Universidade Federal de Campina Grande. Relatório Técnico Projeto CISA

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1 Universidade Federal de Campina Grande Relatório Técnico Projeto CISA Estudante: Rodolfo Luiz Bezerra Nóbrega (UFCG) Coordenador UFCG: Prof. Carlos de Oliveira Galvão (UFCG) Coordenador Geral do Projeto: Prof. Jaime Joaquim Pereira Cabral (UFPE) Fevereiro de 2010

2 2 Apresentação O presente relatório descreve as atividades realizadas pelo estudante da Pós- Graduação em Engenharia Civil e Ambiental da UFCG, Rodolfo Luiz Bezerra Nóbrega, entre 12 de outubro de 2009 e 12 de janeiro de 2010 no Internacional Center for Arid and Semiarid Land Studies (ICASALS) da Texas Tech University (TTU) em Lubbock, Texas. Essas atividades fizeram parte do desenvolvimento da dissertação de mestrado do aluno supracitado intitulada Aspectos políticos e institucionais do aproveitamento de água de chuva no Semiárido Brasileiro e tiveram o acompanhamento acadêmico do Prof. Ken Rainwater, diretor do Water Resources Center, e Dr. Aberbal C. Correa, diretor do ICASALS, da TTU. O acompanhamento foi realizado através de reuniões quinzenais realizadas para avaliar o planejamento das atividades e discussão dos resultados. Esta ação está inserida no projeto intitulado Cooperação Internacional do Semi- Árido (CISA), na sua Meta 1 Implementação de projetos-piloto de aproveitamento de recursos hídricos não convencionais no semiárido, atividades 6 a 16 ( Bacia Escola de São João do Cariri UFCG ), e na sua Meta 2 Treinamento, capacitação e formação de recursos humanos na gestão dos recursos hídricos de regiões semiáridas, atividades 4 a 8 ( Cursos-estágios de curta duração ). O projeto CISA, financiado pelo Ministério da Ciência e Tecnologia (instrumento contratual FINEP nº ), é coordenado pelo Prof. Jaime Joaquim Pereira Cabral, do Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de Pernambuco.

3 3 Sumário 1. Introdução Caracterização física do Texas A captação de água de chuva no Texas Visitas técnicas e encontros realizados Informações coletadas nas visitas e encontros Considerações finais Bibliografia Lista de Figuras Figura 1. Tipos de solos no Texas (Fonte: 4 Figura 2. Aquíferos no Texas (Fonte: 5 Figura 3. Provável quantidade de água de chuva captada em uma área de captação padrão do Estado do Texas (fonte: 7 Figura 4. Distritos de Conservação do Solo e Água do Estado do Texas (fonte: 8 Figura 5. Registros de atividades agrícolas no Noroeste do Texas Figura 6. Um sistema de uso de água para consumo animal abastecido por um poço perfurado no aquífero Ogallala Figura 7. Visita técnica à instalação de um sistema de captação de água de chuva Figura 8. Conjunto de distritos de conservação de solo e água denominado High Plans Underground Water Conservation District Nº 1 que envolve os condados na região de Lubbock (fonte: 14

4 4 1. Introdução 1.1. Caracterização física do Texas Com cerca de 700 mil quilômetros quadrados o Texas, quase cinco vezes a área dos estados da Paraíba e Pernambuco juntos, é o segundo maior estado e mais populoso dos Estados Unidos da América. Esse fato colabora para que o Texas tenha diferentes características naturais em seu território. No extremo sul o clima é tropical, já no noroeste o clima é árido. A precipitação média varia de cerca de 1500 mm (leste) para 300 mm (oeste). Figura 1. Tipos de solos no Texas (Fonte:

5 5 Figura 2. Aquíferos no Texas (Fonte: A captação de água de chuva no Texas A prática do aproveitamento de água de chuva no Texas tem sido oficialmente promovida desde o ano de 2005, quando, através da House Bill (HB 2430), foi instituído o Comitê de Avaliação do Aproveitamento de Água de Chuva (Rainwater Harvesting Evaluation Committee, em inglês). Esse comitê teve representantes dos seguintes órgãos do governo do Texas: a) Agência de Gestão de Recursos Hídricos do Texas (Texas Water Development Board - TWDB, em inglês); b) do Departamento Estadual de Serviços de Saúde (Department of State Health Services); c) Divisão de Conservação e Reúso da Associação Americana de Sistemas de Abastecimento de Água (American Water Works Association, em inglês), seção do estado do Texas. 1 House Bill são projetos de leis (que podem ser aprovados ou não) que são criados na Texas House of Representatives.

6 6 O comitê foi presidido pelo representante da Agência de Gestão de Recursos Hídricos do Texas que, caso necessário, poderia solicitar assistência de consultores externos. Esse comitê foi estabelecido em caráter temporário para que até dezembro de 2006 fosse elaborado, por esses integrantes, um relatório para os governantes. O conteúdo desse relatório foi estabelecido pela HB 2430 e conteve: a) avaliação do potencial de aproveitamento de água de chuva no Estado do Texas; b) recomendações sobre: I) diretrizes básicas sobre qualidade de água e padrões para usos potáveis e não potáveis da água de chuva; II) métodos de tratamento para usos potáveis e não potáveis da água de chuva; III) alternativas, como o sistema duplo de abastecimento, para uso de sistemas de aproveitamento de água de chuva em conjunto com os sistemas municipais de abastecimento de água para usos residenciais, industriais, comunitários ou públicos; IV) alternativas para que o Estado possa promover o aproveitamento de água de chuva. Essa ação também alterou o Capítulo 341 do Código de Saúde e Segurança do Estado do Texas, intitulado Padrões mínimos para medidas de proteção de saúde e sanitária (Minimum Standards of Sanitation and Health Protection Measures, em inglês). O adendo colocado na seção 2, do subcapítulo C, cita que a comissão também deveria estabelecer recomendações de padrões relativos ao uso doméstico de água de chuva, incluindo métodos para tratamento e captação de água de chuva com o intuito de beber, uso na preparação de alimentos ou banho. Esses padrões tiveram que ser adotados pela Comissão de Qualidade Ambiental (Texas Commission on Environmental Quality, em inglês) do Texas até 1 de dezembro de 2006, prazo para entrega do relatório. O relatório foi disponibilizado em novembro de 2006 sob o título Rainwater Harvesting Potential and Guidelines for Texas, e a comissão responsável pela sua elaboração, obedecendo a HB 2430, foi extinta em 1 de janeiro de O relatório conta com todos os requisitos que constam na HB Na Figura 3 abaixo pode ser observado um mapa que consta no relatório, derivado das isoetas do Estado do Texas, que apresenta a provável quantidade de galões (cerca de 3,78 litros) de água de chuva captada em uma área de captação de pés quadrados (cerca de 186 m²).

7 7 Figura 3. Provável quantidade de água de chuva captada em uma área de captação padrão do Estado do Texas (fonte: Diretrizes relacionadas ao dimensionamento e estrutura dos projetos de captação de água de chuva que devem ser seguidas foram incorporadas ao Texas Manual on Rainwater Harvesting e a Texas Commission on Environmental Quality elaborou o documento regulador RG 445 intitulado Rainwater Harvesting: Guidance for Public Water Systems que regula o uso da água de chuva nos sistemas públicos de abastecimento de água. Com isso, foi adicionada ao grupo Innovative Water Technologies do TWDB a linha de trabalho em captação de água de chuva. Esse grupo foi formado para gerenciar os projetos e pesquisas que fornecem suporte ao desenvolvimento de regulações nas áreas de dessanilização e reuso de água, além de promover o uso dessas tecnológicas no Estado do Texas. Numa escala mais local, também foram iniciados projetos de incentivo à prática da captação de água de chuva através dos Distritos de Conservação de Solo e Água do Texas (Texas Soil and Water Conservation Districts, em inglês, Figura 4). Esses distritos fazem parte da estrutura governamental do Texas, que como os condados ou escolas distritais, são subdivisões do governo estadual. Os programas e planos

8 8 de trabalho de cada distrito são desenvolvidos de acordo com as necessidades locais de cada um deles. Figura 4. Distritos de Conservação do Solo e Água do Estado do Texas (fonte: As formas de incentivo de uso das tecnologias de captação de água de chuva atualmente utilizadas no Estado do Texas podem ser de duas maneiras: redução de impostos relativos à ocupação dos imóveis (Tax Exemption, em inglês) e ressarcimento relativo à aquisição dos equipamentos ou instalação do sistema (Rebate for Rainwater Harvesting, em inglês). Dentre os distritos que promovem essas práticas, o distrito de Travis, onde fica situada a cidade de Austin, capital do Texas, se destaca nas ações realizadas. Ainda em março de 2009 foi submetido ao governo o Projeto de Lei HB 4299, esse projeto previa a captação de água de chuva em todas as edificações públicas estaduais e recomendava as agências de gestão de água dos condados a promoção dessa ação. Esse projeto foi aprovado pela Texas House of Representatives, mas não foi pelo Texas Senate 2. 2 O Texas Senate, ou Senado Estadual, é a câmara de representantes do governo mais lata da hierarquia política estadual. Todas as leis que, sejam elaboradas pelo Senado ou pela House Bill, devem passar e ser aprovadas pelas duas casas para que possam ser efetivadas como lei.

9 9 Transversalmente às iniciativas governamentais, o Estado do Texas se destaca pela grande contribuição de organizações não governamentais e pelo setor privado que promovem o desenvolvimento de comercialização dos sistemas de captação de água de chuva. Dentre as organizações, se destaca a Associação de Captação de Água de Chuva do Texas (Texas Rainwater Catchment Association, em inglês), capítulo estadual da Associação Americana de Captação de Água de Chuva (American Rainwater Catchment Systems Association, em inglês), que organiza encontros com periodicidade anual entre usuários, empresas e órgãos governamentais para a promoção da captação da água de chuva. A associação ainda conta com premiações para as pessoas e empresas que contribuíram em aspectos relacionados ao tema e mantém um banco de dados sobre profissionais e empresas que trabalham na área. 2. Visitas técnicas e encontros realizados Durante o levantamento de dados, foram realizados encontros e visitas técnicas com o propósito de obtenção de informações de especialistas em diferentes áreas de conhecimento, prospecção de parceiros para outras atividades desenvolvidas no projeto CISA e para avaliação das práticas utilizadas em campo. Abaixo segue descrição as atividades relacionadas. Visitas técnicas a fazendas no Condado de Randall e no Condado de Swisher, ambas cerca de 150 km da cidade de Lubbock. As visitas tiveram como objetivo avaliar como os recursos hídricos são utilizados nas áreas rurais dessa região. As plantações de algodão predominam na região com um alto grau de mecanização (Figura 5).

10 10 Fotos: Marcelo Wallau e Rodolfo Nóbrega Figura 5. Registros de atividades agrícolas no Noroeste do Texas. Foi verificado que a captação de água de chuva não é uma prática comum na região, pois é bastante natural a perfuração de poços para explotação de água do aquífero Ogallala, como pode ser visto na Figura 4. No entanto é de conhecimento dos fazendeiros essa prática, embora não tenham conhecimento do emprego dela por outros fazendeiros. Também não foi observado nessas visitas que há uso do aproveitamento da água de chuva para uso residencial da água nessa região. Fotos: Rodolfo Nóbrega Figura 6. Um sistema de uso de água para consumo animal abastecido por um poço perfurado no aquífero Ogallala. Encontro com Dr. Hari Krishna em Austin, Texas, para obtenção de informações sobre o sistema legal sobre aproveitamento de água de chuva no estado do Texas. Dr. Krishna foi um dos fundadores da Associação de Captação de Água de Chuva dos Estados Unidos (sigla ARCSA, em inglês website:

11 11 e é o autor do Texas Manual on Rainwater Harvesting, documento de referência para estudos de captação de água de chuva no Texas distribuído pelo Texas Water Development Board, o órgão gestor de águas do Estado do Texas. Austin, cidade onde foi realizada a reunião, é a capital e cede do governo Texano e fica situada cerca de 600 km de Lubbock. Encontro com o Prof. Jeff Johnson do College of Agricultural Sciences and Natural Resources da Texas Tech University para discussão de resultados e de aspectos relacionados à gestão os recursos hídricos subterrâneos no Estado do Texas. Encontro com Peter Hall, professor da School of Law da Texas Tech University e pesquisador do Center for Water Law and Policy na linha de pesquisa sobre aspectos de captação de água de chuva e explotação de água subterrânea na região que compreende as cidades de Lubbock e Austin. Encontro com o Dr. Gabriel Eckstein, professor da School of Law da Texas Tech University e diretor do Center for Water Law and Policy da mesma instituição. O objetivo desse encontro foi de absorver informações sobre a gestão de recursos hídricos em nível federal (EUA) e estadual (Texas) e suas implicações nos métodos não convencionais de aproveitamento de recursos hídricos, como a captação de água de chuva. Encontro com Jim Crownover e visita técnica (Figura 7) a instalação de um sistema de captação de água de chuva na área urbana de Lubbock. Crownover é aposentado pelo United States Department of Agriculture e atualmente presta consultoria nas áreas de conservação de água e solo, sistemas de informação geográfica e captação de água de chuva.

12 12 Fotos: Jim Crownover e Rodolfo Nóbrega Figura 7. Visita técnica à instalação de um sistema de captação de água de chuva. Visita ao Center for Geospatial Technology da TTU para identificação de linhas de pesquisa comuns aos grupos de pesquisa presentes no CISA para apoio ao desenvolvimento do Sistema de Informação da Rede de Hidrologia do Semiárido e de Cabo Verde. 3. Informações coletadas nas visitas e encontros Os estudos realizados por pesquisadores na Texas Tech University mostram que tanto nas áreas secas como nas áreas úmidas do Texas o aproveitamento de água de chuva é necessário e viável. Por outro lado, ainda há deficiência na estrutura de leis e regulações em algumas partes do Texas, o que deixam uma lacuna sobre aspectos técnicos sistemas de aproveitamento de água de chuva. Para o eficiente uso da captação de água de chuva é necessário que as autoridades autorizem as ligações prediais, inclusive as ligações das águas servidas, o que em muitas situações ainda não são permitidas. Ao mesmo tempo, existem experiências que motivam o uso da água de chuva e deixam boas lições aprendidas sobre o tema, a exemplo do caso da cidade de Dripping Springs. Esse pequeno aglomerado urbano no condado de Hays, não possuía sistema de abastecimento público. A empresa responsável pelo fornecimento de água na região orçou um valor acima dos padrões econômicos locais para a ampliação do sistema de abastecimento até Dripping Springs. Com isso, alguns moradores optaram pela instalação de sistemas captação de água de

13 13 chuva para consumo potável e perfuração de poços para demais usos. Atualmente os cidadãos dessa cidade possuem elevada autonomia de suprimento de água em relação ao sistema público de abastecimento, que foi implantado recentemente. Motivado por essa cultura, foi nessa cidade que surgiu a única empresa dos Estados Unidos da América, cujo nome é Tank Town, que comercializa água de chuva engarrafada em padrões de qualidade adequados para consumo humano. No Noroeste do Texas, região onde está situada Lubbock, não foi observada nenhuma iniciativa governamental de uso de sistemas de captação de água de chuva, como também pouquíssimas iniciativas privadas. A consciência do uso de água racional nesse local é insuficiente, visto a quantidade exagerada de água que as pessoas utilizam e o uso de plantas não nativas que demandam grande quantidade de água e que são utilizadas no paisagismo local. Os poços locados no aquífero Ogallala são registrados e monitorados pelos perfuradores e essas informações enviadas aos administradores dos Distritos de Conservação do Solo e Água de alguns condados na região de Lubbock, denominado High Plans Underground Water Conservation District Nº 1 (Figura 8). Essas informações são avaliadas e apresentadas à comunidade através de um boletim informativo mensal denominado Cross Sections. Nesse informativo consta uma tabela que, entre outros dados, apresenta o nível de água dos poços, a diferença em relação ao último monitoramento e qual a situação do nível atual em relação às metas de conservação do aquífero.

14 14 Figura 8. Conjunto de distritos de conservação de solo e água denominado High Plans Underground Water Conservation District Nº 1 que envolve os condados na região de Lubbock (fonte: Programas de recarga não existem para o Aquífero Ogallala, uma das justificativas é que o fluxo horizontal da água é muito lento e a região não possui uma quantidade de chuva que justifique a recarga em relação à contribuição na quantidade de água para o aquífero. As leis que regem o uso dos recursos hídricos do aquífero Ogallala nos outros estados são diferentes. No estado do Novo México, por exemplo, os poços nesse aquífero são bastante esparsos entre si e no Kansas existem programas de recarga. Os aspectos relativos à qualidade de água no Ogallala ainda não foram bem explorados e não há ainda observações que indiquem influência das atuais atividades, pois se acredita que a influência das atividades praticadas na superfície, devido às características físicas do aquífero, ainda não foi suficiente para atingir o lençol freático desde que essas atividades foram iniciadas.

15 15 Embora seja notória a predominância da explotação de água do aquífero Ogallala como principal fonte hídrica da região, existem ações que buscam promover alternativas para uso dos recursos hídricos, como a captação de água de chuva. Uma das organizações que busca isso se chama Ogallala Commons (endereço na Internet: Em outras regiões do Texas as condições em relação ao uso dos recursos subterrâneos são diferentes, tanto por motivo das diferentes características do solo quanto dos diferentes índices pluviométricos. No caso do aquífero que abastece San Antonio, por exemplo, a recarga a cada ano é de vital importância para que níveis sejam suficientes para o abastecimento urbano. Quando o governo verifica, através das previsões climáticas, que o ano seguinte tem elevada probabilidade de ser seco, então são realizados acordos comerciais para que os agricultores dessa região utilizem de maneira mais moderada a água desse aquífero para irrigação, esses acordos incluem incentivos financeiros e cultivo de culturas que demandam menos água. Em caso disso ser detectado mais próximo às épocas de plantio, então o valor as vantagens econômicas para os agricultores tendem a aumentar, pois eles já demandaram mais tempo planejando os plantios do ano em questão. Embora haja iniciativas que promovam a articulação entre órgãos relacionados a recursos hídricos, como citado no levantamento documental, alguns aspectos são falhos. Um exemplo disto é o Safe Water Drink Act e o Clean Water Act, diferentes leis federais nos EUA que são endereçadas a tratar de muitos aspectos em comum e que não são totalmente integradas. Em relação à propriedade dos recursos hídricos, os governos estaduais detém a propriedade das águas superficiais, mesmo quando essas águas se remetem a corpos hídricos transfronteiriços. Já o uso da água subterrânea é, em geral, outorgado sem restrições de vazão, mas sim nível da água nos poços a longo prazo, para o proprietário do terreno o qual a fonte hídrica se encontra. 4. Considerações finais Atualmente a captação de água de chuva no Texas possui uma maior promoção nas áreas urbanas e, de acordo com o que foi verificado, depende, para sua adoção em larga escala, de incentivos governamentais. Embora esse estado ainda tenha muito que avançar nesse tema, muito já foi feito e há muitas outras iniciativas em

16 16 desenvolvimento. Dentre os pontos de destaque podemos observar uma razoável sintonia entre os órgãos do governo que tratam de qualidade e de quantidade dos recursos hídricos, a exigência de acompanhamento técnico nos empreendimentos, um bom acervo técnico fornecido pelo governo para o projeto dos sistemas de captação de água de chuva, iniciativas de incentivo para a aquisição e instalação dos sistemas em alguns distritos e rigor na proteção sanitária dos sistemas. Diante de toda a avaliação realizada, podem-se destacar como pontos importantes para contribuição do Early Warning System em desenvolvimento: É extremamente importante a geração de mapas com cenários de demanda, volumes das cisternas, riscos de desabastecimento, qualidade de água, dados sobre água subterrânea e outros tipos de informação que deem suporte ao processo decisório dos gestores, organizações e usuários dos recursos hídricos; É necessário considerar o desvio das primeiras águas na concepção dos sistemas de captação de água de chuva e nas simulações de balanço hídrico realizadas nas cisternas, como também deve-se considerar diferentes quantidades de água que se deseja desviar; As variáveis nível mínimo de água nos poços e distância mínima entre eles deve ser considerada no planejamento para perfuração, monitoramento e utilização de poços; A gestão dos recursos hídricos, principalmente subterrâneos, é realizada de maneira diferenciada para cada realidade existente no Texas, obedecendo às características locais que os envolvem; Os resultados de estudos relacionados a metodologias de aproveitamento de recursos hídricos não convencionais devem embasar propostas, análises e diagnósticos para suporte na elaboração de leis e planejamento de ações pelas agências governamentais, entre outros órgãos. Além da obtenção de todas as informações e contatos realizados para cumprimento dos objetivos prescritos no plano de trabalho, dá-se destaque aos seguintes resultados: As atividades de campo foram integradas às pesquisas do estudante de agronomia Marcelo Osório Wallau, estudante da UFRGS e que na época estava em

17 17 intercâmbio estudantil, sendo aluno regular da TTU. Essa parceria permitiu maior facilidade para o desenvolvimento das atividades; Está em produção um artigo intitulado Rainwater Harvesting Technology and Policies in Semiarid Regions -- Paraiba (Northeastern Brazil) and Texas (Southwestern United States) Case Study, fruto desta pesquisa realizada no Texas, para a Segunda Conferência Internacional em Clima, Sustentabilidade e Desenvolvimento em Regiões Semiáridas (ICID 2010); O conjunto de informações coletadas relacionadas ao aproveitamento de água de chuva permitiu uma percepção de como esse tópico é tratado em uma região seca e inserida em um contexto social e econômico diferente do Semiárido Brasileiro. Esse fato foi de grande contribuição para o desenvolvimento da dissertação que está sendo desenvolvida pelo aluno Rodolfo Nóbrega e que tem como objetivo analisar a gestão do aproveitamento desses recursos hídricos, ditos não convencionais, no Brasil e realizar propostas também baseadas em experiências internacionais. 5. Bibliografia 81st Legislature Regular Session of Texas, House Bill 2430 Establishment of a rainwater harvesting evaluation committee and to standards for harvested rainwater. Disponível em: < Acesso em: 10 de nov st Legislature Regular Session of Texas, House Bill Disponível em: < Acesso em: 10 de nov American Rainwater Catchment Systems Association. Disponível em: < Acesso em: 10 nov High Plains Underground Water conservation District. Disponível em: < Acesso em: 30 de out Innovative Water Technologies, Rainwater Harvesting. Disponível em: < Acesso em: 30 de out

18 18 KRISHNA, H. J. Ten Strategies to Promote Rainwater Harvesting. Disponível em: < Acesso em: 15 de nov Millions in U.S. Drink Dirty Water, Records Show. Disponível em: < Acesso em: 10 de dez Ogallala Aquifer Maps and Data, Texas Tech University. Disponível em: < Acesso em: 20 de out Rainwater Harvesting Potential and Guidelines for Texas. Disponível em: < Acesso em: 15 de out Texas Soil and Water Conservation Districts. Disponível em: < Acesso em: 10 de nov Texas Water Matters. Disponível em: < Acesso em: 20 de nov