contaminação pode ser contaminada por processos naturais ou antropogênicas e, a poluição, é quando ocorre mudança nas propriedades físicas, químicas ou biológicas da água, sempre por ação do homem. 

Fontes de poluição e contaminação das águas

As fontes de contaminação podem ser naturais ou antropogênicas. Quando se fala em poluição, sempre vamos nos reportar às fontes antropogênicas.

Atividades vulcânicas: As fontes naturais de contaminação podem ser por atividades vulcânicas que lançam diversos tipos de gases e particulados na atmosfera. Parte dos particulados chega ao solo pela ação da gravidade e, os que permanecem na atmosfera, assim como os gases, são carreados pela precipitação para o solo. Parte da água precipitada escoa sobre a superfície da Terra e parte infiltra no solo até atingir e abastecer o lençol freático. As águas atingem os rios por escoamento superficial e por escoamento subterrâneo.

Sedimentos/assoreamentos: por ação gravitacional, ação das águas de chuvas e dos ventos, o que vai dar origem à erosão, formando sedimentos que podem chegar aos rios e lagos, o que vai provocar o assoreamento dos corpos d’água.

Queimadas naturais: por queimadas naturais, são lançados na atmosfera vários tipos de gases e particulados, cujo carreamento por precipitação e consequente contaminação das águas é semelhante ao processo por atividades vulcânicas.

Quando as propriedades físicas, químicas e biológicas das águas são alteradas por ações antropogênicas, chamamos de poluição. Esse processo também pode contaminar a água.

Poluição térmica: a poluição das águas superficiais tem como uma das fontes as indústrias que utilizam água para refrigeração de reatores e, ao não resfriar as águas, às lançam nos corpos d’água modificando suas propriedades físicas, químicas e biológicas. Com o aumento da temperatura das águas, há a diminuição dos níveis de oxigênio, o que pode provocar mortandade da fauna aquática, assim como o aumento das reações bioquímicas, o que pode potencializar substâncias tóxicas e ainda propiciar o desenvolvimento de microrganismos patogênicos. Deve-se também destacar a sensibilidade da fauna e flora quanto às mudanças bruscas de temperatura, pois pode gerar mudança na reprodução e mesmo na perda de espécies.

Acidificação das águas: águas acidificadas são provenientes de indústrias, cujo processo industrial, há produção de ácidos, os quais lançados nas águas às tornam acidas. Águas ácidas ocasionam maiores reações químicas potencializando formação de produtos tóxicos. Outra forma de acidificação das águas é por precipitação. A acidificação das águas das chuvas está associado principalmente à presença na atmosfera de substâncias à base de nitrogênio e enxofre, como os NO_x e o SO₂ de origem dos processos de combustão de combustíveis fosseis, ao formar o ácido nitroso e sulfúrico. Chuvas ácidas também provocam a deterioração do solo e da vegetação, das edificações e monumentos históricos à base, principalmente de mármore, como ocorreu na Europa nos anos de 1970.

Poluição biológica: efluentes industriais enriquecidos com agentes biológicos como vírus, bactérias, protozoários, fungos e outros potencializa a contaminação biológica nas águas, o que pode provocar o surgimento de doenças de quem às consome sem o devido tratamento.

Metais pesados: efluentes industriais e até mesmo domésticos podem conter metais pesados, provenientes de pilhas e baterias e processos industriais que levam esses componentes;

Medicamentos: efluentes domésticos podem conter a presença de medicamentos, como antiinflamatórios e anticoncepcionais que persistem nas águas, o que modificam suas propriedades químicas, o que potencializa a contaminação química.

Agrotóxicos: os pesticidas ou agrotóxicos, em sua maioria com componentes cancerígenos, são pulverização em culturas. A precipitação carrea parte dos agrotóxicos para o lençol freático por escoamento subterrâneo ou mesmo superficial  para os corpos d’água, contaminando-os. 

Eutrofização: a eutrofização é devido a fertilizantes ou adubos com nutrientes NPK (nitrogênio, fósforo e potássio) utilizados em culturas que, ao alcançam os corpos d’água, estes são enriquecidos com os nutrientes. As plantas aquáticas, como algas e macrófitas, aumentam a população ao consumir o excesso de nutrientes, o que pode levar à degradação ambiental de todo o corpo d’água.  

Radiação: efluentes que entraram em contato com produtos radioativos utilizados em hospitais e clínicas, descartados incorretamente no sistema de coleta de esgoto ou em rios, podem contaminar as águas.

Chorume: o chorume proveniente da lixiviação dos lixões e aterros sanitários, contendo uma gama de metais pesados e microrganismos e outras substâncias, contaminando o solo e, por percolação subterrânea, podem atingir o lençol freático e, mais tarde, chegando aos rios.

Matéria orgânica: efluentes domésticos provenientes de nossas residências e mesmo industrial que contenham matéria orgânica, podem mudar as propriedades químicas, físicas e biológicas das águas sob ação de microrganismos aeróbios e até mesmo anaeróbios. Os microrganismos aeróbios utilizam o oxigênio livre nas águas para seu metabolismo e, os microrganismos anaeróbios, utilizam o oxigênio molecular ao quebrar as moléculas da matéria orgânica.

Óleos e compostos orgânicos voláteis (VOC’s): VOC’s são provenientes de óleos vegetais e hidrocarbonetos (petróleo) chegam às águas, quando estes sedimentam ou são carreados por precipitação e atingem o solo e, por escoamento superficial e subterrâneo, chegam até os rios, modificando suas propriedades químicas.

Movimentos de terra induzidos: os movimentos de terra induzidos (terraplanagem) podem chegar aos corpos d’água por ação da gravidade, ventos e chuvas etc. mudando as propriedades físicas das águas e assoreamentos os corpos d’água.

Porque tratar a água?

A poluição e a contaminação das águas são as principais causas da incidência de enfermidades, o que obriga o tratamento das águas para torná-las potáveis.

O tratamento da água deve ser direcionado, em especial, para as populações de baixa renda não atendidas pelos sistemas de abastecimento de água potável e de coleta e disposição de esgotos sanitários.

É a parte da população com maior índice de doenças de veiculação hídrica, pois causam o maior número de internações hospitalares e nomeiam grande parte dos índices de mortalidade infantil.

Exemplos de doenças veiculadas com a água

Por ingestão de água contaminada:

·      Cólera;

·      Disenteria amebiana;

·      Disenteria bacilar;

·      Febre tifóide e paratifóide;

·      Gastroenterite;

·      Giardise;

·      Hepatite infecciosa;

·      Leptospirose;

·      Paralisia infantil;

·      Salmonelose

Por contato com água contaminada:

·      Escabiose (doença parasitária cutânea conhecida como Sarna);

·      Tracoma (mais frequente nas zonas rurais);

·      Verminoses, tendo a água como um estágio do ciclo;

·      Esquistossomose.

A mortalidade Infantil na RMSP

Podemos observar na Figura 1 o gráfico “Mortalidade Infantil X Abastecimento de Água e Esgotamento Sanitário na RMSP (1980 a 2004)”.

Figura 1 – Mortalidade Infantil X Abastecimento de Água e Esgotamento Sanitário na RMSP (1980 a 2004). Fonte: SABESP (2006)

A linha azul é a porcentagem de domicílios na RMSP que possuem abastecimento de água tratada.

A linha verde é a porcentagem de esgotamento sanitário. Esgotamento sanitário não é tratamento de esgoto, e sim, retirada do esgoto da porta dos moradores por coletores de esgoto.

A linha vermelha é o número de obtidos/1000 nascidos vivos (mortalidade infantil).

Somente com o esgotamento sanitário, de 50,6 óbitos/1000 nascidos vivos em 1980, a RMSP passou para 14,2 óbitos/1000 nascidos vivos em 2004 e, levantamento mais recente, passou em 2011 para 11,9 óbitos/1000 nascidos vivos.

Se analisarmos o número de óbitos/1000 nascidos vivos recentes, apresentam que os óbitos, em sua maioria, não são por doenças de veiculação hídricas e sim outros fatores, tais como: período perinatal, más formações congênitas, problemas no aparelho respiratório dentre outros.

Isso rompe o circulo vicioso de doenças veiculadas pela falta de saneamento e é uma influencia positiva na qualidade de vida da população em relação ao fornecimento de água potável.

Potabilidade da Água  

A água é considerada potável quando isenta de microrganismos patogênicos transmissores de doenças e de substâncias tóxicas que afetam a saúde humana.

Sistema Metropolitano de Água

Observando a Figura 2 podemos observar:

·      O Sistema Cantareira abastece 47,4% da população da RMSP;

·      O Sistema Guarapiranga 21,4%;

·      O Sistema Alto Tietê 14,8%;

·      O Sistema Rio Grande 7,5%;

·      O Sistema Rio Claro 5,9%;

·      O Sistema Alto Cotia 1,4%;

·      O Sistema Baixo Cotia 1,4%; e

·      O Sistema Ribeirão da Estiva 0,2%.

Figura 2 – Sistema Metropolitano de abastecimento de Água na RMSP. Fonte SABESP (2013)

O Sistema Cantareira

O sistema Cantareira faz parte da bacia dos rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí, ao norte da Bacia do Alto Tietê (Figura 3).

Figura 3 – Localização do Sistema Cantareira. Fonte: CIESP e FIESP (2014)

Mais de 40% da água consumida na RMSP (quase 9 milhões de pessoas) é originada do Sistema Cantareira. Portanto, a RMSP não possui mananciais suficientes para abastecer sua população.

Abastecimento de água na RMSP

Observando a figura 4 temos:

O sistema Cantareira trata 33 m³/s de água;

O sistema Alto Tietê trata de 10 a 15 m³/s;

O sistema rio Claro trata 4 m³/s;

O sistema Billings/Rio Grande trata 4,5 m³/s

O sistema Guarapiranga trata 14 m³/s; e

O sistema Alto e Baixo Cotia 2,1 m³/s.

Figura 4 – Abastecimento de água na RMSP. Fonte: CIESP e FIESP (2014)

A água bruta de melhor qualidade na RMSP é do Alto Cotia. Trata-se de área preservada por Lei estadual, formando a Reserva Florestal do Morro Grande, enquanto que, a água bruta de pior qualidade é do Baixo Cotia.

A água do Alto Cotia recebe quantidade menor de cloro (em torno de 2 mgCl/litro) e produtos químicos para o tratamento de sua água, Agora, o Baixo Cotia, já recebe bem mais cloro (mais de 30 mgCl/litro) para destruir os microrganismos patogênicos, sem contar a alta quantidade de produtos químicos para clarificar a água.

Isto porque, as águas do Baixo Cotia, quando recalcadas para tratamento, percorreram mais de 30 quilômetros por bairros e cidades recebendo efluentes domésticos, industriais e resíduos (lixo).

O sistema Cantareira hoje

As imagens da Figura 5 apresentam o sistema Cantareira em dezembro de 2013 e em janeiro de 2014. Observa-se a diferença de nível de água entre as duas datas através da vegetação em seu entorno.

Figura 5 – Comparação do nível de água do sistema Cantareira (dez/2013 e jan/2014). Fonte: Fonte: SABESP (2014)

Rio Piracicaba – região de Campinas

A figura 6 apresenta o rio Piracicaba na região de Campinas em fevereiro de 2014 e em fevereiro de 2012. Nota-se a diferença do volume de água.

Figura 6 – O rio Piracicaba e os níveis de água em fev/2012 e fev/2014. Fonte: Awen Consultoria e treinamento (2014)

O rio está sofrendo com a estiagem, inclusive o sistema de abastecimento de toda a região.

O volume do sistema Cantareira ao longo dos últimos 5 anos

Na Figura 7 é apresentado o volume do Cantareira no dia 09 de março entre os anos de 2009 a 2014. Portanto, no final do verão dos últimos 5 anos.

Figura 7 – Volume do Cantareira (no dia 09 de março de 2009 a 2014). Fonte: Metro (2014)

Desde o ano de 2010 o nível do sistema Cantareira vinha caindo. Portanto, qualquer pessoa ou técnico observando o gráfico veria que está se anunciando um colapso no sistema. É por causa dessa análise que, em meados de dezembro de 2013, quando o nível do Cantareira atingiu cerca de 30% de seu volume, já deveria ter adotado o rodízio em toda a RMSP.

A não adoção do rodízio provocou uma diminuição do volume útil do Cantareira para 7,6% (74 milhões de m³) em 20/05/2014 (Figura 8).

Figura 8 – Evolução do volume útil do sistema Cantareira em 2014 (01/01/2014 a 01/05/2014). Fonte: CIESP e FIESP (2014)

O volume morto do Sistema Cantareira

O que é volume morto?

O volume morto corresponde à parcela do volume total do reservatório inativa ou indisponível para fins de captação de água (Figura 9). Corresponde ao volume do reservatório compreendido abaixo do nível de água mínimo (Lopes; Santos, 2002).

No fundo do reservatório situa-se o volume morto de armazenamento. Tal volume tem por objetivo armazenar os sólidos sedimentados no reservatório. O dimensionamento da barragem deve levar em conta a geração de sólidos na bacia de contribuição à montante do maciço (Moraes; Silva e Silva, 2013).

Figura 9 – Volumes de uma barragem. Fonte: Moraes; Silva e Silva (2013)

Qual a composição do volume morto?

O volume morto dos reservatórios pode conter, entre outros elementos:

·      Materiais sólidos orgânicos ou inorgânicos sedimentados;

·      Matéria orgânica decomposta;

·      Processos anaeróbios;

·      Gases como metano, ácido sulfídrico e outras substâncias produzidas por processo anaeróbio;

·      Metais pesados do próprio solo carreados pelas chuvas;

·      Etc.

Os sedimentos

Os sedimentos que alcançam a barragem e passam pelo vertedouro e condutos, provocam abrasões nas estruturas, comportas, tubulações, turbinas e outras peças (Carvalho et al., 2000).

Esses depósitos causam diferentes impactos ou consequências. Os depósitos de remanso criam problemas de enchentes a montante.

Os depósitos do interior do lago causam a redução da capacidade de armazenamento do reservatório.

Os impactos ambientais

A utilização do volume morto dos reservatórios podem provocar impactos ambientais, tanto à montante como a jusante da barragem, dependendo para onde é direcionado. Podemos destacar as seguintes consequências da utilização do volume morto em ambientes aquáticos:

a) Sólidos totais

-     Assoreamento de ambientes aquáticos à jusante (enchentes)‏;

-     Soterramento de ovos, invertebrados e peixes;

-     Aumento da turbidez da água.

b) Matéria orgânica

-     Redução do oxigênio dissolvido (decomposição bacteriana aeróbia)‏;

-     Maus odores (decomposição bacteriana anaeróbia)‏.

c) Microrganismos patogênicos

-     Transmissão de doenças ao homem.

d) Nutrientes

-     Eutrofização da água.

e) Compostos tóxicos

-     Danos à saúde humana;

-     Danos aos animais aquáticos.

f) Cor na água

-     Redução da transparência da água;

-     Diminuição da atividade fotossintética;

-     Redução do oxigênio dissolvido;

-     Prejuízos à vida aquática.

Dentre os problemas que o assoreamento (sedimentos) do lago pode provocar, além da redução significativa da vida útil dos barramentos, pode-se citar (Moraes; Silva e Silva, 2013):

a)  Eutrofização do lago por conter uma quantidade significativa de nutrientes;

b)  Mortalidade da vida aquática existente naquele ambiente pela redução de oxigênio;

c)  Aumento da liberação de gases do efeito estufa para atmosfera pelo processo anaeróbio;

d)  Deterioração da qualidade da água à jusante do reservatório por ser uma água bruta de baixa qualidade;

e)  Redução da capacidade de amortecimento das ondas de cheia, uma vez que os sedimentos ocupam o espaço que a água deveria ocupar no reservatório;

f)   Problemas estruturais no maciço devido à abrasão ou mesmo quando seu peso é exercido sobre o barramento.

A utilização do volume morto do Cantareira

A data do inicio da utilização do volume morto do sistema Cantareira foi em 16/05/2014, com um custo de equipamentos de recalque na ordem de R$ 80 milhões.

Com a utilização do volume morto, houve uma ampliação do volume disponível ( útil + morto) na ordem de 256 milhões de m³ de água, aumentando o índice para 22,1% (SABESP, 2014).

Esse volume, com a utilização de 33 mil litros de água por segundo, é uma “reserva” para 2,5 meses, uma vez que é retirado a cada mês, somente para a RMSP, um volume na ordem de 100 milhões de m³. Como houve diminuição do volume retirado por imposição da Agência Nacional das Águas (ANA) e por estarmos entrando no período de inverno, e há uma  diminuição natural no consumo por parte da população nessa época, a utilização do volume disponível pode perdurar por 4 ou mesmo 5 meses.

Impacto à saúde pública

O volume morto possui uma grande quantidade de sedimentos, formando lodo no fundo do reservatório. Este lodo pode conter uma quantidade considerável de metais pesados, assim como microrganismos patogênicos. Por não receber luz solar e por se anoxo, produz, por processo anaeróbio, CO₂, minerais (S, P, K, etc), nitritos e nitratos, gás metano e ácido sulfídrico e outros.

A cloração da água que possui gás metano, amônia e outras substâncias podem potencializar reações químicas e biológicas dando origem a varias substâncias, tais como: cloraminas, trihalometanos, dicloro, dióxido de cloro, chrorite, bromato etc., que podem ser causadores desde anemia a câncer quando em exposição a longo prazo, como consta a tabela da EPA (Agência Ambiental dos Estados Unidos).

A qualidade das águas naturais, dependendo dos processos antrópicos em seu entorno podem receber vários tipos de compostos orgânicos provenientes de agrotóxicos e compostos inorgânicos provenientes de atividades agroindustriais, como por exemplo: cianeto, fluoreto, alaclor, atrazina, carbofuran e outros.

A utilização do volume morto e a “reserva técnica”

O que significa reserva (Ferreira, 1988)?

Reserva significa “Ato ou efeito de reservar” e “Aquilo que se reserva ou guarda para circunstâncias imprevistas”.

Portanto, não existe a tal “reserva técnica” tão falada pelo Governo do Estado de São Paulo. O volume morto faz parte do projeto de qualquer reservatório ou barragem que tem uma única finalidade: a de receber os sedimentos que chegam até o reservatório protegendo a barragem e os vertedouros.

A responsabilidade

A Sabesp é a responsável pela operação do sistema, tendo sido outorgada pela ANA/DAEE em 2004, por 10 anos, vazão de 31m³/s para RMSP e de 5 m³/s para a bacia do Piracicaba; sendo que em condições de escassez, vazão 24,8 m³/s para São Paulo e 3 m³/s para a bacia do Piracicaba (CIESP e FIESP, 2014).

A declaração de Dublin sobre recursos hídricos e desenvolvimento (1992)

Princípios básicos da Declaração de Dublin:

·      A água doce é um recurso finito e vulnerável, essencial para a conservação da vida, a manutenção do desenvolvimento e do meio ambiente.

·      O desenvolvimento e a gestão da água devem ser baseados em participação dos usuários, dos planejadores e dos decisores políticos, em todos os níveis (municipal, estadual e federal).

·      A água tem valor econômico em todos os seus usos competitivos; deve-se promover sua conservação e proteção.

·      A saúde e o bem-estar do homem, a garantia de alimentos, o desenvolvimento industrial e o equilíbrio dos ecossistemas, estarão sob risco se a gestão da água e do solo não se tornar realidade.

Portanto, a gestão da água deve ter, além do Governo do Estado e de seus tecnocratas, a sociedade civil. Ou seja: é necessário democratizar e não politizar a gestão da água na prática e não somente no papel.

Obrigado!!

Prof. Me. Claudionor Alves da Santa Rosa

e-mail: csrrosa@terra.com.br

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