METODOLOGIA PARA CLASSIFICAÇÃO DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA COM BASE NO EMPREGO DE TIPOLOGIAS

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1 METODOLOGIA PARA CLASSIFICAÇÃO DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA COM BASE NO EMPREGO DE TIPOLOGIAS Erica Ramalho de Oliveira Aluna de Graduação em Engenharia Civil na Universidade de Brasília UnB. Fernanda Pinheiro Rezende (1) Aluna de Graduação em Engenharia Civil na Universidade de Brasília -UnB. Sérgio R. Ayrimoraes Soares Engenheiro Civil. Mestre em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos pelo Departamento de Engenharia Civil e Ambiental da Universidade de Brasília-UnB. Pesquisador do Grupo de Pesquisa Avaliação Integrada de Sistemas de Saneamento CNPq/UnB Ricardo Silveira Bernades Engenheiro Civil. Mestre em Hidráulica e Saneamento. PhD pela Wageningen Agricultural University, Holanda. Professor Adjunto do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental da Universidade de Brasília UnB. (1) Endereço: Q 06 Conj. G Casa 61- Sobradinho - DF CEP: Brasil TEL: (61) fprzd@yahoo.com.br RESUMO Um sistema de abastecimento de água ideal possui os seguintes componentes: captação, adutora, estação elevatória, ETA, reservatório, rede de distribuição e ligações domiciliares, cuja combinação determina o tipo de projeto a ser implementado e seu grau de impacto sobre a população. Como a consideração de todos esses componentes resultaria em um grande número de tipologias a serem avaliadas, foi desenvolvida uma metodologia de forma a selecionar os componentes mais significativos, levando-se em consideração os benefícios na saúde pública. O desenvolvimento dessa metodologia possibilita a classificação de um grande número de sistemas de abastecimento de água, permitindo uma fácil avaliação e comparação dos sistemas, o que resulta em ferramenta de grande utilidade na análise de Programas de Saneamento que abrangem mais de um município. 1 - INTRODUÇÃO A análise de sistemas de abastecimento de água pode ser mais facilmente realizada quando se estuda um sistema de maneira individualizada. Essa análise pode ser baseada nas unidades que este sistema possui, suas especificações de projeto, seu funcionamento, sua abrangência, entre outras características. Quando a análise abrange vários sistemas, como no caso de grandes Programas de Investimentos em Saneamento, que incluem vários municípios, a análise por componentes, a partir do detalhamento das informações, já não se mostra tão eficaz. Diante disso, torna-se importante utilizar outra metodologia de análise, que permita uma abordagem integrada. A Figura 1 apresenta um fluxograma de apoio à decisão para a escolha da técnica mais apropriada de análise, em função da natureza da avaliação. De acordo com a natureza da avaliação pretendida, observa-se que a

2 construção de tipologias consiste na técnica de avaliação mais indicada, pois a caracterização e análise de diferentes projetos e formas de implementação dos sistemas de abastecimento de água, permite compreender o processo de desenvolvimento dessas ações de saneamento ou, ainda, medir alguns de seus efeitos. Natureza da Avaliação Compreender o funcionamento do processo Medir os efeitos reais do processo Sem grupo- testemunha Com grupo(s)- testemunha Estudos de caso Análise de dados Construção de tipologias não Análise de séries temporais e análise de dados Construção de tipologias Há uma teoria? sim Modelagem conceitual ou simulação a partir de modelos preexistentes O grupo- testemunha pode ser equivalente ou não, o que leva à comparação entre grupos (com a possibilidade de variância) ou à experimentação pura testes em amostras análise multivariada modelagem matemática estatística, conceitual física ou determinística Figura 1 - Fluxograma de decisão para a escolha da técnica de avaliação mais apropriada. Fonte: adaptado de Comissariat Général du Plan (1986) A partir da classificação por tipologias, diferentes sistemas implementados, cada qual com suas especificações sobre unidades e componentes, podem ser agrupados em tipos com características básicas semelhantes. Esses tipos, por sua abordagem mais dinâmica, podem representar, de forma simplificada, como se caracteriza o sistema de abastecimento de água em alguns de seus aspectos considerados mais relevantes. 2 - OBJETIVO O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma metodologia que possibilite a classificação de um grande número de sistemas de abastecimento de água, de acordo com as diversas unidades que este possui, permitindo uma fácil avaliação e comparação dos sistemas. Essa classificação resulta em tipologias funcionais razoavelmente homogêneas, resultando em ferramenta de grande utilidade na análise de Programas de Saneamento que abrangem mais de um município. 3 METODOLOGIA PARA DEFINIÇÃO DAS TIPOLOGIAS Um sistema ideal de abastecimento de água compreende todas as unidades em funcionamento perfeito, a saber: captação, adutora, estação elevatória, Estação de Tratamento de Água ETA, reservatório, rede de distribuição e ligações prediais. Entretanto, a consideração de todas as características básicas de um sistema completo de abastecimento de água resultaria em um total de 192 tipos diferentes de sistemas. Esse número não

3 seria adequado uma vez que a praticidade e facilidade do emprego de tipologias não seriam aplicáveis. Desse modo, faz-se necessária a escolha de algumas unidades de referência para simplificação do método. Em função da realidade de cada município contemplado com a implantação de um sistema de abastecimento de água, pode-se verificar a existência de diferentes configurações desses sistemas, incluindo um ou mais componentes básicos de um sistema ideal. Esse aspecto repercute diretamente na forma de avaliação, pois determinados componentes do sistema determinam, em maior ou menor grau, os benefícios resultantes de sua implementação como, por exemplo, no que se refere ao efeito na saúde pública, seu principal objetivo. Um dos indicadores mais utilizados para se avaliar os impactos do saneamento sobre a saúde é a incidência de enfermidades diarréicas, devido aos seguintes fatores principais: (a) importância sobre a saúde pública; (b) validade, confiabilidade, custo e exeqüibilidade dos instrumentos empregados na sua determinação e (c) capacidade de resposta a alterações nas condições de saneamento. O impacto no controle da incidência de diarréias (e demais doenças do tipo feco-oral) devido a implantação de sistemas de abastecimento de água pode ser vislumbrado na Figura 2. VI Precariedade do abastecimento de água e esgotamento sanitário Esgotamento sanitário, ausência de abastecimento de água Va Vb Abastecimento de água, ausência de esgotamento sanitário IV Incremento no abastecimento de água e esgotamento sanitário Melhoria da qualidade da água IIIa IIIb IIIc Abastecimento de água sem intermitência Melhoria das condições de higiene Riscos Relativos Cenário Abordagem I II III VI Va Vb VI Mínima 1 2,5 2,5 3,8 3,8 4,9 6,1 Realista 1 2,5 4,5 6,9 6,9 8,7 11,0 II I Cobertura total por abastecimento de água e esgotamento sanitário, incluindo tratamento parcial dos esgotos Situação ideal em que não existe ocorrência de doenças do tipo feco-oral ( transmissão hídrica ou relacionada com a higiene) Figura 2 - Cenários e riscos relativos de ocorrência de doenças do tipo feco-oral associadas ao saneamento. Fonte: adaptado de Prüss et al. (2002) A Figura 2 apresenta os riscos relativos de se contrair essas doenças em diferentes cenários de infraestrutura sanitária. Esses riscos foram estimados com base em uma extensa base de dados e bibliografia internacional, porém ressalta-se que seus dados não devem ser tomados como definitivos, fornecendo, apenas, uma idéia da relevância dos sistemas de saneamento no contexto da saúde pública. Com efeito, observa-se que o risco de ocorrência de doenças do tipo feco-oral diminui substancialmente a medida em que ocorre melhoria das condições de higiene e dos sistemas de abastecimento de água e de esgotos sanitários.

4 No que se refere ao sistema de abastecimento de água, verifica-se que três aspectos são fundamentais para a diminuição do risco de doenças: a quantidade de água, a qualidade da água e as condições de higiene, conforme representado no cenário III da Figura 2. Na análise dos sistemas de abastecimento de água, procurou-se identificar os componentes que refletissem melhorias nesses aspectos fundamentais, representados, simplificadamente, por: captação e reservação (aspecto da quantidade), tratamento (aspecto da qualidade) e distribuição (aspecto da higiene, em função da maior facilidade de acesso). Vale ressaltar que o modo de acesso ao sistema foi considerado um item de importância nessa análise, uma vez que, além de indicar se a água está sendo distribuída de forma coletiva ou individual, entende-se que a rede de distribuição à qual ele está ligado existe e é acessível. Um sistema ideal de abastecimento de água compreende todas as unidades em funcionamento perfeito, mas uma análise real das implementações aponta algumas falhas nos sistemas existentes. As tipologias refletem de forma simplificada a localização dessas lacunas, ao mesmo tempo em que mostram especificações básicas do tipo de cada componente: (a) a captação pode ser de dois tipos, superficial ou subterrânea; (b) o tratamento pode se apresentar nos tipos convencional, simplificado (ou somente desinfecção) ou inexistente; (c) a reservação, aspecto mais simples, é classificada em existente ou inexistente; e (d) o acesso corresponde a um dos tipos de distribuição da água: individual ou coletiva. A relação entre o tipo de captação e o tipo requerido de tratamento de água pode ser evidenciada ao se examinarem as normas que regulamentam o uso das águas para o abastecimento público no Brasil. A resolução n o 20 do CONAMA de 1986, que classifica as águas doces, salobras e salinas no Brasil, estabelece o tipo de tratamento requerido para as águas destinadas ao abastecimento público de acordo com a classificação: classe especial (desinfecção), classe 1 (tratamento simples) e classes 2 e 3 (tratamento convencional). A classe especial, de forma evidente, pressupõe usos mais nobres e padrões de qualidade mais rigorosos. A NBR /92, que estabelece as condições para a elaboração de projetos de estações de tratamento de água - ETAs, recomenda determinadas tecnologias de tratamento de água conforme o tipo do manancial, de acordo com o apresentado na Tabela 1.

5 Tabela 1 - Tipos de águas naturais e tecnologias de tratamento destinadas à produção de água potável recomendadas pela NBR /92 Tipo Definição Características (**) Tratamento necessário A B C D Águas superficiais (*) ou subterrâneas provenientes de bacias protegidas e de acordo com padrões de potabilidade Águas superficiais (*) ou subterrâneas provenientes de bacias não protegidas e que possam atender aos padrões de potabilidade com tratamento que não exija coagulação química Águas superficiais provenientes de bacias não protegidas e que exijam tratamento por coagulação química para atender aos padrões de potabilidade Águas superficiais de bacias não protegidas, sujeitas à poluição, e que requeiram tratamentos especiais para atender aos padrões de potabilidade - DBO 5 (média < 1,5) - CT (média mensal 50 a 100) - ph (5-9) - Cloretos (< 50) - Fluoretos (< 1,5) - DBO 5 (média 1,5-2,5) - CT (média mensal 100 a 5.000) - ph (5-9) - Cloretos (50-250) - Fluoretos (1,5-3,0) - DBO 5 (média 2,5-4,0) - CT (média mensal a ) - ph (5-9) - Cloretos ( ) - Fluoretos (> 3,0) - DBO 5 (média > 4,0) - CT (média mensal maior que ) - ph (3,8-10,3) - Cloretos (> 600) Desinfecção e correção de ph Desinfecção e correção de ph (a) decantação simples para águas contendo sólidos sedimentáveis (b) filtração para turbidez < 40 UNT e cor aparente inferior a 20 UH Coagulação, seguida ou não de decantação, filtração rápida, desinfecção e correção de ph Tratamento mínimo da água Tipo C e tratamento complementar apropriado para cada caso (*) A nova portaria do Ministério da Saúde (Portaria n o 106 de 08 de março de 2004) exige que toda água para consumo humano suprida por manancial superficial e distribuída por meio de rede deve incluir tratamento por filtração, com prazo máximo de 36 meses para o seu cumprimento, contados a partir da data de publicação (**) DBO 5, Cloretos e Fluoretos (em mg/l); Coliformes Totais - CT (em NMP/100 ml) Fonte: ABNT (1992) Em função das diferentes combinações possíveis utilizando-se os quatro componentes selecionados (captação, tratamento, reservação e acesso), as ações em abastecimento de água foram agrupadas segundo as diferentes tipologias descritas na Tabela 2.

6 Tabela 2 Tipologias de Sistemas de Abastecimento de Água. Tipologia Captação Tratamento Reservação Acesso A1 Subterrânea Simplificado Sim Coletivo A2 Subterrânea Simplificado Sim Individual A3 Subterrânea Simplificado Não Coletivo A4 Subterrânea Simplificado Não Individual A5 Subterrânea Convencional Sim Coletivo A6 Subterrânea Convencional Sim Individual A7 Subterrânea Convencional Não Coletivo A8 Subterrânea Convencional Não Individual A9 Subterrânea Sem tratamento Sim Coletivo A10 Subterrânea Sem tratamento Sim Individual A11 Subterrânea Sem tratamento Não Coletivo A12 Subterrânea Sem tratamento Não Individual A13 Superficial Simplificado Sim Coletivo A14 Superficial Simplificado Sim Individual A15 Superficial Simplificado Não Coletivo A16 Superficial Simplificado Não Individual A17 Superficial Convencional Sim Coletivo A18 Superficial Convencional Sim Individual A19 Superficial Convencional Não Coletivo A20 Superficial Convencional Não Individual Observa-se que, na Tabela 2, não foi considerada a possibilidade de sistemas que combinassem captação superficial sem tratamento de água. Os tipos A13 a A16 apresentam uma combinação dos componentes Captação Superficial e Tratamento Simplificado não recomendada pela nova Portaria do Ministério da Saúde. Entretanto, essa combinação foi mantida uma vez que a mesma portaria prevê um prazo para adequação dos sistemas. 4 RESULTADOS Para aplicação da metodologia proposta de classificação em tipologias, foram escolhidos, aleatoriamente, projetos de sistemas de abastecimento de água de 46 municípios brasileiros, objetos de investimentos realizados pela Fundação Nacional de Saúde FUNASA, entre janeiro de 2001 e dezembro de Esses municípios estão localizados nas regiões Norte (28%) e Nordeste (72%), totalizando nove estados (Alagoas, Bahia, Ceará, Maranhão, Pará, Paraíba, Piauí, Rondônia e Tocantins), têm gestão dos serviços de abastecimento de água Estadual (52%) ou Municipal (48%), e podem ser classificados de acordo com seu porte populacional em três grupos: (a) até 10 mil habitantes (28%); (b) entre 10 e 20 mil habitantes (44%); e (c) mais de 20 mil habitantes (28%). A classificação dos projetos, com base na Tabela 2, resultou na classificação tipológica dos municípios apresentada na Tabela 3.

7 Tipo n* f* Tabela 3 Distribuição de Frequências da Tipologia na Amostra. Região Gestão do Serviço de Saneamento Porte Populacional (hab.) Norte Nordeste Estadual Municipal <10 mil Entre 10 e 20 mil >20 mil n f n f n f n f n f n f n f A1 1 0, , , , A2 22 0,47 6 0, , ,59 9 0,41 8 0,36 8 0,36 6 0,28 A6 3 0,07 3 1, ,33 2 0, ,67 1 0,33 A9 3 0, ,00 1 0,33 2 0,67 1 0,33 1 0,34 1 0,33 A10 6 0, ,00 3 0,50 3 0,50 1 0,17 1 0,17 4 0,66 A12 3 0,07 2 0,67 1 0,33 2 0,67 1 0,33 2 0,67 1 0, A14 7 0,15 1 0,14 6 0,86 4 0,57 3 0,43 1 0,14 6 0, A20 1 0,02 1 1, , ,00 Total 46 1, , , , , , , ,28 Nota: (*) n frequência absoluta; f frequência relativa A classificação mostra que somente 8 dos 20 tipos se aplicam à amostra em questão. Considerando as 6 principais ocorrências, observa-se ainda que o tipo predominante A2 ocorre em todas as subclassificações existentes (regional, populacional e de gestão), o que não acontece com nenhuma outra tipologia. Ressalta-se a ocorrência de 7 municípios (15% da Amostra) na tipologia A14, que, como foi citado anteriormente, apresenta uma não conformidade com as normas em vigor. 5 CONCLUSÕES A partir dos resultados encontrados, pode-se perceber que a proposta metodológica consegue agrupar realidades distintas, no aspecto saneamento, em grupos com características similares. Como a tipologia proposta baseia-se em definições e escolhas adequadas ao seu objetivo, os tipos resultantes possibilitam estudo comparativo de sistemas de abastecimento de água com base em critérios de quantidade, qualidade e condições de higiene. Com base nos resultados da amostra avaliada, pode-se verificar a grande incidência da tipologia A2, que envolve captação subterrânea, tratamento simplificado, reservação e acesso individual por meio de ligações domiciliares. Entretanto, a metodologia empregada também permite identificar aquelas tipologias que caracterizam sistemas não adequados, como o caso dos municípios tipo A14. A partir dessa etapa, a confirmação do potencial dessa metodologia depende de levantamento de campo para avaliar o grau de homogeneidade dos grupos encontrados. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. (1992). NBR Projeto de estações de tratamento de água. Rio de Janeiro, RJ. Commissariat Général du Plan (1986). Evaluer les politiques publiques; méthodes, déontologie, organisation. La documentation Française, Paris, França, 181p.

8 Prüss, A.; Kay, D.; Fewtrell, L. E Bartram, J. (2002). Estimating the burden of disease from water, sanitation and hygiene at a global level. Environmental Health Perspectives, 110(5),