Captação de água de chuvas na zona rural: uma alternativa para a convivência no semiárido

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1 CAPTAÇÃO E MANEJO DE ÁGUA DE CHUVA PARA SUSTENTABILIDADE DE ÁREAS RURAIS E URBANAS TECNOLOGIAS E CONSTRUÇÃO DA CIDADANIA TERESINA, PI, DE 11 A 14 DE JULHO DE 2005 Captação de água de chuvas na zona rural: uma alternativa para a convivência no semiárido nordestino Lucas da Silva 1, Hermes Alves de Almeida 2, José Ferreira da Costa Filho 3 1 Estudante do Curso de Geografia, Universidade Estadual da Paraíba (UEPB), Campina Grande, Bolsista PIBIC/CNPq/UEPB, lucasgeografia@yahoo.com.br; 2 Prof o Titular, UEPB, (Orientador) hemes_almeida@uol.com.br; 3 Prof o Adjunto, UFPB, Areia, PB, (Co-orientador) ) costafi@cca.ufpb.br RESUMO A irregularidade na distribuição espacial e temporal da precipitação pluvial no Nordeste brasileiro vem a cada ano agravando o drama social da população rural, por não dispor de água potável para suprir as necessidades básicas das famílias. Para a realização deste trabalho, utilizou-se a série histórica de precipitação pluvial da cidade de Areia, PB, correspondente ao período de a A área de estudo foi o Assentamento Manoel Joaquim, sítio Vaca Brava, zona rural do referido do município. Os dados mensais e anuais de precipitação foram ordenados de forma crescente, sendo calculados: as médias aritméticas, as medianas, os desvios padrão, os parâmetros da distribuição de freqüência e a probabilidade empírica aos níveis de 25, 50 e 75%. A partir dos totais anuais de chuvas estabeleceram-se seis cenários : a média do período, o máximo, o mínimo e os valores correspondentes aos três níveis de probabilidade. Os principais resultados mostraram a existência de elevadas oscilações, quando se compara o total de chuva observado com o esperado, cuja dispersão média foi da ordem de 77% para os totais mensais e de 24% para o anual. Os valores medianos mensais foram sempre menores que os das médias e, portanto, a distribuição de freqüência é assimétrica. O volume potencial médio anual de captação de água de chuva supera 62 mil litros de água enquanto que, o consumo, para uma família de seis pessoas, alcança cerca de 30 mil litros. Mesmo no cenário desfavorável de 25%, o volume captado de água supera o consumo de uma família de quatro pessoas. O estudo estatístico da série pluvial assegura a existência de um elevado potencial para a captação de água de chuvas, possibilita o 5º Simpósio Brasileiro de Captação e Manejo de Água de Chuva, Teresina, PI, 11-14/07/2005 1

2 planejamento e dimensionamento adequado do tamanho da cisterna por parte dos órgãos governamentais, ONGs e sindicatos. Palavras Chaves: clima, captação de água, cisternas. INTRODUÇÃO A água potável é um elemento indispensável à vida e, por isso, constitui num dos maiores problemas sociais do mundo, ainda mais por que a disponibilidade hídrica não vem crescendo na mesma proporção que o crescimento populacional. Na zona rural do semi-árido nordestino, a falta de água potável e a desnutrição alimentar são fatores que afetam a população rurícola. Embora essas questões sejam amplamente discutidas há muito tempo, ainda não se conseguiu acabar nem com a fome nem tão pouco com a sede. Há de fato uma irregularidade natural na distribuição dos mananciais hídricos no Brasil quando se compara a fonte com o consumo. A região Norte, por exemplo, e a que tem a maior disponibilidade hídrica (68,5%) e a menor população (menos de 5%). Já, o Nordeste tem apenas uma oferta de 3,3% de água superficial e cerca de 30% da população brasileira. Não há duvida de que a precipitação pluvial é o elemento meteorológico que apresenta a maior variabilidade espacial e temporal, tanto em quantidade quanto em distribuição mensal e anual, e espacial, quando se compara o valor observado, ou mesmo esperado, de um local para outro dentro da própria região (ALMEIDA, 2001). Aliado a essa baixa disponibilidade pluvial que é uma característica do próprio semiárido nordestino, onde os totais médios anuais variam entre 300 e 800 mm, se intensifica a irregularidade na distribuição espacial e temporal. Mesmo na curta estação chuvosa, que perdura por cerca três a quatro meses, os totais de precipitação observados são extremamente irregulares de local para local. O flagelo da seca no semi-árido brasileiro afeta milhões de pessoas e animais e dizima a agricultura de subsistência. Por isso, tem-se na captação de água de chuva uma alternativa para o desenvolvimento social e econômico desta região, mesmo porque as fontes de água subterrâneas existentes são na sua maioria escassas e salobras (GNADLINGER, 2000). Diante da irregularidade de chuva dessa região torna-se necessário um estudo estatístico da série pluvial existente e a determinação do tamanho da área de captação (telhado) das casas do Assentamento Manoel Joaquim (INCRA), Sítio Vaca Brava, Areia, PB, sendo a estimativa do potencial de captação de água de chuvas, o objetivo principal do presente trabalho. 5º Simpósio Brasileiro de Captação e Manejo de Água de Chuva, Teresina, PI, 11-14/07/2005 2

3 MATÉRIAS E MÉTODOS Para realização do presente do trabalho, utilizaram-se os dados mensais e anuais de precipitação pluvial (do período de 1920 a 2003), coletados na Estação meteorológica do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal da Paraíba, Areia -PB, latitude 06 o 58'S, longitude 34 o 51' W e altitude de 642 m. A área de estudo foi o Assentamento Manoel Joaquim (INCRA), localizado no sitio Vaca Brava, zona rural do referido município. Os dados da série pluvial foram agrupados e ordenados cronologicamente. Em seguida calcularam-se as medias de tendência central: média aritmética e mediana e de dispersão: amplitude e desvio padrão e outras análises estatísticas obedeceram às recomendações, fórmulas e critérios descritos por ASSIS, ARRUDA e PEREIRA (1996). Para determinar a probabilidade empírica anual (Pr, em %), os totais de precipitação foram ordenados em ordem crescente, sendo as estimativas feitas utilizando-se a equação: N Pr(%) = n + 1 sendo: N= número de ordem dos dados agrupados; n= número total de anos da série. A caracterização do regime de distribuição de chuvas foi feita a partir da análise dos dados mensais e anuais, considerando-se seis cenários: a média aritmética esperada, o ano mais chuvoso, o ano mais seco, e os totais anuais correspondentes e os níveis 25%, 50% e 75% de probabilidade. Para estimar os potenciais de captação de água de chuva e de consumo, mediram-se, respectivamente, os comprimentos e as larguras da cobertura das vinte e nove casas do Assentamento (incluindo o tipo de telhas) e o número de pessoas residentes por casa. Em seguida foram calculadas os tamanhos das áreas de captação e agrupando-as em intervalos de classe, utilizando-se a distribuição de freqüência e outras medidas estatísticas aplicadas aos dados de chuva. Partindo-se da relação de 1 mm de chuva corresponde a 1 litro por metro quadrado de área e adotando-se um coeficiente de escoamento superficial de 0,75 para telha de barro adotado por SILVA et al (1984), sendo o volume potencial anual de captação de água da chuva (VP) foi calculado por: VP (litros) = total de chuva (mm) área do telhado (m 2 ) 0,75 Com base nos resultados encontrados por JALFIM (2001), que revelaram que o consumo de água, no meio rural do semi-árido nordestino é, em média, de seis litros per 5º Simpósio Brasileiro de Captação e Manejo de Água de Chuva, Teresina, PI, 11-14/07/2005 3

4 capita por dia (3,5 litros para beber e 2,5 litros para cozinhar). E acordo com SILVA et al (1984), no dimensionamento da cisterna, deve-se considerar um consumo humano mínimo de 14 litros por dia, incluindo a fração utilizada na higiene do corpo, com exceção do banho, será determinado o consumo per capto. Os cálculos, as análises estatísticas e a confecção de gráficos foram feitas utilizando-se a Planilha Eletrônica Excel. RESULTADOS E DISCUSSÃO Os totais mensais referentes às médias, mediana e desvio padrão da precipitação pluvial são mostrado na Figura 1. Observa-se, na referida Figura, que os totais médios mensais estão associados a uma elevada dispersão mostrada através do desvio padrão (DP). As dispersão são elevadas, cujos DPs médios representam, respectivamente, cerca de 77 e 24% em relação as médias mensais e anual de chuvas esperadas, destacando-se, os meses de outubro a dezembro nos quais os desvios padrão são superiores as próprias médias, ou até mesmo, a mediana. Observa-se (Figura 1) que as médias e/ou medianas esperadas acima de 100 mm ocorram seqüencialmente durante seis meses, ou seja, de março a agosto. Os desvios padrão são ainda elevados, mas bem menores que os verificados nos outros meses, cuja média representa cerca de 52% da média esperada. Trata-se de um período com maior chance de ocorrência de precipitação, tanto em quantidade quanto em distribuição, sendo assim, considerado a estação chuvosa. 200 Média Med DP 200 Médias e medianas (mm) Desvio padrão (mm) 0 Jan fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Meses 0 Figura 1: Médias, medianas e desvio padrão mensal de precipitação pluvial da cidade de Areia, PB, correspondentes ao período: º Simpósio Brasileiro de Captação e Manejo de Água de Chuva, Teresina, PI, 11-14/07/2005 4

5 Os valores correspondentes às medianas mensais são menores que as médias aritméticas (Figura 1). Assim sendo, a distribuição de freqüência tem assimetria positiva o que concorda com os resultados encontrados por ASSIS, ARRUDA e PEREIRA (1996). Neste caso, a mediana é o valor mais provável de ocorrer do que a média. Diante disto, adotar-se-á a mediana com medida de tendência central e não a média como comumente é usada. A Figura 2 mostra as freqüências relativa e acumulada, em %, para os totais anuais de precipitação observados nos últimos 84 anos com os respectivos intervalos de classes. Observa-se que em cerca de 55 % dos anos da série choveu abaixo da média (1379 mm) e em 45 % a chuva foi superior. O número de anos com totais menores que 945 mm e maiores que 1695 mm ocorreu com uma freqüência de 6 e 15,5 %, respectivamente. As chances empíricas anuais estimadas aos níveis de 25, 50 e 75 % de probabilidade correspondem aos respectivos valores de 1095, 1331 e 1576 mm. No entanto, a probabilidade para ocorrer um mínimo de 645 mm (ocorrido em 1993) ou um máximo de 2205 mm (em 1985) é muito pequena ( 1%). Destaca-se, ainda, que a média aritmética anual ocorreu a um nível empírico de probabilidade de 55 %. Fazendo-se uma análise comparativa entre os totais de chuva aos níveis de 25 e 75 % de probabilidade, pode-se prognosticar a quantidade de chuva esperada (empiricamente) em 50 % dos anos, ao invés de se utilizar um procedimento habitual de assumir como sendo igual à média do período analisado, conforme relata ALMEIDA (2001). 20,0 16,0 100,0 80,0 FR (%) 12,0 8,0 4,0 60,0 40,0 20,0 FAC (%) 0,0 < >2145 Intervalos de classe (mm) 0,0 Figura 2: Histograma de freqüência (freqüências relativa- FR- e acumulada FAC) com totais anuais de chuva observados em Areia, PB, no período: º Simpósio Brasileiro de Captação e Manejo de Água de Chuva, Teresina, PI, 11-14/07/2005 5

6 Os volumes potenciais de água de chuva estimados para os seis cenários estatisticamente possíveis de ocorrência de chuva e para área de captação de 60 m 2 são mostrados na Figura 3. Observa-se que a média de captação é superior a 62 mil litros de água por ano. Volume de captação (mil litros) 120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 med max min 25% 50% 75% Cenários Figura 3: Volumes anuais de captação de água de chuva no Assentamento Manoel Joaquim, Vaca Brava, Areia, PB, admitindo-se seis cenários de ocorrência de chuvas. Apenas analisando-se os elevados valores de volumes de captação, constata-se que o referido assentamento dispõe de um elevado potencial natural para a captação de água de chuva, utilizando-se a área do telhado para a coleta da água de chuva. Os volumes de água usados para fins doméstico, calculados em função do número de pessoas que reside nas habitações rurais do Assentamento Emanuel Joaquim, são mostrados na Figura 4. Fazendo-se uma análise comparativa entre o potencial de captação (Figura 3) e o consumo difuso familiar (Figura 4) e assumindo-se, ainda, que a quantidade de água armazenada seria usada diariamente (e não somente para os meses da estação seca) e que o tamanho da família fosse de quatro pessoas, verifica-se que o consumo seria ainda inferior ao volume captado, mesmo para o pior cenário que é o de 25% (Figura 3). Destaca-se, entretanto, que a disponibilidade de água captada seria inferior ao volume consumido, apenas no ano de menor precipitação e para casas com mais de seis habitantes. Salienta-se, ainda, que a probabilidade de ocorrência desse volume mínimo é inferior a 1% º Simpósio 0 Brasileiro de Captação e Manejo de Água de Chuva, Teresina, PI, 11-14/07/ Número de pessoas (mil litros)

7 Figura 4: Estimativa do consumo de água anual para famílias com 4, 6, 8 e 10 pessoas. CONCLUSÃO Com base nos resultados conclui-se que: a) A distribuição mensal de chuvas é extremamente irregular e os desvios padrão, em alguns meses, supera a própria média esperada; b) A média anual de chuva ocorre a um nível de probabilidade entre 50 e 60%; c) O volume potencial médio de captação de água de chuvas e armazenado em cisterna garante o abastecimento de água potável, durante os 365 dias do ano, para famílias com mais de seis pessoas do Assentamento Emanuel Joaquim; d) O volume potencial de captação de água de chuvas, mesmo no ano mais seco, é suficiente para suprir diariamente com água potável uma família de quatro pessoas o que possibilitará a permanência da família no campo; e) O estudo estatístico da série pluvial permite planejar e dimensionar adequadamente o tamanho da cisterna por parte dos órgãos governamentais, ONGs no Semi-Árido nordestino. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALMEIDA, H. A. de. Probabilidade de ocorrência de chuva no Sudeste da Bahia. Ilhéus, CEPLAC/CEPEC. Boletim Técnico n. 182, 32p, ASSIS, F. N., ARRUDA, H. V., PEREIRA, A. R. Aplicações de estatística à climatologia: teoria e prática. Pelotas, RS, Ed. Universitária/UFPEL, 161p, GNADLINGER, J. A contribuição da captação de água de chuva para o desenvolvimento sustentável do semi-árido brasileiro: uma abordagem focalizando o povo. Juazeiro, BA, 2001, CD-ROM. JALFIM, F. T. Considerações sobre a viabilidade técnica e social da captação e armazenamento da água da chuva em cisternas rurais na região semi-árida brasileira. In: Simpósio de Captação de água de chuvas no semi-árido, 30, Campina Grande, PB, 21 a CD-ROOM, º Simpósio Brasileiro de Captação e Manejo de Água de Chuva, Teresina, PI, 11-14/07/2005 7

8 SILVA, A. S et al. Captação e conservação de água de chuva para consumo humano: cisternas rurais- dimensionamento, construção e manejo. EMBRAPA-CPTASA, Circular Técnica n. 12, 103p, VAREJÃO-SILVA, M. A. et al. Atlas Climatológico do Estado da Paraíba. Campina Grande, Universidade Federal da Paraíba, Núcleo de Meteorologia Aplicada, 132p, º Simpósio Brasileiro de Captação e Manejo de Água de Chuva, Teresina, PI, 11-14/07/2005 8