CAPTAÇÃO E UTILIZAÇÃO DE ÁGUA PLUVIAL EM RESIDÊNCIAS PARA POPULAÇÃO DE BAIXA RENDA EM ÁREAS URBANAS: estudo de caso

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1 CAPTAÇÃO E UTILIZAÇÃO DE ÁGUA PLUVIAL EM RESIDÊNCIAS PARA POPULAÇÃO DE BAIXA RENDA EM ÁREAS URBANAS: estudo de caso Eduardo Cohim 1; Ana Garcia² & Asher Kiperstok³ RESUMO --- O crescimento populacional, o processo de industrialização e conseqüente aumento da demanda por água nos grandes centros urbanos, têm causado a insuficiência e degradação dos mananciais superficiais e subterrâneos próximos a estas regiões, gerando a necessidade de buscar maiores volumes de água, em locais cada vez mais distantes, com elevado encargo energético. A escassez da água vem sendo amplamente discutida em vários segmentos, evidenciando a necessidade de ações voltadas ao uso eficiente deste recurso. A substituição de fontes, como a captação e utilização de água de chuva, mostra-se como uma importante alternativa ao atendimento de demandas menos restritivas. Assim, este trabalho teve por objetivos caracterizar o uso da água, nos pontos de consumo e avaliar a utilização de água pluvial, para usos não potáveis, em residências para população de baixa renda, localizadas em Mapele, Simões Filho BA. A partir dos resultados verificou-se que a adoção de um sistema simples para captação de água pluvial, representou uma redução do consumo de água potável, no tanque de lavar roupas, bastante significativa, permitindo que esta, com melhor qualidade, fosse destinada para usos mais nobres. ABSTRACT ---The population increasing, the industrialization process and the resulting increasing in the water demand in the big cities have causing shortage and degradation of the water resources near those regions, generating the need to look for more water at longer distances, with high energy content. The water shortage is broadly argued in many segments of society, showing the necessity of actions focused on efficient water use. The use of alternatives, decentralized sources as rainwater harvesting is an important option to water supply for non potable uses. Than, this paper had for objectives to characterize the use of the water, in the consumption points and to evaluate the use of rainwater, for uses non potable, in residences for population of low income, located in Mapele, Simões Filho Bahia. From the results it was identified the main consumption points in the studied residences and it was verified that the adoption of a simple system for rainwater harvesting represented quite significant reduction of the consumption of drinking water in the residences, allowing that this, of better quality, it was used for nobler uses. Palavras-chave: Uso racional da água, captação de água de chuva. 1. Engenheiro sanitarista; Professor na Faculdade de Ciência e Tecnologia (FTC); Pesquisador da Rede de Tecnologias Limpas e Minimização de Resíduos TECLIM-UFBA. Rua Aristides Novis. Escola Politécnica - Departamento de Engenharia Ambiental. Federação. CEP Salvador Bahia. Tel.: / ecohim@ufba.br 2. Engenheira sanitarista e ambientalista, pesquisadora da Rede de Tecnologias Limpas e Minimização de Resíduos TECLIM-UFBA. Salvador Bahia, CEP apaagarcia@terra.com.br 3. Engenheiro Civil; Coordenador da Rede de Tecnologias Limpas e Minimização de Resíduos (TECLIM) e do Programa de Pós Graduação em Produção Limpa, Departamento de Engenharia Ambiental, Escola Politécnica, Universidade Federal da Bahia (EP/UFBA) Salvador Bahia, CEP asher@ufba.br IX Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste 1

2 1. INTRODUÇÃO A importância da água em quantidade e qualidade suficiente para garantir a saúde humana é reconhecida e debatida há muitos anos, em contrapartida, a escassez da água vem sendo amplamente discutida em vários segmentos, evidenciando a necessidade de ações voltadas ao uso eficiente deste recurso. Um grande número de pessoas vive, ainda hoje, sem acesso à água em quantidade e qualidade compatível com as suas necessidades básicas, especialmente a população de baixa renda. O crescimento populacional, o processo de industrialização e conseqüente aumento da demanda por água nos grandes centros urbanos, têm causado a insuficiência e degradação dos mananciais superficiais e subterrâneos próximos a estas regiões, gerando a necessidade de buscar maiores volumes de água, em locais cada vez mais distantes e com elevado encargo energético. Em contrapartida, a expansão das cidades e das áreas impermeáveis, reduz a infiltração da chuva no solo, aumenta o volume de água lançado na rede de coleta pluvial e torna mais freqüente os casos de alagamento. A crise no abastecimento d água mostra a necessidade de buscar alternativas ao atual estado de uso deste recurso, que contribuam para o uso eficiente da água. A substituição de fontes mostrase como uma importante alternativa no atendimento a demandas menos restritivas. A captação e utilização de água de chuva, usada desde a antiguidade por muitos povos, apresenta-se como tecnologia moderna e viável quando associada a novos conceitos e técnicas construtivas alternativa para o abastecimento descentralizado. Com base nisso este trabalho teve por objetivo avaliar a utilização de água de chuva, para usos não potáveis, em residências para população de baixa renda nas áreas urbanas, tendo como estudo de caso casas localizadas no Condomínio CrêSer, em Mapele, Simões Filho BA O consumo de água e suas variáveis O crescimento populacional, o processo de industrialização e conseqüente aumento da demanda por água nos grandes centros urbanos, têm causado a insuficiência e degradação dos mananciais superficiais e subterrâneos próximos a estas regiões, gerando a necessidade de buscar maiores volumes de água, em locais cada vez mais distantes e com elevado encargo energético. Se por uma lados, o atual modelo de saneamento caracteriza-se pelo uso perdulário dos recursos água e energia, levando à conseqüências como escassez e poluição dos mananciais, representando um problema de saúde pública, limitando o desenvolvimento econômico e os recursos naturais (COHIM & KIPERSTOCK, 2008). Por outro, ainda hoje, um grande número de pessoas vive sem acesso à água em quantidade e qualidade compatível com as suas necessidades básicas, especialmente a população de baixa renda. Born (2000 apud GONÇALVES, 2006) afirma que além da escassez física, existem mais dois tipos de escassez: a econômica gerada pela IX Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste 2

3 incapacidade de pagar os custos de acesso a águas e a política, relacionada às políticas públicas quando estas não proporcionam a algum segmento da população o acesso à água. Segundo dados da PNAD (BRASIL, 2007) a população atendida com serviço de abastecimento de água no Brasil cresceu 3,9%, de 2005 para As regiões Nordeste e Norte apresentaram os maiores aumentos nos índices de atendimento por sistema de abastecimento de água, 1,2% e 1,5%, respectivamente. Porém, observa-se ainda, grande variação no atendimento quando comparadas as grandes regiões brasileiras, mostrando que existe demanda significativa a ser atendida, especialmente nas regiões Norte, Nordeste e Centro-Oeste, nestas a população atendida com rede geral de abastecimento de água representa de 56,1%, 75,1% e 79,5%, respectivamente. Porem, apesar da ampliação da cobertura, ainda existem condições de risco a saúde para uma parte significativa da população, devido ao não atendimento, ou ainda a descontinuidade no abastecimento (OPAS, 2001 apud MATOS, 2007). A crise no abastecimento d água em áreas urbanas gera a necessidade de buscar alternativas capazes de reverter o estado atual de uso deste recurso e que contribuam para o uso eficiente da água pela sociedade. Segundo DIXON e colaboradores (1999) a sustentabilidade urbana só será alcançada caso a sociedade se direcione no sentido do uso eficiente e apropriado da água. A substituição de fontes mostra-se como uma importante alternativa no atendimento de demandas menos restritivas. Ao invés de problema, as águas pluviais podem ser manejadas como solução para o abastecimento descentralizado. Porem, o manejo destas deve buscar aproveitar a água precipitada antes que ela entre em contato com substancias contaminantes, armazenando-a para uso doméstico e criar condições de infiltração do excedente, restaurando os fluxos naturais reabilitando mais uma alternativa para abastecimento de água local e descentralizado (COHIM e KIPERSTOK, 2008). Sistemas para aproveitamento de água de chuva são utilizados desde a antiguidade. Existem relatos do uso de água de chuva por vários povos como Incas, Maias e Astecas (GNADLINGER, 2000). Braga e Ribeiro (2001) buscando avaliar a opinião da sociedade de Campina Grande - PB sobre a implantação de sistemas de captação de água de chuva nessa cidade, onde o sistema de abastecimento d água tem vivenciado severa crise, a partir de entrevistas com representantes de três grupos da sociedade: o poder público, os usuários da água e a sociedade civil, concluíram que, para a maioria dos entrevistados, a alternativa não se apresenta entre as mais desejáveis. Entre as razões declaradas apresentam-se: a concepção de que a alternativa é mais apropriada para o meio rural e a preocupação com o nível da qualidade de água armazenada no reservatório. O medo das doenças de origem hídrica é geralmente usado como argumento para a não utilização do sistema de aproveitamento de água pluvial, porem se estes forem corretamente instalados e utilizados os riscos a saúde são reduzidos, tendo em vista os vários sistemas já IX Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste 3

4 construídos e em uso. (The Rainwater Technology Handbook, 2001 apud TOMAZ, 2005). Andrade Neto (2004) afirma que apesar de milenar a captação e utilização de água de chuva é uma tecnologia moderna quando associada a novos conceitos e técnicas construtivas e de segurança sanitária. Em algumas cidades brasileiras já existem leis que têm por objetivo obrigar as construções a reterem a água de chuva, para diminuir as enchentes urbanas. Em Santo André a Lei Municipal nº 7.606, de dezembro de 1997 institui a cobrança de taxa referente ao volume de água lançado na rede de coleta pluvial do município. Em São Paulo, a Lei Municipal nº de janeiro de 2002, torna obrigatória a execução de reservatório para as águas de chuva nos lotes que tenham área impermeabilizada superior a 500m². Em setembro de 2007, a ABNT aprovou a norma técnica NBR 15527, que trata do aproveitamento da água de chuva de coberturas em áreas urbanas para usos não potáveis. Em países como Califórnia, Alemanha e Japão são oferecidos financiamentos para a construção de sistemas de captação de água de chuva. A captação e utilização da água de chuva, quando aplicada em regiões urbanas, como uma fonte substitutiva e complementar àquela fornecida pela concessionária, diminui a pressão da demanda nos mananciais locais e regionais, permitindo o direcionamento destes recursos para o atendimento dos consumos mais nobres, para uma parcela maior da população Componentes do sistema de captação e utilização de água pluvial Um sistema de captação e utilização de água de chuva é composto de: Superfície de captação: Telhados, pátios e outras áreas impermeáveis podem ser utilizados como superfície de captação. O tamanho desta está diretamente relacionado ao potencial de água de chuva possível de ser aproveitada, enquanto isso, o material da qual é formada influenciará na qualidade da água captada e nas perdas por evaporação e absorção. Os telhados são mais utilizados para captação devido a melhor qualidade da água que este fornece. Calhas e Tubulações: Utilizados para transportar a chuva coletada, podem ser encontrados em diversos materiais, porém os mais utilizados são em PVC e metálicos (alumínio e aço galvanizado). Tratamentos: O tipo e a necessidade, de tratamento das águas pluviais dependerão da qualidade da água coletada e do seu destino final. Reservatórios: Representa o item mais oneroso do sistema de captação e utilização de água pluvial, por isso deve ser dimensionado com bastante critério. COHIM et al. (2007) a partir do modelo que relaciona Volume do Reservatório x % de atendimento e Economia na conta de água, utilizando os dados de precipitação de Salvador, observou que aumentando o tamanho do reservatório o usuário terá um incremento sempre crescente no investimento a ser realizado, entretanto, a redução no consumo de água e no valor da conta pago a concessionária, não crescem na mesma proporção. IX Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste 4

5 Bombas e sistemas pressurizados: Estes dispositivos são usados quando os pontos de utilização estão em cotas superiores a do nível de água no reservatório principal. Durante a concepção do sistema de aproveitamento de água pluvial deve-se buscar a utilização de reservatórios elevados e o encaminhamento da água coletada diretamente para este, quando possível, evitando o bombeamento e aumentado assim a eficiência energética do sistema. 2. MATERIAIS E MÉTODOS 2.1. Estudo de caso Foram avaliadas oito residências, localizadas no Condomínio CrêSer, construído para população de baixa renda, localizado no município de Simões Filho BA, área de influência do Centro Industrial de Aratu, Região Metropolitana de Salvador. As instalações hidrossanitárias das casas foram adaptadas para atender os objetivos do projeto Equipamentos instalados As residências em estudo possuem 5 pontos de consumo de água, são eles: 1 chuveiro, 1 lavatório, 1 vaso com caixa de descarga de sobrepor (volume útil de 6,8litros), 1 pia na cozinha e 1 lavanderia instalada na área externa da casa. Um sistema de captação de água pluvial composto de reservatório de 250l, em fibra de vidro, que alimenta o tanque de lavar roupa e é abastecido pela água de chuva captada pelo telhado, com possibilidade de alimentação também a partir do sistema público quando o nível d agua baixar de determinado valor, foi implantado em oito casas que participam da pesquisa. Durante a concepção deste, optou-se pela utilização de reservatório elevado com o encaminhamento da água coletada diretamente para este, evitando assim a necessidade de bombeamento. Um pluviômetro de campo, em acrílico, foi instalado no quintal de uma das casas que fazem parte da pesquisa, permitindo assim acompanhar a precipitação no local. Hidrômetros monojato com vazão nominal Qn: 0,75m³/h, classe metrológica B ou A, quando instalados na posição vertical ou horizontal, respectivamente, foram instalados nos ponto de consumo, na entrada de água potável no reservatório de água pluvial e na entrada geral das residências. Estes foram instalados na posição horizontal, sempre que possível, visando obter a classe metrológica mais precisa, porém em alguns casos, devido à falta de espaço, tornou-se necessário a instalação na vertical. IX Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste 5

6 a) c) b) d) e) Figura 01 - Sistema de Captação de água de Chuva e equipamentos Instalados na área de estudo. a, b, c: esquema do sistema de captação de água pluvial, ligação entre os reservatórios e foto dos sistema; d: hidrômetro; e: pluviômetro de campo Leitura dos medidores e participação da comunidade. Leituras diárias dos hidrômetros foram realizadas pelos próprios moradores das casas. Optouse por esse método de leitura devido ao alto custo para implantação de medição remota e por permitir a participação e envolvimento da população local, promovendo a conscientização quanto ao uso racional da água, durante o processo. Durante o estudo foram realizadas reuniões e treinamentos com os moradores buscando orientá-los para leitura medidores instalados e informá-los sobre os objetivos e andamento da pesquisa. A substituição das planilhas, para anotação dos dados lidos, e o esclarecimento das eventuais duvidas que fossem surgindo eram realizadas durante visitas periódicas dos técnicos à comunidade. Os moradores foram orientados a realizar a leitura dos hidrômetros no mesmo horário, anotando na planilha, caso contrário, o horário desta Aplicação de questionário. Um questionário, contendo perguntas relacionadas à percepção do usuário sobre a utilização de água pluvial no domicilio e os usos potenciais para esta fonte, foi respondido por um morador de cada residência Tratamento e analise dos dados Para tratamento e analise dos dados foram utilizados os softwares Excel e Minitab RESULTADOS 3.1. Características socioeconômicas das residências avaliadas As residências estudadas possuem em média 3,3 habitantes. A idade média destes é de 18,13 anos, caracterizando uma população bem jovem. Os níveis de escolaridade predominantes foram o IX Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste 6

7 primeiro grau incompleto e o ensino médio completo, ambos com 36%, em seguida tem-se o primeiro grau completo (14%), seguido do ensino médio incompleto com 9%. Nenhum dos moradores possui nível superior. (COHIM et al, 2008) A renda familiar dessas é de até 2 salários mínimos, sendo que, a maioria (78%) possui renda de até 1 salário mínimo (COHIM et al, 2008). Almeida (2007) afirma que a falta de educação formal representa uma barreira à conscientização de uma população quanto aos seus direitos, deveres e de como seus atos impactam o meio ambiente, sendo fundamental uma campanha de conscientização direta e intensiva para uma população pouco instruída Consumo de água nas residências estudadas. O consumo per capita nas residências variam entre 74,34 e 85,99 litros/hab.dia, com valor médio de aproximadamente 80 litros/hab.dia. No condomínio estudado, a concessionária de águas e esgoto não mede o consumo residencial, sendo cobrado o valor referente a 10m³/mês. Porém, segundo os dados levantados, este varia entre 5,2 e 13,1 m³/mês, ficando o consumo médio destas em torno de 9,1±5,1 m³/mês (COHIM et al, 2008). A partir da figura 2, verifica-se que nas casas estudadas, o consumo na lavanderia, que é abastecida pelo reservatório de água pluvial, varia entre 12,4 a 16,8 litros/hab.dia, o que representa 17% do consumo total da residência. O principal ponto de consumo nestas é a pia da cozinha (29%), seguida do vaso (23%) e do chuveiro (21%). 28 (IC 95% para a média) Chuveiro 21% Lavanderia 17% litros/hab.dia Vaso 23% Cozinha 29% Lavanderia Cozinha Vaso Chuveiro Figura 02 - Distribuição do consumo de água por ponto de utilização nas casas estudadas. Fonte: Cohim, et al, Utilização da água de chuva nas residências estudadas Lavatório 10% Durante a pesquisa de opinião todos os entrevistados responderam que hoje em dia o uso da água de chuva, como fonte alternativa de abastecimento, é importante. Dentre os motivos mais relevantes foram declarados, escassez de água e conservação dos recursos naturais, ambos citados por 57% dos entrevistados, seguido por alternativa ao abastecimento intermitente, escolhido por 43% dos entrevistados. Porém durante a aplicação dos questionários, observou-se que grande parte IX Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste 7

8 dos entrevistados que citaram escassez de água e conservação dos recursos, relacionavam estes ao abastecimento intermitente. Muitos declararam que a utilização água de chuva permitiria economizar a potável, no caso de falta d água, o que acontece com grande freqüência, refletido na reclamação de todos os entrevistados de abastecimento intermitente na região. A descontinuidade no abastecimento caracteriza-se como um importante indicador na avaliação dos serviços de abastecimento de água potável, pois a intermitência representa um risco para a saúde pública e indica má utilização e operação da infra-estrutura existente (OPAS, 2001 apud MATOS, 2007). Economia de recursos financeiros só foi citada por um entrevistado, acredita-se que isto se deve ao fato da conta de água no condomínio ser calculado com base no consumo presumido, ou seja, nas casas não há hidrômetros instalados pela concessionária, esta considera que todos os imóveis consomem até 10m³. Assim a redução no consumo de água não se reflete na conta paga por eles, o que representa uma barreira às iniciativas para racionalização do consumo nesta população. Ao perguntar para quais usos aceitariam a utilização de água de chuva, foram mais votados: lavar roupas (100%) e descarga em vaso sanitário (88%). Em seguida encontram-se usos como banho, irrigação de jardim e lavagem de carro. Como na maioria das casas entrevistadas já existe o sistema de água pluvial que abastece o tanque de lavar roupas, observa-se que a descarga dos vasos representa um uso em potencial a ser atendido com água de chuva, sem resistência ao uso, por parte dos moradores. Apesar dos problemas encontrados, como vazamentos na saída do reservatório, alterações realizadas pelos moradores nas instalações, período sem leituras dos hidrômetros e pluviômetro instalado na área, e da baixa precisão deste ultimo, foi possível calcular o balanço hídrico do sistema. Verificando que a adoção de um sistema bem simples para captação e utilização de água de chuva, representou uma redução do consumo de água potável, no tanque de lavar roupas, bastante significativa. A partir do volume acumulado, obtido das leituras dos hidrômetros instalados na entrada de água potável no reservatório de água pluvial e na ligação deste com a lavanderia, verificou-se uma economia de água potável, usada no tanque de lavar roupas, variando entre 40% e 92%, com média de 70%, que, em volume, representa uma redução na demanda por água do sistema público, em torno de 10 litros/pessoa dia, ou seja, 13% da demanda diária total por água. IX Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste 8

9 precipitação (mm) precipitação substituição Ago Set Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Atendimento com água pluvial Figura 03 - Distribuição da Precipitação mensal e do atendimento do consumo com água pluvial, durante o período analisado. Relacionando o percentual médio de substituição de água potável por pluvial no mês, para o ponto de consumo analisado, com a precipitação lida no pluviômetro instalado na área, figura 03, verifica-se uma tendência ao aumento no percentual de atendimento nos meses mais chuvosos, conforme esperado. 4. CONCLUSÕES A partir desta pesquisa, verifica-se que a adoção de um sistema bem simples para captação e utilização de água de chuva, representou uma redução do consumo de água potável, no tanque de lavar roupas, bastante significativa, permitindo que esta, com melhor qualidade, fosse destinada para usos mais nobres. Recomendam-se ações que estimulem a implantação de sistemas de captação e aproveitamento de água de chuva, porem estas devem ser associadas à adequação das instalações hidráulicas prediais, dimensionamento criterioso do sistema, observando as características locais, evitando que projetos inadequados sejam adotados, comprometendo os aspectos positivos da alternativa. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem o apoio recebido da FINEP/PROSAB, PIBIC/CNPQ, Fundação Crê e famílias envolvidas na pesquisa. BIBLIOGRAFIA ALMEIDA, G. (2007) Metodologia para caracterização de efluentes domésticos para fins de reúso: estudo em Feira de Santana, Bahia. 180p. Dissertação (Mestrado Profissional em Gerenciamento e Tecnologia Ambiental no Processo Produtivo) -- Escola Politécnica, Universidade Federal da Bahia. ANDRADE NETO, C. O. de. (2004) Proteção Sanitária das Cisternas Rurais. In: Anais do XI Simpósio Luso-brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Natal, Natal: ABES/APESB/APRH. IX Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste 9

10 BRAGA, C.; RIBEIRO, M.(2001). Captação de água de chuva para Campina Grande-PB: a opinião da sociedade. In: Anais do 3º Simpósio Brasileiro de Captação de água de Chuva no Semi-árido. Campina Grande. Petrolina: ABCMAC. CD-ROM. BRASIL.(2007) Pesquisa nacional por amostra de domicílio - Síntese de Indicadores Rio de Janeiro: Ministério do Planejamento, Orçamento e Gestão / Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IBGE. 270p. COHIM, E; GARCIA, A. P. A; KIPERSTOK, A.(2007). Captação direta de água de chuva no meio urbano para usos não potáveis. In: Anais do 24º Congresso de Engenharia Saitária e Ambiental, 24, Belo Horizonte. Rio de Janeiro: ABES, p. COHIM, E; GARCIA, A. P. A; KIPERSTOK, A.(2008) Caracterização do consumo de água em condomínios para população de baixa renda: estudo de caso. In: XXXI Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental. Santiago, Chile (Texto ainda não publicado) COHIM, E.; KIPERSTOK, A.(2008) Racionalização e reuso de água intradomiciliar. Produção limpa e eco-saneamento. In: KIPERSTOK, Asher (Org.) Prata da casa: construindo produção limpa na Bahia. Salvador. DIXON, A.; BUTLER, D.; FEWKES, A.(1999) Water saving potential of domestic water reuse systems using greywater and rainwater in combination. Water Science & Technology: Options for closed water systems: Sustainable water management. V. 39, N. 5, IAWQ. Londres. GNADLINGER, J.(2000) Coleta de água de chuva em áreas rurais. In: Anais eletrônicos do 2º Fórum Mundial da Água, Holanda. Disponível em: acesso em: Abri GONÇALVES, Ricardo Franci (Coord.) (2006). Uso racional de água em edificações. Rio de Janeiro: ABES. v p. (Projeto PROSAB, Edital 4). MATOS, J. (2007) Proposição de método para a definição de cotas per capita mínimas de água para consumo humano. Brasília, 108p. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos). Universidade de Brasília. Faculdade de Tecnologia TOMAZ, P. (2005) Aproveitamento de água de chuva: para áreas urbanas e fins não potáveis. 2. ed. São Paulo: Navegar. 180 p. (Série Tecnologia) IX Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste 10