VI-152 PROGNÓSTICO DOS EFEITOS DO PROGRAMA BAHIA AZUL COM RELAÇÃO À BALNEABILIDADE DAS PRAIAS

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1 VI-152 PROGNÓSTICO DOS EFEITOS DO PROGRAMA BAHIA AZUL COM RELAÇÃO À BALNEABILIDADE DAS PRAIAS Ulysses Fontes Lima(1) Engenheiro Civil (UFBA, 1980), atuando na área de saneamento desde De 1981 a 1988 ocupou cargos de Gerente no SAPC na Desenvale, retornando à área de consultoria, trabalhando em gerenciamento de obras, estudos e projetos de saneamento e meio ambiente. Foi Coordenador pelo Consórcio Hydros CH2M Hill no desenvolvimento de modelos e do diagnóstico da BTS para o CRA, e atualmente é o coordenador geral dos serviços de monitoramento do emissário submarino para a Embasa e de estudos dos sedimentos da BTS. Sandro Luiz de Camargo(2) Pós-Graduado em geologia pelo Instituto de Geociências - UFBA (especialização). Desde 1992 tem atuado na área de consultoria como técnico especializado em recursos naturais e na coordenação de projetos voltados a Estudos Ambientais e a Gestão de Recursos Hídricos. De 1998 a 2001 atuou na coordenação e assessoria técnica do projeto de Modelagem Computacional e Avaliação Ambiental da BTS. Atualmente é o coordenador técnico dos serviços de monitoramento do emissário submarino e de estudos dos sedimentos da BTS. Paulo César Colonna Rosman(3) Doctor of Phylosophy (Ph.D.) in Coastal Engineering, em 1987, pela Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, USA. Atualmente é professor adjunto com lotação no Departamento de Recursos Hídricos & Meio Ambiente da Escola de Engenharia da UFRJ. Vitor Monteiro Barbosa Coelho(4) Diplomado em Engenharia Civil pela Escola Nacional de Engenharia da Universidade do Brasil - Rio de Janeiro, em 1963 e Curso de Aperfeiçoamento em Obras Hidráulicas, em 1964, pela mesma instituição. Foi diretor do Departamento de Controle de Poluição da FEEMA, de 1975 a Eduardo Farias Topázio(5)

2 Graduado em Engenharia Sanitária pela UFBA em 1989, Mestre em Engenharia Oceânica pela COPPE/UFRJ. Trabalhou no Centro de Recursos Ambientais CRA desde Foi Coordenador do Programa Baía de Todos os Santos para Sempre e responsável pela operação e aplicação do SisBAHIA até fev/2003. Lívia F. Castello Branco Pereira(6) Graduada em Biologia pela Universidade Católica de Salvador (1982) e Mestre em Análise Regional pela UNIFACS (2003). Coordenadora do Meio Ambiente do Programa de Saneamento Ambiental da Baía de Todos os Santos - BTS, desde 1995 até a presente data, na Secretaria de Infra-Estrutura do Estado da Bahia (SEINFRA) e atualmente na Secretaria de Desenvolvimento Urbano SEDUR. Carlos Alberto de Carvalho Heleno(7) Graduado em Engenharia Civil pela UFBA. Pós-graduado em Engenharia Sanitária/Faculdade de Higiene e Saúde Pública da Universidade de São Paulo (Especialização) e International Institute for Hydraulic and Enviromental Engineering de Delft/Holanda (Mestrado). Coordenador Geral do Programa de Saneamento Ambiental da Baía de Todos os Santos; desde 1995 até a presente data, na Secretaria de Infra-Estrutura do Estado da Bahia (SEINFRA) e atualmente na Secretaria de Desenvolvimento Urbano SEDUR. Endereço(1): Rua Magno Valente, n 484, Ap. 402 B, Pituba Salvador Bahia, CEP Tel: hydros@veloxmail.com.br Endereço(2):. hydros@veloxmail.com.br Endereço(3):. pccr@peno.coppe.ufrj.br Endereço(4):. vicoelho@domain.com.br Endereço(5):. etopazio@svn.com.br Endereço(6):. livia@sedur.ba.gov.br Endereço(7):. bts@cdl.com.br

3 RESUMO A Baía de Todos os Santos representa hoje uma das grandes áreas sob forte interferência antrópica do Estado da Bahia. O processo de industrialização regional, com início na década de cinqüenta, provocou uma rápida expansão demográfica e contribuiu significativamente para o desencadeamento de problemas ambientais que, ao longo do tempo, foram emergindo de maneira muitas vezes irreversíveis. Tido como um projeto de forte cunho ambiental o Programa BTS, integrante do Programa Bahia Azul, além dos investimentos em obras de saneamento e ações de controle da poluição industrial, vem desenvolvendo ferramentas que tem se mostrado eficientes no auxílio à gestão ambiental da Baía de Todos os Santos, a exemplo da elaboração do diagnóstico da qualidade de suas águas e do desenvolvimento de modelos matemáticos, que vem reproduzindo adequadamente o comportamento hidrodinâmico, o transporte de contaminantes e sua repercussão na qualidade das águas dessa baía e, em particular, das condições da qualidade das águas na área de influência do emissário submarino do Rio Vermelho. Os resultados obtidos com esses trabalhos vêm se configurando como pontos referenciais para a contratação de investigações mais amplas visando a eliminação dos resíduos sólidos nos rios e nas praias, redução da poluição industrial, estudos e projetos para viabilizar novos investimentos em saneamento na área, e conseqüentemente da melhoria da qualidade desses ecossistemas. O objetivo do presente trabalho é apresentar como foram desenvolvidos os estudos de "Prognóstico dos Efeitos do Programa Bahia Azul com Relação à Balneabilidade das Praias", os quais envolveram a modelagem matemática e o diagnóstico da qualidade das águas da Baía de Todos os Santos e os principais resultados alcançados. PALAVRAS-CHAVE: Balneabilidade, Modelagem, Coliformes, Esgotos Domésticos, Emissário Submarino. INTRODUÇÃO O Programa Bahia Azul representa o maior conjunto de obras e ações na área de saneamento e meio ambiente que o Governo do Estado da Bahia realiza desde os primeiros anos da década de 1970, quando se deu início à implantação do Sistema de Esgotamento Sanitário de Salvador e cidades de grande porte do estado. Trata-se de um ambicioso programa de preservação ambiental, que tem como metas: melhorar a qualidade de vida de 2,5 milhões de pessoas que vivem na região; minimizar os problemas de poluição da Baía de Todos os Santos, recuperando dessa forma o seu equilíbrio ecológico; e reforçar as instituições governamentais locais que desempenham atividades na área de controle do meio ambiente da Bahia.

4 A maior parte dos US$ 600 milhões de recursos mobilizados, vem sendo aplicada em esgotamento sanitário e abastecimento de água. Contudo, estão sendo implementadas ações que objetivam a melhoria dos serviços de coleta e disposição final dos resíduos sólidos, a intensificação do controle da poluição industrial, principalmente em relação aos lançamentos de efluentes líquidos na Baía de Todos os Santos, o fortalecimento institucional do Centro de Recursos Ambientais - CRA, Empresa Baiana de Águas e Saneamento S.A.- Embasa e Secretaria da Fazenda Sefaz, e o desenvolvimento de projetos de Educação Sanitária e Ambiental. Dentro do fortalecimento institucional do CRA, foi incluso o contrato com o Consórcio Hydros CH2M Hill que compreendeu: o desenvolvimento de modelos computacionais hidrodinâmico, de qualidade das águas e de transporte de contaminantes, o diagnóstico da qualidade das águas da BTS e os prognósticos com relação à concentração de coliformes nas praias, desenvolvido no período de julho/1998 a março/2001. O objetivo dos presentes estudos foi de avaliar os efeitos das ações de esgotamento sanitário do Programa Bahia Azul na balneabilidade das praias da Baía de Todos os Santos BTS e da vertente oceânica da cidade de Salvador, a partir da utilização de modelos de circulação hidrodinâmica e de transporte Lagrangeano integrantes do SisBAHIA, e dos resultados obtidos com os estudos oceanográficos e com o diagnóstico de qualidade das suas águas, desenvolvidos no âmbito do mesmo projeto. Consiste na etapa final dos estudos descritos no trabalho "A Contribuição do Programa Bahia Azul na Elaboração de Ferramentas para a Gestão Ambiental na Baía de Todos os Santos", apresentado no XXVII Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental (Set/2001). O trabalho aqui apresentado é uma síntese dos estudos realizados por uma equipe multidisciplinar de técnicos mobilizados para esse contrato. Na relação de autores constam apenas alguns dos principais executores, colaboradores ou responsáveis pelo seu acompanhamento que contribuíram para a apresentação do relatório "Prognóstico dos Efeitos do Programa Bahia Azul com Relação à Balneabilidade das Praias". ÁREA DO ESTUDO A Baía de Todos os Santos, a maior do Brasil, situada no estado Bahia, com aproximadamente 927 km² e 184 km de extensão costeira continental (CSL, 1995), apresenta-se como uma reentrância na costa, pela qual o mar penetra o interior do continente, a partir de um estreitamento principal entre a cidade de Salvador e a Ilha de Itaparica. Este estreitamento possui cerca de 9 km de largura, uma batimetria bastante irregular e profundidade média de 25m. A baía é cercada por uma rede de drenagem afluente, com uma área total de aproximadamente km2. As bacias hidrográficas componentes deste sistema hídrico são de tamanhos variados, tendo num extremo a bacia do rio Paraguaçu com km2 e

5 no outro, pequenas bacias de alguns quilômetros quadrados, como as bacias dos rios São Paulo (37 km²) e Mataripe (11,07 km²). Entre estes extremos, encontram-se bacias como as dos rios Jaguaripe (1.480 km2), Subaé (465 km2) e Açu (372 km2), entre outras. Possui no seu entorno quinze municípios, componentes do Recôncavo Baiano, são eles: Salvador, Simões Filho, Madre de Deus, Candeias, São Francisco do Conde, Santo Amaro, Saubara, Cachoeira, São Félix, Muritiba, Maragogipe, Salinas das Margaridas, Itaparica, Vera Cruz e Jaguaripe. Está inclusa nessa área grande parte da Região Metropolitana de Salvador - RMS, que responde pela maior concentração demográfica (aproximadamente 3 milhões de habitantes) e industrial do estado. Dentre estes municípios, apenas Muritiba, Saubara e Salinas da Margarida não foram contemplados com ações de esgotamento sanitário pelo Programa Bahia Azul. Salvador aparece como a principal fonte de esgotos domésticos para a Baía de Todos os Santos e adjacências, devido tanto a carência de serviços de esgotamento sanitário como ao seu adensamento populacional. METODOLOGIA Neste item são apresentados e discutidos: o parâmetro modelado, os modelos computacionais, os cenários e os procedimentos de cálculo de cargas e vazões, e as limitações dos procedimentos adotados.. Parâmetro Modelado O indicador utilizado corresponde às bactérias pertencentes ao grupo dos coliformes fecais, cuja densidade no corpo receptor pode ser relacionada ao aporte de esgotos domésticos às águas (FLEISHER et al., 1993). O parâmetro coliformes fecais é referenciado pelos padrões nacionais (Resolução 20/86 do CONAMA - SEMA/IBAMA/CONAMA, 1992) e internacionais de qualidade das águas (Organização Mundial de Saúde, Comunidade Européia) e vem sendo utilizado pelo Centro de Recursos Ambientais - CRA no monitoramento da balneabilidade das praias de Salvador ao longo dos últimos anos. Em 1999, foram realizadas campanhas com coletas e análises de coliformes fecais compreendendo 64 estações (sendo 26 de balneabilidade, 27 costeiras e 11 em rios), em situações seca e chuvosa, condições distintas de marés, sizígia e quadratura, enchente e vazante com um total de 267 determinações, simultâneas às coletas de dados oceanográficos. Foram também realizadas 64 determinações em áreas selecionadas para fins de comparação de métodos e laboratórios, e mais 24 simultaneamente aos estudos de diluição e dispersão "in situ" da pluma do emissário existente em novembro/99. Apesar de sua validade como indicador da contaminação de ambientes costeiros com esgotos domésticos, os resultados de determinações de coliformes devem ser interpretados

6 à luz das limitações inerentes às técnicas analíticas disponíveis, considerando a variabilidade natural nas populações bacterianas no corpo receptor e a redução na concentração de coliformes devido ao decaimento bacteriano, aspectos discutidos no estudo.. Modelos Computacionais Foram utilizados os seguintes modelos hidrodinâmico e o de transporte Lagrangeano integrantes do SisBAHIA, a seguir comentados. O modelo hidrodinâmico é utilizado para simular a circulação hidrodinâmica sob diferentes cenários e fornecer dados de correntes a serem empregados no modelo de transporte. Considerando aplicações em corpos de água costeiros com pouca estratificação, como é o caso de várias baías e estuários na costa brasileira, e da Baía de Todos os Santos, o modelo não necessita da inclusão de gradientes de densidade. Para a maioria dos casos práticos, a simulação de campos de corrente promediada na vertical, bidimensional na horizontal (2DH), é adequada. Contudo, existem casos onde o conhecimento de perfis verticais de velocidade, de natureza tridimensional, é necessário. Para isso, o sistema de modelagem hidrodinâmica do SisBAHIA é capaz de simular campos de corrente do tipo 2DH e 3D com densidade constante. A utilização de modelo com elementos finitos permitiu que a malha de discretização fosse refinada para melhor representar as condições de contorno de costa e áreas de maior interesse com relativamente pouco esforço computacional. A Figura 1 apresenta parte da malha refinada com um total de nós. Figura 1: Parte da malha de discretização do SisBAHIA adotada para geração do campo de correntes visando as simulações de prognóstico. A batimetria foi obtida a partir da digitalização das cartas náuticas da Marinha do Brasil, e o contorno de costa foi corrigido com a interpretação de imagens de satélite. O modelo foi calibrado e verificado com dados oceanográficos coletados em amplas campanhas realizadas no ano de 1999, em janeiro (estação seca), maio/junho (estação chuvosa), com leituras simultâneas (pelo menos a cada 15 minutos) durante 15 dias consecutivos, através dos seguintes equipamentos instalados na área de estudo: 25 correntógrafos estacionários (de forma a obter onde possível, dados em duas profundidades); dois ADCPs (correntógrafos que permitem leituras de correntes ao longo da vertical); três marégrafos e três anemômetros. O modelo de transporte Lagrangeano advectivo-difusivo é utilizado para simular o transporte de substâncias, contaminantes, ou parâmetros de qualidade da água que possam estar bem misturados, ou ocupando apenas uma camada, na coluna d água. Dada uma descrição apropriada do campo de velocidades em uma região de interesse, o modelo

7 Lagrangeano pode, por não estar preso ao espaçamento da malha de elementos finitos, representar o transporte e calcular concentrações de plumas de emissários, ou de fontes marginais com bastante acurácia. Ele utiliza os dados de correntes obtidos em cada ponto da malha com as simulações de interesse do modelo hidrodinâmico, e interpola valores a serem utilizados para o transporte de contaminantes. O modelo pode representar o transporte de substâncias conservativas, como também as que sofrem processo de decaimento, desde que conhecida a sua equação. A qualidade dos resultados obtidos com o modelo foi demonstrada através da comparação dos resultados obtidos com os estudos de dispersão "in situ" da pluma do emissário submarino do Rio Vermelho, realizados em novembro/1999, em situações de marés enchente e vazante, com medições simultâneas de correntes com dois ADCPs e uma estação anemométrica. O prognóstico desenvolvido é de caráter geral, ou de grande escala, empregando-se o SisBAHIA para se obter uma visão geral da situação da balneabilidade das praias ao longo de trechos de litoral com dezenas de quilômetros, em épocas distintas. Como se deseja enfatizar as mudanças nas condições de balneabilidade, manteve-se as mesmas características hidrodinâmicas para as épocas selecionadas, e alterou-se apenas as cargas de coliformes afluentes ao modelo. Deve ficar claro que é improcedente buscar precisão numérica pontual nos valores de colimetria simulados. Como as escalas de simulação são grandes, é possível que em um ou outro ponto os valores apresentados pelas simulações estejam um pouco acima ou abaixo de valores históricos medidos, nesta ou naquela praia. Além disso, não se está simulando as mesmas situações hidrodinâmicas que ocorreram na ocasião das amostragens realizadas. Outro aspecto a se considerar, é que as informações constantes nas cartas náuticas quanto à batimetria na região das praias e de contorno de costa não são detalhadas.. Seleção de Cenários Os períodos estudados foram selecionados com o objetivo de permitir uma avaliação das repercussões das ações de saneamento básico do Programa Bahia Azul, na balneabilidade das praias da BTS, ou sejam: i) 1996 início do Programa BTS; ii) 1999 momento correspondente ao Diagnóstico da Qualidade das Águas da BTS; e iii) 2006 esperado que as ligações domiciliares nas bacias atendidas pelos sistemas de esgotamento sanitário estejam em sua maioria implantadas. Com o modelo hidrodinâmico foram simulados os seguintes cenários com duração de três dias cada, para geração dos campos de correntes para o modelo Lagrangeano:

8 . Cenário 1 maré de sizígia condições meteorológicas usuais vazões fluviais médias de verão;. Cenário 2 maré de quadratura condições meteorológicas usuais vazões fluviais médias de verão;. Cenário 3 maré de sizígia entrada de frente fria vazões fluviais médias de inverno; e. Cenário 4 maré de quadratura entrada de frente fria vazões fluviais médias de inverno. Apesar de terem sido selecionados os períodos representativos de condições de tempo seco, característicos de verão e de tempo chuvoso, para os três períodos estudados, a análise da influência do período chuvoso na balneabilidade, considerou apenas as praias da Vertente Oceânica de Salvador, com o objetivo de avaliar a área compreendida entre o Porto da Barra e o rio das Pedras, aonde estão instalados sistemas de captação de tempo seco, estruturas provisórias que evitam o aporte de esgotos associados à drenagem, até determinados valores de vazões. A seleção das condições características de verão, para uma análise mais ampla da balneabilidade das praias da BTS, levou em consideração além da dominância deste período, o fluxo significativamente maior de banhistas associados aos períodos secos e o propósito dos estudos estarem relacionados à balneabilidade das praias. Para o cálculo das concentrações de coliformes fecais nas praias, devido às cargas lançadas ao longo da costa, foi adotado o T90 (tempo necessário ao decaimento da concentração inicial de bactérias em decorrência de fatores não associados à diluição) de 90 minutos, constante em literatura especializada para águas tropicais (Ludwig, 1988), o que se demonstrou adequado nos estudos realizados para condições diurnas. O comportamento da pluma de contaminantes do emissário submarino do Rio Vermelho foi estudado, com diferentes condições de decaimento bacteriano, para as vazões média estimada para o ano de 2006 de 5,3 m3/s e máxima de 8,3 m3/s, e para condições de ventos usuais e de frente fria. O comportamento da pluma do emissário foi objeto de discussões mais amplas.. Dados de Entrada para as "Fontes" do Modelo Lagrangeano X Procedimentos Adotados Apresenta-se a seguir uma síntese dos dados de entrada para cada "fonte" (locais de aportes de cargas) do Modelo Lagrangeano e os respectivos procedimentos adotados: 1. coordenadas do centro da fonte e ângulo com a coordenada X: efetuados levantamentos através de cartografia disponível e verificações "in situ"; 2. dimensão da fonte: função do tipo da carga ser concentrada ou distribuída e da simulação prever ou não uma diluição inicial pré-determinada; 3. instantes inicial e final: função do objetivo da simulação;

9 4. vazão efluente: corresponde ao somatório das vazões fluviais e/ou pluviais, obtidas através de estudos hidrológicos detalhados, e de esgotos domésticos, calculadas a partir de dados de dados de estudos, de projetos, do censo, de projeções populacionais e de respectivos per capita; 5. concentração no efluente: foram calculadas as cargas inicias e finais, e com as vazões efluentes calculadas obteve-se as concentrações, conforme descrito em detalhes a seguir. 6. quantidade de partículas lançadas por tempo: função da simulação.. Procedimento de Cálculo de Cargas e Concentrações O procedimento de cálculo de cargas utilizado, foi semelhante ao adotado pela Hydroscience em 1977, no "Water Quality Model of Guanabara Bay", no qual a carga poluente descarregada em drenagens e cursos d água afluentes às áreas de estudo sofre um decréscimo de seu valor devido ao processo de decaimento calculado através da equação 1, abaixo: (1) onde, L = carga final; L0 = carga inicial; k = coeficiente de decaimento (dia-1); x = distância do ponto da descarga até a primeira célula do modelo hidrodinâmico (m); e u = velocidade média ao longo do percurso (m/dia). O coeficiente de decaimento adotado para o cálculo das cargas de coliformes foi de 5 dia-1 e as cargas de coliformes totais per capita foram as mesmas das utilizadas no estudo citado e apresentados no Tabela 1. As cargas de coliformes fecais foram consideradas como um quinto das cargas de coliformes totais. Tabela 1 Cargas de coliformes totais per capita adotadas Zonas Coliformes Totais

10 (NMP/pessoa * dia) Zona não saneada (área urbana) 4 X 1011 Zona sem sistema de coleta, mas com fossas sépticas 4 X 1010 Zona Rural 4 X 1010 Fonte: Water Quality Model of Guanabara Bay, Hydroscience, 1977 Em áreas urbanas não servidas por sistemas de saneamento, foram utilizados valores de cargas per capita referentes às zonas não saneadas. Na grande maioria dos casos da área estudada, as fossas sépticas não são devidamente operadas, não havendo, portanto a redução efetiva das cargas poluidoras. Com o tempo, em áreas urbanas densamente povoadas, ocorre uma colmatação, eliminando a infiltração no solo, o que faz com que as valas funcionem como galerias de esgoto a céu aberto. Portanto, em grande parte da cidade do Salvador foi desconsiderado o efeito de redução das fossas sépticas. Em áreas não densamente ocupadas, foi considerado o efeito da existência de fossas. Para as zonas servidas por sistema de esgoto com tratamento, foram utilizadas reduções de acordo com o tratamento empregado, obtidas a partir de análise de dados bibliográficos. Foi levantado junto à Embasa, uma ampla relação dos conjuntos habitacionais ou sistemas isolados com respectivas características, populações atendidas e localização de forma a posicioná-los geograficamente distribuindo-os pelas sub-bacias de escoamento das cargas. Foram também utilizados dados do IBGE do Censo de 1991 por cidade, referentes aos percentuais de população servida por fossas sépticas e rudimentares, e extrapolados para os anos de 1996 e 1999, para áreas que praticamente não existiram intervenções que implicassem em alteração significativas daquele quadro. A partir dos dados populacionais do IBGE de 1996 (ainda não eram disponíveis dados do Censo 2000) e com projeções populacionais previstas em estudos e projetos consultados, foi possível, com base nas informações referentes à disposição dos esgotos domésticos, definir as cargas per capita e calcular as cargas totais iniciais, para cada sub-bacia de drenagem estudada. As populações contribuintes foram então distribuídas espacialmente, com auxílio das plantas do IBGE na escala de 1: e da SICAR de 1: (Região Metropolitana de Salvador) e calculadas as distâncias aproximadas de percurso até cada ponto de lançamento na costa correspondente a um ponto da linha de contorno do modelo hidrodinâmico. Foram admitidas velocidades médias de escoamento distintas para condições seca e chuvosa e em função das áreas estudadas, que com as distâncias calculadas determinam os tempos de decaimento.

11 As vazões de esgoto foram obtidas a partir de dados de plano diretor e ou projetos (per capitas, projeções populacionais) ou mesmo do Censo de Os dados de vazões pluviais e ou fluviais foram obtidos através de extenso estudo hidrológico desenvolvido na fase de Diagnóstico da Qualidade das Águas. As principais bacias contribuintes foram objeto de estudos detalhados, para definição das vazões fluviais, e para as demais bacias, foi empregado um procedimento que consistiu basicamente na aplicação dos dados de vazões específicas calculadas para cada sub-bacia de contribuição considerada, de acordo com sua localização nos setores hidrográficos integrantes do estudo. O cálculo de cargas foi estudado de forma setorizada compreendendo: 26 pontos na Vertente Oceânica de Salvador, 45 na Vertente BTS de Salvador, 17 na costa leste da ilha de Itaparica, 4 na cidade de São Francisco do Conde, 4 em Madre Deus, 4 em ilhas, 3 na bacia do rio Jaguaribe e mais 82 ao longo da zona costeira da BTS. Foram também efetuadas inspeções de campo visando subsidiar a seleção e verificar a situação na época da elaboração do estudo ( ). Os cenários de 1999 e 1996 foram gerados com os percentuais de atendimento estimados para o que havia ocorrido naqueles anos para cada local. No caso do ano de 2006, foram calculadas as cargas e gerados resultados para condições distintas de atendimento à população, visando permitir efetivamente uma avaliação das ações de saneamento em curso. Para todas as áreas e cidades contempladas foi considerado o atendimento de 80% da população com sistema de esgotamento sanitário, percentual este previsto originalmente no Plano Diretor e nos projetos anteriores. Tendo em vista o Programa Bahia Azul ter introduzido o sistema condominial, será possível maximizar o atendimento da população, e essa ampliação das metas vem sendo perseguida pelo Governo do Estado da Bahia e pela Embasa. Assim, foram também gerados cenários distintos variando o atendimento de 90 a 98%, prevendo-se para a população não atendida, a existência parcial de fossas e em outros cenários as mesmas foram desprezadas.. Limitações do Método de Cálculo As imprecisões nos valores de cargas associadas aos esgotos domésticos apresentadas decorrem das variáveis e das considerações utilizadas. Os principais fatores interferentes no cálculo das cargas são: o cálculo da população e a sua distribuição espacial; os per capita de coliformes utilizados; as eficiências dos sistemas de tratamento existentes, em implantação e a implantar; a fórmula e o coeficiente de decaimento adotados;

12 o tempo gasto no percurso das cargas, que no caso em questão é função das distâncias médias adotadas para cada área e das correspondentes velocidades médias de escoamento; o aspecto de que algumas cargas não chegam efetivamente à área de estudo, em função de infiltração no terreno e ou eventualmente da existência de barramentos; os percentuais de atendimento por sistemas de coleta e de tratamento. Apesar do modelo Lagrangeano utilizar dados de concentração e vazões, e não exclusivamente de cargas, essas vazões associadas à cada carga (vazões de esgotos somadas às de drenagens pluviais e ou fluviais quando ocorrem), no caso específico das fontes ao longo da costa, não chegam a ser uma variável nesse procedimento. Os volumes das "fontes" não foram calculados a partir de uma diluição predeterminada ou estimada. Foi adotada uma dimensão em planta de quadrado padrão com 20 metros de lado, e o volume variando em função da profundidade do modelo de cada local em cada instante. O procedimento de pré definir o volume inicial da "fonte" foi aplicado apenas para o emissário submarino. As concentrações utilizadas (cargas e vazões de esgoto) são valores médios, ou seja, não estão sendo levadas em consideração as variações que efetivamente ocorrem entre os diversos dias e ao longo do dia. Deve ser ressaltado ainda, que os cálculos de carga apresentados são condições normais de tempo seco, ou seja: não foram considerados eventuais extravasamentos de estações elevatórias do sistema principal; e admitiu-se que as captações de drenagens contaminadas existentes estariam em pleno funcionamento. O único extravasamento considerado em tempo seco, foi no rio Lucaia em 1999, pois a ECP estava em fase de ampliação. Ainda, a condição seca utilizada, não é permanente no verão da região entorno da BTS, assim existirão momentos chuvosos, em que cargas provenientes de esgotos serão aportadas a determinadas praias que em condições "secas" não as recebem. Desta forma, foram também calculadas as cargas de tempo chuvoso para a Vertente Oceânica de Salvador incluindo o Porto da Barra, com vistas a permitir a discussão destes aspectos. Visando se ter um maior controle dos dados populacionais (fator a) procurou-se sempre que possível se comparar os dados utilizados com outros disponíveis. Para os fatores b, c e d foram utilizados dados obtidos a partir de estudos específicos devidamente referenciados. Aos fatores a, e e f foi dada, no presente estudo, especial atenção para a quantificação e pontos de aporte das cargas. O fato de se desprezar outras cargas de "run off" (falta de dados disponíveis para a sua quantificação), não se constitui um limitador para os presentes estudos, pois: (i) em cidades desprovidas de sistemas de esgotamento sanitário a sua ordem de grandeza é menor do que as cargas de esgotos; (ii) o Programa Bahia Azul inclui ações de varrição, coleta e destino final de resíduos sólidos sendo portanto esperada a redução dessa fonte em decorrência destas ações; (iii) estão sendo avaliadas as ações de esgotamento sanitário; e (iv) os cenários objetos das comparações na maioria das cidades são correspondentes a tempo seco quando a influência dessas cargas são significativamente menores. Apenas em Salvador

13 estão sendo apresentados resultados referentes a tempo chuvoso. O grande aporte de cargas decorrentes de esgotos domésticos nesta cidade torna insignificante as cargas relacionadas ao run-off. A influência dos diversos fatores enumerados nos resultados, foi minimizada ao longo do processo de refinamento do cálculo de cargas efetuado com vistas às simulações de prognóstico. Não se deve esquecer que os objetivos principais dos prognósticos é de se avaliar os efeitos do Programa Bahia Azul nas regiões das principais praias. As comparações que estão sendo propostas e apresentadas são entre cenários distintos, como antes do Programa Bahia Azul, e no horizonte de 2006 com a efetivação das ligações domiciliares, portanto com todos os sistemas em funcionamento. Assim, uma série de fatores que eram variáveis, passam a ser de certa forma constantes e outros tem a sua variabilidade reduzida, permitindo boas avaliações qualitativas.. Influência da Variação das Cargas nos Resultados Com a adoção dos procedimentos descritos, obteve-se em alguns pontos valores de cargas relativamente baixos que não seriam representativos para fins do prognóstico. Para a definição desse valor limite, foram então realizadas simulações em dois pontos distintos da BTS (foz do rio Paraguari e Cabuçu), com cargas hipotéticas de variando de 1,0x1013 a 1,0x1016 NMP coliformes totais/dia. Calculou-se valores teóricos de concentrações de coliformes fecais em pontos distantes da ordem de 50 metros do ponto de lançamento. Em ambos os casos, observou-se valores de concentração desprezíveis para as cargas de 1,0x1013 NMP coliformes totais/dia, mesmo para o ponto situado a 37m da fonte hipotética de Cabuçu (7,4x101 NMP coliformes fecais/100ml). Já as concentrações teóricas obtidas nas proximidades das fontes, para a carga de 1,0x1014 NMP coliformes totais/dia, se apresentaram com a ordem de grandeza de 102 NMP coliformes fecais/100ml. Em vista da escala de interesse do presente trabalho, não foram incluídas portanto nas simulações, fontes cujas cargas calculadas fossem inferiores a 1,0x1014 NMP coliformes totais/dia, uma vez que seus efeitos se mostraram extremamente localizados. O resultado desta consideração é o equivalente ao de se excluir do prognóstico, as cargas de uma aglomeração populacional em zona urbana não saneada adjacente à praia que seja inferior a 250 habitantes, ou de habitantes integralmente atendidos com fossas sépticas ou situados em zona rural costeira. RESULTADOS OBTIDOS

14 . Simulações de 1999 Esse cenário foi selecionado para um primeiro conjunto de simulações das condições de balneabilidade das praias. A região costeira de Salvador foi utilizada para aquilatar a qualidade dos resultados obtidos e selecionar as condições hidrodinâmicas mais adequadas para as avaliações do prognóstico. Foram geradas figuras com auxílio do software "Surfer", e calculados valores numéricos para cada estação monitorada pelo CRA, para 4 instantes distintos de maré em condições de sizígia e quadratura em condição "seca" para ambas vertentes e "chuvosa" apenas a maré de sizígia para a vertente oceânica, lançados em gráficos juntamente com resultados de coletas realizadas em 1999, na fase de diagnóstico. Na Vertente BTS, excluindo-se as duas estações do Porto da Barra, que em face de sua localização geográfica foram estudadas em conjunto com a Vertente Oceânica, existem oito estações continuamente amostradas pelo CRA e destas cinco também foram amostradas para fins do diagnóstico. Na vertente oceânica de Salvador existem 15 estações monitoradas pelo CRA e destas nove também amostradas em No tratamento estatístico dos dados coletados em 1999 e agrupados por sub-áreas, não foram observadas diferenças significativas entre as marés de sizígia e quadratura para todas as áreas. As medianas dos resultados de amostragens realizadas em marés de quadratura se apresentaram apenas ligeiramente superiores aos da sizígia. Na comparação dos dados de amostras coletadas em momentos próximos da baixamar/vazante com os da preamar/enchente, foram observadas diferenças significativas apenas no agrupamento das estações de praias da Vertente Oceânica, com a mediana dos resultados se apresentando mais alta na preamar/enchente. Os resultados obtidos com as simulações realizadas para 1999, mostraram a adequação dos métodos e dos procedimentos adotados, mas para fins de ilustração do presente trabalho está sendo apresentada apenas a Figura 2, que representa o mapa de concentração de coliformes fecais para a situação de tempo seco em 1999, na Vertente BTS, em maré enchente de sizígia, com decaimento bacteriano T90= 90 minutos, e a Figura 3 correspondente ao gráfico com os resultados de concentrações medidas e calculadas para cada estação monitorada na Vertente BTS. Figura 2 Resultado da simulação de 1999 para a Vertente BTS de Salvador para condições de tempo seco, maré de sizígia, momento de enchente, com decaimento bacteriano T90 de 90 minutos, apresentando mapas de concentrações de coliformes fecais com a utilização do software "Surfer".

15 Figura 3 Gráfico com os dados de concentração de coliformes fecais obtidos em amostragens e com os resultados das simulações para a Vertente BTS de Salvador no verão de 1999, em maré de sizígia. Os resultados apresentados na Figura 2, confirmam a situação crítica que se encontravam as praias da Vertente BTS, antes do efeito das ações do Programa Bahia Azul. Com relação aos resultados apresentados na Figura 3, foi observado que as diferenças de dados na estação de Roma (RO0100), decorreram da existência de unidades hospitalares com sistemas de tratamento deficientes, mas que no momento das amostragens do diagnóstico não estavam extravasando/escoando para a praia, e devido ao fato do procedimento de cargas considerar apenas população, bem como o ponto de lançamento corresponder a uma reduzida área de contribuição. Comparando-se as diversas figuras obtidas com os mapas de concentrações de coliformes fecais, observou-se um maior espalhamento das plumas de contaminantes nas condições de marés de sizígia, o que permite uma melhor visualização para fins de comparação de cenários. Nas figuras geradas foi utilizada uma escala de cores para melhor ilustrar os resultados. As cores, branca (valores inferiores a 100 NMP/100mL), azul (de 100 a 500 NMP/100mL) e verde (de 500 a NMP/100mL) representam condições caracterizadas como "próprias" para fins de balneabilidade. As demais cores representam concentrações acima do valor de referência do CONAMA de NMP/100mL e adotado como limite para os estudos. A ausência de diferenças relevantes nos resultados obtidos nas amostragens realizadas em 1999, para marés de sizígia e quadratura e a maior reprodutibilidade das condições verificadas em campo mostradas pelos dados de enchente e preamar, levaram a se optar pela utilização dos resultados das simulações realizadas para condições de maré de sizígia em momentos de enchente para a análise da balneabilidade das praias. Essa condição escolhida para as simulações não é necessariamente a condição mais desfavorável, que varia a depender de cada local, mas apresenta-se como representativa de um quadro geral.. Simulações de 1996 x Simulações de 2006 Os resultados obtidos nas diversas simulações foram apresentados sob a forma de mapas de concentrações de coliformes fecais para: visão geral da BTS (vide Figura 4), Vertente BTS de Salvador, Vertente Oceânica de Salvador e costa leste da ilha de Itaparica.

16 Figura 4: Visão geral da BTS em 1996, verão, maré de sizígia, enchente, T90=90 minutos (as plumas de coliformes fecais são pouco perceptíveis nessa escala) Para subsidiar a discussão dos resultados do Programa, foram calculadas para o ano de 2006, situações distintas de atendimento das populações com sistemas de esgotamento sanitário. Foram gerados ainda, "zooms" para comparação de efeitos localizados decorrentes da implantação dos sistemas nas diversas cidades contempladas pelo Programa Bahia Azul. Na Figura 5 é apresentado um exemplo dessa comparação das situações antes e após o Programa, no caso para a Vertente BTS de Salvador. Figura 5: Comparação das simulações realizadas para a Vertente BTS de Salvador em 1996 (esquerda) e com as ações do Programa Bahia Azul em 2006, considerando-se o atendimento a 95% da população (direita). No caso da Vertente Oceânica de Salvador (vide Figura 6), observou-se que mesmo com atendimento a 98% da população com sistema de esgotamento sanitário (considerando-se os 2% restantes desprovidos de soluções individuais), caso venham a ser desativadas as captações de tempo seco existentes poderiam ocorrer problemas localizados adjacentes aos pontos de lançamento das principais drenagens contaminadas nas praias da Barra e Ondina (vide Figura 7) Figura 6: Vertente Oceânica de Salvador em 2006 (verão).

17 Figura 7: Detalhe do trecho Barra-Ondina, verão 2006, com a desativação das captações de tempo seco.. Emissário Submarino do Rio Vermelho Além dos resultados apresentados em conjunto com a visão geral da BTS e com a Vertente Oceânica de Salvador (vide Figura 6) para os diversos cenários estudados, foram geradas uma série de simulações específicas para o emissário submarino existente. Inicialmente, a pluma foi simulada para condições de T90 de 60, 90 e 120 minutos para discussão da variabilidade dos resultados em função dos valores de decaimento adotados. Estão sendo apresentados resultados para a pluma com o decaimento diurno (T90=90min), comparandose os resultados obtidos para a vazão média de 2006 de 5,3m³/s, com os da sua capacidade máxima hidráulica de 8,3 m³/s, para condições meteorológicas usuais (vide Figura 8) e para condição de frente fria (vide Figura 9). Na Figura 10 são apresentados os resultados para valores de T90 de 270 e 540 minutos (valores semelhantes aos obtidos em ensaios desenvolvidos para a determinação do T90 noturno na baía de Guanabara, com garrafa escura com e sem agitação, respectivamente) na condição de ventos usuais (verão), com a vazão de 5,3m³/s. A discussão desses resultados está inseridas nas CONCLUSÕES. CONCLUSÕES As primeiras conclusões ocorreram no desenvolvimento dos estudos, confirmando-se que "SisBAHIA" está apto a simular uma vasta gama de cenários na área de estudo, permitindo a realização de prognósticos, e que os resultados obtidos com os modelos para 1999, mostraram a adequação do procedimento de cálculo de cargas adotado. Os resultados evidenciam que o componente de esgotamento sanitário do Programa Bahia Azul é de fundamental importância para a balneabilidade das praias da BTS e do seu entorno, como a seguir comentado: a) foi demonstrada a importância das estruturas provisórias das captações de tempo seco, enquanto não são concluídas as obras de infra-estrutura básica e as interligações; b) foi essencial a ampliação das metas do atendimento à população previstas no Plano Diretor de Salvador que era de 80%, definida pelo Governo no desenvolvimento do programa e viabilizada através da adoção do sistema condominial; c) na vertente BTS com 95% de atendimento (vide Figura 4 ), será observada uma melhora significativa, com apenas problemas localizados em alguns pontos de lançamentos de drenagens/córregos, caso a população não atendida não venha a dispor de fossas sépticas ou de soluções isoladas;

18 d) na vertente oceânica de Salvador (vide Figura 6), problemas localizados ocorreriam basicamente na foz dos rios, devendo ainda ser avaliada a manutenção das captações de tempo seco na Barra, Ondina e Armação (vide Figura 7); e) as praias da ilha de Itaparica, com exceção de alguns problemas localizados devido às aglomerações não atendidas pelo Programa, apresentariam condições favoráveis; f) as repercussões do Programa são expressivas nas vertentes BTS e oceânica de Salvador e darão resultados altamente satisfatórios nas áreas costeiras de Maragogipe, São Francisco do Conde e Madre de Deus; g) as simulações para a pluma do emissário submarino existente com a sua capacidade máxima e valor típico diurno de decaimento bacteriano, em condições meteorológicas usuais (vide Figura 8) e mesmo em condições de frente fria (vide Figura 9) confirmam os estudos anteriores, não ocorrendo concentrações de coliformes fecais acima do limite de referência da Resolução do CONAMA Nº 20/86 na faixa de balneabilidade das praias. Entretanto, simulações para condições noturnas (vide Figura 10), mostram uma aproximação crítica da pluma às praias, podendo em determinadas situações específicas adentrar essa faixa com concentrações superiores a esse limite. Figura 8: Simulação com utilização do SisBAHIA da pluma do emissário submarino do Rio Vermelho com vazões de 5,3m³/s e 8,3m³/s, T90 de 90 minutos em maré de sizígia com ventos usuais. Figura 9: Simulação com utilização do SisBAHIA da pluma do emissário submarino do Rio Vermelho com vazões de 5,3m³/s e 8,3m³/s, T90 de 90 minutos em maré de sizígia com ventos de frente fria.

19 Figura 10: Simulação com utilização do SisBAHIA da pluma do emissário submarino do Rio Vermelho com vazões de 5,3m³/s com T90 de 270 e 540 minutos (condições noturnas) em maré de sizígia com ventos usuais. RECOMENDAÇÕES As recomendações estão sendo apresentadas em dois grupos: um referente aos estudos e programas de monitoramento e o outro referente às ações complementares de esgotamento sanitário. Convém destacar que algumas das recomendações apresentadas em novembro/2000, já vem sendo implementadas e outras estão com providências em curso. Em decorrência dos trabalhos realizados, foram recomendados os seguintes estudos e programas de monitoramento: (i) manutenção e ampliação do programa de monitoramento sistemático das praias com a inclusão de novas estações; (ii) promover o monitoramento das condições de balneabilidade noturna das praias localizadas entre o Porto da Barra e Ondina, em condições específicas de maré; (iii) inclusão dos parâmetros Enterococus e Escherichia coli nos programas de balneabilidade; (iv) promover campanhas incluindo análise de coliformes na areia e fontes parasitológicas; (v) promover monitoramento específico das águas da baía de Itapagipe; (vi) dar continuidade ao programa de monitoramento do emissário submarino; (vii) realizar estudos para determinação de decaimento bacteriano; (viii) realizar monitoramento dos rios e córregos de Salvador; (ix) desenvolver um programa de monitoramento dos córregos e praias da ilha de Itaparica; (x) dar continuidade aos estudos de avaliação de impacto epidemiológico do Programa sobre a saúde pública; (xi) realizar estudos epidemiológicos visando correlacionar concentração de indicadores bacteriológicos e organismos patogênicos com os efeitos na saúde dos banhistas; (xii) desenvolver ações de divulgação e esclarecimentos visando a proteção da saúde de mergulhadores na área de influência do emissário submarino.

20 Com referência a implantação dos sistemas de esgotamento sanitário, as principais recomendações foram: (i) envidar esforços no sentido de universalizar o serviço de coleta e destinação final de esgoto, que já vem sendo perseguido, com a adoção das seguintes medidas:. maximizar a utilização de sistemas condominiais em áreas com características urbanísticas de favela;. maximizar a implementação de ações de urbanização de favelas, a exemplo do Programa Viver Melhor, do Projeto Novos Alagados e do Ribeira Azul;. maximizar as medidas que a Embasa vem tomando no sentido de ampliar as ligações domiciliares e eliminar as ligações clandestinas nas redes de drenagem;. desenvolver programas integrados de infraestrutura urbana em fundo de vales, com reassentamento de moradores, canalização dos córregos, com acessos laterais que permitam a implantação de coletores tronco, e o acesso à coleta de lixo;. utilizar soluções isoladas para atendimento de áreas específicas; e. em locais com baixa densidade populacional, estimular a utilização e a construção de fossas sépticas associadas a poços absorventes, trincheiras absorventes ou filtrantes (em função das condições do terreno); (ii) rever o Plano Diretor de Esgotos de Salvador ampliando o seu horizonte e a população atendida e os estudos referentes ao futuro sistema de disposição oceânica do Jaguaribe, no que diz respeito à sua capacidade e à antecipação da sua implantação visando redução de cargas do emissário existente; (iii) manter e ampliar, mas de forma provisória a utilização de captações de tempo seco; (iv) estudar a necessidade de se manter de forma definitiva algumas captações de tempo seco; (v) perseguir as metas de atendimento com sistemas de esgotamento sanitário e procurar se obter soluções alternativas para as residências não conectadas; (vi) implantar sistemas nas cidades de Saubara, Muritiba, Salinas da Margarida, Jaguaribe e Nazaré; (vii) estudar ações para sanear algumas localidades também não atendidas, apesar de alguns serem imperceptíveis na escala dos presentes trabalhos; (ix) disciplinar e ordenar a utilização de barracas (bares, restaurantes e sanitários) nas praias.

21 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AGUDO, E. A.; SANTOS, J. L. (1986) Experimental Measurement of turbulent Diffusion, Initial Dilution and T90. Wat. Sci. Tech. Vol 18, Nº11, pp CETESB, São Paulo, Brazil. CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resoluções do CONAMA 20/86. CONSÓRCIO GEOHIDRO/HIGESA/HYDROS/LATIN-CONSULT (1995) Revisão e Atualização do Plano Diretor de Esgotos de Salvador. Estudos Específicos e Volumes I, II e III. CONSÓRCIO HYDROS CH2M HILL (2000) Modelamento e Avaliação Ambiental / Relatório de Diagnóstico da Qualidade das Águas da BTS Volumes I, II, III e IV Revisão Final Nº RT MA-002-RF. CONSÓRCIO HYDROS CH2M HILL (2001) Modelamento e Avaliação Ambiental / Relatório de Prognóstico dos Efeitos do Programa Bahia Azul com Relação à Balneabilidade das Praias Revisão Final Nº RT MA-003-RF. CONSÓRCIO HYDROS CH2M HILL (2000) Modelamento e Avaliação Ambiental/Relatório Técnico de Modelamento da BTS Revisão Final Nº RT GR- 003-RF. EPA Environmental Protection Agency.(1999) Action Plan for Beaches and Recreational Waters. EPA/600/R-98/079. EPA Environmental Protection Agency.(1999) National Recommended Water Quality Criteria Correction. EPA/ HYDROS ENGENHARIA E PLANEJAMENTO LTDA.(1998) Revisão e Atualização do Plano Diretor de Abastecimento de Água de Salvador Extensivo aos Demais Municípios da Região Metropolitana. HYDROS ENGENHARIA E PLANEJAMENTO LTDA.(1998) Estação de Condicionamento Prévio. Resumo Descritivo do Empreendimento e Balanço de Massa. HYDROS ENGENHARIA E PLANEJAMENTO LTDA.(1995) Programa de Saneamento Ambiental de Salvador e Cidades do Entorno da Baía de Todos os Santos. Adequação dos Projetos ao "Estudo de Amortecimento de Picos de Vazão". HYDROSCIENSE (1977) Water Quality Model of Guanabara Bay.

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