VI-004 MONITORAMENTO EM TEMPO REAL DA QUALIDADE DA ÁGUA DOS MANANCIAIS DA REGIÃO METROPOLITANA DE SÃO PAULO - RMSP Armando Perez Flores (1) Bacharel em Química pela Faculdade de Filosofia Ciências e Letras Prof.º Carlos Pasquale. Especialização em Engenharia de Saneamento Básico pela Faculdade de Saúde Pública da Universidade de São Paulo. Gerente da Divisão de Monitoramento e Informações Ambientais da Produção da Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo - SABESP. Edvaldo Sorrini (2) Biólogo, atua como biólogo na Divisão de Monitoramento e Informações Ambientais da Produção SABESP Endereço (1) : Rua Mario Ribeiro Pinto n.º 9 Jabaquara São Paulo - SP - CEP: 04349-180 - Brasil - Tel: (11) 5012-5721 - e-mail: aflores@sabesp.com.br RESUMO De toda a água produzida pela Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo - SABESP na Região Metropolitana de São Paulo - RMSP, 99,5% são provenientes de reservatórios superficiais, que em grande parte se localizam em áreas que estão sendo atingidas pela mancha urbana dessa região. A despeito das restrições impostas pela Lei de Proteção de Mananciais, a ocupação das bacias de contribuição desses reservatórios vem ocorrendo, via de regra de forma descontrolada, comprometendo seriamente a qualidade das suas águas. Neste cenário, a SABESP vem buscando investir em novas tecnologias para monitoramento de qualidade das águas de seus mananciais, de forma a obter respostas rápidas e confiáveis, visando evitar que possíveis variações bruscas na qualidade da águas nas represas, possam impactar o tratamento e atingir o consumidor final. PALAVRAS-CHAVE: Monitoramento, Tempo Real, Qualidade, Manancial INTRODUÇÃO O abastecimento de água potável para a Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), representa atualmente, uma vazão em torno de 63 m 3 /s. Desse total, 99.5% são provenientes de reservatórios superficiais, que em grande parte se localizam em áreas que estão sendo atingidas pela mancha urbana da RMSP. A despeito das restrições impostas pela Lei de Proteção de Mananciais, a ocupação das bacias de contribuição desses reservatórios vem ocorrendo, via de regra de forma descontrolada, comprometendo seriamente a qualidade das suas águas. A degradação da qualidade da água vem acontecendo de forma acelerada em alguns reservatórios, tais como, Guarapiranga, Rio Grande e Baixo Cotia e de forma menos dramática, mas nem por isso menos preocupante no reservatório Paiva Castro pertencente ao Sistema Cantareira. Quanto aos demais, excluindo-se aqueles reservatórios localizados em áreas protegidas, como as represas do Alto Cotia e Rio Claro, a tendência é de comprometimento crescente da qualidade da água, em função da pressão por espaço urbano, aliado à falta de uma política integrada e eficaz de uso do solo na região. MONITORAMENTO DA QUALIDADE DA ÁGUA NA RMSP Dentro deste contexto, a SABESP introduziu, nos seus programas de monitoramento da qualidade da água, os reservatórios de abastecimento da RMSP. ABES Trabalhos Técnicos 1
Assim, desde meados da década de 70 vem sendo feito um controle das densidades de algas nos reservatórios, que inclui a identificação e contagem dos gêneros de algas presentes no reservatório, e, em alguns casos, como no Guarapiranga e Rio Grande, a aplicação de algicídas. A partir de 1987, o monitoramento nos reservatórios passou a incluir pontos de amostragem nos rios contribuintes, para que se pudesse avaliar as cargas poluentes recebidas nesses reservatórios, bem como identificar as possíveis fontes de poluição, para subsidiar as ações de proteção desses mananciais. Neste monitoramento as freqüências com que são amostrados os mananciais vão de duas vezes por semana, no caso do controle das algas, até trimestrais. O monitoramento mais abrangente, aquele que fornece dados mais completos sobre qualidade da água, entretanto, é feito com uma freqüência máxima mensal. Em alguns casos, naqueles em que o reservatório é protegido e, portanto, com uma água de qualidade boa e estável, essa freqüência permite um controle eficaz. Naqueles, entretanto, em que a qualidade da água está comprometida e, portanto, sujeita a variações que podem trazer problemas para o tratamento, essa freqüência se revela insuficiente, muito aquém do que seria o ideal para se ter um acompanhamento das oscilações de qualidade da água, que muitas vezes prenunciam problemas e que, portanto, devem ser detectados a tempo. Um fator que agrava essa limitação do monitoramento, diz respeito ao fato de que as amostragens são feitas sempre no período diurno, pela dificuldade de se coletar amostras, que exigem o uso de barco, à noite. Dessa forma, oscilações que ocorrem no período noturno (as variações nictemerais) não são detectadas. E essas variações podem, às vezes, ocasionar oscilações significativas na qualidade da água. NECESSIDADE DO MONITORAMENTO CONTÍNUO Um reservatório, embora constituído por uma massa considerável de água, pode, como já foi dito, sofrer oscilações bruscas de qualidade da água, em função de fenômenos como a inversão térmica, a ressolubilização de substâncias presentes nos sedimentos do fundo, variações nictemerais, etc... Em muitos casos, essas alterações podem afetar seriamente a qualidade da água, e se manifestam em alguns dias. É necessário, portanto, que o monitoramento tenha capacidade de detectar essas alterações, para que o tratamento da água não seja, ou seja, minimamente, afetado. Existem indicadores que permitem avaliar a situação potencial de alterações na qualidade da água num reservatório. É o caso, por exemplo, do Oxigênio Dissolvido (OD), que está relacionado com a ressolubilização de substâncias a partir do sedimento de fundo. Baixos teores, ou ausência, de OD no fundo podem acarretar esse fenômeno de ressolubilização. Um monitoramento contínuo do teor de OD no fundo, então, permite detectar situações potenciais de alteração na qualidade da água, a tempo de prevenir a área de tratamento ou, se houver essa possibilidade, tomar medidas de reaeração artificial no fundo. Fica clara, portanto, a necessidade de se monitorar esses parâmetros de forma contínua, ou no mínimo, com uma freqüência horária. Com isso, dois importantes benefícios poderão ser conseguidos: fenômenos que provocam alterações bruscas na qualidade da água poderão ser detectados a tempo de prevenir o tratamento amplia-se significativamente o conhecimento sobre o comportamento do reservatório, em termos da qualidade da água, permitindo dirigir melhor o monitoramento de rotina (não contínuo) para períodos e áreas críticas, o que poderá resultar numa redução da quantidade de amostras, e, portanto, numa redução equivalente nos custos desse monitoramento O monitoramento contínuo, ou em tempo real, da qualidade da água em rios, lagos, reservatórios etc, é uma prática que vem sendo introduzida em muitos países que convivem com problemas ambientais, ou mais especificamente, riscos de contaminação das suas águas. Esse tipo de monitoramento permite aumentar significativamente a eficiência dos Sistemas de Vigilância, e em conseqüência reduzir os riscos sanitários, quando a água é utilizada para abastecimento, ou riscos ambientais, no caso mais geral. 2 ABES Trabalhos Técnicos
MONITORAMENTO EM TEMPO REAL DA QUALIDADE DA ÁGUA DOS MANANCIAIS DA REGIÃO METROPOLITANA DE SÃO PAULO No caso da SABESP, este projeto consiste de um sistema de monitoramento de dados de qualidade de água, em tempo real, em pontos pré-determinados em reservatórios que abastecem a RMSP. Este sistema é constituído essencialmente, de estações remotas e unidades de recepção de dados. As estações remotas são compostas de módulos de coletas de dados, programa de coleta de dados, módulos de armazenagem de dados, módulos de alimentação e suporte de energia, módulos de comunicação de dados e de sensores de aquisição de dados. DESCRIÇÃO DO SISTEMA O sistema é baseado nas descrições apresentadas a seguir. OPERAÇÃO O sistema foi concebido para operar automaticamente com a supervisão direta de técnicos da SABESP. A ESTRUTURA ESQUEMÁTICA DA OPERAÇÃO DO SISTEMA É A SEGUINTE: ESTAÇÃO REMOTA Realiza a leitura dos sensores e armazenagem dos dados gerados e a transmissão via sinal de Radio desses dados gerados, em intervalos pré-determinados de tempo, para as unidades de recepção correspondentes, É capacitada para a transmissão de alarmes de qualidade, para a unidade de recepção, a qualquer instante de tempo, permitindo a consulta manual remota, em tempo real, pelos técnicos que operam o sistema. UNIDADE DE RECEPÇÃO Mantém um programa gerenciador capacitado para a operação automática ou manual do sistema, permitindo: A recepção dos dados das estações remotas correspondentes, Transferência automática dos dados via linha telefônica para a Unidade Central de Recepção, Visualização gráfica dos dados válidos das últimas 24 horas, das unidades remotas do sistema correspondente. Unidade Central de Recepção Mantém um programa gerenciador capacitado para a operação automática ou manual do sistema, permitindo: Consulta de dados por item monitorado, data e/ou período Visualização gráfica dos dados Realiza a comunicação automática com as Unidades de Recepção de dados para a obtenção de dados em situação de alarmes; Mantém o banco de dados central do sistema. PARÂMETROS DE QUALIDADE MONITORADOS ABES Trabalhos Técnicos 3
São medidos diretamente no local, através de uma sonda multiparâmetro, com os seguintes sensores instalados: 1. ph 2. Turbidez 3. Condutividade 4. Potencial de Oxi-redução 5. Oxigênio Dissolvido 6. Temperatura A quantidade de sondas de qualidade instaladas no sistema varia de acordo com a profundidade do local monitorado, variando de três (superfície, meio e fundo), até uma única sonda para locais de pouca profundidade (vide figura 1). SONDAS MULTIPARÂMETROS Figura 1 MANANCIAIS MONITORADOS Estão sendo monitorados atualmente através deste sistema, cinco represas utilizadas pela SABESP para captação e tratamento de água, a saber: represa Guarapiranga com duas bóias represa Billings com três bóias represa Rio Grande com duas bóias represa Taiaçupeba com duas bóias represa Jundiaí com uma bóia no total são 10 locais monitorados. Considerando-se as várias profundidades dependendo de cada ponto onde esta localizada a unidade remota temos, 17 pontos monitorados. 4 ABES Trabalhos Técnicos
DESCRIÇÃO GERAL DO SISTEMA ABES Trabalhos Técnicos 5
RESULTADOS OBTIDOS NO MONITORAMENTO Este sistema esta programado para realizar uma leitura a cada 10 minutos. Com esta programação, são gerados diariamente, 144 dados por parâmetro/ponto monitorado, isto nos da uma massa mensal de dados muito grande. Considerando 6 (seis) parâmetros por sonda, são 25920 dados/mês por sonda. A melhor forma de visualização de toda essa quantidade de dados, é através de gráficos. A seguir, são apresentados alguns gráficos como exemplo das informações que podem ser obtidas através deste sistema. 20 Ocorrência de OD - Zona Captação Guarapiranga superfície mg/l de O2 15 10 5 0 Período avaliado - Agosto/2000 a Março/2001-28.240 dados 6 ABES Trabalhos Técnicos
COMPARAÇÃO ENTRE TEMPERATURA DA ÁGUA, PH E OXIGÊNIO DISSOLVIDO OD, NA SUPERFÍCIE DA ZONA DE CAPTAÇÃO DA REPRESA GUARAPIRANGA. 30 Zona de Captação Guarapiranga - Superfície 25 20 15 10 5 0 OD - mg/l de O2 ph Temperatura - ºC VARIAÇÃO DE OXIGÊNIO DISSOLVIDO AO LONGO DE PERÍODOS DE 24 HORAS. 11 Ocorrência de OD - Zona Captação Guarapiranga superfície 10 9 8 7 No gráfico acima, se pode observar claramente as variações de OD ocorridas ao longo de períodos de 24 horas. No período diurno, ou seja, onde há a incidência de luz, observa-se um incremento de até 3,0 mg/l provocado pela fotossíntese das algas presentes no reservatório. ABES Trabalhos Técnicos 7
CONCLUSÕES Este sistema tem se apresentado até o momento, como uma excelente ferramenta de vigilância dos mananciais. É importante observar que seu objetivo, não é a precisão dos resultados, mas a as variações significativas que podem ocorrer, de forma a indicar que alguma anomalia esta ocorrendo no reservatório. A SABESP juntamente com a empresa que implantou o sistema, tem feito grandes esforços para corrigir eventuais problemas técnicos e operacionais encontrados. A intenção da SABESP, é ampliar este sistema de monitoramento para os demais mananciais da RMSP, visando aprimorar a vigilância dos mananciais. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Relatório Resumo Monitoramento em Tempo Real, Divisão de Monitoramento e Informações Ambientais, SABESP, 2000 2. Relatório Mensais Monitoramento em Tempo Real, Divisão de Monitoramento e Informações Ambientais, SABESP, 2000/2001 8 ABES Trabalhos Técnicos