SUGESTÕES PARA O APRIMORAMENTO DOS SISTEMAS DE CAPTAÇÂO DE ÁGUA DE CHUVA POR MEIO DE CISTERNAS NA REGIÃO SEMI-ÁRIDA DE MINAS GERAIS Alberto Smon Schvartzman 1 & Luz Rafael Palmer 2 1) Doutorando do Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meo Ambente e Recursos Hídrcos, Unversdade Federal de Mnas Geras, Av Contorno 842-8º andar; CEP 30110-060 - Belo Horzonte, MG; e-mal: schvartzman@zpmal.com.br 2) Professor Assocado do Departamento de Engenhara Hdráulca e Recursos Hídrcos da EEUFMG, Av. do Contorno, 842-8º andar, 30110-060 - Belo Horzonte, MG, Tel.: (31) 3238-1003, e-mal: palmer@ehr.ufmg.br RESUMO --- A técnca de captação de água de chuva que atnge telhados e é armazenada em csternas tem sdo utlzada como alternatva para o suprmento de água para o consumo humano em localdades dspersas na regão sem-árda braslera, a qual possu característcas clmátcas e socas não unformes. Apesar dessas dferenças, as csternas construídas nessa regão seguem o mesmo padrão, mpedndo, por vezes, o aprovetamento das potencaldades de uma dada área. Adconalmente, é possível verfcar stuações em que a ausênca de uma manutenção adequada dos sstemas de captação de água de chuva resulta no seu abandono, parcal ou total. Neste trabalho dscute-se a possbldade do estabelecmento de um plano de admnstração, operação e manutenção das csternas e são apresentados resultados de smulações que demonstram as possbldades de um melhor dmensonamento das csternas e controle por parte dos usuáros de suas demandas dáras de água. ABSTRACT --- The domestc roof water harvestng technque has been used as a water supply alternatve for human consume n the Brazlan sem-ard regon, whch s characterzed by non unform clmatc and socal condtons. Despte those dfferences, the csterns constructed n ths regon follow the same pattern, whch, n some cases, mpedes the maxmum use of the potentals of a gven area. Addtonally t s possble to verfy that the lack of a systematc mantenance of water harvestng systems results n ther partal or total 6 o. Smpóso Braslero de Captação e Manejo de Água de Chuva 1 Belo Horzonte, MG, 09-12 de julho de 2007
abandon. A prelmnary verson of a cstern admnstraton, operaton e mantenance plan s dscussed and some smulatons showng that a better scheme of the csterns and a better control of ts use by the benefcares are presented n ths paper. Palavras-chave: gestão de recursos hídrcos, captação de água de chuva, csternas 1 INTRODUÇÃO A regão sem-árda braslera tem sdo caracterzada por problemas relaconados à seca. A despeto da exstênca de um cenáro de adversdade clmátca e hdrológca, somada a solos de baxa fertldade, é elevado o contngente de população dspersa na regão sem-árda braslera que se estende pelos estados da regão nordeste do país e do estado de Mnas Geras. No meo rural ou em pequenos núcleos da regão sem-árda braslera habtam, atualmente, cerca de 31% dos seus quase 48 mlhões de habtantes. A recente ncatva da mplantação de csternas para captação de água de chuva é traduzda especalmente pelo Programa de Formação e Moblzação Socal para a Convvênca com o Sem-Árdo: Um Mlhão de Csternas Ruras (P1MC), ação de organzações não governamentas apoada pelo governo federal, cuja déa sera mplantar 1 mlhão de csternas em 5 anos. O programa fo ncado no ano de 2000, estando construídas, aproxmadamente, 200.000 csternas, das quas 6.500 se encontram no sem-árdo mnero. Essa técnca vem sendo aplcada com sucesso em dversas regões, mas há stuações em que a ausênca de uma manutenção adequada dos sstemas de captação de água de chuva resulta no seu abandono, parcal ou total. O maor obstáculo ao uso dssemnado dessa técnca pode estar relaconado a problemas de gestão, tas como a ausênca de uma legslação adequada e a falta de um plano de montoramento e manutenção das undades construídas. Neste trabalho dscute-se a possbldade do estabelecmento de um plano de admnstração, operação e manutenção das csternas e apresenta-se uma smulação das possbldades de otmzação das técncas de captação de água de chuva na regão sem-árda de Mnas Geras. 2 A LEGISLAÇÃO SOBRE ÁGUA DE CHUVA 6 o. Smpóso Braslero de Captação e Manejo de Água de Chuva 2 Belo Horzonte, MG, 09-12 de julho de 2007
A recente legslação sobre recursos hídrcos não trata especfcamente das águas de chuva. A Le Federal nº 9.433/97, entretanto, estabelece, no parágrafo prmero do artgo 12, que ndependem de outorga pelo Poder Públco, conforme defndo em regulamento: ) o uso de recursos hídrcos para a satsfação das necessdades de pequenos núcleos populaconas, dstrbuídos no meo rural; ) as dervações, captações e lançamentos consderados nsgnfcantes; e ) as acumulações de volumes de água consderados nsgnfcantes. Interpreta-se que, por serem captadas ou armazenadas em volumes consderados pouco expressvos, e destnadas às necessdades ndvduas ou de pequenos núcleos populaconas, as captações de água de chuva ndependem de outorga pelo Poder Públco. Desta forma, verfca-se que, salvo regulamentação específca a ser edtada, as captações de água de chuva não são admnstradas pelos órgãos gestores de recursos hídrcos. A Le Federal nº 11.445/07 que estabelece dretrzes naconas para o saneamento básco dspõe em seu artgo 5º que: Não consttu servço públco a ação de saneamento executada por meo de soluções ndvduas, desde que o usuáro não dependa de terceros para operar os servços. Portanto, apesar do P1MC ter apoo do governo federal, a água de chuva armazenada em csternas e destnada ao consumo humano não se consttu escopo da polítca de saneamento básco. Por outro lado, Slva (2006), em recente pesqusa sobre a utlzação de csternas na regão sem-árda mnera, cta lmtações exstentes quanto à qualdade das águas armazenadas e utlzadas para abastecmento humano. Embora estejam sendo mplementadas algumas ações ndvdualzadas em regões de escassez no país, face ao grande número de estruturas, é de fundamental mportânca o conhecmento de seus mpactos. Assm, propõe-se o cadastramento, pelo órgão gestor de recursos hídrcos, de ntervenções alternatvas prncpalmente as csternas, mas também as barragens subterrâneas, as barragens sucessvas, as barragnhas que vsem o aprovetamento de águas para consumo humano de tal forma que essas ações não ocorram de forma profusa e à revela dos órgãos gestores de recursos hídrcos. As prncpas vantagens desse cadastramento seram: facltar o processo de verfcação da efcênca das ações e subsdar a elaboração de um plano adequado de admnstração, operação e manutenção. 3 PLANO DE ADMINISTRAÇÃO, OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO 6 o. Smpóso Braslero de Captação e Manejo de Água de Chuva 3 Belo Horzonte, MG, 09-12 de julho de 2007
Segundo Heller (2005), ndependentemente do modelo de gestão adotado, os servços de saneamento necesstam de uma organzação adequada para que seja prestado um servço de qualdade, planejado para a sua expansão e para fazer frente a possíves mudanças ao longo do tempo. Para o gerencamento da oferta, demanda, e qualdade das águas em sstemas alternatvos, especalmente o de captação de água de chuva, verfca-se a necessdade do estabelecmento de um Plano de Admnstração, Operação e Manutenção, para a garanta da sustentabldade dos sstemas. A título de exemplo, são apresentadas, de manera smplfcada, as bases de um plano dessa natureza a ser aplcado para o conjunto das aproxmadamente 300 csternas já construídas, no âmbto do Programa P1MC, no muncípo de Araçuaí, localzado na regão sem-árda mnera, cujo período chuvoso se estende de outubro a março: ) uma entdade responsável pela manutenção das csternas (companha de saneamento, prefetura, assocação de usuáros, consórco de usuáros, ou organzação da socedade cvl de nteresse púbco OSCIP) fara o cadastramento e localzação das csternas construídas; ) seram programadas duas vstas anuas de nspeção (por exemplo, nos meses de abrl e outubro), conduzdas por técncos responsáves pela nspeção físca das csternas e pela coleta de amostras das águas armazenadas; ) os exames das amostras coletadas seram efetuados pela entdade operadora do sstema (no caso de não atendmento aos padrões de potabldade, sera proposta uma forma adequada de tratamento); v) na nspeção do mês de abrl seram montorados os níves de água das csternas para se verfcar a necessdade de abastecmento, anda durante a estação seca, e de forma programada, das mesmas por meo de camnhão-ppa com água tratada da estação de tratamento de água do sstema da sede muncpal; v) os custos das vstas de nspeção seram cobertos pelas tarfas a serem estabelecdas e cobradas dos usuáros; v) os ensaos de qualdade (coletas semestras) seram estabelecdos em programas específcos para sstemas alternatvos de suprmento de água a serem propostos no Plano de Saneamento do muncípo, devdamente regulamentados e aprovados em legslação específca; e v) os custos para eventuas reparos nas csternas, decorrentes de natural deprecação dos materas, poderam ser subsdados pelo poder públco. Outros reparos necessáros decorrentes de má utlzação ou conservação seram arcados pelos usuáros das csternas. Sera verfcada a necessdade de reforço do programa de capactação e trenamento das famílas na utlzação das csternas. Esse plano representara um salto de qualdade em relação ao atual estágo de utlzação das csternas a um custo relatvamente acessível, vsto que estmatvas prelmnares ndcam que a parcela a ser cobrada das famílas sera nferor a 1% de sua renda. 6 o. Smpóso Braslero de Captação e Manejo de Água de Chuva 4 Belo Horzonte, MG, 09-12 de julho de 2007
4 DIMENSIONAMENTO DE CISTERNAS NO SEMI-ÁRIDO MINEIRO Como forma de atendmento às famílas soladas e dspersas, especalmente nas regões sem-árdas, é crescente a utlzação da técnca de captação de água de chuva que atnge os telhados das resdêncas e sua acumulação em csternas. Nos projetos recentemente mplantados na regão sem-árda, como ncatva de organzações não governamentas, apoadas pelo governo federal e por entdades prvadas, têm sdo utlzadas csternas de placas com volume máxmo de armazenamento em torno de 15 a 16 m 3 de água, para suprr uma famíla de 4 a 5 pessoas, consderando-se uma área méda de telhados das resdêncas da ordem de 40 m 2 e médas anuas de chuvas da ordem de 400 mm. Com esses dados a oferta de água lmta o consumo humano a 13 L/hab/da (dessedentação e cozmento de almentos), durante um período de seca que pode se estender por até 240 das. O Relatóro do Desenvolvmento Humano, publcado pelo Programa das Nações Undas para o Desenvolvmento (PNUD, 2006) consdera que todos os cdadãos devem ter acesso a recursos sufcentes para satsfazer as necessdades báscas e levar uma vda dgna. Assegurar que cada pessoa tenha acesso a, pelo menos, 20 ltros de água potável por da para satsfazer suas necessdades báscas é um requsto mínmo para se respetar o dreto à água e deve ser uma meta mínma para os governos. A regão sem-árda mnera apresenta índces pluvométrcos anuas superores a 400 mm, havendo, portanto, possbldades do atendmento ser amplado para um índce de 20 L/hab/da, observando-se a melhora das técncas de construção e melhor dmensonamento das csternas. Torna-se mportante, portanto, verfcar se tal técnca atende ao propósto de suprr as demandas médas das famílas resdentes e pode ser consderada como alternatva para o suprmento de água para o consumo humano. Para a verfcação da vabldade técnca da nstalação de csternas no sem-árdo mnero, é possível realzar smulações, a partr dos dados hstórcos dáros de chuvas de alguns muncípos, desde que se tenham dados consstdos de uma sére de anos. Apresenta-se a segur, como exemplo, as possbldades de smulações no muncípo de Araçuaí, com os dados dáros de chuvas obtdos da Estação Pluvométrca Fazenda Facão, códgo 01742020, operada pela CPRM, localzada em local próxmo ao ro Gravatá. Esses dados estão dsponblzados no Sstema de Informações Hdrológcas Hdroweb, da 6 o. Smpóso Braslero de Captação e Manejo de Água de Chuva 5 Belo Horzonte, MG, 09-12 de julho de 2007
Agênca Naconal de Águas. (ANA, 2007). Foram utlzados dados relatvos ao período de 01/01/1986 a 31/12/2002, totalzando 6.208 das smulados. Foram consderadas as seguntes hpóteses ncas: Precptação dára - P = dado dáro de chuva, em mlímetros; Capacdade máxma da csterna - VMAX = 16.000 ltros; Volume ncal da csterna - VINI = 16.000 ltros; Área do telhado da resdênca - AT = 60 m 2 ; Número de pessoas por famíla - NPES = 4 pessoas; Consumo por pessoa por da - COUNIT = 20 ltros/ pessoa x da; Consumo famlar médo dáro - COMED = NPES x COUNIT= 80 ltros / da; e Coefcente de escoamento (razão entre o volume precptado e o volume efetvamente captado nas calhas, descontadas as perdas de evaporação, absorção da superfíce do telhado e anda nfltrações) - CE = 0,80 (adotado). Admtndo-se que o consumo é constante em todos os das dos anos, tem-se: V = VCIS 1 + VENT COMED ; onde: V é uma varável auxlar que denota o volume de água possível de ser armazenado no da, em L; VENT é o volume de água que entra na csterna no da, em L (= P x CE x AT); COMED é o consumo famlar médo dáro, em L; e VCIS é o volume de água armazenado na csterna no da, em L. O volume de água armazenado na csterna no da é calculado da segunte forma: VCIS = V ; se 0 < V VMAX ; VCIS = VMAX ; se V > VMAX e VCIS 0; se V 0. Os ; = resultados da smulação são apresentados na fgura 1. 18000 Volume reservado (L) 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 jan-86 jan-88 jan-90 jan-92 jan-94 jan-96 jan-98 jan-00 jan-02 Fgura 1 Volumes reservados no período jan/86 a dez/2002 Com esses dados, em apenas 2% dos das verfca-se a mpossbldade de atendmento da demanda. A possbldade de ocorrênca de falhas ndca a necessdade do controle, por 6 o. Smpóso Braslero de Captação e Manejo de Água de Chuva 6 Belo Horzonte, MG, 09-12 de julho de 2007
parte dos usuáros das csternas, de seus respectvos consumos dáros de água, de forma a superar os períodos de chuvas escassas. Anda utlzando-se dos dados de chuvas da smulação efetuada, é possível também smular o controle do consumo dáro. Esse controle podera se dar, por exemplo, a partr do da 15 de abrl de cada ano (após o período chuvoso). Conforme demonstra a fgura 2, o volume médo armazenado nessa data é equvalente a 13.500 ltros de água. Supondo a possbldade de não ocorrerem chuvas até o níco do próxmo período de chuvas (o período chuvoso se nca em outubro), esse fato nduzra a redução do consumo médo dáro para algo em torno de 17 L/hab/da, ou 68 ltros por da, para uma famíla de 4 pessoas, possbltando um consumo reduzdo, até a data de 31 de outubro, após o provável níco do período chuvoso. Nos dados analsados é possível verfcar que, no ano de 1989, as csternas construídas na regão estudada teram armazenado menos de 8.000 ltros de água. Isso sgnfca que a partr 15 de abrl daquele ano o consumo famlar de água devera ser reduzdo à metade (em torno de 10 L/hab/da). De forma a evtar essa redução excessva de consumo e em outras stuações de emergênca, a prefetura local devera ser nformada com a devda antecedênca, pos, eventualmente, havera a necessdade de envo de carros-ppa para o atendmento das comundades. Nesse caso, notadamente, o uso dos carros-ppa podera ser feto de forma planejada, com possbldade de atendmento gradatvo a partr dos meses ncas de estagem, quando as csternas anda estaram parcalmente cheas, e de fornecmento de água cuja qualdade é compatível com os padrões de consumo humano. Essa água podera provr das estações de tratamento que abastecem as sedes muncpas mas próxmas. volume acumulado (L) no da 15 de abrl de cada ano 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 abr-86 abr-88 abr-90 abr-92 abr-94 abr-96 abr-98 abr-00 abr-02 Fgura 2 Volumes acumulados observados no da 15 de abrl no período 1986 a 2002 Observa-se, entretanto, que o ano de 1989 fo atípco. Supondo a não ocorrênca de chuvas no período de abrl a outubro de cada ano (uma stuação pouco provável), em 10 dos 6 o. Smpóso Braslero de Captação e Manejo de Água de Chuva 7 Belo Horzonte, MG, 09-12 de julho de 2007
17 anos pesqusados os usuáros das csternas poderam consumr o volume mínmo dáro de água consderado adequado pela ONU. Verfca-se, portanto, uma varedade de possbldades a serem consderadas quando da utlzação da alternatva a captação de água de chuva. Estudos mas aprofundados são requerdos na utlzação das csternas no que se refere aos seguntes aspectos: a) em função das dstrbuções dáras de chuvas, há de se verfcar as áreas útes dos telhados. Eventualmente, serão requerdos nvestmentos na melhora e acréscmos nos telhados de forma a permtr um melhor aprovetamento das águas, em função do número de pessoas a serem atenddas em cada resdênca; b) anda em função das precptações e demandas dáras, poderão ser construídas csternas com volumes de armazenamento superores a 16 m 3, de forma a atender a famílas com 5 ou 6 pessoas resdentes; e c) é possível repassar aos usuáros formas de controle de seu consumo dáro de forma a permtr um uso raconal da água. 4 CONSIDERAÇÕES FINAIS Um passo mportante que permtra a evolução das técncas de captação de água de chuva para consumo humano, notadamente as csternas, sera a sua formalzação. Com a nclusão dessas formas de suprmento de água em textos legas, sera possível receber dotações fnanceras do poder públco, nos respectvos planos de baca dos setores de recursos hídrcos e de saneamento básco, possbltando anda o montoramento formal e evolução das técncas construtvas. É necessáro, entretanto, observar as lmtações e, ao mesmo tempo, as dversas possbldades de uso das csternas. As undades a serem construídas devem ser dmensonadas a partr das característcas clmátcas e socas de cada mcro-regão de forma a traduzr a técnca em uma alternatva vável de suprmento de água para consumo humano e, eventualmente, também para suprmento de agrcultura famlar de subsstênca. 5 BIBLIOGRAFIA ANA (2007). Agênca Naconal de Águas. Sstema de nformações hdrológcas: hdroweb. Dsponível em <http://hdroweb.ana.gov.br>. Acesso em:21 ma.2007. HELLER, L., (2005) Polítca públca e gestão dos servços de saneamento a partr de uma vsão de saúde públca. In.: Anas do Encontro por uma Nova Cultura da Água na Amérca Latna, ABRH, ASSEMAE, FNA, IRN, Fortaleza, CE. 6 o. Smpóso Braslero de Captação e Manejo de Água de Chuva 8 Belo Horzonte, MG, 09-12 de julho de 2007
PNUD. (2006). Programa das Nações Undas para o Desenvolvmento, Relatóro do Desenvolvmento Humano 2006, A água para lá da escassez: poder, pobreza e a crse mundal da água, UNDP, New York, USA, 240 p. SILVA, C. V. (2006). Qualdade da água de chuva para consumo humano armazenada em csterna de placa. Estudo de caso: Araçuaí, MG. 2006. 117p. Dssertação (Mestrado em Saneamento, Meo Ambente e Recursos Hídrcos) Escola de Engenhara, Unversdade Federal de Mnas Geras, Belo Horzonte, UFMG. 6 o. Smpóso Braslero de Captação e Manejo de Água de Chuva 9 Belo Horzonte, MG, 09-12 de julho de 2007