ESTIMATIVA DE VAZÕES DE DILUIÇÃO DE EFLUENTES DO RIO CUIABÁ A PARTIR DE PROJEÇÃO DE CENÁRIOS NA CIDADE DE CUIABÁ ESTUDO DE CASO

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1 ESTIMATIVA DE VAZÕES DE DILUIÇÃO DE EFLUENTES DO RIO CUIABÁ A PARTIR DE PROJEÇÃO DE CENÁRIOS NA CIDADE DE CUIABÁ ESTUDO DE CASO Bruna Moreira Dias de Moura (brunamoreira038@gmailcom) Programa de Engenharia de Edificações e Ambiental/UFMT Michael Gillbert Silva Oliveira (michael_gillbertesa@hotmailcom) Programa de Engenharia de Edificações e Ambiental/UFMT Vanessa Souza de Araújo (araujovanes@hotmailcom) Programa de Engenharia de Edificações e Ambiental/UFMT Eliana Beatriz Nunes Rondon Lima ( elianar@cpdufmtbr) Universidade Federal de Mato Grosso Faculdade de Arquitetura, Engenharia e Tecnologia RESUMO: Apesar da grande disponibilidade hídrica, o rio Cuiabá vem ao longo dos anos apresentando uma redução na qualidade de suas águas, pois têm se tornado um grande corpo receptor de cargas poluidoras de origem doméstica e industrial, representando riscos potenciais à saúde humana, e ao seu uso mais nobre que é o para consumo humano Neste sentido, este trabalho buscou determinar a vazão de diluição para outorga qualitativa do esgoto lançado pela cidade de Cuiabá no rio de mesmo nome, foi definidos cenários para população de 2016 e 2041 e calculados através do parâmetro DBO 5,20, considerando eficiências para tratamento de efluente de 30%, 70% e 90% Foi calculado a quantidade de efluentes gerados e as respectivas vazões de diluição a partir de dados obtidos no Plano Municipal de Saneamento de Cuiabá Os resultados sugerem que caso todo esgoto gerado na cidade no ano de 2016 e 2041 fosse lançado diretamente no Rio Cuiabá a vazão não poderia ser outorgável, pois não teria capacidade para a diluição, porque a vazão de diluição é maior que a vazão outorgável de acordo com a resolução CEHIDRO Nº 29, considerando eficiência do sistema de 30%, sendo necessária uma eficiência de 70% em ambos os cenários para que ocorresse a outorga Palavras-chave: OUTORGA DILUIÇÃO VAZÕES RIO CUIABA ESTIMATED RIVER WASTEWATER DILUTION FLOW PROJECTION CUIABÁ OF SCENARIOS FROM THE CUIABÁ CITY - CASE STUDY ABSTRACT: Despite of the high availability water, the Cuiabá river has showed a reduction in the water capacity, because it has became a great receiving water body of pollutant loads of domestic and industrial origin, representing potential risks to the human health, and to his most noble use that is for human consumption The study sought to determine flow dilution for qualitative award of sewage released by the city of Cuiaba in the eponymous river, population scenario was defined for 2016 and 2041 and calculated by DBO5,20 parameter considering efficiencies for 30% wastewater treatment, 70% and 90% Effluent amounts were calculated and generated respective dilution flows from data obtained in Cuiabá Sanitation Municipal Plan The results suggestthat if all sewage generated in the city in 2016 and 2041 were released directly into the Cuiabá River flow could not be grantable, it would not be able to dilution, because the dilution flow is greater than the grantable flow according the resolution CEHIDRO Nº 29 considering the 30% system efficiency, 70% efficiency is required in both scenarios to occur to grant Keywords: GRANT DILUITION FLOWS CUIABÁ RIVER

2 1_INTRODUÇÃO O município de Cuiabá utiliza como principais mananciais os rios Cuiabá e Coxipó O Rio Cuiabá é um dos principais formadores do Pantanal mato-grossense, porém vem sofrendo crescente contaminação principalmente no seu percurso na cidade de Cuiabá/MT, em função da afluência de esgotos sanitários sem o devido tratamento Este rio é essencial no abastecimento de água de Cuiabá, pois ele sozinho representa cerca de 95% do total das fontes de captação de água bruta do município Apesar da grande disponibilidade hídrica, o rio Cuiabá vem ao longo dos anos apresentando uma redução na qualidade de suas águas, pois têm se tornado um grande corpo receptor de cargas poluidoras de origem doméstica e industrial, representando riscos potenciais à saúde humana, e ao seu uso mais nobre que é o consumo humano Segundo o Relatório Comercial Abr/2011 disponibilizado pela Companhia de Saneamento da Capital, o sistema de esgotamento sanitário de Cuiabá atualmente atende aproximadamente 38% da população, sendo que somente 28% conta com os serviços de coleta e tratamento Possui cerca de 680 km de rede coletora, sendo computados neste valor desde as redes implantadas na década de 50 até as redes mais recentemente executadas, estando inclusos também cerca de 140 km de redes condominiais, são atendidas ligações, perfazendo economias Com relação ao sistema coletor, Cuiabá possui áreas centrais atendidas por sistema misto, no qual são recolhidas as águas pluviais juntamente com os esgotos sanitários Este volume de esgotos coletado somente é encaminhado ao sistema de tratamento em períodos de estiagem, sendo lançado diretamente nos corpos hídricos em períodos chuvosos O trabalho tem como objetivo a determinação da vazão de diluição para outorga qualitativa do esgoto lançado pela cidade de Cuiabá no rio de mesmo nome, através do parâmetro DBO 5,20 com população de 2016 e 2041, com eficiências de tratamento efluente de 30%, 70% e 90% A Política Nacional de Recursos Hídricos PNRH, instituída pela Lei n 9433/97, criou, dentre outros instrumentos, a outorga de direito de uso de recursos hídricos No seu artigo 12, inciso III,a referida lei, estabelece que o lançamento em corpos de água de esgotos e demais resíduos líquidos, tratados ou não, com o finalidade de sua diluição, transporte ou disposição final, está sujeito à outorga pelo poder público Esse é um importante instrumento, para o devido controle de qualidade de águas no Brasil A Resolução nº 140, de 21 de março de 2012 ARAÚJO, V S; LIMA, E B N R; MOURA, B M D; OLIVEIRA, M G S ESTIMATIVA DE VAZÕES DE DILUIÇÃO DE

3 do Conselho Nacional De Recursos Hídricos - CNRH estabelece critérios gerais para outorga de lançamento de efluentes com fins de diluição em corpos de água superficiais a nível nacional No âmbito do estado de Mato Grosso a Lei nº 6945/97 estabelece a Política Estadual de Recursos Hídricos - PERH, que assim como a nacional, tem como objetivos assegurar à atual e futura geração a necessária disponibilidade de água, em padrões de qualidade adequados aos respectivos usos Cada estado estabelece os critérios específicos, para a outorga de diluição de efluentes, assim como as vazões de referencia a serem adotadas Em Mato Grosso, a Secretária Estadual de Meio Ambiente - SEMA-MT é o órgão responsável pela outorga de direito de recursos hídricos Por meio da Resolução do Conselho Estadual de Recursos Hídricos (CEHIDRO) nº 29 de setembro de 2009, a SEMA adota a vazão de referencia Q95, ou seja, a vazão com probabilidade de ocorrência em 95% do tempo na seção de interesse A Resolução 29 ainda estabelece que para fins de diluição, a outorga, deverá ser emitida nos termos da vazão de diluição A vazão de diluição, é o volume necessário de vazão do corpo d água para diluição da carga poluente de determinado efluente Em Mato Grosso o limite máximo individual que a vazão de diluição do poluente de determinado usuário pode atingir é de até 50% da Q95 Nos processos de outorga de diluição deverá respeitar a classificação dos corpos d água estabelecidas pelo Ministério do Meio Ambiente O Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) através da Resolução nº 357 de 17 de março de 2005 estabeleceu condições de qualidade para o enquadramento dos corpos hídricos em território nacional em classes por um conjunto de condições e padrões de qualidade de água necessários ao atendimento dos usos preponderantes, atuais ou futuros; assim, o enquadramento com também define a Resolução 140 do CNRH, corresponde ao estabelecimento de objetivos de qualidade a serem alcançados ou mantidos através de metas progressivas, intermediárias e final de qualidade de água, de acordo com os usos preponderantes a que forem destinados A Resolução CONAMA 357 classifica as As águas doces são em: Classe Especial, Classe 1, Classe 2, Classe 3 e Classe 4 Segundo dados da SEMA-MT, a classificação dos corpos d água do Estado é calculada através do Índice de Qualidade da Água (IQA), e os rios do estado classificados como Classe 2 ARAÚJO, V S; LIMA, E B N R; MOURA, B M D; OLIVEIRA, M G S ESTIMATIVA DE VAZÕES DE DILUIÇÃO DE

4 2_MATERIAL E MÉTODOS A bacia hidrográfica do Rio Cuiabá localiza-se na porção centro sul do estado de Mato Grosso, na região centro-oeste, Brasil entre as coordenadas geográficas de e de longitude oeste e e de latitude sul, (Figura 1) com área de 22851,10 km² Figura 1 Bacia hidrográfica do Rio Cuiabá Fonte: Hidroweb- Bacias hidrográficas Brasileiras, adaptado pelos autores Para o calculo do Q95, as vazões mínimas de permanência do rio Cuiabá, foram utilizados os dados da estação hidrológica (figura 2), instalada no rio Cuiabá, cidade de Cuiabá,MT As séries históricas foram obtidas no site de informações hidrológicas (HidroWeb) da Agência Nacional de Águas - ANA O estudo analise de probabilidade através de curva de permanência das vazões Q95 foram utilizados as séries históricas de quinze anos de janeiro de 2000 a dez de 2014 De acordo com a Resolução da CEHIDRO Nº 27, DE 09 de julho de 2009 a vazão outorgável Qoutorgável para rio regularizado é de 50% da vazão de referencia Para o calculo da vazão efluentes foi utilizado os seguintes cenários: foi ARAÚJO, V S; LIMA, E B N R; MOURA, B M D; OLIVEIRA, M G S ESTIMATIVA DE VAZÕES DE DILUIÇÃO DE

5 considerado a população atual (2016) de Cuiabá estimada de acordo com IBGE é de e a polução estimada para o ano de 2041 de acordo com o Plano Municipal de Saneamento Básico de Cuiabá é de Outro cenário foi considerado os níveis de eficiência de tratamento de efluentes, como: eficiência 30%, eficiência de 70% e eficiência de 90% de tratamento dos efluentes que poderiam chegar ao rio Cuiabá Para o calculo da vazão de diluição utilizamos a formula determinada pela resolução CEHIDRO Nº 29, de 2009 (equação 1), que considera a capacidade de autodepuração do corpo: Equação 1 Qdil = Qef x (Cef Cperm) / ( Cperm Cnat) Fonte: CEHIDRO nº 29 de 2009 Sendo que: Qdil - vazão de diluição para determinado parâmetro adotado de qualidade no ponto de lançamento Qef - vazão do efluente que contém o parâmetro adotado de qualidade analisado Cef - concentração do parâmetro adotado de qualidade no efluente Cperm - concentração permitida para o parâmetro adotado de qualidade no corpo hídrico onde é realizado o lançamento Cnat - concentração natural do parâmetro adotado de qualidade no corpo hídrico onde é realizado o lançamento Para concentração natural foi adotado o valor de 1,0 mg/l (Cnat) conforme recomendado por von Sperling (2007) para a concentração natural de DBO 5,20 no corpo de agua, valor esse normalmente utilizado para representar a condições naturais de um rio bastante limpo, para ARAÚJO, V S; LIMA, E B N R; MOURA, B M D; OLIVEIRA, M G S ESTIMATIVA DE VAZÕES DE DILUIÇÃO DE

6 Cef Segundo Von Sperling (2007), a DBO 5,20 média de um esgoto doméstico é de 300 mg/l Para Cperm fixamos 5 mg/l considerando a resolução 357 para classificação de rio de classe 2 3_RESULTADOS E DISCUSSÕES A vazão de referência Q95 na série histórica de ou seja de quinze anos, foi de 108,69 m3/s e acordo com o figura 2 Com base na Resolução da CEHIDRO Nº 27, de 09 de julho de 2009 a vazão outorgável para rio Cuiabá, por se tratar de rio regularizado, é de 50% da vazão de referencia A vazão outorgável, para o rio Cuiabá, será de 54,34 m3/s Figura 2-Vazões de 95% de permanência Fonte: Próprio autor Para o calculo da vazão do efluente Qef, foi consideradas algumas variáveis já consolidadas, K1 coeficiente de diário fixado como 1,2, o K2 fixado como 1,5, o per capita (q) foi considerado 150 litros por habitantes dia, coeficiente de retorno (CR) de 80% e as populações atual (2016) e de 2041 conforme já estabelecidas e descritas anteriormente Para calculo da vazão de captação foi utilizado a seguinte formula Qcap= q x pop x K1 (equação 2); já para o calculo da vazão de efluentes que será lançado no rio Cuiabá a formula é a seguinte: Qeflu = Qcap x K2 x CR (equação 3), fazendo os cálculos os resultados descritos de acordo com a tabela 1 ARAÚJO, V S; LIMA, E B N R; MOURA, B M D; OLIVEIRA, M G S ESTIMATIVA DE VAZÕES DE DILUIÇÃO DE

7 Tabela 1 Comparativo entre diferentes vazões de diluições com a vazão outorgável População Fonte: Próprio autor A premissa na análise da solicitação da outorga, em relação à variável DBO, é se a vazão apropriada para diluição for menor que a vazão outorgável, de modo a não causar interferência na capacidade de autodepuração do rio respeitando a classe em que o rio se enquadra de acordo com a resolução 357 do CONAMA Para o rio em estudo, a vazão, 54 m 3 /s, pode ser outorgada, a vazão de efluentes e esta permanecerá constante do ponto de lançamento para jusante, não levando em consideração o processo de autodepuração do corpo receptor De acordo com o quadro 1 podemos inferir que tanto na população de 2016 e 2041 a vazão outorgável só é maior quando a eficiência de tratamento de efluente for igual ou menor que 30% Vazão outorgável (Qout m 3/ s) 30% de eficiência de tratamento (Qdil m 3 /s) 70% de eficiência de tratamento (Qdil m 3 /s) 90% de eficiência de tratamento (Qdil m 3 /s) (2016) 54,34 75,37 32,30 10, (2041) 54,34 106,86 45,7 15,26 5_CONCLUSÃO Os resultados sugerem que caso todo esgoto gerado na cidade no ano de 2016 e 2041 fosse lançado diretamente no Rio Cuiabá a vazão não poderia ser outorgável, pois não teria capacidade para a diluição, porque a vazão de diluição é maior que a vazão outorgável de acordo com a resolução CEHIDRO Nº 29, considerando eficiência do sistema de 30%, sendo necessária uma eficiência igual ou maior de 70% em ambos os cenários para que ocorresse a outorga ARAÚJO, V S; LIMA, E B N R; MOURA, B M D; OLIVEIRA, M G S ESTIMATIVA DE VAZÕES DE DILUIÇÃO DE

8 6_REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BRASIL Lei 9433 Política Nacional de Recursos Hídricos, de 08 de janeiro de 1997 COMPANHIA DE SANEAMENTO DE CUIABA Relatório técnico comercial Cuiabá, 2011 CONSELHO ESTADUAL DE RECURSOS HIDRICOS Resolução Nº 27, de 09 de julho de 2009 CONSELHO ESTADUAL DE RECURSOS HIDRICOS Resolução Nº 29, de 05 de outubro de 2009 CONSELHO NACIONAL DE MEIO AMBIENTE Resolução CONAMA 357, de 17 de março de 2005 HIDROWEB Sistema de Informações Hidrológicas Séries Históricas Disponível em: < Acesso em: 09 de mai de 2016 HIDROHEB Sistemas de Informações Hidrográficas Bacias hidrográficas Brasileiras Disponível em: < Acesso em: 21 de mai de 2016 MATO GROSSO Lei 6945 Política Estadual de Recursos Hídricos de 05 de novembro de 97 VON SPERLING,MN Introdução á qualidade das águas e ao tratamento de esgotos 3 Ed Belo Horizonte Departamento de engenharia sanitária e ambiental; Universidade Federal de Minas Gerais, 2007 ARAÚJO, V S; LIMA, E B N R; MOURA, B M D; OLIVEIRA, M G S ESTIMATIVA DE VAZÕES DE DILUIÇÃO DE