PERDAS POR EVAPORAÇÃO NO EIXO NORTE DO PROJETO DE INTEGRAÇÃO DO RIO SÃO FRANCISCO

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1 Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia Coordenação do Curso de Engenharia Ambiental PERDAS POR EVAPORAÇÃO NO EIXO NORTE DO PROJETO DE INTEGRAÇÃO DO RIO SÃO FRANCISCO Gilbrando Medeiros Trajano Junior Natal, junho 2017

2 Gilbrando Medeiros Trajano Junior PERDAS POR EVAPORAÇÃO NO EIXO NORTE DO PROJETO DE INTEGRAÇÃO DO RIO SÃO FRANCISCO Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade Federal do Rio Grande do Norte, como parte dos requisitos para a obtenção do título de Engenheiro Ambiental. Orientadora: Profa. Dra. Joana Darc Freire de Medeiros Natal, junho 2017

3 Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN Sistema de Bibliotecas - SISBI Catalogação de Publicação na Fonte. UFRN - Biblioteca Central Zila Mamede Trajano Junior, Gilbrando Medeiros. Perdas por evaporação no eixo norte do projeto de integração do rio São Francisco / Gilbrando Medeiros Trajano Junior f.: il. Monografia (Graduação) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro de Tecnologia, Curso de Engenharia Ambiental. Natal, RN, Orientadora: Prof.ª Dr.ª Joana Darc Freire de Medeiros. 1. Taxa de Evaporação - Monografia. 2. Área do Espelho D'água - Monografia. 3. Equação de Manning - Monografia. I. Medeiros, Joana Darc Freire de. II. Título. RN/UF/BCZM CDU

4 Gilbrando Medeiros Trajano Junior PERDAS POR EVAPORAÇÃO NO EIXO NORTE DO PROJETO DE INTEGRAÇÃO DO RIO SÃO FRANCISCO Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade Federal do Rio Grande do Norte, como parte dos requisitos para a obtenção do título de Engenheiro Ambiental. BANCA EXAMINADORA Dra. Joana Darc Freire de Medeiros Orientadora Universidade Federal do Rio Grande do Norte- UFRN Ma. Cibele Gouveia Costa Chianca Universidade Federal do Rio Grande do Norte-UFRN Me. Nelson Césio Fernandes Santos EMPARN-RN

5 AGRADECIMENTOS Agradeço, antes de tudo, a Deus, por ter me feito persistir e lutar até o fim do curso, mesmo diante de todas as dificuldades que a engenharia possa representar. Agradeço, imensamente, aos meus pais, e a minha família em geral, que nunca duvidaram de minha capacidade e sempre fortaleceram o meu sonho de ser engenheiro, me dando total condição de cursar e fazer o que sonhei para minha vida. Agradeço aos professores que passaram pelo meu caminho acadêmico, por terem somado conhecimentos, e me mostrarem que um engenheiro não está somente na figura de uma pessoa que faz cálculos e domina tecnologias, mas sobretudo, na figura humana que se preocupa com o bem estar da sociedade em geral através da implantação de infraestrutura e das diversas aplicações da tecnologia. Agradeço, especialmente, a minha orientadora, professora Joana Darc, que sempre se dispôs a me ajudar e que sem a qual esse trabalho não seria possível. Agradeço também a professora Vanessa Becker que acreditou e sonhou junto comigo que fazer parte do curso fora do país era possível, me dando total condição de ampliar meus horizontes. Agradeço aos meus amigos dos mais variados ciclos de amizade, mas em especial aqueles que foram cruciais no decorrer do curso, Iarin, João, Gabriela, Vinícius, Rachel e todos os outros que dividiram comigo o fardo de estudar engenharia. Por fim, mas não menos importante, agradeço ao povo brasileiro que através de seus trabalhos e impostos me deram condições de estudar numa instituição pública de qualidade e com profissionais extremamente capacitados.

6 RESUMO A promoção do desenvolvimento econômico e social de todo o mundo passa por uma variável fundamental, a água. Sendo assim, encontrar formas de suprir as mais diversas necessidades por esse recurso, em todas as comunidades, é algo essencial, desde muito tempo. Apesar do fato de que essa necessidade vem de muito tempo, no nordeste brasileiro ela se faz perceber em maior escala em função da escassez hídrica. Para mitigar essa escassez em áreas do nordeste do Brasil está sendo instalado o Projeto de Integração do Rio São Francisco. Este projeto está dividido em dois setores, Norte e Leste, e o setor Norte é responsável por atender às demandas do estado do Rio Grande do Norte, sendo esse trecho o objeto deste estudo. Diante de longos períodos sem água, alternativas para manter o maior volume possível desse recurso estão sendo objeto de estudos em áreas que o projeto de integração atende; no entanto, para encontrar alternativas que mantenham quantidades consideráveis de água, em primeiro lugar, é necessário que sejam encontradas as causas do esgotamento da mesma, e no caso do Nordeste do Brasil, uma das principais causas é a evaporação. Para estimar o impacto da evaporação em construções como o Projeto de Integração do Rio São Francisco, a variável a ser considerada é a área exposta à atividade solar, ou seja, o espelho d água. Esta área, será dada em função de uma série de outras variáveis e será encontrada com auxílio da equação de Manning. Estimando esta evaporação, a quantidade de água requerida por cada estado envolvido neste projeto será mais precisa. Ao fazer isso, o pagamento pela água será dado de forma mais equitativa. Palavras-chave: Água, Área do Espelho D água, Taxa de Evaporação, Equação de Manning.

7 ABSTRACT Water is the main resource to promote economic and social development in all the world. As consequence of this, find ways to fill communities with water is essential, since a long time. Despite of the fact that this necessity came from a long past, only now, areas of the Northeast of Brazil are being provided by water with the Project of São Francisco River Linking. This project is divided in two sectors, north and east, and the North sector is responsible to attend demands of the Brazilian state called Rio Grande do Norte and is also object of this study. As consequence of long periods without water, alternatives to maintain as much water as possible are being now object of studies in areas that the river linking attend; however, to find alternatives that maintain considerable amounts of water, firstly, the causes of water depletion have to be found, and for the Northeast of Brazil, one of the main causes is evaporation. To estimate the impact of the evaporation in constructions like the Project of São Francisco River Linking, the variable that have to be considered is the area exposed to the sun activity. This area will be function of series of other variables and will be found with the use of Manning s equation. By estimating this evaporation, the amount of water required by each state involved in this project will be more precise. By doing this, the payment for the water will be fair and right. Keywords: Water, Project of São Francisco River Linking, Evaporation, Manning s Equation.

8 6 INTRODUÇÃO O Projeto de Integração do rio São Francisco (PISF) é considerado, hoje, a maior obra hídrica já realizada no Brasil. Inserida dentro do Plano Nacional de Recursos Hídricos, a obra que conta com custo atual de 8,2 bilhões de reais e visa trazer segurança hídrica para mais de 390 municípios do nordeste Setentrional, beneficiando os estados do Ceará, Paraíba, Pernambuco e Rio Grande do Norte, atingindo um total de 12 milhões de pessoas beneficiadas (MI, 2016). De acordo com dados disponibilizados pelo Ministério do Planejamento (2016), a obra será constituída por 27 reservatórios, 4 túneis, 14 aquedutos, 9 estações de bombeamento, e também recuperará 23 açudes da região envolvida. A obra de 477 Km de extensão, dividida em dois trechos, eixos Norte e Leste, conta atualmente com 86,3% das obras concluídas. Na operação de uma obra desse porte, vários são os possíveis problemas de gestão, entre eles é possível relacionar as perdas de água em trânsito tanto por evaporação, bem como por infiltração, no entanto, essa última apresenta valores bem menores quando comparada a primeira, sobretudo pelo fato de que os canais são, em sua totalidade, revestidos por membranas que impedem de maneira significativa as perdas por infiltração. As perdas por evaporação representam um fator relevante para o nordeste brasileiro, tendo em vista que de acordo com Suassuna (2001) 70% da água de reservatórios dessa região é perdida através desse processo natural, restando apenas 30% para usos múltiplos. Nesse cenário, as perdas por evaporação, certamente, também irão ter influência nas vazões aduzidas da transposição do rio São Francisco. Vários são os possíveis fatores que podem influenciar o processo de evaporação de água. Esses fatores podem ser tanto de ordem natural, como a temperatura, umidade do ar, incidência solar, vento, etc, bem como questões diretamente ligadas a fatores antrópicos, tais como materiais utilizados em substituição a elementos naturais, impactando diretamente no balanço de radiação, ou seja, no resultado da soma de toda energia recebida e perdida por uma superfície (LANDSBERG, 1981). Apesar da obra ter sido inteiramente financiada com recursos federais, já está definido que os estados beneficiados por essa obra é que serão os responsáveis pelos custos da água, quando o sistema estiver em operação.

9 7 O Conselho Gestor do Sistema de Gestão do Projeto de Integração do Rio São Francisco, que tem caráter consultivo e deliberativo, e que é diretamente ligado ao Ministério da Integração Nacional, é composto por representantes de escala federal, representantes de cada um dos estados beneficiados e por representantes das bacias hidrográficas que receberão água desse empreendimento. Esse conselho será o responsável por inúmeros fatores ligados à obra e a água por ela servida. Dentre um dos pontos, destaca-se o fato de que será esse conselho o responsável pela proposição sistemática da alocação das vazões não contratadas, portanto, será ele o agente responsável por definir quanto será a vazão fornecida pela transposição para cada um dos estados. No entanto, mesmo o conselho tendo sido instituído desde 2006, através de decreto federal n o 5.995, muitos ainda são os questionamentos quanto as vazões destinadas a cada um dos estados, e sobretudo como se dará o pagamento da água aduzida por cada um deles. Sabe-se que o recurso água é um insumo indispensável para a realização das principais atividades econômicas do País (IPEA, 2011), sendo assim, a escassez de água é, hoje, um fator limitante para o desenvolvimento econômico da região Nordeste, portanto, tanto as perdas, sejam elas por evaporação ou infiltração, representam custos e impacto financeiro para a região. Diante disso, objetiva-se com esse trabalho estimar as perdas de água por evaporação ao longo do eixo norte do Projeto de Integração do rio São Francisco (PISF) entre a captação em Cabrobó até que a água alcance o Rio Grande do Norte como destino final.

10 8 MATERIAIS E MÉTODOS Caracterização da Área de Estudo O eixo norte do PISF está inserido no Nordeste Setentrional, área de clima semi-árido com chuvas escassas e mal distribuídas ao longo do ano, concentradas no período de fevereiro a maio. A precipitação média anual é de 600 mm, e as taxas de evaporação dessa região podem atingir valores superiores a 2000 mm. A temperatura varia de 20 a 28 graus centígrados. De acordo com a nova classificação de clima de Koppen, essa região pode ser caracterizada como clima BSh (ALVARES, et al., 2014). Os solos dessa região são em geral rasos e pedregosos, no entanto, solos profundos e pouco profundos com potencial para agricultura irrigada também são encontrados (MI, 2004). A vegetação predominante é a de caatinga constituída por espécies lenhosas e espinhosas, cujas folhas caem no período de estiagem (MI, 2004). Caracterização dos Aspectos Operacionais do Eixo Norte O eixo norte da transposição, correspondente ao sistema construído, foi dividido em 3 metas. A meta 1 representa o trecho entre a captação do rio São Francisco em Cabrobó (PE) até o reservatório Jati, localizado em Jati (CE), a meta 2 compreende o trecho entre o reservatório Jati até o reservatório Boi II, localizado no município de Brejo Santo(CE), e a meta 3 corresponde ao trecho entre o reservatório Boi II até o reservatório Engenheiro Ávidos, localizado no município de Cajazeiras (PB) (Figura 1). As águas transpostas, após passarem pelo sistema construído, desaguam no açude Engenheiro Ávidos, na Paraíba, deste ponto em diante as águas se deslocam por 26,3 Km ao longo do rio Peixe até o açude São Gonçalo, localizado no município de São Gonçalo (PB), após esse último reservatório, a água segue por trecho de rio natural até atingir o Rio Piranhas, onde esse por sua vez irá encaminhar a água transposta até o Rio Grande do Norte. A Figura 2 mostra o fluxograma da Transposição.

11 9 Figura 1. Eixos e Metas da Transposição do Rio São Francisco. Fonte: Ministério da Integração, 2014.

12 10 Figura 2: Fluxograma com as demandas dos estados e vazões transportadas em cada um dos trechos. Fonte: ANA, De acordo com a resolução 411/05 da Agência Nacional de Águas (ANA), o Ministério da Integração foi outorgado a utilizar uma vazão firme de bombeamento igual a 26,4 m 3 /s, nos dois eixos da transposição, a qualquer momento. Esse valor corresponde a vazão de projeto para 2025, referente ao consumo humano e dessedentação animal. O Eixo Norte, que foi projetado para uma

13 11 capacidade máxima que varia entre 99 m 3 /s e 89 m 3 /s, será o responsável por levar água até áreas do Ceará, Rio Grande do Norte, Paraíba e Pernambuco, operando com uma vazão de 16,4 m 3 /s (IPEA,2011). As vazões requeridas por cada um dos estados federativos foram definidas de acordo com Parecer Técnico n o 19/2016 da ANA. As vazões definidas pela ANA são expostas na Tabela 1. Tabela 1: Vazões demandadas por cada um dos estados federativos beneficiados pelo eixo norte do PISF. Vazões Requeridas Estados (m 3 /s) Ceará 7.57 Paraíba 0.85 Pernambuco 0,50 Rio Grande do Norte 1.97 Fonte: ANA, Estimativas de Perdas por Evaporação Como especificado anteriormente, o objetivo desse trabalho é traçar um panorama das perdas de água por evaporação ao longo do eixo norte do Projeto de Integração do rio São Francisco. As perdas de água por evaporação ao longo das obras do PISF foram estimadas através do produto entre a taxas de evaporação e as áreas dos espelho d água, representada através da Equação 1. EVP = Ai Txevp (1)

14 12 Onde: EVP = Evaporação; Ai = Área do Canal natural ou construído, ou dos Reservatórios; Txevp = Taxa de Evaporação da Localidade dos Canais naturais ou construídos, ou Reservatórios. Tendo em vista a grande extensão da obra, o empreendimento foi subdividido em trechos, de acordo com esquema da Figura 1. Em cada um dos trechos, foram levantadas diferentes taxas de evaporação média anual e a área de espelho d água. As taxas de evaporação média anual dos canais foram levantadas junto a estações meteorológicas catalogadas no Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) próximas as obras que compõem a área de estudo, dando subsídios para retratar a realidade da localidade através das taxas de evaporação (Tabela 2). Para os açudes envolvidos no projeto, foram utilizadas taxas de evaporação do parecer técnico n o 19/2016 da ANA (Tabela 3). Os trechos de rios naturais também são fundamentais para avaliar as perdas de água por evaporação até que ela chegue ao seu destino final. Para isso, também foram levantadas taxas de evaporação disponíveis no INMET que caracterizam as perdas de água dos rios que compõem o sistema. Com isso, as taxas de evaporação para os trechos de rio natural que compõem o sistema também estão descritas na Tabela 2.

15 13 Tabela 2: Taxas de evaporação dos canais contruídos e naturais. Taxa de Estação Utilizada Evaporação(mm/ano) Obras de Captação no SF Cabrobó (PE)- Canal de Aproximação às Bombas Tomada D'água EB Canal de Adução até Reservatório Tucutú Canal de Descarga Tucutú até Reservatório Terra Nova Canal de Descarga Terra Nova até Tomada D'água EB-2 Alimentação da EB Canal de adução até Reservatório Serra do Livramento Canal de Descarga Serra do Livramento até Reservatório Mangueira Canal de Descarga Mangueira até Tomada D'água da EB-3 Alimentação da EB Canal de Interligação Saída da EB-3 até Reservatório Negreiros Canal de Descarga Negreiros até Reservatório Milagres Canal de Descarga Milagres até Reservatório Jati Metas 2 e São Gonçalo Trecho de Rio Natural entre Engenheiro Ávidos 2199 (PB) e São Gonçalo Rio Piranhas na Paraíba 2199 Rio Piranhas na Divisa entre Paraíba e Rio Grande do Norte Cruzeta (RN) Fonte: INMET,2017.

16 14 Tabela 3: Taxas de evaporação dos reservatórios. Taxas de Evaporação (mm/ ano) Barragem e Reservatório Tucutú 2911 Barragem Terra Nova 2911 Barragem e Reservatório Serra do 2911 Livramento Barragem e Reservatório Mangueira 2911 Barragem Negreiros 2911 Barragem e Reservatório Milagres 2264 Barragem Jati 2264 Reservatório Atalho/Porcos 2264 Reservatório Canabrava/Cipó/ Boi 2114 Reservatório Morros 2140 Resrvatório Boa Vista 2140 Reservatório Caiçara 2130 Reservatório Eng. Ávidos 2130 Reservatório São Gonçalo 2199 Fonte: ANA, Considerando que os espelhos d água variam de acordo com as vazões e a geometria de cada um dos trechos que compõem o sistema foram feitas algumas considerações: (1) Para os reservatórios, foi admitido que os mesmos trabalharão sempre na cota de sangria, com isto, a área de inundação será igual a bacia hidráulica do reservatório; (2) Para os canais, foram utilizadas as áreas de seção transversais obtidas no Projeto Básico de Transposição de Águas do rio São Francisco Para o Nordeste Setentrional, documento técnico do Ministério da Integração Nacional referente a meta 1 do eixo norte. Através das áreas transversais obtidas no documento técnico foi também utilizada a equação de Manning (Equação 2) para estimar a altura de água no canal, utilizando-se dos valores de vazões outorgadas e requeridas por cada um dos estados beneficiados, presentes no parecer técnico n o 5/2016 da ANA. Com a altura da lâmina d água obtida por Manning, obteve-se valor correspondente a largura (Figura 3). Por fim, a largura da lâmina de água foi multiplicada pelas distâncias de cada um dos trechos, retornando os valores de área dos espelhos d água. Q = 1 n AxRh(2 3 ) x i 1 2 (2)

17 15 Onde: Q = Vazão (m 3 /s); A= Área (m 2 ); n = Rugosidade de Manning; Rh = Raio Hidráulico da Seção Molhada; i = Declividade (m/m). Os valores de vazão utilizados estavam dispostos nos pareceres técnicos da ANA números 5 e 19 de 2016, já os valores de rugosidade de manning e declividade utilizados, como já adiantado, foram os dispostos nos documentos técnicos do ministério da integração relacionados a meta 1 (Tabela 5), esses dados por sua vez foram replicados para as metas 2 e 3, tendo em vista que os dados para essas metas não foram disponibilizados em tempo hábil para elaboração desse trabalho. Essa utilização de dados se justifica pelo fato de que todos os canais, independente da meta em que estão inseridos, foram projetados para vazões máximas de 89 e 99 m 3 /s, fazendo com que suas variáveis não mudem de maneira representativa, ou seja, esses canais seguem uma espécie de padronização de suas variáveis. Sendo assim, para as metas 2 e 3 admitiu-se valores de rugosidade de Manning e declividade iguais a e , respectivamente. A geometria dos canais obedeceu uma relação constante ao longo de todos os trechos igual a 1 (m) na vertical para 1.5 (m) na horizontal.

18 16 Figura 3: Variação da largura dos canais (B) em função da altura (y). Fonte:

19 17 Tabela 4: Dimensões e Extensões dos Canais. b (m) B (m) Extensão Canal de Aproximação às Bombas Canal de Adução até Reservatório Tucutú Canal de Descarga Tucutú até Reservatório Terra Nova Canal de Descarga Terra Nova até Tomada D'água da EBI Canal de Adução até Reservatório Serra do Livramento Canal de Descarga Serra do Livramento até Reservatório Mangueira Canal de Descarga Mangueira até Tomada D'água da EBI Canal de Interligação Saída da EBI-3 até Reservatório Negreiros Canal de Descarga Negreiros até Reservatório Milagres Canal de Descarga Milagres até Reservatório Jati Metas 2 e Fonte: Projeto Básico de Transposição de Águas do rio São Francisco Para o Nordeste Setentrional M.I., Tabela 5: Rugosidade de Manning e Declividade dos Canais. Rugosidade de Declividade Manning Canal de Aproximação às Bombas Canal de Interligação Saída da EBI-3 até Reservatório Negreiros Demais Trechos Fonte: Projeto Básico de Transposição de Águas do rio São Francisco Para o Nordeste Setentrional M.I., Não diferente dos canais construídos, os trechos de rio natural também tiveram suas áreas calculadas utilizando as vazões previamente definidas e a equação de Manning (Equação 1), no

20 18 entanto, as alturas e larguras dos canais naturais foram obtidas com base nos perfis transversais das estações fluviométricas localizadas nos trechos dos rios que compõem o sistema. Esses dados foram obtidos no site da ANA ( As estações fluviométricas utilizadas para traçar o perfil dos rios envolvidos com o trecho norte da transposição foram: Sítio Curralinho ( ) em Paulista (PB), Várzea Grande ( ) em São João do Rio do Peixe (PB) e Divisa PB-RN ( ) localizada em Jardim de Piranhas(RN). Considerou-se que essas estações eram representativas de todo trechos (Tabela 6). A Figura 4 mostra as localizações das estações fluviométricas e as Figuras 5, 6 e 7 representam os perfis transversais obtidos através das estações fluviométricas. Tabela 6: Trechos Correspondentes às Estações Fluviométricas. Várzea Grande ( ) Sítio Curralinho ( ) Divisa PB-RN ( ) Trecho Correspondente Extensão (Km) Trecho do Rio Piranhas entre os reservatórios Eng Ávidos e São Gonçalo Trecho do Rio até Confluência com Rio Piranhas 81.8 Trecho do Rio Piranhas entre Paraíba e Rio Grande do Norte 52.0

21 19 Figura 4: Localização das Estações Fluviométricas. Fonte: Google Earth, Figura 5: Perfil Transversal do Rio entre os Reservatório Engenheiro Ávidos e São Gonçalo.

22 20 Figura 6: Perfil Transversal da Confluência do Rio Peixe com o Rio Piranhas na Paraíba. Figura 7: Perfil Transversal do Rio Piranhas na Divisa Entre os Estados do RN-PB. Para estimar o coeficiente de rugosidade de Manning considerou-se que os trechos de rios estudados são caracterizados como rios com bancos, meandros, além de, em geral, serem

23 21 considerados limpos e terem condições regulares. Com base nessas informações, utilizou-se um coeficiente de rugosidade de (Porto (1998) e Cirilo et al. (2001)). Para definição das declividades dos rios foi utilizado o Google Earth (Tabela 7). Tabela 7: Declividades. Trechos Declividades (m/m) Eng Ávidos- São Gonçalo Rio Piranhas na Paraíba Rio Piranhas Divisa PB/RN Fonte: Google Earth, RESULTADOS Através das metodologias previamente mencionadas, foi possível estimar as áreas dos canais (Tabela 8), as áreas dos reservatórios (Tabela 9) e as áreas correspondentes ao sistema de rio natural (Tabela 10).

24 22 Tabela 8: Áreas dos Espelhos D água dos Canais. Áreas dos Espelhos D''agua (m 2 ) Obras de Captação no SF 10,566.8 Canal de Aproximação às Bombas 39,964.0 Tomada D'água EB-1 13,160.0 Canal de Adução até Reservatório Tucutú 81,304.1 Canal de Descarga Tucutú até Reservatório Terra Nova 426,172.8 Canal de Descarga Terra Nova até Tomada D'água EB-2 27,797.6 Alimentação da EB-2 12,670.0 Canal de adução até Reservatório Serra do Livramento 17,711.9 Canal de Descarga Serra do Livramento até Reservatório 214,322.4 Mangueira Canal de Descarga Mangueira até Tomada D'água da EB-3 41,640.0 Alimentação da EB-3 11,200.0 Canal de Interligação Saída da EB-3 até Reservatório Negreiros 15,000.0 Canal de Descarga Negreiros até Reservatório Milagres 252,329.4 Canal de Descarga Milagres até Reservatório Jati 263,280.0 Metas 2 e 3 1,260,000.0 Total 2,687,119.0

25 23 Tabela 9: Áreas dos Espelhos D água dos Reservatórios. Áreas dos Espelhos D''agua (m 2 ) Barragem e Reservatório Tucutú 3,100,000.0 Barragem Terra Nova 1,700,000.0 Barragem e Reservatório Serra do Livramento 1,500,000.0 Barragem e Reservatório Mangueira 2,660,000.0 Barragem Negreiros 2,290,000.0 Barragem e Reservatório Milagres 9,820,000.0 Barragem Jati 1,310,000.0 Reservatório Atalho/Porcos 13,850,000.0 Reservatório Canabrava/Cipó/ Boi 2,830,000.0 Reservatório Morros 510,000.0 Resrvatório Boa Vista 11,830,000.0 Reservatório Caiçara 420,000.0 Reservatório Eng. Ávidos 5,770,000.0 Reservatório São Gonçalo 1,620,000.0 Total 59,210,000.0 Tabela 10: Áreas dos Espelhos D água dos Trechos de Rio. Áreas dos Espelhos D'água (m 2 ) Trecho de Rio Natural entre Engenheiro Ávidos e São 526,000.0 Gonçalo Confluência do rio Peixe com o rio Piranhas na Paraíba 1,554,200.0 Rio Piranhas na Divisa entre Paraíba e Rio Grande do 1,248,000.0 Norte Total 3,328,200.0 Diante dos dados previamente citados foi possível calcular as estimativas de evaporação inerentes ao eixo norte da transposição do rio São Francisco através do produto entre as taxas de evaporação e as áreas dos espelhos d água, tal como disposto na Equação 1. As evaporações foram divididas entre os trechos de canais (Tabela 11), entre os reservatórios (Tabela 12) e entre os trechos de rio natural (Tabela 13).

26 24 Tabela 11:Evaporação dos Trechos dos Canais. Áreas dos Espelhos D'água (m 2 ) Taxa de Evaporação(mm/ano) Evaporação (L/s) Obras de Captação no SF 10, Canal de Aproximação às Bombas 39, Tomada D'água EB-1 13, Canal de Adução até Reservatório Tucutú 81, Canal de Descarga Tucutú até 426, Reservatório Terra Nova Canal de Descarga Terra Nova até 27, Tomada D'água EB-2 Alimentação da EB-2 12, Canal de adução até Reservatório Serra 17, do Livramento Canal de Descarga Serra do Livramento 214, até Reservatório Mangueira Canal de Descarga Mangueira até 41, Tomada D'água da EB-3 Alimentação da EB-3 11, Canal de Interligação Saída da EB-3 até 15, Reservatório Negreiros Canal de Descarga Negreiros até 252, Reservatório Milagres Canal de Descarga Milagres até 263, Reservatório Jati Metas 2 e 3 1,260, Total 230.7

27 25 Tabela 12: Evaporação dos Reservatórios. Áreas dos Espelhos D'água (m 2 ) Taxas de Evaporação (mm/ ano) Evaporação (L/s) Barragem e Reservatório Tucutú 3,100, Barragem Terra Nova 1,700, Barragem e Reservatório Serra do 1,500, Livramento Barragem e Reservatório 2,660, Mangueira Barragem Negreiros 2,290, Barragem e Reservatório Milagres 9,820, Barragem Jati 1,310, Reservatório Atalho/Porcos 13,850, Reservatório Canabrava/Cipó/ Boi 2,830, Reservatório Morros 510, Resrvatório Boa Vista 11,830, Reservatório Caiçara 420, Reservatório Eng. Ávidos 5,770, Reservatório São Gonçalo 1,620, Total Tabela 13: Evaporação do Sistema Natural. Trecho de Rio Natural entre Engenheiro Ávidos e São Gonçalo Confluência do rio Peixe com o rio Piranhas na Paraíba Rio Piranhas na Divisa entre Paraíba e Rio Grande do Norte Áreas dos Espelhos D'água (m 2 ) Taxas de Evaporação (mm/ano) Evaporação Total (L/s) 526, ,554, ,248, Total Diante dos resultados é possível afirmar que as perdas por evaporação ao longo dos canais foi de L/s ou, aproximadamente, 0.23 m 3 /s, já as perdas inerentes aos reservatórios

28 26 correspondem a L/s ou, aproximadamente, 4,4 m 3 /s, por fim, as perdas ao longo dos trechos de rios correspondem a L/s ou, aproximadamente, 0.25 m 3 /s. Sendo assim, as perdas totais do sistema relacionadas à evaporação, considerando os 3 componentes do sistema foi de, aproximadamente, 4,88 m 3 /s, representando uma perda em torno de 30% da vazão de 16,4 m 3 /s captada em Cabrobó. DISCUSSÕES: As perdas por evaporação obtidas foram iguais a 0,23 m 3 /s para os trechos de canais, 4,4 m 3 /s para os reservatórios e 0,25 m 3 /s para os trechos de rios naturais. Esses valores deixam nítido que dentre os componente do PISF os maiores responsáveis pelas perdas ao longo do projeto são os reservatórios, representando mais de 90% das perdas totais. Esses altos valores de evaporação se justificam pelas grandes áreas de exposição à ação solar dos reservatórios. As áreas deles representam, somadas, um valor total igual a 59,21 km 2 dos 65 km 2 de todos os componentes do sistema somados, ou seja, 91% da área total dos espelhos d água se deve aos açudes o que resulta na maior perda por evaporação como consequência. Os resultados obtidos nesse trabalho, quando comparados aos pareceres técnicos números 5 e 19, elaborados pela Agência Nacional de Águas no ano de 2016, apresentam resultados satisfatórios, mesmo que tenha utilizado uma metodologia mais simples do que a dos documentos previamente citados. A perda total por evaporação desse trabalho, para o sistema construído (soma entre as perdas nos reservatórios e as perdas ao longo dos canais), muito se assemelha ao resultado obtido pelos documentos técnicos, sendo os valores de 4,63 e 4,76 m 3 /s respectivos aos resultados obtidos por esse trabalho e pelo parecer técnico. Esses resultados confirmam que a metodologia adotada pelos elaboradores dos documentos técnicos, de considerar perdas operacionais equivalentes a 5% do que é captado ao longo dos canais, é realmente representativa. As perdas inerentes ao sistema natural, diferem dos documentos técnicos, sendo os resultados de 0,25 e 0,71 m 3 /s os valores obtidos por esse trabalho e pelos documentos técnicos. Essa diferença pode ter ocorrido em razão da metodologia utilizada pelos documentos citados anteriormente, que consideram variáveis como infiltração, usos múltiplos e de difícil identificação como causas de perdas além da evaporação. Além disso, os documentos técnicos se utilizam de

29 27 taxas de perdas por Km que nem sempre são representativas para os trechos de rio em questão devido à variabilidade que eles apresentam em seus perfis transversais, como visto nas figuras 5, 6 e 7, e com isso, podem trazer erros associados. As áreas dos espelhos d água representam valores significativos e demonstram uma peculiaridade do projeto quando comparado a outros de proporção e custos equivalentes ao redor do mundo. No projeto que interliga as águas do rio Colorado até o estado do Arizona nos Estados Unidos da América e que teve custos estimados de 4 bilhões de dólares, por exemplo, as taxas de evaporação anual giram em torna de 4.4% ao ano segundo o CAP - Central Arizona Project ( valor bem menor do que os quase 30%, calculado ao longo do eixo norte do PISF. Esse valor reduzido, pode ser dado em razão das características climáticas americanas, mas se justifica, sobretudo, pela vasta utilização de túneis, em contraste com trechos mínimos de canais. No entanto, hoje, busca-se reduzir ainda mais essas perdas atuais, exemplo disso é o sistema utilizado na Índia ao longo do canal Gujarat que produz energia através de painéis solares instalados sob o canal, fornecendo através das placas solares sombreamento as águas transportadas. Essa ação, promove um aproveitamento de, aproximadamente, 2 bilhões de litros por ano graças às reduções das perdas por evaporação de acordo com documentos oficiais ( Esse tipo de solução pode representar, no futuro,uma possível alternativa para os canais da transposição. As áreas dos espelhos d água que compõem o sistema (canais, reservatórios e rios), quando somadas, representam um valor de, aproximadamente, 65 Km 2, área extremamente representativa. No entanto, essa área representa, aproximadamente, 33% da área do reservatório que receberá as águas transpostas no RN, a barragem Armando Ribeiro Gonçalves, que conta com uma área de 195 Km 2 segundo o DNOCS ( Sendo assim, as perdas por evaporação das águas transpostas se tornarão ainda mais significativas quando atingirem o estado do Rio Grande do Norte devido à grande área sujeita à ação solar. A nota técnica conjunta n o 1/ 2016 da ANA estima que o valor das águas transpostas irão ter preços que vão variar entre R$ 0,204 a R$ 0,353 por m 3, valor esse que será pago por cada um dos estados beneficiários da obra. Para o RN, de acordo com a vazão requerida de 1,97 m 3 /s, esse valor irá representar custos anuais para o estado que irão variar entre R$ ,68 a R$

30 ,76. Portanto, uma gestão adequada, e obras que aproveitem o potencial hídrico fornecido por essa obra são fundamentais e urgentes, tendo em vista que em caso contrário, representará perdas econômicas significativas para o estado, sobretudo, devidas à evaporação. Apesar das diferenças, o resultado total de perdas desse trabalho e dos documentos técnicos apresentam uma variabilidade, relativamente baixa, sendo os resultados de 4,88 e 5,47 m 3 /s os resultados obtidos por esse trabalho e pelos documentos técnicos, respectivamente. Quando comparados através de porcentagens, esses resultados representam perdas de 29,7 e 33,35% da vazão aduzida de 16,4 m 3 /s. A diferença de 0,6 m 3 /s entre os resultados de perda total entre os dois resultados obtidos representa uma perda equivalente a 3,66% do valor aduzido. Essas diferenças confirmam que são necessário estudos em campo e mais detalhados que possam garantir qual é a real perda ao longo do eixo norte do Projeto de Integração do Rio São Francisco. CONCLUSÃO E RECOMENDAÇÕES: Diante da metodologia utilizada, é evidente que as perdas por evaporação ao longo do eixo Norte do PISF têm valores consideráveis. As perdas por evaporação obtidas foram iguais a 0,23 m 3 /s para os trechos de canais, 4,4 m 3 /s para os reservatórios e 0,25 m 3 /s para os trechos de rios naturais. Esses valores deixam nítido que dentre os componente do PISF os maiores responsáveis pelas perdas ao longo do projeto são os reservatórios, representando mais de 90% das perdas totais. Esses altos valores de evaporação se justificam pelas grandes áreas de exposição à ação solar dos reservatórios. Todavia, mecanismos que identifiquem essas perdas com maior exatidão são extremamente necessários, devido a maior disponibilidade ou não do recurso água para os estados beneficiários, além, é claro, dos custos associados a essas perdas, que precisam ser contabilizados. Portanto, métodos de estudos locais, que considerem não somente as perdas por evaporação, mas também as por infiltração, além de possíveis usos ao longo dos canais, reservatórios e rios, bem como possíveis variações representativas dos trechos naturais, são essenciais para que se saiba quanto, de fato, se chega a cada um dos estados e quanto, em reais, cabe a cada um deles Em conjunto a isso, fica claro que a responsabilidade dos estados federativos perante o recebimento desse recurso é muito grande. Portanto, a utilização das águas, além de ser feita de forma responsável, deve também ser feita de maneira rápida, sobretudo pelo fato de que a água

31 29 que chega não pode mais estar susceptível a perdas ainda maiores em reservatórios de cada um dos entes federativos. Sendo assim, é recomendável que medidas estruturais sejam de imediato aplicadas em cada um dos estados beneficiários para que a água se mantenha em padrões de qualidade e de disponibilidade..

32 30 REFERÊNCIAS: ALVARES, C. A.; STAPE, J. L.; SENTELHAS, P. C.; GONÇALVES, J. L. M.; SPAROVEK, G. Köppen's climate classification map for Brazil. Meteorologische Zeitschrift, Stuttgart, v. 22, n. 6, p , ANA. Agência Nacional de Águas.Hidroweb. Disponível em: Acesso em 1 de maio de Brasil. Decreto n o 5.995, de 19 de dezembro de Institui o Sistema de Gestão do Projeto de Integração do Rio São Francisco com as Bacias Hidrográficas do Nordeste Setentrional SGIB. Brasília; e dá outras providências. Brasília. DOU 19 de dezembro de Brasil. Decreto n o 8.207, de 13 de março de Altera o Decreto nº 5.995, de 19 de dezembro de 2006, que institui o Sistema de Gestão do Projeto de Integração do Rio São Francisco com as Bacias Hidrográficas do Nordeste Setentrional. Brasília. DOU 19 de dezembro de Brasil. Ministério do Meio Ambiente. Agência Nacional de Águas. Definição da receita requerida e tarifas de referência (disponibilidade e consumo) para a prestação do serviço de adução de água bruta do Projeto de Integração do Rio São Francisco com Bacias Hidrográficas do Nordeste Setentrional PISF. Nota Técnica,Conjunta n 0 1, de 30 de novembro de Relatores: ANDRÉ TORRES PETRY, CARLOS MOTTA NUNES, CÍNTIA LEAL MARINHO DE ARAÚJO, FERNANDA LAUS DE AQUINO, MARISTELA DE LOURDES BARBOSA, PATRICK THOMAS, RODRIGO FLECHA FERREIRA ALVES. Brasil. Ministério do Meio Ambiente. Agência Nacional de Águas. Do parecer no tocante as perdas hídricas do eixo norte do PISF. Parecer Técnico, n 0 5, de 8 de novembro de Relatores: BRUNO COLLISCHONN, CESAR EDUARDO BERTOZZO PIMENTEL, PATRICK THOMAS, WILDE CARDOSO GONTIJO JR. Brasil. Ministério do Meio Ambiente. Agência Nacional de Águas. Do parecer no tocante as perdas hídricas do eixo norte do PISF. Parecer Técnico, n 0 19, de 1 de dezembro de Relator: BRUNO COLLISCHONN.

33 31 Brasil. Ministério do Meio Ambiente. Agência Nacional de Águas. Resolução n o 411, de Outorgar ao Ministério da Integração Nacional o direito de uso de recursos hídricos do Rio São Francisco, para a execução do Projeto de Integração do Rio São Francisco com as Bacias Hidrográficas do Nordeste Setentrional. Relator: JOSÉ MACHADO. CAP. Central Arizona Project. Disponível em: < Acesso em 25 de maio de CARVALHO, Daniel; SILVA, Leonardo. Evaporação e Transpiração. Disponível em: < Acesso em 19 de outubro de DNOCS. Açude Açu. Disponível em: < Acesso em 3 de junho de ENGECORPS/HARZA. Projeto Transposição de Águas do Rio São Francisco para o Nordeste Setentrional; Relatório R1 DESCRIÇÃO DO PROJETO São Paulo: ENGECORPS/HARZA, p. FERNANDES, Diego; FOSTER, Paulo Roberto. Cálculo da Evapotranspiração Através do Método de Thornthwaite e Comparação com Dados de Reanálise de Evaporação Potencial 1c697bfe1e69ce97a1c45d482dc1b713.pdf>. Acesso em: 20 de outubro de GOOGLE MAPS. [Estações Fluviométricas]. [2017]. Disponível em: do NCEP Para a Cidade de Pelotas/RS. Disponível em: < < , , a, d,35y,0h,0t,0r/data=CigiJgokCUNiFl8HmDRAE UJiFl8HmDTAGZDqO_QrRUnAIXVb4kmbGmPA>. Acesso em: 3 de maio de IPEA.Fórum IPEA de Mudanças Climáticas. Disponível em: < &catid=4&itemid=5>. Acesso em: 24 de outubro de IPEA.Transposição do Rio São Francisco: Análise de Oportunidade do Projeto. Disponível em: < Acesso em: 24 de outubro de 2016.

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