I INVESTIGAÇÃO DE FATORES DE INFLUÊNCIA NO CONSUMO PER CAPITA DE ÁGUA EM ESTADOS BRASILEIROS E EM CIDADES DE MINAS GERAIS

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1 I-4 - INVESTIGAÇÃO DE FATORES DE INFLUÊNCIA NO CONSUMO PER CAPITA DE ÁGUA EM ESTADOS BRASILEIROS E EM CIDADES DE MINAS GERAIS Marcos von Sperling ( 1 ) Engenheiro Civil. Doutor em Engenharia Ambiental pelo Imperial College, Univ. Londres. Professor Adjunto do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da UFMG. Ana Sílvia Pereira Santos Engenheira civil pela UFMG. Ex-bolsista de Iniciação Científica pelo CNPq. Marília Carvalho de Melo Engenheira civil pela UFMG. Ex-bolsista de Iniciação Científica pelo CNPq. Marcelo Libânio Engenheiro Civil. Doutor em Engenharia pela USP-São Carlos. Professor Adjunto do Departamento de Engenharia Hidráulica e Recursos Hídricos da UFMG. Endereço (1) : Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental UFMG; Av. Contorno o andar; Belo Horizonte marcos@desa.ufmg.br RESUMO O presente trabalho investiga valores típicos do consumo per capita de água e seus principais fatores de influência. São analisados dados dos 26 estados brasileiros e de 45 municípios de Minas Gerais, com base em dados de 1999 divulgados pelo SNIS - Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento, além de outras fontes complementares. Os possíveis fatores de influência considerados na pesquisa foram: (a) indicador do porte da comunidade: população do município; (b) indicador do nível econômico da população ou da região: arrecadação do município dividida pela população do município (no caso dos estados, considerou-se a renda per capita, expressa em dólares); (c) indicador do clima: temperatura média anual; (d) indicador da disponibilidade hídrica na região: precipitação média anual e (e) indicador do nível de medição e tarifação do consumo: índice de hidrometração. As principais conclusões obtidas foram: (a) os valores do consumo per capita de água nos estados brasileiros apresentam uma grande variação, com um valor médio de 157 L/hab.d e uma faixa de variação de 93 a 298 L/hab.d; (b) o consumo per capita de água nos estados está associado à renda per capita da população nos diversos estados; (c) nos 45 municípios do Estado de Minas Gerais, observou-se uma influência no consumo per capita de água dos seguintes fatores: faixa de renda, faixa de precipitação e porte da comunidade; (d) os percentis 25% e 75% do consumo de água variaram de 12 a L/hab.d nos municípios de Minas Gerais. PALAVRAS-CHAVE: Abastecimento de água, consumo de água, quota per capita de água INTRODUÇÃO Para a determinação da vazão de demanda, objetivando a implantação ou ampliação dos sistemas de abastecimento de água, diversos parâmetros devem ser avaliados em detalhe. Dentre estes, a população abastecida residente, temporária e flutuante, os coeficientes de majoração para o dia e hora de maior consumo e o consumo per capita. A definição deste último parâmetro apresenta, segundo a ABNT (199), duas vertentes distintas em função da perspectiva ou não da determinação dos consumos residenciais, industriais e comerciais. Na impossibilidade desta determinação, a demanda deve ser estabelecida a partir de cidades de características semelhantes. A magnitude da vazão de demanda necessária ao atendimento da população abastecível decorre da definição do consumo per capita (L/hab.dia), que, por sua vez, envolve uma série de fatores, cuja hierarquização pode ser: a) nível sócio-econômico da população abastecida; b) presença de indústrias; c) clima; d) porte, ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

2 características e topografia da cidade; e) percentual de hidrometração e custo da tarifa; f) existência de rede coletora de esgotos e administração do sistema de abastecimento de água. No contexto do estado de Minas Gerais, pesquisa apresentada por Penna et al (1), analisando a cota per capita de abastecimento de água para cidades com população de 1 a mil habitantes - discriminando as parcelas referentes à demanda residencial, comercial, pública e industrial -, apontou uma média global de 148 L/hab.dia, com aproximadamente 83 % deste consumo de origem residencial. Esta pesquisa delineou também significativa correlação, embora sem a estimativa do coeficiente de determinação (R 2 ), entre a cota e a renda per capita para as cidades com população superior a 3 mil habitantes, indicando a influência de outros fatores para as comunidades de menor porte. Outro estudo (Campos e von Sperling, 1997), enfocando nove bairros de Belo Horizonte e Contagem MG, com distintas classes sócio-econômicas - Alta, Média Alta, Média, Média Baixa e Baixa e consumo essencialmente domiciliar, apontou fortes correlações entre o consumo de água e fatores como a renda per capita (R 2 =,942), área do lote (R 2 =,887) e, quase como conseqüência do parâmetro anterior, o número de vasos sanitários (R 2 =,81). A relação entre o consumo per capita de água e a renda familiar foi expressa através da Equação 1. A Figura 1 ilustra a regressão efetuada. QPC Renda água =,21 +,3 x Renda (1) onde: QPC água = quota per capita de água consumida (L/hab.d) Renda = renda familiar mensal média (número de salários mínimos) (1 salário mínimo = US$ 8) CONSUMO PER CAPITA vs NÚMERO DE SALÁRIOS MÍNIMOS y=x/((.21)+(.3)*x) CONSUMO PER CAPITA (l/inhab.d) Fig. 1. Consumo domiciliar per capita de água em função da renda familiar (Belo Horizonte e Contagem - MG) A influência do porte da cidade e, consequentemente, da magnitude da população abastecida não foi confirmada em recente avaliação (Magalhães et al, 1 ) contemplando 83 sistemas de abastecimento de água, rurais e urbanos, do interior do estado de São Paulo. Apesar do estudo envolver cidades com população de até 113 mil habitantes, a cota per capita média de 129 L/hab.dia apresentou pequena variação, materializada pelo desvio padrão de 23 L/hab.dia, indicando fraca correlação entre o consumo e o tamanho da cidade. Todavia, uma vez que essa estimativa balizou-se no consumo micromedido diário, as atividades públicas, comerciais e industriais, às quais o porte da cidade está intrinsecamente relacionado, foram minimizadas, com tendência a reduzir as diferenças na cota per capita. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 2

3 OBJETIVO O presente trabalho objetiva investigar valores típicos do consumo per capita de água e seus principais fatores de influência, em termos de médias estaduais e em diversas cidades de Minas Gerais, com base em dados recentemente divulgados pelo SNIS - Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento. METODOLOGIA A análise tem por base os dados de 1999, divulgados pelo Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS ). Em relação a 1999, o SNIS dispõe de dados referentes aos sistemas de abastecimento de água de 73,9 % dos municípios brasileiros, perfazendo 92,8% da população urbana (Miranda et al, 1). Os dados climatológicos estaduais foram obtidos na homepage do Instituto Nacional de Pesquisa Espacial (INPE). Os dados de renda per capita nos estados foram obtidos do Almanaque Abril 1. Os dados climatológicos e econômicos dos municípios de Minas Gerais foram obtidos na homepage da Assembléia Legislativa do Estado de Minas Gerais. Os dados dos 26 estados brasileiros e do Distrito Federal dizem respeito aos municípios abastecidos por prestadores de serviço de abrangência regional, tipicamente as Companhias de Saneamento Estaduais. Os dados dos 45 municípios do Estado de Minas Gerais correspondem a municípios abastecidos pela Companhia Estadual e por serviços de abrangência local (SAAEs e DEMAEs). O Estado de Minas Gerais pode ser considerado como um bom retrato médio do Brasil, por apresentar regiões de maior e menor poder aquisitivo, maior e menor precipitação, maior e menor temperatura. Os fatores de influência considerados na pesquisa foram: (a) indicador do porte da comunidade: população do município; (b) indicador do nível econômico da população ou da região: arrecadação do município dividida pela população do município (no caso dos estados, considerou-se a renda per capita, expressa em dólares); (c) indicador do clima: temperatura média anual; (d) indicador da disponibilidade hídrica na região: precipitação média anual e (e) indicador do nível de medição e tarifação do consumo: índice de hidrometração. Procurouse adotar indicadores simples e facilmente obteníveis. RESULTADOS E DISCUSSÃO Dados nacionais A Figura 2 mostra os valores médios do consumo per capita de água obtidos para os vários estados do Brasil (dados de 1999, relativos às cidades abastecidas pelas Companhias Estaduais de Saneamento. A ampla diversidade regional brasileira fica patente na grande variação da cota per capita nos estados. O valor médio nacional é de 157 L/hab.d. CONSUMO PER CAPITA DE ÁGUA DE MÉDIO NOS ESTADOS (COMPANHIAS ESTADUAIS) QPC ÁGUA (l/hab.d) CONSUMO MÉDIO NO BRASIL: 157 l/hab.d RR RO AP AM PA AC TO PI MA RN CE PB AL PE SE BA RJ ES MG SP SC RS PR DF GO MT MS NORTE NORDESTE SUDESTE SUL CENTRO-OESTE Fig. 2. Valores médios da cota per capita de água consumida nos vários estados do Brasil (dados de 1999 das Companhias Estaduais de Saneamento, divulgados pelo SNIS, ) ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 3

4 Dos fatores potencialmente influenciáveis no consumo per capita de água, apenas a renda per capita mostrou uma certa importância. A Figura 3 apresenta o gráfico de dispersão dos dados (eixo dos X em escala logarítmica), juntamente com a equação de melhor ajuste. Observa-se que o valor de R 2 foi relativamente baixo, devido à grande dispersão dos dados. No entanto, a tendência de um maior consumo de água pelas populações com maior renda per capita é evidente. Consumo per capita de água (l/hab.dia) Renda Per Capita (estados) x Consumo Per Capita de Água 3 y =,72Ln(x) - 24,97 R 2 =,3431 1,E+2 1,E+3 1,E+4 Renda Per Capita (US$/hab.ano) Fig. 3. Consumo per capita de água em função da renda per capita nos diversos estados brasileiros Dados de Minas Gerais Com relação aos dados dos 45 municípios de Minas Gerais, cujos dados estavam discretizados no SNIS, temse os seguintes comentários. As faixas de variação dos dados foram: consumo per capita de água: 84 a 248 L/hab.d; população: 4. a 2.. hab; arrecadação média per capita: 16 a 3 R$/hab.ano; temperatura média anual: 2 a 26 o C; precipitação média anual: a 17 mm/ano. A Figura 4 apresenta a relação do consumo per capita de água com a arrecadação per capita e com a precipitação média anual nos municípios. Note-se que o conceito de arrecadação municipal dividida pelo número de habitantes é distinto do conceito de renda per capita, utilizado para os estados. Os outros fatores de potencial influência não tiveram nenhuma relação evidente com o consumo per capita. Novamente, a análise deve ser feita no sentido de se interpretar tendências e valores médios, já que os coeficientes R 2 foram baixos, em virtude da grande dispersão dos dados. Consumo per capita de água (l/hab.dia) Arrecadação Per Capita (municípios de MG) x Consumo Per Capita de Água y = 15,838Ln(x) + 74,183 R 2 =,293 1,E+1 1,E+2 1,E+3 1,E+4 Arrecadação Per Capita (R$/hab.ano) ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 4

5 Consumo per capita de água (l/hab.dia) Precipitação Média Anual (municípios de MG) x Consumo Per Capita de Água y = 19,38e,3x R 2 =,1169 Precpitação Média Anual (mm/ano) Fig. 4. Consumo per capita de água em função de: (a) arrecadação municipal dividida pela população e (b) precipitação média anual (45 municípios de Minas Gerais). As Figuras 5 e 6 apresentam as faixas de variação do consumo per capita de água em função da arrecadação municipal per capita, precipitação média anual e população dos 45 municípios de Minas Gerais, categorizados por faixas. Considerou-se como divisor entre renda baixa e renda alta o valor de R$224/hab.ano, que corresponde à mediana dos dados obtidos. O divisor entre precipitação baixa e alta foi 13 mm/ano, que corresponde à média do estado de Minas Gerais. Naturalmente que estes valores são específicos para a região estudada, embora acredite-se que as tendências e faixas possam ser extrapoladas, desde que com critério. QPC DE ÁGUA CONSUMIDA EM FUNÇÃO DAS CLASSES DE RENDA E PRECIPITAÇÃO QPC ÁGUA (L/hab.d) RENDA BAIXARENDA ALTA PRECIPITAÇÃO: BAIXA RENDA BAIXARENDA ALTA PRECIPITAÇÃO: ALTA Mín-Máx 25%-75% Mediana Fig. 5. Box-plot dos valores do consumo per capita de água, em função das classes de arrecadação municipal per capita e de precipitação média anual (45 municípios de Minas Gerais) ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 5

6 QPC DE ÁGUA CONSUMIDA EM FUNÇÃO DA POPULAÇÃO DO MUNICÍPIO QPC ÁGUA (l/hab.d) Mín-Máx POP <=. hab POP >. hab 25%-75% Mediana Fig. 6. Box-plot dos valores do consumo per capita de água, em função das classes de população do município (45 municípios de Minas Gerais) Em função dos valores dos percentis 25% e 75% apresentados nas Figuras 5 e 6, tem-se as faixas de consumo per capita de água apresentadas no Quadro 1. Quadro 1. Faixas de valores médios do consumo de água per capita, baseados em dados de 45 municípios de Minas Gerais (faixas relativas aos percentis 25% e 75%) Renda Faixas de valores médios de QPC de água consumida (l/hab.d) Precipitação: baixa Precipitação: alta Baixa Alta Nota: em cidades de maior porte, o QPC é cerca de 1% superior ao QPC de cidades de menor porte As faixas apresentam valores usuais, sendo freqüente a ocorrência de valores fora da faixa CONCLUSÕES Os valores do consumo per capita de água nos estados brasileiros apresentam uma grande variação, com um valor médio de 157 L/hab.d e uma faixa de variação de 93 a 298 L/hab.d. O consumo per capita de água nos estados está associado à renda per capita da população nos diversos estados. Nos 45 municípios do Estado de Minas Gerais, observou-se uma influência no consumo per capita de água dos seguintes fatores: faixa de renda, faixa de precipitação e porte da comunidade. Os percentis 25% e 75% do consumo de água variaram de 12 a L/hab.d nos 45 municípios de Minas Gerais. REFERÊNCIAS 1. ABNT Estudos de concepção de sistemas de abastecimento de água, NBR 12211, Rio de Janeiro, ABNT, 12p., CAMPOS, H. M. & VON SPERLING, M Proposição de modelos para determinação de parâmetros de projeto para sistemas de esgotos sanitários com base em variáveis de fácil obtenção, Anais Eletrônicos do 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Foz do Iguaçu, setembro MAGALHÃES, C. A. C.; MORENO, J. & GALVÃO JÚNIOR., A. C. Estimativa do consumo per capita em comunidades atendidas pela Unidade de Negócio do Médio Tietê, Anais Eletrônicos do 21 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, João Pessoa, setembro MIRANDA, E. C.; TAGLIARI, M & GABRIEL, J. Sistema de informações em saneamento. A experiência do SNIS, Anais Eletrônicos do 21 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, João Pessoa, setembro 1. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 6

7 5. PENNA, J. A.; SOUZA, B. A. & SOUZA, F. Análise do consumo per capita de água de abastecimento de cidades de Minas Gerais com população de a habitantes, Anais Eletrônicos do IX Simpósio Luso-Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Porto Seguro, abril. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 7