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AVALIAÇÃO DE PROPOSTAS PARA A GARANTIA DO ABASTECIMENTO
DE ÁGUA DA REGIÃO METROPOLITANA OESTE DO RIO DE JANEIRO
Frederico Menezes Coelho
Dissertação de Mestrado apresentada ao
Programa de Pós-graduação em Engenharia
Civil, COPPE, da Universidade Federal do Rio
de Janeiro, como parte dos requisitos necessários
à obtenção do título de Mestre em Engenharia
Civil.
Orientadores: José Paulo Soares de Azevedo
Isaac Volschan Júnior
Rio de Janeiro
Outubro de 2008
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iii
Coelho, Frederico Menezes
Avaliação de
Propostas para a Garantia do
Abastecimento de Água da Região Metropolitana Oeste
do
Rio de Janeiro/ Frederico Menezes Coelho. –
Rio de Janeiro:
UFRJ/COPPE, 2008.
XXIV, 277 p.: il.; 29,7 cm.
Orientadores: José Paulo Soares d
e Azevedo e Isaac
Volschan Júnior
Dissertação (mestrado) –
UFRJ/ COPPE/ Programa de
Engenharia Civil, 2008.
Referências Bibliográficas: p. 263-277
1. Abastecimento de Água. 2. Rio Guandu. 3. Modelo
Multicritério. 4. Estações de Tratamento. 5. Qualidade de
Água. 6. Outorgas e Intrusão Salina. 7. Transposição de
Bacias. 8. Reúso
. 9. Gestão de Recursos Hídricos. I. Azevedo
et al., José Paulo Soares de.
II. Universidade Federal do Rio
de Janeiro, COPPE, Programa de Engenharia Civil. III.
Título.
iv
Dedico este trabalho totalmente
a minha amada mulher Silvia e
ao meu querido filho Luiz Frederico.
v
AGRADECIMENTOS
Agradeço aos meus pais e irmãos, aos meus colegas da CEDAE, que forneceram
importantes informações, e ao engenheiro Sérgio Pinheiro, pelo apoio, tão necessário
para a conclusão desta dissertação.
Também agradeço aos meus orientadores José Paulo e Isaac Volschan, pela paciência e
pela confiança em todos os meus passos, estimulando a realização deste trabalho até o
fim.
Não deixo também de agradecer a Silvia, minha companheira em todos os momentos,
que se manteve sempre paciente e compreensiva em minha longa pesquisa até a defesa,
mesmo após o nascimento de nosso tão sonhado filho Luiz Frederico nesse período.
Presto também homenagens a minha sogra, que cuidou muito bem do meu filho no
decorrer dos meus momentos vagos destinados à elaboração da dissertação.
Agradeço ainda a todos que colaboraram, de alguma forma, para a realização deste
ardoroso e importante trabalho.
Por fim, deixo uma homenagem especial ao professor Paulo Roberto Pereira de Araujo,
membro eterno da minha banca de dissertação, mesmo não podendo estar presente.
vi
Resumo da Dissertação apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos
necessários para a obtenção do grau de Mestre em Ciências (M.Sc.)
AVALIAÇÃO DE PROPOSTAS PARA A GARANTIA DO ABASTECIMENTO
DE ÁGUA DA REGIÃO METROPOLITANA OESTE DO RIO DE JANEIRO
Frederico Menezes Coelho
Outubro/2008
Orientadores: José Paulo Soares de Azevedo
Isaac Volschan Júnior
Programa: Engenharia Civil
Atualmente, muitos estudos, planos e relatórios técnicos sobre o abastecimento
de água da região metropolitana do Rio de Janeiro e sobre as mazelas da bacia
hidrográfica do rio Guandu foram realizados ou estão em fase de elaboração. Como os
problemas são bastante conhecidos, há diversas propostas de soluções, tanto pela
comunidade científica quanto por órgãos públicos responsáveis. Esta dissertação analisa
as principais alternativas existentes e propõe algumas soluções para a garantia da
qualidade e da quantidade das águas na bacia hidrográfica do rio Guandu, objetivando
prioritariamente o abastecimento de água potável para o consumo humano. Um
diagnóstico da atual situação apontou os seguintes problemas de qualidade da água: a
forte presença dos indicadores de poluição doméstica; o aumento da turbidez causada
pelos areais; e os riscos inerentes de um possível acidente industrial. Quanto à
quantidade, foram avaliados os processos de outorgas recentes, a transposição Paraíba
do Sul–Guandu e a cunha salina. Nesse caso, o abastecimento humano foi tomado como
prioritário nas análises de futuras outorgas, em detrimento do aumento da cunha salina.
Os cenários existentes e futuros foram previamente descritos para, então, realizar uma
análise multicritério por um método consagrado. Finalmente, espera-se que os
resultados auxiliem nas questões do gerenciamento da bacia e do abastecimento de água
para nove milhões de pessoas no estado do Rio de Janeiro.
vii
Abstract of Dissertation presented to COPPE/UFRJ as a partial fulfillment of the
requirements for the degree of Master of Science (M.Sc.)
EVALUATION OF PROPOSALS TO THE GUARANTEE WATER SUPPLY TO
THE METROPOLITAN REGION WEST OF THE RIO DE JANEIRO
Frederico Menezes Coelho
October/2008
Advisors: José Paulo Soares de Azevedo
Isaac Volschan Júnior
Department: Civil Engineering
Currently, many studies, plans and technical reports address the water supply to
the metropolitan region of Rio de Janeiro and the problems related to the Guandu river
watershed. Since the problems are fairly well known, there are many proposed solutions
from both the scientific community and the public institutions involved. This
dissertation examines the main existing alternatives and proposes some solutions for
ensuring the water quality and water quantity in the Guandu river watershed, aiming
primarily the drinking water supply for human consumption. A diagnosis of the current
situation highlighted the following problems of water quality: the strong presence of
indicators of domestic pollution, the increased turbidity due to sand, and the inherent
risks of a possible industrial accident. With respect to water quantity, the recent
processes for allowing water use, the water transfer from Paraiba do Sul river to the
Guandu river, and saline wedge were evaluated. In this case, the human supply has been
taken as a priority in the analyses of future permission for water use, rather than
increasing saline wedge. The existing and future scenarios were previously described to
then make an analysis by a multi-criteria method. Finally, it is expected that the results
provide support for the watershed management and for the water supply of nine million
people in the State of Rio de Janeiro.
viii
ÍNDICE
1) INTRODUÇÃO........................................................................................................ 1
1.1) Motivação......................................................................................................... 1
1.1.1) Ações para melhoria da qualidade da água captada no manancial........... 8
1.1.2) Ações para o aumento da oferta de água para o abastecimento ............... 9
1.2) Objetivos......................................................................................................... 11
1.3) Metodologia.................................................................................................... 12
1.4) Escopo ............................................................................................................ 14
2) SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA POTÁVEL DA RMRJ ........... 19
2.1) Histórico ......................................................................................................... 19
2.1.1) Do poço Cara de Cão ao sistema Guandu .............................................. 19
2.1.2) A evolução do sistema Guandu.............................................................. 22
2.1.3) A criação do Lameirão ........................................................................... 25
2.1.4) O surgimento da Nova CEDAE ............................................................. 27
2.2) Situação atual.................................................................................................. 35
2.2.1) Mananciais locais ................................................................................... 35
2.2.2) Sistema Acari.......................................................................................... 37
2.2.3) Sistema Ribeirão das Lajes..................................................................... 38
2.2.4) Sistema Guandu...................................................................................... 40
2.2.5) Municípios fora da RMRJ abastecidos pela bacia do rio Guandu.......... 45
3) AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DE ÁGUA NOS MANANCIAIS................... 47
3.1) Estações de amostragem................................................................................. 47
3.2) Qualidade das águas ....................................................................................... 55
3.3) Ocorrência de cianobactérias.......................................................................... 69
3.4) Qualidade dos sedimentos.............................................................................. 74
3.5) Condições e padrões de qualidade e enquadramento ..................................... 79
4) DIAGNÓSTICO DA QUALIDADE DE ÁGUA NOS MANANCIAIS............... 83
4.1) Principais atividades poluidoras..................................................................... 86
4.1.1) Esgotos domésticos ................................................................................ 86
4.1.2) Efluentes agropecuários.......................................................................... 89
4.1.3) Efluentes industriais ............................................................................... 89
4.1.4) Extração de areia .................................................................................... 96
5) CENÁRIOS COM MELHORIA DA QUALIDADE DA ÁGUA CAPTADA ... 100
ix
5.1) Plano diretor de esgotamento sanitário 1994................................................ 100
5.1.1) Situação do esgotamento sanitário ....................................................... 100
5.1.2) Bacias de drenagem e de saneamento................................................... 101
5.1.3) Parâmetros utilizados............................................................................ 103
5.1.4) Diagnóstico da qualidade das águas dos corpos receptores em 1994... 105
5.1.5) Proposta de enquadramento da qualidade dos corpos receptores......... 106
5.1.6) Estudos de influência das cargas poluidoras ........................................ 108
5.1.7) Corpos receptores selecionados............................................................ 109
5.1.8) Proposição de soluções......................................................................... 109
5.2) Esgotamento sanitário nos municípios da bacia........................................... 117
5.3) Desvio dos rios dos Poços, Queimados e Ipiranga....................................... 118
5.4) Desvio de pedras secas................................................................................. 121
5.5) Barreiras flutuantes (Ecobarreiras)............................................................... 126
5.6) Unidade de Tratamento de Rio (flotação por ar dissolvido) ........................ 132
5.7) Dragagem dos sedimentos da lagoa Guandu................................................ 152
5.8) Desidratação de lodo e sedimentos com tubos geotêxteis............................ 156
6) BALANÇO HÍDRICO NA BACIA DO RIO GUANDU.................................... 160
7) CENÁRIOS COM AUMENTO DA OFERTA DE ÁGUA TRATADA............. 171
7.1) Plano diretor de abastecimento 1985............................................................ 171
7.1.1) ETA Marajoara..................................................................................... 173
7.2) Revisão do plano diretor de abastecimento (2004-2007)............................. 178
7.2.1) Modernização da ETA Guandu............................................................ 183
7.2.2) ETA Ribeirão das Lajes........................................................................ 184
7.2.3) ETA Guandu Novo............................................................................... 188
7.2.4) Desativação do sistema Acari............................................................... 192
7.2.5) Redução de perdas................................................................................ 197
7.3) Plano diretor da região hidrográfica da Baía de Guanabara (2005) ............. 201
7.3.1) Redução de perdas................................................................................ 201
7.4) ETA Guandu II............................................................................................. 206
7.5) ETA Novo Guandu....................................................................................... 212
7.6) Ribeirão das Lajes (reserva estratégica)....................................................... 218
7.7) Rejeito Zero (ETA Guandu)......................................................................... 219
7.8) Gerenciamento da bacia do rio Guandu (Plano Estratégico 2006)............... 224
7.8.1) Transposição Paraíba do Sul-Guandu................................................... 224
x
7.8.2) Cunha salina ......................................................................................... 241
7.9) Mananciais fora da bacia do rio Guandu...................................................... 247
7.9.1) Regularização do sistema Acari ........................................................... 247
7.9.2) Mananciais locais ................................................................................. 249
7.9.3) Reservatórios de acumulação na região serrana................................... 249
7.9.4) Dessalinização...................................................................................... 250
8) ANÁLISE FINAL DOS CENÁRIOS DE ABASTECIMENTO......................... 251
8.1) Método multicritério..................................................................................... 252
8.2) Definição dos parâmetros............................................................................. 255
8.3) Resultados e discussões................................................................................ 259
9) CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES............................................................ 260
9.1) Melhoria da qualidade da água captada no manancial................................. 260
9.2) Aumento da oferta de água para o abastecimento público........................... 261
9.3) Análise multicritério..................................................................................... 262
10) REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................. 263
xi
ÍNDICE DE GRÁFICOS
Gráfico 1 – Abastecimento de água no estado do Rio de Janeiro (Fonte: CIDE, 2005).. 3
Gráfico 2 – Mananciais que abastecem a RMRJ oeste (Fonte: CIDE, 2005) .................. 4
Gráfico 3 – Principais mananciais do estado do Rio de Janeiro (Fonte: CIDE, 2005) .... 5
Gráfico 4 – OD e DBO nas estações de amostragem (Fonte: FEEMA)......................... 59
Gráfico 5 – Coliformes fecais nas estações de amostragem (Fonte: FEEMA) .............. 59
Gráfico 6 – Temperatura nas estações GN200 e EA_GN200 da FEEMA..................... 60
Gráfico 7 – Condutividade nas estações GN200 e EA_GN200 da FEEMA.................. 61
Gráfico 8 – pH nas estações GN200 e EA_GN200 da FEEMA .................................... 62
Gráfico 9 – Oxigênio Dissolvido nas estações GN200 e EA_GN200 da FEEMA........ 62
Gráfico 10 – Carbono Orgânico Total nas estações GN200 e EA_GN200 da FEEMA 63
Gráfico 11 – OD na sub-bacia do rio Guandu, 2006-2007 (FEEMA, 2008) ................ 64
Gráfico 12 – DBO na sub-bacia do rio Guandu, 2006-2007 (FEEMA, 2008)............... 64
Gráfico 13 – Ortofosfato na sub-bacia Guandu, 2006-2007 (FEEMA, 2008) ............... 65
Gráfico 14 – Fósforo na sub-bacia do rio Guandu, 2006-2007 (FEEMA, 2008)........... 65
Gráfico 15 – Nitrogênio na sub-bacia Guandu, 2006-2007 (FEEMA, 2008) ................ 66
Gráfico 16 – Nitrato na sub-bacia do rio Guandu, 2006-2007 (FEEMA, 2008)............ 66
Gráfico 17 – Condutividade na sub-bacia Guandu, 2006-2007 (FEEMA, 2008).......... 67
Gráfico 18 – Qualidade na captação ETAG, 2005-2006 (DA COSTA et al., 2007) ..... 67
Gráfico 19 – Cianobactérias nas estações de amostragem da FEEMA em 2001........... 71
Gráfico 20 – Cianobactérias nas estações de amostragem da FEEMA em 2002........... 71
Gráfico 21 – Cianobactérias nas estações de amostragem da FEEMA em 20/06/02..... 72
Gráfico 22 – Concentrações médias mensais cél/ml de cianobactérias na lagoa Guandu
(LGA-14), na Captação e no rio Guandu (Fonte: SOARES et al., 2005).............. 73
Gráfico 23 – Concentração (células/ml) de cianobactérias na Captação (RGN-17) e no
rio Guandu (RGN-16), em agosto de 2003 (Fonte: SOARES et al., 2005) ........... 73
Gráfico 24 – Ferro nos sedimentos amostrados (Fontes: MASSENA e FEEMA)......... 78
Gráfico 25 – Chumbo nos sedimentos amostrados (Fontes: MASSENA e FEEMA) ... 78
Gráfico 26 – Média de turbidez na água bruta da ETAG em 1995 (OLIVEIRA, 2004) 97
Gráfico 27 – Consumo de coagulantes na ETAG em 1995 (OLIVEIRA, 2004)........... 97
Gráfico 28 – População nos sistemas Guandu e Macacos (STE, 1994)....................... 114
Gráfico 29 – Carga orgânica nos sistemas Guandu e Macacos (STE, 1994)............... 114
Gráfico 30 – Vazões de esgotamento nos sistemas Guandu e Macacos (STE, 1994).. 115
xii
Gráfico 31 – Custos de implantação do esgotamento na bacia rio Guandu (PDES).... 115
Gráfico 32 – Curva de custo para implantação das tubulações do PDES 1994 ........... 116
Gráfico 33 – Curva de custo para implantação das EEE’s do PDES 1994.................. 116
Gráfico 34 – Curva de custo para implantação das ETE’s do PDES 1994.................. 117
Gráfico 35 – Cronograma físico das obras de Pedras Secas (Fonte: OTTONI, 2002). 124
Gráfico 36 – Custo O & M UTR Pampulha (Fonte: adaptado de COUTINHO, 2007)147
Gráfico 37 – Tipos de gasto nas UTR’s Flotflux® (Fonte: COUTINHO, 2007)......... 148
Gráfico 38 – Curvas de custos para UTR’s tipo Flotflux® em cursos d’água............. 149
Gráfico 39 – Custos de dragagem com outras alturas de lodo na lagoa Guandu ......... 155
Gráfico 40 – Prazo de execução para a dragagem do lodo da lagoa Guandu............... 155
Gráfico 41 – Vazões mínimas ao longo do rio Guandu (SONDOTÉCNICA, 2006)... 161
Gráfico 42 – Vazões médias ao longo do rio Guandu (SONDOTÉCNICA, 2006)..... 161
Gráfico 43 – Demanda x Produção, PDA e RPDA (ENGEVIX, 1985, CNEC, 2004) 172
Gráfico 44 – Demanda x Produção máxima, RPDA 2004 (CNEC, 2004)................... 181
Gráfico 45 – Custo dos sistemas de produção propostos no RPDA (CNEC, 2004) .... 182
Gráfico 46 – Custos de implantação de todos os sistemas no RPDA (CNEC, 2004).. 183
Gráfico 47 – Vazão mensal aduzida na Linha São Pedro, RPDA (CNEC, 2004)........ 194
Gráfico 48 – Vazão mensal aduzida na Linha Rio D’Ouro, RPDA (CNEC, 2004)..... 194
Gráfico 49 – Vazão mensal aduzida na Linha Tinguá, RPDA (CNEC, 2004) ............ 195
Gráfico 50 – Vazão mensal aduzida na Linha Xerém, RPDA (CNEC, 2004)............. 195
Gráfico 51 – Vazão mensal aduzida na Linha Mantiquira, RPDA (CNEC, 2004)...... 196
Gráfico 52 – Índices de atendimento e perdas da CEDAE (Fonte: SNIS)................... 199
Gráfico 53 – Índices de atendimento e perdas das companhias (Fonte: SNIS)............ 200
Gráfico 54 – Projeção de vazões com 40% de perdas nos sistemas para a RHBG...... 205
Gráfico 55 – Projeção de vazões com redução de perdas nos sistemas para a RHBG. 205
Gráfico 56 – Custos das unidades do sistema produtor Guandu II (BCM, 2005)........ 211
Gráfico 57 – Custos de implantação do sistema produtor Guandu II (BCM, 2005).... 211
Gráfico 58 – Consumo de produtos químicos em uma ETA........................................ 215
Gráfico 59 – Volumes dos reservatórios no rio Paraíba do Sul 2003-2007 (ANA)..... 234
Gráfico 60 – Volumes dos reservatórios no rio Paraíba do Sul 2005-2008 (ANA)..... 234
Gráfico 61 – Volumes do reservatório equivalente no rio Paraíba do Sul (ANA)....... 235
Gráfico 62 – Histórico de vazões no reservatório Paraibuna 2004-2006 (ANA)......... 236
Gráfico 63 – Histórico de vazões no reservatório Paraibuna 2007-2008 (ANA)......... 236
Gráfico 64 – Histórico de vazões no reservatório Santa Branca 2004-2006 (ANA) ... 236
xiii
Gráfico 65 – Histórico de vazões no reservatório Santa Branca 2007-2008 (ANA) ... 237
Gráfico 66 – Histórico de vazões no reservatório Jaguari 2004-2006 (ANA)............. 237
Gráfico 67 – Histórico de vazões no reservatório Jaguari 2007-2008 (ANA)............. 237
Gráfico 68 – Histórico de vazões no reservatório Funil 2004-2006 (ANA) ................ 238
Gráfico 69 – Histórico de vazões no reservatório Funil 2007-2008 (ANA) ................ 238
Gráfico 70 – Histórico de vazões no reservatório Santa Cecília 2004-2006 (ANA) ... 238
Gráfico 71 – Histórico de vazões no reservatório Santa Cecília 2007-2008 (ANA) ... 239
Gráfico 72 – Histórico de vazões no reservatório Ponte Coberta 2004-2006 (ANA).. 239
Gráfico 73 – Histórico de vazões no reservatório Ponte Coberta 2007-2008 (ANA).. 239
Gráfico 74 – Cunha salina no Canal de São Francisco (SONDOTÉCNICA, 2006).... 242
Gráfico 75 – Curvas de gastos e consumo de energia elétrica em ETA’s.................... 248
Gráfico 76 – Gastos operacionais com pessoal e produtos químicos em ETA’s......... 249
Gráfico 77 – Evolução dos custos de dessalinização (CHAUDHRY, 2003)............... 250
xiv
ÍNDICE DE FOTOS
Foto 1 – Estruturas de captação do sistema Guandu...................................................... 41
Foto 2 – Estação de Tratamento de Água do Guandu (ETAG)...................................... 43
Foto 3 – Localização das estações de amostragem estudadas e da RH-II Guandu ........ 53
Foto 4 – Detalhe dos locais das estações de amostragem próximas à captação ETAG . 54
Foto 5 – Localização e situação de areal no rio Guandu (Fonte: OLIVEIRA, 2004).... 98
Foto 6 – Cavas submersas na “reta de Piranema” (Fonte: GOOGLE, 2006)................. 99
Foto 7 – Sistemas propostos de desvios para melhoria da água bruta da ETAG ......... 120
Foto 8 – Tipos de Ecobarreiras da SERLA (as setas indicam o fluxo hídrico)............ 127
Foto 9 – Ecobarreira da Lagoa da Tijuca no Rio de Janeiro (Fonte: SERLA)............. 127
Foto 10 – Ecobarreira do Arroio Fundo (e a UTR Arroio Fundo em construção)....... 131
Foto 11 – UTR do rio Carioca na praia do Flamengo no Rio de Janeiro / RJ.............. 135
Foto 12 – UTR do córrego da Rocinha em São Conrado no Rio de Janeiro / RJ ........ 135
Foto 13 – Captação da ETAG entre os anos de 1950 e 1960 (Fonte: CEDAE)........... 152
Foto 14 – Captação da ETAG em 2005 (Fonte: CEDAE) ........................................... 153
Foto 15 – Preparação da célula para tubos geotêxteis (Fonte: ALLONDA, 2007)...... 157
Foto 16 – Funcionamento do sistema tubular geotêxtil (Fonte: ALLONDA, 2007) ... 158
Foto 17 – Canal de descartes da ETA Guandu (Fonte: CEDAE)................................. 221
xv
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1 – RMRJ atual e a bacia do rio Guandu (Fonte: adaptado de CIDE, 2001)........ 1
Figura 2 – Fluxograma dos problemas e soluções para a qualidade da água captada...... 6
Figura 3 – Fluxograma das possíveis fontes para o aumento da oferta de água............... 7
Figura 4 – Regiões do estado do Rio de Janeiro (Fonte: adaptado de CIDE, 2001)...... 15
Figura 5 – Mapa hidrográfico da bacia do rio Guandu e a APA Guandu ...................... 16
Figura 6 – Cronologia da origem da Nova CEDAE (Fonte: CEDAE)........................... 35
Figura 7 – Sistemas de abastecimento de água da RMRJ oeste (CNEC, 2004)............. 36
Figura 8 – Mananciais do sistema Acari (Fonte: CNEC, 2004)..................................... 37
Figura 9 – Mapa das estações de amostragem estudadas na bacia do rio Guandu......... 52
Figura 10 – Os distritos industriais e a ETAG (Fonte: adaptado de CODIN, 2006a).... 91
Figura 11 – Indústrias na região do rio Guandu (Fonte: adaptado de CODIN, 2006b) . 92
Figura 12 – Planta do distrito industrial de Queimados (Fonte: CODIN, 2008a).......... 93
Figura 13 – Planta do distrito industrial de Santa Cruz (Fonte: CODIN, 2008b) .......... 94
Figura 14 – Sistemas de esgotamento sanitário para a bacia do Guandu (STE, 1994) 102
Figura 15 – Opção 01 para desvio de pedras secas (Fonte: OTTONI, 2002)............... 122
Figura 16 – Opção 02 para desvio de pedras secas (OTTONI, 2002).......................... 122
Figura 17 – Opção 03, a escolhida para desvio de pedras secas (OTTONI, 2002)...... 123
Figura 18 – Sistema de flotação em fluxo (Fonte: CARON, 2006)............................. 134
Figura 19 – Esquema flotação em fluxo (Fonte: adaptado de ANGELIS et al., 2001) 136
Figura 20 – Clarificação acelerada (Fonte: HILSDORF, 2002)................................... 139
Figura 21 – Sistema de produção e adução Marajoara, PDA (ENGEVIX, 1985) ....... 177
Figura 22 – Novo sistema produtor de Ribeirão das Lajes (CNEC, 2004).................. 187
Figura 23 – Novo sistema produtor Guandu Novo, pelo RPDA (CNEC, 2004).......... 191
Figura 24 – Abastecimento de água na RHBG (ECOLOGUS-AGRAR, 2005) .......... 202
Figura 25 – Comparativo de áreas nos processos de decantação (SABESP, 2002)..... 209
Figura 26 – Esquema da decantação lamelar com micro-areia (SABESP, 2002)........ 209
Figura 27 – Sistema produtor ETA Guandu II (Fonte: BCM, 2005) ........................... 210
Figura 28 – Processo de tratamento do sistema Novo Guandu (CEDAE, 2007)......... 213
Figura 29 – Concepção inicial proposta ETA Novo Guandu (CEDAE, 2007)............ 216
Figura 30 – Sistema Novo Guandu proposto inicialmente (CEDAE, 2007)................ 217
Figura 31 – Processo atual de descartes de água e lodo da ETAG (BIORIO, 2006)... 219
Figura 32 – Processo esperado de descartes da ETAG (BIORIO, 2006)..................... 220
xvi
Figura 33 – Destino atual dos descartes da ETA Guandu (BIORIO, 2006)................. 222
Figura 34 – Proposta para o reúso dos descartes da ETAG (BIORIO, 2006).............. 222
Figura 35 – Parque gerador de energia no estado do Rio de Janeiro (LIGHT, 2008).. 225
Figura 36 – Aproveitamento hidrelétrico do sistema LIGHT (LIGHT, 2003)............. 225
Figura 37 – Perfil hidráulico do subsistema Paraíba-Piraí da LIGHT (2003).............. 229
Figura 38 – Esquema do sistema hidrelétrico do rio Paraíba do Sul (ANA, 2008)...... 231
Figura 39 – Esquema de vazões do sistema hidrelétrico Paraíba do Sul (ANA) ......... 231
Figura 40 – Salinidade no cenário mais desfavorável (SONDOTÉCNICA, 2006) ..... 243
Figura 41 – Ciclo das tomadas de decisão (Fonte: PETRIE et al., 2006).................... 251
Figura 42 – Processos de um planejamento ambiental (Fonte: ZUFFO, 1998)........... 253
Figura 43 – Modelo multicritério ELECTRE III (Fonte: PETRIE et al., 2006) .......... 255
xvii
ÍNDICE DE TABELAS
Tabela 1 – Dados sobre os municípios da RMRJ (adaptado de IBGE e CIDE, 2008)..... 2
Tabela 2 – Porte adotado para os sistemas de esgotos sanitários................................... 10
Tabela 3 – Regiões do estado do RJ (Fontes: CIDE, 2005, CERHI 18, 2007).............. 14
Tabela 4 – Mananciais do sistema Acari (Fonte: STE, 1994)........................................ 38
Tabela 5 – Características do sistema de adução de Ribeirão das Lajes (CNEC, 2004) 38
Tabela 6 – Consumo de produtos químicos na ETAG (Fonte: OLIVEIRA, 2007) ....... 43
Tabela 7 – Elevatórias de água tratada do sistema Guandu ........................................... 45
Tabela 8 – Estações de amostragem (Fontes: FEEMA, CEDAE e MASSENA, 2003). 48
Tabela 9 – Médias nas estações de amostragem FEEMA (bacia do rio Guandu).......... 55
Tabela 10 – Médias nas estações de amostragem da FEEMA (continuação) ................ 57
Tabela 11 – Qualidade nos postos da CEDAE, 2005-2006 (DA COSTA et al., 2007). 68
Tabela 12 – Cianobactérias nas estações de amostragem da FEEMA ........................... 69
Tabela 13 – Cianobactérias nas estações de amostragem da FEEMA (continuação) .... 70
Tabela 14 – Qualidade dos sedimentos na estação da FEEMA ..................................... 74
Tabela 15 – Qualidade dos sedimentos na estação da FEEMA (continuação) .............. 75
Tabela 16 – Qualidade dos sedimentos nos pontos de amostragem............................... 76
Tabela 17 – Qualidade dos sedimentos nos pontos de amostragem (continuação)........ 76
Tabela 18 – Qualidade dos sedimentos nos pontos de amostragem (continuação)........ 77
Tabela 19 – Limites de Cianobactérias cf. o Documento FUNASA de outubro de 2001,
a Portaria MS número 518/2004 e a Resolução CONAMA número 357/2005 ..... 79
Tabela 20 – Classes de uso destinadas ao abastecimento para consumo humano ......... 80
Tabela 21 – Classes de uso propostas nos locais das estações de amostragem.............. 81
Tabela 22 – Caracterização da situação sanitária atual (Fonte: FEEMA, 2001a).......... 86
Tabela 23 – Principais corpos receptores dos efluentes industriais (FEEMA, 2001a)... 95
Tabela 24 – Principais métodos de extração de areia (Fonte: FEEMA, 2001a)............. 96
Tabela 25 – Afluentes do canal de São Francisco (STE, 1994)................................... 101
Tabela 26 – Per capita de esgotos sanitários (STE, 1994)........................................... 103
Tabela 27 – Critérios para os diagnósticos de qualidade (STE, 1994)......................... 105
Tabela 28 – Classificação e padrões (Fonte: CONAMA 20, 1986)............................. 107
Tabela 29 – Proposta de enquadramento do PDES 1994 (STE, 1994) ........................ 107
Tabela 30 – Alternativas de disposição final no PDES 1994 (STE, 1994).................. 108
Tabela 31 – Bacias de esgotamento sanitário no PDES 1994 (STE, 1994) ................. 110
xviii
Tabela 32 – Sistema Guandu de esgotamento sanitário (STE, 1994) .......................... 112
Tabela 33 – Sistema Macacos de esgotamento sanitário (STE, 1994)......................... 113
Tabela 34 – Vazões encontradas na foz dos rios dos Poços, Queimados e Ipiranga.... 119
Tabela 35 – Vazões de cheia nos afluentes da lagoa Guandu (COPPE, 2000)............ 119
Tabela 36 – Custos de implantação do Desvio de Pedras Secas (OTTONI, 2002)...... 125
Tabela 37 – Estruturas de Desvio de Pedras Secas projetadas (OTTONI, 2002) ........ 125
Tabela 38 – Ecobarreiras no estado do Rio de Janeiro (Fonte: SERLA)..................... 129
Tabela 39 – Custos para as barreiras flutuantes existentes e propostas........................ 130
Tabela 40 – Tecnologias de tratamento primário (PCA AMBIENTAL, 2002)........... 138
Tabela 41 – Sistemas primários (PCA AMBIENTAL, 2002, COUTINHO, 2007)..... 140
Tabela 42 – Eficiência de UTR’s flotação em fluxo (Fonte: COUTINHO, 2007) ...... 140
Tabela 43 – Sistemas Flotflux® implantados no Brasil (Fonte: DT Engenharia)........ 146
Tabela 44 – Custos de UTR’s tipo Flotflux® em cursos d’água.................................. 148
Tabela 45 – Índices médios dos custos nas UTR’s em fluxo de cursos d’água ........... 149
Tabela 46 – Características dos sistemas Flotflux® propostos na lagoa Guandu........ 151
Tabela 47 – Orçamento para a dragagem e o aterro do lodo da lagoa Guandu............ 154
Tabela 48 – Vazões na bacia do rio Guandu (Fonte: SONDOTÉCNICA, 2007) ........ 160
Tabela 49 – Demandas atuais na bacia do rio Guandu (Fonte:SERLA, 2006b e 2007)163
Tabela 50 – Possíveis demandas futuras na bacia do rio Guandu (Fonte: CEDAE).... 164
Tabela 51 – Balanço hídrico atual e futuro na bacia do rio Guandu............................ 169
Tabela 52 – Comparativo dos locais aventados para o novo sistema (PDA 1985)...... 176
Tabela 53 – Evolução das vazões (m³/s) dos sistemas na RPDA (CNEC, 2004) ........ 182
Tabela 54 – Unidades do novo sistema produtor Ribeirão das Lajes (CNEC, 2004) .. 185
Tabela 55 – Unidades do novo sistema produtor Guandu Novo (CNEC, 2004) ......... 188
Tabela 56 – Mananciais estudados pela RPDA 2004 (CNEC, 2004) .......................... 196
Tabela 57 – Regiões abrangidas no estudo de perdas totais do sistema (CNEC, 2004)198
Tabela 58 – Volumes produzidos e faturados de água na RMRJ oeste (CNEC, 2004) 198
Tabela 59 – Produção de água potável para a Baía de Guanabara (PDRH-BG).......... 201
Tabela 60 – Programas do PDRH-BG que afetam sistemas da bacia do rio Guandu.. 204
Tabela 61 – Decantação com micro-areia X Convencional (SABESP, 2002)............. 208
Tabela 62 – Características do sistema de reúso proposto na ETAG (BIORIO, 2006) 223
Tabela 63 – Geração de energia elétrica pela LIGHT Energia (LIGHT, 2008)........... 224
Tabela 64 – Características do complexo hidrelétrico da LIGHT Energia S.A. .......... 226
Tabela 65 – Regulamentação do sistema hidráulico Paraíba do Sul (ANA, 2008)...... 233
xix
Tabela 66 – Cenários simulados com intrusão salina (SONDOTÉCNICA, 2006)...... 242
Tabela 67 – Restrições do PERH Guandu para outorgas no canal de São Francisco .. 244
Tabela 68 – Possíveis adutoras individuais de água doce no Canal de São Francisco. 245
Tabela 69 – Custos estimados para adequar e regularizar o sistema Acari.................. 248
Tabela 70 – Valores adotados para os pesos dos critérios no modelo multicritério..... 258
Tabela 71 – Faixa adotada para os valores dos cenários no modelo multicritério....... 258
xx
LISTA DE SIGLAS
ABES Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
AGEVAP Associação Pró-Gestão das Águas da Bacia Hidrográfica do Rio
Paraíba do Sul
AMBEV Companhia de Bebidas das Américas
ANA Agência Nacional de Águas
APA Área de Proteção Ambiental
APBF Adutora Principal da Baixada Fluminense
ARG Alto Recalque do Guandu
ARL Adutora Ribeirão das Lajes
ASEAC Associação dos Empregados de Nível Universitário da CEDAE
BID Banco Interamericano de Desenvolvimento
BNH Banco Nacional de Habitação
CAG Carvão Ativado Granular
CAN Companhia de Águas de Niterói S/A
CCO Centro de Controle Operacional
CEDAE Companhia Estadual de Águas e Esgotos do Rio de Janeiro
CEDAG Companhia Estadual de Águas da Guanabara
CEF Caixa Econômica Federal
CEIVAP Comitê para Integração da Bacia Hidrográfica do Rio Paraíba do
Sul
CEPT Chemically Enhanced Primary Treatment
CERHI Conselho Estadual de Recursos Hídricos do Rio de Janeiro
CETESB Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental de São Paulo
CGU Controladoria-Geral da União
CIDE Fundação Centro de Informações e Dados do Rio de Janeiro
CODIN Companhia de Desenvolvimento Industrial do Estado do Rio de
Janeiro
COMGUANDU Comitê da bacia hidrográfica dos rios Guandu, da Guarda e
Guandu-Mirim
COMPERJ Complexo Petroquímico do Rio de Janeiro
xxi
CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente
COPASA Companhia de Saneamento de Minas Gerais
COPPE Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de
Engenharia da UFRJ
COSIGUA Companhia Siderúrgica da Guanabara
COT Carbono Orgânico Total
CRESTA Centre for Risk, Environment and Systems Technology and Analysis
da Universidade de Sydney na Austrália
CSA Companhia Siderúrgica do Atlântico
CSF Canal de São Francisco
CSN Companhia Siderúrgica Nacional
DBO Demanda Bioquímica por Oxigênio
DQO Demanda Química de Oxigênio
EA Estação de monitoramento Automático da FEEMA
EEAB Estação Elevatória de Água Bruta
EEAT Estação Elevatória de Água Tratada
ELECTRE ELimination Et Choix Traduisant la Realité
EMOP Empresa de Obras Públicas do estado do Rio de Janeiro
EPA United States Environmental Protection Agency
ESAG Empresa de Saneamento da Guanabara
ETA Estação de Tratamento de Água
ETAF Estação de Tratamento de Águas Fluviais
ETAG Estação de Tratamento de Água do Guandu
ETE Estação de Tratamento de Esgotos
FCC Fábrica Carioca de Catalisadores
FECAM Fundo Estadual de Conservação Ambiental
FEEMA Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente do Rio de
Janeiro
FUNDREM Fundação para o Desenvolvimento da Região Metropolitana do Rio
de Janeiro
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
IDH Índice de Desenvolvimento Humano do Banco Mundial
IFAI Industrial Fabrics Association International
xxii
IGAM Instituto Mineiro de Gestão das Águas
IGL Interligação Guandu – Lameirão
INPI Instituto Nacional de Propriedade Industrial
IQA Índice de Qualidade das Águas da CETESB
ITA Instituto Tecnológico de Aeronáutica
LIGHT Companhia de eletricidade do Rio de Janeiro (francesa – EDF)
MS Ministério da Saúde
NARG Novo Alto Recalque do Guandu
NEL Nova Elevatória do Lameirão
NETA Nova Estação de Tratamento de Água do Guandu
NEZR Nova Elevatória da Zona Rural
NUSEG Núcleo Superior de Estudos Governamentais da UERJ
OD Oxigênio Dissolvido
PAC Programa de Aceleração do Crescimento do Governo Federal
PCB’s Bifenilas Policloradas
PCRJ Prefeitura da Cidade do Rio de Janeiro
PDA Plano Diretor de Abastecimento de Água da CEDAE
PDBG Programa de Despoluição da Baía de Guanabara
PDES Plano Diretor de Esgotamento Sanitário da CEDAE
PDRH-BG Plano Diretor de Recursos Hídricos da Região Hidrográfica da Baía
de Guanabara
PEAD Polietileno de Alta Densidade
PERH Plano Estratégico de Recursos Hídricos das bacias hidrográficas dos
rios Guandu, da Guarda e Guandu-Mirim
PET Politereftalato de Etila
PI Patente de Invenção
PLANASA Plano Nacional de Saneamento
PNRH Política Nacional de Recursos Hídricos
PROFACE Programa das Favelas da CEDAE
PROSAB Programa de Pesquisas em Saneamento Básico do Governo Federal
PROSANEAR Programa de Vida Nova com Saúde
RAFA Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente (UASB)
REDUC Refinaria de Duque de Caxias da Petrobrás
xxiii
RFT Resíduos Filtráveis Totais
RH Região Hidrográfica
RHBG Região Hidrográfica da Baía de Guanabara
RMRJ Região Metropolitana do Rio de Janeiro
RMSP Região Metropolitana de São Paulo
RNFT Resíduos Não Filtráveis Totais
RPDA Revisão do Plano Diretor de Abastecimento de Água da CEDAE
SABESP Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo
SANERJ Companhia de Saneamento de Estado do Rio de Janeiro
SENAI Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial
SERLA Secretaria Estadual de Rios e Lagoas do Rio de Janeiro
SINAOP Simpósio Nacional de Auditoria em Obras Públicas
SisBAHIA Sistema Base de Hidrodinâmica Ambiental da COPPE/UFRJ
SNIS Sistema Nacional de Informações sobre o Saneamento
SOSP Secretaria de Estado de Obras e Serviços Públicos do Rio de Janeiro
Ssed Sólidos sedimentáveis
SST Sólidos em Suspensão Totais
STF Supremo Tribunal Federal
SUDECAP Superintendência de Desenvolvimento da Capital – Prefeitura de
Belo Horizonte (MG)
SURSAN Superintendência de Urbanização e Saneamento
TAGUBAR TAngential GUanabara Bay Aeration and Recovery
TAS Taxa de Aplicação Superficial
TCU Tribunal de Contas da União
TR Tempo de Recorrência
UASB Upflow Anaerobic Sludge Blanket (RAFA)
UEL Usina Elevatória
UERJ Universidade do Estado do Rio de Janeiro
UFF Universidade Federal Fluminense
UFRJ Universidade Federal do Rio de Janeiro
UFRRJ Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRuralRJ)
UHE Usina Hidrelétrica de Energia
UNB Universidade de Brasília
xxiv
UTE Usina Termelétrica de Energia
UTR Unidade de Tratamento de Rio
VETA Velha Estação de Tratamento de Água do Guandu
VMP Valor Máximo Permitido
1
1) INTRODUÇÃO
1.1) Motivação
O problema do abastecimento da região metropolitana do Rio de Janeiro (RMRJ) é
histórico, desde os primórdios do Brasil colônia até os dias atuais. As soluções
grandiosas adotadas para combater a falta de água vertiam desde mananciais de serra até
aos grandes rios que cruzam o estado, em conformidade com o aumento populacional da
região. Entretanto, atualmente, o encorpado rio Guandu tem sido a única solução viável
para o abastecimento ora em questão, pois a revisão do plano diretor de abastecimento
de água da região metropolitana oeste (CNEC, 2004) revelou a inexistência de outras
fontes além daquelas já amplamente estudadas, e que já abastecem a região, tais como:
o próprio rio Guandu, o reservatório de Ribeirão das Lajes, o sistema Acari e os
mananciais locais de pequeno porte. Destas fontes, a grande maioria pertence à bacia
hidrográfica do rio Guandu. Portanto, a área em estudo foi limitada pela RMRJ e pela
bacia do rio Guandu (vide Figura 1).
Figura 1 – RMRJ atual e a bacia do rio Guandu (Fonte: adaptado de CIDE, 2001)
2
A porção oeste da RMRJ foi escolhida por receber cerca de 80% da vazão distribuída
pelos sistemas produtores de água atuais (vide Gráfico 1), que atendem a maioria da
população do estado, ou seja, 9.552.068 habitantes (vide Tabela 1). Já a bacia do rio
Guandu foi estudada porque é a maior fonte atual de água para a região, cf. Gráfico 2.
Neste estudo, mesmo situada no município do Rio de Janeiro, a ilha de Paquetá está na
porção leste da RMRJ, pois sempre recebeu água de sistemas produtores desta região.
Tabela 1 – Dados sobre os municípios da RMRJ (adaptado de IBGE e CIDE, 2008)
Área
(1)
População
(2)
Instalação
(3)
Município
(km²)
% (2008) % Ano Origem
Belford Roxo 80
0,18
495.694
3,12
01/01/1993
Nova Iguaçu
Duque de Caxias 465
1,06
864.392
5,45
01/01/1944
Nova Iguaçu
Japeri 83
0,19
100.055
0,63
01/01/1993
Nova Iguaçu
Mesquita 35
0,08
187.949
1,18
01/01/2001
Nova Iguaçu
Nilópolis 19
0,04
159.005
1,00
22/08/1947
Nova Iguaçu
Nova Iguaçu 524
1,20
855.500
5,39
29/07/1833
Rio de Janeiro
Paracambi 179
0,41
44.629
0,28
13/11/1960
Itaguaí e
Vassouras
Queimados 77
0,18
137.870
0,87
01/01/1993
Nova Iguaçu
Rio de Janeiro 1.182
2,71
6.161.047
38,8
01/03/1565
-
São João de Meriti
35
0,08
468.309
2,95
22/08/1947
Duque de Caxias
Seropédica 284
0,65
77.618
0,49
01/01/1997
Itaguaí
RMRJ oeste 2.963
6,8
9.552.068
60,2
(4)
Guapimirim 361
0,83
48.688
0,31
01/01/1993
Magé
Itaboraí 424
0,97
225.309
1,42
22/05/1883
(5)
Magé 386
0,88
240.940
1,52
12/06/1789
(6)
Niterói 129
0,30
477.912
3,01
11/08/1819
Rio de Janeiro
São Gonçalo 249
0,57
982.832
6,19
23/02/1893
Niterói
Tanguá 147
0,34
30.139
0,19
01/01/1997
Itaboraí
RMRJ leste 1.696
3,88
2.005.820
12,6
(7)
Total RMRJ 4.659
10,7
11.557.888
72,8
01/07/1974
(8)
TOTAL RJ 43.696
100
15.872.362
100
15/03/1975
Fusão RJ e GB
(8)
3
Notas da Tabela 1:
(1)
Fonte: IBGE - Cidades@, 2008, cf. resolução n° 05 de 10 de outubro de 2002;
(2)
Estimativas das populações residentes, em 1° de julho de 2008, segundo os
municípios. Fonte: IBGE/DPE/COPIS, 29 de agosto de 2008;
(3)
Fonte: Fundação CIDE, 2008;
(4)
Os municípios de Itaguaí e Mangaratiba foram excluídos da RMRJ oeste por
meio da lei estadual complementar n° 105 de 04/07/2002;
(5)
Município emancipado de Cachoeiras de Macacu e São José De El-Rey;
(6)
Município emancipado de Cachoeiras de Macacu e Rio de Janeiro;
(7)
Os municípios de Petrópolis e Maricá saíram da RMRJ leste nas leis estaduais
complementares n° 64 de 21/09/1990 e n° 97 de 02/10/2001, respectivamente;
(8)
Conforme lei federal complementar n° 20 de 01/07/1974.
A região metropolitana do Rio de Janeiro ou Grande Rio foi instituída pela lei federal
complementar n° 20 de 01/07/1974 (LEI 20, 1974), após a fusão dos antigos estados do
Rio de Janeiro (RJ) e da Guanabara (GB). Anos depois, os municípios de Petrópolis,
Itaguaí, Mangaratiba e Maricá foram excluídos, e os municípios emancipados na região
foram incluídos. Entretanto, diferente da Tabela 1, o IBGE ainda inclui os municípios
de Itaguaí, Mangaratiba e Maricá na RMRJ, para fins estatísticos (IBGE, 2008).
Capacidade de atendimento (habitantes)
dos sistemas de abastecimento de água no Estado
(excluindo as perdas na distribuição)
Demais regiões
2.115.724
14%
Região
Metropolitana
Oeste
11.640.000
76%
Região
Metropolitana
Leste
1.540.379
10%
Vazão distribuída (l/s)
pelos sistemas de abastecimento de água no Estado
(excluindo as perdas na produção)
Demais regiões
6.309,32
10%
Região
Metropolitana
Oeste
48.500,00
80%
Região
Metropolitana
Leste
6.334,90
10%
=
Gráfico 1 – Abastecimento de água no estado do Rio de Janeiro (Fonte: CIDE, 2005)
4
Vazão distribuída (l/s)
pelos mananciais de água na RMRJ oeste
São Pedro
Rio d'Ouro
Tinguá
3 500
7%
Xerém
Rio Guandu
40 000,00
83%
Ribeirão das
Lajes (Represa)
5 000,00
10%
Mantiquira
bacia do rio
Guandu
bacia da Baía
de Guanabara
Gráfico 2 – Mananciais que abastecem a RMRJ oeste (Fonte: CIDE, 2005)
A falta de outros mananciais de superfície, com um aporte suficiente para suprir as
demandas por água na RMRJ oeste, pode ser constatada após uma breve visão espacial
da hidrografia do estado do Rio de Janeiro, juntamente com os dados de vazões
mínimas disponíveis em cada manancial (cf.
Gráfico 3
). Nesse caso, as fontes com as
maiores vazões mínimas situam-se nas regiões norte e noroeste fluminense, ou seja,
muito distantes da RMRJ oeste, o que encareceria demais uma possível obra de adução.
Os mananciais que abastecem a porção leste da RMRJ (canal Imunana e outros rios em
Itaboraí e adjacências, correspondentes aos 87m³/s no
Gráfico 3
) estão comprometidos
com os usuários desta região, sendo, portanto, excluídos do presente estudo.
A bacia hidrográfica do rio Guandu abrange o reservatório de Ribeirão das Lajes, o rio
Guandu e as vazões transpostas dos rios Piraí e Paraíba do Sul. Logo, os afluentes
destes mananciais também influenciam o abastecimento de água da RMRJ oeste, tanto
diretamente quanto indiretamente. Por exemplo, a alocação de vazões para outorga de
usuários em afluentes do rio Paraíba do Sul (rio Negro, rio Carangola, rio Muriaé, rio
Pomba e outros de menor porte) pode diminuir a vazão disponível no rio Guandu.
5
Principais mananciais de superfície do Estado do RJ
130
10
3
87
2
2
50
2
20
20
16
2
2
150
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150
Rio Paraíba do Sul
Rio Guandu
Ribeirão das Lajes
Rio Piraí
Canal Imunana
Rio Preto
Rio Paquequer
Rio Macaé
Lagoa Feia
Rio Itabapoana
Rio Muriaé
Rio Pomba
Rio Carangola
Rio Negro
Vazões mínimas (m³/s)
Gráfico 3 – Principais mananciais do estado do Rio de Janeiro (Fonte: CIDE, 2005)
A partir dessas premissas de elevada importância, muitos trabalhos e vastas discussões
sobre o abastecimento da região metropolitana têm sido realizados ao longo de várias
décadas, esgotando o assunto, aparentemente. Então, qual seria a motivação e a real
contribuição deste presente trabalho para o relevante tema?
Em um primeiro plano, pode-se dizer que os problemas são bem conhecidos, porém as
soluções idealizadas são extremamente divergentes e conflitantes. Nesse sentido, o
presente estudo atualiza as informações e apresenta a coletânea das principais ações
propostas, estudos e projetos listados nos itens (1.1.1) e (1.1.2), que objetivam a
melhoria da qualidade da água captada no manancial da bacia (vide grupos da
Figura 2
)
e o aumento da oferta de água potável para a região (vide grupos da
Figura 3
). A partir
desse referencial, esta dissertação apresenta uma análise comparativa das soluções para
fornecer subsídios aos tomadores de decisão na escolha da melhor situação, tanto para a
população da região metropolitana do Rio de Janeiro quanto para a bacia hidrográfica
do rio Guandu.
6
Figura 2 – Fluxograma dos problemas e soluções para a qualidade da água captada
7
Figura 3 – Fluxograma das possíveis fontes para o aumento da oferta de água
8
1.1.1)
Ações para melhoria da qualidade da água captada no manancial
Ações estruturais paliativas
Desvio dos rios dos Poços, Queimados e Ipiranga, integrado por meio de diques
a jusante da confluência e canais ou tubulações de desvio;
Desvio dos rios dos Poços, Queimados e Ipiranga, por intermédio de canais de
desvio distintos para cada rio, a montante da confluência;
Desvio de pedras secas, composto de estruturas submersas para a retenção dos
sedimentos na barragem auxiliar pertencente à captação da ETA Guandu;
Estações de tratamento de águas fluviais por processos de coagulação,
floculação e flotação (sistema FLOTFLUX® – flotação em fluxo);
Despoluição de corpos hídricos por meio da oxidação da matéria orgânica pelo
oxigênio injetado com a água, isto é, por meio das estações previstas no projeto
para a aeração tangencial e recuperação da baía de Guanabara (TAGUBAR ou
TAngential GUanabara Bay Aeration and Recovery
);
Dragagem de rios com remoção do lodo de fundo;
Secagem de lodo e de sedimentos com tubos geotêxteis;
Barragens ou barreiras para remoção de materiais flutuantes;
Sistema de interceptação da rede de drenagem de águas pluviais contendo
ligações clandestinas de esgotos sanitários para tratamento em tempo seco
(galerias de cintura).
Ações estruturais efetivas
Implantação de sistemas de esgotamento sanitário nas bacias contribuintes, com
soluções centralizadas através de médios e grandes sistemas de coleta, transporte
e tratamento de esgotos domésticos (médios e grandes diâmetros de tubulações e
estações para médias e grandes vazões cf.
Tabela 2
– concepção do plano diretor
de esgotamento sanitário de 1994 e dos projetos Sepetiba 02 e Guandu-Mirim);
Implantação de sistemas de esgotamento sanitário nas bacias contribuintes, com
soluções descentralizadas através de pequenos sistemas de coleta, transporte e
tratamento de esgotos domésticos, de acordo com o porte pequeno da
Tabela 2
mais adiante – soluções localizadas com sistemas acessíveis de tratamento
(lagoas de estabilização, fossa-filtro anaeróbio, entre outros);
9
Controle efetivo dos efluentes industriais, principalmente dos complexos
industriais a montante da captação da ETA Guandu;
Adequação das unidades de tratamento de água à Portaria 518 (MS, 2005),
incluindo a implantação da estação de tratamento da água captada no
reservatório de Ribeirão das Lajes;
Proteção das margens dos mananciais com reflorestamento, ou seja, o programa
Muda Guandu da CEDAE e o projeto Replanta Guandu do COMGUANDU;
Proteção dos mananciais de abastecimento com a criação de áreas de proteção
ambiental, tal qual a APA Guandu (vide
Figura 5
).
1.1.2)
Ações para o aumento da oferta de água para o abastecimento
Estudo do potencial de mananciais subterrâneos como fonte de abastecimento,
que se revela bem aquém das necessidades, com aproximadamente 1m³/s;
Pesquisa de outros mananciais de superfície como alternativas para o
abastecimento, que também seria insuficiente, com menos de 1m³/s;
Viabilidade do aumento da água transposta (atualmente em 119m³/s) pelo
sistema hidrelétrico de Lajes para o rio Guandu, com todas as implicações
possíveis em relação à cobrança e ao uso pela bacia do rio Paraíba do Sul;
Estudo de aumento da água captada diretamente do reservatório de Ribeirão das
Lajes pelo sistema de abastecimento (atuais 5,5m³/s), com suas implicações no
sistema de produção de energia elétrica (aproximadamente 18% do volume do
reservatório podem ser utilizados para outros fins, como o abastecimento);
Implantação de novo sistema de produção de água com captação no rio Guandu,
bem a montante da captação da ETA Guandu e da confluência dos rios dos
Poços, Queimados e Ipiranga, ou seja, a criação da ETA Marajoara no bairro
Jardim Marajoara, com 31,5m³/s, conforme plano diretor de água de 1985, e
com 24m³/s, conforme revisão do plano em 2004, além de reservatório e
distribuição independentes do sistema Guandu atual;
Implantação de novo sistema de produção de água com 36m³/s, chamado de
Guandu II, em 3 etapas, aproveitando-se a captação atual (projetada para até
80m³/s) da ETA Guandu e instalando a ETA Guandu II em terreno próximo aos
desarenadores existentes, tendo ainda a ampliação do reservatório de
distribuição – o Marapicu 2;
10
Implantação de novo sistema de produção de água chamado Guandu Novo, com
24m³/s em 2 etapas (proposto na revisão do plano diretor de água de 2004),
semelhantes ao Guandu II, mas com processos de tratamento diferentes;
Implantação de novo sistema de produção de água chamado Novo Guandu, com
24m³/s em 2 etapas (proposto pela CEDAE com recursos do PAC 2007),
semelhantes ao Guandu Novo, mas com processos de tratamento diferentes;
Projeto Rejeito Zero, para o total reaproveitamento das águas de processo da
ETA Guandu atual (com capacidade para 47m³/s e vazões médias em torno de
45m³/s), com o lodo recebendo tratamento especial, isto é, a recirculação das
águas de descarte da decantação e da lavagem dos filtros, que são atualmente
encaminhadas para fora da bacia do rio Guandu, a uma vazão média de 4,5m³/s;
Ações gerenciais na bacia do rio Guandu e adjacências para o controle da
demanda de água para outros fins não tão prioritários quanto o abastecimento
público de água potável, ou seja, controle adequado das outorgas de uso dos
recursos hídricos da bacia, incluindo o problema da intrusão salina na foz do rio
Guandu, isto é, no canal de São Francisco;
Ações e práticas localizadas e coletivas de reúso da água, tais como: substituição
de peças sanitárias, aproveitamento de águas pluviais, reaproveitamento de
águas de descargas sanitárias, entre outros tipos;
Estudo e combate às perdas nos sistemas adutores e distribuidores de água, ou
seja, o controle de vazamentos, a eliminação de ligações clandestinas, entre
outras atividades;
Pesquisa e gestão do consumo
per capita
de água potável, objetivando
campanhas de educação ambiental para a minimização do uso menos nobre da
água e, conseqüentemente, para a diminuição do
per capita
a ser atendido;
Dessalinização da água do mar para abastecimento público.
Tabela 2 – Porte adotado para os sistemas de esgotos sanitários
PORTE Vazão média da ETE (l/s) Diâmetro do tronco coletor (mm)
Pequeno Até 70 Somente rede coletora (até 300mm)
Médio >70 a 300 150 a 300
Grande >300 >300
11
1.2) Objetivos
A presente dissertação tem como objetivo principal analisar as diversas alternativas para
solucionar a problemática do abastecimento de água potável na região metropolitana
oeste do estado do Rio de Janeiro. Enfocam-se as necessidades de ações emergenciais,
estruturais e gerenciais, após um diagnóstico da bacia do rio Guandu, tanto em termos
de qualidade quanto em quantidade de água disponível para o abastecimento público.
Para tanto, reúnem-se os principais componentes existentes sobre a bacia do rio Guandu
e sobre o abastecimento de água da região metropolitana através de diversos elementos
ilustrativos e dados tabelados para proporcionar fácil consulta de terceiros em
posteriores trabalhos sobre o tema. Portanto, a dissertação tem a pretensão de ser uma
referência sintética sobre o assunto, após um extenso e árduo trabalho de pesquisa
bibliográfica.
O trabalho ainda agrega e atualiza diversos dados e informações correspondentes ao
Plano Estratégico de Recursos Hídricos da Bacia do Rio Guandu (SONDOTÉCNICA,
2006 e 2007), ou seja, ao guia do comitê da bacia hidrográfica dos rios Guandu, da
Guarda e Guandu-Mirim (COMGUANDU), ao apresentar o seguinte:
Dados abrangentes com análise de qualidade das águas, incluindo os sedimentos
e as cianobactérias, a fim de complementar as informações prestadas pelo plano;
Dados com a avaliação das outorgas, demandas e disponibilidade de água na
bacia, com informações mais atuais em relação ao plano.
Por fim, esta dissertação apresenta o emprego do método multicritério, que é um
modelo mais flexível e mais criterioso para analisar as alternativas do que a relação
custo-benefício aplicada em órgãos governamentais, que são tomadores de decisão na
gestão dos recursos hídricos da bacia do rio Guandu. As situações com tendência real
para acontecer foram analisadas com o auxílio desse modelo, em vez de casos
hipotéticos, valorizando, assim, os resultados encontrados. Mais especificamente,
optou-se por utilizar o modelo ELECTRE III (ROY, 1978).
12
1.3) Metodologia
Primeiramente, foi realizada uma completa pesquisa bibliográfica sobre o assunto, com
as seguintes atividades principais:
Série de coleta de dados e de informações nos diversos órgãos envolvidos
(CEDAE, SERLA, FEEMA, LIGHT, entre outros);
Estudo dos planos diretores de abastecimento de água potável e de esgotamento
sanitário da CEDAE e de outros;
Análise dos planos estratégicos de recursos hídricos das bacias hidrográficas
inerentes (Guandu, Baía de Guanabara e Paraíba do Sul);
Identificação dos planos, programas e projetos desenvolvidos ou em fase de
desenvolvimento para a questão;
Consultas bibliográficas diversas (artigos, mídia eletrônica, mídia impressa,
entre outras).
Em função da grande quantidade de elementos, os dados e as informações coletados na
pesquisa foram reunidos em gráficos, fotos, figuras e tabelas. Os gráficos apresentam as
curvas, os histogramas ou similares, com base em dados provenientes das coletas
efetuadas. Por outro lado, as fotos são os elementos puramente fotográficos, trabalhados
ou não. Já as figuras representam os outros elementos visuais, oriundos das fontes de
consulta, com ou sem adaptações, tais como: fluxogramas; diagramas esquemáticos;
mapas; entre outros. Por fim, as tabelas agregam também todos os quadros existentes.
Com as informações reunidas, procederam-se os diagnósticos de qualidade das águas,
de demandas, de outorgas e de disponibilidade hídrica da bacia do rio Guandu. Em
relação ao abastecimento de água potável e às propostas de solução, tabelas de
eficiência e curvas de consumo versus custos foram elaboradas para auxiliar a análise
técnica e econômica, tanto da situação existente quanto das alternativas aventadas.
A análise individual de cada proposta foi discutida de forma crítica em cima do
diagnóstico, dos dados coletados e das informações recebidas, sendo que as
considerações do próprio autor desta dissertação aparecem onde não há citações
bibliográficas nos textos.
13
A metodologia multicritério auxiliou a análise final dos cenários propostos e existentes.
O modelo adotado foi o ELECTRE III (
ELimination Et Choix Traduisant la REalité
),
criado por Bernad Roy em 1978 (ZUFFO, 1998).
A matriz multicritério do modelo englobou os cenários existentes, os cenários
propostos, os critérios de avaliação e os pesos de cada critério. Esses pesos foram
adaptados a partir de informações presentes em trabalhos similares na área de
planejamento ambiental de recursos hídricos, tal qual o elaborado por ZUFFO (1998)
sobre a bacia do rio Cotia em São Paulo.
Os dados da matriz foram inseridos no programa computacional ELECTRE III®, versão
demo 3.1, da MCDA SOFTWARES (1994), da Universidade de Paris na França, que
foi criado por Bernard Roy. O programa permitiu incorporar a modelagem conceitual
adotada e apresentou os resultados das situações simuladas. A versão de demonstração
possui uma limitação de entrada de dados, sendo permitido somente 06 alternativas e 05
critérios. Com isso, as simulações não agregaram todos os 07 critérios definidos ao
mesmo tempo.
14
1.4) Escopo
A região metropolitana do Rio de Janeiro é uma das oito regiões de governo (RG) do
estado do Rio de Janeiro criadas pela lei estadual n° 1.227 de 17 de novembro de 1987,
que aprovou o plano de desenvolvimento econômico e social 1988/1991 (CIDE, 2005).
A bacia hidrográfica do rio Guandu foi concebida por algum tempo como uma sub-
bacia da antiga bacia de Sepetiba. Por grau de importância, a FEEMA separava a bacia
de Sepetiba em duas sub-bacias: a do rio Guandu e a da baixada da baía de Sepetiba. Já
o comitê Guandu engloba as bacias hidrográficas dos rios Guandu, da Guarda e
Guandu-Mirim, tendo a baía de Sepetiba como a foz de todos eles. Atualmente, a região
da bacia de Sepetiba é denominada região hidrográfica Guandu (RH-II), conforme
resolução CERHI–RJ número 18 de oito de novembro de 2006, republicada no diário
oficial do estado do Rio de Janeiro em 15 de fevereiro de 2007.
Então, para fins de gestão administrativa e de gestão dos recursos hídricos, as regiões de
governo (RG) e as regiões hidrográficas (RH) do estado do Rio de Janeiro estão
denominadas segundo a
Tabela 3
. Desse modo, a
Figura 4
mostra as regiões do estado,
com destaque para a área em estudo composta pela porção oeste da RMRJ e pela bacia
hidrográfica do rio Guandu.
Tabela 3 – Regiões do estado do RJ (Fontes: CIDE, 2005, CERHI 18, 2007)
RG Região de Governo RH Região Hidrográfica
I Metropolitana
I Baía da Ilha Grande
II Noroeste Fluminense
II Guandu
III Norte Fluminense III Médio Paraíba do Sul
IV Serrana IV Piabanha
V Das Baixadas Litorâneas V Baía de Guanabara
VI Do Médio Paraíba VI Lagos São João
VII Centro Sul-Fluminense VII Dois Rios
VIII Da Costa Verde ¹ VIII Macaé e das Ostras
IX Baixo Paraíba do Sul ¹
antiga região da Baía da Ilha Grande
X Itabapoana
15
Figura 4 – Regiões do estado do Rio de Janeiro (Fonte: adaptado de CIDE, 2001)
16
O mapa da
Figura 5
apresenta a bacia hidrográfica em estudo e a APA Guandu.
Figura 5 – Mapa hidrográfico da bacia do rio Guandu e a APA Guandu
17
A RH-II abrange totalmente os municípios discriminados na seqüência: Mangaratiba,
Itaguaí, Seropédica, Queimados, Engenheiro Paulo de Frontin, Japeri, Paracambi;
engloba, parcialmente, os seguintes municípios: Miguel Pereira, Vassouras, Barra do
Piraí, Mendes, Nova Iguaçu, Piraí, Rio Claro e Rio de Janeiro. Além disso, suas
principais bacias hidrográficas são:
bacia do Santana, bacia do São Pedro; bacia do
Macaco, bacia do Ribeirão das Lajes, bacia do Guandu (Canal de São Francisco)
,
bacia do Rio da Guarda,
bacias contribuintes à represa de Ribeirão das Lajes
, bacia
do Canal do Guandu, bacias contribuintes ao litoral de Mangaratiba e de Itacurussá,
bacia do Mazomba, bacia do Piraquê ou
Cabuçu
, bacia do Canal do Itá, bacia do Ponto,
bacia do Portinho, bacias da Restinga de Marambaia,
bacia do Piraí
.
O foco desta dissertação está no abastecimento de água potável para o consumo humano
da RMRJ oeste, portanto o escopo engloba apenas a bacia do rio Guandu e as suas
bacias afluentes (em destaque acima e na
Figura 5
), devido às razões apresentadas no
item (1.1). Entretanto, dados e conceitos relevantes sobre as outras bacias que afetam
direta ou indiretamente o rio Guandu e o abastecimento de água potável estão
devidamente considerados, caso das outorgas no Canal de São Francisco, das análises
de qualidade e quantidade das águas transpostas do rio Paraíba do Sul, entre outros.
Este Capítulo (1) apresenta, então, as considerações iniciais, a motivação, os objetivos e
o escopo da dissertação.
O Capítulo (2) descreve a história completa do sistema de abastecimento de água do Rio
de Janeiro e o conseqüente surgimento da CEDAE. Optou-se por deixar a maior parte
do relato presente em algumas publicações da companhia porque foram poucos
divulgados externamente, sendo retirado do texto o cunho promocional existente.
As características dos sistemas existentes de produção de água para abastecimento
público também estão presentes no Capítulo (2), elaborado a partir de informações de
diversas fontes da CEDAE, principalmente.
O Capítulo (3) apresenta os valores das amostras coletadas pela FEEMA (2001a, 2001b,
2002a, 2002b, 2002c, 2008) e pela CEDAE na bacia do rio Guandu, que permitiram a
avaliação da situação atual das águas nos mananciais, tais como os parâmetros de
18
qualidade da água, de eutrofização e de sedimentos. No Capítulo (3), estão presentes
também os valores das amostras encontradas em outros trabalhos, como o de
MASSENA (2003), além de citações da legislação ambiental e das classes de
enquadramento adotadas pelo PERH Guandu (SONDOTÉCNICA, 2006 e 2007).
O Capítulo (4) contém o diagnóstico de qualidade das águas na bacia do rio Guandu,
com a identificação das principais atividades poluidoras. Este diagnóstico foi baseado
nos relatórios de avaliação dos valores apresentados pelo Capítulo (3).
O balanço hídrico da bacia do rio Guandu está no Capítulo (6), que possui os dados de
disponibilidade hídrica da SERLA (2005b) e do PERH Guandu (SONDOTÉCNICA,
2006 e 2007). As demandas estão baseadas nos cenários propostos e nas portarias de
outorga da SERLA, emitidas entre janeiro de 2006 e dezembro de 2008.
Os Capítulos (5) e (7) discorrem sobre todos os estudos e projetos aventados para a
melhoria da qualidade da água no manancial e para o aumento da oferta de água, ambos
destinados ao abastecimento público de água potável para a região metropolitana do Rio
de Janeiro porção oeste. As análises individuais e os comentários preliminares já foram
agregados no decorrer do texto dos referidos capítulos, expressando assim a visão do
autor desta dissertação sobre cada proposta, com base na bibliografia e em dados
coletados de diversas fontes de pesquisa: CEDAE; SERLA; Prefeitura da Cidade do Rio
de Janeiro (PCRJ); entre outras. As principais ações, estudos e projetos analisados ou
passíveis de serem analisados futuramente foram relacionados nos itens (1.1.1) e (1.1.2).
O Capítulo (8) apresenta a análise final dos cenários estabelecidos. Neste item, o
modelo multicritério, adotado para auxiliar na análise, é descrito. São definidos os
parâmetros de entrada e mostrados os resultados obtidos pelo modelo ELECTRE III,
para alguns cenários agregados.
Enfim, os Capítulos (9) e (10) contém as considerações finais da dissertação e as
bibliografias consultadas. Cabe citar que as diversas figuras e tabelas não foram
transferidas para anexos, porque prejudicaria a compreensão de todo o texto, face à
gama de informações.
19
2) SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA POTÁVEL DA RMRJ
A região hidrográfica do rio Guandu abastece somente o lado oeste da região
metropolitana do Rio de Janeiro (RMRJ), principalmente a cidade do Rio de Janeiro e a
Baixada Fluminense. Já a porção leste da RMRJ é abastecida basicamente pelo sistema
Imunana-Laranjal, pertencente à outra região hidrográfica, fora dos limites de estudo,
casos de Niterói e São Gonçalo. Portanto, a RMRJ em estudo refere-se somente a sua
porção oeste.
O relato histórico abaixo foi extraído de documentos elaborados pela CEDAG (1969 e
1970), por DA SILVA (1988) e pela CEDAE (2001), principalmente.
2.1) Histórico
2.1.1)
Do poço Cara de Cão ao sistema Guandu
Os portugueses já haviam descoberto o Brasil, quando Américo Vespúcio navegava pela
costa brasileira até chegar à foz do que acreditava ser um grande rio. Como era 10 de
janeiro nasceu: Rio de Janeiro, que, mais tarde, seria São Sebastião do Rio de Janeiro.
A cidade de São Sebastião do Rio de Janeiro tinha na água uma parte importante
daquilo que viria a se tornar um estado com o mesmo nome. Começou ali também o
que, 473 anos depois, seria a Companhia Estadual de Águas e Esgotos – CEDAE.
Estácio de Sá, sobrinho do governador geral do Brasil, Mem de Sá, escolheu o morro
Cara de Cão para morar, entre a Urca e o Pão de Açúcar, em 1565. A cidade não tinha
água doce. Havia apenas o que, na época, era chamada de "lagoa de água ruim". Então,
um poço foi aberto e, com o tempo, não mais abastecia os moradores que chegavam de
Portugal. Com isso, os índios Tamoios cederam as águas do rio Carioca, mesmo crendo
que as águas tinham poder de aumentar a virilidade masculina e embelezar as mulheres.
Martim Sá, governador em 1602, foi pressionado a resolver o problema da água, que já
não era suficiente para abastecer a todos. Em 1617, com Vaz Pinto, quem bebesse vinho
passaria a custear as obras solicitadas pela população com o pagamento de uma taxa.
Nessa época, moravam na cidade quase quatro mil pessoas.
20
Em 1723, um aqueduto foi construído para levar água até o centro. O duto descia pelo
morro do Desterro, das Mangueiras, passava pelos chamados "Arcos Velhos da
Carioca", seguia até a Ajuda para chegar ao campo de Santo Afonso. Com a nova
construção, o Largo da Carioca recebeu o primeiro chafariz da cidade, ao lado da
escadaria que dá acesso ao convento de Santo Antônio. Quase dez anos depois, o
chafariz já estava totalmente degradado e a falta de água começou novamente a ameaçar
os moradores da cidade. Aí, então, os Arcos Velhos foram substituídos pelos grandiosos
Arcos da Lapa, que ainda emoldura o bairro da Lapa até os dias de hoje.
Para ajudar a distribuição de água no Largo da Carioca, outro grande chafariz, o da
Pirâmide, foi construído no Largo do Paço, atual Praça XV, em 1829. Muitos outros
chafarizes foram erguidos, e os moradores também se serviram de poços e cisternas,
construídas para recolher as águas das chuvas que caíam dos telhados.
A estrutura de abastecimento permaneceu a mesma até 1876. Em 1833, uma companhia
chegou a cogitar o transporte de águas até as residências. Sebastião da Costa Aguiar
criou uma frota de carroças com pipas de água que ficou conhecida como "A boa água
do Vintém" e, a partir desse período, vários mananciais foram descobertos.
Com essa nova realidade, em 1877, foi concluída a obra que marca o início de uma nova
fase: a adutora do rio São Pedro. Em 1880, foram captados os rios Santo Antônio e
d’Ouro e concluída a obra do reservatório do Pedregulho, com capacidade para 74
milhões de litros ou 74.000m³. O Pedregulho passou a formar o sistema abastecedor de
água da cidade junto com os reservatórios construídos no morro de São Bento e no
morro da Viúva.
Após nove anos, a cidade viveu um momento que ficou conhecido como "água de seis
dias". O engenheiro Paulo de Frontin assinou um contrato que o obrigava a realizar em
seis dias obras que garantissem o abastecimento de 13 a 15 milhões de litros de água
para a cidade. No final desse prazo, as chuvas aumentaram o volume dos mananciais e
as adutoras voltaram a todo vapor. Então, mais pelos méritos pluviométricos do que
pelas obras provisórias, que acabaram sendo destruídas pelas águas das chuvas.
21
Em 1893, o abastecimento foi reforçado pela conclusão da adutora de água captada nos
mananciais da bacia do Tinguá. O plano de adução do Rio de Janeiro – executado por
Sampaio Correia através do aproveitamento dos mananciais das bacias do Xerém e do
Mantiquira – previa reforço para atender o crescimento da população em 15 anos. No
entanto, as obras não foram realizadas, agravando ainda mais a situação do sistema já
debilitado pela estiagem.
De 1911 a 1930, sete reservatórios foram construídos na cidade visando diminuir a
situação deficitária do abastecimento, muitas vezes causada pelas constantes rupturas
nas adutoras, particularmente na de Xerém e na de Mantiquira. Destaca-se, entre esses
reservatórios, o Vitor Konder, inaugurado em 1927 e com capacidade para 16 milhões
de litros. Em 1924, a Repartição de Águas e Obras Públicas foi transformada na
Inspetoria de Águas e Esgotos, que achou extremamente necessária a construção de
elevatórias. Assim sendo, a estação elevatória de Acari foi inaugurada em 1933, com
três conjuntos motor-bomba centrífugas, a fim de recalcar a água do reservatório
adjacente à elevatória – o poço de sucção que recebia as águas das duas linhas adutoras.
Diante da rigorosa estiagem e com o déficit de adução chegando a 200 milhões de litros
por dia, foi decidida em 1937 a construção da primeira etapa da adutora do Ribeirão das
Lajes. A extensão total da tubulação era de 76.200 metros, que aduzia 210 milhões de
litros por dia. Com a situação do abastecimento sob controle, a Inspetoria de Águas e
Esgotos passou a investir na realização da medição do consumo por hidrômetros e na
desinfecção das águas através do cloro. A segunda etapa da adutora de Lajes não foi
realizada pela empresa contratada, que alegou dificuldades financeiras. O Governo teve,
então, que assumir a obra entregando a empreitada à Inspetoria de Águas e Esgotos e,
depois, ao Serviço Federal de Água e Esgotos que, em 1945, foi passado à prefeitura do
Distrito Federal. O Rio de Janeiro vivia novamente uma situação complicada de
abastecimento e a prefeitura resolveu duplicar a adutora de Lajes usando uma nova
tubulação, paralela à primeira. As obras foram concluídas somente no início de 1949,
com um acréscimo de 220 milhões de litros por dia.
Em 1951, iniciou-se um planejamento que suprisse as necessidades de água até 1970, e,
anos depois, foi assinado o contrato para a obra da captação e estação de tratamento do
Guandu, com capacidade para 1,2 milhão de litros por dia. O manancial escolhido, o rio
22
Guandu, recebia grande parte das águas dos rios Piraí, Paraíba do Sul e Ribeirão das
Lajes. A Estação de Tratamento de Água do Guandu (ETAG) é considerada um marco
na história do abastecimento do Rio de Janeiro. O projeto inicial acabou se estendendo
e, ao invés de terminar no reservatório do Engenho Novo, a adutora foi aumentada e o
trabalho terminou somente em 1958, com a chegada à zona sul do Rio de Janeiro. Nessa
época, havia o ideal de abastecer 7,5 milhões de pessoas no ano 2000 e, por esse motivo
foi inaugurada a segunda adutora do Guandu, a Veiga Brito, em 1966.
Outra obra de grande importância foi a da estação elevatória do Lameirão, inaugurada
em 1966 e considerada a maior estação subterrânea de água potável do mundo na época,
dimensionada para uma vazão total de 2,4 milhões de litros por dia.
2.1.2)
A evolução do sistema Guandu
Os estudos para a realização das obras de adução do rio Guandu tiveram início em
meados de 1951. O projeto previa três etapas, cada uma com capacidade para reforçar o
abastecimento da cidade em 400 milhões de litros por dia. As águas do rio seriam
bombeadas através de uma elevatória para a estação de tratamento ao pé do morro do
Marapicu, na divisa do estado do Rio de Janeiro. Dali, as águas seriam novamente
bombeadas e levadas para um reservatório situado naquele morro, onde teria início uma
adutora com tubos em concreto armado que alcançaria o reservatório final previsto no
Engenho Novo. Duas subadutoras situadas neste local seriam responsáveis pelo
transporte da água até os reservatórios do Pedregulho e dos Macacos. Com a abertura da
concorrência para realização das obras, o projeto foi desmembrado em oito partes. O
prefeito João Carlos Vital assinou oito contratos correspondentes às obras de adução do
rio, em 1952. O trabalho deveria estar concluído em dois anos, mas alguns problemas na
área de abastecimento da cidade e as sucessivas mudanças na administração do
Departamento de Águas atrasaram o início do projeto.
Além disso, a necessidade de levar água à zona sul do Rio de Janeiro alterou o plano
inicial fazendo com que a parte final da adutora do Guandu tivesse que ser estendida
àquela região, através da perfuração de um túnel atravessando as serras dos Pretos
Forros, da Tijuca e da Carioca, até alcançar o reservatório dos Macacos. A obra foi
concluída em 1958, um ano após a adutora Henrique de Novaes – nome dado à primeira
23
adutora do Guandu – ser finalmente concluída. Desde 1955, ano da inauguração oficial,
a cidade já pôde beneficiar-se de alguma melhoria no abastecimento, embora não
estivessem totalmente concluídas as obras do Guandu.
Nos anos 40, o volume de água aduzido era de 510 milhões de litros por dia, Em 1959,
apesar de o total da população ter quase duplicado, o volume de água aduzido chegou a
1.155 milhões de litros por dia. Por isso, o ex-governador Carlos Lacerda considerava a
adução do Guandu como a "obra do século".
Apesar das melhorias, havia grande dificuldade de se manter a média de fornecimento
graças aos freqüentes acidentes na segunda adutora de Lajes e nas centenárias
tubulações de ferro fundido das chamadas “linhas pretas”: São Pedro, Rio d’Ouro,
Tinguá, Xerém e Mantiquira. Por esse motivo, iniciaram-se, nessa época, estudos
definitivos para a segunda etapa do Guandu, que previa elevar a capacidade de adução
para 2,4 bilhões de litros por dia. A extensão total da obra seria de 36.325m, com um
extenso túnel adutor a ser construído sob o maciço rochoso desde o Guandu até o
Engenho Novo.
Uma parte dessa obra atingiria a zona sul, através do túnel Engenho Novo – Macacos,
em operação desde 1958, e o restante deveria ser levado ao reservatório do Pedregulho
por meio de outra galeria. No plano elaborado pelo Departamento de Águas, previa-se o
abandono da primitiva tomada de água do Guandu e da estação elevatória de baixo
recalque. Com a nova adutora, seria feita não só a retirada no rio de toda a água
necessária como também o seu recalque para a estação de tratamento. As demais obras
do sistema inicial seriam aproveitadas e a ampliação da estação de tratamento, prevista
inicialmente, seria concluída nesta fase. O sistema de bombeamento também seria
reformulado considerando o aumento da demanda de água para a população.
Em 1961, o governador Carlos Lacerda decretou estado de calamidade pública no
estado da Guanabara. Diversos acidentes estavam ocorrendo no sistema alimentador da
cidade, em especial, no sistema da primeira adutora do Guandu, que diminuiu em 35 %
a capacidade de abastecimento de água para a população. A situação era emergencial.
Um crédito especial chegou a ser aberto para financiar a subadutora de Jacques-Acari, a
consolidação da segunda adutora de Lajes e a correção de defeitos no sistema, o que
24
proporcionou um reforço de 205 milhões de litros por dia para a cidade. Diante desta
realidade, as obras da nova adutora tiveram início em novembro de 1961, sendo
paralisadas após um mês sob o pretexto de se encontrarem novas alternativas para o
projeto. Posteriormente, uma deliberação governamental determinou o reinício dos
trabalhos que alcançaram novo ritmo e foram concluídos em meados de 1966.
Nos primeiros 18 meses de funcionamento da nova adutora, ocorreram centenas de
paralisações por causa do suprimento energético deficiente. Foram instaladas linhas de
transmissão de 132 mil volts entre Campo Grande e Lameirão para solucionar os
problemas energéticos. Assim, as instalações do sistema Guandu ficariam completas, e
as paralisações poderiam chegar ao fim. No entanto, em 1967, um vazamento no sifão
de Jacarepaguá e uma queda do nível piezométrico na entrada da elevatória do
Lameirão mexeram com as estratégias das autoridades públicas. Em 1966, foram 25.779
pontos da rede de distribuição e do sistema adutor consertados. Em 1967, esse número
subiu para 36.120 e, em 1968, para 40.424. Além dos consertos, para se adequar aos
padrões da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), foram necessárias
também melhorias no tratamento da água.
Ao longo de toda a história do Guandu, foram muitas as obras realizadas para
aperfeiçoar o sistema. Em 1955, ano da primeira grande inauguração, eram três
decantadores com capacidade para 4,6m³/s. Em 1963, já eram seis decantadores com
9,2m³/s. Após dois anos, o número total de decantadores chegou a nove com 13,8m³/s
de capacidade. Hoje, a capacidade dos decantadores chega a 43m³/s.
Em 1975, ano da fusão dos estados e da criação da CEDAE, foi concluída a obra do
novo alto recalque do Guandu (NARG), considerada, na época, a salvação para o
abastecimento de água na cidade. Em 1982, foi inaugurada a nova estação de tratamento
de água (NETA), que ampliou a captação de água e agilizou todo o processo de
tratamento na estação.
Em 1992, as obras de outra grande ampliação do sistema foram iniciadas, para atender
exclusivamente a população carente da Baixada Fluminense, zona oeste e Leopoldina.
As obras abrangiam a instalação de um novo túnel de captação de água bruta com
capacidade para mais 40 mil litros por segundo e a interligação por canais adutores a um
25
novo desarenador, cuja capacidade chegava a 24 mil litros por segundo. Além de um
novo sistema de alto recalque, capaz de enviar mais 10 mil litros por segundo para o
reservatório de Marapicu, por intermédio de adutoras com 2,4 metros de diâmetro.
Devido à crise de energia elétrica, a obra do Guandu foi projetada com um horizonte de
50 anos. Por esse motivo, no momento da criação da CEDAE, o sistema Guandu teve
capacidade para absorver a demanda de abastecimento da Baixada Fluminense, onde
não havia qualquer obra de saneamento e qualquer manancial sendo utilizado. De lá pra
cá, a ETAG foi a que mais aumentou sua capacidade em todo o mundo. Quando
inaugurou, tinha uma produção de aproximadamente 2,5 mil litros de água por segundo.
Hoje, chega a 47 mil litros por segundo.
Além da ampliação de seu potencial original, o sistema Guandu foi adaptando-se à
modernidade desde a sua inauguração. O centro de controle operacional (CCO) é
responsável pela supervisão e controle de operação do sistema de produção de água
tratada. A estação possui um sistema informatizado de sensores de campo e estações
remotas inteligentes que enviam os dados aos computadores do CCO. Através da
telemetria, pode-se supervisionar a qualidade e a vazão da água bruta, o controle e
estoque de produtos químicos e a qualidade e a vazão da água tratada aduzida à
população durante 24 horas por dia. O CCO atual é equipado para monitorar a qualidade
da água em dez fases de tratamento, identificando poluentes inorgânicos, impurezas
orgânicas e possíveis microorganismos presentes na água.
2.1.3)
A criação do Lameirão
Inaugurada em 1966 como a maior estação subterrânea de água potável do mundo, a
estação elevatória do Lameirão foi dimensionada para uma vazão total de 2,4 bilhões de
litros diários. A elevatória é totalmente escavada em rocha viva e foi necessária a
retirada de 70.000m³ de rocha do morro do Lameirão, tendo consumido 35.000m³ de
concreto simples e armado durante a construção.
Quando inaugurada, a estação era formada por uma unidade pequena, de apenas
4.500HP, a chamada unidade 5. Nessa época, a obra foi realizada com o intuito de
resolver os problemas de abastecimento até o ano 2000; no entanto, um acidente no
26
túnel Guandu-Lameirão obrigou os engenheiros e técnicos a idealizarem a nova
elevatória do Lameirão (NEL).
Na inauguração da NEL, em 1975, a tubulação que ligava a estação elevatória ao
Guandu (ETA) ficou praticamente fechada, literalmente, após ativar os motores.
Contam que houve uma compressão de ar na tubulação, obrigando os engenheiros a
injetarem água do Guandu para o Lameirão a fim de que a situação voltasse ao normal.
Após um ano de funcionamento, a NEL teve suas funções paralisadas, mas todos os
envolvidos no funcionamento da elevatória perceberam sua importância ao longo do
tempo. Quando o Brasil conquistou o tricampeonato mundial, em 1970, um dos
transformadores do Lameirão explodiu, obrigando a estação a funcionar com apenas um
transformador. Apesar disso, a re-inauguração da NEL só ocorreu em 1997, quando a
necessidade de abastecimento cresceu consideravelmente. Par tal, a NEL recebeu duas
novas bombas de recalque, sendo ampliada de 146.880.000 para 518.400.000 de litros
por dia, reforçando o abastecimento de água da zona oeste, regiões da Baixada
Fluminense e zona da Leopoldina.
Distante cerca de 300m da elevatória do Lameirão, a NEL é abastecida pelo reservatório
do Marapicu através de uma linha adutora (IGL) com 1.750mm de diâmetro,
proveniente da ETAG. A NEL recalca diretamente para o túnel canal de distribuição,
através de uma adutora com o mesmo diâmetro. Em sua re-inauguração, a NEL
proporcionou a ampliação da capacidade de captação de água no rio Guandu, que
passou a ser de 43 mil litros por segundo, atendendo a mais 850 mil pessoas.
Hoje, o sistema Lameirão é responsável por 80% do abastecimento de água do Rio de
Janeiro e funciona da seguinte maneira: a água do Guandu é elevada a uma altura de
120m e desce por gravidade para abastecer os pontos mais baixos da cidade. Para os
pontos mais elevados, foram construídas elevatórias em linha (
boosters
),
que
impulsionam a água até essas regiões onde a pressão no sistema é insuficiente. Esse
processo é considerado inédito em todo o mundo.
27
2.1.4)
O surgimento da Nova CEDAE
Em 1957, foi criada a Superintendência de Urbanização e Saneamento (SURSAN) e, em
1961, ocorreu um caos no abastecimento da cidade a partir de uma ocorrência na
elevatória de alto recalque da antiga adutora do Guandu. Nesse mesmo ano, o
Departamento de Águas foi incorporado a SURSAN, e a administração pública teve que
recorrer a um empréstimo externo para realizar obras, através de um contrato de
aproximadamente US$ 90 milhões com o Banco Interamericano de Desenvolvimento
(BID). Com o empréstimo, foram realizadas diversas obras, como as construções dos
reservatórios de Vila Valqueire e Bangu. Neste período, foi criada a Companhia de
Águas do Estado da Guanabara (CEDAG).
Em 1966, o governo do estado deu a CEDAG o direito de cobrar contas de água. Com
isso, a companhia remodelou reservatórios, substituiu tubulações e montou um cadastro
próprio de consumidores. Outra iniciativa da empresa foi comprar um computador
eletrônico, fruto de um empréstimo feito pela agência do governo dos Estados Unidos.
Foram adquiridos ainda instrumentos de telemetria, transformando a CEDAG em uma
das empresas mais modernas do ramo.
As atividades da adutora do Guandu acabaram em 1969, prejudicadas por deficiências
no suprimento energético, obrigando o estado a realizar convênios com a Comissão
Estadual de Energia e a RIO-LIGHT. Então, o plano diretor de abastecimento de água
do Rio de Janeiro foi concluído antes dos anos 70, prevendo obras até 1973. Com o
novo empréstimo, foi aberto um novo túnel de alimentação do reservatório dos Macacos
e da subadutora da Zona Sul, além de serem realizadas melhorias no sistema de
distribuição e da urbanização das novas áreas, como Barra da Tijuca, Jacarepaguá e
conjuntos habitacionais.
Em 15 de março de 1975, fundiram-se o estado da Guanabara e o estado do Rio de
Janeiro, com o nome de estado do Rio de Janeiro, assumindo o governo da nova
unidade federativa o Almirante Faria Lima. Com isso, a CEDAG foi unificada com a
Empresa de Saneamento da Guanabara (ESAG) e a Companhia de Saneamento de
Estado do Rio de Janeiro (SANERJ), que cuidava do serviço de água e esgoto do antigo
estado do Rio de Janeiro. Da união das três companhias, nasceu a Companhia Estadual
de Águas e Esgotos (CEDAE), em 24 de março de 1975.
28
A fusão entre a CEDAG, a SANERJ e a ESAG provocou uma completa revolução nas
políticas de saneamento e abastecimento do novo estado. As estratégias adotadas nas
três empresas foram completamente reformuladas e a fusão de dois estados distintos
com legislações específicas e condições socioeconômicas diferentes dificultou ainda
mais o nascimento efetivo da CEDAE. Durante algum tempo após a fusão, existiam
quatro empresas ao invés de uma: a CEDAE, a CEDAG, a SANERJ e a ESAG. Aliás, a
logomarca antiga da companhia tinha três linhas diagonais simbolizando as três
empresas anteriores (CEDAG, SANERJ e ESAG), que se uniam para o surgimento da
quarta linha, a CEDAE, que perpassa a letra A (Água) e a letra E (Esgoto). Essa
logomarca perdurou até o ano 2006, pois em 2007 surgiu a Nova CEDAE.
Com o surgimento de um único estado, a ampliação do sistema Guandu, que resolveria
os casos de falta de água na capital por um longo espaço de tempo, acabou sendo
aproveitada para abastecer a Baixada Fluminense. A região já havia começado a se
desenvolver, mas era praticamente desprovida de abastecimento. Com isso, a obra no
Guandu passou a ser de utilização total e imediata. Nessa época, então, iniciou-se a
implantação de todo o sistema da Baixada, cuja maioria das ruas não tinha nem tubos
ligados nas adutoras da companhia. Existiam ramais muito finos, onde cada morador
fazia a sua própria ligação – os ditos “ramais de viagem”.
Dos valores destinados às obras de água e esgoto em todo o estado, cerca de 5% foram
empregados na construção de redes de água na Baixada Fluminense. Duque de Caxias,
por exemplo, recebeu uma nova rede de 2.200 m de extensão que elevou o fornecimento
de 100 para 350 litros por segundo. Nilópolis passou a ser abastecido pelo sistema de
Lajes, o que melhorou também a situação de São João de Meriti, que antes fornecia
água para o município vizinho.
Ao contrário da CEDAG, uma companhia de grandes recursos, a CEDAE teve de
utilizar recursos do Plano Nacional de Saneamento (PLANASA) que, na época, previa
uma companhia responsável pelo abastecimento em cada estado. O Banco Nacional de
Habitação (BNH) era o órgão gestor do PLANASA e liberava recursos para a ampliação
dos serviços de água e esgoto. Os municípios tinham a liberdade de dar ou não
29
concessão à companhia. Até hoje, algumas cidades, como Resende e Friburgo, não
deram essa concessão e não fazem parte das áreas de atuação da CEDAE.
Na primeira fase, iniciou-se um processo de descentralização de algumas atividades
comerciais da companhia, que passaram a ser de responsabilidade dos Distritos de Água
e Esgotos (DAE). O mapeamento dos corpos de água e das unidades de tratamento
quantificou a água disponível em cada manancial, o que permitiu o desenvolvimento de
diversos projetos para o estado. As informações obtidas através do centro de controle de
abastecimento e telemedição da CEDAE possibilitaram maior confiabilidade na
operação do sistema que atendia o Rio de Janeiro. Em 2001, esse centro continuava em
funcionamento, fornecendo também informações sobre vazão, pressão e qualidade da
água de nove estações da região metropolitana.
Outra inauguração foi a da oficina de hidrômetros da CEDAE, em 1979. Seu objetivo
era instalar 50 mil medidores por ano, até 1987, permitindo cobrar a tarifa de água de
acordo com o gasto de cada consumidor. Até então, apenas grandes consumidores,
como indústrias, comércios e prédios, pagavam a água de acordo com o gasto. Com a
inauguração, a CEDAE pretendia controlar o consumo e adiar novas obras no sistema
Guandu por um período de oito anos após o término da nova ampliação, que ficou
pronta em 1982. A oficina ficava no bairro de Engenho de Dentro e tinha capacidade
para fazer a manutenção de 100 mil aparelhos por ano.
Passados os primeiros anos da CEDAE, começa uma nova fase na companhia, marcada
por um planejamento mais amplo na área de abastecimento e pelos créditos adquiridos
junto ao PLANASA. A meta do Plano era alcançar 85% da população atendida com
abastecimento de água e 65% da população com sistema de esgotamento sanitário
completo. Estavam começando os anos 80, batizados de "a década da água", e Antonio
Pádua Chagas Freitas assumia o governo do estado.
Aproveitando a disponibilidade de produção do Guandu, foi construída a adutora
principal da Baixada Fluminense (APBF), responsável pela triplicação da capacidade de
água para a região. Se as centenárias linhas pretas de ferro fundido traziam, no máximo,
de 1.500 a 2.000 litros por segundo, a adutora da Baixada elevou esse total para 8.000
litros por segundo. Neste momento, ocorreu a interiorização da Baixada, iniciada após a
30
criação da companhia. Foram realizadas as construções de várias adutoras na região e
muitas redes foram ampliadas. As obras atingiram seu ponto máximo, e Nilópolis
transformou-se no primeiro município brasileiro a atingir 100% de abastecimento.
A NETA foi construída, ampliando a capacidade da ETAG em 16m³/s, uma das maiores
ampliações da história do sistema. A elevatória do Lameirão também foi ampliada,
intensificando o abastecimento em todas as áreas já contempladas.
O novo rumo tomado pela companhia em 1984 foi acompanhado pela elaboração de
projetos originais. Foi criado o programa das favelas da CEDAE (PROFACE),
responsável pela coleta de esgotos e distribuição de águas em comunidades carentes.
Antes do PROFACE, a CEDAE limitava-se a instalar bicas de água comunitárias, onde
muitas vezes os moradores tinham que descer dos morros para se abastecer.
Através do PROFACE, os morros do complexo Pavão-Pavãozinho em Copacabana
receberam um novo sistema de águas e esgotos. Em 1983, um dos antigos reservatórios
que compunham o sistema de abastecimento de água precário do complexo desabou,
causando diversas vítimas fatais. No Terreirão, numa das áreas mais carentes da favela
da Rocinha, foram construídos dois reservatórios com capacidade para 12m³ cada um e
implantados 5.770m de rede de distribuição e 760 ligações prediais, além de 2.502 m de
coletores de esgoto. No complexo do Alemão, em Inhaúma, as obras beneficiaram
12.235 moradias. Foram construídas 04 elevatórias, sendo que uma delas passou a
funcionar como uma companhia de águas por reforçar o sistema de abastecimento das
outras favelas do complexo. Em Vila Isabel, o esgoto do morro dos Macacos corria em
valas abertas.
Com as obras do PROFACE, 2.760m de coletores foram implantados e interligados à
rede oficial da CEDAE. Em 1985, o Plano Diretor (PDA) elaborado incluiu as obras da
adutora da Maré, melhorando o abastecimento do centro e Santa Tereza. Antes, a usina
elevatória não funcionava com toda a sua capacidade e, com a maior oferta de água,
intensificou sua produção. Inaugurados há anos, os distritos de água também foram
incluídos no PDA e passaram por reformas para melhora de suas instalações.
31
Na mesma época, o projeto piloto de saneamento básico da Baixada Fluminense foi
criado para atender a região com sistema completo de esgotamento sanitário,
beneficiando também a zona oeste do Rio de Janeiro e São Gonçalo. O projeto integral
incluiu a construção de mais de 2.000m de rede coletora de esgoto, drenagem dos rios e
urbanização das ruas. Desde 1983, a meta da Companhia era levar o máximo de
saneamento básico às populações mais carentes. Segundo pesquisas realizadas,
uma
criança morria a cada hora
no estado em conseqüência da falta de estrutura sanitária.
Em 1985, o presidente José Sarney criou o Ministério de Desenvolvimento Urbano e
Meio Ambiente. Por esse motivo, foi criada a Secretaria de Desenvolvimento Urbano e
Regional nos moldes do órgão federal, que era responsável pela administração direta da
CEDAE. Para iniciar as mudanças implementadas pela Secretaria, a companhia voltou a
gerir seus próprios recursos. Logo no início do ano de 1987, foram assinados diversos
contratos com a Caixa Econômica Federal (CEF) que herdou do BNH toda a
administração de financiamentos de obras de abastecimento de água e esgotamento
sanitário do estado. Com isso, foram reformadas diversas dependências da CEDAE. O
serviço de reparo de vazamentos foi colocado em dia com o atendimento às solicitações
no prazo de 48 horas e foi dado o início em uma série de obras.
Nos anos seguintes, só na RMRJ foram instalados 1.200km de rede e aumentou-se a
produção de água em mais 380 milhões de litros por dia, através da quinta linha com
3.080m e de conjunto motor-bomba, beneficiando 1.900.000 pessoas. No interior, a rede
instalada chegou a 600km e o aumento da produção da água a 359 milhões de litros por
dia, com 600.000 pessoas atendidas.
Através do programa de setorização do abastecimento de água da Baixada Fluminense,
instalaram-se 30km de rede distribuidora e 32.000 ligações domiciliares. Na região,
334km de rede coletora de esgotamento sanitário foram executadas.
Na época, a central de atendimento ao usuário da companhia recebia 20 mil solicitações
mensais através do número 195, e os pedidos do interior demoravam de três a quatro
meses para serem atendidos. O modelo de conta tornou-se mais prático e informativo e
várias campanhas de combate a vazamentos foram realizadas.
32
Em 1992, a CEDAE inicia outra ampliação do sistema Guandu, onde foi escavado um
novo túnel com 290m de comprimento na rocha. Uma nova tomada de água bruta foi
construída para atender a ampliação do sistema de produção, além de muro guia e canal
adutor. Houve ainda a duplicação da adutora Jacques-Acari e as construções de: nova
elevatória de baixo recalque do Guandu; 2.500mm da adutora de interligação com a
quinta linha existente; uma chaminé de equilíbrio; canal desarenador com 130m de
comprimento; canal de transição com 116m; nova elevatória para a zona rural; e um
booster
do sistema simultâneo de sucção e bombeamento.
Houve ainda a substituição das tubulações na via de comunicação com o Riocentro por
tubos de alta densidade, garantindo o fim dos vazamentos na região, que era um dos
principais pontos de encontro do evento internacional organizado na cidade – a RIO 92.
A partir de 1995, os investimentos diminuem e surge a possibilidade de privatização da
CEDAE. O setor de operação e manutenção, um dos principais da companhia, estava
sem materiais para trabalhar e sem recursos. Então, o improviso era usado para resolver
os problemas do dia-a-dia, a exemplo dos remendos com borracha amarrada em
tubulações com pequenos rompimentos.
O edital de privatização da CEDAE, que chegou a ser publicado no Diário Oficial do
dia 04 de agosto de 1998, estabelecia um preço mínimo de R$ 4,881 bilhões, para a
venda da empresa. O grupo que assumisse teria que desembolsar R$ 1,201 bilhão na
liquidação do leilão marcado para o dia 10 de setembro do mesmo ano. Os restantes R$
3,680 bilhões seriam pagos em 276 parcelas mensais. A concessão, segundo o edital,
teria duração de 25 anos renováveis pelo mesmo período, sendo que a concessionária
vencedora seria responsável pela captação, tratamento e distribuição de água, além da
coleta e tratamento de esgoto na RMRJ e nos municípios participantes do processo.
Vinte e oito empresas demonstraram interesse em comprar a CEDAE e, a princípio, o
leilão chegou a ser adiado duas vezes. Os funcionários da CEDAE faziam greve em
protesto contra privatização da companhia e ameaçavam iniciar o movimento toda vez
que se aproximava da data do leilão. As prefeituras do Rio de Janeiro e de Niterói e o
Tribunal de Contas da União (TCU) foram apenas alguns dos órgãos que questionaram
judicialmente vários termos do edital de privatização. Em outubro de 1998, o leilão foi
suspenso pelo Supremo Tribunal Federal (STF).
33
A partir de 1999, a CEDAE reestruturada focou o trabalho nas grandes obras, como as
do programa de despoluição da Baía de Guanabara (PDBG), a obra de reforma do
emissário submarino de esgotos de Ipanema e o programa de Vida Nova com Saúde
(PROSANEAR) que beneficiava 479.000 pessoas. Recursos do Fundo Estadual de
Conservação Ambiental (FECAM) eram utilizados para executar as obras, caso da
galeria de cintura da Lagoa Rodrigo de Freitas.
Em 2000, convênios com a UERJ – NUSEG e com a Fundação Getúlio Vargas foram
firmados na gestão, além de uma parceria com o SENAI para o treinamento de
servidores que atuariam como operadores nas novas ETE’s e nas elevatórias de esgotos.
Em 2001, além da Presidência e das Diretorias Administrativa, de Produção e
Tratamento e de Empreendimentos, a CEDAE passou a atuar com cinco diretorias
regionais: Interior, Baía de Guanabara Leste, Oceânica, Baía de Guanabara Oeste e de
Sepetiba. A autonomia das diretorias regionais descentralizadas foi inspirada nas
unidades de negócios regionais da SABESP, onde cada regional era responsável pela
coleta e distribuição da água e pelo transporte do esgoto em cada uma das localidades
incluídas em sua área de atuação. Na Baía de Sepetiba, por exemplo, que registrou um
crescimento populacional muito grande nos últimos anos, a Diretoria Regional atendia a
demanda de abastecimento de água e esgotamento sanitário em Itaguaí, Angra dos Reis,
Parati, Seropédica, Queimados e Paracambi, áreas que anteriormente eram assessoradas
por serviços locais. Nesse mesmo ano, a CEDAE era responsável por 59 dos 92
municípios do estado com abastecimento de água e 17 com rede de esgoto. Ao todo,
eram 13.506km de rede de água e 4.749km de rede esgoto.
O PDBG envolvia ainda a recuperação e implantação de aterros sanitários e o
tratamento adequado à disposição final do lixo, além da melhoria no abastecimento de
água da Baixada Fluminense, de São Gonçalo e da Ilha do Governador, onde foram
assentados 15km de rede distribuidora para 240.000 moradores.
A duplicação da APBF forneceria mais 774 milhões de litros de água por dia para a
Baixada. A vazão de água do sistema Guandu para a região passaria a dez mil litros por
segundo, atendendo cerca de três milhões de pessoas em Nova Iguaçu, Meriti, Mesquita,
34
Belford Roxo, Duque de Caxias e Queimados. Antes, dos seis mil litros de água por
segundo que passavam pela adutora, somente dois mil litros chegavam ao
booster
da
Baixada para serem distribuídos à população. Parte da obra foi finalizada em 2002,
tendo sua complementação prevista para 2008, com recursos do PAC para saneamento.
Outras obras na Baixada também ficaram a cargo do PDBG. Dentre elas, a recuperação
das unidades de filtração e drenagem do complexo do Guandu, a ampliação do sistema
de abastecimento de água para Nilópolis, Pilar e Imbariê e as obras para garantir maior
segurança ao reservatório de Marapicu e das linhas de recalque. Algumas já estavam em
andamento em 2008, com recursos também do PAC, caso do complexo do Guandu.
A tarifa social nas contas de água e esgoto foi outro exemplo de mudança radical na
companhia. Destinada às comunidades de baixa renda, foi inicialmente implementada
nas favelas e, posteriormente, nos conjuntos habitacionais, atingindo cerca de 10,5%
dos usuários. Representava um subsídio que reconhece a situação de carência
econômica de certos grupos sociais. Na prática, o valor cobrado era inferior aos custos
da CEDAE, que compensava o prejuízo com o resultado de suas atividades em outras
áreas. Na realidade, a tarifa social da CEDAE era
zero
, devido a grande evasão nas
comunidades de baixa renda. Outras concessionárias já cobravam a tarifa social.
Entre 2002 e 2006, planejamentos de setorização e ampliação do sistema de produção
de água para a RMRJ foram discutidos ou realizados, a exemplos da revisão do PDA de
1985 ou RPDA 2004 (item 7.2) e da ETA Guandu II (item 7.4).
Em 2007, houve outra mudança radical na CEDAE, com alteração até do nome para
Nova CEDAE e da logomarca (vide
Figura 6
). As obras previstas para o abastecimento
de água eram de grande vulto, caso da ampliação do sistema Guandu com a construção
da ETA Novo Guandu, financiada pelo PAC. Aliás, o PAC financiaria diversas obras de
saneamento, não somente da CEDAE, como também de outros órgãos. Além disso, com
as outorgas concedidas em 2007, a ETAG tornou-se oficialmente a maior estação de
tratamento de água do mundo em funcionamento. Então, a adução do rio Guandu não é
somente a obra do século passado – é também a obra deste século, já que veio e ainda
virá revolucionar o abastecimento de água na RMRJ.
35
Figura 6 – Cronologia da origem da Nova CEDAE (Fonte: CEDAE)
2.2) Situação atual
2.2.1)
Mananciais locais
Pequenas adutoras atendem as áreas urbanizadas em cotas elevadas e representam
atualmente uma pequena percentagem da produção total de água. Essas fontes de
suprimento não têm capacidade de atender a demanda das áreas altas, pois sofrem
acentuadas reduções durante as estiagens (STE, 1994).
A grande maioria dos mananciais locais que abastecem a RMRJ oeste está situada fora
da bacia hidrográfica do rio Guandu. Em contrapartida, alguns mananciais dentro da
bacia em questão suprem municípios fora da RMRJ. A
Figura 7
mostra todos os
sistemas de abastecimento de água para a RMRJ oeste, inclusive os sistemas projetados.
36
Figura 7 – Sistemas de abastecimento de água da RMRJ oeste (CNEC, 2004)
37
2.2.2)
Sistema Acari
As 05 (cinco) adutoras de ferro fundido, construídas entre 1877 e 1908, abastecem
quase que exclusivamente as áreas dos municípios da Baixada Fluminense e apresentam
uma vazão média de 2,5m³/s, que se reduz bastante durante as estiagens (STE, 1994).
As captações relativas a cada adutora, que se localizam na vertente Atlântica da Serra
do Mar, estão na
Tabela 4
. Alguns dos mananciais ficam na bacia do rio Guandu. A
Figura 8
apresenta o sistema Acari completo e atual. Nota-se o limite com as linhas
adutoras do sistema Guandu, na elevatória (
booster
) da Baixada em Belford Roxo. O
sistema possui ainda dois pontos de clarificação (Registro e João Pinto) na quarta linha
adutora e diversas caixas de reunião das vazões oriundas das captações presentes nos
municípios de Duque de Caixas e Nova Iguaçu, conforme a RPDA 2004 (CNEC, 2004).
Figura 8 – Mananciais do sistema Acari (Fonte: CNEC, 2004)
38
Tabela 4 – Mananciais do sistema Acari (Fonte: STE, 1994)
Adutora Captação Mananciais
São Pedro Barragem São Pedro
Rio D’Ouro Barragens de derivação
Limeira, Honório, Soldado, Néri, Santo
Antônio, Rio D’Ouro, Sabino e Boa Vista.
Tinguá
Represas das águas Sertão, Brava, Macacos, Beco, Serra Velha
Superior, Bucurubu, Boa Esperança, Giro
Comprido, Córrego de Ponte e Colomi.
Xerém Represas das águas Cova, Paraíso, Alta, Perpétua e João Pinto.
Mantiquira Barragens Ribeira, Meio Fazenda, Hamilton, Aniceto,
Guerra e Mantiquira.
2.2.3)
Sistema Ribeirão das Lajes
O sistema de Ribeirão das Lajes é constituído pela captação no canal de fuga da UHE de
Fontes Nova
(antigamente era da Velha), situada dentro da bacia do rio Guandu. As
adutoras componentes desse sistema são duas de 1,75m de diâmetro e cerca de 70km de
extensão e aduzem aproximadamente 5,5m³/s, construídas a partir de 1940 (STE, 1994).
Tabela 5 – Características do sistema de adução de Ribeirão das Lajes (CNEC, 2004)
Comprimento em metros
Trecho Denominação
Túneis Ø 2,40m 2 Ø 1,75m
Canal adutor
2,00x2,75m, L=1.313 m
(
Calha da CEDAE
)
Túnel I 776
Tubulação 135
Túnel II 135
Trecho Inicial:
Canal adutor –
Túnel II
Sifão de baixa pressão 383
Sifão Cacaria 5.534
Túnel III 429
Trecho
intermediário:
Túnel II – Túnel V
Sifões Rio – São Paulo 1.304
39
Túnel IV
(
Desinfecção com cloro
)
333
Sifões do Cabral 2.130
Derivações:
ø 300mm (Lajes) na 1ª linha
e ø 100mm (quartel de
Paracambi) na 2ª linha
Túnel V 294
Sub-Trecho 1: Túnel V -
“Stand-Pipe” do Guandu
Sub-Trecho 2: “Stand-Pipe”
do Guandu - “Stand-Pipe”
do Pedregoso
Sub-Trecho 3: “Stand-Pipe”
do Pedregoso -: “Stand-
Pipe” do Formiga
Sub-Trecho 4: “Stand-Pipe”
do Formiga - “Stand-Pipe”
do Retiro
Sub-Trecho 5: “Stand-Pipe”
do Retiro - “Stand-Pipe” do
Jacques
Sub-Trecho 6: “Stand-Pipe”
do Jacques - “Stand-Pipe”
do Juramento
Trecho Final:
Túnel V –
Reservatório
Pedregulho
Sub-Trecho 7: “Stand-Pipe”
do Juramento - Reservatório
do Pedregulho
Notas:
Os túneis são em forma de ferradura escavados em rocha, revestidos de concreto,
área de seção com 5,67m² e perímetro molhado com 5,60m;
Todos os sub-trechos possuem várias derivações.
40
2.2.4)
Sistema Guandu
Conforme história relatada anteriormente, o sistema Guandu (com estação de tratamento
de água) foi projetado inicialmente para produzir 13,8m³/s, cuja construção teve início
na década de 1950 e terminada em 1955 com a inauguração da velha estação de
tratamento de água (VETA), sendo posteriormente (1961-64) ampliada para 24m³/s
juntamente com a construção do túnel adutor Guandu - Engenho Novo e da elevatória
do Lameirão. No período de 1978-82, a estação do Guandu foi novamente ampliada
para 40m³/s em conseqüência da ampliação da área de atendimento após a fusão dos
antigos estados da Guanabara e do Rio de Janeiro, surgindo, então, a nova estação de
tratamento de água (NETA), ao lado da VETA. Já entre os anos de 1993 e 1994, uma
ampliação para 47m³/s foi executada (STE, 1994). A vazão atual outorgada é de 45m³/s.
Grandes acréscimos de vazão no sistema são previstos para os próximos anos, da ordem
de 12 a 36m³/s, facilmente comportados pelo sistema de captação existente (80m³/s).
A captação do sistema é feita no rio Guandu, que recebe água do sistema de reversão do
rio Paraíba do Sul através de duas elevatórias (Santa Cecília e Vigário) e das
hidroelétricas de Nilo Peçanha e Fontes. Esse sistema de transposição do rio Paraíba do
Sul, iniciado no município de Barra do Piraí, provê a calha do rio Guandu com um
grande volume de água (maior que 120m³/s) da geração de energia hidrelétrica das
usinas de Fontes, Nilo Peçanha e Pereira Passos (vide item 7.8.1). As normas operativas
da transposição são regulamentadas pela Agência Nacional de Águas (ANA). Enquanto
que o sistema de captação tem a supervisão e o controle dos comitês de bacia CEIVAP e
COMGUANDU e dos conselhos estaduais de recursos hídricos (OLIVEIRA, 2007).
O sistema de captação situa-se em Nova Iguaçu, divisa com Seropédica, a 45km jusante
da usina de geração de energia de Pereira Passos e a 22km montante da baía de
Sepetiba. A capacidade total da captação atual é de 80m³/s, com estruturas de barragens
de nível de sete e de três comportas, barragem flutuante, duas tomadas de água com
gradeamento, túneis com 270 metros de extensão e canais desarenadores para remoção
de areia (OLIVEIRA, 2007).
41
Foto 1 – Estruturas de captação do sistema Guandu
Após a captação e a desarenação, a água bruta é recalcada pela antiga e pela nova
elevatória de baixo recalque do Guandu (BRG e NBRG) até a estação de tratamento de
água do Guandu (ETAG). O bombeamento dos 43m³/s (vazão média) de água bruta é
feito por 22 grupos motor-bomba, sendo a vazão unitária variando entre 2.500 e 3.500l/s
e as potências entre 700 e 900hp. O transporte da água bruta para a ETAG é feito
através de cinco adutoras com extensão de 3,2km cada uma, sendo quatro de diâmetro
2,5m e uma de diâmetro 2,1m (OLIVEIRA, 2007).
Um dado interessante é presença de uma elevatória de água bruta para 2m³/s, específica
para a Refinaria de Duque de Caxias da Petrobrás (REDUC), na área do BRG-NBRG. A
CEDAE opera essa elevatória, além de operar e manter todo o sistema de recalque,
incluindo uma linha de transmissão de 25.000 volts com extensão de 4,5km e uma
subestação rebaixadora de energia elétrica de 25 para 6,9 kv (OLIVEIRA, 2007).
A ETAG localiza-se na antiga estrada Rio São Paulo, km 19,5, Prados Verdes, no
município de Nova Iguaçu. É considerada a maior estação de tratamento de água do
mundo, possuindo o certificado do
Guinnes World Records
graças à obtenção de
42
outorga em 2007 para a captação de 45m³/s junto ao órgão responsável (SERLA-RJ).
Essa vazão equivale aos 43m³/s da ETAG mais os 2m³/s da REDUC.
Os dados da ETAG realmente impressionam. A vazão média é de 43m³/s, distribuídos
entre a Velha Estação de Tratamento de Água (VETA) e a Nova Estação de Tratamento
de Água (NETA). O tratamento é do tipo convencional, composto de: treze
floculadores, sendo tipo chicanas na VETA e tipo agitação mecânica na NETA; quinze
decantadores, retangulares na VETA e com colméias na NETA; e cento e trinta e dois
filtros de areia, cobertos na VETA e descobertos na NETA (OLIVEIRA, 2007).
Devido às perdas de 4,54m³/s, em média, na lavagem dos filtros e nas descargas dos
decantadores, a vazão média aduzida para abastecimento gira em torno dos 40m³/s,
equivalendo a 3,5 bilhões de litros por dia, aproximadamente 70% de toda a produção
de água da CEDAE. A ETAG abastece então cerca de 8,5 milhões de pessoas em nove
municípios: Rio de Janeiro, Nova Iguaçu, Duque de Caixas, São João de Meriti, Belford
Roxo, Nilópolis, Itaguaí, Queimados e Mesquita. O sistema abrange 85% do município
do Rio de Janeiro e 70% da Baixada Fluminense (OLIVEIRA, 2007).
A ETAG possui duas subestações de energia elétrica alimentadas por duas linhas de
138.000 volts da LIGHT, sendo uma única entrada de energia elétrica para as estações
de tratamento (VETA e NETA), as elevatórias de água bruta (BRG e NBRG), as
elevatórias de água tratada (ARG, NARG e NEZR) e para os serviços auxiliares. A
demanda contratada da LIGHT é de 41 mega watts. Então, o consumo mensal na ETAG
gira em torno dos 26.000MWh, o que acarreta um altíssimo custo de energia elétrica,
chegando aos R$ 4.500.000,00/mês (OLIVEIRA, 2007).
O consumo de produtos químicos na ETAG também é exorbitante, com custos na ordem
de R$ 3.500.000,00/mês. A movimentação em média de vinte carretas por dia, cada uma
contendo vinte toneladas de produtos químicos, gera quarenta pesagens diárias, com a
carreta cheia na ida e com a carreta vazia na volta. A
Tabela 6
apresenta o consumo
diário de produtos químicos utilizados na estação de tratamento de água do Guandu,
sendo o sulfato de alumínio o de maior contribuição em peso (OLIVEIRA, 2007).
43
Tabela 6 – Consumo de produtos químicos na ETAG (Fonte: OLIVEIRA, 2007)
Produto Químico Consumo (toneladas/dia)
Sulfato de alumínio 200
Cloreto férrico 30
Cloro gasoso 15
Cal virgem 25
Ácido Fluossilícico 10
TOTAL 280
A área total da estação de tratamento de água do Guandu também é vultuosa, cerca de
270.000m², dentro da qual existe um laboratório de controle de qualidade que realiza
30.000 análises por mês (OLIVEIRA, 2007).
Foto 2 – Estação de Tratamento de Água do Guandu (ETAG)
Dois subsistemas de abastecimento de água tratada partem da ETAG para a rede
distribuidora – o subsistema Marapicu e o subsistema Lameirão.
44
O subsistema Marapicu é composto de três elevatórias de água tratada nas proximidades
da ETAG: o Alto Recalque do Guandu (ARG), o Novo Alto Recalque do Guandu
(NARG) e a Nova Elevatória da Zona Rural (NEZR), configuradas de acordo com a
Tabela 7
. O transporte da água tratada é feito por cinco adutoras de diâmetro 1,5m até o
reservatório do Marapicu de 20.000m³, localizado em morro de mesmo nome. Do
reservatório partem seis adutoras para as redes de distribuição da zona oeste e zona
norte do município do Rio de Janeiro e para as redes da Baixada Fluminense, com a
exceção de Nilópolis. Essas adutoras possuem diâmetros de 800mm, 1.500mm (2x),
1.750mm (2x) e 2.000mm (OLIVEIRA, 2007).
O subsistema Lameirão é composto da maior elevatória subterrânea da América do Sul
– a elevatória do Lameirão, construída 63 metros abaixo do nível do terreno, toda
escavada em rocha e localizada na rua Irapuru, sem número, no bairro de Santíssimo do
município do Rio de Janeiro. Onze quilômetros de túnel pressurizado transportam uma
vazão de 20m³/s da ETAG para esta elevatória, correspondendo aos 50% restantes da
vazão de água tratada do sistema Guandu. Da elevatória, a água segue pelo túnel-canal,
com seção de 3,50m x 3,00m e 35 quilômetros de extensão, até o reservatório dos
Macacos, no bairro Jardim Botânico do município do Rio de Janeiro, donde é
distribuída para a região. Três pontes-canais e o sifão de Jacarepaguá também fazem
parte da adução por gravidade do túnel-canal (OLIVEIRA, 2007).
Considerada a obra do século na época de sua construção, a elevatória do Lameirão tem
um consumo mensal de energia elétrica similar ao da ETAG, com 21.000Mwh a R$
3.500.000,00/mês e uma demanda contratada da LIGHT de 30Mw. Uma subestação
com entrada em 180Kv e duas linhas de alimentação da LIGHT de 138.000 volts
suprem essa demanda de energia elétrica (OLIVEIRA, 2007).
A potência total instalada nos subsistemas Marapicu (ARG, NARG e NEZR) e
Lameirão está presente na
Tabela 7
a seguir, assim como algumas características
hidráulicas dos conjuntos de bombeamento tais como: o número de bombas, a vazão
unitária, a vazão total máxima de cada elevatória e a potência unitária dos conjuntos de
cada elevatória. A vazão total inclui os conjuntos reservas, ou seja, a potência total
instalada difere da potência total consumida.
45
Tabela 7 – Elevatórias de água tratada do sistema Guandu
Elevatória
de água
tratada
Número de
Bombas
(un)
Vazão
unitária
(l/s)
Vazão total
elevatória
(l/s)
Potencia
unitária
(hp)
Potência
instalada
(hp)
ARG 5 1.050 5.250 1.800 9.000
NARG 5 2.300 11.500 4.500 22.500
NEZR 5 2.000 10.000 3.500 17.500
Subsistema
Marapicu
15 -
26.750
(20.000)
- 49.000
5 4.600 23.000 9.000 45.000
Lameirão
2 2.300 4.600 4.500 9.000
Subsistema
Lameirão
7 -
27.600
(20.000)
- 54.000
Nota:
• (20.000)
equivale à vazão média recalcada.
2.2.5)
Municípios fora da RMRJ abastecidos pela bacia do rio Guandu
Alguns municípios fora da área da RMRJ também são dependentes de certos mananciais
dentro da bacia hidrográfica do rio Guandu, tais como: Piraí, Paracambi, Itaguaí e
Seropédica.
O município de Piraí possui captação no reservatório de Lajes para abastecer parte de
seu território.
O município de Paracambi apresenta um único distrito de mesmo nome e atualmente o
abastecimento de água é efetuado por duas fontes dentro da bacia do rio Guandu: a
captação do rio Saudoso e a adutora de Lajes. As águas são captadas do rio Saudoso em
uma barragem de nível e abastece a cidade de Paracambi por meio de uma adutora de
200mm de diâmetro. Já a localidade de Lajes é abastecida através de uma derivação da
2ª adutora de Lajes. Essa linha de 300mm de diâmetro conecta-se diretamente na rede
distribuidora (STE, 1994).
46
O município de Itaguaí possui captações em mananciais fora da bacia do rio Guandu. O
distrito de Itaguaí é abastecido através de uma barragem de nível no rio Mazomba
donde sai uma adutora de 300mm de diâmetro que é ligada à rede de distribuição do
distrito de Itaguaí. Já o distrito de Coroa Grande é abastecido por uma adutora de
250mm de diâmetro originada da barragem de nível no rio Itingussú. Por fim, o distrito
de Ibituporanga não possui sistema de água oficial (STE, 1994).
O município de Seropédica não possui sistema de água oficial (STE, 1994). O plano
diretor de 1985 previa o abastecimento de água através da adução de Lajes (ENGEVIX,
1985).
47
3) AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DE ÁGUA NOS MANANCIAIS
3.1) Estações de amostragem
A qualidade das águas nos corpos hídricos da bacia do rio Guandu foi avaliada a partir
dos valores encontrados em postos ou estações de amostragens da FEEMA (2001a,
2001b, 2002a, 2002b, 2002c e 2008), da CEDAE (SOARES
et al
., 2005 e DA COSTA
et al
., 2007) e de MASSENA (2003).
Para o monitoramento sistemático da qualidade de água da sub-bacia do rio Guandu, a
FEEMA conta com 10 estações de amostragem localizadas em pontos distintos da
bacia, com coletas mensais. Já em relação ao monitoramento da sub-bacia dos rios da
Baixada da Baía de Sepetiba (a jusante da captação da ETA Guandu), a FEEMA possui
sete estações de amostragem com freqüência bimestral de coletas. Os dados coletados
destas 17 estações são referentes ao período de 1990 a 1999 (FEEMA, 2001a). Por outro
lado, os dados de 2006 e 2007 (FEEMA, 2008), que foram também avaliados, são
referentes somente aos postos de coleta da sub-bacia do rio Guandu.
A FEEMA (2001b e 2002a) também conta com uma estação de monitoramento
automático contínuo (EA) para alguns parâmetros de qualidade de água na captação da
ETAG, desde 1999, devido à importância desta para o abastecimento da população da
RMRJ. Os valores referentes ao período de 1999 a 2001 da EA foram agregados e
comparados com os da estação de monitoramento sistemático correspondente (GN 200).
A estação de amostragem da FEEMA (2002b) pertencente à bacia do rio Paraíba do Sul
e localizada na primeira entrada de bombeamento da represa de Santa Cecília foi
também considerada, devido à transposição do rio Paraíba do Sul para a bacia
hidrográfica do rio Guandu. Com isso, as águas provenientes do rio Paraíba do Sul
foram também avaliadas, durante o período de 1990 a 2001.
Os dezessete postos de amostragem da CEDAE (DA COSTA
et al
., 2007 e
SONDOTÉCNICA, 2006) estão todos localizados a montante da captação da ETA
Guandu, a fim de avaliar, com maior abrangência, a qualidade das águas que chegam na
própria ETA Guandu, a partir de coletas mensais executadas entre os anos 2002 e 2006.
48
MASSENA (2003) coletou e avaliou algumas amostras de sedimentos no rio Guandu,
na “Lagoa” Guandu e nos decantadores da ETAG, entre os anos 2002 e 2003, com o
intuito de avaliar os impactos na ETAG. Além disso, MASSENA (2003) comparou os
valores dessas amostras com os valores de outras amostras coletadas em 1984 e 1985.
As estações ou postos de amostragem da FEEMA e da CEDAE e os pontos de coleta de
MASSENA (2003), relevantes ao estudo de qualidade das águas na bacia do rio
Guandu, estão listados na
Tabela 8
, que lista também todos os parâmetros avaliados.
Tabela 8 – Estações de amostragem (Fontes: FEEMA, CEDAE e MASSENA, 2003)
Nº
Estação Corpo hídrico Latitude Longitude Período
*
FEEMA
01
SC 200 Represa Santa Cecília 22º28’57” 43º50’10” 1990-2001
1
02
MC 410 Rio Macacos 22º37’47” 43º42’08” 1990-2007
2
03
LG 350 Ribeirão das Lajes 22º41’04” 43º47’01” 1990-2007
2
04
LG 351 Ribeirão das Lajes 22º41’38” 43º47’03” 1990-2007
2
05
GN 200 Rio Guandu 22º48’32” 43º37’35” 1990-2007
3
06
GN 201 Rio Guandu 22º39’21” 43º39’51” 1990-2007
2
07
PO 290 Rio dos Poços 22º43’39” 43º37’49” 1990-2007
2
08
QM 271 Rio Queimados 22º43’44” 43º35’32” 1990-2007
2
09
QM 270 Rio Queimados 22º45’40” 43º36’52” 1990-2007
2
10
CU 650 Rio Cabuçu 22º46’56” 43º35’49” 1990-2007
2
11
IR 251 Rio Ipiranga 22º47’16” 43º35’33” 1990-2007
2
12
SF 080 Canal de São Francisco 22º53’48” 43º43’59” 1990-1999
4
13
GR 100 Rio da Guarda 22º53’17” 43º45’07” 1990-1999
0
14
GM 180 Rio Guandu-Mirim 22º52’22” 43º40’35” 1990-1999
0
15
VS 660 Vala do Sangue 22º55’45” 43º41’37” 1990-1999
0
16
IT 040 Canal do Ita 22º54’29” 43º41’41” 1990-1999
0
17
PR 000 Rio Piraquê 22º59’50” 43º46’28” 1990-1999
0
18
EN 670 Rio Engenho Novo 22º59’28” 43º32’35” 1990-1999
0
19
EA_GN200 Rio Guandu (ETAG) 22º48’32” 43º37’35” 1999-2001
5
49
MASSENA
20
Sistema 1 Rio Guandu (montante) 22º44’47” 43º38’41” 2002-2003
6
21
Sistema 2 Captação ETAG 22º48’24” 43º37’35” 2002-2003
6
22
L. Poços Lagoa Poços 22º47’24” 43º37’49” 2002-2003
6
23
L. Ipiranga Lagoa Ipiranga 22º48’08” 43º37’23” 2002-2003
6
CEDAE
24
RPS-01 Rio Paraíba do Sul 22°28’55”
43°50’20” 2005-2006
7
25
RPI-02 Rio Piraí 22°45’19”
44° 7’23” 2005-2006
7
26
LRL-03 Lago de Lajes 22°41’32”
43°51’51” 2005-2006
7
27
RRL-04 Ribeirão das Lajes 22°41’31”
43°47’17” 2005-2006
7
28
RMC-05 Rio Macaco 22°38’9” 43°42’17” 2005-2006
7
29
RSA-06 Rio Santana 22°38’58”
43°40’12” 2005-2006
7
30
RSP-07 Rio São Pedro 22°39’30”
43°37’52” 2005-2006
7
31
RGN-08 Rio Guandu 22°40’33”
43°38’58” 2005-2006
7
32
RPÇ-09 Rio dos Poços 22°45’18”
43°37’33” 2005-2006
7
33
RQM-10 Rio Queimados 22°43’41”
43°35’24” 2005-2006
7
34
RQM-11 Rio Queimados 22°44’60”
43°36’52” 2005-2006
7
35
RIG-12 Rio Ipiranga 22°48’10”
43°37’28” 2005-2006
7
36
LGA-13 Lagoa Guandu 22°47’14”
43°37’47” 2005-2006
7
37
LGA 14 Lagoa Guandu 22°47’45”
43°37’42” 2002-2006
8
38
LGA-15 Lagoa Guandu 22°48’17”
43°37’35” 2005-2006
7
39
RGN-16 Rio Guandu 22°48’15”
43°37’47” 2002-2006
8
40
RGN-17 Rio Guandu 22°48’26”
43°37’34” 2002-2006
9
Notas da
Tabela 8
:
*
Tipos de coleta
: parâmetros avaliados na estação de amostragem;
1
Àguas
: temperatura, condutividade, cloreto, turbidez, pH, R.N.F.T., O.D., D.B.O,
D.Q.O, nitrogênio Kjeldahl total, nitrogênio amoniacal, nitrogênio nitrito, nitrogênio
nitrato, fósforo total, orto fosfato dissolvido, fenóis, cianeto, cromo total, cromo
hexavalente, cromo trivalente, manganês, ferro, níquel, cobre, zinco, cádmio,
mercúrio, chumbo, coliforme fecal, alcalinidade, dureza, sódio, magnésio, potássio,
sulfato, ferro solúvel, PCB´s, R.F.T., fósforo filtrável total e benzo-a-pireno;
cianobactérias
(nos anos 2001 e 2002); e
sedimentos
: PCB’s, D.Q.O, nitrogênio
50
Kjeldahl total, fósforo total, cromo total, manganês, ferro, níquel, cobre, zinco,
cádmio, mercúrio, chumbo, benzo-a-pireno, cromo disponível, manganês
disponível, ferro disponível, níquel disponível, cobre disponível, zinco disponível,
cádmio disponível, chumbo disponível, umidade e argila-silte;
2
Águas
(1990 a 1999 e 2006 a 2007): condutividade, D.B.O, fósforo total,
nitrogênio nitrato, nitrogênio amoniacal, O.D. e orto fosfato dissolvido;
águas
(1990
a 1999): temperatura, cloreto, turbidez, pH, R.N.F.T., D.Q.O, nitrogênio Kjeldahl
total, nitrogênio nitrito, fenóis, cianeto, cromo total, cromo hexavalente, cromo
trivalente, manganês, ferro, níquel, cobre, zinco, cádmio, mercúrio, chumbo,
coliforme fecal, alcalinidade, dureza, sódio, magnésio, potássio, sulfato, ferro
solúvel, PCB´s, R.F.T., fósforo filtrável total e benzo-a-pireno; e
cianobactérias
(nos anos 2001 e 2002);
3
Águas
(1990 a 2001 e 2006 a 2007): condutividade e O.D.;
águas
(1990 a 1999 e
2006 a 2007): D.B.O, fósforo total, nitrogênio nitrato, nitrogênio amoniacal e orto
fosfato dissolvido;
águas
(1990 a 2001): temperatura, pH e C.O.T.;
águas
(1990 a
1999): cloreto, turbidez, R.N.F.T., D.Q.O, nitrogênio Kjeldahl total, nitrogênio
nitrito, fenóis, cianeto, cromo total, cromo hexavalente, cromo trivalente, manganês,
ferro, níquel, cobre, zinco, cádmio, mercúrio, chumbo, coliforme fecal, alcalinidade,
dureza, sódio, magnésio, potássio, sulfato, ferro solúvel, PCB´s, R.F.T., fósforo
filtrável total e benzo-a-pireno; e
cianobactérias
(nos anos 2001 e 2002);
4
Águas
:
temperatura, condutividade, cloreto, turbidez, pH, R.N.F.T., O.D., D.B.O,
D.Q.O, nitrogênio Kjeldahl total, nitrogênio amoniacal, nitrogênio nitrito, nitrogênio
nitrato, fósforo total, orto fosfato dissolvido, fenóis, cianeto, cromo total, cromo
hexavalente, cromo trivalente, manganês, ferro, níquel, cobre, zinco, cádmio,
mercúrio, chumbo, coliforme fecal, alcalinidade, dureza, sódio, magnésio, potássio,
sulfato, ferro solúvel, PCB´s, R.F.T., fósforo filtrável total e benzo-a-pireno; e
cianobactérias
(nos anos 2001 e 2002);
5
Águas
: temperatura, condutividade, pH, O.D. e C.O.T.;
6
Sedimentos
: cromo disponível, manganês disponível, ferro disponível, níquel
disponível, cobre disponível, zinco disponível, cádmio disponível e chumbo
disponível;
7
Águas
: sólidos totais (somente em 2005), temperatura, O.D., turbidez, pH,
alcalinidade e condutividade; e
cianobactérias
;
51
8
Águas
(período de 2005 a 2006): temperatura, O.D., turbidez, pH, alcalinidade,
condutividade e sólidos totais (somente em 2005); e
cianobactérias
(2002 a 2006);
9
Águas
(período de 2005 a 2006): temperatura, O.D., turbidez, pH, alcalinidade,
condutividade, nitrogênio total, fósforo total e sólidos totais (somente em 2005); e
cianobactérias
(2002 a 2006);
0
As estações de números 13, 14, 15, 16, 17 e 18 não foram avaliadas porque estão
fora da bacia hidrográfica do rio Guandu, isto é, fora da região em estudo.
A
Figura 9
mostra o mapa de localização dos postos ou estações de amostragem
pertinentes ao estudo das águas na bacia hidrográfica do rio Guandu.
A
Foto 3
apresenta as estações de amostragem dentro da área de delimitação da RH-II
Guandu.
Optou-se por estudar os corpos hídricos logo a montante (SC-200 da FEEMA e RPS-01
e RPI-02 da CEDAE) e logo a jusante dos reservatórios do sistema LIGHT (vide
esquema da transposição no item 7.8.1). Por isso, alguns postos ou pontos de
amostragem existentes na bacia do rio Guandu não foram estudados nesta dissertação.
Nessa situação estão as estações de amostragem da FEEMA dentro dos reservatórios de
Santana (estação SN-218), de Vigário (estações VG-610 e VG-370) e de Lajes (estação
LG-399) e os postos de monitoramento da UNIRIO dentro do reservatório de Lajes (P1,
P2, P3, P4, P5, P6, P7 e P8).
O PERH Guandu (SONDOTÉCNICA, 2006 e 2007) estudou também os postos da
UNIRIO e realizou algumas simulações de qualidade das águas nos rios a montante da
captação da ETAG, para efeito de enquadramento dos corpos hídricos da bacia. Apesar
dessas informações não constarem nesta dissertação, assim como os dados de outros
trabalhos sobre a qualidade das águas na bacia do rio Guandu, a maioria dos trabalhos
existentes foram consultados, especialmente os do seminário “Bacia hidrográfica do rio
Guandu – Problemas e soluções”, realizado em 05 de março de 2002 na UFRRJ.
A maior concentração de pontos de coleta de amostras está logo a montante da captação
da ETAG, conforme mostra a
Foto 4
(ampliação da
Foto 3
). Tal situação confirma a
elevada importância da ETA Guandu para a RMRJ e para a bacia do rio Guandu.
52
Figura 9 – Mapa das estações de amostragem estudadas na bacia do rio Guandu
53
Foto 3 – Localização das estações de amostragem estudadas e da RH-II Guandu
A posição das estações de amostragem está baseada em informações do PERH Guandu,
da CEDAE, de MASSENA e da FEEMA. Desconsideram-se as estações n
os
13 ao 18.
54
Foto 4 – Detalhe dos locais das estações de amostragem próximas à captação ETAG
A lagoa Guandu abrange as lagoas Queimados-Poços e Ipiranga (vide acima).
55
A lagoa Guandu foi formada após a construção da barragem do rio Guandu para a
captação da ETAG (vide detalhes no item 5.7). Portanto, a lagoa Guandu nada mais é do
que o lago ou reservatório formado após a contenção do rio Guandu. Assim sendo, o seu
espelho de água vem aumentando ao longo dos anos, devido às operações da barragem
principal da ETAG e ao assoreamento causado pela poluição, observada neste capítulo.
Notam-se a cor verde das algas (cianobactérias) na lagoa Queimados-Poços e a cor
escura de poluição industrial na foz do rio Queimados na lagoa Ipiranga (vide
Foto 4
).
O nome lagoa Guandu é referente ao seu funcionamento como amortecedor da poluição,
tal qual uma lagoa de estabilização. Nesse sentido, a lagoa Guandu armazena os
efluentes domésticos e industriais que recebe dos seus afluentes – os rios Queimados e
Ipiranga. Porém, como não é oficialmente uma ETE do tipo lagoa de estabilização, o
lodo depositado ao longo dos anos não é removido. Sendo assim, a altura do seu espelho
de água vem diminuindo à medida que o lodo é acumulado no fundo. Em conseqüência
disso, a área da lagoa também aumenta em trechos onde não há diques de contenção (na
Foto 4
, o trecho retilíneo da margem direita da lagoa Queimados-Poços é um dique).
3.2) Qualidade das águas
Os valores médios encontrados pela FEEMA estão na
Tabela 9
e na
Tabela 10
.
Tabela 9 – Médias nas estações de amostragem FEEMA (bacia do rio Guandu)
AMOSTRA
ESTAÇÕES DE AMOSTRAGEM
Valores médios dos parâmetros (medianas)
PARÂMETROS
Unidade
SC200
MC410
LG350
LG351
GN200 GN201
Temperatura ºC 22
23
23
23
23
23
Condutividade µ
mho
/cm 76
160
78
78
80
80
Cloreto mg Cl/l 8
15
8
8
8
9
Turbidez UT 11
23
17
10
23
18
pH U.pH 6,9
6,9
6,9
6,9
7
6,9
R.N.F.T. mg/l 16
48
10
10
22
15
O.D. mg/l 6,8
4
7,8
7,8
7,8
8,4
D.B.O mg/l 2
9,6
2
2
2
2
56
D.Q.O mg/l 10
30
10
10
10
10
N. Kjeldahl total
mg N/l 0,8
2
0,6
0,8
0,8
0,6
N. Amoniacal mg N/l 0,1
0,7
0,1
0,07
0,09
0,07
N. Nitrito mg N/l 0,03
0,08
0,02
0,02
0,02
0,02
N. Nitrato mg N/l 0,7
0,65
0,65
0,7
0,7
0,7
Fósforo Total mg P/l 0,08
0,4
0,07
0,08
0,1
0,08
Orto Fosf. Diss. mg P/l 0,02
0,06
0,01
0,02
0,02
0,01
Fenóis mg/l 0,001
0,001
0,001
0,001
0,001
0,001
Cianeto mg CN/l 0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
Cromo Total mg Cr/l 0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
Cromo Hexav. mg Cr/l 0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
Cromo Trival. mg Cr/l 0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
Manganês mg Mn/l 0,045
0,2
0,05
0,055
0,05
0,06
Ferro mg Fe/l
0,8
3
0,9
0,9
1,1
0,95
Níquel mg Ni/l 0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
Cobre mg Cu/l 0,005
0,005
0,005
0,005
0,005
0,005
Zinco mg Zn/l 0,02
0,03
0,01
0,015
0,01
0,015
Cádmio mg Cd/l 0,002
0,002
0,002
0,002
0,002
0,002
Mercúrio µg Hg/l 0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
Chumbo mg Pb/l 0,02
0,02
0,02
0,02
0,02
0,02
Coliforme fecal NMP/100ml
24000
160000
1300
1700
13000
5000
Alcalinidade mgCaCO
3
/l
17
Dureza mgCaCO
3
/l
15
Sódio Mg Na/l
5
Magnésio mg Mg/l
1,5
Potássio mg K/l
2,6
Sulfato mg SO
4
/l
9
Ferro Sol. mg Fe/l 0,3
PCB´s µg/l
R.F.T. Mg/l 75
Fósforo filt.total
mg P/l 0,04
Benzo-a-Pireno µg/l 0,01
57
Tabela 10 – Médias nas estações de amostragem da FEEMA (continuação)
AMOSTRA
ESTAÇÕES DE AMOSTRAGEM
Valores médios dos parâmetros (medianas)
PARÂMETROS Unidade
PO290
QM271
QM270
CU650
IR251
SF080
Temperatura ºC 23
24
23
24
23
23
Condutividade µ
mho
/cm 130
550
550
330
300
78
Cloreto mg Cl/l 15
60
58
40
35
8
Turbidez UT 20
30
30
10
10
24
pH U.pH 6,7
7,2
7,1
7,1
7
6,9
R.N.F.T. mg/l 44
60
50
22
28
30
O.D. mg/l
3,6
0,8
0,8
2
1,6
8
D.B.O mg/l 4
26
30
8
10
2
D.Q.O mg/l 20
80
80
30
40
10
N. Kjeldahl total mg N/l 2
16
13
7
5,5
0,6
N. Amoniacal mg N/l 0,9
9
6
3,4
2,4
0,1
N. Nitrito mg N/l 0,08
0,008
0,01
0,02
0,01
0,02
N. Nitrato mg N/l 0,6
0,05
0,06
0,07
0,1
0,65
Fósforo Total mg P/l
0,4
3
2
1
1,5
0,1
Orto Fosf. Diss. mg P/l 0,09
1,3
0,7
0,6
0,6
0,02
Fenóis mg/l 0,001
0,008
0,01
0,002
0,001
0,001
Cianeto mg CN/l 0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
Cromo Total mg Cr/l 0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
Cromo Hexav. mg Cr/l 0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
Cromo Trival. mg Cr/l 0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
Manganês mg Mn/l
0,25
0,35
0,3
0,55
0,4
0,1
Ferro mg Fé/l
3
3,5
2
1,4
1,7
1,4
Níquel mg Ni/l 0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
Cobre mg Cu/l 0,005
0,005
0,005
0,005
0,005
0,005
Zinco mg Zn/l 0,02
0,03
0,02
0,015
0,02
0,015
Cádmio mg Cd/l 0,002
0,002
0,002
0,002
0,002
0,002
Mercúrio µg Hg/l 0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
Chumbo mg Pb/l 0,02
0,02
0,02
0,02
0,02
0,02
58
Coliforme fecal NMP/100ml
30000
160000
160000
50000
30000
5000
Alcalinidade mgCaCO
3
/l
Dureza mgCaCO
3
/l
Sódio mg Na/l
Magnésio mg Mg/l
Potássio mg K/l
Sulfato mg SO
4
/l
Ferro Sol. mg Fé/l 0,65
0,25
PCB´s µg/l
0,01
R.F.T. mg/l
Fósforo filt.total mg P/l
Benzo-a-Pireno µg/l
Notas da
Tabela 9
e da
Tabela 10
:
9,6
= Valor fora dos limites classe 02 de águas doces pela CONAMA 357 (2005);
0,01 = Valor medido menor que o limite de detecção do método.
As amostras coletadas apresentaram valores excessivos de ferro e de coliformes fecais
em todas as estações, mesmo em Ribeirão das Lajes (LG350 e LG351). Coliformes
fecais indicam a presença de esgotos domésticos, principalmente nos rios Macacos e
Queimados, onde a malha urbana é mais densa (vide
Gráfico 5
). Altos valores de DBO
e baixos de OD também indicam uma grande carga orgânica no rio Macacos e nos rios
afluentes à lagoa Guandu e, conseqüentemente, à captação da ETAG (Queimados,
Poços, Ipiranga e Cabuçu), conforme mostra o
Gráfico 4
.
A poluição industrial pode ser medida pela relação entre DQO e DBO. Quanto maior o
valor de [DQO / DBO] maior a probabilidade de existirem poluentes químicos de
origem industrial nas águas. As amostras da estação do rio dos Poços PO290 tiveram as
maiores diferenças, indicando assim a poluição oriunda dos efluentes das empresas do
distrito industrial do município de Queimados. Além disso, esta estação de amostragem
apresentou uma relação de baixo valor de DBO e baixo valor de OD, comprovando a
presença de poluentes químicos (vide
Gráfico 4
).
59
Gráfico 4 – OD e DBO nas estações de amostragem (Fonte: FEEMA)
Gráfico 5 – Coliformes fecais nas estações de amostragem (Fonte: FEEMA)
60
Os afluentes diretos da lagoa Guandu foram enquadrados como classe 03 para águas
doces pelo PERH 2006 (SONDOTÉCNICA, 2006 e 2007), ou seja, os valores dos
parâmetros nas estações de amostragem seriam comparados com aqueles exigidos pela
CONAMA 357 (2005). No caso dos coliformes fecais, as amostras apresentaram
valores muito superiores ao valor máximo
maximorum
permitido de 4.000NMP/100ml.
Já no parâmetro OD, os resultados foram sempre menores do que o mínimo exigido de
4mg/l. Em contrapartida, os valores da DBO atenderam aos critérios da resolução ao
ficar abaixo dos 10mg/l, exceto no rio Queimados.
Durante os anos de 1990 a 2001, as estações de monitoramento sistemático GN200 e
automático EA_GN200 avaliaram os principais parâmetros dos pontos de amostragem
para a captação da ETA Guandu, face à importância desta para o abastecimento de água
da RMRJ e a sua vulnerabilidade a poluição industrial e a acidentes tóxicos.
Neste período, a variação da temperatura da água (
Gráfico 6
) oscilou de 15,7º a 34,6º,
com médias em torno de 24º.
Temperatura (GN-200 e Estação Automática)
18
20
21
23
25
27
28
17
23,5
33
18
24,5
32
20
20,8
25,5
27
28,3
15,9
22,1
22,7
23,7
27,1
15,7
21,3
24,3
25,8
34,6
21,6
22,9
25,9
27,3
29
15
20
25
30
35
mínimo 5% 25% Mediana 75% 95% máximo
Estatística básica das amostras
Temperatura (ºC)
GN-200 (1990-1999)
GN-200 (1999)
GN-200 (2000)
GN-200 (2001)
EA (1999)
EA (2000)
EA (2001)
Gráfico 6 – Temperatura nas estações GN200 e EA_GN200 da FEEMA
61
A condutividade elétrica (
Gráfico 7
) variou entre 10 a 130µ
mho
/cm, com medianas
dispersas entre 40 a 83µ
mho
/cm.
Condutividade (GN-200 e Estação Automática)
44
64
76
80
88
110
130
77
80
117
56
83
124
50
70
80 80
100
10
40 40
50
80
10
50
60 60
130
50
60
70 70
110
0
20
40
60
80
100
120
140
mínimo 5% 25% Mediana 75% 95% máximo
Estatística básica das amostras
Condutividade (
m
mho/cm)
GN-200 (1990-1999)
GN-200 (1999)
GN-200 (2000)
GN-200 (2001)
EA (1999)
EA (2000)
EA (2001)
Gráfico 7 – Condutividade nas estações GN200 e EA_GN200 da FEEMA
Os parâmetros pH (
Gráfico 8
) e Oxigênio Dissolvido (
Gráfico 9
) apresentaram, em
algumas ocasiões, valores críticos abaixo dos limites preconizados pela Resolução
CONAMA 357 (2005) para rios tipo classe 2, ou seja, abaixo da classificação desejada
para o rio Guandu neste trecho. No caso do pH, os valores mínimos (5,7 na GN200 em
1999 e 5,9 na EA_GN200 em 2000) foram próximos àqueles exigidos para classe 2 (6),
não sendo tão preocupantes para a captação, mas indicam a presença de poluição
industrial na lagoa Guandu – a lagoa de captação formada após a construção do sistema
Guandu.
Apesar dos valores de oxigênio dissolvido nas amostras de água oscilarem quase sempre
acima do valor exigido de 5mg/l, os mínimos encontrados foram muito baixos,
chegando a 1mg/l. As causas prováveis para tal foram os altos índices de coliformes que
compõem os indicadores de poluição orgânica de origem doméstica, ou seja, os esgotos
domésticos lançados sem tratamento nos rios Guandu e respectivos afluentes à montante
da captação da ETAG.
62
pH (GN-200 e Estação Automática)
5,7
6,1
6,7
7
7,2
7,5
7,9
5,7
6,5
7,7
6,3
6,5
7,2
6,3
6,7
6,8
7
7,9
6,2
6,8 6,8
6,9
7,8
5,9
6,8
6,9 6,9
7,6
6,9
7 7 7
7,2
5,5
6
6,5
7
7,5
8
8,5
9
9,5
mínimo 5% 25% Mediana 75% 95% máximo
Estatística básica das amostras
pH (U.pH
)
GN-200 (1990-1999)
GN-200 (1999)
GN-200 (2000)
GN-200 (2001)
EA (1999)
EA (2000)
EA (2001)
CONAMA 357
Classe 2
CONAMA 357
Classe 2
Gráfico 8 – pH nas estações GN200 e EA_GN200 da FEEMA
O.D. (GN-200 e Estação Automática)
1
5,8
7,2
7,8
8,4
8,8
9
6,6
8,1
8,8
4
7,7
9,4
6,8
7,2
7,8
8,3
9,8
1,1
8,3
9
9,3
10,9
1,6
7,2
8
8,6
10,7
4
5,6
7
8,1
11,5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
mínimo 5% 25% Mediana 75% 95% máximo
Estatística básica das amostras
O.D. (mg/l
)
GN-200 (1990-1999)
GN-200 (1999)
GN-200 (2000)
GN-200 (2001)
EA (1999)
EA (2000)
EA (2001)
CONAMA 357
Classe 2
Gráfico 9 – Oxigênio Dissolvido nas estações GN200 e EA_GN200 da FEEMA
63
O parâmetro Carbono Orgânico Total (C.O.T.) também foi analisado pela estação
automática EA_GN200 da FEEMA durante o período de 1999 a 2001, tendo variado
entre os valores 0,2 e 7,8mg/l, com medianas entre 2,1 e 2,4mg/l (vide
Gráfico 10
).
C.O.T. (GN-200 e Estação Automática)
0,4
1,7
2,1
2,5
4,7
0,2
1,9
2,4
3,3
7,8
1,5
2
2,4
2,8
6,1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
mínimo 5% 25% Mediana 75% 95% máximo
Estatística básica das amostras
C.O.T. (mg/l
)
GN-200 (1990-1999)
GN-200 (1999)
GN-200 (2000)
GN-200 (2001)
EA (1999)
EA (2000)
EA (2001)
Gráfico 10 – Carbono Orgânico Total nas estações GN200 e EA_GN200 da FEEMA
O excesso de nutrientes (nitrogênio e fósforo) em um ambiente lótico e, principalmente,
em um ambiente lêntico, caso da lagoa Guandu, proporciona um aumento de seres
autotróficos que sintetizam estes elementos: as macrófitas e os fitoplânctons. Ocorre
uma proliferação de algas tóxicas ou cianobactérias (FEEMA, 2002c). O nutriente
fósforo esteve excessivo nos rios Macacos (
Tabela 9
) e nos afluentes da lagoa Guandu
(
Tabela 10
): Poços; Queimados; Ipiranga; e Cabuçu.
A lagoa Guandu logo a montante da captação da ETAG certamente amortece os
impactos das poluições industriais e domésticas advindas dos rios Guandu, Poços,
Queimados e Ipiranga, principalmente. Porém, o excesso de nutrientes (eutrofização) já
chega a afetar profundamente a captação com a proliferação de algas tóxicas ou
cianobactérias na lagoa Guandu, obrigando a ETAG aumentar o custo de tratamento ou
diminuir sua capacidade de tratar a água bruta para não prejudicar o abastecimento.
64
Os gráficos seguintes referem-se aos dados da FEEMA (2008) entre 2006 e 2007.
Gráfico 11 – OD na sub-bacia do rio Guandu, 2006-2007 (FEEMA, 2008)
Gráfico 12 – DBO na sub-bacia do rio Guandu, 2006-2007 (FEEMA, 2008)
65
Gráfico 13 – Ortofosfato na sub-bacia Guandu, 2006-2007 (FEEMA, 2008)
Gráfico 14 – Fósforo na sub-bacia do rio Guandu, 2006-2007 (FEEMA, 2008)
66
Gráfico 15 – Nitrogênio na sub-bacia Guandu, 2006-2007 (FEEMA, 2008)
Gráfico 16 – Nitrato na sub-bacia do rio Guandu, 2006-2007 (FEEMA, 2008)
67
Gráfico 17 – Condutividade na sub-bacia Guandu, 2006-2007 (FEEMA, 2008)
Observa-se que os padrões recentes de qualidade das águas pouco diferem dos anos
anteriores, ou seja, continuam o OD baixo e a DBO alta, nos afluentes da lagoa Guandu
e no rio Macaco, inclusive nos dados da CEDAE (DA COSTA
et al
., 2007) a seguir.
0
5
10
15
20
25
30
35
maio
junho
julho
agosto
setembro
outubro
novembro
dezembro
jan
fev
mar
abril
maio
jun
jul
set
0
50
100
150
200
250
300
Temperatura (°C)
OD (mg.l-1)
NT (mg.l-1)
PT (mg.l-1)
Turbidez (NTU)
pH
RGN
RGN
-
-
17 =
17 =
Captação ETAG
Captação ETAG
0
5
10
15
20
25
30
35
maio
junho
julho
agosto
setembro
outubro
novembro
dezembro
jan
fev
mar
abril
maio
jun
jul
set
0
50
100
150
200
250
300
Temperatura (°C)
OD (mg.l-1)
NT (mg.l-1)
PT (mg.l-1)
Turbidez (NTU)
pH
RGN
RGN
-
-
17 =
17 =
Captação ETAG
Captação ETAG
Gráfico 18 – Qualidade na captação ETAG, 2005-2006 (DA COSTA
et al
., 2007)
68
Tabela 11 – Qualidade nos postos da CEDAE, 2005-2006 (DA COSTA
et al
., 2007)
Nota: a
Tabela 11
também apresenta os dados mais recentes de cianobactérias na bacia.
69
3.3) Ocorrência de cianobactérias
A
Tabela 12
, a
Tabela 13
, o
Gráfico 19
, o
Gráfico 20
e o
Gráfico 21
compõem os
dados relativos à ocorrência de cianobactérias obtidos pela FEEMA (2002c), no período
de novembro de 2001 a junho de 2002. Já o
Gráfico 22
e o
Gráfico 23
têm os valores
da CEDAE (SOARES
et al
., 2005), entre outubro de 2002 e dezembro de 2004.
Tabela 12 – Cianobactérias nas estações de amostragem da FEEMA
nov/01-
jun/02
ESTAÇÕES DE AMOSTRAGEM
Valores totais encontrados em
células/ml
de Cianobactérias
DATAS
SC200 MC410 LG350
LG351 GN200 GN201 PO290
12/11/01
1.481
2.245
13/11/01
2.842
16/11/01
717
19/11/01
21/11/01
2.512
295
22/11/01
27/11/01
8.421
05/12/01
25.092.249
24/01/02
29/01/02
619.750
31/01/02
19/02/02
5.293.000
14/03/02
491.304
22/03/02
03/04/02
589.600
02/05/02
370.175
09/05/02
28/05/02
405.350
29/05/02
20/06/02
1.721.900
87.100
134.000
110.550
284.750
16.750
27/06/02
40.200
TOTAL 2.025.075
1.721.900
87.100
134.000
31.003.076
286.995
17.045
70
Tabela 13 – Cianobactérias nas estações de amostragem da FEEMA (continuação)
nov/01-
jun/02
ESTAÇÕES DE AMOSTRAGEM
Valores totais encontrados em
células/ml
de Cianobactérias
DATAS
QM271 QM270 CU650 IR251 Chaparral SF080
12/11/01
13/11/01
16/11/01
19/11/01
21/11/01
40.871
22/11/01
2.446
27/11/01
05/12/01
24/01/02
29/01/02
31/01/02
19/02/02
14/03/02
22/03/02
03/04/02
02/05/02
09/05/02
28/05/02
29/05/02
20/06/02
77.722.320
38.235.808
64.336.750
149.816.425
27/06/02
TOTAL 77.722.320
38.276.679
64.336.750
149.816.425
2.446
Notas (
Tabela 12
e
Tabela 13
):
Lagoa Chaparral = areal às margens do rio Guandu;
Os valores destacados (verde, amarelo e vermelho) referem-se aos alertas de
vigilância (vide
Tabela 19
).
71
Gráfico 19 – Cianobactérias nas estações de amostragem da FEEMA em 2001
Gráfico 20 – Cianobactérias nas estações de amostragem da FEEMA em 2002
72
Cianobactérias (células/ml)
FEEMA em 20/06/02
MC410
1.721.900
LG350
87.100
LG351
134.000
GN200
110.550
GN201
284.750
PO290
16.750
QM271
77.722.320
QM270
38.235.808
CU650
64.336.750
IR251
149.816.425
Chaparral ¹
0
SF080
0
SC200
0
0
10.000.000
20.000.000
30.000.000
40.000.000
50.000.000
60.000.000
70.000.000
80.000.000
90.000.000
100.000.000
110.000.000
120.000.000
130.000.000
140.000.000
150.000.000
SC200
MC410
LG350
LG351
GN200
GN201
PO290
QM271
QM270
CU650
IR251
Chaparral ¹
SF080
Gráfico 21 – Cianobactérias nas estações de amostragem da FEEMA em 20/06/02
Os gráficos dos dados amostrados pela FEEMA (2002c) mostram duas situações
importantes. A primeira foi o surgimento de uma enorme quantidade de cianobactérias
na captação da ETAG (GN200) em episódios nos anos de 2001 e 2002, sendo
independente do aparecimento em outros locais como a represa de Santa Cecília, que
apresentou valores também consideráveis deste parâmetro em 2002. Na segunda
situação, valores elevadíssimos de cianobactérias foram encontrados nos afluentes da
lagoa Guandu em 20 de junho de 2002, logo a montante da captação da ETAG. Estas
situações elevaram a importância de um monitoramento contínuo da qualidade da água
e dos sedimentos na captação da ETAG, constatada pela FEEMA (2002c), sugerida por
MASSENA (2003) e ratificada pela CEDAE (SOARES
et al
., 2005), que propuseram
uma solução paliativa com barragem de desvio dos afluentes para jusante da captação,
pois já houve desabastecimento devido à impossibilidade de tratar a água bruta com alta
concentração de cianobactérias, potenciais precursores dos cancerígenos trihalometanos
(FEEMA, 2002c), conforme observado no mês crítico de agosto de 2003 (vide
Gráfico
22
e
Gráfico 23
). Essa barragem de desvio proposta está detalhada no item 5.3).
73
Gráfico 22 – Concentrações médias mensais cél/ml de cianobactérias na lagoa Guandu
(LGA-14), na Captação e no rio Guandu (Fonte: SOARES
et al
., 2005)
Gráfico 23 – Concentração (células/ml) de cianobactérias na Captação (RGN-17) e no
rio Guandu (RGN-16), em agosto de 2003 (Fonte: SOARES
et al
., 2005)
74
3.4) Qualidade dos sedimentos
Os indicativos de qualidade das amostras de sedimentos superficiais na estação SC200
da FEEMA (2002b) estão na
Tabela 14
e na
Tabela 15
.
Tabela 14 – Qualidade dos sedimentos na estação da FEEMA
AMOSTRAS de
ESTAÇÃO DE AMOSTRAGEM – FEEMA
sedimento superficial
SC200
(PERÍODO 1990-2001)
PARÂMETROS Unidade 22/08/1991 24/09/1996 22/10/1996 15/07/1997
D.Q.O % C
0,96
0,92
0,75
Cromo Total µg Cr/g
50,00
Manganês µg Mn/g
1.200,00
Ferro µg Fe/g
50.000,00
Níquel µg Ni/g
5,00
Cobre µg Cu/g
30,00
Zinco µg Zn/g
160,00
Cádmio µg Cd/g
1,00
Mercúrio µg Hg/g
0,20
Chumbo µg Pb/g
600,00
PCB´s µg/kg 1,00
1,00
1,00
1,00
Benzo-a-Pireno µg/kg 1.200,00
290,00
290,00
750,00
Cromo (disp.) µg Cr/g 9,00
18,00
Manganês (disp.) µg Mn/g 320,00
1.100,00
Ferro (disp.) µg Fe/g 5.900,00
10.700,00
Níquel (disp.) µg Ni/g 3,00
4,00
Cobre (disp.) µg Cu/g 12,00
20,00
Zinco (disp.) µg Zn/g 36,00
160,00
Cádmio (disp.) µg Cd/g 0,60
0,20
Chumbo (disp.) µg Pb/g 42,00
510,00
Umidade %
47,80
41,40
49,10
Argila-Silte % 90,00
95,00
75
Tabela 15 – Qualidade dos sedimentos na estação da FEEMA (continuação)
AMOSTRAS de
ESTAÇÃO – FEEMA
sedimento superficial
SC200
(PERÍODO 1990-2001)
PARÂMETROS Unidade 02/10/1997 17/09/1998 14/12/2000
D.Q.O % C 1,44
0,75
N. Kjeldahl Total mg N/g
0,30
Fósforo Total mg P/g
1,40
Cromo Total µg Cr/g
90,00
60,00
Manganês µg Mn/g
420,00
620,00
Ferro µg Fe/g
24.000,00
36.000,00
Níquel µg Ni/g
5,00
18,00
Cobre µg Cu/g
26,00
28,00
Zinco µg Zn/g
260,00
200,00
Cádmio µg Cd/g
1,00
1,00
Mercúrio µg Hg/g
0,30
0,30
Chumbo µg Pb/g
30,00
55,00
Benzo-a-Pireno µg/kg 180,00
950,00
72,00
Cromo (disp.) µg Cr/g
60,00
Manganês (disp.) µg Mn/g
360,00
Ferro (disp.) µg Fe/g
10.000,00
Níquel (disp.) µg Ni/g
1,50
Cobre (disp.) µg Cu/g
20,00
Zinco (disp.) µg Zn/g
220,00
Cádmio (disp.) µg Cd/g
0,20
Chumbo (disp.) µg Pb/g
32,00
Umidade % 47,70
35,80
Argila-Silte %
90,00
60,00
Notas da
Tabela 14
e da
Tabela 15
:
Vide as notas da
Tabela 16
, da
Tabela 17
e da
Tabela 18
mais adiante.
76
Os valores das amostras coletadas por MASSENA (2003) no rio Guandu, na lagoa
Guandu, no rio dos Poços e até mesmo no lodo da ETAG estão presentes na
Tabela 16
,
na
Tabela 17
e na
Tabela 18
.
Tabela 16 – Qualidade dos sedimentos nos pontos de amostragem
AMOSTRAS de
RIO GUANDU (RG)
sedimento superficial
Sistema 1
PARÂMETROS unidade fev/1984 mar/1985 Mar/2002 fev/2003
Cromo (disp.) µg Cr/g 110,00
320,00
18,00
0,10
Manganês (disp.) µg Mn/g 530,00
690,00
275,00
587,00
Ferro (disp.) µg Fe/g 35.000,00
30.000,00
21.312,00
30.562,00
Níquel (disp.) µg Ni/g 19,00
60,00
25,00
30,23
Cobre (disp.) µg Cu/g 40,00
130,00
26,00
18,62
Zinco (disp.) µg Zn/g 110,00
200,00
54,00
90,00
Cádmio (disp.) µg Cd/g 0,10
0,15
0,05
0,05
Chumbo (disp.) µg Pb/g 100,00
60,00
25,00
33,00
Tabela 17 – Qualidade dos sedimentos nos pontos de amostragem (continuação)
AMOSTRAS de
RIO DOS POÇOS
sedimento superficial
Lagoa Kaiser antes RG
PARÂMETROS unidade mar/2002 fev/2003 fev/2003
Cromo (disp.) µg Cr/g 23,20
0,10
0,10
Manganês (disp.) µg Mn/g 85,00
204,00
60,00
Ferro (disp.) µg Fe/g 11.388,00
31.788,00
40.245,00
Níquel (disp.) µg Ni/g 11,00
27,00
40,00
Cobre (disp.) µg Cu/g 15,00
29,64
22,70
Zinco (disp.) µg Zn/g 43,60
194,00
162,00
Cádmio (disp.) µg Cd/g 0,05
0,05
0,05
Chumbo (disp.) µg Pb/g 19,30
35,00
0,10
77
Tabela 18 – Qualidade dos sedimentos nos pontos de amostragem (continuação)
AMOSTRAS de
LAGOA Rio dos ETAG
sedimento superficial
IPIRANGA
Cachorrinhos
LODO
PARÂMETROS unidade mar/2002 fev/2003 mar/2002
Cromo (disp.) µg Cr/g 10,00
0,10
59,00
Manganês (disp.) µg Mn/g 34,00
188,00
182,00
Ferro (disp.) µg Fe/g 11.929,00
36.314,00
17.779,00
Níquel (disp.) µg Ni/g 10,00
20,00
42,00
Cobre (disp.) µg Cu/g 14,00
30,20
21,00
Zinco (disp.) µg Zn/g 46,00
200,00
68,00
Cádmio (disp.) µg Cd/g 0,05
0,05
0,05
Chumbo (disp.) µg Pb/g 15,00
47,00
16,00
Notas (tabelas de sedimentos acima):
9,6
= Valor fora dos limites estabelecidos na resolução CONAMA 357 (2005);
0,01 = Valor medido menor que o limite de detecção do método;
Os valores já estão majorados com a margem de erro da amostragem;
As análises físico-químicas foram realizadas no sedimento na fração <2mm, sem
separação de finos;
Metal total (extração com água régia a quente) = concentração na fração fina (<200
mesh) do sedimento, em peso seco, representando a fração antropogênica total;
(disp.) = Metal disponível (lixiviação com HCl 0,1M a frio) = concentração na
fração fina (<200 mesh) do sedimento, expresso em peso seco, representando a
fração antropogênica utilizável pela biota;
A Portaria MS-518/04 refere-se à qualidade da água potável para consumo humano,
com VMP (Valor Máximo Permitido) expresso em peso por litros de amostra.
O
Gráfico 24
e o
Gráfico 25
representam a montagem gráfica dos dados amostrados.
Nota-se que os ambientes lênticos funcionaram como um amortecedor ou bacia de
diluição da poluição mais concentrada oriunda dos afluentes lóticos ou intermediários.
Tal fato ocorreu na lagoa Guandu, com a presença de elementos poluentes industriais
que os organismos aquáticos bioacumulam, tais quais o ferro e o chumbo disponível.
78
Gráfico 24 – Ferro nos sedimentos amostrados (Fontes: MASSENA e FEEMA)
Gráfico 25 – Chumbo nos sedimentos amostrados (Fontes: MASSENA e FEEMA)
79
3.5) Condições e padrões de qualidade e enquadramento
As condições e os padrões de qualidade de água aceitáveis estão definidos na resolução
n° 357 de 17 de março de 2005, do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA),
que estabelece também as diretrizes ambientais de enquadramento e classificação dos
corpos de água. Esta resolução é uma evolução da antiga CONAMA 20 (1986).
Os limites permitidos de cianobactérias pela legislação vigente estão na
Tabela 19
, ou
seja, um documento da FUNASA de outubro de 2001 (FEEMA, 2002c), a Portaria do
Ministério da Saúde n° 518 de 2004 (MS, 2005) e a resolução CONAMA 357 (2005).
Tabela 19 – Limites de Cianobactérias cf. o Documento FUNASA de outubro de 2001,
a Portaria MS número 518/2004 e a Resolução CONAMA número 357/2005
Monitoramento das Cianobactérias
Doc. FUNASA (outubro/2001)
Portaria MS nº518/2004 CONAMA 357/05
Limites
(células/ml)
Limites
(células/ml)
Limites
(cél/ml)
Inferior
Superior
Níveis de
alerta
Inferior
Superior
Freqüência
amostral
Superior
Águas
doces
[classe]
10.000 Vigilância 10.000 Mensal
10.000 20.000 Alerta 1 10.000 20.000 Semanal 20.000 Classe 1
20.000 100.000
Alerta 2 20.000 Semanal 50.000 Classe 2
100.000
Alerta 3 100.000
Classe 3
Como o interesse maior é o abastecimento para consumo humano, as classes de uso
preponderantes para tal fim serão utilizadas na comparação entre os valores encontrados
nas amostras e os padrões de qualidade exigidos na resolução CONAMA 357 (2005).
Portanto, as águas salinas estão descartadas como fonte de abastecimento, assim como
as classes especial, 2 e 3 das águas salobras e a classe 4 das águas doces, conforme
indicado na
Tabela 20
. É importante salientar que, a proibição da utilização das águas
salinas em abastecimento para consumo humano limita-se a área da bacia hidrográfica,
então não existe impeditivo legal para a dessalinização da água do mar, fora da bacia.
Contudo, este processo será sugerido como opção concreta para abastecimento público.
80
Tabela 20 – Classes de uso destinadas ao abastecimento para consumo humano
N°
Qualidade
Águas
(salinidade ‰)
Tratamento para o abastecimento
01
Classe especial
Doces (
≤
0,5‰) Desinfecção
02
Classe 1
Doces (
≤
0,5‰) Simplificado
03
Classe 2
Doces (
≤
0,5‰) Convencional
04
Classe 3
Doces (
≤
0,5‰) Convencional ou avançado
05 Classe 4 Doces (
≤
0,5‰) Não permitido o abastecimento
06 Classe especial Salobras (0,5<S<30‰) Não permitido o abastecimento
07
Classe 1
Salobras (0,5<S<30‰) Convencional ou avançado
08 Classe 2 Salobras (0,5<S<30‰) Não permitido o abastecimento
09 Classe 3 Salobras (0,5<S<30‰) Não permitido o abastecimento
10 Classe especial Salinas (
≥
30‰) Não permitido o abastecimento
11 Classe 1 Salinas (
≥
30‰) Não permitido o abastecimento
12 Classe 2 Salinas (
≥
30‰) Não permitido o abastecimento
13 Classe 3 Salinas (
≥
30‰) Não permitido o abastecimento
O enquadramento dos corpos de água da bacia hidrográfica do rio Guandu será aquele
sugerido no Plano Estratégico de Recursos Hídricos das Bacias Hidrográficas dos rios
Guandu, da Guarda e Guandu-Mirim (SONDOTÉCNICA, 2006 e 2007). Com isso,
dados qualitativos medidos nas estações de amostragem serão comparados com os
padrões referentes às classes de uso definidas neste plano. Anteriormente, os dados
amostrados já foram comparados com as classes 02 e 03 de águas doces da resolução
CONAMA 357 (2005).
As estações de amostragem com suas respectivas classes de enquadramento propostas
pelo PERH Guandu (SONDOTÉCNICA, 2006 e 2007) estão definidas na
Tabela 21
.
Os ambientes lóticos são os corpos com águas continentais moventes, a saber: os rios;
os córregos; e outros cursos de água. Em contrapartida, os ambientes lênticos equivalem
a corpos com a água parada, estagnada ou em movimento lento: represas; lagos; e
lagoas (CONAMA 357, 2005).
81
Tabela 21 – Classes de uso propostas nos locais das estações de amostragem
Nº
Estação Corpo hídrico Classe Águas Ambiente
01
SC 200 Represa Santa Cecília - - -
02
MC 410 Rio Macaco 2 Doces Lótico
03
LG 350 Ribeirão das Lajes 2 Doces Lótico
04
LG 351 Ribeirão das Lajes 2 Doces Lótico
05
GN 200 Rio Guandu 2 Doces Lótico
06
GN 201 Rio Guandu 2 Doces Lótico
07
PO 290 Rio dos Poços 3 Doces Lótico
08
QM 271 Rio Queimados 3 Doces Lótico
09
QM 270 Rio Queimados 3 Doces Lótico
10
CU 650 Rio Cabuçu 3 Doces Lótico
11
IR 251 Rio Ipiranga 3 Doces Lótico
12
SF 080 Canal de São Francisco 2 Salobras Lótico
13 GR 100 Rio da Guarda 2 Salobras Lótico
14 GM 180 Rio Guandu-Mirim 3 Doces Lótico
15 VS 660 Vala do Sangue - - Lótico
16 IT 040 Canal do Ita - - Lótico
17 PR 000 Rio Piraquê - - Lótico
18 EN 670 Rio Engenho Novo - - Lótico
19
EA_GN200 Rio Guandu (ETAG) 2 Doces Lótico
20
Sistema 1 Rio Guandu (montante) 2 Doces Lótico
21
Sistema 2 Captação ETAG 2 Doces Lótico
22
L. Poços Lagoa Poços 3 Doces Lêntico
23
L. Ipiranga Lagoa Ipiranga 3 Doces Lêntico
24
RPS-01 Rio Paraíba do Sul - - -
25
RPI-02 Rio Piraí - - -
26
LRL-03 Lago de Lajes 2 Doces Lêntico
27
RRL-04 Ribeirão das Lajes 2 Doces Lótico
28
RMC-05 Rio Macaco 2 Doces Lótico
29
RSA-06 Rio Santana 2 Doces Lótico
30
RSP-07 Rio São Pedro 2 Doces Lótico
82
31
RGN-08 Rio Guandu 2 Doces Lótico
32
RPÇ-09 Rio dos Poços 3 Doces Lótico
33
RQM-10 Rio Queimados 3 Doces Lótico
34
RQM-11 Rio Queimados 3 Doces Lótico
35
RIG-12 Rio Ipiranga 3 Doces Lótico
36
LGA-13 Lagoa Guandu 3 Doces Lêntico
37
LGA 14 Lagoa Guandu 3 Doces Lêntico
38
LGA-15 Lagoa Guandu 3 Doces Lêntico
39
RGN-16 Rio Guandu 2 Doces Lótico
40
RGN-17 Rio Guandu 2 Doces Lótico
A única estação em local classificado como água salobra dentro da região de interesse é
a do Canal de São Francisco (SF 080), importante e estratégica região industrial e
portuária do estado do Rio de Janeiro, que sofre o avanço do prisma de salinidade. As
estações de amostragem de número 13 ao 18 não fazem parte da bacia do rio Guandu
em estudo e sim da região hidrográfica do Guandu, RH-II.
83
4) DIAGNÓSTICO DA QUALIDADE DE ÁGUA NOS MANANCIAIS
Para se fazer um diagnóstico da situação da qualidade das águas nos mananciais da
bacia do rio Guandu, incorporaram-se as avaliações da FEEMA, da CEDAE e de
MASSENA (2003) a partir de diversos dados coletados entre 1984 e 2007 (vide os
valores no item 3), traçando-se, assim, um perfil dos principais problemas detectados.
Os problemas da região hidrográfica do rio Guandu (antiga bacia de Sepetiba) devem
ser abordados com as áreas a montante e a jusante da captação da ETAG, sendo este um
divisor importante de qualidade das águas da bacia como um todo (FEEMA, 2001a).
A poluição proveniente do rio Paraíba do Sul faz-se presente no rio Guandu de forma
atenuada, devido ao tempo de trânsito das águas e sedimentação nos reservatórios do
sistema hidrelétrico da LIGHT. Contudo, a maior ameaça à tomada de água do sistema
Guandu está nas atividades antrópicas na bacia hidrográfica após os reservatórios do
sistema hidrelétrico da LIGHT, a montante da captação da ETA Guandu, visto que o
impacto dessa poluição é muito mais imediato, sem qualquer mecanismo de mitigação
de acidentes e / ou contaminação sistemática (FEEMA, 2001a).
A ocupação urbana da bacia do rio Guandu contribui significativamente para a poluição
do rio e seus afluentes através de altos teores de coliformes fecais encontrados nas
amostras das coletas (vide item 3), principalmente a montante da ETAG.
Em relação aos resíduos sólidos, a degradação ambiental é grave, pois grande parte dos
municípios da bacia do rio Guandu não tem coleta de lixo urbano e outros resíduos
sólidos. Além disso, a disposição final desses resíduos é totalmente inadequada, em
lixões que margeiam rios e encostas, próximos a aglomerações urbanas. A exceção é o
centro de tratamento de resíduos de Nova Iguaçu, com poucos anos de operação.
O distrito industrial de Queimados (antigo distrito industrial de Nova Iguaçu) é um
grande entrave ambiental para a tomada de água do sistema Guandu, pois está a apenas
7km a montante da captação, com seus efluentes industriais lançados no rio Queimados,
afluente do rio Guandu. Além desses efluentes, os dejetos domésticos e agrícolas
influenciam na má qualidade da água captada pela ETA Guandu, já que não há tempo
hábil para a mistura completa e para a autodepuração desses esgotos.
84
Outras atividades causam danos ambientais, como: a extração de areia, de reparação
muito difícil quando se procura restabelecer as condições naturais; a retificação de rios
para aumento da velocidade de escoamento e diminuição do caminho percorrido; as
obras de combate às cheias locais, devido às pressões da ocupação urbana; e a invasão
das áreas marginais dos rios, aumentando a erosão e o conseqüente assoreamento de
diversos trechos dos rios e nos deltas.
As atividades acima ocorrem principalmente à jusante da captação do rio Guandu até a
sua foz, onde áreas drenantes à baía de Sepetiba estão sujeitas à influência crescente de
atividades urbanas e industriais da região metropolitana.
Além das indústrias existentes com grande potencial poluidor, tais como a Usina
Termelétrica de Santa Cruz e a COSIGUA (Companhia Siderúrgica da Guanabara) do
grupo Gerdau, outras serão ou estão sendo implantadas nessa região nos próximos anos,
caso das siderúrgicas CSN (Companhia Siderúrgica Nacional) e CSA (Companhia
Siderúrgica do Atlântico), que, com o porto de Itaguaí (antigo porto de Sepetiba) e o
arco rodoviário, deverão aumentar ainda mais o crescimento urbano desordenado da
região com o conseqüente problema de qualidade das águas dos mananciais.
A poluição industrial nos afluentes do rio Guandu é um dos principais problemas para o
abastecimento público da RMRJ, pois um efluente tóxico não tratado ou um acidente
industrial nos mananciais das sub-bacias dos rios Queimados, dos Poços, Ipiranga,
Cabuçu e Sarapó proporcionariam grandes riscos ao tratamento da ETAG. Nesse caso, o
abastecimento deveria ser paralisado a tempo de não prejudicar os milhões de habitantes
da RMRJ. De qualquer modo, a conseqüente falta de água potável prejudicaria a todos.
A exceção da poluição doméstica, causada pela falta de infra-estrutura de esgotamento
sanitário na bacia do rio Guandu, os outros tipos de poluição hídrica contribuem em
menor escala, porém não são insignificantes, como o uso de agrotóxicos nas atividades
agrícolas, os resíduos sólidos lançados e a erosão das margens dos corpos de água. Essa
erosão ocasiona o aumento da vazão sólida, o assoreamento, a diminuição da velocidade
de escoamento e o aparecimento de zonas estagnadas com macrófitas, que se alimentam
da alta concentração de esgotos domésticos presentes nos rios da bacia em estudo.
85
No âmbito do planejamento da bacia hidrográfica do rio Guandu e adjacências, há de se
considerar o equilíbrio em toda a bacia em termos de uso dos recursos hídricos com
qualidade adequada, apesar do abastecimento para o consumo humano ser o uso mais
nobre e prioritário por lei federal Nº 9.433 (PNRH, 1997). Com isso, mesmo sendo a
ETAG o principal usuário do rio Guandu, na medida que o foco desta dissertação trata
sobre a garantia do abastecimento público para a RMRJ oeste, devem ser considerados
todos os agentes envolvidos na bacia do rio Guandu, principalmente as indústrias, que
proporcionam um ganho econômico e social para a região. Nesse sentido, um ganho de
qualidade hídrica para os usuários a jusante da captação da ETAG pode proporcionar
melhores técnicas de uso da água e, por conseguinte, um aumento da disponibilidade
hídrica para os usuários a montante da captação ou para a própria ETAG.
Portanto, diretrizes de ganho ambiental devem ser tomadas em toda a extensão do rio
Guandu e afluentes, de forma abrangente, pois usos a montante afetam diretamente os
de jusante, como, por exemplo, o uso industrial no canal de São Francisco pode gerar
conflitos em usos pesqueiro e turístico da baixada da baía de Sepetiba (FEEMA, 2001a).
As intrusões salinas no canal de São Francisco e em outros rios e canais da baía de
Sepetiba afetam diretamente a disponibilidade hídrica para os usuários próximos à foz,
restringindo o uso de água doce ou salobra. Esses movimentos de maré da baía podem
transportar também os poluentes presentes nessas águas para outros rios e canais de
zonas estuarinas que não recebem normalmente esse tipo de poluição. Em outras
palavras, apesar dos lançamentos diretos, na baía, desses usuários poluidores, os rios
que desembocam na baía também receberão esses poluentes altamente tóxicos, podendo
assim restringir o uso das águas até certo ponto a montante da foz (FEEMA, 2001a).
Os ecossistemas dos rios da região são constantemente alterados por espécies menos
restritivas quanto à qualidade de água. No caso da baía de Sepetiba, que recebe toda a
poluição de rios pouco autodepurados devido a grande carga poluidora, os passivos
ambientais estão presentes afetando o ecossistema da região, como é o caso da
Companhia Mercantil Ingá, desativada, mas com uma enorme quantidade de efluentes
industriais estocados em lagoas sem destino adequado ainda (FEEMA, 2001a).
86
4.1) Principais atividades poluidoras
4.1.1)
Esgotos domésticos
A carga orgânica produzida na bacia de Sepetiba é da ordem de 70.000kgDBO/dia
(FEEMA, 2001a), sendo 33.114kgDBO/dia (
Gráfico 29
) somente na bacia do rio
Guandu, com tendência de aumento bastante acelerado nos próximos anos, por ser uma
região de amplo interesse industrial e habitacional, ainda mais com as obras vindouras
do Programa de Aceleração do Crescimento (PAC), como o arco rodoviário. Porém, a
degradação dos ecossistemas aquáticos de toda bacia pode ser facilmente observada, já
que as parcelas de coleta de esgotos sanitários e de tratamento são poucos significativas,
com os efluentes lançados diretamente nos corpos de água.
Na maior parte da bacia, os esgotos são conduzidos diretamente aos corpos de água ou
via galerias de águas pluviais, após tratamento primário individualizados em fossas
sépticas sem tratamento complementar (filtros anaeróbios, sumidouros, entre outros).
Porém, esses sistemas de tratamento individualizados não depuram os esgotos sanitários
adequadamente devido à falta de manutenção. Por conseguinte, as fossas sépticas
funcionam como meras caixas de passagem, poluindo os recursos hídricos da região
mais importante para a oferta de água potável da RMRJ oeste.
De modo geral, as populações da bacia carecem de um atendimento satisfatório no
tocante ao esgotamento sanitário. A situação agrava-se ainda mais com as inundações
periódicas nas áreas de baixada. Um diagnóstico global da situação atual está abaixo.
Tabela 22 – Caracterização da situação sanitária atual (Fonte: FEEMA, 2001a)
Município Principais corpos d’água Situação sanitária local
Rio de Janeiro Rios Cabuçu, Piraquê,
Campinho, Guandu-Mirim,
Guandu
, Prata do
Mendanha, Itá, Cação
Vermelho e Ponte Branca,
Baía de Sepetiba.
A bacia da baía de Sepetiba abrange
uma área de 60.352ha, dos quais
32.500ha correspondem a regiões
urbanas dotadas parcialmente de
esgotamento sanitário. Engloba os
bairros de Campo Grande, Cosmos,
Paciência, Inhoaíba, Santíssimo,
87
Santa Cruz, Sepetiba, Barra de
Guaratiba e Pedra de Guaratiba,
sendo que apenas Pedra de
Guaratiba, a Zona Industrial de
Santa Cruz e o Distrito Industrial de
Palmares, contam com sistema
separador. A baía recebe os esgotos
diretamente das localidades situadas
ao longo da costa.
Nova Iguaçu Rios Queimados, Guandu,
Guandu-Mirim, São Pedro,
Santo Antônio e D’Ouro.
Os esgotos são lançados, “in natura”,
nos corpos receptores da região,
através de galerias de águas pluviais
ou de valas a céu aberto.
Queimados Rios Queimados, dos Poços,
Sarapó, Abel, Camorim e
Camboatá.
Implantação no distrito sede de um
sistema separador de coleta de
esgotos; no restante do município, a
rede existente encaminha os esgotos
domiciliares, despejados em fossas
sépticas, através de galeria de águas
pluviais, diretamente aos cursos de
água locais, sem qualquer
condicionamento.
Japeri Rios Guandu e Santana em
Japeri, e rio dos Poços em
Engenheiro Pedreira.
As duas áreas urbanas principais,
que correspondem ao distrito sede e
ao distrito de Engenheiro Pedreira,
contam com um sistema de coleta de
esgotos sanitários.
Miguel Pereira Rio Santana, afluente do rio
Guandu.
Na localidade de Conrado, o esgoto
domiciliar é conduzido a cursos de
água, sendo o principal corpo
receptor o rio Santana, que cruza a
área urbana de Conrado e é afluente
do rio Guandu.
88
Eng° Paulo de
Frontin
Rio Macacos. Os esgotos são conduzidos a fossas
sépticas individuais, ou lançados
diretamente em valas, a céu aberto,
ou ainda diretamente nas galerias de
águas pluviais. Os esgotos têm como
destino final o rio Macacos, que
cruza a área urbana e é o principal
curso de água da região. Nos novos
loteamentos implantados na
localidade de Morro Azul, no distrito
de Paulo de Frontin, os esgotos são
coletados em redes de drenagem
pluvial e lançados em cursos de água
locais, os quais vêm a ser afluentes
do rio Santana.
Paracambi Rio Macacos. Os esgotos sanitários do distrito sede
Paracambi e do distrito de Lajes são
lançados em valas a céu aberto e em
fossas sépticas.
Seropédica Valão dos Bois e o rio
Guandu.
O distrito sede Seropédica não
dispõe de sistema de esgotamento
sanitário, sendo os esgotos
domiciliares despejados em valas a
céu aberto, que cruzam a área urbana
até os cursos de água locais. A
localidade de Campo Lindo conta
com disposição de esgotos em fossas
sépticas, normalmente providas de
sumidouros; nas demais localidades,
os esgotos são lançados em valas a
céu aberto, para finalmente partirem
em direção aos corpos receptores,
inclusive na Universidade Rural.
89
Itaguaí Rios Cação, Piloto, Meio
Dia, Mazomba e Itaguaí, a
Vala do Sangue e o Valão
do Dendê. Canais Viana, do
Trapiche e Santo Inácio.
Baía de Sepetiba.
O sistema utilizado é o de fossas
sépticas sem sumidouro, existindo,
também, lançamentos em valas a céu
aberto. Na área urbana e mais central
da cidade de Itaguaí, os esgotos são
lançados na rede de águas pluviais.
Mangaratiba Pequenos cursos d’água da
região.
O sistema utilizado é, de modo geral,
o de fossa séptica sem sumidouro,
operado em condições inadequadas.
Ocorrem também lançamentos de
esgotos em valas a céu aberto e em
galerias de águas pluviais, que
conduzem os esgotos aos cursos de
água que, desaguando no mar, seu
destinatário final, comprometem a
qualidade das praias para recreação
de contato primário.
4.1.2)
Efluentes agropecuários
A oleicultura e a fruticultura são as principais atividades agrícolas da região,
predominando em Itaguaí e Santa Cruz, sendo a fruticultura baseada basicamente na
cultura de banana e coco.
Na região do canal de São Francisco, localizam-se algumas áreas com atividades
agropecuárias. A utilização de defensivos agrícolas e carrapaticidas é intensa, podendo
trazer graves conseqüências, tanto para os rios quanto para as águas da baía, tendo em
vista que muitos desses compostos são resistentes e acumulativos na cadeia biológica
(FEEMA, 2001a).
4.1.3)
Efluentes industriais
A região da baía de Sepetiba contempla um dos maiores pólos industriais do estado do
Rio de Janeiro, situação esta que, além de contribuir com o agravamento da poluição
90
proveniente dos efluentes líquidos, pressupõe o risco de poluição por acidentes no
transporte de produtos, nas rodovias que cruzam os rios.
Existe uma grande concentração de indústrias na bacia da baía de Sepetiba,
notadamente nos municípios do Rio de Janeiro, Queimados e Itaguaí. Apesar da maioria
do parque industrial ser de médio porte, já está definida a implantação de grandes
indústrias, como as Companhias Siderúrgicas do Atlântico e Nacional (CSA e CSN),
que irão se aliar às existentes (Gerdau COSIGUA, UTE Santa Cruz, entre outras). Os
riscos ambientais atuais e futuros são distintos face à grande variedade de matérias-
primas empregadas nos diversos processos produtivos, que geram diferentes efluentes.
A tipologia industrial é bastante variada, a saber: editorial, gráfico, metalurgia, química,
têxtil, bebidas, minerais não metálicos, entre outros (vide
Figura 11
). Entretanto, o
setor mais relevante é o metalúrgico, não só pela atual Gerdau COSIGUA como
também pela expansão industrial e subseqüente expansão residencial, advindas com a
futura implantação dos parques da CSA e CSN e do arco rodoviário, que interligará o
futuro COMPERJ, em Itaboraí, ao porto de Itaguaí, isto é, ao antigo porto de Sepetiba
(
Figura 10
). Já as indústrias químicas ocupam o segundo lugar em importância, devido
ao seu potencial de contaminação por efluentes líquidos e resíduos sólidos.
O setor de bebidas está atualmente representado pela AMBEV e possui estação de
tratamento de efluentes líquidos. Em contrapartida, a Kaiser fechou suas instalações,
conforme informações de outorga dadas pela SERLA (2005b).
O distrito industrial de Queimados é motivo de grande preocupação, pois se constitui na
maior ameaça à tomada de água da CEDAE, ao concentrar as empresas poluidoras mais
significativas junto ao rio Guandu, localizando-se a apenas 7km a montante da captação
da ETA Guandu, conforme
Figura 10
, que mostra também todos distritos industriais do
estado do Rio de Janeiro, segundo a CODIN (2006a).
Os distritos industriais de Queimados (
Figura 12
) e de Santa Cruz (
Figura 13
) e o pólo
industrial de Itaguaí possuem plantas com efluentes potencialmente tóxicos,
demandando um maior estudo ecotoxicológico de caracterização, seguindo a
recomendação da resolução CONAMA 357 (2005).
91
Figura 10 – Os distritos industriais e a ETAG (Fonte: adaptado de CODIN, 2006a)
92
Figura 11 – Indústrias na região do rio Guandu (Fonte: adaptado de CODIN, 2006b)
93
Figura 12 – Planta do distrito industrial de Queimados (Fonte: CODIN, 2008a)
94
Figura 13 – Planta do distrito industrial de Santa Cruz (Fonte: CODIN, 2008b)
95
A falta de saneamento geral na bacia do rio Guandu leva a uma grande quantidade de
carga poluidora doméstica, superior àquela gerada pelas indústrias. Outrossim, os riscos
das cargas dos processos produtivos estritamente industriais são consideráveis para o
abastecimento de água da RMRJ, pois a ocorrência de um vazamento industrial na
planta ou em um acidente rodoviário, a montante da captação de água bruta para o
abastecimento humano, acarretará o corte do fornecimento por um tempo proporcional
às características do despejo (volume, duração e concentração tóxica), como ocorreu em
outras bacias hidrográficas. Citam-se dois exemplos de vazamentos na bacia do rio
Paraíba do Sul: o de 1.200.000m³ de produtos tóxicos de uma fábrica de papel em
Cataguases (MG), que atingiu os rios Pomba e Muriaé e prejudicou o abastecimento das
regiões norte e noroeste do estado do Rio de janeiro (SOSRIOPOMBA, 2003); e o de
1,5m³ de inseticida com alto teor tóxico no rio Pirapetinga em Resende (RJ), que causou
a paralisação temporária da transposição das águas para o rio Guandu, a fim de evitar a
captação da ETAG e não prejudicar o abastecimento da RMRJ (CEIVAP, 2008).
Os principais rios receptores dos efluentes industriais estão citados na
Tabela 23
adiante. Conforme a FEEMA (2001a), o problema mais urgente dos resíduos sólidos
industriais situa-se no equacionamento dos passivos ambientais acumulados, devido à
precariedade das condições de estoque de cargas acumuladas.
Tabela 23 – Principais corpos receptores dos efluentes industriais (FEEMA, 2001a)
Rios receptores Bacia correspondente Distrito industrial
Poços e Queimados
Rio Guandu
Queimados
Prata do Mendanha Rio Guandu-Mirim Campo Grande
Prata do Mendanha Rio Guandu-Mirim Lavagem ETA Guandu
Campinho Rio Guandu-Mirim Campo Grande
Canal do Ita Canal do Itá Campo Grande
Canal de Santo Agostinho Canal de Santo Agostinho Santa Cruz
Uma ameaça ao abastecimento de água para o consumo humano está nos efluentes
industriais potencialmente tóxicos, caso sejam lançados sem o prévio tratamento nos
afluentes do rio Guandu, a montante da captação da ETAG, mais precisamente, nos rios
Poços, Queimados e Ipiranga, receptores do distrito industrial de Queimados.
96
O potencial poluidor das indústrias à jusante da captação (COSIGUA, AMBEV, Ingá,
CSA, CSN) não afeta o tratamento de água pela ETAG. Entretanto, essas indústrias
podem ser um risco com a introdução de metais pesados na baía de Sepetiba, foz para
todos os rios das bacias, e agravar a poluição existente (LOUREIRO
et al
., 2003).
4.1.4)
Extração de areia
A região de Itaguaí e Seropédica chamada de “reta de Piranema” é a principal fonte de
fornecimento de areia para a região metropolitana do Rio de Janeiro. Os métodos
extrativos são os seguintes:
Tabela 24 – Principais métodos de extração de areia (Fonte: FEEMA, 2001a)
Métodos de extração Características
Cava submersa Depósitos nas planícies de inundação.
Mecanizada em leito de rio Dragagem dos sedimentos por sucção.
Manual em leito de rio
Em coluna de água pouco profunda, retirada
com pás e depositada em caixas de madeira.
Nessa região, observa-se a formação de lagos de coloração verde-piscina nas lavras de
areia, principalmente em ambientes de cavas submersas, que alcançam profundidades
muito grandes (
Foto 6
). Contornos irregulares e de grande profundidade, interligadas
em superfície com a calha do rio, são observadas em cavas abertas.
A extração de areia no rio Guandu altera as condições físico-químicas da água e
descaracteriza as margens com seu repovoamento por um tipo de vegetação que se
desprende facilmente, seguindo o curso do rio. Esses fatores aumentam a turbidez da
água bruta captada, induzindo a um maior consumo de produtos químicos (coagulante
de sulfato de alumínio) e trazendo problemas operacionais para a ETAG, conforme
estudos realizados pela CEDAE (OLIVEIRA, 2004). O
Gráfico 26
e o
Gráfico 27
ilustram essa influência do crescimento da turbidez no aumento do consumo de
coagulantes químicos na estação de tratamento durante o período de 1995.
97
66
92
41
22
38
28
34
21
46
31
17
17
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
JAN
FEV
MAR
ABR
MAI
JUN
JUL
AGO
SET
OUT
NOV
DEZ
MESES
(FTU)
Gráfico 26 – Média de turbidez na água bruta da ETAG em 1995 (OLIVEIRA, 2004)
8000
7000
6900
4950
3531
7900
3176
5000
5400
6000
6100
3600
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
JAN
FEV
MAR
ABR
MAI
JUN
JUL
AGO
SET
OUT
NOV
DEZ
MESES
(TON.)
Gráfico 27 – Consumo de coagulantes na ETAG em 1995 (OLIVEIRA, 2004)
98
A
Foto 5
mostra um corte acentuado da margem esquerda (montante para jusante) do
rio Guandu, realizado no período entre 1987 (foto montada baseada em planta da
FUNDREM) e 1994, com o emprego de sete bombas extratoras e seis caixas de areia,
localizadas 6km a montante da captação da ETAG (OLIVEIRA, 2004).
Foto 5 – Localização e situação de areal no rio Guandu (Fonte: OLIVEIRA, 2004)
99
A extração de areia na “reta de Piranema” (estrada RJ-099) não influencia diretamente a
ETAG, pois é executada em áreas da bacia do rio da Guarda, à jusante da captação da
ETA Guandu (vide localização na
Foto 5
).
Foto 6 – Cavas submersas na “reta de Piranema” (Fonte: GOOGLE, 2006)
100
5) CENÁRIOS COM MELHORIA DA QUALIDADE DA ÁGUA CAPTADA
5.1) Plano diretor de esgotamento sanitário 1994
5.1.1)
Situação do esgotamento sanitário
A região hoje conhecida como Baixada Fluminense originou-se do antigo Distrito de
Iguaçu e faz parte da Baixada da Guanabara (STE, 1994). Compreende os municípios
de Nova Iguaçu, Belford Roxo, Queimados, Nilópolis, São João de Meriti, Duque de
Caxias, Japeri (após 1994) e Mesquita (após 1994), que ocupam uma área de 1.318km²
(cf.
Tabela 1
). Aí, em 1994, concentravam-se quase três milhões de habitantes (STE,
1994), cerca de um quarto da população da RMRJ. Em 2008, esse valor subiu para
3.268.774 habitantes (cf.
Tabela 1
), quase um terço da população da RMRJ.
A Baixada Fluminense, pelo baixo nível das condições sociais e precariedade na infra-
estrutura dos serviços públicos, em particular, de saneamento, tem sido alvo das
atenções governamentais, visando inverter esse quadro. Assim, pouco antes de 1994,
com relação a esgotamento sanitário, foram implantados 400km de rede coletora no
sistema separador, realizadas 12.562 ligações prediais e construídas 04 elevatórias e 01
estação de tratamento. Entretanto, todas essas obras limitaram-se a pequenas áreas da
bacia do rio Sarapuí, beneficiando, apenas, alguns bairros dos municípios de Nova
Iguaçu, São João de Meriti e Duque de Caxias (STE, 1994).
Na Baixada Fluminense, o baixo percentual de atendimento no setor de saneamento,
apresentado em 1994 (STE, 1994), perdura ainda hoje, mesmo com a execução dos
programas Baixada Viva 1, Baixada Viva 2, Nova Baixada e PDBG, pois ainda não
foram terminadas as obras de interligação com as ETE’s: Pavuna, Sarapuí, Orquídea,
entre outras na RH-V. Nesse sentido, os efluentes sanitários de toda a região da Baixada
Fluminense são lançados “in natura” diretamente na baía de Guanabara e nos rios,
córregos e canais que nela deságuam. Em termo de poluição, a Baixada constitui-se
numa das áreas mais poluidoras da baía de Guanabara. Como essas ETE’s não
pertencem à bacia do rio Guandu, considera-se também que não existem sistemas de
esgotamento sanitário na área em estudo pertencente à Baixada Fluminense, de acordo
com a
Tabela 22
. Cabe citar que, segundo o STE (1994), o sistema no município de
Nilópolis é unitário, ou seja, a rede combina esgotos sanitários e águas pluviais.
101
A inexistência de rede de esgotamento sanitário é uma constante nos municípios de
Itaguaí e de Seropédica. Em 1994, apenas no distrito sede de Itaguaí existia uma rede de
águas pluviais com cerca de 9km, que drenava o setor de maior densidade populacional
e recebia os seus efluentes sanitários. No restante, os esgotos corriam a céu aberto em
valas negras de drenagem pluvial, cujo destino final era a baía de Sepetiba (STE, 1994).
Tal situação pouco melhorou de 1994 para 2008.
O município de Paracambi não contava com rede de esgotamento sanitário em 1994,
sendo os efluentes encaminhados, na sua totalidade, “in natura”, para a rede pluvial ou
diretamente nos rios e canais da região (STE, 1994). A mesma situação ainda perdura
no ano de 2008.
5.1.2)
Bacias de drenagem e de saneamento
Os rios de interesse dentro da bacia do rio Guandu, que foram investigados pelo Plano
Diretor de Esgotamento Sanitário da RMRJ e das bacias contribuintes à baía de
Guanabara – PDES 1994 (STE, 1994), estão na
Tabela 25
, com suas respectivas ordens
de afluência. Os rios localizam-se nos municípios do Rio de Janeiro, Nova Iguaçu,
Queimados (era Nova Iguaçu em 1994), Seropédica (era Itaguaí em 1994) e Itaguaí.
Tabela 25 – Afluentes do canal de São Francisco (STE, 1994)
1ª ordem 2ª ordem 3ª ordem 4ª ordem 5ª ordem
Rio Guandu Rio Ipiranga Rio Cabuçu
Rio Queimados Rio dos Poços Rio Morto
Canal do Aníbal
Rio Santo Antônio
Rio do Ouro Rio Morto
Rio Camboatá
Rio São Pedro
Rio Santana
Valão da Areia
Ribeirão das Lajes Rio Macaco Rio do Retiro
102
As bacias de saneamento e os sistemas de esgotamento sanitário propostos, pertinentes
ao estudo da bacia hidrográfica do rio Guandu, estão presentes na
Figura 14
. Nesse
caso, dois sistemas de esgotamento sanitário foram estudados: o sistema Macacos e o
sistema Guandu. Cabe lembrar que esse sistema Guandu de esgotamento sanitário das
bacias de saneamento, proposto pelo PDES 1994 (STE, 1994), é totalmente diferente do
sistema Guandu para o abastecimento de água da RMRJ oeste (cf. visto no item 2.2.4).
Figura 14 – Sistemas de esgotamento sanitário para a bacia do Guandu (STE, 1994)
103
5.1.3)
Parâmetros utilizados
O consumo
per capita
de água (q) e o consumo
per capita
de esgotos sanitários (qe)
adotados para cada bacia foram:
Tabela 26 –
Per capita
de esgotos sanitários (STE, 1994)
Bacia de
saneamento
Sistema de
esgotamento
Q
(l/hab/dia)
qe = q x C
(l/hab/dia)
Dos Macacos 31 Macacos 250
200
Do Guandu 03 30 Guandu 250
200
De São Pedro 30 Guandu 275
220
De Santo Antônio 30 Guandu 275
220
Do Ouro 30 Guandu 275
220
Do Guandu 02 30 Guandu 275
220
Dos Poços 30 Guandu 275
220
De Camboatá 30 Guandu 275
220
De Queimados 30 Guandu 275
220
De Ipiranga 30 Guandu 275
220
Do Guandu 01 30 Guandu 313
250
O consumo
per capita
de esgotos equivale ao consumo
per capita
de água (q)
multiplicado pelo coeficiente de retorno (C = 80% adotado), então qe = q x C.
Os coeficientes de reforço e infiltração (k1, k2 e i) adotados foram:
Coeficiente de máxima vazão diária = k1 = 1,2;
Coeficiente de máxima vazão horária = k2 = 1,5;
Taxa média de infiltração = i = 0,2 l/s/km.
Para os estudos demográficos, dados censitários do IBGE para 1980 e 1991,
correspondentes aos distritos e aos bairros do Rio de Janeiro, foram utilizados nos
cálculos de projeção populacional, com vistas à definição da taxa anual de crescimento
e da população de saturação.
104
As fórmulas adotadas nos cálculos populacionais foram:
P = d1 x A1 + d2 x A2 + d3 x A3 (Equação 1)
PS = (A x 0,70 x IAT / 55) x 4,5 (Equação 2)
Tx = (p2/p1)
(1/n)
x 100 (Equação 3)
Sendo:
P = população dos bairros ou distritos (IBGE 1991) nas bacias;
PS = população de saturação nas bacias do município do Rio de Janeiro;
Tx = taxa anual de crescimento nas bacias de outros municípios;
A1 = áreas de baixa densidade predial (até 40hab/ha);
A2 = áreas de média densidade predial (> 40 a 100hab/ha);
A3 = áreas de alta densidade predial (>100hab/ha);
d1 = densidade ponderada para A1 = 0,4 x d2;
d2 = densidade ponderada para A2 = 1;
d3 = densidade ponderada para A3 = 1,9 x d2;
A = área total antrópica;
0,70 = 100%(área total) - 30%(sistema viário);
IAT = índice de aproveitamento de terreno;
55 = 55m² / unidade residencial;
4,5 = 4,5hab / unidade residencial (média);
p1 = população IBGE 1980;
p2 = população IBGE 1991;
n = 1991-1980 = 11anos = período entre medições;
100 = 100%.
105
As metodologias para as definições das vazões de esgotos e da carga orgânica estão
descritas a seguir.
DBO1 = Carga doméstica = 0,054kg/hab/dia x População na bacia (Equação 4)
DBO2 = (Carga comercial + pública + industrial) x DBO1 = c1 x DBO1 (Equação 5)
DBO3 = Carga industrial pontual (grandes poluidores) (Equação 6)
DBO = DBO1 + DBO2 + DBO3 (Equação 7)
DBO = Concentração / Vazão (Equação 8)
5.1.4)
Diagnóstico da qualidade das águas dos corpos receptores em 1994
Os critérios de classificação pelo PDES 1994 (STE, 1994) estão na
Tabela 27
.
Tabela 27 – Critérios para os diagnósticos de qualidade (STE, 1994)
Critério (situação) OD (mg/l) DBO (mg/l)
Livre 6,0 a 8,2 < 6,0
Transição 4,0 a 6,4 6,0 a 10,0
Crítico < 4,0 > 10,0
O diagnóstico em 1994 da qualidade das águas na bacia da Baía de Sepetiba, atualmente
região hidrográfica do rio Guandu, confunde-se bastante com o exposto anteriormente
como situação atual (vide item 4), confirmando, assim, a validade atual das premissas
utilizadas nesse plano diretor. Então, conforme o PDES 1994 (STE, 1994), segue o
diagnóstico da região de interesse.
Para a baía de Sepetiba (RH-II Guandu), dirigem-se os rios que recebem os esgotos
sanitários e industriais dos municípios de Itaguaí, Seropédica, Mangaratiba, Paracambi,
Queimados, Nova Iguaçu (parte) e Rio de Janeiro (Santa Cruz e Campo Grande).
106
Em toda essa região, o esgotamento era precário em 1994 (STE, 1994), estando a maior
parte da rede construída ligada à galeria de águas pluviais, alcançando assim os rios e a
baía. No entanto, como a ocupação era ainda rarefeita e apenas concentrada em pontos
específicos, a conseqüência da poluição orgânica não era significativa nas águas da baía.
O mesmo não se pode dizer de alguns rios afluentes, que se mostraram críticos com a
contribuição também de despejos de complexos industriais localizados na região
(distrito industrial de Santa Cruz, COSIGUA, Companhia Ingá, Companhia Docas do
Rio do Janeiro, Minerações Brasileiras Reunidas e outras).
Vale lembrar que, além das sub-bacias naturais responsáveis por cerca de 75% do
volume de água doce afluente à baía, esta recebe ainda uma parcela proveniente da
reversão do rio Paraíba do Sul em Santa Cecília, formadora do rio Guandu, onde se
localiza a captação principal de água da RMRJ. As análises disponíveis mostraram uma
situação de boa qualidade das águas na bacia formadora do rio Guandu, salvo a bacia do
rio dos Poços, em que a poluição orgânica era significativa (situação de transição de
acordo com o critério inicial proposto). O distrito industrial de Queimados contribuiu
diretamente para essa bacia, a montante da tomada de água do rio Guandu, sendo
razoável propor-se, em princípio, tratamento específico conjunto para os efluentes
domésticos e industriais nessa região, solução que pode ser cotejada com um desvio do
leito do rio dos Poços para jusante da tomada d’água (STE, 1994).
5.1.5)
Proposta de enquadramento da qualidade dos corpos receptores
A classificação, os padrões e as propostas para o enquadramento dos corpos receptores
adotados no plano diretor estão presentes na
Tabela 28
e na
Tabela 29
. Mesmo
desatualizadas, as informações são ainda válidas, bastando executar as adaptações
necessárias para a resolução CONAMA 357 (2005) e traçar um paralelo com as
proposições do plano estratégico da bacia do rio Guandu. Nesse sentido, os rios de
cabeceiras em área de preservação foram identificados pelo PDES 1994 (STE, 1994)
como classe especial (E), enquanto que o rio Guandu teve a classificação diferenciada
por trechos a montante e a jusante da ETAG. Neste plano, ainda, o canal de São
Francisco foi definido como classe 2 (padrão da
Tabela 28
), ou seja, para águas doces e
não para águas salobras, conforme o PERH Guandu (SONDOTÉCNICA, 2006 e 2007).
107
Tabela 28 – Classificação e padrões (Fonte: CONAMA 20, 1986)
Classificação das águas (classe) Padrões - parâmetros
principais
Doces Salinas Salobras
Parâmetro Unidade E 1 2 3 4 5 6 7 8
DBO mg/l O
2
- 3 5 10 - 5 10 5 -
OD (mín) mg/l O
2
- 6 5 4 2 6 4 5 3
Turbidez UNT - 40 100 100 - - - - -
Cor mg Pt/l - 30 75 75 - - - - -
Colif. Fecal
NMP/100ml
0 200 1000
4000
- 1000
4000
1000
4000
Tabela 29 – Proposta de enquadramento do PDES 1994 (STE, 1994)
Classe
1
Corpos hídricos das
bacias em estudo
Inicial Final
Características locais
Rio Cabuçu * 4 2 Centros urbanos densamente ocupados
Rio Guandu 4 2 Centros urbanos densamente ocupados
Rio Guandu (até ETAG) 2 2 Fonte urbana de abastecimento d’água
Rio Ipiranga * 2 2 Fonte urbana de abastecimento d’água
Rio Queimados * 2 2 Fonte urbana de abastecimento d’água
Rio dos Poços * 2 2 Fonte urbana de abastecimento d’água
Rio São Pedro * 2 2 Fonte urbana de abastecimento d’água
Rio Santana * 2 2 Fonte urbana de abastecimento d’água
Rio Macaco * 2 2 Fonte urbana de abastecimento d’água
Rio Ribeirão das Lajes * 2 2 Fonte urbana de abastecimento d’água
Canal de São Francisco 2 2 Após a captação da ETAG
Rio d’Ouro E E Cabeceiras em área de preservação
Rio São Pedro E E Cabeceiras em área de preservação
Rio Santo Antônio E E Cabeceiras em área de preservação
Baía de Sepetiba 5 5 Águas salinas de boa qualidade em geral
Notas:
* = incluindo seus respectivos afluentes;
1
= conforme resolução CONAMA 20 (1986);
108
Deve-se chamar atenção especial para os afluentes do rio Guandu, tendo em vista a
proximidade com a captação e da respectiva estação de tratamento (ETAG). O
planejamento do sistema de coleta e afastamento de esgotos sanitários nessa região deve
eliminar as opções de lançamento de águas servidas nesses rios, mesmo tratadas, pelo
risco da presença de matérias e substâncias orgânicas potencialmente tóxicas. A
necessidade de proteção dessa bacia, por outro lado, deve ser enfatizada junto aos
poderes municipais, em relação à legislação específica de uso do solo, e junto às
autoridades ambientais, em relação ao exame e concessão de licenças para implantação
de atividades poluidoras.
Preocupa a localização do distrito industrial de Queimados, na bacia contribuinte ao rio
dos Poços, a montante, portanto, da tomada de água do rio Guandu: as opções de coleta
e afastamento de esgotos domésticos e industriais nessa região devem contemplar
preferencialmente a transposição da bacia para jusante da captação.
5.1.6)
Estudos de influência das cargas poluidoras
Diferentes filosofias de sistemas de esgotamento sanitário foram estudadas no PDES
1994 (STE, 1994), tais como: sistemas locais com menores dimensões de coletores e
pequenas estações de tratamento de esgotos (ETE’s), sistemas de maior porte com
grandes coletores e ETE’s maiores, entre outros tipos. As alternativas de disposição
final estudadas estão citadas na
Tabela 30
adiante.
Tabela 30 – Alternativas de disposição final no PDES 1994 (STE, 1994)
Tipo de alternativas Características
A
ETE’s locais Tratamento local (na geração de esgotos) e tratamento
conjunto (menos ETE’s e várias bacias contribuintes)
B
Graus de tratamento ETE’s de forma gradativa (grau: nenhum, 1º, 2º e 3º)
C
Pontos de lançamento Efluentes tratados lançados junto à costa ou à baía
O PDES 1994 (STE, 1994) utilizou-se apenas da alternativa de ETE’s locais (A),
buscando economia de escala, mas com uma maior extensão de interceptores.
109
A baía de Sepetiba, embora menos estudada que a da Guanabara, é razoavelmente
conhecida do ponto de vista técnico pelos especialistas da área de engenharia sanitária e
ambiental. Os levantamentos e estudos de qualidade de suas águas foram caracterizados
em:
Campanhas de amostragem de rotina iniciadas em 1968, mantidas até 1972,
sofrendo a partir de então modificações para atender estudos específicos, e de
acordo com a disponibilidade de recursos humanos e financeiros da FEEMA-RJ;
Campanhas preparatórias para estudos em modelo de qualidade de 1973 a 1979;
Levantamentos relativos ao estudo de avaliação de impacto ambiental do pólo
petroquímico de Itaguaí, de 1985, analisando a qualidade das águas e os efeitos
positivos e negativos no meio-ambiente;
Modelo unidimensional de 1973 do antigo Instituto de Engenharia Sanitária
(atual FEEMA), baseado no prisma de maré e disponibilidade de OD até 2000,
após lançamento de cargas polidoras;
Modelo SPAM da
Hydroscience
de Nova Jersey (EUA) para OD e coliformes
em segmentos da baía, aplicado em 1979 e no PDES 1994 (STE, 1994);
Modelos computacionais de salinidade e de qualidade das águas (SisBAHIA)
feitos mais recentemente pela COPPE-UFRJ (SONDOTÉCNICA, 2006).
5.1.7)
Corpos receptores selecionados
O corpo da baía de Sepetiba junto à costa ou ao canal principal e todos os rios da bacia
podem ser receptores, com a exceção dos seguintes:
Cabeceiras dos rios d’Ouro, São Pedro e Santo Antônio;
Rio Guandu a montante da captação da ETAG;
Rios Ipiranga, Queimados, dos Poços, São Pedro, Santana, Macacos e Ribeirão
das Lajes, com os respectivos afluentes.
5.1.8)
Proposição de soluções
A RMRJ foi dividida em trinta e quatro sistemas (bacias) de esgotamento sanitário, mas
apenas os sistemas Guandu e Macacos estão na área em estudo, conforme
Tabela 31
.
110
As hipóteses não adotadas podem ser consultadas no relatório do PDES (STE, 1994).
Tabela 31 – Bacias de esgotamento sanitário no PDES 1994 (STE, 1994)
Sistema de esgotamento sanitário
Macro-bacia de drenagem
Nº Nome do sistema Hipótese
UN
02 Alegria C
03 Penha E
04 Pavuna – Meriti C
05 Sarapuí C
06 Bangu A
07 Bota B
08 Iguaçu -
09 Estrela B
10 Roncador -
11 Macacu -
12 Guaxindiba -
13 Alcântara A
14 Imboassu A
15 Centro e norte de Niterói -
16
Sul de Niterói B
17 Ilha do Governador -
Baía de Guanabara
(Atual RH-V)
18 Paquetá -
17
19 Águas Lindas -
21 Bispo -
23 Guandu A
24 Ibicuí -
26 Macacos B
27 Piraquê A
28 Da Prata -
29 Sepetiba D
30 Guarda A
Baía de Sepetiba
(Atual RH-II Guandu)
31 Guandu-Mirim A
10
111
01 Ipanema C
16
Praias oceânicas de Niterói B
20 Bambu -
22 Cidade -
25 Guarapina -
32
Barra de Tijuca / Jacarepaguá B
Oceano Atlântico
32
Recreio dos Bandeirantes B
07
RMRJ (PDES 1994) Total de sistemas = 34
Notas:
Hipótese
= solução adotada no PDES 1994 (STE, 1994), sendo - = Hipótese única;
(
Guandu
e
Macacos
) = sistemas dentro da bacia em estudo
Em cada sistema, hipóteses de diferentes locais para as etapas de tratamento foram
consideradas, inclusive a transposição de bacias.
O critério para a escolha da alternativa foi o de menor custo de investimento inicial,
desde que tecnicamente equivalentes. Entretanto, mesmo adotando sistemas calcados
em outras modalidades de tratamento (lagoas de estabilização, entre outras), a
comparação dos custos baseou-se no processo de lodos ativados convencional.
Conforme descrito no próprio PDES 1994 (STE, 1994), os estudos e as alternativas
escolhidas (hipóteses adotadas) são ainda preliminares, dependendo de modelagens
matemáticas de disposição final dos efluentes. Portanto, as soluções não são definitivas,
a exemplo atual dos sistemas Ipanema e Alegria, onde o segundo, implantado pelo
PDBG, engloba a bacia do centro do município do Rio de Janeiro, ao contrário do
proposto no PDES 1994 (STE, 1994), onde a bacia do centro seria esgotada pelo
primeiro. Aliás, todos os planos diretores são indicativos das possíveis melhores
soluções, não eliminando assim a existência de outras mais apropriadas.
Sistema Guandu
O sistema Guandu localiza-se nos município de Nova Iguaçu, Mesquita e em parte no
município do Rio de janeiro.
112
Os estudos desenvolvidos para essa região foram realizados de forma que não
comprometesse a captação de água do rio Guandu pela ETAG, sendo a mais viável
economicamente a hipótese A, que considera a implantação de duas estações de
tratamento (ETE 1 e ETE 2), em vez da hipótese B, que considerava a implantação de
apenas uma ETE.
Portanto, a solução adotada foi a coleta dos despejos de todo o sistema e os lançamentos
dos efluentes tratados (ETE 1 e ETE 2) após a captação de água pela ETAG.
As bacias contribuintes do sistema são: Guandu 01; Guandu 02; Guandu 03; São Pedro;
Santo Antônio; Ouro; Poços; Camboatá; Queimados e Ipiranga (vide
Figura 14
).
Tabela 32 – Sistema Guandu de esgotamento sanitário (STE, 1994)
Sistema Guandu
Sub-sistema
Parâmetros Ano
ETE 1 ETE 2
Sistemas
isolados
Total do
sistema
inicial 1993
33.765
179.547
5.338
218.650
População (hab)
final 2035
81.649
366.530
10.888
459.067
inicial 1993
111
484
15
610
Vazão média (l/s)
final 2035
268
988
30
1.286
inicial 1993
191
836
26
1.053
Vazão máxima (l/s)
final 2035
464
1.707
52
2.223
Sistema Macacos
O sistema Macacos está localizado no município de Paracambi, que apresentava baixa
densidade populacional, tendo uma maior concentração na parte central dentro da bacia
do rio dos Macacos.
A hipótese mais viável economicamente foi a opção B, que considera a implantação de
duas estações de tratamento (ETE 1 e ETE 2), em vez da hipótese A, que considerava a
implantação de apenas uma ETE.
113
A única bacia contribuinte do sistema é a bacia dos Macacos.
Tabela 33 – Sistema Macacos de esgotamento sanitário (STE, 1994)
Sistema Macacos
Sub-sistema
Parâmetros Ano
ETE 1 ETE 2
Sistemas
isolados
Total do
sistema
inicial 1993
20.810
13.623
34.433
População (hab)
final 2035
41.806
27.296
69.102
inicial 1993
51
33
84
Vazão média (l/s)
final 2035
104
68
172
inicial 1993
90
59
149
Vazão máxima (l/s)
final 2035
181
118
299
Bacia Guandu (sistemas Guandu e Macacos)
A área de abrangência dos sistemas da bacia Guandu possui ainda pequena percentagem
de cobertura de coleta e nenhum tratamento secundário de esgotos sanitários em
funcionamento. O resultado desta ausência de tratamento é a poluição orgânica
traduzida em altas concentrações de DBO, de coliformes termotolerantes (fecais) e de
cianobactérias e em baixas concentrações de OD, presentes nas amostras de qualidade
de água nos rios Macacos (MC410), Poços (PO290), Queimados (QM271 e QM270),
Cabuçu (CU650) e Ipiranga (IR251).
O
Gráfico 28
, o
Gráfico 29
e o
Gráfico 30
mostram a quantificação do impacto da
carga orgânica dentro da bacia hidrográfica do rio Guandu, ao longo do horizonte do
plano. Nota-se a grande carga final de 33.114kgDBO/dia correspondente a uma
população total de 528.169 habitantes. A vazão máxima (Qmáx) total seria de 2.525l/s.
O
Gráfico 31
indica os custos para implantação dos sistemas de esgotamento sanitário
dentro da bacia hidrográfica do rio Guandu. O
Gráfico 32
, o
Gráfico 33
e o
Gráfico 34
apresentam as curvas de custos para implantação do PDES 1994 (STE, 1994), elaborada
a partir dos valores individuais de cada unidade do sistema, respectivamente: coletor
tronco e linha de recalque; elevatórias (EEE) e estações de tratamento (ETE) tipo lodos
ativados, principalmente. Os valores estão em dólares americanos (US$).
114
226.258
246.602
268.974
293.587
320.665
350.460
383.248
419.337
459.067
35.585
38.622
42.007
45.640
49.588
53.877
58.537
63.600
69.102
261.843
285.224
310.981
339.227
370.253
404.337
441.785
482.937
528.169
218.650
34.423
253.073
-
50.000
100.000
150.000
200.000
250.000
300.000
350.000
400.000
450.000
500.000
550.000
1990
1995
2000
2005
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
População (hab)
.
Sistema Guandu
Sistema Macacos
Total Bacia Guandu
Gráfico 28 – População nos sistemas Guandu e Macacos (STE, 1994)
14.365
15.644
17.051
18.599
20.303
22.177
24.239
26.510
29.010
2.297
2.495
2.711
2.946
3.200
3.477
3.778
4.105
17.941
19.547
21.310
23.248
25.377
27.717
30.288
33.114
13.887
2.114
2.045
16.479
15.931
-
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
35.000
1990
1995
2000
2005
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
DBO (kg/dia)
Sistema Guandu
Sistema Macacos
Total Bacia Guandu
Gráfico 29 – Carga orgânica nos sistemas Guandu e Macacos (STE, 1994)
115
1.054
1.091
1.190
1.299
1.419
1.551
1.696
1.855
2.031
2.225
632
689
752
822
898
982
1.074
1.176
1.288
168
183
198
216
234
255
277
301
1.204
1.246
1.358
1.482
1.617
1.766
1.930
2.110
2.308
2.525
721
786
857
936
1.022
1.116
1.220
1.335
1.461
611
155
150
173
159146
135
124
114
105
97
89
86
696
-
500
1.000
1.500
2.000
2.500
1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040
Vazões (l/s)
Sistema Guandu (Qmáx)
Sistema Guandu (Qméd)
Sistema Macacos (Qmáx)
Sistema Macacos (Qméd)
Total Bacia Guandu (Qmáx)
Total Bacia Guandu (Qméd)
Gráfico 30 – Vazões de esgotamento nos sistemas Guandu e Macacos (STE, 1994)
Sistemas de esgotamento sanitário completos
Bacia do rio Guandu (PDES 1994)
Rede coletora = 29,917
Rede coletora = 47,548
Coletor tronco = 91,390
Coletor tronco = 91,390
Elevatória = 5,652
Elevatória = 5,652
Linha de recalque = 7,931
Linha de recalque = 7,931
ETE = 19,408
ETE = 42,483
Rede coletora = 3,323
Rede coletora = 5,031
Coletor tronco = 2,174
Coletor tronco = 2,174
Elevatória = -
Elevatória = -
Linha de recalque = -
Linha de recalque = -
ETE = 2,679
ETE = 5,883
Rede coletora = 33,240
Rede coletora = 52,579
Coletor tronco = 93,564
Coletor tronco = 93,564
Elevatória = 5,652
Elevatória = 5,652
Linha de recalque = 7,931
Linha de recalque = 7,931
ETE = 48,366
GUANDU = 154,298
GUANDU = 195,004
MACACOS = 13,088
MACACOS = 8,176
ETE = 22,087
TOTAL = 208,092
TOTAL = 162,474
-
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
2010 2035
Custo acumulado (milhões US$)
.
GUANDU
MACACOS
TOTAL
Gráfico 31 – Custos de implantação do esgotamento na bacia rio Guandu (PDES)
116
Tubulações por gravidade e recalque
y = -0,00010x
2
+ 1,36554x + 263,69437
R
2
= 0,99032
-
500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
- 500 1.000 1.500 2.000
Diâmetro (mm)
Custo (US$/m) .
Gráfico 32 – Curva de custo para implantação das tubulações do PDES 1994
Estações elevatórias de esgotos sanitários (EEE)
y = 18,657793x
0,512170
R
2
= 0,943910
-
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1.000
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
Qmáx (l/s)
Custo (milhares US$) .
Gráfico 33 – Curva de custo para implantação das EEE’s do PDES 1994
117
Estações de tratamento de esgotos sanitários (ETE)
y = 19,398308x
R
2
= 0,998779
-
5
10
15
20
25
30
35
40
0 500 1000 1500 2000
Qmáx (l/s)
Custo (milhões US$) .
Gráfico 34 – Curva de custo para implantação das ETE’s do PDES 1994
5.2) Esgotamento sanitário nos municípios da bacia
Na maioria das vezes financiados pelo PAC (vide detalhes sobre o PAC no item 7.5), os
sistemas de esgotos sanitários adotados pelos municípios são do tipo descentralizada
com ETE’s locais de pequeno porte (vide
Tabela 2
). Então, são várias ETE’s pequenas
para operar e profundidades mais rasas de coletores. Existe também a filosofia de
captações e tratamento em tempo seco, com grandes diâmetros de tubulações (vide os
tipos de porte na
Tabela 2
), principalmente nos locais aonde não há retorno financeiro –
favelas e comunidades de baixa renda. Então, seria um sistema unitário ou combinado
(esgotos domésticos mais águas pluviais), tal qual os antigos sistemas de esgotamento,
isto é, um retrocesso causado pela ineficiência dos órgãos competentes na regularização
do uso do solo urbano, que teve um crescimento desordenado. Esse sistema unitário
deve ser encarado como uma solução paliativa até a execução do sistema separador.
118
5.3) Desvio dos rios dos Poços, Queimados e Ipiranga
A resolução SOSP n.44 de 1° de março de 1978 nomeou uma comissão entre os órgãos
estaduais responsáveis pelo saneamento e recursos hídricos na época, SERLA, FEEMA
e CEDAE, para solucionar os graves problemas de poluição das águas a montante da
captação da ETAG no rio Guandu (COPPE, 2000 e 2001). Os planos diretores de
abastecimento de água (ENGEVIX, 1985 e CNEC, 2004) e de esgotamento sanitário
(STE, 1994), os monitoramentos da bacia (vide item 3) e os programas de gestão do rio
Paraíba do Sul e do rio Guandu reafirmaram essa necessidade. Entretanto, mais de 30
anos se passaram e nenhuma intervenção ainda foi feita para mitigar os problemas.
Existem algumas propostas de solução, tais como: o desvio dos cursos de água afluentes
para jusante da captação; o desvio dos sedimentos do rio Guandu para a barragem
auxiliar (item 5.4); a implantação de sistema completo de esgotamento sanitário com
tratamento secundário na bacia (item 5.1.8); e a implantação de sistema provisório com
unidades de tratamento de rio (item 5.6), entre outras propostas. A primeira refere-se ao
sistema de desvio dos rios dos Poços, Queimados e Ipiranga, com o projeto executivo
em fase de estudos e relatórios de impactos ambientais na CEDAE, atualmente.
Esse sistema de desvio invariavelmente encaminha as águas poluídas dos rios dos
Poços, Queimados e Ipiranga para jusante da captação da ETAG, tanto em suas
primeiras versões quanto no projeto executivo atual. O grau de poluição industrial e
doméstica e o risco de eutrofização pode ser atestado pela avaliação da qualidade das
águas nas estações: PO290; QM271; QM270; CU650; e IR251 da FEEMA, entre outras
(item 3), que serviram de base para os diversos cenários qualitativos e quantitativos
modelados pelo plano da bacia do rio Guandu, a fim de definir o enquadramento das
classes de uso atual e futura nos afluentes do rio Guandu (SONDOTÉCNICA, 2006).
Em relação ao transporte das águas poluídas para a captação, campanhas de traçadores
fluorescentes no final do ano de 1990 revelaram que as águas do rio Queimados se
misturavam de forma bem homogênea às do rio Guandu, com uma ligeira tendência de
escoamento pelas comportas 2, 3, 4 e 5 da barragem principal da captação, e que as
águas do rio Ipiranga escoavam principalmente para o túnel da tomada d’água da ETAG
(COPPE, 2000). As sete comportas da barragem principal foram numeradas da direita
para a esquerda, nas campanhas em questão.
119
O primeiro projeto de desvio dos rios afluentes a lagoa Guandu adotou vazão nominal
de 360m³/s, correspondente a uma vazão de cheia com tempo de recorrência de 5.000
anos. Recentemente, as vazões nominais de projeto adotadas foram baseadas nas curvas
de permanência de vazões médias mensais na foz dos rios dos Poços, Queimados e
Ipiranga, durante o período entre 1931 e 1997, e nas vazões de cheia para diversos
tempos de recorrência, conforme projeto PROÁGUA – FASE III (COPPE, 2000).
A
Tabela 34
mostra as vazões mínimas de estiagem (Q
7,10
) e as vazões médias (Q
méd
)
encontradas pelo PERH Guandu (SONDOTÉCNICA, 2006), além de apresentar as
vazões médias mensais com diferentes tempos de permanência (Q
25%
a Q
95%
) do projeto
PROÁGUA (COPPE, 2000) e a vazão nominal (Q
UTR
) adotada para o tratamento das
águas na foz dos rios afluentes (vide as UTR’s no item 5.6). A
Tabela 35
, por sua vez,
apresenta as vazões de cheias utilizadas nos estudos do projeto PROÁGUA para o dique
da lagoa Guandu. Todas as vazões foram calculadas ou medidas na foz de cada rio.
Tabela 34 – Vazões encontradas na foz dos rios dos Poços, Queimados e Ipiranga
Vazões (m³/s)
Afluentes da lagoa Guandu
(rio Guandu)
Projeto
...-2006 1931-1997
Foz do rio
Q
UTR
Q
7,10
Q
méd
Q
25%
Q
50%
Q
75%
Q
95%
Poços / Queimados 2,00 - - 4,17 2,40 1,53 0,74
Ipiranga 0,50 - - 0,58 0,34 0,21 0,10
Poços, Queimados e Ipiranga 2,50 0,241
3,89 4,75 2,74 1,74 0,84
Tabela 35 – Vazões de cheia nos afluentes da lagoa Guandu (COPPE, 2000)
Afluentes do Guandu
Área Cheias (m³/s) nos tempos de recorrência (anos)
Foz do rio
(km²)
03
05
10
20
50
100
500
1000
Rio dos Poços 123,0
- 103
130
163
- - 411
-
Queimados + Ipiranga 95,0
- 103
129
159
- - 379
-
Poços / Queimados 171,4
128
153
191
237
311
378
578
687
Ipiranga
46,4
60
74
95
120
162
200
315
380
Lagoa Guandu 229,6
137
163
204
253
331
402
612
727
120
A distribuição das vazões em tempo seco, no período chuvoso e de cheias foi
apresentada pelo projeto PROÁGUA (COPPE, 2000), no entanto, somente as vazões de
cheia foram utilizadas no dimensionamento das estruturas de cada alternativa proposta.
O custo adicional de produtos químicos (sulfato, cloro e cal) no tratamento da água
bruta da ETAG é de R$ 1,5~2,0 milhões por ano, devido ao alto grau de poluição
advinda dos afluentes da lagoa Guandu que escoa para a tomada d’água da estação
segundo a CEDAE (COPPE, 2001). Tal valor equivale a aproximadamente 5% dos
gastos totais com produtos químicos durante um ano na ETAG (vide item 2.2.4).
O projeto executivo do sistema de desvio dos rios dos Poços, Queimados e Ipiranga foi
elaborado pela TECNOSOLO (2004), conforme a
Foto 7
, sendo que as obras de desvio
foram orçadas em cerca de R$ 30.000.000,00 (SONDOTÉCNICA, 2007). A
Foto 7
mostra também a locação das estruturas de desvio propostas por OTTONI (2002), a fim
de melhorar a qualidade da água captada pela ETA Guandu (item 5.4).
Foto 7 – Sistemas propostos de desvios para melhoria da água bruta da ETAG
121
5.4) Desvio de pedras secas
As cargas de poluição afluentes à captação da ETAG também estão diretamente
relacionadas ao transporte de sedimentos na massa de água, isto é, à vazão sólida. Em
períodos chuvosos, a poluição se agrava com o aumento da turbidez e dos materiais
flutuantes carreados no curso de água. Além disso, a extração ilegal de areia, no leito do
rio Guandu a montante da captação, também aumenta a vazão sólida e a turbidez na
estação. Tais fatos foram confirmados no diagnóstico apresentado anteriormente.
O sistema de desvio de pedras secas teria como principal objetivo otimizar o controle
hidrossedimentológico da tomada de água da ETAG, destinado ao abastecimento de
água da RMRJ. Esse controle seria por intermédio de obras de desvio dos sedimentos e
de conformação da calha do rio Guandu, logo a montante da barragem auxiliar, na
bifurcação do braço esquerdo (sentido barragem principal) e do braço direito (sentido
barragem auxiliar) do rio, que formam uma ilha. Os resultados seriam a minimização
dos custos nos processos de tratamento da água (OTTONI, 2002). Esses mesmos fins
justificariam também o sistema de desvio dos rios dos Poços, Queimados e Ipiranga.
Após a realização de serviços de topografia, batimetria, sondagens, medições de vazão e
estudos em modelo reduzido, as três opções de desvio de sedimentos aventadas foram:
Opção 01 – Septo submerso da margem esquerda até o bico da ilha (
Figura 15
);
Opção 02 – Espigão na margem esquerda e soleira no braço esquerdo (
Figura 16
);
Opção 03 – Espigão na margem direita e soleira no braço esquerdo (
Figura 17
).
A opção 03 foi escolhida como a de melhor performance ao atender as seguintes
premissas: condições operativas do braço direito levando em conta o regime
hidrossedimentológico do curso de água e a conveniência em transferir para esse braço
a maior parte possível dos sedimentos e materiais flutuantes transportados pelos
escoamentos naturais do rio Guandu; forma geométrica adequada para a extremidade de
montante da ilha repartidora de vazões; ajuste na geometria da calha de escoamento do
rio Guandu na região de influência da repartição de vazões para os braços do curso de
água; e condições operativas do braço esquerdo, o da tomada, com o fim de passar a
funcionar como um decantador natural, com capacidade para atender às vazões de
engolimento das obras de captação com água de melhor qualidade do curso de água
(OTTONI, 2002). As características das estruturas projetadas estão na
Tabela 37
.
122
Nas plantas das opções a seguir, a barragem auxiliar fica no canto inferior direito.
Figura 15 – Opção 01 para desvio de pedras secas (Fonte: OTTONI, 2002)
Figura 16 – Opção 02 para desvio de pedras secas (OTTONI, 2002)
123
Figura 17 – Opção 03, a escolhida para desvio de pedras secas (OTTONI, 2002)
O estudo do projeto executivo de pedras secas concluiu que a opção 03 apresentaria as
vantagens a seguir:
Melhoria significativa no direcionamento do transporte sólido para a margem
direita, inclusive para a barragem auxiliar;
Formação de uma zona de retorno de correntes que propiciaria um aumento da
velocidade junto à ponta do espigão, carreando dessa forma o material de fundo
para a margem direita;
Zona de retorno que acarretaria repartição do material de fundo, parte retornando
ao espigão e outra escoando na direção da barragem auxiliar;
O posicionamento do espigão mais para jusante estrangularia o acesso ao braço direito,
o que seria inconveniente quando da ocorrência de enchentes no rio. Em contrapartida,
o posicionamento mais a montante criaria uma menor zona de retorno e,
conseqüentemente, uma chamada menos intensa do material para a margem direita.
Dessa forma, a posição do espigão a cerca de 120m a montante da barragem auxiliar
seria a mais adequada quanto aos aspectos hidrodinâmicos necessários ao atendimento
das premissas que consideram a maior carga de sedimentos para o braço direito
(OTTONI, 2002).
124
O posicionamento da soleira submersa seria junto ao braço esquerdo, na extremidade a
montante da ilha. Quanto maior a altura da soleira, melhor seria o desempenho em reter
a entrada dos sedimentos de fundo e em suspensão pelo braço esquerdo. No entanto,
esta altura da estrutura da soleira não deverá promover o controle do escoamento na
entrada do braço esquerdo que deverá ser sempre em regime fluvial tranqüilo, isto é, a
velocidade do rio deverá ser menor do que a velocidade crítica (OTTONI, 2002).
Como pode ser observado, o sistema de desvio seria mais uma solução paliativa, pois o
problema da vazão sólida seria transferido para jusante da captação da ETAG. Além
disso, a retirada de sedimentos deveria ser mais freqüente tanto no braço direito, logo a
montante da barragem auxiliar (vide zona de sedimentação na
Figura 17
), quanto no
braço esquerdo que funcionaria como um bacia de decantação na própria calha do rio
Guandu (decantador natural), conforme premissa operativa do braço esquerdo.
O cronograma físico e os custos para as obras de implantação do sistema de desvio de
pedras secas (opção 03) estão no
Gráfico 35
e na
Tabela 36
, respectivamente.
Gráfico 35 – Cronograma físico das obras de Pedras Secas (Fonte: OTTONI, 2002)
125
Tabela 36 – Custos de implantação do Desvio de Pedras Secas (OTTONI, 2002)
Item Discriminação dos serviços Custo (R$)
01 Serviço de escritório, laboratório e campo. 30.001,00
02 Canteiro de obras 336.942,00
03 Transporte, carga e descarga. 109.382,00
04 Serviços complementares 93.205,00
05 Controle do rio (1ª e 2ª Fase) 2.033.851,00
06 Execução do espigão de pedra 377.824,00
07 Execução da soleira submersa em pedra 413.717,00
08 Desmobilização 108.524,00
Total
DESVIO DE PEDRAS SECAS 3.503.446,00
Notas:
O controle do rio é feito por duas linhas de estacas-prancha em aço;
Estaqueamento etapa “R” = estaca cravada a ser retirada após a execução do
estaqueamento definitivo (estaca etapa “D”);
Os custos das obras são referentes ao mês de outubro de 2002.
Tabela 37 – Estruturas de Desvio de Pedras Secas projetadas (OTTONI, 2002)
Características Espigão Soleira submersa
Posicionamento da
estrutura de pedras
120m a montante de
barragem auxiliar
Bico de montante da ilha
existente entre os braços
Rio Guandu Na margem direita No braço esquerdo
Dimensões (C x L x H) (30~40)m x 3m x 5,5m 35m x (3~8)m x 1,55m
Talude da saia (V:H) 1:1,5 até o leito 1:1,5 nas laterais
Cota do coroamento +10,50m (=10,3+0,2 laje) + 6,55m
Diâmetro (D
50
) do
material da estrutura
40cm
(núcleo)
, 50cm
(saia
interna)
e 70cm
(saia circular).
30
≤
D
50
≤
50cm
Método construtivo Lançamento e arrumação Lançamento e arrumação
Nível operacional +10,80 a 11,50m (cheias)
+ 5,30m
±
0,20m (fundo)
Proteção Gabiões e enrocamento Enrocamento nas margens
126
5.5) Barreiras flutuantes (Ecobarreiras)
A degradação dos corpos hídricos dificulta e encarece cada vez mais a operação dos
sistemas de abastecimento de água existentes nas regiões metropolitanas. Os resíduos
sólidos, os esgotos domésticos e os esgotos industriais lançados nos corpos de água
promovem a eutrofização e o surgimento mais freqüente de materiais flutuantes, tais
como o lixo doméstico e as macrófitas (gigogas), que atingem captações de água bruta.
A solução definitiva certamente recai na coleta e tratamento dos resíduos sólidos e dos
esgotos domésticos e industriais a montante das captações de água bruta, além de um
amplo programa de educação ambiental definitivo nas comunidades locais. Enquanto
tais objetivos não são alcançados, as soluções paliativas quase sempre são as estruturas
de retenção flutuantes ou, simplesmente, barreiras flutuantes.
As barreiras flutuantes podem ser de diversos tipos e materiais. Um exemplo é o dique
flutuante proposto pela CEDAE para a captação da ETAG, composto de uma estrutura
mista de: dois flutuadores longitudinais (bóias) fabricados com tubos em polietileno de
alta densidade (PEAD com diâmetro externo igual a 800mm) tamponados em módulos
(soldados com ar no interior); estrutura de perfis e chapas de aço; e plataforma superior
com guarda-corpo em poliéster reforçado com fibra de vidro, tal qual um píer flutuante.
De acordo com a CEDAE (2004), esse dique substituirá o existente na captação, tendo
as ancoragens no dique de concreto da barragem principal e no continente, totalizando
assim 128m de extensão de estruturas flutuantes (vide
Foto 1
). Além da necessidade de
manutenção, o motivo mais marcante é o risco iminente de floração de macrófitas na
lagoa Guandu, originárias da poluição doméstica nos seus afluentes.
Outro exemplo de barreira flutuante é a Ecobarreira criada há poucos anos atrás pela
SERLA, que é feita com materiais reciclados, tais como: garrafas plásticas PET; tonéis;
tambores; e madeiras, todos unidos por corda ou cabo de aço ancorado em cada margem
do corpo de água. A ecobarreira pode ser também em caixões flutuantes de aço com
plataformas de madeira ou aço, quando a carga do volume retido for muito superior à
carga projetada para a ecobarreira feita somente de materiais recicláveis, sendo assim
mais caras e sofisticadas, a exemplo da ecobarreira da Lagoa da Tijuca para contenção
de gigogas (vide
Foto 9
). A
Foto 8
mostra os tipos mais usuais de ecobarreiras.
127
Foto 8 – Tipos de Ecobarreiras da SERLA (as setas indicam o fluxo hídrico)
Foto 9 – Ecobarreira da Lagoa da Tijuca no Rio de Janeiro (Fonte: SERLA)
128
Conforme a SERLA (2007a), ecobarreira é também um projeto de pesquisa na área do
desenvolvimento sustentável que envolve a análise socioeconômica e ambiental de
técnicas de redução do aporte e de reciclagem dos resíduos sólidos flutuantes em bacias
hidrográficas. Portanto, também inclui a educação ambiental das comunidades locais e a
participação popular através de cooperativas, que reciclam ou reutilizam o material
coletado pelas ecobarreiras instaladas em seções transversais dos corpos de água. Após
a triagem ou separação, cerca de 50% dos resíduos sólidos possuem materiais que
podem ser reutilizados ou reciclados (SERLA, 2007a).
As pesquisas e os trabalhos de campo contam com a seguinte infra-estrutura:
Ecobarreiras – barreiras flutuantes para contenção de materiais flutuantes
construídas em madeira, material reciclado e aço (vide
Foto 8
);
Ecopontos – áreas de separação, pesagem e estocagem do lixo reciclável,
instaladas provisoriamente junto às ecobarreiras na faixa marginal de proteção
do corpo de água, autorizada pela SERLA (vide Núcleo operacional na
Foto 9
);
Ecogaris – responsáveis pela operação dos ecopontos, ou seja, pela remoção e
triagem do lixo a ser reciclado, sendo uma equipe de 05 ecogaris para cada
ecoponto (valor médio a ser ajustado em função do volume esperado),
selecionados e treinados pela equipe do projeto ecobarreira;
Cooperativa de reciclagem – responsável por contratar e coordenar as equipes de
ecogaris e por comercializar o material a ser reciclado;
Ecobarco – embarcação apropriada, como catamarã ou traineira, para coleta de
material flutuante e apoio às atividades de educação ambiental;
Equipamentos de remoção – escavadeiras flutuantes (retroescavadeira) ou não
(
Clam-Shell
; hidráulica) que auxiliam na remoção de materiais flutuantes em
grandes quantidades, durante a floração de gigogas, por exemplo (
Foto 9
);
Equipamentos de transporte – esteiras transportadoras e caminhões basculantes
responsáveis pelo transporte do material removido em grandes e pequenas
quantidades do ecoponto (vide Transporte do material na
Foto 9
).
O projeto piloto da ecobarreira começou no rio Irajá, onde foi instalado um ecoponto no
estacionamento do Hipermercado Makro da Penha, no município do Rio de Janeiro. A
Tabela 38
apresenta a relação das ecobarreiras instaladas no estado.
129
Tabela 38 – Ecobarreiras no estado do Rio de Janeiro (Fonte: SERLA)
Ecobarreira (corpo hídrico) Município
Extensão
*
Início
Rio Irajá ¹ Rio de Janeiro 75 2004
Canal do Cunha ¹ Rio de Janeiro 110 2005
Rio Meriti ¹ Duque de Caxias 100 2005
Canal do Arroio Fundo Rio de Janeiro 40 2006
Lagoa da Tijuca Rio de Janeiro 180 2006
Canal de Marapendi (número 1300) Rio de Janeiro 55 2007
Canal de Marapendi (posto Mega) Rio de Janeiro 25 2007
Canal das Tachas Rio de Janeiro 10 2007
Canal do Mangue Rio de Janeiro 25 2007
Rio Ramos - - 2007
Rio Suruí Magé 50 2007
Rio Brandão - - 2007
Rio São Francisco - - 2007
Rio das Pedras (lagoa de Camorim) ²
Rio de Janeiro 300 2008
Rio Sarapuí ² Mesquita 15 2008
Notas:
¹ = Em reforma e com barreira provisória de garrafas PET em cabo de aço, em 2008;
² = Ainda em fase de projeto, em 2008;
* = Valores aproximados em metros extraídos de fotos de satélite.
Em relação à operação do sistema, a SERLA recolheu das ecobarreiras uma carga de
material flutuante com cerca de 56.600kg, entre os dias 20 e 26 de julho de 2007 (uma
semana) nos Jogos Pan-Americanos no Rio de Janeiro – PAN 2007, com a ajuda
também de 06 ecobarcos. Já no primeiro semestre de 2008 foram retidos 1.448.968kg
(SERLA, 2007b e 2008a). Então, a remoção de material flutuante em todas ecobarreiras
esteve na faixa de
8t/dia
(= 56.600kg / 1.000kg/t / 7dias = 8,09t/dia ~ 1.448.968kg /
1.000kg/t / 180dias = 8,05t/dia). Desprezando os hábitos diferenciados por comunidade
e considerando as 13 Ecobarreiras já existentes nesse dois períodos, a produção de
material flutuante foi de aproximadamente
620kg/dia/ecobarreira
.
130
As três situações propostas de barreiras flutuantes para mitigar os impactos de materiais
(lixo e gigogas) advindos do rio Guandu e da lagoa Guandu na captação da ETAG são:
Opção 01 – substituir a estrutura flutuante existente pelo dique proposto pela
CEDAE, já com financiamento do PAC, pois faz parte das obras do sistema de
desvio dos rios dos Poços, Queimados e Ipiranga;
Opção 02 – instalar ecobarreiras nos afluentes da lagoa Guandu e no rio Guandu
logo antes da barragem auxiliar, com os respectivos ecopontos no continente;
Opção 03 – instalar uma ecobarreira de aço no lugar do dique flutuante existente
da CEDAE, com o respectivo ecoponto no continente.
A primeira solução proposta poderia ter também o ecoponto, porém sem abrir mão dos
mesmos princípios de educação ambiental e gestão participativa da comunidade local,
tanto na operação quanto no aproveitamento do material recolhido. Nos outros dois
casos, que existem somente nesta dissertação, a gestão do ecoponto seria compartilhada
entre a CEDAE, a SERLA e a comunidade local.
A composição dos custos para uma ecobarreira de materiais reciclados e seu ecoponto
foi baseada em processos licitados pela SERLA (2004, 2005a, 2006a e 2007c). Para as
ecobarreiras metálicas em aço, o custo adotado foi o mesmo orçado pela CEDAE para o
dique flutuante (CEDAE, 2004), acrescido com o respectivo ecoponto. As ecobarreiras
da Lagoa de Tijuca (com materiais reciclados também) e do canal do Arroio Fundo
(
Foto 10
) possuem essa conformação. A
Tabela 39
apresenta os custos encontrados ou
estimados para as opções de barreiras flutuantes propostas.
Tabela 39 – Custos para as barreiras flutuantes existentes e propostas
Implantação Operação (R$ / mês) Barreira
flutuante
Tipo de
Material
m
Total (R$)
R$ / m
UN
Total / UN
PILOTO Reciclado 75 166.466,06
2.220
01 7.483,23
7.483
SERLA Reciclado 565
1.012.810,88
1.793
06 167.332,89
27.889
Opção 01
Aço e
PEAD
128
1.546.240,00
12.080
01 20.000,00
20.000
Opção 02
Reciclado 100
200.000,00
2.000
03 30.000,00
10.000
Opção 03
Aço 128
1.280.000,00
10.000
01 20.000,00
20.000
131
Notas da
Tabela 39
:
PILOTO – rio Irajá, com os custos de junho e novembro de 2004 (SERLA);
SERLA – fonte SERLA, com custos de implantação (novembro de 2004) e de
operação (outubro de 2005) para as ecobarreiras dos rios Meriti, Sarapuí, Arroio
Fundo, Rio das Pedras e Canal do Cunha, e de operação (outubro de 2005) para
a Ecobarreira do rio Irajá;
Opção 01 – fonte CEDAE com custos de abril de 2004 para instalação e custos
unitários estimados com base nas ecobarreiras SERLA para a operação;
Opção 02 – custos unitários estimados com base na ecobarreira PILOTO, sendo
uma ecobarreira com 50m no rio Guandu, uma com 25m no rio Ipiranga e outra
com 25m no rio Queimados;
Opção 03 – custos unitários estimados com base nas ecobarreiras SERLA.
Dependendo da velocidade do curso de água, as ecobarreiras de materiais reciclados não
resistem e se rompem, sendo geralmente substituídas por estruturas metálicas flutuantes.
Tal fato poderia ocorrer na ecobarreira do rio Guandu na opção 02. Caso se comprove a
necessidade, o valor de implantação da opção 02 passaria, então, de R$ 200.000,00 para
R$ 600.000,00 [=50m x R$ 10.000,00/m + (25+25)m x R$ 2.000,00/m].
Foto 10 – Ecobarreira do Arroio Fundo (e a UTR Arroio Fundo em construção)
132
5.6) Unidade de Tratamento de Rio (flotação por ar dissolvido)
Nos últimos dez anos, as unidades de tratamento de rio (UTR) ganharam destaque no
cenário do saneamento, como uma solução para a despoluição ou melhoria dos corpos
de água do Brasil, contaminados pela poluição difusa contendo principalmente esgotos
domésticos não tratados lançados em rede pluvial e fluvial. Nesse âmbito, a principal
tecnologia empregada foi a flotação por ar dissolvido no próprio ambiente lótico – a
Flotflux® patenteada no INPI pela empresa brasileira DT Engenharia S/C Ltda, tendo
número PI 9702430-9 de 11/07/1997 válida de 06/11/2002 até 11/07/2017. Em 03 de
dezembro de 2002, a patente foi transferida para o novo nome DT Engenharia de
Empreendimentos Ltda, com o certificado de averbação Nº 021229/01 (INPI, 2002a).
A patente de invenção (PI) com o título “Processo de remoção de materiais e / ou
substâncias poluentes contidas em cursos d’água” compreende as seguintes etapas,
conforme Carta Patente Nº PI 9702430-9 de 05/02/2002 (INPI, 2002b):
•
Aplicar, através de mistura rápida ou não, material floculante ou coagulante em
um trecho do curso de água a ser tratado;
•
Permitir que a partir desse trecho surja, ao longo do curso de água, uma bacia de
floculação, de modo que a jusante ocorra uma agregação de partículas em
suspensão, definindo flocos de maiores dimensões;
•
Submeter essas partículas agregadas e de maiores dimensões à jusante do curso
de água a, pelo menos, uma etapa de dissolução e injeção de ar, ocasionando
uma flotação de ditas partículas agregadas;
•
Permitir que, a partir desse trecho, surja, ao longo do curso de água, uma bacia
de flotação, de modo que a jusante ocorra uma aglomeração do material flotado,
na superfície e junto às margens do curso de água, definindo concentração e
densificação de material flotado em uma área restrita da superfície do curso de
água;
•
Remover do curso de água o material flotado e concentrado nesta área de
superfície restrita do curso d’água.
A reivindicação (1) da PI especifica as fases acima descritas:
•
A aplicação de material floculante deve permitir que, após um certo tempo,
ocorra uma agregação das partículas em suspensão, formando flocos de maior
133
dimensão e densidade, que, a jusante do curso de água, definem uma bacia de
floculação;
•
A estação para dissolução e injeção de ar deve possibilitar a ocorrência do
processo de flotação das partículas agregadas, sendo dita estação de diluição e
injeção de ar composta basicamente por unidades de bombeamento de água,
unidades de compressores de ar, misturadores e / ou clarificadores;
•
O volume ideal de ar dissolvido necessário a ser injetado é de cerca de
10% da
vazão existente no curso de água, sendo que para o fornecimento da água
necessário ao sistema são empregados equipamentos dotados de bombas de
sucção e recalque com vazão de água já tratada suficiente para permitir a
dosagem ideal da mistura;
•
A tubulação de recalque das bombas é acoplada a estação que mistura e dissolve
o ar na água pressurizada;
•
Após a fase de dissolução, deve ocorrer a retenção do material flotado no canal,
que é feita através de uma cerca flutuante instalada a uma distância pré-
determinada do local de início do processo, permitindo que o lodo orgânico
esteja na superfície, quando dita cerca for atingida, possibilitando
conseqüentemente a captação da totalidade do material flotado;
•
Para a remoção do material flotado do canal, podem ser empregados quaisquer
equipamentos com capacidade de recolher o material concentrado;
•
Empregar os diversos tipos de coagulante, a saber: cal, cloreto férrico, sulfato de
alumínio, polímeros, lodo da ETA, lodo da ETA acidificado com HCl e solução
de HCl e amido de batata polimerizado com HCl, entre outros.
O fluxograma do processo pode ser observado na
Figura 19
. O esquema inclui o
tratamento preliminar, com gradeamento para retenção do lixo flutuante e bacia de
desarenação em fluxo (caixa de areia) para contenção da areia, e a desinfecção com
cloro. O tratamento preliminar foi incluso porque os resíduos sólidos (lixo) e a areia
prejudicam fisicamente o processo, tal qual uma estação de tratamento convencional de
esgotos e até mesmo de água para abastecimento. Já a cloração depende da classe de uso
para o corpo de água, pois o processo quase sempre não atende aos critérios de
classificação CONAMA 357 (2005), apesar da remoção chegar a 99% (cf.
Tabela 42
).
134
A
Figura 18
apresenta o desenho esquemático de UTR com flotação a ar dissolvido em
fluxo no curso de água. Já a
Foto 11
e a
Foto 12
mostram UTR’s instaladas do tipo.
Figura 18 – Sistema de flotação em fluxo (Fonte: CARON, 2006)
135
Foto 11 – UTR do rio Carioca na praia do Flamengo no Rio de Janeiro / RJ
Foto 12 – UTR do córrego da Rocinha em São Conrado no Rio de Janeiro / RJ
136
Figura 19 – Esquema flotação em fluxo (Fonte: adaptado de ANGELIS
et al
., 2001)
A caixa de areia na UTR em fluxo nada mais é do que um rebaixo na calha do curso de
água, semelhante ao utilizado em algumas lagoas de estabilização, porém não
recomendável nestas, devido à dificuldade de remoção. Em geral, a areia deve ser
periodicamente dragada nos rios de médio e grande porte, e retirada nos cursos de água
de pequeno porte. A caixa de areia pode ser dispensada quando o curso de água não
apresenta problemas de assoreamento, porém quase sempre ocorrem assoreamentos em
cursos de água poluídos, objeto das UTR’s.
A importância da remoção da areia é percebida nos pareceres técnicos para justificar as
propostas de implantação de UTR em fluxo nos cursos de água, caso da confluência dos
córregos Ressaca e Sarandi, afluentes da lagoa da Pampulha em Belo Horizonte – MG.
Conforme esse parecer (SUDECAP, 2001), as garantias do processo de tratamento estão
condicionadas às características do afluente às unidades de tratamento, ou seja, para a
sua eficiência são necessários mecanismos de controle e retirada dos sedimentos
oriundos dos córregos a montante das estações, que ficariam a cargo da Prefeitura de
Belo Horizonte, neste caso.
Como a deposição da vazão sólida em cursos de água poluídos geralmente ocorre, caso
não sejam retidos, os sedimentos (areia) poderão entupir os mecanismos de difusão
(membrana) localizados sobre o leito do curso de água, interrompendo o processo de
micro-aeração da massa líquida (flotação) e, conseqüentemente, o tratamento.
137
A utilização da própria água a jusante da UTR para a solução micropulverizada de água
e ar no processo de flotação constitui-se também num possível problema de manutenção
constante, pois a água ainda pode conter elementos passíveis de incrustações e
entupimentos que impossibilitem a oxigenação, ou seja, a formação das micro-bolhas
necessárias ao sistema de flotação. Então, se não oxigenar, não funciona o tratamento.
Isto pode ocorrer principalmente em rios muito poluídos e / ou com elementos químicos
(metais pesados ou não) oriundos de efluentes industriais, a exemplo dos afluentes do
rio Guandu a montante da captação da ETAG (Poços, Queimados e Ipiranga) e também
do rio Cachoeira em Joinville, receptor dos efluentes industriais sem tratamento do
maior parque fabril de Santa Catarina, onde o módulo experimental instalado no córrego
do Mathias (5l/s, Joinville) não conseguia despoluir a água contaminada com produtos
químicos, conforme veiculado na mídia de Joinville (SAAVEDRA J., 2001). Já a UTR
do rio Cachoeira instalada em 2004 encontra-se atualmente desativada.
Invariavelmente, o sistema completo é dimensionado somente para vazões de estiagem,
ou seja, as unidades de tratamento de corpos de água são estações de tempo seco.
Contudo, as estações de tempo seco tradicionais operam paralelamente ao curso de
água, desviando o fluxo nas estiagens e fechando as entradas quando as vazões fluviais
ultrapassam o limite projetado, evitando maiores impactos nas estruturas do sistema de
tratamento. Já as UTR’s em fluxo estão sujeitas a toda sorte de abalos decorrentes das
enxurradas, principalmente dos materiais flutuantes de grandes dimensões. Além disso,
são pontos para o acúmulo do lixo carreado, que podem represar o curso de água se não
houver uma manutenção rápida e constante durante os períodos chuvosos.
A diferença entre a vazão de estiagem (ou vazão de projeto) e as vazões com tempo de
recorrência (TR) 10, 20 e 50 anos pode ser elevadíssima, a exemplo do curso da bacia
do Arroio Fundo e Rio Grande, em Jacarepaguá no município do Rio de Janeiro – RJ.
No trecho a jusante da Banca da Velha, foi instalada uma UTR de tempo seco com
vazão de projeto 1,8m³/s, hoje desativada. As vazões em tempo seco e com TR 10, TR
20 e TR 50 anos, são respectivamente:
1,78
m³/s; 117,3m³/s; 153,2m³/s; e 189,7m³/s.
Portanto, as vazões podem ser de 66 a 106 vezes maiores do que a vazão de estiagem,
conforme o estudo da PCRJ (STAEL, 1996) para a bacia de Jacarepaguá. Com isso, a
vida útil das instalações da UTR em fluxo seria fatalmente abreviada, caso não estejam
preparadas para tal.
138
O processo da DT Engenharia era geralmente contratado no Brasil por inexigibilidade,
isto é, sem licitação, ao partir do pressuposto da inviabilidade da competição por ser
produtor, empresa ou representante comercial exclusivo, vedada a preferência de marca,
sendo ainda seu trabalho
essencial e indiscutivelmente
o mais adequado
para o objeto
do contrato, de acordo com o artigo 25 da lei federal n° 8.666 (LEI 8666, 1993). Um
exemplo é a UTR do Arroio Fundo, que foi contratada por inexigibilidade (RIO-
ÁGUAS, 2004).
Em julho de 2002, a PCA AMBIENTAL (2002) realizou um relatório técnico
comparativo das tecnologias disponíveis para tratamento de águas contaminadas do
Ribeirão Ibirité, no município de Ibirité – MG. As tecnologias constam na
Tabela 40
.
Tabela 40 – Tecnologias de tratamento primário (PCA AMBIENTAL, 2002)
Tecnologia Empresa detentora Aplicações semelhantes Usuário
ACTIFLO®
OTV / Vivendi Water
Systems Brasil Ltda.
ETA Vargem das Flores
COPASA – MG
(Betim)
DENSADEG®
Ondeo / Degrémont
Ltda.
ETE Córrego Itupu
Guarapiranga
SABESP – SP
(São Paulo)
FLOTFLUX® DT Engenharia Ltda.
ETE Córrego Sapateiro
ETE Parque Aclimação
SABESP – SP
(São Paulo)
Todos os processos tecnológicos estudados são para tratamento primário de águas
servidas, inclusive o Flotflux®. Então, os processos raramente removem 75% de DBO.
A tecnologia Actiflo® é a mesma proposta para a ETA Guandu II (vide item 7.4), ou
seja, floculação com sedimentação lamelar lastreada com micro-areia, onde os flocos
formados pela combinação sólido, coagulante (cloreto férrico) e polímero são aderidos
aos grãos de micro-areia que confere a estes o peso extra, aumentando a velocidade de
sedimentação. Na ETA Guandu II, o tratamento seria da água bruta do rio Guandu. A
Figura 26
mostra o esquema do tratamento primário (decantação) Actiflo® para águas
servidas ou água bruta de rio (ETA Guandu II).
139
O processamento do sistema Densadeg® ocorre em três etapas, sendo: uma zona de
floculação com floculador mecânico vertical, uma zona de clarificação e uma zona de
espessamento de lodo. A câmara de reação recebe a água bruta dos tanques de
homogeneização, onde será dosado o polieletrólito, ocorrendo então a floculação. Na
saída da câmara de floculação parte da mistura floculada recircula para o início dessa
mesma câmara, sendo novamente misturada com a água bruta que chega e o
polieletrólito dosado, de tal forma que quando a mistura passa para a câmara seguinte
ela esteja com uma densidade adequada a etapa de clarificação. Da câmara de
floculação essa mistura passa através de uma chicana para a câmara de clarificação.
Durante a passagem ocorre uma separação dinâmica dos sólidos e do sobrenadante. Os
sólidos em sua maior parte descerão para a zona de espessamento e o sobrenadante
seguirá para a zona de clarificação. A zona de espessamento é dotada de um
espessamento mecânico com objetivos de otimizar o processo de separação do lodo. O
lodo espessado é em parte recirculado para a câmara de floculação e parte recalcado
para desidratação. Na câmara de clarificação o sobrenadante passa através de diversos
tubos lamelares existentes para remoção dos sólidos remanescentes. A água clarificada
sai acima destes tubos lamelares e segue para a neutralização (PCA AMBIENTAL,
2002). A
Figura 20
mostra todo o processo em questão, acrescido da coagulação prévia
da água bruta, presente em outra versão do sistema (Densadeg® 2D TGV).
Figura 20 – Clarificação acelerada (Fonte: HILSDORF, 2002)
A
Tabela 41
mostra as médias dos sistemas e a
Tabela 42
, somente as da Flotflux®.
140
Tabela 41 – Sistemas primários (PCA AMBIENTAL, 2002, COUTINHO, 2007)
TAS (m³/m²/h)
Eficiência média de remoção (%)
Tecnologia
empregada
Esgoto
Rio SST DBO DQO P
Total
Lodo
(Seco)
Convencional 1,0 - 50 30 30 25 -
CEPT 2,0 1,0 80 50 50 75 -
ACTIFLO® 120,0 60,0 80 50 50 75 -
DENSADEG® - - - - - - 4%
FLOTFLUX® ¹ 10,0 3,0 70 71 65 74 3,6%
Tabela 42 – Eficiência de UTR’s flotação em fluxo (Fonte: COUTINHO, 2007)
Qualidade
da
água
UTR Pampulha (MG)
¹
UTR Ibirapuera (SP)
²
³
(Classe 2 = CONAMA 357)
Valor
(mg/l)*
Eficiência
Valor
(mg/l)*
Eficiência
Parâmetro
Classe 2 Afluente Efluente
% meta
Afluente Efluente
% %
Turbidez 100 36,2 8,4 71 92 8,28 0,65 92,11 93
Cor 75 - - - - 11,3 5,0 55,56 -
SST - 76,1 13,8 70 92 24,25 2,00 91,75 93
Ssed 500 1,4 0,1 68 - - - - 99
DBO 5,0 29,5 7,6 71 70 38,00 15,00 61,33 80
DQO - 66,9 24,5 65 65 89,00 32,00 63,66 79
OD 5,0 4,8 5,2 2,9 - 1,9 5,8 - -
N
Amoniacal
3,7 13,5 11,1 8 20 - - - 32
N
Orgânico
- 3,0 2,5 -4 50 - - - 65
P Solúvel - 0,91 0,22 66 97 - - - -
P Total 0,05 1,34 0,31 74 95 1,113 0,033 97,08 97
Sulfato 250 12 13 -7 - - - - -
Sulfeto 0,002 0,1 0,09 1,4 95 - - - -
Óleos e graxas
Ausente
7,8 4,4 27 80 8,7 1,6 81,7 86
Alumínio 0,10 0,51 0,24 39 - - - - -
Ferro sol. 0,30 0,43 0,49 -195 - - - - -
Coliformes
termotolerantes
1000 7,2.10
6
57700
93,9 99,0 1,0.10
7
62000
99,39 99
141
Notas da
Tabela 41
e da
Tabela 42
:
CEPT –
chemically enhanced primary treatment
ou tratamento primário
quimicamente assistido;
TAS – taxa de aplicação superficial;
Afluente – água bruta logo a montante da UTR;
Efluente – água tratada logo a jusante da UTR;
Eficiência – valor médio estatístico das eficiências que pode ser igual (²) ou não
(¹) a eficiência dos valores médios;
Meta – eficiência prevista pelo projeto da UTR (750l/s) dos córregos Ressaca e
Sarandi, afluentes da represa da
Pampulha
, em Belo Horizonte – MG;
0,43 – valor médio do parâmetro amostrado não atende aos critérios classe 02
para águas doces da resolução CONAMA 357 (2005);
93,9 – valor médio das eficiências do parâmetro não atingiu a meta prevista;
* – todas as unidades dos parâmetros de qualidade são em (mg/l), exceto
turbidez (UNT), cor (mg Pt/l) e coliformes termotolerantes (NMP/100ml);
¹ – valores médios de amostragem no período de julho de 2003 a fevereiro de
2006 pela COPASA – MG;
² – valores médios amostrados em janeiro de 2001 pela CETESB – SP e entre
setembro de 2000 e março de 2001 pela SABESP – SP, na UTR (150l/s) do
córrego do Sapateiro, no parque do
Ibirapuera
, em São Paulo – SP;
³ – eficiências médias de janeiro a junho de 2001 em amostras realizadas pela
SABESP – SP, na UTR (50l/s) do Parque da
Aclimação
, em São Paulo – SP.
Ao comparar os sistemas de tratamento primário (
Tabela 41
), nota-se que o processo
Flotflux® apresenta algumas vantagens como maior eficiência de remoção de DBO e
DQO, porém fica atrás nos parâmetros sólidos em suspensão totais (SST) e fósforo total
(P Total). Já o processo Actiflo® necessita de menor área de implantação, devido à
grande taxa de aplicação superficial (TAS), que é muito maior do que as demais. Então,
quanto maior a TAS maior a velocidade de sedimentação. Enquanto isso, o sistema
Densadeg® gera um lodo químico mais adensado, com uma maior quantidade de
sólidos secos. Aliás, à exceção do sistema convencional, todos os outros geram lodo
químico porque utilizam produtos químicos no processo.
142
Em geral, o lodo gerado nas UTR’s Flotflux® existentes é recalcado para o sistema de
esgotamento sanitário local, a exemplo das UTR’s Arroio Fundo (RJ, desativada), São
Conrado (RJ), Carioca (RJ) e Pampulha (MG). Uma exceção é o lodo da UTR Pinheiros
(SP) que vai ser condicionado e transportado para um aterro específico.
A UTR do rio Pinheiros tem vazão de projeto de 10.000l/s, a maior em funcionamento
até então. O projeto já foi para 50.000l/s e não tinha destino adequado para o lodo. O
tratamento das águas das sub-bacias hidrográficas Billings e Guarapiranga, isto é, do rio
Pinheiros tinha dois objetivos principais: o de refrigerar o sistema da Usina Termelétrica
Piratininga a baixo custo e o de aumentar a produção de energia elétrica na Usina
Henry
Borden
, em média 59MW, para atender a Baixada Santista. O bombeamento para a
represa Billings das águas servidas do rio Pinheiros tinha sido proibido por decisão
judicial (GOVERNOSP, 1992), devido ao enorme contingente de poluentes presentes
no rio. Por isso, o tratamento antes de bombear, ou seja, o sistema Flotflux® implantado
sem licitação (NETO, 2003). Entretanto, o Tribunal de Justiça de São Paulo autorizou o
início do sistema de flotação em 2004, que não será feito em toda a extensão do rio
Pinheiros, mas apenas na parte final antes da represa, e que terá uma produção de lodo
químico de cerca de 540t/dia, destinados ao aterro (ISA, 2004).
As UTR’s de flotação em fluxo geralmente tratam foz de cursos d’água que deságuam
em baías, mares, lagos e lagoas, que são o objeto de preservação ou melhoria ambiental.
Portanto, as UTR’s tratam tributários diretos de ambientes lênticos, caso da UTR
Pampulha (Lagoa da Pampulha), ou do mar, a exemplo das UTR’s Guarujá (praia da
Enseada) e Carioca (praia do Flamengo).
As estações de tratamento de esgotos mistos existentes recebem os esgotos domésticos e
pluviais de sistemas únicos. Estas estações são também de tempo seco, porém como o
sistema de coleta e transporte é unificado, usualmente existem um ou poucos pontos a
serem tratados antes de chegar ao corpo receptor ou curso d’água. Enquanto isso, a
UTR é pontual e melhora somente as condições do curso d’água imediatamente a
jusante da estação, pois as condições de poluição a montante permanecem inalteradas.
Portanto, UTR’s deveriam ser construídas em todos os afluentes para parar de poluir um
determinado corpo d’água somente em tempo seco, encarecendo muito o sistema.
143
A qualidade da água esperada para o corpo d’água depende do seu uso, conforme os
critérios das resoluções CONAMA. Normalmente, adotam-se os critérios e padrões para
águas doces classe 02 da resolução CONAMA 357 (2005) e balneabilidade conforme
resolução CONAMA 274 (2000).
Baseado principalmente nos dados estatísticos oriundos da campanha de maior
amostragem (32 meses), isto é, na qualidade das águas tratadas pela UTR a montante da
Pampulha (MG), verifica-se que apenas o parâmetro de DQO atendeu aos requisitos da
CONAMA 357 (2005) e à meta de projeto. Esta meta é entendida como a eficiência
média normalmente encontrada nas estações de flotação em fluxo de cursos d’água,
segundo a DT Engenharia (
Tabela 42
).
A eficiência média do parâmetro analisado tende a diminuir à medida que aumenta a
vazão projetada, após comparar as eficiências das três UTR em fluxo: Pampulha de
750l/s; Ibirapuera de 150l/s; e Aclimação de 50l/s. Isto só não ocorre nos parâmetros
orgânicos DBO e DQO. A diminuição não é devida somente as diferentes condições
operacionais, mas também a grande variação das vazões afluentes (COUTINHO, 2007).
De acordo com as amostras coletadas, a UTR com flotação a ar dissolvido em fluxo não
consegue remover elementos-traço (metais pesados) a contento, tais como: o alumínio
(39% de remoção) e o ferro solúvel, sendo ainda um grande contribuinte deste no
efluente (-195% = acréscimo de 195%), comprovando o fato citado anteriormente para
o rio Cachoeira em Joinville. O grande acréscimo de ferro solúvel no corpo d’água
deve-se ao uso do coagulante cloreto férrico no processo de tratamento que não
consegue removê-lo (COUTINHO, 2007).
Além do transtorno para o meio ambiente, o cloreto férrico pode ocasionar a corrosão
de tubulações metálicas do sistema de esgotamento sanitário local, se o lodo flotado for
transferido para este sistema. Tal corrosão ocorreu com o sistema de recalque do
esgotamento sanitário de São Conrado, pertencente à bacia de esgotamento do emissário
de Ipanema (Rio de Janeiro, RJ), que recebia o lodo químico flotado com cloreto férrico
da UTR São Conrado, antes da mudança para outro coagulante não reativo: o sulfato de
alumínio ou outro, segundo a CEDAE. Essa mudança aumentou o custo operacional da
UTR São Conrado (SURFRIDER, 2007).
144
Cabe ressaltar que o lodo flotado tanto da UTR São Conrado quanto da UTR Carioca
são encaminhados para o interceptor oceânico e deste para o emissário de Ipanema no
Rio de Janeiro – RJ. Este interceptor possui diversas captações de tempo seco que
recebem as águas pluviais contaminadas com esgotos de comunidades mais carentes,
além de receber os esgotos sanitários do sistema separador absoluto, cf. CEDAE.
A balneabilidade das praias de São Conrado e Flamengo foi o principal motivo para a
implantação das UTR’s São Conrado e Carioca, respectivamente. O objetivo era
eliminar as “línguas negras” nas praias, de acordo com a SERLA.
Apesar da elevada eficiência na remoção de coliformes termotolerantes (
Tabela 42
), as
UTR’s pesquisadas não atenderam aos padrões e critérios deste parâmetro nas
resoluções CONAMA 274 (2000) e 357 (2005), tanto para uso classe 02 (águas doces)
quanto para balneabilidade (recreação de contato primário). Tal fato era de se esperar de
um tratamento primário, pois normalmente nem o secundário e somente com um
terciário atinge-se aos padrões estabelecidos. Com isso, o tratamento de cursos d’água
com flotação a ar dissolvido em fluxo parte para a última fase – desinfecção com cloro.
O problema da utilização de produtos químicos em estações de tratamento de águas
servidas (ETE ou UTR) incide nos possíveis impactos negativos causados por
subprodutos do processo que permanecem ou reagem com o efluente, caso do cloreto
férrico citado anteriormente e do cloro. A cloração pode formar os organoclorados que
afetam as comunidades aquáticas, pois ainda existe uma quantidade considerável de
matéria orgânica nas águas tratadas, isto é, um residual de 30% em média de DBO, cf.
Tabela 42
. Por isso, a cloração não é recomendada, exceto em plantas instaladas
diretamente a montante do oceano ou mar aberto (COPPE, 2000).
Sem a desinfecção (cloração), dificilmente as UTR’s a montante de praias mantém um
efluente tratado com até 1.000 NMP/100ml, se os rios estiverem contaminados com
esgotos sanitários. Na UTR Carioca da praia do Flamengo, a quantidade de coliformes
chegou a um pico de 8.800 NMP/100ml durante seu funcionamento até 2007, alardeado
pela mídia (BRANDÃO, 2007).
145
Para combater a eutrofização de corpos d’água, todos os processos químicos (CEPT,
Actiflo®, e Flotflux®) apresentaram uma boa eficiência média de remoção do nutriente
fósforo, na faixa de 75% (
Tabela 41
). Por outro lado, o processo Flotflux® não
alcançou as eficiências esperadas de remoção do outro nutriente limitante – nitrogênio,
ficando bem abaixo da meta estabelecida pelo projeto da UTR Pampulha. Ocorreu até
um acréscimo de em média 4% de nitrogênio orgânico (
Tabela 42
), a jusante da UTR.
Como um dos principais objetivos do tratamento em cursos d’água é a preservação dos
ambientes lênticos (lagoas, por exemplo), o processo Flotflux® pode ser ineficaz se o
fator limitante for o nitrogênio. Cita-se ainda que somente o tratamento terciário do
efluente garante a remoção dos nutrientes de acordo com as normas ambientais
vigentes, não sendo o caso dos sistemas primários quimicamente assistidos.
O aumento de oxigênio dissolvido (OD) no curso d’água imediatamente após a UTR em
fluxo chegou a 51%, na Pampulha (COUTINHO, 2007) ou mais, em Ibirapuera. Como
o processo consiste em flotação a ar dissolvido, obviamente logo a jusante da estação
haverá um aumento na concentração de oxigênio dissolvido na água. Ressalta-se que o
benefício do aumento de OD é muito importante para as comunidades aquáticas
presentes nos ambientes lênticos e, até mesmo, lóticos a jusante. Porém, como existe
matéria orgânica residual (20 a 40% de DBO), os valores de OD tendem a diminuir ao
longo do curso d’água e dentro do ambiente lêntico. Então, quanto maior a carga
orgânica, maior a quantidade de oxigênio consumido pelos microorganismos para a
depuração da mesma e, conseqüentemente, menor a concentração de OD na água.
A
Tabela 43
apresenta as unidades de tratamento tipo flotação a ar dissolvido Flotflux®
implantadas ou em fase de planejamento no Brasil, com os seus locais de instalação, as
suas respectivas funções do tratamento e vazões de projeto (Q = capacidade).
Como o processo Flotflux® é o mais utilizado em melhoria de corpos d’água, os outros
tipos de UTR’s não foram avaliados economicamente. Porém, parafraseando um parecer
jurídico acerca da inexigibilidade de licitação do sistema em tela e baseado em laudo
técnico (PCA AMBIENTAL, 2002), os dados orçamentários preliminares evidenciaram
que o Flotflux® em Ribeirão Ibirité (MG) apresentou um custo preliminar menor, de
34% e 58% inferior ao Densadeg® e Actiflo®, respectivamente (MOTTA, 2002).
146
Tabela 43 – Sistemas Flotflux® implantados no Brasil (Fonte: DT Engenharia)
LOCAL Município UF
Tratamento
Q (l/s)
Bairro Aclimação Uberlândia MG
UASB 15
Ribeirão Imboassica (
ZEN de
Rio das Ostras
)
Macaé RJ UASB 25
Bairro Ipanema Uberlândia MG
UASB 25
Setor Teixeirinha Betim MG
UASB 30
Córrego Mathias ² Joinville SC Curso d’água
50
Parque da Aclimação São Paulo SP Curso d’água
50
Parque do Horto Florestal São Paulo SP Curso d’água
50
Parque do Jaraguá ¹ São Paulo SP Curso d’água
50
Praia da Enseada - canal da rua Acre Guarujá SP Curso d’água
50
Praia das Pedrinhas ² São Gonçalo RJ Água do Mar
50
Córrego Jaguarão ¹ Joinville SC Curso d’água
100
Córrego Morro Alto ¹ Joinville SC Curso d’água
100
Praia da Enseada - canal av.Guadalajara
Guarujá SP Curso d’água
100
Praia de Ramos Rio de Janeiro RJ Água do Mar
100
Rio Cotia São Paulo SP UASB 120
Córrego Bucarein ¹ Joinville SC Curso d’água
150
Parque Ibirapuera (córrego Sapateiro) São Paulo SP Curso d’água
150
Ribeirão Guavirituba São Paulo SP Curso d’água
200
Rio Alto Cachoeira ² Joinville SC Curso d’água
200
Rio Pavuninha ¹ Rio de Janeiro RJ Curso d’água
270
Rio Carioca (Flamengo) ² Rio de Janeiro RJ Curso d’água
300
Córrego da Rocinha (São Conrado) ² Rio de Janeiro RJ Curso d’água
325
Ressaca / Sarandi / Lagoa da Pampulha Belo Horizonte MG
Curso d’água
750
Rio Anil ¹ Rio de Janeiro RJ Curso d’água
830
Rio das Pedras ¹ Rio de Janeiro RJ Curso d’água
930
Ribeirão Ibirité / Lagoa Petrobrás Ibirité MG
Curso d’água
1.000
Arroio Pavuna ¹ Rio de Janeiro RJ Curso d’água
1.000
Arroio Fundo ² Rio de Janeiro RJ Curso d’água
1.800
Rio Uberabinha Uberlândia MG
UASB 4.000
Rio Pinheiros São Paulo SP Curso d’água
10.000
147
Notas (
Tabela 43
):
¹ = Estação não implantada (em projeto);
² = Estação atualmente (2008) desativada;
UASB = Efluente de reator anaeróbio de fluxo ascendente (RAFA).
Diversas fontes de consulta embasaram a composição dos custos de implantação,
operação e manutenção do sistema Flotflux®, conforme
Tabela 44
. Os percentuais de
custos de operação e manutenção (O & M) da Estação de Tratamento da Águas Fluviais
(ETAF ou UTR) dos córregos Ressaca e Sarandi na Lagoa da Pampulha (vide
Gráfico
37
) complementaram os valores faltantes das outras fontes, principalmente do parecer
técnico da Fundação RIO-ÁGUAS (2004) sobre a Despoluição do sistema lagunar de
Jacarepaguá, no município do Rio de Janeiro (RJ).
Os custos operacionais da UTR Pampulha variaram com as vazões afluentes durante o
período considerado de 2004 a 2006, como pode ser observado no
Gráfico 36
, onde o
custo foi extrapolado para a capacidade máxima do sistema de 750l/s. Por outro lado, o
percentual de consumo de produtos químicos, energia elétrica e pessoal em relação ao
total gasto pouco variou, ficando respectivamente entre: 66 e 73%; 12 e 19%; 15 e 16%.
As médias do período aparecem no
Gráfico 37
.
Custo operacional ETAF Pampulha
Máx
750l/s
R$3,12mi
2006
634l/s
R$2,88mi
2005
440l/s
R$2,20mi
2004
410l/s
R$1,20mi
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
0 100 200 300 400 500 600 700 800
Milhões
Vazão média anual (l/s)
(R$)
Gráfico 36 – Custo O & M UTR Pampulha (Fonte: adaptado de COUTINHO, 2007)
148
Gastos O&M na UTR Pampulha (MG)
Energia
elétrica
15,3%
Produtos
químicos e
material de
consumo
68,3%
Pessoal
16,4%
Gráfico 37 – Tipos de gasto nas UTR’s Flotflux® (Fonte: COUTINHO, 2007)
Tabela 44 – Custos de UTR’s tipo Flotflux® em cursos d’água
Fonte
Q
máx
(l/s)
Implantação
(R$)
I
O & M
(R$/ano)
O
O & M
(R$/ano) ***
UTR (=ETAF)
I O
150 1.800.000,00
360.000,00
2.198.026,80
Parque Ibirapuera ¹ ¹
200 5.000.000,00
342.000,00
2.088.125,46
Rio Alto Cachoeira **
*
300 3.539.458,06
470.457,60
2.872.440,04
Rio Carioca ¹ ¹
750 7.305.000,00
3.123.046,87
3.123.046,87
Lagoa da Pampulha ² ²
1.000 11.678.258,12
715.257,50
4.367.097,65
Arroio Pavuna ¹ ¹
1.800 23.217.955,20
715.257,50
4.367.097,65
Arroio Fundo ³ ¹
10.000
54.000.000,00
12.000.000,00
73.267.560,01
Rio Pinheiros ¹ ¹
Notas:
I
= Exclusive centrifugação e inertização do lodo, exceto Arroio Pavuna;
O
= Sem produtos químicos e sem energia elétrica, exceto Pampulha;
*** = Inclusive produtos químicos e energia elétrica, ao acrescentar 83,6%
(=68,3%+15,3%) no custo de pessoal, ou seja, ao dividir por 16,4% (Gráfico
37), exceto na Lagoa da Pampulha, que foi a referência;
¹ = RIO-ÁGUAS, 2004;
² = COUTINHO, 2007;
³ = CGU (2008), valor noticiado em dezembro de 2007;
* = Adaptado de CARON (2006), adotando o custo médio R$ 28.500/mês;
** = GAZETA (2007), valor noticiado em julho de 2007.
149
As curvas de custos e os índices correspondentes a Tabela 44 estão no Gráfico 38 e na
Tabela 45. As diferenças relativas às atualizações da moeda foram desprezadas.
Custos do sistema FLOTFLUX®
y = -0,8104x
2
+ 13506x
R
2
= 0,9935
y = 0,4656x
2
+ 2666,5x
R
2
= 0,9964
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000 9.000 10.000
Milhões
Vazão máxima (l/s)
(R$)
Implantação (R$) O&M (R$/ano) Implantação O&M
Gráfico 38 – Curvas de custos para UTR’s tipo Flotflux® em cursos d’água
Tabela 45 – Índices médios dos custos nas UTR’s em fluxo de cursos d’água
Q
máx
Implantação
Operação e Manutenção
(l/s) R$/(l/s) R$/ano/(l/s)
R$/ano/m³ R$/mês R$/mês/(m³/s)
150 12.000,00 14.653,51 0,465 183.168,90 1.221.126,00
200 25.000,00 10.440,63 0,331 174.010,46 870.052,28
300 11.798,19 9.574,80 0,304 239.370,00 797.900,01
750 9.740,00 4.164,06 0,132 260.253,91 347.005,21
1.000 11.678,26 4.367,10 0,138 363.924,80 363.924,80
1.800 12.898,86 2.426,17 0,077 363.924,80 202.180,45
10.000
5.400,00 7.326,76 0,232 6.105.630,00 610.563,00
Média
11.126,49 6.680,85 0,212 - 556.737,87
150
Cabe citar que os custos relativos ao tratamento (desidratação e inertização) do lodo
flotado não estão inclusos nos gráficos e tabelas anteriores, pois geralmente o lodo é
encaminhado ao sistema coletor de esgotos sanitários local, a exceção da UTR
Pinheiros, conforme já comentado anteriormente. Entretanto, o custo do tratamento e
destino final do lodo desta UTR não está computado neste estudo. Enquanto isso,
somente o custo para a implantação da UTR Arroio Pavuna inclui o tratamento do lodo.
A média do custo de implantação das UTR’s em fluxo foi cerca de R$ 11.000,00/(l/s),
ou seja, R$ 1.100.000,00 por cada 100l/s ou R$ 11.000.000,00 por cada 1m³/s. Este
valor ficou muito próximo do R$ 1.000.000,00 por cada 100l/s tratado (COUTINHO,
2007) e onze vezes maior do que o R$ 1.000.000,00 por cada 1m³/s tratado (COPPE,
2000), estimados em outros estudos.
O custo operacional e de manutenção das UTR’s em fluxo apresentou também uma
discrepância de valores, com médias de R$ 0,21/ano/m³ e R$ 600.000/mês por cada
1m³/s, aproximadamente. O primeiro valor foi 60% superior ao R$ 0,13/ano/m³ tratado
da UTR Pampulha (COUTINHO, 2007) e dez vezes maior do que R$ 0,02/ano/m³
tratado (COPPE, 2000). Já o segundo indicador ficou dez vezes maior do que os R$
60.000,00/mês por cada 1m³/s tratado (COPPE, 2000).
O custo operacional da Estação de Tratamento de Esgotos (ETE) tipo lodos ativados
convencional do Ribeirão Arrudas da COPASA-MG gira em torno de R$ 0,07/m³ de
esgotos tratados (ano base 2006), ou seja, aproximadamente metade dos gastos do
processo físico-químico da UTR Pampulha (COUTINHO, 2007). Contudo, ao comparar
com o valor médio agora encontrado, a operação de uma ETE secundária tipo lodos
ativados convencional com tratamento de lodo fica três vezes mais barata.
Os custos subestimados provavelmente não incluem os gastos com produtos químicos,
por isso a grande diferença nos índices encontrados.
É importante destacar que os custos foram avaliados para as vazões máximas de cada
UTR em fluxo, isto é, os custos podem variar de acordo com a vazão afluente, a
exemplo da UTR Pampulha (vide Gráfico 36).
151
Para avaliar os possíveis custos dos sistemas Flotflux® na foz dos rios a montante da
lagoa Guandu, antes da captação da ETAG, serão utilizados os índices médios da
Tabela 45, juntamente com os dados de vazões dos rios Poços / Queimados e Ipiranga e
de produção de lodo flotado e beneficiado presentes no Projeto PROÁGUA – Fase III
(COPPE, 2000), que estudou alternativas para a melhoria da água a logo montante da
captação da ETAG. O resultado está na Tabela 46.
Tabela 46 – Características dos sistemas Flotflux® propostos na lagoa Guandu
Características do sistema Unidade
Sistema Poços
e Queimados
Sistema
Ipiranga
Vazão (permanência 50%) l/s 2.000 500
Concentração de SST afluente mg/l 75 75
Lodo bruto flotado (3,5% sólidos) m³/dia 351,80 87,95
Lodo beneficiado (seco e inerte) m³/dia 39,6 9,9
Custo unitário de implantação R$/(l/s) 11.126,49 11.126,49
Custo de implantação R$ 22.252.980,00 5.563.245,00
Custo unitário anual de O & M R$/ano/(l/s)
6.680,85 6.680,85
Custo parcial anual de O & M R$/ano 13.361.700,00 3.340.425,00
Custo mensal de O & M R$/mês 1.113.475,00 278.368,75
Transporte do lodo beneficiado km 50 50
Custo estimado de transporte R$/mês 150.000 50.000
Custo total mensal de O & M R$/mês 1.263.475,00 328.368,75
O custo total para implantação dos sistemas logo a montante da lagoa Guandu seria de
R$ 27.816.225,00 e o de operação e manutenção ficariam em R$ 16.702.125,00/ano ou
R$ 1.391.843,75/mês, exclusive o tratamento e transporte do lodo beneficiado.
Se utilizassem os mesmos índices da UTR Pampulha, os valores dos custos operacionais
do sistema Poços / Queimados e do sistema Ipiranga cairiam para R$ 8.328.120,00/ano
e R$ 2.082.030,00/ano, respectivamente, totalizando R$ 10.410.150,00/ano, exclusive o
tratamento e transporte do lodo. Contudo, os valores continuariam elevados.
152
5.7)
Dragagem dos sedimentos da lagoa Guandu
A lagoa Guandu foi formada após a barragem do rio Guandu para a construção da
tomada d’água da ETAG, nos anos de 1950 e 1960. A vazão do rio estava ampliada com
as transposições do rio Paraíba do Sul, para gerar energia hidrelétrica.
A Foto 13 e a Foto 14 mostram a influência do represamento do rio Guandu nos seus
afluentes: rio Queimados, rio Ipiranga e rio dos Poços – afluente do rio Queimados.
Nota-se a formação do reservatório de regularização denominado lagoa Guandu na foto
mais atual, inexistente na imagem anterior. Além disso, as calhas dos afluentes foram
recuando para dar lugar ao lago do reservatório, ou seja, ocorreram remansos.
A poluição doméstica e industrial oriunda dos rios afluentes ao rio Guandu (Queimados
e Ipiranga) já preocupa há bastante tempo o abastecimento de água da RMRJ, conforme
o diagnóstico (item 4) e até o PDA (ENGEVIX, 1985). Para mitigar os efeitos, os
principais métodos foram discutidos em itens anteriores. Contudo, a dragagem da lagoa
Guandu seria ainda novidade como solução paliativa, porém necessária em qualquer
método para despoluir ou parar de poluir o rio Guandu logo a montante da captação.
Foto 13 – Captação da ETAG entre os anos de 1950 e 1960 (Fonte: CEDAE)
153
Foto 14 – Captação da ETAG em 2005 (Fonte: CEDAE)
A lagoa Guandu pode ser dividida em: lagoa Queimados-Poços e lagoa Ipiranga,
referentes aos trechos formados na foz dos rios Queimados e Ipiranga, respectivamente.
As lagoas apresentaram elementos químicos em níveis elevados, tais como chumbo
disponível e ferro disponível, de acordo com as análises de qualidade dos sedimentos
(item 3). Entretanto, os maiores níveis foram encontrados nos rios afluentes da lagoa
Guandu, que funcionaria então como um amortecedor da poluição oriunda destes rios
antes da captação da ETAG.
Devido ao passivo ambiental da poluição industrial, a dragagem dos sedimentos (lodo)
da lagoa Guandu seria cuidadosa, para não revolver o fundo composto por metais
pesados ou não pesados que se acumulam biologicamente nos seres aquáticos. Com
isso, o material dragado não poderia ser lançado em qualquer corpo d’água, como
costuma acontecer em algumas situações. O destino deveria ser um aterro apropriado,
de lodo ou industrial, ou o reaproveitamento na indústria após estudos em escala piloto,
para fabricação de tijolos não estruturais a exemplo do projeto Rejeito Zero (item 7.7).
154
Os custos estimados para dragagem e destinação do lodo em aterro estão no orçamento
da Tabela 47. A área dragada foi estimada pelos mapas da SONDOTÉCNICA (2006).
Tabela 47 – Orçamento para a dragagem e o aterro do lodo da lagoa Guandu
EMOP Descrição do serviço Quantidade Ud R$/Ud Total (R$) Fórmulas
03.037.300-0
Dragagem com draga flutuante de sucção
e recalque, utilizando tubulação de 12”,
extensão ate 1200 m, em produção de
80,00 m³/h
1.000.000,00
m³ 6,10
6.100.000,00
= A.H
04.005.121-0
Transporte de carga de qualquer
natureza,exclusive as despesas de carga e
descarga,tanto de espera do caminhão
como do servente ou equipamento
auxiliar, a velocidade media de 40 km/h,
em caminhão basculante a óleo diesel,
com capacidade útil de 8t
36.000.000,00
t.km 0,41
14.760.000,00
= A.H.D.P
04.011.052-1
Carga e descarga mecânica, com pá-
carregadeira,com 1,50m³ de capacidade,
utilizando caminhão basculante a óleo
diesel, com capacidade útil de 8t
considerados para caminhão os tempos de
espera ,manobra, carga e descarga e, para
a pá-carregadeira, os tempos de espera e
operação para cargas de 100 t por dia de
8h.
1.800.000,00
T 4,36
7.848.000,00
= A.H.P
04.018.010-0
Recebimento de carga de caminhão
basculante em serviços de carga mecânica
1.800.000,00
T 0,24
432.000,00
= A.H.P
03.046.001-0
Espalhamento de material de 1a
categoria,com trator com potencia em
torno de 140 cv, com lamina
1.000.000,00
m³ 1,85
1.850.000,00
= A.H
CANTEIRO
DE OBRAS
Implantação, administração e supervisão
do canteiro de obras, inclusive despesas
diretas e indiretas
5%
Global
3,10E+07
1.549.500,00
= A.H
Dragagem dos sedimentos e aterro do lodo da lagoa Guandu
TOTAL
R$ 32.539.500,00
NOTAS:
O lodo (sedimento) retirado da Lagoa seria todo levado ao aterro apropriado;
EMOP = (EMOP, 1997) com custos sem BDI de janeiro de 2008;
CANTEIRO DE OBRAS = valor adotado sobre o subtotal = 5%;
A = Espelho d’água da lagoa Guandu (estimado) = 1.000.000,00m²;
H = Altura da camada de lodo = 1,00m;
D = Distância entre a lagoa Guandu e o aterro de lodo = 20,00km;
P = Peso específico do lodo do fundo da lagoa Guandu = 1,80t/m³.
155
O Gráfico 39 e o Gráfico 40 indicam os prazos, os valores e as equações para qualquer
altura de lodo (sedimento) a ser dragado na lagoa Guandu.
Lodo da Lagoa Guandu - dragagem e aterro a 20km
16,27
32,54
48,81
65,08
81,35
97,62
113,89
130,16
146,43
162,70
y = 32.539.500,00x
R
2
= 1,00
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0
Milhões
Altura da camada de lodo (m)
Custo total (R$) EMOP Jan/2008
.
Gráfico 39 – Custos de dragagem com outras alturas de lodo na lagoa Guandu
Lodo da Lagoa Guandu - dragagem e aterro a 20km
(24h/dia com 1 draga flutuante, 12 pás-carregadeiras e 18 caminhões-basculantes)
0,71347
1,42694
2,14041
2,85388
3,56735
4,28082
4,99429
5,70776
6,42123
7,13470
y = 1,42694x
R
2
= 1,00000
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0
Altura da camada de lodo (m)
Prazo de execução (anos) ,
Gráfico 40 – Prazo de execução para a dragagem do lodo da lagoa Guandu
156
Para calcular os prazos de execução das obras de dragagem, considerou-se a operação
de uma draga flutuante, que percorreria toda a área da lagoa Guandu, além de 12
carregadeiras (11,52 aproximados) e 18 caminhões basculantes para carga e transporte
dos sedimentos (lodo), que possuiriam os mesmos tempos de produção da draga. O
canteiro de obras teria uma área aproximada de 20.000m² (=200m x 100m), para cada
metro de altura de lodo na lagoa Guandu.
Cabe ressaltar que os custos não incluíram a desidratação ou secagem do lodo retirado
da Lagoa, nem por métodos convencionais tampouco especiais. Entretanto, previu-se a
desidratação ao natural
sem leitos de secagem
, dentro do próprio canteiro de obras, a
ser implantado ao lado da lagoa Guandu, preferencialmente em um ponto a jusante da
captação da ETAG (vide
Foto 14
), ou seja, o percolado retornaria enfim ao canal de São
Francisco, causando maiores impactos na baía de Sepetiba.
Para evitar a transferência de poluição à jusante da captação da ETAG seria necessário o
pré-tratamento provisório do efluente, o percolado, durante a realização dos serviços.
Contudo, deveria ser uma estação de tratamento de efluentes industriais complexa e
ampla, que atendesse a todos os tipos de sedimentos compostos pela gama de diferentes
metais encontrados. Provavelmente, a estação seria inviável técnica e economicamente.
Os tubos geotêxteis seriam uma opção de pré-tratamento do lodo com secagem.
5.8)
Desidratação de lodo e sedimentos com tubos geotêxteis
Os sistemas tubulares com material geotêxtil são uma alternativa recente para conter o
lodo e os sedimentos contaminados oriundos de dragagens de corpos de água no Brasil e
no mundo. Na realidade, a principal função dos tubos geotêxteis é permitir uma maior
desidratação do material dragado, após contê-lo dentro de sacos com pequenas ou
grandes dimensões longitudinais, por isso são denominados tubos. O efluente dos tubos
são filtrados nas malhas existentes no próprio geotêxtil feito de tecido de alta
resistência, diminuindo assim significativamente alguns parâmetros de poluição das
águas, principalmente orgânicos e sólidos em suspensão. A costura do geotêxtil deve ser
resistente a pressões, principalmente, durante as operações de bombeamento do material
dragado para dentro do tubo (CASTRO, 2005).
157
A disposição dos tubos geotêxteis é semelhante à de um aterro sanitário, pois os sacos
podem ser empilhados para economizar espaço, que deverá possuir células previamente
preparadas com mantas geotêxteis impermeáveis (geomembranas), bermas e filtros de
brita graduada (colchão drenante). Os tubos inferiores são feitos geralmente de não
tecido, para estruturalmente suportar as cargas dos tubos superiores.
A aplicação de polímero serve para auxiliar no condicionamento do lodo armazenado
nos sacos, ou seja, para formar os flocos que permitem a separação prévia entre a parte
sólida e a parte líquida do lodo.
A
Foto 15
apresenta a seqüência de preparação de uma célula para os receber tubos
geotêxteis, desde a terraplenagem até o enchimento com o lodo já floculado. Ressalta-se
que terraplenagem é essencial porque todos os materiais cortantes e o desnivelamento
do terreno prejudicam o funcionamento do sistema tubular geotêxtil.
Foto 15 – Preparação da célula para tubos geotêxteis (Fonte: ALLONDA, 2007)
A
Foto 16
mostra o esquema geral de funcionamento do sistema com tubos geotêxteis.
Notam-se a entrada do afluente com polímeros na parte superior e a saída do efluente
filtrado na parte inferior do saco.
158
Foto 16 – Funcionamento do sistema tubular geotêxtil (Fonte: ALLONDA, 2007)
Apesar do tubo ficar exposto às intempéries e à radiação solar, tal qual uma célula de
aterro sanitário, o sistema não é afetado significativamente, caso o material geotêxtil
tenha uma costura correta e uma malha de filtração com as dimensões apropriadas para
as características do sedimento, conforme ALLONDA (2007). Contudo, quanto maior a
radiação solar maior a desidratação do material contido.
O sistema tubular geotêxtil é parte integrante na recuperação ambiental de alguns corpos
de água com sedimentos contaminados no mundo. Sendo que, o exemplo mais próximo
para a futura recuperação da lagoa Guandu é a despoluição do rio
Fox
em
Appleton
, no
estado de
Wisconsin
dos Estados Unidos da América (IFAI, 2006).
Por mais de 50 anos, as fábricas de papel localizadas ao longo do rio
Fox
contribuíram
para a sua contaminação industrial com PCB’s. Atualmente, os tubos geotêxteis estão
sendo utilizados para conter e desaguar um volume que varia entre 575.000 e 765.000m³
de sedimentos contaminados. Unidades geotêxteis com 18,30 m de circunferência foram
empilhadas em três e quatro linhas de altura. A operação de dragagem mantém uma
vazão de 480m³/h. Os sólidos desidratados estão numa percentagem de 50% e a
tecnologia de tubos geotêxteis apresentou uma relação custo-benefício maior do que
filtros-prensa e outros métodos de desidratação
(TENCATE, 2007).
159
O planejamento das obras para despoluição do rio
Fox
teve início em 1998 (EPA,
1998). Porém, somente após diversos estudos comparativos com outros tipos de
soluções (aterro submersos ou
capping
, entre outras), o sistema de tubos geotêxteis foi
adotado, com os objetivos de acelerar o processo de desidratação e reduzir
drasticamente o volume do material contaminado, proporcionando, assim, uma
economia nos custos de disposição final do lodo ou dos sedimentos (EPA, 2001).
Considerando um custo unitário estimado em R$ 10 (adotado com base no mercado de
janeiro de 2008), para cada metro cúbico a ser desidratado em tubos geotêxteis, o custo
total para desidratar todo o lodo removido da lagoa Guandu seria de R$ 10.000.000,00,
por cada metro cúbico de lodo seco, se a altura da camada de lodo no fundo fosse de um
metro.
Portanto, além do prazo de execução demorado, o custo para remediar um passivo
ambiental na lagoa Guandu é bastante elevado, em torno de 43 milhões de reais, para
cada metro de lodo depositado no fundo. Outra solução mais viável seria o aterro
submerso (
capping
), no entanto, essa solução não é definitiva para o problema da
poluição, já que o lodo continuaria no fundo da lagoa.
160
6)
BALANÇO HÍDRICO NA BACIA DO RIO GUANDU
A disponibilidade mínima de água para os usuários da bacia hidrográfica do rio Guandu
(Q
outorga
da
Tabela 48
), ou seja, das sub-bacias do rio Guandu e dos rios da baixada da
baía de Sepetiba, está diretamente ligada à transposição do rio Paraíba do Sul para a
bacia do rio Guandu, isto é, para os reservatórios da LIGHT (item 7.8.1). Fatores
limitantes de uso também diminuem a potencialidade do rio Guandu, caso da penetração
da cunha salina no canal de São Francisco a partir de sua foz na baía de Sepetiba,
obrigando uma reserva mínima de água necessária para impedir o avanço (item 7.8.2).
Tabela 48 – Vazões na bacia do rio Guandu (Fonte: SONDOTÉCNICA, 2007)
Vazão disponível = Q (m³/s)
Corpo hídrico contribuinte
poços 7,10
³
mínima
média
outorga
Rio Paraíba do Sul (Sta Cecília) -
¹119,00
-
Rio Piraí (Tocos e Santana) -
-
-
Ribeirão das Lajes
0,40
0,37
16,40
5,90
²6,67
UHE Pereira Passos (a jusante) ¹120,00
-
163,00
¹120,00
Ribeirão da Floresta 0,001
0,22
Rio Cacaria 0,081
1,31
Rio da Onça 0,059
0,95
Córrego dos Macacos 0,054
0,87
Rio Macaco 0,083
1,34
Valão da Areia 0,032
0,52
Rio Santana 0,378
6,09
Rio São Pedro 0,117
1,88
Rio Poços/Queimados/Ipiranga 0,241
3,89
Rio Guandu
(outros afluentes)
2,20
0,10
3,18
1,59
²3,35
Disponibilidade hídrica total
2,60
121,52
138,58
187,56
130,02
Notas:
¹ = Vazões mínimas cf. resoluções ANA (vide
Tabela 65
);
² = Vazão natural superficial + Vazão renovável das reservas subterrâneas (Q
poços
);
³ = Vazões mínimas disponíveis (SERLA, 2005b);
7,10
= Vazões mínimas durante 07 dias com tempo de recorrência de 10 anos.
161
O
Gráfico 41
e o
Gráfico 42
mostram as vazões ao longo dos 66,7km do rio Guandu.
120,0
120,2
120,4
120,6
120,8
121,0
121,2
121,4
121,6
121,8
122,0
0 10 20 30 40 50 60
Distância (km)
Disponibilidade (m
3
/s)
rio Cacaria
0,081 m
3
/s
UHE Pereira Passos
rio Macaco
0,083 m
3
/s
rio Santana
0,378 m
3
/s
Foz
rio São Pedro
0,117 m
3
/s
rio dos Poços
0,241 m
3
/s
Gráfico 41 – Vazões mínimas ao longo do rio Guandu (SONDOTÉCNICA, 2006)
160,0
165,0
170,0
175,0
180,0
185,0
190,0
195,0
200,0
0 10 20 30 40 50 60
Distância (km)
Disponibilidade (m
3
/s)
rio Cacaria
1,31 m
3
/s
UHE Pereira Passos
Foz
rio Macaco
1,34 m
3
/s
rio Santana
6,09 m
3
/s
rio São Pedro
1,88 m
3
/s
rio dos Poços
3,89 m
3
/s
Gráfico 42 – Vazões médias ao longo do rio Guandu (SONDOTÉCNICA, 2006)
162
A demanda pela utilização das águas doces na bacia do rio Guandu é calculada a partir
das vazões solicitadas pelos usuários outorgados ou em processo de outorga, além da
restrição imposta pela penetração do prisma de salinidade no canal de São Francisco.
Para o cálculo do balanço hídrico, serão consideradas tanto as vazões captadas quanto as
vazões lançadas por cada empresa, inclusive daqueles empreendimentos propostos que
pretendem usar os recursos hídricos da bacia. Foram consultadas todas as portarias de
concessão de outorga na bacia do rio Guandu até dezembro de 2008, fornecidos pela
SERLA (2006b) ou presentes nos boletins de serviço da SERLA (2007d) e nos diários
oficiais do estado do Rio de Janeiro neste período (DOERJ, 2007 e 2008).
Uma relação de todos os usuários atuais, futuros e propensos estão na
Tabela 49
e
Tabela 50
. Empreendimentos ainda em fase de estudos ambientais ou presentes em
planos foram incluídos para uma melhor visão de todas as possibilidades de cenários
das demandas finais da bacia do rio Guandu.
Os efluentes lançados em outras bacias obviamente não estão computados, portanto não
constam no cálculo da disponibilidade hídrica da bacia, caso dos efluentes da ETAG,
oriundos da lavagem dos filtros e da descarga dos decantadores, que são lançados no rio
Guandu-Mirim.
Os usuários atuais incluem grandes consumidores outorgados recentemente em 2007,
como a Estação de Tratamento de Água do Guandu (ETAG) da CEDAE.
A CEDAE (2007) pretende implantar mais uma estação de tratamento de água de
grande porte denominada Novo Guandu, com 24m³/s de água bruta captada no rio
Guandu, a ser implantada no mesmo local e com a mesma vazão nominal da ETA
Guandu Novo do plano diretor de abastecimento da Região Metropolitana do Rio de
Janeiro (RMRJ), revisado em 2004 (CNEC, 2004). A Companhia também estuda a ETA
Guandu II (BCM, 2005), com algumas diferenças tecnológicas, que retiraria um total de
36m³/s do rio Guandu. Portanto, a CEDAE também é um propenso usuário de peso.
Alguns possíveis usuários citados são concorrentes, ou seja, não significa que todos
serão implantados, caso das ETA’s Marajoara, Guandu Novo, Guandu II e Novo
Guandu (vide item 7). Portanto, cenários hídricos distintos deverão ser avaliados.
163
Tabela 49 – Demandas atuais na bacia do rio Guandu (Fonte:SERLA, 2006b e 2007)
Vazões atuais (m³/s)
Usuários outorgados Finalidade
Captação Lançamento
Prefeitura Paracambi Abastecimento 0,006
Recreação Paradiso (NI)
[poços]
Abastecimento e lazer 0,058
CEDAE – Miguel Pereira Abastecimento público 0,100
CEDAE – ETAG Abastecimento público 45,000
CEDAE – Sistema Acari Abastecimento público 1,617
CEDAE – Paracambi Abastecimento público 0,029
CEDAE – Ribeirão das Lajes Abastecimento público 6,000
CEDAE – Piraí Abastecimento público 0,050
Prefeitura Nova Iguaçu (ETE) Esgotamento sanitário
0,023
LIGHT – UTE Paracambi Geração de energia 0,400
0,100
Inepar (termelétrica) Geração de energia 1,400
LIGHT Paracambi (hidrelétrica)
Geração de energia 210,000
210,000
COSIGUA / Gerdau Industrial 3,472
AMBEV Industrial 0,389
FCC – Catalisadores Industrial 0,050
Eletrobolt Industrial 0,083
0,010
El Paso Industrial 0,122
0,022
Duke Energy 3 Brasil Industrial 0,227
0,056
REDUC (Petrobrás) Industrial 0,500
Petroflex Industrial 0,089
Rio Polímeros Industrial 0,250
Santa Cruz (Furnas) Industrial 0,040
0,005
UTE Termorio Industrial 0,448
Jolimode Industrial 0,003
0,002
CSA Industrial 3,000
2,500
CSN (mineração) Industrial 2,000
CSA Produção de energia 18,000
Total das vazões atuais Saldo atual = -80,614 -293,332
212,718
164
Tabela 50 – Possíveis demandas futuras na bacia do rio Guandu (Fonte: CEDAE)
Vazões futuras (m³/s)
N°
Possíveis usuários Finalidade
Captação
Lançamento
01
CEDAE – Rejeito Zero ETAG
Abastecimento público
4,540
02
CEDAE – ETA Marajoara Abastecimento público
31,500
03
CEDAE – ETA Guandu Novo Abastecimento público
24,000
04
CEDAE – ETA Guandu II Abastecimento público
36,000
05
CEDAE – ETA Novo Guandu Abastecimento público
24,000
06
CEDAE – ETA Rib.das Lajes Abastecimento público
5,500
5,500
07
CEDAE – Sistema Guandu Abastecimento público
-
5,000
08
CEDAE – Sistema Lajes Abastecimento público
-
1,000
09
CEDAE – Sistema Acari Abastecimento público
-
1,617
10
CEDAE – Sistemas locais Abastecimento público
-
0,179
11
COMPERJ Industrial 3,000
12
Desvio dos rios dos Poços Melhoria da água bruta
2,500
2,500
13
Desvio de Pedras Secas Melhoria da água bruta
0,000
0,000
Combinações prováveis CENÁRIO Hídrico -Q +Q
D
04+11 Desfavorável 39,000
0,000
T
01+05+06+12+13 Tendencial 32,000
12,540
F
01+03+07+08+09+10+12+13
Favorável 26,500
14,836
Os usuários futuros compõem principalmente os grandes empreendimentos planejados
para a região da bacia da Baía de Sepetiba, caso da Companhia Siderúrgica do Atlântico
(CSA) e da Companhia Siderúrgica Nacional (CSN). Os valores outorgados da CSA e
os pedidos pela CSN são as demandas diretas das siderúrgicas. As demandas indiretas
advindas do grande crescimento populacional da região provocado pela implantação e
posterior operação das companhias devem ser incluídas no balanço hídrico da região. O
atual plano diretor de água da RMRJ (CNEC, 2004) não considera o crescimento desse
pólo de desenvolvimento da região do porto de Itaguaí, antigo porto de Sepetiba,
renomeado em 2006 pelo governo federal por intermédio da LEI 11.200 (2005).
165
Um propenso usuário da bacia do rio Guandu é o Complexo Petroquímico do Estado do
Rio de Janeiro (COMPERJ), em Itaboraí, mesmo estando na região hidrográfica da Baía
de Guanabara e ainda em fase final de estudos (SEINPE, 2006a) e de discussões pelos
diversos órgãos envolvidos. A demanda hídrica final necessária do COMPERJ é de
3,0m³/s (SEINPE, 2006b). Já a demanda complementar gerada em função da
implantação está estimada pela CEDAE (2006) em 2,0m³/s.
O Plano Diretor de Recursos Hídricos da Bacia da Baía de Guanabara – PDRH-BG
(ECOLOGUS-AGRAR, 2005) não considera o COMPERJ. Esse plano propõe ações
estruturais e não estruturais de reforço do sistema Imunana-Laranjal da CEDAE para
abastecimento d’água da RMRJ leste, sendo o déficit hídrico deste sistema previsto para
o ano de 2020 de 6,641m³/s. No caso, as ações estruturais incluem a utilização de
vazões regularizadas com a implantação da tomada d’água no rio Caceribu (1,60m³/s),
da Barragem de Tanguá (1,40m³/s) e da Barragem de Duas Barras (1,12m³/s). Já as
outras ações correspondem à ativação de água subterrânea (0,30m³/s) e à gestão das
demandas locais (2,221m³/s), isto é, à redução das perdas no sistema (cf. item 7.3.1).
Estudos da CEDAE (2006) e da COPPE (SEINPE, 2006c) para suprir a demanda do
COMPERJ avaliaram alternativas para o atendimento integrado entre o abastecimento
público suprido pelo sistema Imunana-Laranjal e o COMPERJ, considerando a captação
da ETA Marajoara no rio Guandu, pertencente à bacia hidrográfica de mesmo nome.
Segundo a COPPE (SEINPE, 2006c), a implantação da ETA Marajoara atenderia ao
déficit de demanda em 2020 para abastecimento de água da população na bacia
hidrográfica da Baía de Guanabara e ao COMPERJ. No caso, o déficit total dos sistemas
Imunana-Laranjal e de outros da RMRJ leste, em 2020, seria de 9,12m³/s, sendo que:
3m³/s diretos do COMPERJ; 2m³/s indiretos do COMPERJ; e 4,12m³/s das ações
estruturais de reforço do Imunana-Laranjal pelo PDRH-BG (vide também item 7.3).
Entretanto, a RPDA 2004 da CEDAE (CNEC, 2004) para o abastecimento da RMRJ
descarta a ETA Marajoara, substituindo-a pela ETA Guandu Novo, em outro local.
Uma alternativa estudada pela COPPE (SEINPE, 2006c) foi o aproveitamento do lago
da Barragem de Ribeirão das Lajes para atendimento das demandas da bacia da Baía de
Guanabara e do COMPERJ. Ribeirão das Lajes foi descartada por ser reserva
estratégica do abastecimento da RMRJ oeste (cf. item 7.6).
166
A CEDAE propôs em reuniões da Secretaria de Energia, de Indústria Naval e do
Petróleo do Estado do Rio de Janeiro (SEINPE, 2006c) a água de reúso do Projeto
Rejeito Zero proveniente do descarte de lodo dos decantadores e da retro-lavagem dos
filtros da ETA Guandu, após um tratamento prévio, para o suprimento direto do
COMPERJ. A vazão tratada hoje pela ETAG é de 43m³/s, sendo 27m³/s pela chamada
VETA e 16m³/s pela NETA (cf. item 2.2.4), enquanto que as águas para futuro reúso na
ETAG somam uma vazão média de 4,54m³/s, despejadas atualmente no rio Guandu-
Mirim (vide item 7.7). Essa vazão é suficiente para suprir os consumos iniciais e finais
do COMPERJ, pois a Petrobrás estimou um consumo de água em 0,8m³/s na fase de
obras, devendo aumentar nas fases de comissionamento, subindo para 1,5m³/s em 2012
até chegar ao máximo de 3m³/s, para atender as expansões vindouras (SEINPE, 2006d).
De acordo com a CEDAE (SEINPE, 2006d), a água de reúso da ETA Guandu poderia
ser transportada pela adutora que abastece a REDUC (Refinaria de Duque de Caxias).
Essa adutora é operada pela CEDAE e pode transportar até 2m³/s, mas atualmente
somente 0,8m³/s são conduzidos. Portanto, a diferença poderia ser aproveitada para a
demanda na fase de obras do COMPERJ, restando a construção do trecho entre a
REDUC e o COMPERJ. A adutora poderia ser ampliada nas fases seguintes para suprir
as demandas de água durante a operação do COMPERJ, de 1,5 a 3m³/s, e da REDUC.
A vazão de água de reúso da ETA Guandu é um valor considerável em termos de ganho
hídrico na bacia hidrográfica do rio Guandu, podendo ser utilizada pela própria ETAG
ou pelas indústrias no canal de São Francisco (cf. item 7.8.2), caso não venha a ser
utilizada pelo COMPERJ e pelo sistema de reforço do Imunana-Laranjal, localizados na
região hidrográfica da baía de Guanabara. Em contrapartida, o reúso seria um déficit
para a bacia do rio Guandu-Mirim, atual destino dos efluentes de lavagem dos filtros e
de descarga dos decantadores da ETA Guandu, por ser uma bacia de pequena vazão.
Outras fontes de água para o COMPERJ foram citadas pela COPPE (SEINPE, 2006c),
tais como: o rio Paraíba do Sul – descartada face ao conflito com os usuários a
montante; a transposição da represa de Juturnaíba – mais viável tecnicamente segundo a
COPPE; e a barragem de Guapi-Açu.
167
Recentemente, acontecem discussões sobre a implantação da barragem de Guapi-Açu
para aumentar as vazões regularizadas em 5,93m³/s e atender às demandas restantes da
bacia e do COMPERJ (SERLA, 2008b). Entretanto, as ações estruturais do PDRH-BG
(ECOLOGUS-AGRAR, 2005) deveriam ser também implantadas para atender ao déficit
total de demanda de 9,12m³/s, cf. CEDAE (2006), encarecendo mais a solução final.
Apesar da boa receptividade para a proposta de reúso dos efluentes da ETAG pela
Petrobrás, responsável pelo COMPERJ (SEINPE, 2006e), outros tipos de consumo a
partir do reúso de efluentes foram sugeridos pela ASEAC (Associação dos empregados
de nível universitário da CEDAE), em reunião na câmara técnica do comitê da bacia
hidrográfica da Baía de Guanabara. No caso, a água viria do reúso de efluentes das
Estações de Tratamento de Esgotos (ETE’s) da CEDAE (ASEAC, 2006).
As ETE’s situadas na RMRJ, incluindo Niterói e Baixada Fluminense, possuirão uma
capacidade máxima de gerar cerca de 11m³/s de esgotos tratados em níveis primário e
secundário, em final de plano. Somente a ETE Alegria responderá por cerca de 5m³/s de
vazão tratada a nível secundário, ao término das obras em andamento da segunda etapa
do Programa de Despoluição da Baía de Guanabara (PDBG). Para suprir o COMPERJ,
seriam necessários aproximadamente 30km em tubulações de transporte dos efluentes
tratados da ETE Alegria, que, mesmo assim, teria menor distância até o COMPERJ do
que em relação a ETA Guandu (~97km) ou ao reservatório de Juturnaíba. Essa água
serviria em caldeiras, para o resfriamento, entre outros usos (ASEAC, 2006). Hoje, a
ETE é tratamento primário convencional com vazão média de 2,2m³/s (CEDAE, 2008).
A ETE São Gonçalo é mais próxima do futuro COMPERJ, mas é de menor porte, com
vazão máxima em torno de 0,8m³/s, e o tratamento secundário não está funcionando a
contento, necessitando ainda de obras para complementação das fases líquida e sólida
(ASEAC, 2006), já contratadas e financiadas pelo PAC (2008) com R$ 25.285.000,00.
O abastecimento de água potável pelo sistema Imunana-Laranjal da CEDAE seria
afetado, se o COMPERJ utilizasse o mesmo manancial – o canal de Imunana, que já
está quase todo aproveitado pela captação de 5,1m³/s da ETA Laranjal, embora a
capacidade máxima da ETA seja de 7m³/s (ASEAC, 2006).
168
Os efluentes tratados em Estações de Tratamento de Esgotos (ETE’s) compõem uma
modalidade de reúso bastante considerável para o atendimento não só do COMPERJ
como também de outros ramos de atividade, diminuindo assim o consumo de água
potável para usos menos nobres. Contudo, o reúso dos efluentes das ETE’s e também
das ETA’s poderão aumentar a disponibilidade hídrica no rio Guandu, pois diminuiriam
as vazões captadas pelos usuários envolvidos, aumentado a oferta, como no caso dos
4,54m³/s do projeto de reúso da ETAG. Por outro lado, as bacias seriam afetadas com as
transposições, como é o caso da bacia da baía de Guanabara sem parte dos 11m³/s das
ETE’s, por exemplo. As conseqüências ambientais e sociais deverão ser analisadas.
Como os recursos hídricos locais em Itaboraí e São Gonçalo já estão escassos,
principalmente em estiagens (ASEAC, 2006), uma opção para atender ao COMPERJ
seria a da ASEAC (2006), já que o reúso da ETAG é imprescindível para o aumento da
oferta de água potável disponibilizada pela estação, sem a necessidade de acréscimo na
vazão captada do rio Guandu. Cabe lembrar que a capacidade máxima da ETAG –
VETA e NETA – é de 47m³/s e não os 43m³/s atuais; então, os 4,54m³/s seriam
absorvidos pela ETA sem ampliar as estruturas atuais, além de implantar as unidades de
tratamento do lodo e de recirculação dos efluentes na ETAG (vide item 7.7),
logicamente. Contudo, mesmo que o reúso da ETAG tenha outro destino senão a
própria estação, o projeto Rejeito Zero é necessário para mitigar os impactos ambientais
na bacia do rio Guandu-Mirim.
Para o início das obras em 2008 e também para o início da operação do COMPERJ em
2012 com 1,5m³/s, o sistema Imunana-Laranjal será ampliado, com a ajuda do PAC
(2008), que financiará as obras de duplicação de adutora e ampliação da capacidade de
tratamento de água do sistema, já contratadas por R$ 87.150.000,00.
O balanço ou saldo hídrico está na
Tabela 51
. O cálculo considera a disponibilidade de
vazão mínima para outorga (Q
mín
e Q
outorga
), os possíveis cenários futuros de demanda
(cf. CEDAE) e as vazões reservadas para conter a cunha salina, isto é, as demandas
ambientais atuais e futuras adotadas pela SERLA (2005b) e pelo PERH Guandu
(SONDOTÉCNICA, 2006 e 2007). As outras demandas são as demandas em 2005 e
2025 adotadas pelo PERH Guandu (SONDOTÉCNICA, 2007) para as áreas: industrial
(+16,09m³/s); mineração (0,2 e 0,4m³/s); agropecuária e aqüicultura (0,24 e 0,24m³/s).
169
Tabela 51 – Balanço hídrico atual e futuro na bacia do rio Guandu
Vazões (m³/s)
Cenário Tipo de vazões Fonte
Captação Lançamento
TOTAL
Mínima disponível Q
mín
138,580
Demandas outorgadas SERLA
-293,332
212,718
-80,614
Possíveis demandas CEDAE
0,000
0,000
0,000
Outras demandas PERH -0,440
0,000
-0,440
Demanda ambiental SERLA
-50,000
0,000
-50,000
ATUAL
Saldo hídrico
7,526
Mínima disponível Q
outorga
130,015
Demandas outorgadas SERLA
-293,332
212,718
-80,614
Possíveis demandas CEDAE
-39,000
0,000
-39,000
Outras demandas PERH -16,730
0,000
-16,730
Demanda ambiental PERH -25,180
0,000
-25,180
FUTURO
D
esfavorável
Saldo hídrico
-31,509
Mínima disponível Q
outorga
130,015
Demandas outorgadas SERLA
-293,332
212,718
-80,614
Possíveis demandas CEDAE
-32,000
12,540
-19,460
Outras demandas ¹ PERH -0,640
0,000
-0,640
Demanda ambiental PERH -25,180
0,000
-25,180
FUTURO
T
endencial
Saldo hídrico
4,121
Mínima disponível Q
outorga
130,015
Demandas outorgadas SERLA
-293,332
212,718
-80,614
Possíveis demandas CEDAE
-26,500
14,836
-11,664
Outras demandas PERH -16,730
0,000
-16,730
Demanda ambiental PERH -25,180
0,000
-25,180
FUTURO
F
avorável
Saldo hídrico
-4.173
Notas:
PERH = Demandas das bacias do Ribeirão das Lajes e do rio Guandu somadas;
¹ = Exclusive acréscimo na demanda industrial previsto pelo PERH Guandu.
170
O saldo hídrico do cenário atual seria negativo (7,526-60+50=-2,474m³/s), se utilizasse
a demanda ambiental de 60m³/s do PERH Guandu (SONDOTÉCNICA, 2006) para a
simulação da intrusão salina atual (vide item 7.8.2), e seria ainda menor (-11,039m³/s)
com o uso da vazão disponível para outorga (Q
outorga
) adotada pelo mesmo plano.
O cenário futuro tendencial (T) sem a previsão de aumento da demanda industrial é o
único que não apresenta vazões negativas. Esse deverá ser o cenário adotado para gerir
as futuras outorgas na bacia hidrográfica do rio Guandu.
Ressalta-se que não restará a vazão ambiental prevista no cenário futuro do PERH
Guandu (SONDOTÉCNICA, 2006 e 2007) de 25m³/s, correspondente à vazão natural
média do rio Guandu na foz antes da existência das transposições. Logo, a previsão do
PERH para um acréscimo na demanda industrial de 16,09m³/s, em 2025, afeta o saldo
hídrico aqui encontrado. Contudo, existem duas opções claras para solucionar a questão:
restringir a disponibilidade hídrica para a vazão industrial futura até o máximo de
4,121m³/s em vez de 16,09m³/s; ou manter a previsão industrial de 16,09m³/s e diminuir
a demanda ambiental no rio Guandu para menos de 25m³/s. A primeira opção seria a
mais lógica e teria menos complicações ambientais, pois a diminuição da demanda
ambiental poderia provocar o avanço não somente da cunha salina como também do
oceano dentro do canal de São Francisco, semelhante ao que ocorre na foz do rio
Paraíba do Sul (vide item 7.8.1), podendo trazer ainda elementos químicos poluentes,
tais como metais pesados oriundos do passivo ambiental da baía de Sepetiba
(LOUREIRO
et al
., 2003).
Ressalta-se que, recentemente, a CSA modificou sua outorga de 18m³/s (produção de
energia) de água doce para água salobra, transferindo essa vazão para o rio Guandu-
Mirim. Por outro lado, a demanda de 26m³/s para produção de energia da UTE Santa
Cruz não foi considerada no balanço hídrico, porque não possui outorga de água doce
para tal. Então, mesmo retirando a CSA (18m³/s) do balanço hídrico, a UTE de Santa
Cruz deveria computada no saldo, caso suas instalações não se adaptem à água salobra.
171
7)
CENÁRIOS COM AUMENTO DA OFERTA DE ÁGUA TRATADA
7.1)
Plano diretor de abastecimento 1985
As diretrizes do plano diretor de abastecimento de água da RMRJ de 1985 (ENGEVIX,
1985) estavam obviamente focadas em estudos de projeção populacional para abastecer,
de consumo
per capita
doméstico e de demanda industrial da RMRJ mais os municípios
de Paracambi, Itaguaí, Seropédica e Magé. Os consumos assumidos pelo plano diretor
de 1985 (ENGEVIX, 1985) foram os seguintes:
Consumo em 1985 = 53,136m³/s
Consumo na 1ª etapa = 66,093m³/s
Consumo do Plano Diretor (2010) = 81,807m³/s
O suprimento de água às cidades da RMRJ é sobremodo difícil, exigindo rigoroso
controle das fontes de abastecimento, de tratamento de água, dos reservatórios, das
estações elevatórias e, até mesmo, de manobras nas adutoras e sub-adutoras para o
abastecimento das redes de distribuição de água. Além disso, a produção de água
potável para as cidades do Rio de Janeiro e da Baixada Fluminense parece ser
insuficiente para as necessidades presentes na região, mesmo que as perdas dos sistemas
em decorrência de vazamentos, extravazões, infiltrações, defeitos e acidentes nas
instalações fossem reduzidas a níveis toleráveis de 20% da demanda total (STE, 1994).
Estudos sobre o aproveitamento dos recursos hídricos da RMRJ revelaram ser o rio
Guandu o único recurso hídrico capaz de propiciar o desenvolvimento do novo sistema
produtor de água e mais, de atender a qualquer ampliação de vulto, conciliável com o
melhor aproveitamento das instalações existentes (ENGEVIX, 1985). Portanto, o
sistema Marajoara captaria do rio Guandu a vazão necessária para atender a demanda,
cerca de 31,50m³/s.
O
Gráfico 43
apresenta a evolução prevista para a demanda e a produção necessária de
água potável (oferta) no Plano Diretor de Abastecimento de 1985 – PDA 1985
(ENGEVIX, 1985) e na Revisão do Plano Diretor de Abastecimento de Água de 2004 –
RPDA 2004 (CNEC, 2004). O crescimento populacional previsto pelo RPDA é menor.
172
Oferta x Demanda RMRJ oeste
53,1
52,7
51,9
57,6
61,5
66,1
73,3
81,8
39,9
61,061,0 61,0
82,282,2 82,2 82,2
41,6
56,8
61,4
66,2
69,9
41,6
56,8
53,1
57,4
59,7
41,6
56,8
58,4
63,0
66,7
41,6
56,8
50,1
54,1
56,3
52,5
56,8
60,4
68,8
70,1
70,5
71,0
71,1
71,3
71,4 71,5
46,3 46,3
69,1 69,1 69,1 69,1 69,1 69,1 69,1 69,1
57,1
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
Ano
Vazão (m³/s)
PDA1985 (c/k1 e 20%perdas) Oferta PDA1985
RPDA2004 (c/k1 e 30%perdas) RPDA2004 (c/k1, 30%perdas e RES)
RPDA2004 (c/k1 e 25%perdas) RPDA2004 (c/k1, 25%perdas e RES)
RPDA2004 (c/k1 e 30%perdas)
Oferta RPDA2004
Gráfico 43 – Demanda x Produção, PDA e RPDA (ENGEVIX, 1985, CNEC, 2004)
Notas:
k1 = 1,25 (coeficiente de máxima vazão diária);
RES = Construção de reservatórios (setorização).
173
7.1.1)
ETA Marajoara
Primeiramente, a seleção do local para a implantação do sistema Marajoara foi cotejada
entre algumas opções na margem esquerda do rio Guandu, entre os paralelos 22º35’ e
22º45’:
Opção 01: Adjacente ao sistema Guandu existente (ETA Guandu);
Opção 02: Adjacente ao distrito industrial de Queimados (CODIN);
Opção 03: Limítrofe à rodovia Presidente Dutra, a montante da ponte;
Opção 04: 5km a jusante da confluência do rio São Pedro.
Opção 01
A opção 01 tinha a vantagem de aproveitar as estruturas existentes de captação no rio
Guandu, porém atenuava a inconveniência de concentrar-se, em um só local, a quase
totalidade do volume de produção de água para os municípios do Rio de Janeiro e da
Baixada Fluminense. Quase todo o abastecimento de água estaria então suscetível a
paralisações causadas pela má qualidade da água captada e por sérios acidentes, casos
da altíssima turbidez causada pelas grandes enchentes de 1966 e dos desabamentos
ocorridos nos túneis de adução do sistema Guandu.
A localização da ampliação da ETA do Guandu (NETA), com capacidade nominal de
16m³/s, foi decorrente da existência de capacidade disponível em vazão, nas instalações
de barramento do rio Guandu, tomada de água, adução de água bruta, elevatória de
baixo recalque e elevatória de água tratada (alto recalque). Essa decisão de posicionar a
ampliação do tratamento junto à primeira ETA (VETA), já ampliada para a capacidade
nominal de 24m³/s, trouxe como conseqüência, conforme plano diretor de 1985
(ENGEVIX, 1985), esgotar as áreas disponíveis, próximas às instalações existentes,
para uma possível construção de um novo sistema de tratamento de água. Entretanto, o
atual plano diretor (CNEC, 2004) desconsiderou esta afirmação, posicionando a ETA
(Guandu Novo) próximo aos desarenadores existentes.
Mesmo com as condições adversas apontadas anteriormente, o plano diretor de 1985
(ENGEVIX, 1985) não descartou a viabilidade de ampliação das instalações existentes
(ETAG) e mesmo, a implantação de um novo sistema de abastecimento de água do rio
Guandu, nas cercanias das instalações existentes, integrado, ou não, ao sistema, já que
não havia, na época, o aproveitamento da total capacidade das adutoras de água tratada
174
do sistema do rio Guandu (sistema Marapicú e Lameirão), estimada em
aproximadamente 44m³/s. Como a produção em 1985 era de 33,333m³/s, faltaria ainda
acrescer a capacidade de captação, transporte, bombeamento de água bruta e tratamento
em cerca de 11m³/s. Todavia, o plano considerou as obras e serviços necessários ao
acréscimo da adução dos 11m³/s como partes integrantes do sistema em construção na
ocasião, a NETA.
De acordo com o plano diretor de 1985 (ENGEVIX, 1985), a posição dos novos e
prováveis centros de consumo em relação às instalações atuais e futuras de
abastecimento, se localizadas em suas adjacências, não era a desejável para um traçado
técnico-econômico de um futuro sistema de adução de água tratada. Assim sendo, outras
áreas limites ao rio Guandu permitiria o desenvolvimento de um sistema de adução de
menor extensão e, portanto, tecnicamente mais adequado e menos oneroso.
Opção 02
Na oportunidade da organização do distrito industrial de Queimados (CODIN), foi
considerada a possibilidade de uso de uma área plana de aproximadamente 67ha, à
margem esquerda do rio Guandu, para localização de um complexo de produção de
água potável, que possivelmente ficaria sujeita a condições adversas e imediatas de
poluição.
No provável local para a tomada de água, aproximadamente 2,5 km a jusante da ponte
da Rodovia Presidente Dutra sobre o rio Guandu, a vegetação fluvial era abundante e as
margens não eram tão bem definidas, devido a desmoronamentos ocasionados pelo
aproveitamento intensivo e desordenado dos areais ali situados. Essa vegetação
flutuante obrigaria certamente providências saneadoras, com gastos e preocupações
semelhantes àqueles aplicados na atual tomada de água da ETAG.
Devido as áreas urbanas a serem abastecidas estarem situadas em cotas elevadas, seria
obrigatório a implantação de um novo sistema de abastecimento de água potável do rio
Guandu com o iniciar das adutoras de água tratada em cota piezométrica aproximada
130,00m. Terrenos no entorno desta cota, próximos à área cogitada para as instalações
de tratamento de água, só eram encontrados em elevações situadas na direção Oeste-
Leste, a uma distância de 5 km. A localização, nesta elevação, da estrutura de início das
175
adutoras por gravidade e do reservatório de capacidade nominal de 160.000m³
acarretaria um traçado para as linhas de recalque com aproximadamente 5,2km,
atravessando os talvegues dos rios Poços, Queimados e Sarapó. Além disso, as linhas de
transmissão de energia elétrica em alta tensão situavam a uma distância de cerca de
4,0km da área prevista para localização do complexo, do outro lado da Rodovia
Presidente Dutra.
Além das dificuldades logísticas citadas, a implantação do sistema na área selecionada
junto a CODIN expõe a tomada d’água a contaminações decorrentes de possíveis
acidentes na Rodovia Presidente Dutra, com transportes de agentes tóxicos que, caso
alcançasse o rio Guandu, provavelmente não haveria tempo útil para evitar a entrada dos
contaminantes nas instalações, devido à pequena distância entre a tomada de água e a
rodovia.
Opção 03
Em área plana que se desenvolve entre os rios dos Poços e Guandu, desde a Rodovia
Presidente Dutra até a faixa de domínio da linha de transmissão de alta tensão da Rio-
Light, estudou-se uma alternativa para a implantação de um complexo de produção de
água tratada. O local previsto para a tomada de água situava-se em trecho retilíneo do
rio Guandu, que se apresentava livre de vegetação e com suas margens satisfatoriamente
definidas. Essa área localizava-se a aproximadamente 1,2km de uma elevação, na qual
era possível instalar um reservatório com capacidade de 160.000m³, no entorno da cota
130,00m, necessário para operação do sistema de abastecimento das áreas
comprometidas no plano diretor de 1985 (ENGEVIX, 1985).
Finalmente, a localização para o complexo de água tratada a montante da ponte da
Rodovia Presidente Dutra sobre o rio Guandu excluiria a possibilidade da presença de
poluentes na tomada de água, decorrentes de acidentes de trânsito junto àquela ponte.
Opção 04
Para o PDA 1985 (ENGEVIX, 1985), a opção 04 não apresentava vantagens hidráulicas
na tomada d’água e teria maior custo de adução devido à elevada extensão de
tubulações com grandes diâmetros.
176
Local escolhido (Opção 03)
Para o plano diretor de abastecimento de água (ENGEVIX, 1985), as inconveniências
de implantação de um novo complexo de produção de água tratada nas adjacências do
sistema existente de abastecimento de água do Guandu conduziram à escolha de novo
local, afastado das atuais instalações. Assim, descartou-se a opção 01, evitando-se
principalmente expor a quase totalidade do fornecimento de água aos mesmos riscos de
poluição e situar o futuro sistema de abastecimento de água em posições mais afastadas
dos novos e prováveis centros de consumo de água. Porém, o plano não invalidou a
possibilidade das instalações existentes de captação e tratamento serem ampliadas.
Como a opção 04 foi descartada de imediato, a escolha do local de implantação do novo
sistema produtor de água esteve entre as opções 02 e 03. Comparando-as, o plano
diretor definiu a opção 03 como a mais convincente. A tabela abaixo mostra o resumo
qualitativo das opções aventadas.
Tabela 52 – Comparativo dos locais aventados para o novo sistema (PDA 1985)
ITENS Opção 01 Opção 02 Opção 03 Opção 04
Terreno Mesmos valores venais, pois pertencem a terceiros.
Tomada d’água
(implantação)
Captação
existente
Margens
indefinidas
Margens
definidas
Desvantagens
hidráulicas
Tomada d’água
(operação)
Material
flutuante
Material
flutuante
Margens sem
vegetação
Sem
flutuantes
Qualidade da
água captada
Poluição e
turbidez
Poluição e
turbidez
Menor
Poluição
Menor
Poluição
Paralisação por
acidentes tóxicos
ponte rodoviária
Suscetível
(a jusante)
Suscetível
(a jusante)
Não
suscetível
(a montante)
Não
suscetível
(a montante)
Requerimento de
Energia elétrica
<1km (linha
transmissão)
4km (linha de
transmissão)
0,5km (linha
transmissão)
-
Recalques de
água tratada
- 5,2km
3xØ2500mm
1,2km
3xØ2500mm
-
Adutoras por
gravidade
L > (maiores
extensões)
L + 3,2km
Ø2400mm
L + 6,9km
Ø2400mm
L>> (grandes
extensões)
177
Novo sistema de produção (Marajoara = ETA Planejada) – 1ª etapa
Figura 21 – Sistema de produção e adução Marajoara, PDA (ENGEVIX, 1985)
178
7.2)
Revisão do plano diretor de abastecimento (2004-2007)
A Revisão do Plano Diretor de Abastecimento de Água da Região Metropolitana do Rio
de Janeiro – RPDA 2004 (CNEC, 2004) estudou os municípios atendidos pelos sistemas
Guandu, Ribeirão das Lajes e Acari, tendo sua conclusão em outubro de 2004.
Os estudos hídricos apontaram o rio Guandu como praticamente o único manancial
capaz de suprir a demanda da RMRJ oeste (vide
Gráfico 43
), chegando a mesma
conclusão do Plano Diretor de Abastecimento de Água de 1985 (ENGEVIX, 1985).
As três opções estudadas visaram conceber um novo sistema de produção, a partir de
adequação e melhorias das unidades existentes, com ou sem ampliação, ou de novos
sistemas para operação em paralelo, caso dos sistemas Guandu Novo e Marajoara,
sendo este mais a montante da captação da ETAG, para atender as áreas da Baixada
Fluminense.
Para todas as opções aventadas, três pontos foram comuns, o aproveitamento integral do
sistema de produção existente – o sistema Guandu, a implantação do Novo Sistema de
Produção de Ribeirão das Lajes e a gradativa desativação do Sistema Acari, como
abastecedor no sistema integrado de abastecimento da RMRJ oeste.
Os sistemas novos de produção capazes de suprir o déficit final de demanda de 24m³/s
(vide
Gráfico 44
) e seus respectivos locais estudados pela RPDA (CNEC, 2004) foram:
Opção A: Sistema
Guandu Novo
adjacente ao sistema Guandu existente
(ETA Guandu);
Opção B: Sistema
Guandu Novo
adjacente ao sistema Guandu existente
(ETA Guandu) mais o sistema
Marajoara
às margens do rio Guandu e
limítrofe à rodovia Presidente Dutra, a montante da ponte;
Opção C: Sistema
Marajoara
às margens do rio Guandu e limítrofe à
rodovia Presidente Dutra, a montante da ponte.
Opção A
Esta opção propunha a ampliação da produção com a implantação de um novo sistema
produtor denominado
Guandu Novo
, integralmente junto às unidades existentes do
sistema Guandu, utilizando-se a mesma tomada d’água da ETAG.
179
O sistema futuro passaria então a ser composto pelo Guandu, com uma vazão nominal
de produção de 40m³/s (menor que os 43m³/s atuais), e pelo
Guandu Novo
, com uma
capacidade total de 24m³/s.
Opção B
Opção mista que propunha a implantação de novo sistema em etapas e unidades
distintas, convenientemente definidas. A 1ª etapa compreenderia um novo sistema de
produção a ser implantado junto às unidades existentes, o
Guandu Novo
, dentro do
conceito de permitir a paralisação destes para as obras requeridas de reforma. A 2ª etapa
compreenderia um sistema similar ao da 1ª etapa, que seria implantado em local
previsto no Projeto
Marajoara
, às margens do rio Guandu, junto à rodovia Presidente
Dutra, no município de Queimados e a montante das instalações existentes.
Assim, o sistema futuro seria composto pelas unidades existentes do sistema Guandu
com uma vazão de 40m³/s (menor que os 43m³/s atuais) de produção, por um novo
sistema de 1ª etapa (sistema
Guandu Novo
) com 12m³/s de capacidade nominal e outro
de 2ª etapa (sistema
Marajoara
), também com 12m³/s de vazão nominal.
Opção C
A terceira opção para a concepção do sistema futuro de produção foi baseada no antigo
sistema
Marajoara
, previsto no PDA (ENGEVIX, 1985), que seria integralmente
implantado às margens do rio Guandu, junto à rodovia Presidente Dutra, no município
de Queimados e a montante das instalações existentes (local da 2ª etapa da opção “B”).
O sistema futuro seria enfim composto pelas unidades existentes do sistema Guandu
correspondendo aos 40m³/s (menor que os 43m³/s atuais) de produção e pelo sistema
Marajoara
com uma capacidade total de 24m³/s.
Sistema escolhido (Opção A)
Segundo a Revisão do Plano Diretor, a opção “C” caracterizava o sistema que, na
ocasião do plano diretor de 1985 (ENGEVIX, 1985), representava a melhor solução
para atender a evolução demográfica e de demandas, pois tinha como finalidade o
aumento no fornecimento de água para a região da Baixada Fluminense e parte do
180
município do Rio de Janeiro. Entretanto, conforme a RPDA 2004 (CNEC, 2004), esta
opção ficou prejudicada e mesmo tornou-se inadequada, tendo em vista a evolução
ocorrida no sistema de abastecimento de água, com a implantação de obras que não
necessariamente obedeceram às diretrizes fornecidas no PDA 1985, tais como: a
implantação da Adutora Principal da Baixada Fluminense (APBF), atualmente contando
com duas linhas de grande diâmetro que partem do reservatório do Marapicu; as
subaduções até os reservatórios; e as unidades de recalque complementares implantadas.
Então, de acordo com a RPDA 2004 (CNEC, 2004), a opção “C” foi descartada em
primeira análise, pois seriam necessárias adaptações e soluções, principalmente no que
se refere ao sistema adutor, que conduziriam a obras inviáveis, técnica e
economicamente. Com isso, restou apenas o confronto entre as opções “A” e “B”.
A primeira etapa da opção “B” seria idêntica a da opção “A”, em termos de produção.
Porém, as diferenças na adução surgiriam naturalmente na medida em que as unidades
previstas para a opção “A” fossem dimensionadas dentro de uma economia de escala,
procurando-se otimizar diâmetros abrangendo as duas etapas de implantação. Já na
segunda etapa das obras, enquanto a opção “B” teria a implantação de um novo sistema
de produção em outra localidade, a opção “A” seria apenas uma ampliação com obras
complementares num mesmo local. Além disso, as obras de adução da segunda etapa
passariam a ter as mesmas características das obras da opção “C”, ou seja, com as
necessárias adaptações e soluções específicas, que iriam suprir o atendimento à
população através de situações inadequadas, de acordo com a RPDA (CNEC, 2004).
Finalmente, a opção “A” foi definida pela Revisão do Plano Diretor de 2004 (CNEC,
2004) como a mais adequada para o sistema futuro de abastecimento de água da RMRJ
oeste, ou seja, para suprir o déficit de vazão na demanda populacional, revisada em
relação ao PDA 1985 (ENGEVIX, 1985), de aproximadamente 24m³/s (sendo que,
69,5-46,3=23,2~24m³/s), conforme o
Gráfico 43
e o
Gráfico 44
(oferta).
181
Oferta x Demanda RMRJ oeste (RPDA 2004)
52,5
56,8
60,4
68,8
70,1
70,5
71,0
71,1
71,3
71,4
71,5
46,3 46,3
69,1 69,1 69,1 69,1 69,1 69,1 69,1 69,1
51,7 51,7
61,0
69,5 69,5 69,5 69,5 69,5 69,5 69,5 69,5
57,1
45
50
55
60
65
70
75
2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
Ano
Vazão (m³/s)
RPDA2004 (c/k1 e 30%perdas)
Oferta RPDA2004
Produção máxima (RPDA2004)
Gráfico 44 – Demanda x Produção máxima, RPDA 2004 (CNEC, 2004)
Notas:
k1 = 1,25 (coeficiente de máxima vazão diária);
RDPA 2004 é a demanda com 30% de perdas e sem setorização;
Oferta é igual à produção mínima necessária para atender a demanda;
Produção máxima equivale às vazões nominais máximas definidas para
os sistemas estudados: Ribeirão das Lajes, Guandu e Acari (
Tabela 53
).
182
Tabela 53 – Evolução das vazões (m³/s) dos sistemas na RPDA (CNEC, 2004)
Sistema Produtor 2000 2005 2010 2015 2020
Opção A
Guandu 43 43 40 40 40
Ribeirão das Lajes 4,9 4,9 5,5 5,5 5,5
Acari 3,5 3,5 3,5 - -
Guandu Novo
- - 12 24 24
TOTAL 51,4 51,4 61,0 69,5 69,5
Opção B
Guandu 43 43 40 40 40
Ribeirão das Lajes 4,9 4,9 5,5 5,5 5,5
Acari 3,5 3,5 3,5 - -
Guandu Novo
- - 12 12 12
Marajoara
- - - 12 12
TOTAL 51,4 51,4 61,0 69,5 69,5
Opção C
Guandu 43 43 40 40 40
Ribeirão das Lajes 4,9 4,9 5,5 5,5 5,5
Acari 3,5 3,5 3,5 - -
Marajoara
- - 12 24 24
TOTAL 51,4 51,4 61,0 69,5 69,5
Os custos para a implantação dos sistemas propostos pelo RPDA 2004 estão a seguir:
Custo total (R$) dos sistemas produtores no RPDA 2004
721.580.000
48%
128.728.000
9%
631.305.100
43%
ETA Guandu Novo
ETA Ribeirão das Lajes
Intervenções na ETAG
(existente)
Gráfico 45 – Custo dos sistemas de produção propostos no RPDA (CNEC, 2004)
183
O
Gráfico 45
e o
Gráfico 46
apresentam os custos de todas as obras necessárias, de
acordo com a RPDA 2004 (CNEC, 2004), para atender a demanda futura da RMRJ
oeste. Cabe lembrar que os valores são referentes ao ano de 2004, correspondente a
etapa imediata das obras. A primeira etapa seria de 2005 a 2010 e a segunda etapa, de
2011 a 2020. Além disso, as intervenções na ETAG referem-se a obras de melhorias e
recuperação sem aumento de vazão, ou seja,
sem modernização
.
Custos (R$) de implantação dos sistemas no RPDA 2004
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
2ª ETAPA (2020)
194.152.550 48.200.000 0 0 9.536.050 1.838.750 15.074.000 6.720.000
1ª ETAPA (2010)
0 80.528.000 721.580.000
428.560.000
230.582.950
30.960.050 111.818.000 15.543.000
IMEDIATO (2004)
437.152.550 0 0
264.000.000
76.209.300 0 26.052.000 0
ETA Guandu
Novo
ETA
Ribeirão
das Lajes
Intervenções
na ETAG
(existente)
Sistema
Guandu
(túneis)
Sistema
Guandu
(adução)
Sistema de
Lajes
(adução)
Sistema
Guandu
(reservação)
Sistema de
Lajes
(reservação)
Gráfico 46 – Custos de implantação de todos os sistemas no RPDA (CNEC, 2004)
7.2.1)
Modernização da ETA Guandu
A ampliação do sistema Guandu existente, para atender o aumento de produção
preconizado pela revisão do plano, recaiu na modernização das unidades de tratamento
da ETAG, particularmente dos decantadores da VETA, que tem mais de 40 anos.
O aumento de produção para a VETA seria da ordem de 40% sobre a vazão nominal, ou
seja, 24m³/s x 40% = 9,6m³/s, obtidos com a reformulação do processo de decantação
convencional para sedimentação lamelar e com a manutenção dos filtros atuais
operando com taxas mais elevadas, compatíveis com as características do leito filtrante
184
existente e com uma redução na carreira de filtração. Já as outras estruturas da VETA
deveriam ser adaptadas à nova vazão, tais como: as unidades de coagulação, as unidades
de floculação, os canais, as galerias, os dispositivos de entrada e saída dos filtros, os
tubos de saída de água filtrada e tratada, os poços de tomada das bombas e as unidades
de recalque de água bruta e de água tratada.
Ressalta-se que todas as intervenções para o
aumento
da capacidade nominal da VETA
necessitariam de diversas paralisações demoradas no sistema Guandu existente,
tornando-se então prioritária a execução de outro sistema produtor independente da
ETAG, para a execução das obras
sem prejudicar
o abastecimento da RMRJ oeste por
um longo período.
Então, conforme a RPDA 2004 (CNEC, 2004), essas intervenções em todos os níveis do
processo aliadas ao não atendimento da vazão final necessária de 24m³/s (faltariam
ainda 14,4m³/s = 24m³/s – 9,6m³/s) inviabilizaram um novo sistema a partir do aumento
da capacidade nominal da estação existente (VETA). Sendo assim, a revisão do plano
preconizou a manutenção das unidades de produção existentes dentro de suas
capacidades atuais com 40m³/s (24 m³/s da VETA + 16m³/s da NETA), o sistema
Ribeirão das Lajes com 5,5m³/s e o novo sistema produtor com 24m³/s (Guandu Novo e
/ ou Marajoara).
Este novo sistema produtor de água potável também permitiria as paralisações no
sistema existente para as obras necessárias de recuperação e melhorias da VETA e da
NETA,
sem aumento de vazão
, previstas no diagnóstico da RPDA (CNEC, 2004).
7.2.2)
ETA Ribeirão das Lajes
A Estação de Tratamento de Água (ETA) de Ribeirão das Lajes foi definida pela RPDA
2004 (CNEC, 2004) devido à Portaria MS n° 518/2004 (artigos 22 e 23) do Ministério
da Saúde, que estabelece a necessidade do tratamento por desinfecção e filtração para
casos de abastecimento público. Como atualmente o sistema Ribeirão das Lajes possui
somente unidade de fluoretação e desinfecção com cloro no trecho Túnel IV, seria
necessário implantar uma unidade de filtração para uma vazão de aproximadamente
5m³/s. Além disso, a ETA completa também foi definida pela piora gradativa da
185
qualidade de água do reservatório Ribeirão das Lajes, baseada em informações
operacionais da CEDAE obtidas pela RPDA (CNEC, 2004), sem esta apresentar dados
corroborando com o visual processo de eutrofização. Entretanto, o aumento da
concentração de cianobactérias pode ser visualizado nas estações de amostragem da
FEEMA em Ribeirão das Lajes – LG350 e LG351 (vide
Gráfico 21
).
O novo sistema produtor de Ribeirão das Lajes seria então composto de: adutora de
água bruta (por gravidade); estação de tratamento de água; reservatório-pulmão;
elevatória de água tratada; adutora de água tratada (por recalque); reservatório de carga;
e adutora de água tratada (por gravidade). Ressalta-se que não haveria aumento de
captação de água no manancial, já que o novo sistema interceptaria as Adutoras
Ribeirão das Lajes (ARL’s) existentes para tratar a água em local próximo ao rio
Cacaria, entre os Túneis II e III da ARL. A
Tabela 54
e a
Figura 22
retratam o novo
sistema de Ribeirão das Lajes proposto pela revisão do plano diretor de abastecimento
de água, que ainda atenderia municípios vizinhos ao Rio de Janeiro e parte deste.
Tabela 54 – Unidades do novo sistema produtor Ribeirão das Lajes (CNEC, 2004)
UNIDADE TIPO CARACTERÍSTICAS
ARL’s Existente
Interligação nas 1ª e 2ª linhas ARL com válvulas
para controle de vazão e pressão e de parada.
Adutora de
água bruta
Gravidade
~250m de tubo Ø 1.800mm em aço carbono e
dispositivo de medição de vazão.
Estação de
tratamento
de água
1ª ETAPA
Filtração direta
de fluxo
descendente
Reator de acidificação e alcalinização;
Calha Parshall na mistura rápida do coagulante;
2módulos x 12 filtros/módulo, para operação
com taxas declinantes variáveis, leito filtrante
duplo com areia e antracito com 1,25m de altura,
velocidade de filtração média de 240m/dia e
limpeza por auto-lavagem com ar e água;
Tanque de contato para t=30min, com aplicação
de cloro (desinfecção), flúor e hidróxido de sódio
para correção do Ph, ao início, no primeiro terço
e na metade do circuito, respectivamente;
186
Unidade de tratamento de rejeitos, inicialmente
para sedimentação das descargas de lavagem dos
filtros, adensamento gravimétrico do lodo
descartado e do centrado recirculado do
desaguamento do lodo adensado, desaguamento
mecânico e eventual secagem por estufa, este
processo contemplaria aplicação de coagulantes;
Prédio de administração e apoio operacional;
Prédios operacionais e de produtos químicos;
Áreas de tancagem de produtos químicos;
Subestação rebaixadora de tensão;
Vias de circulação, carga, descarga e acesso.
Estação de
tratamento
de água
2ª ETAPA
Processo
complementado
por coágulo-
clarificação
Floculador para t=15min, com 2 câmaras
compostas de 3 compartimentos em série,
providos de agitador vertical tipo turbina, para
gradientes de velocidade de 90s
-1
a 15s
-1
;
Flotador por ar dissolvido, para t=200m³/m²/dia,
com recirculação de água clarificada (10%) e
raspador de superfície.
Estação de
tratamento
de água
3ª ETAPA
Ozonização
Reator de ozonização pressurizado, para t=20min
e dosagem de 2,0mg/l, com previsão de unidade
de produção e unidade de inertização de gases.
Reservatório-
pulmão
Retangular
apoiado
T=120min, volante para operações emergenciais,
correção de distorções na qualidade da água
tratada e sua equalização ao longo do tempo;
2câmaras x 10000m³/câmara=20000m³(1ª etapa);
NA mín = 54,95m e NA máx = 59,01m.
Elevatória de
água tratada
Poço seco das
bombas
Poço de sucção e casa de bombas em poço seco
com os conjuntos de recalque afogados;
3 (2 + 1 reserva) conjuntos de recalque
Vazão Q = 2,75m³/s/conjunto;
Altura manométrica Hman = 40,00m;
Potência dos motores = 2.000cv/conjunto.
187
Adutora de
água tratada
Recalque
350m de tubo Ø 1800mm em aço carbono;
Travessia sobre o rio Cacaria;
Proteção contra transientes hidráulicos.
Reservatório
de carga
Retangular
apoiado
2 câmaras x 5.000m³/câmara (ambas na 1ªetapa);
NA máx = 90,00m.
Adutora de
água tratada
Gravidade
250m de tubo Ø 1800mm em aço carbono.
Adutoras
Ribeirão das
Lajes
(ARL’s)
Existente
Interligação nas 1ª e 2ª linhas ARL com válvulas
para controle de vazão e pressão e de parada.
Figura 22 – Novo sistema produtor de Ribeirão das Lajes (CNEC, 2004)
188
7.2.3)
ETA Guandu Novo
A nova estação de tratamento de água (ETA) Guandu Novo foi concebida para
implantação em área contígua às unidades de desarenação e recalque de água bruta
existentes da ETAG e ao longo da estrada da Lagoinha, com cerca de 27ha. Trata-se de
uma estação de tratamento por processo convencional com capacidade nominal para
tratar 24m³/s, dividida em duas etapas de implantação com 12m³/s cada. A primeira
etapa permitiria as paralisações necessárias na VETA para as intervenções previstas.
O sistema produtor Guandu Novo começaria na interligação com o túnel canal de água
bruta existente da ETAG, que está apto para receber um acréscimo de vazão da ordem
de 24m³/s, pois as estruturas de tomada d’água da ETAG já estão construídas para a
vazão final de plano de 80m³/s, conforme PDA (ENGEVIX, 1985). O sistema produtor
completo estaria assim composto: canal de água bruta; desarenadores; bacia de
aproximação; elevatória de água bruta; adutoras de água bruta; estação de tratamento de
água; reservatório-pulmão; elevatória de água tratada; adutoras de água tratada;
reservatório de carga; e interligação entre os reservatórios Marapicu II e JK.
A estação elevatória de água bruta (EEAB) seria similar ao BRG existente, tal qual a
estação elevatória de água tratada (EEAT) seria semelhante às atuais ARG e NARG. As
unidades de produção terminariam no reservatório denominado
Marapicu II
, a ser
implantado em cota semelhante ao do atual reservatório Marapicu, na mesma encosta e
nas proximidades das instalações existentes. Este reservatório operaria como
reservatório de carga do sistema, para a água tratada chegar aos centros de consumo na
Baixada Fluminense, por intermédio da implantação do túnel entre o reservatório
Marapicu II, em Nova Iguaçu, e o reservatório JK existente, localizado em Mesquita.
Tabela 55 – Unidades do novo sistema produtor Guandu Novo (CNEC, 2004)
UNIDADE TIPO CARACTERÍSTICAS
Canal de água
bruta
Túnel canal
Interligação com túnel de água bruta da ETAG;
~350m de túnel canal de água bruta.
Desarenadores
Retangular
4 canais x 80m/canal x 24m³/s/canal.
Aproximação Canal aberto
Bacia em curva até o poço de sucção da elevatória.
189
Elevatória de
água bruta
Operação
Valve-less
Poço de sucção;
10conjuntos (5 + 1 reserva, + 5 na 2ª etapa);
Tipo do conjunto = eixo vertical prolongado;
Vazão Q = 3,0m³/s/conjunto;
NA mín no poço de sucção = 9,60m;
NA crista da soleira de chegada na ETA = 22,00m;
Altura manométrica Hman = 13,40m;
Potência dos motores = 720cv/conjunto.
Adutoras de
água bruta
Recalque
2 (1 na 1ª etapa, + 1 na 2ª etapa) x 110m de tubo Ø
2500mm em aço carbono.
Estação de
tratamento de
água
Processo
convencional
1ªETAPA
(1módulo de
12m³/s)
2ªETAPA
(1módulo de
12m³/s)
Pré-condicionamento de água bruta com agente
oxidante e de adsorção, para auxílio na coagulação
e na floculação;
Reator de alcalinização;
Calha Parshall, para mistura rápida de coagulantes;
2módulos x 6 Floculadores/módulo, t=25,6min,
com agitadores verticais tipo turbina de fluxo
radial, para gradientes de 90s
-1
a 15s
-1
e 4 câmaras
de floculação;
2módulos x 6 Sedimentadores/módulo, lamelares
com placas planas montadas a 60°, taxa de
escoamento de 119m³/m²/dia (bruta), extratores de
lodo por
manifold
de sucção, vertedores e canaletas
longitudinais para coleta do sobrenadante;
2módulos x 1Reator de ozonização pressurizado
por módulo, para t=20min a dosagem de 2,0mg/l;
2módulos x 36filtros/módulo, tipo taxa declinante
variável, para média 240m/dia, com leito duplo de
areia e carvão ativado de 1,95m de altura, com
limpeza por auto-lavagem com ar e água;
2módulos x2Tanques de contato/módulo, t=30min,
desinfecção (cloro), flúor e ajuste Ph, ao início, a
um terço e na metade do circuito, respectivamente;
190
Unidade de tratamento de rejeitos, descarga de
lavagem de filtros e descarte de lodo dos
decantadores, sendo: sedimentação, adensamento
gravimétrico, desaguamento mecânico secagem em
estufa eventual, o processo contemplará a
aplicação de coagulantes;
Prédios de administração e de apoio operacional;
Prédios operacionais e de produtos químicos;
Áreas de tancagem de produtos químicos;
Subestação rebaixadora de tensão;
Vias de circulação, carga, descarga e acesso.
Reservatório-
pulmão
Retangular
apoiado
T = 120min, volante para operações emergenciais,
correção de distorções na qualidade da água tratada
e sua equalização ao longo tempo;
4 câmaras x 43.200m³/câmara (2câmaras na 1ª
etapa e 2câmaras na 2ª etapa) = 172.800m³;
NA mín = 8,65m e NA máx = 13,15m.
Elevatória de
água tratada
Poço seco
das bombas
Poço de sucção e casa de bombas em poço seco
com os conjuntos de recalque afogados;
10conjuntos (5 + 1 reserva, + 5 na 2ª etapa);
Vazão Q = 3,0m³/s/conjunto;
Altura manométrica Hman = 125,00m;
Potência dos motores = 6.500cv/conjunto.
Adutoras de
água tratada
Recalque
2 (1 na 1ª etapa, + 1 na 2ª etapa) x 3.400m de tubo
Ø 2500mm em aço carbono;
Proteção contra transientes hidráulicos.
Reservatório
de carga
Marapicu II
Retangular
apoiado
2 câmaras x 55.000m³/câmara (1câmara na 1ª etapa
e 1câmara na 2ª etapa) = 110.000m³;
NA máx = 112,80m.
Adutora de
água tratada
Túnel
17.660m de túnel entre o Marapicu II (Nova
Iguaçu) e o reservatório JK existente (Mesquita).
191
Figura 23 – Novo sistema produtor Guandu Novo, pelo RPDA (CNEC, 2004)
192
7.2.4)
Desativação do sistema Acari
Conforme já mencionando anteriormente, a identificação dos mananciais de superfície
disponíveis apontou que não existiam outras fontes além daquelas já amplamente
estudadas e que já abastecem a região metropolitana oeste ao longo das últimas décadas,
ou seja, o principal manancial abastecedor seria ainda o rio Guandu (
Tabela 56
).
A viabilidade operacional e de manutenção dos mananciais de superfície utilizados
atualmente dependeria de três principais aspectos legais:
Portaria SERLA nº 307 de 23 de dezembro de 2002;
Leis específicas para Áreas de Preservação Ambiental;
Portaria MS nº 518 de 25 de março de 2004 (MS, 2005).
O artigo 19 (critérios para outorga) da Portaria SERLA número 307 de 23 de dezembro
de 2002 limitou as disponibilidades hídricas dos mananciais estudados, exceto as dos
mananciais de superfície Guandu e Ribeirão das Lajes. Pela legislação, todas as
situações de fornecimento de água a partir de mananciais superficiais passaram a ter sua
vazão máxima utilizável (captação) igual a 50% da Q
7.10
(vazões mínimas com duração
de sete dias e período de retorno de dez anos), quando não regularizados, o que
representou uma grande redução na vazão até então considerada como disponível, já
que estes mananciais não possuíam grandes bacias de contribuição, não sendo, em
alguns casos, perenes e estando muitas vezes sujeitos aos regimes das chuvas.
Os mananciais secundários que atualmente abastecem os municípios de Itaguaí e
Paracambi, os mananciais locais que atendem a bairros no Rio de Janeiro e até mesmo o
Sistema Acari que abastece regiões na Baixada Fluminense, ficariam bastante
comprometidos, tendo em vista sua participação no total das vazões de fornecimento de
água para a RMRJ oeste. Pela RPDA 2004 (CNEC, 2004), a regularização de alguns
cursos d’água do sistema Acari não alteraria significativamente suas contribuições face
às demandas previstas, além disso, alguns dos mananciais de Acari estão localizados em
áreas de preservação, o que implicaria em maiores restrições à implementação de obras
de regularização.
193
O aproveitamento desses mananciais também implicaria no atendimento ao artigo 23 da
Portaria n° 518 de 25 de março de 2004 do Ministério da Saúde (MS, 2005), que
estabelece a necessidade do tratamento por filtração para casos de abastecimento
público com a água suprida por mananciais superficiais e distribuída por meio de
canalizações.
Pelos aspectos então apresentados, a RPDA 2004 (CNEC, 2004) sugeriu o
não
aproveitamento imediato ou gradual do sistema Acari e dos sistemas secundários
localizados no Rio de Janeiro, Itaguaí e Paracambi. Os sistemas de abastecimento
d’água da RMRJ oeste seriam somente o Ribeirão das Lajes e o Guandu, sendo este
reformulado e ampliado para atender a demanda futura. Portanto, o sistema Ribeirão das
Lajes (com a inserção de uma Estação de Tratamento de Água completa) forneceria
uma vazão de 5,1m³/s (nominal de 5,5m³/s) e o sistema Guandu teria um acréscimo na
vazão captada do rio Guandu da ordem de 24m³/s.
O
Gráfico 47
, o
Gráfico 48
, o
Gráfico 49
, o
Gráfico 50
e o
Gráfico 51
ilustram um
histórico recente das vazões aduzidas nos mananciais do sistema Acari, subdividido
pelas linhas (sistemas) São Pedro, Rio D’Ouro, Tinguá, Xerém e Mantiquira,
respectivamente. Os dados mostram a variabilidade das vazões aduzidas pelos sistemas
no período entre os anos 1990 e 2000, devido à inexistência de barragens de
regularização a montante das captações.
194
VAZÃO MÉDIA MENSAL ADUZIDA NO SISTEMA SÃO PEDRO
0,000
0,200
0,400
0,600
0,800
1,000
1,200
1,400
fev/90
jun/90
out/90
fev/91
jun/91
out/91
fev/92
jun/92
out/92
fev/93
jun/93
out/93
fev/94
jun/94
out/94
fev/95
jun/95
out/95
fev/96
jun/96
out/96
fev/97
jun/97
out/97
fev/98
jun/98
out/98
fev/99
jun/99
out/99
fev/00
jun/00
out/00
mês
m
³
/
s
Q
mín
0,490m³/s
Q
máx
1,320m³/s
Q
méd
0,905m³/s
REVISÃO DO PLANO DIRETOR DE ABSTECIMENTOS DE ÁGUA DA REGIÃO METROPOLITANA DO RIO DE
JANEIRO, RELATIVAMENTE AOS MUNICÍPIOS ATENDIDOS PELOS SISTEMAS GUANDU, RIBEIRÃO DAS
LAJES E ACARI-RJ
Gráfico 47 – Vazão mensal aduzida na Linha São Pedro, RPDA (CNEC, 2004)
VAZÃO MÉDIA MENSAL ADUZIDA NO SISTEMA RIO D´OURO
0,000
0,100
0,200
0,300
0,400
0,500
0,600
0,700
0,800
0,900
jan/90
mai/90
set/90
jan/91
mai/91
set/91
jan/92
mai/92
set/92
jan/93
mai/93
set/93
jan/94
mai/94
set/94
jan/95
mai/95
set/95
jan/96
mai/96
set/96
jan/97
mai/97
set/97
jan/98
mai/98
set/98
jan/99
mai/99
set/99
jan/00
mai/00
set/00
mês
m³/s
REVISÃO DO PLANO DIRETOR DE ABSTECIMENTOS DE ÁGUA DA REGIÃO
METROPOLITANA DO RIO DE JANEIRO, RELATIVAMENTE AOS MUNICÍPIOS
ATENDIDOS PELOS SISTEMAS GUANDU, RIBEIRÃO DAS LAJES E ACARI-RJ
Q
máx
0,850m³/s
Q
méd
0,516m³/s
Q
mín
0,100m³/s
Gráfico 48 – Vazão mensal aduzida na Linha Rio D’Ouro, RPDA (CNEC, 2004)
195
VAZÃOMÉDIA MENSAL ADUZIDA NO SISTEMA TINGUÁ
0,000
0,100
0,200
0,300
0,400
0,500
0,600
0,700
0,800
0,900
jan/90
mai/90
set/90
jan/91
mai/91
set/91
jan/92
mai/92
set/92
jan/93
mai/93
set/93
jan/94
mai/94
set/94
jan/95
mai/95
set/95
jan/96
mai/96
set/96
jan/97
mai/97
set/97
jan/98
mai/98
set/98
jan/99
mai/99
set/99
jan/00
mai/00
set/00
mês
m³/s
Q
máx
0,851m³/s
Q
méd
0,544m³/s
Q
mín
0,270m³/s
REVISÃO DO PLANO DIRETOR DE ABSTECIMENTOS DE ÁGUA DA REGIÃO
METROPOLITANA DO RIO DE JANEIRO, RELATIVAMENTE AOS MUNICÍPIOS
ATENDIDOS PELOS SISTEMAS GUANDU, RIBEIRÃO DAS LAJES E ACARI-RJ
Gráfico 49 – Vazão mensal aduzida na Linha Tinguá, RPDA (CNEC, 2004)
VAZÃO MÉDIA MENSAL ADUZIDA NO SISTEMA XERÉM
0,000
0,200
0,400
0,600
0,800
1,000
1,200
1,400
jan/90
mai/9
set/90
jan/91
mai/9
set/91
jan/92
mai/9
set/92
jan/93
mai/9
set/93
jan/94
mai/9
set/94
jan/95
mai/9
set/95
jan/96
mai/9
set/96
jan/97
mai/9
set/97
jan/98
mai/9
set/98
jan/99
mai/9
set/99
jan/00
mai/0
set/00
mês
m
³
/
s
Q
mín
0,410m³/s
Q
máx
1,250m³/s
Q
méd
0,861m³/s
REVISÃO DO PLANO DIRETOR DE ABSTECIMENTOS DE ÁGUA DA
REGIÃO METROPOLITANA DO RIO DE JANEIRO, RELATIVAMENTE AOS
MUNICÍPIOS ATENDIDOS PELOS SISTEMAS GUANDU, RIBEIRÃO DAS
LAJES E ACARI-RJ
Gráfico 50 – Vazão mensal aduzida na Linha Xerém, RPDA (CNEC, 2004)
196
VAZÃO MÉDIA MENSAL ADUZIDA NO SISTEMA MANTIQUIRA
0,000
0,200
0,400
0,600
0,800
1,000
1,200
jan/90
mai/9
set/90
jan/91
mai/9
set/91
jan/92
mai/9
set/92
jan/93
mai/9
set/93
jan/94
mai/9
set/94
jan/95
mai/9
set/95
jan/96
mai/9
set/96
jan/97
mai/9
set/97
jan/98
mai/9
set/98
jan/99
mai/9
set/99
jan/00
mai/0
set/00
mês
m³/s
Q
mín
0,333m³/s
Q
máx
1,135m³/s
Q
méd
0,749m³/s
REVISÃO DO PLANO DIRETOR DE ABSTECIMENTOS DE ÁGUA DA
REGIÃO METROPOLITANA DO RIO DE JANEIRO, RELATIVAMENTE AOS
MUNICÍPIOS ATENDIDOS PELOS SISTEMAS GUANDU, RIBEIRÃO DAS
LAJES E ACARI-RJ
Gráfico 51 – Vazão mensal aduzida na Linha Mantiquira, RPDA (CNEC, 2004)
Tabela 56 – Mananciais estudados pela RPDA 2004 (CNEC, 2004)
Vazões (m³/s) Manancial de
superfície
Localização
Mínima Média Máxima
Rio Guandu Rio de Janeiro e outros 120,000 - 160,00
Ribeirão das Lajes Rio de Janeiro e outros 5,100 5,500
Sistema Acari Baixada Fluminense 1,603 3,575 5,406
Mananciais locais Bairros do Rio de Janeiro - - -
Rio Itinguçu Itaguaí - - -
Rio Mazomba Itaguaí - - -
Rio Saudoso Paracambi - - -
197
7.2.5)
Redução de perdas
A RPDA 2004 (CNEC, 2004) estabeleceu cenários futuros com e sem um programa de
redução de perdas no sistema de abastecimento de água (vide
Gráfico 43
), com metas
baseadas em índice de perdas totais, físicas e não físicas.
O índice de perdas totais (IP) nas regiões abrangidas pelo sistema produtor (cf.
Tabela
57
) considerou o volume total produzido (QProd) e o volume total faturado (QFatur),
em detrimento da relação volume total produzido e volume total consumido (QCons), já
que o valor geral 47,35% obtido por esta foi considerado elevado e irreal, pois nele
incidia o erro de economias não medidas e / ou medidas com pouca confiabilidade, de
acordo com a RPDA 2004 (CNEC, 2004). Por outro lado, um IP de 55% foi informado
ao SNIS pela CEDAE, em 2006 (
Gráfico 52
e
Gráfico 53
). CNEC (2004) utilizou os
seguintes parâmetros adotados e as equações (9 ao 15) na
Tabela 57
e na
Tabela 58
:
Nível de atendimento (%) = População atendida x 100 (9)
População total
Vazão média diária produzida = QProd
Vazão média diária consumida = QCons
Vazão média diária faturada = QFatur
Per capita
produzido [l/hab/dia] = QProd [m³/s] x 1.000l/m³ x 86.400s/dia (10)
População atendida [hab]
Per capita
faturado [l/hab/dia] = QFatur [m³/s] x 1.000l/m³ x 86.400s/dia (11)
População atendida [hab]
Ligações medidas = ligações com medidores de consumo (hidrômetros)
IP (%) = (QProd – QCons) x 100 = 47,35% (
avaliação inicial
) (12)
QProd
IP (%) = (QProd – QFatur) x 100 =
Tabela 58
(
avaliação adotada
) (13)
QProd
Perdas [(m³/ano)/ligação] = QFatur [m³/s] x 365dias/ano x 86.400s/dia (14)
Ligações faturadas [un]
Índice de faturamento (%) = 100% - IP (15)
Equação 9 até a Equação 15
198
Tabela 57 – Regiões abrangidas no estudo de perdas totais do sistema (CNEC, 2004)
População
(hab)
Zonas
Regiões
[¹fora do município Rio de Janeiro]
Total Atendida
(%)
Nível de
atendimento
Z–01 Ilha do Governador e Ilha do Fundão 347.000 307.200 88
Z–02 Centro e Adjacências 745.540 745.540 100
Z–03 Zona Sul 506.700 469.000 92,50
Z–04 Tijuca e Adjacências 977.800 941.650 96,3
Z–05 Barra da Tijuca e Jacarepaguá 682.000 593.300 87
Z–06 Leopoldina e Adjacências 1.405.000
1.257.000 89
Z–07 Deodoro e Adjacências 848.300 573.000 67,5
Z–08 Campo Grande e Santa Cruz 856.900 625.600 73
Z–09 ¹Baixada Fluminense 810.000 525.200 65
Z–10 ¹Itaguaí, ¹Seropédica e ¹Paracambi 74.640 20.153 27
Total RMRJ oeste (2004) 7.253.880
6.057.643 83,5
Tabela 58 – Volumes produzidos e faturados de água na RMRJ oeste (CNEC, 2004)
Vazão média
diária
(m³/s)
Per capita
(l/hab/d)
Ligações
(un)
Perdas na
distribuição
Zona
produ-
zida
fatu-
rada
produ-
zido
fatu-
rado
medidas
faturadas
IP
(%)
(m³/ano)
/ligação
Índice
(%)
de
fatura-
mento
Z–01 1,6 0,51 450 143 20.259 28.300 68,0
1.220 32,0
Z–02 4,0 1,78 463 210 28.748 37.470 55,5
1.870 44,5
Z–03 3,5 1,94 645 357 21.067 25.600 44,6
1.920 55,4
Z–04 2,8 2,7 257 245 83.978 107.860 3,6 36 96,4
Z–05 4,0 1,88 580 274 45.311 70.290 53,0
952 47,0
Z–06 5,0 2,7 344 188 69.159 182.854 46,0
390 54,0
Z–07 4,5 1,27 680 190 67.832 127.325 72,0
800 28,0
Z–08 5,0 1,4 690 195 82.749 191.580 72,0
590 28,0
Z–09 10 4,33 1.645 712 220.586 336.368 56,7
532 43,3
Z–10 0,5 0,19 2.160 822 7.143 14.148 62,0
690 38,0
RMRJ
40,9 18,7 583 266 646.832 1.121.795
54,3
9000 45,7
199
Gráfico 52 – Índices de atendimento e perdas da CEDAE (Fonte: SNIS)
200
Gráfico 53 – Índices de atendimento e perdas das companhias (Fonte: SNIS)
201
7.3)
Plano diretor da região hidrográfica da Baía de Guanabara (2005)
7.3.1)
Redução de perdas
Os municípios abrangidos pela região hidrográfica da Baía de Guanabara são
historicamente os maiores beneficiados pela bacia do rio Guandu. Portanto, nada mais
justo avaliar os rumos sugeridos pelo Plano Diretor de Recursos Hídricos da Região
Hidrográfica da Baía de Guanabara – PDRH-BG (ECOLOGUS-AGRAR, 2005), de
outubro de 2005. A
Tabela 59
e a
Figura 24
mostram a importação de água pela região,
uma verdadeira “transposição de bacias hidrográficas” e o maior motivo da transposição
dos rios Piraí e Paraíba do Sul para o rio Guandu, além da energia hidrelétrica.
Tabela 59 – Produção de água potável para a Baía de Guanabara (PDRH-BG)
Sistema produtor Manancial Vazão média Municípios atendidos
Guandu Rio Guandu
Ribeirão das Lajes Ribeirão das Lajes
34,284
Tinguá 0,559
Xerém 0,866
Acari (
em parte
)
Mantiquira 0,752
Rio de Janeiro, Nilópolis,
Mesquita, Belford Roxo,
São João de Meriti, Nova
Iguaçu e Duque de
Caxias.
Subtotal Bacia rio Guandu
36,461
m³/s
7
municípios
Imunana-Laranjal Macacu 6,000
Niterói, São Gonçalo,
Itaboraí e Rio de Janeiro
(Ilha de Paquetá).
Rio Bonito Rio Bacaxá 0,134 Rio Bonito
Tanguá Caceribu Pequeno 0,038 Tanguá
Paraíso 0,040
Pico/Pedras Negras 0,110
Suruí 0,010
Magé
Piabetá/Cach.Grande
0,110
Magé
Soberbo Soberbo 0,080 Guapimirim
Cach.de Macacu Mananciais da serra 0,300 Cachoeira de Macacu
Caxambu Grande Mananciais da serra - Petrópolis
Subtotal Outras bacias
6,822
m³/s
10
municípios
Total produzido PDRH-BG em 2000
43,283
m³/s
16
municípios atendidos
202
Figura 24 – Abastecimento de água na RHBG (ECOLOGUS-AGRAR, 2005)
203
Os sistemas de produção de água potável para a Região Hidrográfica da Baía de
Guanabara (RHBG) são na sua grande maioria administradas pela CEDAE, que
distribui 42,903m³/s dos 43,283m³/s totais, correspondendo a 99% do total produzido
para a região. Já a vazão importada da bacia hidrográfica do rio Guandu corresponde a
84% do total distribuído na região.
O sistema de produção Acari da CEDAE possui outras captações na bacia do rio
Guandu (Rio do Ouro e São Pedro) que não abastecem a RHBG. Já o sistema produtor
Acari restante (Xerém, Tinguá e Mantiquira) apresenta captações dentro da bacia do rio
Guandu e dentro da RHBG, porém ele foi considerado como integrante dos sistemas
produtores da bacia do rio Guandu na
Tabela 59
, alterada do original PDRH-GB.
Em relação à concessão, o sistema produtor Imunana-Laranjal da CEDAE abastece o
município de Niterói, mas o sistema de distribuição de água é administrado pela CAN
(Companhia de Águas de Niterói S/A). Já o sistema produtor de Magé é administrado
em parte (Piabetá) pela prefeitura de Magé.
As outras empresas concessionárias produzem e distribuem água potável para os
municípios de Guapimirim, Cachoeira de Macacu e Petrópolis, sendo responsáveis por
apenas 1% do total produzido e distribuído na RHBG.
O PDRH-BG usou os índices de perdas presentes no diagnóstico dos serviços de água e
esgoto realizado em 2000 pelo Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento
(SNIS). Os índices divulgados de perdas nos sistemas de abastecimento foram de 42,2%
para a CEDAE e de 34,0% para a CAN. Já, o índice de perdas adotado pelo PDRH-BG
foi de
40%
para toda a área de estudo, atendida enormemente pelos sistemas produtores
da bacia do rio Guandu (Guandu, Ribeirão das Lajes e Acari).
Os consumos
per capita
da população urbana fixa foram baseados nos utilizados pelas
bacias de esgotamento do PDE (STE, 1994), adaptados para as unidades de balanço
(UB) do PDRH-BG e perfazendo um
per capita
médio da ordem de
266
l/hab/dia. Para a
população urbana flutuante o valor adotado foi de 200l/hab/dia, valor este indicado pelo
PDA (ENGEVIX, 1985). Portanto, os valores não são recentes e não foram baseados na
RPDA (CNEC, 2004), que possui valores menores e mais recentes de
per capita
.
204
Os saldos hídricos nas captações dos sistemas de abastecimento de água da RHBG
apresentaram déficits no horizonte do plano (2020) da ordem de 13,660m³/s, sendo
6,491m³/s na região atendida pelo sistema Imunana-Laranjal, 6,021m³/s para a região
atendida pelos outros sistemas dentro da Baía de Guanabara e
1,148
m³/s na área
atendida pelos sistemas importados Guandu e Ribeirão das Lajes. Estes saldos negativos
representavam a diferença entre vazões disponibilizadas (locais ou importadas) e
demandas hídricas das populações urbanas, com as perdas e os índices de atendimento.
Ações estruturais e gerenciais de redução de perdas e diminuição do consumo
per
capita
foram sugeridas pelo PDRH-BG para os sistemas importados Guandu e Ribeirão
das Lajes, face ao valor relativamente baixo do déficit hídrico projetado para até 2020.
Em contrapartida, o plano indicou ações estruturais para equacionar o déficit alto dos
sistemas Acari (Tinguá) e Imunana-Laranjal, tais como: a construção de barragens de
regularização (Pati, Duas Barras e Tanguá) e a transferência de vazões (captação) do rio
Caceribu para o sistema produtor Imunana-Laranjal.
O
Gráfico 54
e o
Gráfico 55
ilustram a participação dos sistemas na produção total de
água potável para a RHBG, antes e depois da implantação de um programa para redução
gradual das perdas e do
per capita
(q) a partir de 2010. Nesse caso, o índice de perdas
(IP) cairia de 40% para 30% em 2020.
A barragem de Pati e o Plano de Combate ao Desperdício de Água (PDCA) possuem as
metas e os custos de acordo com a
Tabela 60
. O sistema Acari (Tinguá) teria a vazão
regularizada (Q
r
) com a barragem de Pati a partir de 2010, que aumentaria a oferta
hídrica do sistema em 0,381m³/s (Q
r
–Q
7,10
=0,491-0,110 ou Q
r
–50%.Q
7,10
=0,436m³/s).
Tabela 60 – Programas do PDRH-BG que afetam sistemas da bacia do rio Guandu
Programas 2006-2010 2011-2015 2016-2020 2021- Final
PDCA (q) 266-0% 266-2% 266-5% 266-10% 239,4
l/hab/dia
PDCA (IP) 40-0% 40-12,5% 40-12,5% 40-25% 30%
PDCA (R$) 145.282.000
253.458.000
225.548.000
19.774¹/ano
Pati (R$) 4.740.763 221.531¹ 221.531¹ 44.306¹/ano
¹Operação e
Manutenção
205
Vazões médias captadas e vazões médias demandadas (m³/s)
34,284
34,284
34,539
34,597
35,112
35,432
0,559
0,336
0,365
0,543
0,661
0,741
0,759
0,831
1,202
1,453
1,635
0,752
0,750
0,839
1,422
1,824
2,123
6,000
5,530
6,684
7,874
8,858
9,800
0,822 0,826 0,928
1,430
1,852 2,205
0,000 0,005 0,006 0,083
0,139 0,183
0,866
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
50%
55%
60%
65%
70%
75%
80%
85%
90%
95%
100%
2000
(captada)
2000 2005 2010 2015 2020
sistemas locais novos
outros sistemas
Imunana-Laranjal
Acari (Mantiquira)
Acari (Xerém)
Acari (Tinguá)
Guandu e Ribeirão das Lajes
Gráfico 54 – Projeção de vazões com 40% de perdas nos sistemas para a RHBG
Vazões médias captadas e vazões médias demandadas
com redução de perdas em 25% e redução de per capta em 10% (m³/s)
34,284
34,284
34,539
31,296
30,788
27,336
0,559
0,336
0,365
0,492
0,578
0,571
0,759
0,831
1,087
1,275
1,262
0,752
0,750
0,839
1,285
1,598
1,637
6,000
5,530
6,684
7,122
7,774
7,579
0,822 0,826 0,928
1,296
1,631 1,715
0,000 0,005 0,006 0,076
0,125 0,148
0,866
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
50%
55%
60%
65%
70%
75%
80%
85%
90%
95%
100%
2000
(captada)
2000 2005 2010 2015 2020
sistemas locais novos
outros sistemas
Imunana-Laranjal
Acari (Mantiquira)
Acari (Xerém)
Acari (Tinguá)
Guandu e Ribeirão das Lajes
Gráfico 55 – Projeção de vazões com redução de perdas nos sistemas para a RHBG
206
7.4)
ETA Guandu II
O processo proposto para a ETA do sistema produtor Guandu II (BCM, 2005) era o
tratamento físico-químico lastreado por micro-areia com decantação acelerada, seguido
de filtração em manto de areia e carvão ativado. Antes a vazão de projeto era 36m³/s em
três fases de 12m³/s (16m³/s de sobrecarga na 1ª), depois passou para 2 fases de 12m³/s.
O sistema de tratamento proposto era constituído por quatro etapas separadas e
sucessivas que correspondem a duas etapas de mistura rápida, uma etapa de floculação e
uma etapa de sedimentação (BCM, 2005).
O processo iniciaria nas etapas de mistura rápida, seguido de uma etapa de floculação,
terminando na decantação, na qual os flocos lastreados com a micro-areia cresceriam
suficientemente para serem separados da água nos módulos de decantação instalados no
decantador (BCM, 2005).
Na primeira etapa da mistura rápida era aplicado um agente coagulante (sulfato de
alumínio ou outros) que promoveria a coagulação química. Este coagulante seria
disperso na água a ser tratada e sua mistura era assegurada por uma agitação rápida. Em
seguida, na segunda fase da mistura rápida, seriam aplicados produtos auxiliares de
floculação (polieletrólitos ou outros) com o intuito de aumentar a taxa e o grau de
floculação por adsorção, neutralização de carga e ligação entre partículas. Nesta fase era
também adicionada micro-areia visando um aumento na eficiência da floculação. Sob o
efeito da agitação rápida e ação química, partículas se agregariam ao redor da micro-
areia formando flocos fortes e pesados. Esta operação nas duas unidades de mistura
levaria um tempo médio de 6,0 minutos (BCM, 2005).
Após mistura rápida, a água era conduzida a uma unidade de floculação projetada para
gerar agregados grandes que podem sedimentar facilmente causando a colisão entre si
de pequenas partículas formadas nos tanques de mistura rápida, gerando flocos maiores.
Os floculadores seriam constituídos por agitadores mecânicos dimensionados para uma
velocidade tal que impeça o rompimento dos flocos. Esta condição deve ser suficiente
para manter todo o floco lastreado em suspensão. Esta operação levaria um tempo
médio de 10,0 minutos (BCM, 2005).
207
Na unidade subseqüente, nos decantadores, ocorreria a sedimentação dos flocos
formados durante as fases de mistura rápida e floculação. A eficiência desta unidade era
aumentada devido à utilização da micro-areia como lastro, pois os flocos gerados teriam
maior densidade que os flocos obtidos em processos convencionais. A água coagulada
era introduzida nesta unidade sob os módulos lamelares, que formam pequenos canais
inclinados a 60°, instalados na superfície do decantador. Ao passar pelos canais dos
módulos tubulares, em fluxo vertical ascensional, os flocos seriam depositados nos
módulos, sedimentando por gravidade no fundo do decantador. A água clarificada era
coletada por canaletas com vertedores instalados no topo dos módulos de decantação.
O material sedimentado era composto por uma mistura de micro-areia e lodo. Este
material seria coletado por um raspador de fundo e conduzido por bombeamento a uma
unidade onde é processada a separação da micro-areia que seria reutilizada no processo.
Esta unidade era denominada “Hidrociclone”, cuja função seria separar a micro-areia do
lodo pela ação da força centrífuga e possibilitar a recuperação da micro-areia que,
reciclada no processo, era devolvida diretamente aos tanques de mistura rápida. A água
clarificada, coletada nos decantadores era conduzida ao sistema de filtração constituído
por 24 filtros. Os filtros seriam compostos por manto de areia, suportado por pedregulho
e uma camada adicional de carvão ativado sobre o manto de areia. A água filtrada era
então conduzida a uma câmara de contato onde é promovida a desinfecção e desta
bombeada para um novo reservatório de carga denominado Marapicu II (BCM, 2005).
O processo de micro-areia acelera o tempo de operação nas unidades de uma ETA e
otimiza as taxas de dimensionamento, resultando em unidades menores. Não houve
restrição técnica para a utilização deste processo no tratamento de águas para consumo
pela CEDAE. Entretanto, a companhia descartou o processo de micro-areia por motivos
operacionais e de manutenção, já que ele era inédito no Brasil e seus insumos e
equipamentos exclusivos dos detentores. Em 2004, existia apenas uma jazida de micro-
areia credenciada no Brasil (em SP) e um único fabricante do equipamento principal do
processo, o “Hidrociclone”, o que levaria a custos altos de operação e manutenção do
sistema proposto. O fornecimento da micro-areia para a ETA Guandu custaria R$
16.740,00/mês (= 93t/mês x R$ 180,00/t), para um consumo de 3ppm do produto a cada
12m³/s (=~ 3.100kg/dia x 30dias/mês = 93.000kg/mês = 93t/mês), cf. CONEN (2004).
208
Ainda em relação ao processo proposto na ETA Guandu II, também chamado de
decantação lamelar lastreada com micro-areia, a SABESP (Companhia de Saneamento
Básico do Estado de São Paulo) realizou estudos em escala piloto com este processo
(ETA Piloto) e comparou-os com os processos de decantação convencional com
decantadores retangulares (ETA Alto da Boa Vista-SP) e de decantação lamelar com
micro-areia, com os seguintes resultados e conclusões em dezembro de 2002:
Tabela 61 – Decantação com micro-areia X Convencional (SABESP, 2002)
ITEM ETA com micro-areia ETA Convencional
Tratamento global
Nível muito superior com taxas
operacionais menores
Nível inferior com taxas
operacionais 14 x maiores
Mudanças na qualidade
da água bruta
Mais estável devido a grande
quantidade de sólidos
(reciclagem da micro-areia)
Menor estabilidade a
variações bruscas
Tempo de resposta a
mudança de dosagem
de produtos químicos
20 minutos 2,5 horas
Remoção de turbidez Similar ao convencional Similar ao com micro-areia
Remoção de algas com
policatiônico
Média = 99% (97,5~99,8%) Média = 93% (78,5~99%)
Custos globais do
tratamento
Diminuição do uso de produtos
químicos e do volume de água
para lavagem dos filtros
Maior uso de produtos
químicos e maior volume
de água de lavagem
Aplicação de polímeros
(performance)
Totalmente dependente (ideal
= poliacriloamina catiônica)
Não depende (opcional ou
auxiliar)
Uso de carvão ativado
em pó na água bruta
Melhora na qualidade da água
decantada (menos micro-areia)
Melhora na qualidade da
água decantada
Risco de interrupção na
produção de água
Menor risco (melhor qualidade
da água bruta = menos algas)
Maior risco (atenuado se
usar carvão ativado em pó)
A
Figura 25
mostra o espaço ocupado entre os processos existentes de decantação. A
Figura 26
esquematiza o processo de decantação lamelar lastreada com micro-areia.
209
Cabe observar que o maior motivo para a utilização da micro-areia no sistema produtor
ETA Guandu II seria a melhora da qualidade da água bruta para os tratamentos
subseqüentes, devido a crescente piora da qualidade da água captada na lagoa Guandu
pela ETA Guandu existente, já que o novo sistema aproveitaria a mesma captação.
Então, não houve problema de espaço físico para a implantação da ETA Guandu II,
levando a dois projetos diferentes para a mesma, um só com a decantação lamelar
lastreada com micro-areia e o outro um misto entre esta e a convencional retangular.
Figura 25 – Comparativo de áreas nos processos de decantação (SABESP, 2002)
Figura 26 – Esquema da decantação lamelar com micro-areia (SABESP, 2002)
A
Figura 27
, o
Gráfico 56
e o
Gráfico 57
apresentam o esquema geral do sistema
produtor ETA Guandu II e os custos (setembro de 2004) de implantação para os 36m³/s.
210
Figura 27 – Sistema produtor ETA Guandu II (Fonte: BCM, 2005)
211
Sistema Guandu II
CANTEIRO DE OBRAS= 33,39
Canal de Adução / Desarenação= 35,54
Elevatória de Água Bruta= 40,49
Prédio de Tratamento de Lodo= 20,17
Adensador= 10,78
Casa de Química= 19,94
Depósito de Cloreto Férrico= 0,33
Prédio de Cloração= 10,20
Tanque de Contato= 12,62
Central de Manutenção= 1,25
Portaria e Balança= 0,20
Subestações Principal e Secundárias= 31,60
Redes Externas de Utilidades= 2,32
Urbanização= 2,87
ADUTORA DE ÁGUA TRATADA= 57,76
RESERVATÓRIO DE ÁGUA TRATADA= 35,80
Elevatória de Alto Recalque= 87,23
Sistema de Filtração= 91,26
Floculador / Decantador= 83,14
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Custos sem BDI das unidades (R$ milhões)
Gráfico 56 – Custos das unidades do sistema produtor Guandu II (BCM, 2005)
Custos (R$) do Sistema ETA Guandu II (total=R$ 576.873.455,15)
33.387.009,81
6%
35.795.760,72
6%
57.763.698,56
10%
449.926.986,06
78%
Canteiro de obras
Estação de tratamento de água
Adutora de água tratada
Reservatório de água tratada
Gráfico 57 – Custos de implantação do sistema produtor Guandu II (BCM, 2005)
212
7.5)
ETA Novo Guandu
A ETA Novo Guandu (CEDAE, 2007) receberá investimentos do PAC (2008) para
financiar sua construção, com início previsto para o ano de 2009. O PAC (Programa de
Aceleração do Crescimento) é um programa de investimentos em infra-estrutura no
Brasil, criado pelo governo federal em janeiro de 2007, que aloca recursos financeiros
até 2010, da ordem de R$ 503,9 bi: 170,8 em questões sociais e urbanas, 58,3 em
logística de transporte e 274,8 em energia.
A ETA Novo Guandu será construída próxima às unidades existentes da ETAG, aos
desarenadores, no mesmo local previsto para a ETA Guandu II. A opção escolhida pela
CEDAE (2007), dentre todas as aventadas descritas anteriormente, foi realmente a ETA
Novo Guandu, que tem os recursos financeiros do PAC (2008) em fase de contratação
para iniciar o processo de licitação no ano de 2009. As unidades previstas são:
Canal desarenador partindo do canal existente de água bruta da ETAG;
Elevatória de água bruta;
Unidade de mistura hidráulica rápida com medidor tipo calha parshall;
Floculação hidráulica de fluxo vertical seguida de floculação mecânica;
Decantadores de alta taxa por módulos tubulares;
Filtros de areia com taxas declinantes e autolaváveis;
Tanque de contato com capacidade para 30 minutos;
Tanque-pulmão com capacidade de 2 horas ou canal de água tratada;
Elevatória de água tratada;
Linha de recalque com diâmetro nominal (DN) 2500mm e extensão 3400m;
Novo reservatório de carga com volume de 55.000m³ (Novo Marapicu).
A ETA Novo Guandu está projetada para 24m³/s, em duas etapas de implantação de
12m³/s, sendo a primeira imediata. Está previsto o tratamento da fase sólida constituída
pelo lodo gerado no processo, bem como a recuperação da água de lavagem dos filtros.
Na fase líquida de 1ª etapa, a ETA contemplará uma unidade de pré-condicionamento
da água bruta com produtos químicos, devido ao alto grau de poluição da lagoa Guandu,
corroborado com estudos dos capítulos (3) e (4). Opcionalmente, previu-se o tratamento
futuro da fase líquida com unidades de oxidação e adsorção. A
Figura 28
mostra o
esquema das fases dos processos adotados no sistema Novo Guandu.
213
Figura 28 – Processo de tratamento do sistema Novo Guandu (CEDAE, 2007)
214
A CEDAE apresentou os seguintes motivos principais para a escolha da concepção da
ETA Novo Guandu como o novo sistema produtor:
Zerar o déficit futuro de vazão demandada de 24m³/s, previsto pela RPDA (CNEC,
2004), principalmente para a população da Baixada Fluminense na RMRJ oeste;
Atender as demandas do sistema Acari, que seria desativado gradativamente
(conforme CNEC, 2004) por falta de regularização das vazões (3,5m³/s de médias e
1,60m³/s em estiagens) e pela exigência de tratamento com unidades de filtração e
desinfecção para mananciais de superfície (Portaria n° 518/2004 do Ministério da
Saúde);
Permitir a reforma, a recuperação e as adequações necessárias nas unidades de
tratamento existentes VETA (24m³/s) e NETA (16m³/s) da ETAG, operando em
capacidade máxima.
Então, seguindo as premissas da RPDA (CNEC, 2004), a CEDAE pretende desativar o
sistema Acari e criar um novo sistema produtor de água potável também no mesmo
local indicado para a ETA Guandu Novo (CNEC, 2004) e para ETA Guandu II (BCM,
2005), porém com outros métodos de tratamento e outra concepção para a estação.
Apesar da denominação de novo sistema produtor de água potável, o Novo Guandu, o
Guandu Novo e o Guandu II podem ser considerados como uma ampliação do sistema
Guandu existente, pelo simples fato de utilizarem a mesma captação.
As vazões máximas de sobrecarga da ETA Novo Guandu seriam de 18m³/s na primeira
etapa de implantação do sistema (de 12m³/s), que está orçada em R$ 460.200.000,00.
Este é o investimento previsto pelo PAC (2008) para a “Ampliação do sistema de
abastecimento de água - nova ETA (complexo Guandu), produção e reservação”.
A proposta inicial da ETA Novo Guandu teria o tanque-pulmão para detenção de duas
horas, porém na concepção atual um canal de água tratada o substituiu. O motivo foi o
alto custo do tanque de grandes proporções, que precisaria de várias estacas para o
suporte das elevadas cargas estruturais. A dimensão proporcional do tanque-pulmão ou
reservatório-pulmão em relação às outras unidades do sistema é claramente visível na
concepção inicial proposta da
Figura 29
.
215
O custo do PAC (2008) para o sistema Novo Guandu não incluiu o túnel JK - Novo
Marapicu, uma adutora por gravidade ao qual aumentaria em muito o valor final das
obras. O trajeto do túnel seria semelhante àquele do sistema Guandu Novo (CNEC,
2004), ou seja, no interior dos embasamentos rochosos.
O consumo de produtos químicos na ETA Novo Guandu foi mensurado para 12, 18 e
24m³/s, possibilitando a criação de uma curva operacional (
Gráfico 58
) que foi
extrapolada para as outras estações propostas: Ribeirão das Lajes, Guandu Novo,
Guandu II e Marajoara. A curva expressa também o gasto com produtos químicos na
ETA Guandu existente ao agregar os valores constantes na
Tabela 6
.
Consumo de produtos químicos na ETA Novo Guandu
y = 5,6347x
y = 14,73x
y = 2,6675x
-
100
200
300
400
500
600
700
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
vazão da ETA (m³/s)
consumo total (t/dia)
.
consumo mínimo consumo médio consumo máximo ETAG (médio)
Gráfico 58 – Consumo de produtos químicos em uma ETA
216
Figura 29 – Concepção inicial proposta ETA Novo Guandu (CEDAE, 2007)
A fase A teria as etapas inicial e final com 12m³/s cada. A fase B seria a etapa opcional
de oxidação com ozônio e adsorção com carvão ativado granular (CAG) nos filtros.
217
Figura 30 – Sistema Novo Guandu proposto inicialmente (CEDAE, 2007)
218
7.6)
Ribeirão das Lajes (reserva estratégica)
O reservatório Ribeirão das Lajes é administrado pela LIGHT Energia S/A, que realiza
o monitoramento sistemático de qualidade das águas. O PERH (SONDOTÉCNICA,
2006) classificou este manancial como águas doces tipo 2 (
Tabela 21
), pela piora da
qualidade (vide item 7.8.1), o que exigiria um tratamento convencional para o
abastecimento público, cf. CONAMA 357 (2005) na
Tabela 20
. Entretanto, a tendência
seria manter o reservatório Ribeirão das Lajes como classe especial (CONAMA 357,
2005) em 2008 ou 2009, com o apoio do COMGUANDU, caindo a exigência de
tratamento para somente desinfecção antes do abastecimento público (
Tabela 20
).
A implantação de uma ETA convencional para o sistema Ribeirão das Lajes ainda seria
necessária pela Portaria número 518 de 2004 do Ministério da Saúde (MS, 2005), que
exige tratamento por
filtração
e desinfecção para manancial de abastecimento público.
Atualmente, só é feito desinfecção com cloro gasoso no trecho Túnel IV das adutoras.
A vazão máxima de sobrecarga na primeira etapa das obras de implantação da ETA
Novo Guandu (CEDAE, 2007) seria de 18m³/s, para a estação também receber as
vazões das duas adutoras oriundas do reservatório de Ribeirão das Lajes, eliminado
assim a necessidade de implantar a ETA Ribeirão das Lajes. O reservatório tornar-se-ia
uma reserva estratégica para abastecer a RMRJ oeste. Porém, os municípios de
Paracambi, Itaguaí e Seropédica recebem as águas de Ribeirão das Lajes antes da
chegada na ETAG, o que implicaria novas estações de tratamento com filtração,
desinfecção e fluoretação para as derivações das adutoras a montante da ETAG. As
estações seriam de pequeno e médio porte, diminuindo assim os custos de implantação,
operacionais e de manutenção do sistema Ribeirão das Lajes exigido por lei.
O PERH do Guandu contempla também o reservatório Ribeirão das Lajes como reserva
estratégica, com 18% da capacidade apta para abastecer o sistema Ribeirão das Lajes.
Entretanto, o aumento da vazão no sistema necessitaria de novas adutoras e de nova
estação de tratamento para conduzir e tratar as águas para abastecer a RMRJ. Além
disso, existiria o conflito de interesses entre a CEDAE e a LIGHT Energia (item 7.8.1).
219
7.7)
Rejeito Zero (ETA Guandu)
A CEDAE realizou um convênio com a BioRio e a UFRJ sobre controle de qualidade
da água de abastecimento do estado do Rio de Janeiro, no intuito de estudar o
reaproveitamento das águas de lavagem e do lodo na ETAG dentro da própria estação
de tratamento de água. O resultado foi um “Projeto para reciclagem das águas perdidas
nas operações de descarte do lodo dos decantadores e retrolavagem dos filtros de areia”,
simplesmente chamado de “Rejeito Zero” pela CEDAE (BIORIO, 2006). A
Figura 31
,
a
Figura 32
, a
Figura 33
e a
Figura 34
mostram os fluxogramas da situação atual dos
descartes e da situação esperada após a execução do projeto de reúso na estação.
As vazões médias efluentes na estação giraram entorno de 10% do total afluente bruto,
durante o período de medição realizado entre 2003 e 2004. Sendo assim, os valores
medidos corresponderam aos valores teóricos de dimensionamento para a lavagem dos
filtros, ou seja, ao coeficiente k3, que varia de 1,05 a 1,10 (acréscimo de 5 a 10% na
vazão nominal). Então, somados também os descartes dos decantadores, 5,5m³/s foram
lançados no canal de descarte destinado ao rio Cabenga, afluente do rio Guandu-Mirim.
Figura 31 – Processo atual de descartes de água e lodo da ETAG (BIORIO, 2006)
220
Figura 32 – Processo esperado de descartes da ETAG (BIORIO, 2006)
As medições de vazão e os testes em escala piloto no ano de 2003 embasaram as
seguintes conclusões (BIORIO, 2006):
É possível utilizar o lodo da ETAG na fabricação de cerâmica vermelha sem
comprometer as características qualitativas do produto obtido, desde que o
mesmo seja incorporado à matriz de argila em base úmida com até 40% de lodo
da ETAG em base úmida a uma temperatura de queima de 950°C;
Pode-se utilizar até 50% do lodo na fabricação de tijolos de vedação e outros
produtos cerâmicos que não tenham função estrutural;
O efluente sólido (lodo) necessitaria de tratamento completo com desidratação
para o aproveitamento na fabricação de cerâmica vermelha (unidade fabril);
O efluente líquido retornaria à caixa de tranqüilização sem a necessidade de
ampliação do sistema de tratamento existente.
Essa proposta de reúso (
Tabela 62
) custaria R$ 81.720.000,00 (SONDOTÉCNICA,
2007), no entanto, a CEDAE estuda fornecer a água de reúso (efluente líquido) para o
COMPERJ, aproveitando a faixa de domínio da captação da REDUC na ETAG.
221
Outro possível fim para o reúso da ETAG seria o abastecimento das fábricas a jusante
da captação da ETAG (CSN, CSA, UTE Santa Cruz, COSIGUA, entre outras),
diminuindo assim o uso de água do rio Guandu e, conseqüentemente, a penetração da
cunha salina. As águas de reúso poderiam também ser lançadas diretamente no rio
Guandu, a jusante da captação da ETAG, alcançando os mesmos efeitos de contenção
da cunha salina no Canal de São Francisco e de aumento da oferta hídrica para os outros
usuários da bacia hidrográfica, atuais e futuros.
Qualquer opção adotada para o reúso da ETAG afetaria muito o balanço hídrico no rio
Guandu-Mirim, pois o “afluente” de maior contribuição na bacia é o efluente lançado no
canal de descarte da ETA (
Foto 17
, que tem como destino final o rio Cabenga, um
afluente do rio Guandu-Mirim. Porém, pelo PERH (SONDOTÉCNICA, 2006), os rios
Cabenga e Guandu-Mirim apresentam
vazões médias
de 0,45m³/s e 2,77m³/s,
respectivamente, ou seja, bem
inferiores ao lançamento medido
no canal de descarte.
Foto 17 – Canal de descartes da ETA Guandu (Fonte: CEDAE)
222
Figura 33 – Destino atual dos descartes da ETA Guandu (BIORIO, 2006)
Figura 34 – Proposta para o reúso dos descartes da ETAG (BIORIO, 2006)
223
Tabela 62 – Características do sistema de reúso proposto na ETAG (BIORIO, 2006)
UNIDADE TIPO CARACTERÍSTICAS
Água de lavagem dos filtros da ETAG (NETA e VETA)
Estação elevatória
de recuperação de
água de lavagem
dos filtros
Bomba
submersa e
motor de eixo
vertical não
submerso
Poço de sucção;
5conjuntos (4 + 1 reserva);
Tipo do conjunto = eixo vertical prolongado;
Vazão = 3.000l/s, sendo 750l/s/conjunto;
Altura manométrica A.M.T. = 15,64m;
Potência dos motores = 170cv/conjunto;
Ø barrilete= 700mm e Ø recalque= 1400mm.
Caixa de areia Mecanizada
2un de Ø= 11,40m e Lâmina d’água= 0,84m.
Lodo dos decantadores da ETAG (NETA e VETA)
Estação elevatória
de lodo da VETA
Poço seco de
conjuntos
motor-bomba
com eixo
horizontal
Poço de sucção;
5conjuntos (4 + 1 reserva);
Vazão = 900l/s, sendo 225l/s/conjunto;
Altura manométrica A.M.T. = 13,64m;
Potência dos motores = 75cv/conjunto;
Ø barrilete = 400mm e Ø recalque = 900mm.
Lodo da NETA Por gravidade
Coleta independente com comporta.
Adensador Por gravidade
4un de Ø = 25m e lâmina de água = 3,5m.
Distribuição de lodo
Por gravidade
01 caixa de 11,30m x 8,30m com 04 saídas.
Prédio de
tratamento de lodo
Bombas
helicoidais e
centrífugas
12 Bombas de lodo adensado tipo helicoidal;
Vazão das bombas = 80 a 110m³/h/un;
12 Centrífugas com vazão 80 a 110m³/h/un.
Depósito de lodo
desidratado
Mecanizada
06Roscas transportadoras na caixa enterrada;
01Rosca transportadora no plano inclinado.
Estação elevatória
de recirculação
Poço seco de
conjuntos
motor-bomba
com eixo
horizontal
Poço de sucção;
5conjuntos (4 + 1 reserva);
Vazão = 1.540 l/s, sendo 385l/s/conjunto;
Altura manométrica A.M.T. = 11,96m;
Potência dos motores = 100cv/conjunto;
Ø barrilete= 600mm e Ø recalque= 1000mm.
Caixa de tranqüilização existente na entrada da ETAG (NETA e VETA)
224
7.8)
Gerenciamento da bacia do rio Guandu (Plano Estratégico 2006)
7.8.1)
Transposição Paraíba do Sul-Guandu
O parque gerador de energia elétrica controlado pela concessionária LIGHT Energia
S.A. está ligado diretamente ao sistema de abastecimento de água para a região
metropolitana oeste do Rio de Janeiro (96% do total suprido pelo complexo de Lajes),
por meio de um complexo hidrelétrico com capacidade total instalada de 853 MW,
baseado no aproveitamento dos recursos hídricos do Ribeirão das Lajes e dos Rios Piraí
e Paraíba do Sul, compreendendo: cincos usinas geradoras, duas usinas elevatórias, dois
reservatórios de regularização e seis reservatórios de pequeno porte (LIGHT, 2008).
A concessionária possui também 115km de linha de transmissão de energia elétrica, na
tensão de 230kV, ligando a usina hidrelétrica Nilo Peçanha com a subestação Santa
Cabeça, em Aparecida do Norte (SP). Então, parte do sistema instalado no estado do
Rio de Janeiro também fornece energia para o estado de São Paulo (LIGHT, 2008).
A
Tabela 63
, a
Tabela 64
, a
Figura 35
, a
Figura 36
e a
Figura 37
apresentam
resumidamente as características do sistema de geração de energia hidrelétrica pela
LIGHT, que o transformaram no mais importante regulador hídrico e fornecedor de
água bruta para o abastecimento da RMRJ oeste, por intermédio do complexo de Lajes.
Cabe lembrar que a vazão natural média do rio Guandu antes das transposições era da
ordem de 25m³/s (SONDOTÉCNICA, 2006), muito inferior aos 160m³/s atuais (média).
Tabela 63 – Geração de energia elétrica pela LIGHT Energia (LIGHT, 2008)
Complexo
Subsistema Usina Hidrelétrica (UHE) MW
Localização
Lajes Fontes Nova 132 Piraí (RJ)
Paraíba – Piraí Nilo Peçanha 380 Piraí (RJ)
Lajes
Pereira Passos Pereira Passos 100 Piraí (RJ)
- - Ilha dos Pombos 183 Carmo (RJ)
- - Santa Branca 58 Santa Branca (SP)
LIGHT Energia TOTAL 853 RJ e SP
225
Figura 35 – Parque gerador de energia no estado do Rio de Janeiro (LIGHT, 2008)
Figura 36 – Aproveitamento hidrelétrico do sistema LIGHT (LIGHT, 2003)
226
Tabela 64 – Características do complexo hidrelétrico da LIGHT Energia S.A.
COMPLEXO DE LAJES
: Subsistema
Lajes
(Piraí e Rio Claro – RJ)
Unidade Tipo Características Mananciais Início
Barragem de
Lajes
Concreto
armado
Cota
máx
= 404m
Rio Ribeirão
das Lajes
1908
(1905)
Reservatório
de Lajes
Regularização ? m³
Rio Ribeirão
das Lajes
1908
(1905)
Usina Fontes
Velha
Usina
hidrelétrica
[desativada]
6un x 4MW = 24MW
Q = 5,5m³/s
H
nom
= 276m
Rio Ribeirão
das Lajes
Q
méd
=5,5m³/s
1908
(1905)
[1973]
Barragem de
Tocos
Concreto
armado
H = 25m; L = 56,7m;
Q
descarga
= 541m³/s
Rio Piraí
1913
(1907)
Reservatório
de Tocos
Acumulação 1,76 x 10
6
m³ Rio Piraí
1913
(1907)
Desvio Tocos
(galeria de
escoamento)
Túnel por
gravidade
Q
máx
= 25m³/s
S
Ω
= 14,1m²
L = 8.430m
Rio Piraí
Q
méd
=12m³/s
1913
(1907)
Usina Fontes
Velha
(ampliação)
Usina
hidrelétrica
[desativada]
+2un x 12,5 = 25MW
(Total =
49MW
)
Total = 56MW ???
Rio Piraí
Q
méd
=12m³/s
Q
máx
=25m³/s
1913
(1907)
[1987]
Barragem de
Lajes
(alteamento)
Concreto
armado
(em 4 etapas)
Cota
1°
= 416m (1940)
Cota
máx
= 432m (1958)
H = 62m e L = 321m
Rio Ribeirão
das Lajes e rio
Piraí
1940 a
1958
Reservatório
de Lajes
(ampliação)
Regularização
(aumento das
vazões)
Q>5,5m³/s
1.058 x 10
6
m³
(NA
Decamilenar
= 430m)
445 x 10
6
m³
(NA
máx
Normal
= 415m)
Rio Ribeirão
das Lajes e rio
Piraí
1940 a
1958
Usina Fontes
Nova
Usina
hidrelétrica
3un x 44 =
132MW
(em 3 etapas: 1940,
1942 e 1948)
Rio Ribeirão
das Lajes e rio
Piraí
1940,
1942 e
1948
Galeria sob
pressão –
Lajes
Dois túneis
com chaminé
de equilíbrio
2un x Ø 6,15m
L
1
=2.220m; L
2
=930m
2un x Q
máx
= 120m³/s
Rio Ribeirão
das Lajes e rio
Piraí
-
227
COMPLEXO DE LAJES
: Subsistema
Paraíba-Piraí
(Barra do Piraí e Piraí – RJ)
Unidade Tipo Características Mananciais Início
Barragem de
Santa Cecília
Com comportas
H = 12,5m; L = 176m;
Q
descarga
= 1.710m³/s
Rio Paraíba do
Sul
1952
(1945)
Reservatório
Santa Cecília
Acumulação
6 x 10
6
m³
NA
máx
= 353m
Rio Paraíba do
Sul
1952
(1945)
Elevatória
Santa Cecília
Usina
elevatória
4 un x 11.000HP =
45.000HP; H
r
= 15,5m
Q
máx
= 161,6m³/s
Rio Paraíba do
Sul
1952
(1945)
Desvio Santa
Cecília
(Galeria)
Túnel por
gravidade
Q
máx
= 160m³/s
S
Ω
= 43,5m²
L = 3.314m
Rio Paraíba do
Sul
1952
(1945)
Desvio Santa
Cecília (Canal
de descarga)
Canal a céu
aberto
Q
máx
= 160m³/s
S
U
= 15m x 6,5m
L = 2.500m
Rio Paraíba do
Sul
Q
méd
= 160m³/s
1952
(1945)
Barragem de
Santana
Concreto
armado
H = 11m; L = 52m;
Q
descarga
= 1.160m³/s
Rio Piraí
Q
mín
≥
Q
sanitária
1952
(1945)
Reservatório
de Santana
Acumulação
=
inversão rio Piraí
20 x 10
6
m³
NA
máx
= 363,6m
Rio Paraíba do
Sul e rio Piraí
1952
(1945)
Elevatória de
Vigário
Usina
elevatória
4 un x ??? HP =
118.000HP; H
r
= 35m
Q
máx
= 188,8m³/s
Rio Paraíba do
Sul e rio Piraí
1952
(1945)
Barragem do
Vigário
Concreto
armado
H = 41m
L = 180m
Rio Paraíba do
Sul e rio Piraí
1952
(1945)
Reservatório
do Vigário
Acumulação
37,7 x 10
6
m³
NA
máx
= 399m
Rio Paraíba do
Sul e rio Piraí
1952
(1945)
Canal de
adução –
Vigário
Canal a céu
aberto
Q
máx
= 210m³/s
S
U
= 14m x 9,8m
L = 1.388m
Rio Paraíba do
Sul e rio Piraí
Q
méd
= 210m³/s
1952
(1945)
Galeria sob
pressão
Túnel c/câmara
de válvulas
S
Ω
= 64,7m²; L=620m
Q
máx
= 300m³/s
Rio Paraíba do
Sul e rio Piraí
1952
(1945)
Usina Fontes
Nova (opção)
Usina
hidrelétrica
3un x 44 =
132MW
H
nom
= 310m (312m)
Rio Paraíba do
Sul e rio Piraí
1952
(1945)
228
Galeria – Nilo
Peçanha
Túnel sob
pressão
Ø 6,10m; L = 496m
Q
máx
= 150m³/s
Rio Paraíba do
Sul e rio Piraí
1953
(1945)
Usina Nilo
Peçanha
Usina
hidrelétrica
6un x ??? =
380MW
H
nom
= 303m (312m)
Rio Paraíba do
Sul e rio Piraí
1953
(1945)
COMPLEXO DE LAJES
: Subsistema
Pereira Passos
(Piraí – RJ)
Unidade Tipo Características Mananciais Início
Barragem e
Vertedor
Concreto
armado
H = 49m; L = 230m;
Q
descarga
= 350m³/s
Lajes, Piraí e
Paraíba do Sul
1962
Reservatório
Ponte Coberta
Acumulação 22 x 10
6
m³
Lajes, Piraí e
Paraíba do Sul
1962
Usina Pereira
Passos
Usina
hidrelétrica
2un x 50 =
100MW
H
nom
= 37,5m
Lajes, Piraí e
Paraíba do Sul
1962
ILHA DOS POMBOS
(Carmo – RJ)
Unidade Tipo Características Mananciais Início
Barragem Ilha
dos Pombos
Concreto
armado
H = 9,5m
L = 514m
Rio Paraíba do
Sul
1924
(1920)
Canal de
adução – Ilha
dos Pombos
Canal a céu
aberto e
Tomada d’água
Q
máx
= 690m³/s
S
U
=170 x 10 x 2910m
S
Tomada
= 530 x 11m
Rio Paraíba do
Sul
1924
(1920)
Usina Ilha
dos Pombos
Usina
hidrelétrica
²reformada
[¹antes da reforma]
[5un x ?? = 164MW
¹
]
5un x ??? =
183MW
²
H
nom
= 31,7m
NA
queda
= 140-108m
Rio Paraíba do
Sul
1924 a
1949¹
(1920)
2002²
(1997)
SANTA BRANCA
(Jacareí e Santa Branca – SP)
Barragem e
Vertedor
Concreto
armado
H = 54m; L = 325m;
Q
descarga
= 1.300m³/s
Rio Paraíba do
Sul
1999
(1950)
Reservatório
Santa Branca
Regularização
439 x 10
6
m³;
V.U. = 308 x 10
6
m³;
NA
máx
= 627m
Rio Paraíba do
Sul
1999
(1950)
Usina Santa
Branca
Usina
hidrelétrica
2un x ??? =
58MW
H
nom
= 42m
Rio Paraíba do
Sul
1999
229
Figura 37 – Perfil hidráulico do subsistema Paraíba-Piraí da LIGHT (2003)
As transposições de bacias hidrográficas estão presentes no desvio de Tocos (1913) e no
desvio de Santa Cecília (1952), ou seja, do rio Piraí para Ribeirão das Lajes e do rio
Paraíba do Sul - Piraí para o Ribeirão das Lajes - Guandu. Como o rio Piraí é um
afluente do rio Paraíba do Sul, o desvio de Tocos é a primeira transposição de bacias
(Paraíba do Sul para Ribeirão das Lajes), autorizada pelo governo do estado do Rio de
Janeiro em 1907. Por outro lado, para suprir o mercado do Rio de Janeiro, Distrito
Federal na época, o desvio Paraíba-Piraí em Santa Cecília foi autorizado pelo Decreto
Lei nº 7.542, de 11 de maio de 1945: "Art. 1º. Por medida de conveniência pública, fica
a Companhia de Carris, Luz e Força do Rio de Janeiro Limitada autorizada a derivar as
águas aproveitáveis do ribeirão do Vigário e do Rio Piraí e, até o máximo de 160 metros
cúbicos por segundo, as águas do Rio Paraíba, para utilizá-las na ampliação da usina do
Ribeirão das Lajes", conforme a LIGHT (2008).
O desvio Paraíba-Piraí foi responsável pela ampliação e regularização das vazões no
Rio Guandu, que permitiu a construção da ETAG da CEDAE, em 1955, que hoje retira
ininterruptamente 45m³/s (85% do consumo) para abastecimento do Rio de Janeiro e da
Baixada Fluminense (LIGHT, 2008), conforme já descrito anteriormente.
230
A última fronteira do Complexo de Lajes com o rio Guandu é a UHE Pereira Passos,
que tem como afluência as vazões turbinadas nas usinas Fontes Nova e Nilo Peçanha,
afora a vazão proveniente do Reservatório de Lajes que supre as duas adutoras da
CEDAE (ARL’s), construídas na década de 1940. As ARL’s são supridas diretamente
com uma vazão de 5,5m³/s pelo Reservatório de Lajes, 10% da água consumida na
RMRJ oeste, após serem turbinadas pela UHE Fontes Nova. Três comportas de fundo
da CEDAE na barragem de Lajes controlam a entrada das águas até a calha da CEDAE,
utilizando o volume entre as cotas 415 e 399m. A partir da calha, partem as ARL’s.
Segundo informações da LIGHT Energia, a concessionária pretende reativar a usina de
Fontes Velha, criando a PCH de Lajes com 17MW de capacidade instalada. Esse
projeto aumentaria a eficiência de bombeamento e desafogaria a UHE Fontes Nova, ao
mudar a calha da CEDAE para a UHE Fontes Velha. No primeiro semestre de 2008, o
projeto da PCH de Lajes estava em fase desenvolvimento e negociação com a CEDAE.
Em 2008, outros projetos em andamento na LIGHT eram os diques em Cacaria e a PCH
de Paracambi, este com capacidade instalada de 26MW e em fase avançada já com
outorga, citada anteriormente. Por outro lado, as reformas dos dois diques em Cacaria
teriam uma área grande inundada, o que afetaria o projeto da ETA Ribeirão das Lajes da
CEDAE. Para resolver a situação, a LIGHT diminuiu a cota de inundação, minimizando
os impactos ambientais da UHE Paracambi e a interferência na futura ETA.
O sistema gerador da LIGHT Energia faz parte do aproveitamento hidrelétrico da bacia
hidrográfica do rio Paraíba do Sul (
Figura 38
e
Figura 39
), que é monitorado pela
ANA desde 2003, principalmente por causa da queda brusca no nível dos reservatórios à
montante da usina elevatória de Santa Cecília (Paraibuna, Santa Branca, Jaguari e
Funil), ocorrida durante o período chamado “apagão”, nos finais dos anos 2001 e 2003.
Os reservatórios no rio Paraíba do Sul controlam os níveis nos reservatórios do
Complexo de Lajes, exceto Ribeirão das Lajes, por isso não há como separá-los dos
estudos de vazão para aumentar os volumes outorgados na bacia do Rio Guandu.
Portanto, cada outorga no rio Paraíba do Sul concedida à montante da usina elevatória
(UEL) de Santa Cecília diminui o volume para outorga no rio Guandu, principalmente
para abastecimento público de água potável.
231
Figura 38 – Esquema do sistema hidrelétrico do rio Paraíba do Sul (ANA, 2008)
Figura 39 – Esquema de vazões do sistema hidrelétrico Paraíba do Sul (ANA)
232
O esquema de vazões do sistema Paraíba do Sul da
Figura 39
mostra todas as vazões
naturais, artificiais e mínimas por lei (CARDOSO DE OLIVEIRA, 2006).
Em termos práticos, para aumentar a vazão no rio Guandu, seria necessário ampliar a
capacidade de todo o sistema de desvio em Santa Cecília, que escoa no máximo
160m³/s. Outra opção seria fixar a descarga mínima na UHE Pereira Passos acima de
120m³/s, que é o valor atual de acordo com a resolução 465/2004 da ANA (vide
Tabela
65
). Contudo, qualquer opção necessitaria de alteração na legislação vigente para as
condições operacionais do sistema. Além disso, o conflito entre a produção de água
potável e a geração de energia elétrica seria evidente, pois quanto maior a descarga
menor o volume acumulado (cota) no reservatório para gerar energia (menor a queda).
Uma hipótese para solucionar o conflito de interesses seria transpor um volume maior
de água diretamente para o reservatório Ribeirão das Lajes e implantar mais adutoras
desde a barragem até os pontos de abastecimento. Com isso, se aproveitaria o volume
ocioso de cerca 613 x 10
6
m³ (1.058 x 10
6
m³ – 445 x 10
6
m³), medido entre o nível
d’água máximo com tempo de recorrência 10.000 anos (NA
Decamilenar
= 430m) e o nível
d’água máximo normal do reservatório de Ribeirão das Lajes (NA
máx Normal
= 415m).
Contudo, uma estrutura deveria ser construída para verter a água que ultrapassasse o
nível d’água máximo normal estabelecido, de modo a não atingir as usinas Fontes Nova
e Velha à jusante da barragem de Lajes. Cabe citar ainda que, em termos de
abastecimento de água para a RMRJ, a reserva estratégica de Lajes proposta pelo PERH
Guandu e pela LIGHT refere-se ao volume de espera dos 445 x 10
6
m³ totais normais, ou
seja, nada foi cogitado em relação ao volume ocioso ou máximo
maximorum
.
As outorgas na bacia hidrográfica do rio Guandu poderiam ser concedidas pelos órgãos
controladores conforme períodos sazonais, ou seja, menores vazões nas estações secas e
maiores vazões nas estações chuvosas. Logicamente, buscar-se-ia um sincronismo tal
que permita adequar as oscilações de vazão para cada usuário na bacia, por exemplo,
através de instrumentação com medição em tempo real nos trechos estratégicos, que
incluiriam todos os pontos de captação e lançamento dos usuários na bacia e o ponto de
descarga na UHE Pereira Passos.
233
Tabela 65 – Regulamentação do sistema hidráulico Paraíba do Sul (ANA, 2008)
O
Gráfico 59
e o
Gráfico 60
retratam a grande variabilidade dos volumes úteis (V.U.)
nos reservatórios para regularização do rio Paraíba do Sul. Notam-se claramente a
influência dos períodos chuvosos, de novembro a maio, e dos períodos secos, de junho a
outubro, na variação dos volumes. O reservatório de Funil apresentou a maior
variabilidade ao longo dos anos, com os valores críticos (<20%) em cada outubro.
Um histórico completo das vazões nos reservatórios do sistema Paraíba do Sul –
Guandu estão representados graficamente da seguinte maneira, até meados de 2008:
Paraibuna –
Gráfico 62
e
Gráfico 63
;
Santa Branca –
Gráfico 64
e
Gráfico 65
;
Jaguari –
Gráfico 66
e
Gráfico 67
;
Funil –
Gráfico 68
e
Gráfico 69
;
Santa Cecília –
Gráfico 70
e
Gráfico 71
;
Ponte Coberta –
Gráfico 72
e
Gráfico 73
.
O sistema hidrelétrico Paraíba do Sul – Guandu é monitorado pela ANA desde 2004,
com boletins mensais publicados pela própria Agência Nacional de Águas (ANA,
2008). Notam-se os períodos chuvosos e os períodos de seca, com picos em março e
agosto, respectivamente.
234
Gráfico 59 – Volumes dos reservatórios no rio Paraíba do Sul 2003-2007 (ANA)
Gráfico 60 – Volumes dos reservatórios no rio Paraíba do Sul 2005-2008 (ANA)
O
Gráfico 61
mostra somente a variação percentual do reservatório equivalente a soma
acumulada dos volumes dos reservatórios Paraibuna, Santa Branca, Jaguari e Funil.
235
Gráfico 61 – Volumes do reservatório equivalente no rio Paraíba do Sul (ANA)
Existe um padrão evolutivo no armazenamento do reservatório equivalente durante um
período de retorno de 09 anos, ou seja, a tendência de variação no volume útil entre
agosto de 1994 e agosto de 2003 pode ser extrapolada para o intervalo entre agosto de
2003 e agosto de 2012, em uma
primeira
previsão. Porém, o gráfico apresenta uma
defasagem de 5 a 10% entre os picos, que pode ser explicada pelo aumento de usuários
na bacia do rio Paraíba do Sul a montante da UEL Santa Cecília, outro importante fator.
O maior volume útil armazenado no reservatório equivalente ocorreu em maio de 1996
(100%) e o menor em agosto de 2003 (15%). Justamente neste último período houve um
grande afloramento de algas (cianobactérias) na lagoa Guandu a montante da ETAG
que, aliada à vazão diminuta nos sistemas hidrelétricos, promoveu o desabastecimento
da RMRJ oeste. Portanto, entre 2001 e 2003, aconteceram picos de desabastecimentos
de água potável e de energia elétrica (“apagão”) na região metropolitana.
Os gráficos a seguir apresentam um histórico completo das vazões nos reservatórios do
sistema hidrelétrico Paraíba do Sul, monitoradas pela ANA (2008) desde 2004.
236
Gráfico 62 – Histórico de vazões no reservatório Paraibuna 2004-2006 (ANA)
Gráfico 63 – Histórico de vazões no reservatório Paraibuna 2007-2008 (ANA)
Gráfico 64 – Histórico de vazões no reservatório Santa Branca 2004-2006 (ANA)
237
Gráfico 65 – Histórico de vazões no reservatório Santa Branca 2007-2008 (ANA)
Gráfico 66 – Histórico de vazões no reservatório Jaguari 2004-2006 (ANA)
Gráfico 67 – Histórico de vazões no reservatório Jaguari 2007-2008 (ANA)
238
Gráfico 68 – Histórico de vazões no reservatório Funil 2004-2006 (ANA)
Gráfico 69 – Histórico de vazões no reservatório Funil 2007-2008 (ANA)
Gráfico 70 – Histórico de vazões no reservatório Santa Cecília 2004-2006 (ANA)
239
Gráfico 71 – Histórico de vazões no reservatório Santa Cecília 2007-2008 (ANA)
Gráfico 72 – Histórico de vazões no reservatório Ponte Coberta 2004-2006 (ANA)
Gráfico 73 – Histórico de vazões no reservatório Ponte Coberta 2007-2008 (ANA)
240
Como já citado anteriormente, o PERH Guandu (SONDOTÉCNICA, 2006) também
considera o reservatório de Ribeirão das Lajes estratégico para o abastecimento de água
potável para a cidade do Rio de Janeiro e municípios adjacentes, pois, em caso de
interrupção no bombeamento da UEL Santa Cecília ou o reservatório de Lajes estiver
abaixo do nível mínimo normal, ou, ainda, em caso de acidente no rio Paraíba do Sul,
pode-se abastecer a RMRJ oeste por um período compatível com a reserva hídrica
estratégica estabelecida pelo setor elétrico (LIGHT Energia).
A reserva estratégica seria de 79,665 x 10
6
m³ (hm³), ou seja, o volume armazenado
entre o nível mínimo normal e o nível mínimo
minimorum
, que representaria 17,9% do
volume útil do reservatório de Lajes (79,665hm³ / 445hm³ = 17,9%). Porém, de acordo
com o PERH Guandu, os dados analisados indicaram que o nível mínimo observado no
reservatório seria superior ao nível mínimo operacional. Por conseguinte, na prática, o
volume armazenado poderia ser superior à reserva estratégica definida pela LIGHT.
Em relação à classe de uso do reservatório de Lajes, o PERH não o considerou como
classe especial, pois, cf. SONDOTÉCNICA (2006), estudos recentes indicaram que esta
condição não ocorreu devido à introdução de criação de peixes em tanques-rede,
atividades decorrentes de práticas esportivas com utilização de motor a combustão e às
cargas de esgotos domésticos que chegam ao reservatório através do Túnel de Tocos.
Estas atividades não são compatíveis com reservatórios de interesse estratégico para
abastecimento público, por isso o PERH Guandu classificou inicialmente o reservatório
de Ribeirão das Lajes como classe 02, definindo metas de enquadramento e ações para
mitigar os impactos decorrentes das atividades antrópicas situadas a montante do túnel
de desvio do reservatório de Tocos. As águas doces de classe 02 exigem tratamento
convencional prévio para abastecer a população (CONAMA 357, 2005), exigindo assim
a implantação da ETA Ribeirão das Lajes, conforme descrito anteriormente.
Ressalta-se que em caso de acidentes na bacia do rio Guandu a montante da ETAG o
único manancial de grande porte disponível seria o Ribeirão das Lajes. O mesmo
aconteceria quando paralisasse a ETAG por motivos diversos, tais como: péssima
qualidade da água bruta (afloração de algas) na captação e manutenção do sistema.
241
O aumento de usuários na bacia do rio Paraíba do Sul a montante da UEL Santa Cecília
é um fator importante, conforme citado anteriormente. De acordo com o PERH Guandu
(SONDOTÉCNICA, 2006 e 2007), um possível usuário de peso seria a Região
Metropolitana de São Paulo (RMSP). No atual Plano Diretor de Abastecimento de Água
da SABESP, existem duas alternativas de retirada de água da bacia do rio Paraíba do
Sul, variando de 05 a 15m³/s, a partir de 2025 e após esgotar as disponibilidades
hídricas da bacia do Alto Tietê. A solução apontada pelo PERH Guandu seria a
utilização de outros mananciais em São Paulo para abastecer a RMSP, em substituição
ao rio Paraíba do Sul.
A situação dos usuários a jusante da UEL Santa Cecília
não
foi apontada pelo PERH
Guandu como um possível conflito com a bacia do Rio Guandu. Porém, apesar de
menor magnitude que a RMSP, já ocorrem problemas de intrusão salina e até mesmo de
avanço do mar na foz do rio Paraíba do Sul, em Pontal do Atafona, no município de São
João da Barra – RJ (UFF, 2007), por exemplo.
Todos os conflitos apresentados ratificam a total dependência da bacia do rio Guandu
com a bacia do rio Paraíba do Sul, sendo impossível dissociá-las em qualquer estudo de
abastecimento de água para a RMRJ.
7.8.2)
Cunha salina
A penetração (intrusão) da cunha salina no Canal de São Francisco é um limitador de
outorga de uso das águas na bacia do rio Guandu, reservando 50m³/s (SERLA, 4km de
penetração) a 60m³/s (PERH Guandu), de acordo com o balanço hídrico visto
anteriormente. Então, até
50%
da vazão mínima (Q
7,10
) disponível na bacia (SERLA
138,58m³/s e PERH Guandu 121,145m³/s) contém o avanço da cunha salina atualmente.
O PERH Guandu simulou seis cenários (
Tabela 66
) com intrusão salina utilizando o
SisBAHIA (Sistema Base de Hidrodinâmica Ambiental) da COPPE/UFRJ. Os cenários
se basearam na oferta hídrica crítica de acordo com as resoluções da
Tabela 65
e com
as vazões mínimas (Q
7,10
), nos usuários outorgados ou em fase de outorga (CSA, CSN,
entre outros), nos futuros usuários em 2025 (Guandu Novo e outros) e nas variações das
marés (sizígia típica com ou sem maré meteorológica, usual com 40cm de elevação e
forte com 80cm). O
Gráfico 74
mostra os resultados da penetração da cunha salina.
242
Tabela 66 – Cenários simulados com intrusão salina (SONDOTÉCNICA, 2006)
Cenário
Cunha Outorga Oferta hídrica Marés
01 60m³/s Atual (A1) Crítica 120m³/s (C120)
Sizígia (S0)
02 60m³/s Atual (A1) Crítica 120m³/s (C120)
Sizígia com 40cm (S40)
03 60m³/s Atual (A1) Crítica 120m³/s (C120)
Sizígia com 80cm (S80)
04 25m³/s Futura (F1) Crítica 120m³/s (C120)
Sizígia (S0)
05 25m³/s Futura (F1) Crítica 120m³/s (C120)
Sizígia com 40cm (S040)
06 25m³/s Futura (F1) Crítica 120m³/s (C120)
Sizígia com 80cm (S080)
Intrusão Salina ao Longo do Canal de São Francisco
(salinidades médias na coluna de água)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000
Distância da Foz (m)
% Salinidade > 0.5 ups . S
%A1C120S0
%A1C120S40
%A1C120S80
%F1C120S0
%F1C120S040
%F1C120S080
Gráfico 74 – Cunha salina no Canal de São Francisco (SONDOTÉCNICA, 2006)
Considerando a classificação da resolução CONAMA 357 (2005) para salinidade (Sal):
Águas doces (Sal
≤
0,5‰ ou ups ou g/l);
Águas salobras (0,5< Sal <30‰ ou ups ou g/l);
Águas salinas (Sal
≥
30‰ ou ups ou g/l).
Os resultados da simulação apresentaram salinidade típica de águas doces, ou seja,
porcentagem de ocorrência 0% para Sal > 0,5ups, a partir de 5,5km da foz, no cenário
01 (caso atual mais favorável) e após 8,0km da foz do Canal de São Francisco, no
cenário 06 (caso futuro mais desfavorável). No geral, a cunha salina penetra de 5,5 a
6,5km nos cenários atuais (01 a 03) e de 7,0 a 8,0km nos cenários futuros (04 a 06).
243
Destaca-se que SONDOTÉCNICA (2006) já considerou nos estudos uma significativa
redução da vazão necessária na foz do Canal de São Francisco para conter o avanço da
cunha salina na situação futura, passando da atual 60m³/s para 25m³/s, correspondente à
vazão natural do rio Guandu antes das transposições, conforme
Tabela 66
.
Considerando o avanço da salinidade no pior caso, ou seja, no cenário 06 com até a 8km
foz acima, os principais usuários do canal de São Francisco seriam afetados, tais como:
a UTE Santa Cruz, a CSA, a Gerdau COSIGUA, a White Martins, a Casa da Moeda do
Brasil e a FCC (Fábrica Carioca de Catalisadores), por ordem de proximidade com a
Baía de Sepetiba, porque teriam que utilizar água salobra nos processos produtivos. A
Figura 40
apresenta o resultado espacial da simulação feita para o pior caso, ou seja, o
mapa da distribuição de salinidade no cenário 06.
Figura 40 – Salinidade no cenário mais desfavorável (SONDOTÉCNICA, 2006)
244
Antes de rever as propostas do PERH Guandu para equacionar os problemas dos
usuários com a intrusão salina no Canal de São Francisco, ressalta-se que o PERH
Guandu utilizou informações de outorga na simulação da intrusão salina que necessitam
de atualização, face às incertezas encontradas em 2006, comprometendo assim
parcialmente a validade das simulações, principalmente na bacia do rio Guandu-Mirim:
A CSA (indústria siderúrgica)
não
lançará 2,10m³/s (=70% x 3,00m³/s captados,
valor adotado pelo PERH Guandu) e sim
2,50
m³/s, conforme portaria nº 451 da
SERLA de 29 de março de 2006;
A CSA (indústria siderúrgica) lançará todo o efluente tratado (2,5m³/s) no Canal
de São Francisco, na bacia do rio Guandu, conforme portaria nº 451 da SERLA
de 29 de março de 2006, e
não
na bacia do rio Guandu-Mirim (PERH Guandu);
A CSA (geração de energia) captará 18m³/s no Canal de São Francisco da bacia
do rio Guandu e lançará a mesma vazão no Canal do Guandu da bacia do rio
Guandu-Mirim, cf. portaria nº 480 da SERLA de 15 de setembro de 2006;
A ETA Guandu lança no rio Cabenga da bacia do rio Guandu-Mirim uma vazão
média maior do que 3,00m³/s (PERH Guandu), sendo
5,50
m³/s atualmente, após
combinar os efluentes da lavagem dos filtros (3,00m³/s) com a descarga dos
decantadores (2,50m³/s), de acordo com o projeto Rejeito Zero (
Figura 31
).
Em relação às propostas, inicialmente, o PERH Guandu (SONDOTÉCNICA, 2007)
estabeleceu alguns critérios para concessão de outorga, a fim de solucionar os casos de
intrusão salina no Canal de São Francisco, oriunda do mar da baía de Sepetiba:
Tabela 67 – Restrições do PERH Guandu para outorgas no canal de São Francisco
Unidade de outorga Sem intrusão salina Com intrusão salina
Captação futura Sem restrições
Não outorgar, a fim de obrigar os
usuários existentes a se adequarem.
Captação não afogada Sem restrições
≥
30% de Sal > 0,5g/l em estiagens e
sizígias com marés meteorológicas
Captação afogada
(=NA
mín
maré sizígia)
Sem restrições
Sal > 0,5g/l em estiagens e sizígia,
para não captar água doce.
Lançamento Classe 02 (Doce) Classe 02 (Salobra)
245
Na realidade, o PERH Guandu (SONDOTÉCNICA, 2007) propôs um programa de
avaliação de projetos estruturais hidráulicos para contenção da intrusão salina, visando o
aumento da disponibilidade de água doce no Canal de São Francisco para futuros
usuários da bacia do rio Guandu, sem bloquear a entrada de embarcações nem elevar os
níveis de enchentes tampouco assorear significativamente o canal. Portanto, o programa
nada tem haver com a implantação de novas adutoras de água bruta ou tratada ou de
canais paralelos para captação de água doce mais a montante, ou seja, de desvios para
pelo menos 8km da foz da Baía de Sepetiba (cenário 06). Entretanto, esses desvios
seriam confrontados com as barragens submersas ou com eclusas, objetos do programa,
que teria 06 meses de duração e custo total estimado em R$ 200.000,00.
Os desvios propostos pela COPPETEC (2003) para a gestão da bacia do rio Paraíba do
Sul já foram executados, cf. SONDOTÉCNICA (2006). Isto é, as adutoras de água bruta
ou tratada com canais laterais atendem hoje os usuários Gerdau COSIGUA, FCC e UTE
de Santa Cruz, no trecho final do canal de São Francisco.
A
Tabela 68
apresenta os valores possíveis para o completo atendimento com água
doce, ao invés de água salobra, aos usuários atuais e futuros que sofrem influência da
intrusão salina no Canal de São Francisco (CSF). Constam nesta as vazões utilizadas no
trabalho da (COPPETEC, 2003) e as vazões atuais outorgadas ou em processo de
outorga pela SERLA em 2008. A White Martins não possui vazões outorgadas.
Tabela 68 – Possíveis adutoras individuais de água doce no Canal de São Francisco
Vazão (m³/s) Custo estimado 2008 Usuário do Canal
de São Francisco
2003 2008
Cenário 06
L
foz
(m)
Adutora
(mm)
R$ / m R$
UTE Santa Cruz 0,020 0,040 2.800 75 134,66
700.232,00
CSA - 3,000 6.200 500 1067,29
1.921.122,00
Gerdau COSIGUA 0,140 3,472 6.300 600 1438,27
2.445.059,00
Casa da Moeda - 0,004 6.800 50 127,38
152.856,00
FCC 0,060 0,050 7.700 75 134,66
40.398,00
Inepar Energia 1,400 1,400 7.700 400 747,74
224.322,00
CSN - 2,000 12.300 500 1067,29
0,00
246
Usando a equação da continuidade (Vazão = Área da seção x velocidade), o cálculo do
diâmetro mínimo da adutora em 2008 foi dado por: [Vazão / (velocidade x ¶/4)]
1/2
x
1000mm/m, sendo adotado o diâmetro comercial superior. A velocidade adotada foi de
1m/s (valor universal). Já o custo linear foi baseado em preços de mercado de janeiro de
2008, para assentamento no
asfalto
de adutoras em PVC (até 300mm) ou ferro fundido
(> 300mm). A extensão adotada no custo total foi igual à distância do usuário até a foz
do CSF (L
foz
) menos os 8km de avanço da cunha salina no pior caso da simulação do
PERH Guandu – cenário 06 (SONDOTÉCNICA, 2006).
O custo total mínimo para implantação das adutoras de água doce giraria em torno de
R$ 5.483.989,00, se todos os usuários captassem a 8km da foz do CSF, por meios
próprios. Outra opção seria o abastecimento direto de água potável pela adutora da
CEDAE mais próxima, porém a cobrança pelo uso da água do rio seria substituída pela
tarifa de água da concessionária, já que a primeira estaria também embutida na conta
desta.
A vazão futura de contenção da cunha salina de 25m³/s parece adequada para o balanço
hídrico na concessão de mais outorgas, por ser a vazão natural antes das transposições,
ou seja, voltaria à condição inicial. Entretanto, recomendam-se simulações com vazões
menores na foz do CSF (20, 15, 10, 05 ou 0m³/s) até mesmo zero, para verificar a
proximidade do limite máximo de penetração da cunha salina com a CSN e com a
captação da ETA Guandu. Os usuários atuais e futuros se adequariam à água salobra de
acordo com as restrições impostas (PERH Guandu), a exemplo da CSA que decidiu
utilizar a água salobra do CSF na geração de energia, conforme portaria nº 480 da
SERLA de 15 de setembro de 2006, apesar de aumentar o custo de implantação do
processo de resfriamento dos equipamentos, tais como as caldeiras especialmente
revestidas para material abrasivo (PAUL, 2008).
Quanto menores as vazões para contenção da cunha salina maiores as extensões das
adutoras de água doce da
Tabela 68
, conseqüentemente maiores os custos de
implantação. Então, o programa de avaliação do PERH Guandu
poderia chegar a
uma
alternativa mais viável técnica e economicamente com as barragens na foz do CSF, para
aumentar a disponibilidade hídrica na bacia do rio Guandu.
247
7.9)
Mananciais fora da bacia do rio Guandu
7.9.1)
Regularização do sistema Acari
O centenário sistema Acari também está no centro das discussões, tanto dentro da
CEDAE quanto fora, a exemplo do PDRH-BG. A concessionária ainda não definiu o
futuro do sistema, ou o desativa de forma imediata ou gradual, conforme proposto pela
RPDA 2004 (CNEC, 2004), ou o aproveita com barragens de regularização nas
captações dentro e fora da bacia do rio Guandu, de acordo com o PDRH-BG.
Caso haja a desativação do sistema, a CEDAE deverá substituí-lo progressivamente
pelos sistemas Guandu e Ribeirão das Lajes. No entanto, a preocupação do setor
ambiental incide no aproveitamento da área para não ocorrer invasões com degradação,
principalmente nas captações fora das unidades de conservação ambiental. Nesse caso,
o tombamento histórico é uma boa opção para as áreas de captação. Por outro lado, a
total desativação desobriga a criação de unidades de filtração em captações de
mananciais de serra pela Portaria 518/2004 do Ministério da Saúde (MS, 2005), ou seja,
excluem os custos de implantação, operação e manutenção (O & M) do antigo sistema.
Os custos relativos ao novo sistema produtor proposto pela CEDAE incluem a absorção
do sistema Acari, tanto pelo Guandu Novo quanto pelo Novo Guandu, porque utilizam
as mesmas demandas. O mesmo se aplica ao sistema Guandu II, que foi extrapolado de
24 para 36m³/s. Portanto, o sistema Acari pode ser desativado nestas condições.
Enquanto isso, o aproveitamento do sistema necessita de regularizar as vazões captadas,
respeitar as vazões mínimas (Q
7,10
) e atender as leis de unidades de conservação
ambiental (vide item 7.2.4). E, mesmo sendo águas doces classe especial (CONAMA
357, 2005), faz-se mister a implantação de várias estações de tratamento com filtração,
desinfecção e flúor nas captações (vide item 7.9.2), ou ainda de uma única estação do
porte da ETA Ribeirão das Lajes (vide
Tabela 56
), esta projetada pela RPDA 2004
(item 7.2.2) e pelo relatório de adequação à Portaria 518/2004 – MS (item 7.9.2).
A regularização implicará impactos ambientais após inundar uma área a montante das
represas das captações do sistema. Esses impactos não foram ainda mensurados.
248
O PDRH-BG apresentou parte dos custos de aproveitamento das cinco “linhas pretas”
(Acari) com a Barragem de Pati da linha Tinguá (
Tabela 60
), que foi utilizada para
extrapolar os valores, de acordo com as vazões em cada “linha preta”, na
Tabela 69
.
Tabela 69 – Custos estimados para adequar e regularizar o sistema Acari
Sistema
Acari
Vazão
Q
máx
(m³/s)
Implantação
(R$) = I
O & M
(R$ / ano)
Fontes
Tinguá 0,851 4.740.763
44.306
Pati (PDRH-BG 2006)
São Pedro 1,320 7.353.475
68.724
Rio D’Ouro 0,850 4.735.192
44.254
Xerém 1,250 6.963.518
65.709
Mantiquira 1,135 6.322.874
59.092
Custos p/ regularização:
I = 5.570.814,33 x Q
máx
;
OM = 52.063,45 x Q
máx
;
Pati = referência.
ETA Acari 5,406 128.728.000
28.800.000
ETA Lajes (RPDA 2004)
TOTAL 5,406 158.843.822
29.082.085
Regularização e ETA
Os custos das barragens de regularização vieram da linha de tendência para o custo da
barragem de Pati, extrapolada para implantação (I) e para operação e manutenção (OM),
ou seja, o valor é proporcional às vazões de cada barragem e ao valor de Pati. O custo
de implantação da ETA Acari adotou o valor da ETA Ribeirão das Lajes presente na
RPDA 2004. Por outro lado, o custo de operação e manutenção da ETA Acari saiu das
equações contidas nos gráficos de consumo típicos de estações, a seguir.
Consumo de energia elétrica de um sistema
produtor de água
y = -15.400,2485x
2
+ 1.853.979,1558x
R
2
= 0,9930
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Vazão da ETA (m³/s)
milhões kWh/mês .
Gastos com energia elétrica de um sistema
produtor de água
y = -2.616,4696x
2
+ 306.444,2409x
R
2
= 0,9930
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Vazão da ETA (m³/s)
milhões R$/mês .
Gráfico 75 – Curvas de gastos e consumo de energia elétrica em ETA’s
249
Gastos com produtos químicos em ETA's
y = 5,6347x
0
500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
4.000
0 10 20 30 40 50
Vazão da ETA (m³/s)
Custo (x1.000 R$/mês) .
consumo médio ETAG (médio)
Custo estimado de pessoal em ETA's
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0 10 20 30 40 50
Vazão da ETA (m³/s)
Custo (x1.000 R$/mês) .
Gráfico 76 – Gastos operacionais com pessoal e produtos químicos em ETA’s
Então, extraindo os valores de gastos operacionais no
Gráfico 75
e no
Gráfico 76
,
chega-se a R$ 2.400.000/mês (~= R$ 1.600.000,00 de energia elétrica + R$ 387.389,00
de produtos químicos + R$ 189.750,00 com pessoal + 10% com outras despesas). Logo
em um ano seria R$ 28.800.000,00, sendo esse o valor adotado na
Tabela 69
.
7.9.2)
Mananciais locais
A exigência legal de incluir a filtração e a desinfecção fez com que as empresas de
saneamento promovessem a respectiva adequação à Portaria MS 518/04 (MS, 2005).
Com isso, encareceu a permanência de muitas captações locais com somente
desinfecção, que, provavelmente, serão substituídas gradativamente pelos sistemas
maiores (Guandu e Ribeirão das Lajes) ou serão transformadas em estações
convencionais ou simplificadas com filtração.
7.9.3)
Reservatórios de acumulação na região serrana
Com a demanda crescente por água potável, uma opção viável seria acumular as vazões
de rios da região serrana do Rio de Janeiro, como Nova Friburgo e Teresópolis, para
abastecer a RMRJ leste e, por que não dizer, a oeste também.
250
7.9.4)
Dessalinização
Com o crescente mercado mundial de reúso e com a consolidação das tecnologias de
membranas filtrantes, a osmose reversa está cada vez mais econômica nos últimos anos,
viabilizando soluções grandiosas de engenharia no tocante dessalinazação de água do
mar, principalmente em Israel, nos países do oriente médio e no estado da Califórnia
nos Estados Unidos. Além disso, já foi criada no condado de Orange, nos Estados
Unidos, uma estação de tratamento de água que tem como o afluente o efluente de uma
estação de tratamento de esgotos sanitários, seria como se fosse um “ETE-ETA”. Na
maioria dos casos, as estações de dessalinização utilizam o processo de membranas por
osmose reversa.
O
Gráfico 77
mostra o decréscimo dos custos de dessalinização da água do mar
(
seawater desalination
) e o acréscimo nos custos de importação de água de outras
bacias hidrográficas (
imported water
).
Gráfico 77 – Evolução dos custos de dessalinização (CHAUDHRY, 2003)
251
8)
ANÁLISE FINAL DOS CENÁRIOS DE ABASTECIMENTO
A análise final dos cenários de abastecimento será realizada com a ajuda de métodos
multicritérios, que são, na realidade, sistemas de suporte de apoio à decisão.
Os processos de tomada de decisão são normalmente cíclicos, onde mesmo depois de
identificar, estruturar e analisar o problema e de escolher e implementar a solução, a
avaliação dos resultados obtidos pode identificar um outro ou até o mesmo problema
anterior, reiniciando assim todo o ciclo (
Figura 41
).
Figura 41 – Ciclo das tomadas de decisão (Fonte: PETRIE
et al
., 2006)
O problema no caso em questão é a degradação e a saturação da bacia hidrográfica do
rio Guandu. Já o objetivo é garantir qualitativa e quantitativamente o abastecimento
público de água potável para a RMRJ oeste, por esta bacia, através de medidas
estruturais e / ou gerenciais para melhoria da qualidade ou aumento da oferta de água.
Esses possíveis cenários alternativos para a solução do problema já foram especificados
e analisados caso a caso em itens anteriores, ou seja, sem comparações entre si.
252
Seguindo a lógica do ciclo, existem alguns modelos e ferramentas gerenciais para a
estruturação do problema. Como este é bastante conhecido pela comunidade em geral, a
metodologia para estruturá-lo foi extrair propostas
reais
de planejamentos estratégicos
dos órgãos competentes, isto é, está baseada em escolhas estratégicas definidas pela
CEDAE, SERLA e LIGHT, principalmente. Além disso, algumas soluções foram
sugeridas pelo autor, tais quais: as barreiras flutuantes, a dragagem, a desidratação e a
dessalinização, pois, apesar de hipotéticas, são pertinentes para a solução do problema.
Em relação à análise do problema, muitos modelos e ferramentas são amplamente
utilizados no mundo, sendo mais conhecidos: a análise custo-benefício (monocritério) e
o modelo multicritério. O emprego da primeira alternativa é muito comum nas obras
governamentais, que, de alguma forma, encena um cunho político. O segundo enfoque
ainda é pouco praticado nos órgãos tomadores de decisão do estado do Rio de Janeiro.
8.1)
Método multicritério
Os modelos multicritérios incorporam parâmetros distintos que tenham correlações
entre si, colocando geralmente critérios subjetivos, que são também mensurados no
problema. Diferem-se das tomadas de decisão do tipo monocritério, que incorpora o
lado econômico imediato, principalmente em obras governamentais nos âmbitos
municipal, estadual e federal.
O método monocritério tipo análise custo-benefício apresenta uma série de limitações
conceituais e metodológicas e, geralmente, sua aplicação é de difícil compatibilidade
com a avaliação ambiental e não atende às demandas da gestão dos recursos hídricos
geradas pelo arcabouço institucional resultante da criação do atual Sistema Nacional de
Gerenciamento dos Recursos Hídricos e de alguns sistemas estaduais (VILAS BOAS,
2006). Por isso, o método multicritério foi adotado nas análises, por ser mais flexível.
A avaliação das alternativas pelo método multicritério pertence a um segundo estágio da
terceira etapa de um processo de planejamento ambiental, conforme observado na
Figura 42
. Nota-se que, no terceiro estágio da terceira etapa, são utilizados métodos
mais sofisticados, tais como: multiatributo e sistemas especialistas de árvore de decisão.
253
Figura 42 – Processos de um planejamento ambiental (Fonte: ZUFFO, 1998)
Antes de definir o modelo multicritério a ser utilizado e a fim de analisar em conjunto
todas as opções aventadas, os cenários individuais identificados de melhoria e aumento
da oferta de água para abastecimento público serão agregados em três cenários distintos:
Cenário atual – nenhuma proposta será executada, ou seja, as mesmas condições
de qualidade e quantidade de água na bacia do rio Guandu hoje reinantes seriam
mantidas para efeito comparativo;
Cenário paliativo – ao implantar todas as medidas provisórias que os órgãos
responsáveis planejam executar;
Cenário definitivo – ao executar somente as propostas efetivas de solução.
254
O método de análise multicritério tipo ELECTRE III foi o escolhido dentre os vários
modelos existentes, por ser consagrado em vários trabalhos nacionais e internacionais
na gestão de recursos hídricos, tal qual o PROSAB, que também incorpora outros
modelos. Porém, ele será apenas mais uma ferramenta decisória, onde o mais
importante é a definição correta dos dados e critérios, assim como em qualquer modelo.
O ELECTRE III (
ELimination Et Choix Traduisant la REalité
) pertence à família de
métodos classe III ou ferramentas baseadas nas aproximações hierárquicas para auxílio
à tomada de decisão, que nasceu das dificuldades encontradas em diversos problemas
concretos, baseado na representação relacional das preferências do tomador de decisão.
A primeira versão – ELECTRE I remonta a 1968, enquanto o ELECTRE III é de 1978,
sendo ambas criadas por Bernad Roy. A família ELECTRE é muito utilizada pela escola
européia por não incluir um direcionamento, que seria considerado como sendo as
preferências do tomador de decisão, representado através de funções (ZUFFO, 1998).
O ELECTRE III possui ordenação de prioridades, comparação com pseudo-critério
utilizando relações hierárquicas nebulosas (
fuzzy
) e critérios de peso (valores
hierárquicos). Três aspectos são considerados: de aceitação, de rejeição e / ou estimando
a credibilidade da informação (ZUFFO, 1998). A
Figura 43
apresenta a matriz e as
relações binárias dos aspectos utilizados no algoritmo do modelo.
O modelo ELECTRE III desenvolve-se nas seguintes etapas (SANTAFÉ JÚNIOR
et
al
., 1998):
Identificação do conjunto de alternativas;
Identificação dos critérios relevantes;
Definição da escala de julgamento de valores tanto para a importância dos
critérios quanto para o desempenho das alternativas à luz destes;
Determinação de limites de preferência (P e Q) e de limites de indiferença (I);
Avaliação da importância dos critérios (peso dos mesmos);
Avaliação do desempenho das alternativas por especialistas em cada critério;
Análise dos dados obtidos, determinando-se a ordenação final das alternativas e
o grau de concordância (intensidade) com o qual pode-se afirmar que uma
determinada alternativa subordina uma outra.
255
Figura 43 – Modelo multicritério ELECTRE III (Fonte: PETRIE
et al
., 2006)
8.2)
Definição dos parâmetros
A matriz multicritério é composta de: alternativas, critérios e os pesos estabelecidos
para os critérios, de acordo com a
Figura 43
.
As alternativas, no caso em estudo, foram os cenários agregados compostos pelos
cenários individuais, adotando a filosofia de situação atual, paliativa ou definitiva,
sendo que os cenários individuais atuais e propostos foram divididos em três grupos
distintos dentro de cada cenário agregado:
Sistemas de produção de água potável;
Sistemas de transposição de bacias para região hidrográfica do Guandu;
Sistemas de esgotamento sanitário.
Os sistemas de produção de água potável são os sistemas existentes ou propostos para
aumento da oferta de água potável para abastecimento público:
256
Sistema Acari;
Sistemas locais (dentro e fora da bacia do rio Guandu);
Sistema Ribeirão das Lajes (posto de cloração, ETA convencional);
Sistema Guandu;
Sistema produtor novo (Marajoara, Guandu Novo, Guandu II ou Novo Guandu);
Ampliação e / ou reforma da ETA Guandu;
Proteção do sistema produtor (desvio dos rios dos Poços, Queimados e
Ipiranga);
Rejeito Zero (controle de perdas no sistema produtor);
Dessalinização;
Hidrometração e reparos (controle de perdas no sistema de abastecimento).
Os sistemas de transposição de bacias para a região hidrográfica do rio Guandu são
aqueles que aumentam a oferta hídrica em manancial na bacia:
Ribeirão das Lajes-Guandu (Fontes Velha - calha CEDAE);
Piraí-Ribeirão das Lajes-Guandu (Tócos);
Paraíba do Sul-Piraí-Guandu (Santa Cecília);
Guandu (Pereira Passos);
Cunha salina no canal de São Francisco;
Reservatórios de acumulação na região serrana;
Dessalinização.
Os sistemas de esgotamento sanitário englobam os sistemas propostos para melhoria na
qualidade da água captada para abastecimento público ou na qualidade da água em
manancial da bacia:
Sistema separador centralizado com ETE's centrais maiores e grandes coletores;
Sistema separador descentralizado com ETE's locais menores e pequenos
coletores;
Sistema unitário com ETE's de tempo seco;
Proteção do sistema produtor (barragens e desvios);
Unidades de tratamento de rio (UTR's);
Sistemas de tratamento de ambientes lênticos (aeração);
Limpeza de lagoas (Dragagens);
257
Desidratação dos sólidos de ETE's, UTR's, aeração e dragagens (tubos
geotêxteis).
Os critérios utilizados no modelo foram baseados em aspectos econômicos, ambientais e
sociais, sendo os seguintes:
Critério 01 – melhoria na qualidade da água em manancial da bacia;
Critério 02 – melhoria na qualidade da água captada para abastecimento público;
Critério 03 – aumento da oferta hídrica em manancial da bacia;
Critério 04 – aumento da oferta de água potável para abastecimento público;
Critério 05 – custo de implantação;
Critério 06 – custo de operação e manutenção;
Critério 07 – risco de interrupção do sistema de produção de água potável.
Os impactos indiretos também poderiam ser utilizados nos critérios de avaliação. Nesse
caso, os impactos sociais poderiam ser medidos pelos índices de desenvolvimento
humano (IDH) do Banco Mundial, enquanto que os econômicos pelos indicadores do
Sistema Nacional de Informações sobre o Saneamento (SNIS). Já os ambientais
poderiam ser medidos por indicadores de qualidade das águas, tal qual o IQA da
CETESB (2008). ZUFFO (1998) incorporou diversos critérios indiretos em seu
trabalho: atratividade; saúde física; saúde mental; qualidade de vida; entre outros.
O índice de qualidade das águas (IQA) incorpora nove parâmetros, considerados
relevantes para a avaliação da qualidade das águas para abastecimento público, a saber:
coliformes fecais, pH, DBO, nitrogênio total, fósforo total, temperatura, turbidez,
resíduo total e oxigênio dissolvido. O índice é uma média ponderada dos valores
amostrados obtidos de curvas médias de variação de qualidade. Caso não se disponha do
valor de um único parâmetro, o cálculo do índice é inviabilizado (CETESB, 2008). No
caso em estudo, foram utilizados somente os parâmetros de DBO e de coliformes
termotolerantes para avaliação da qualidade das águas, ao invés do IQA, por exemplo.
Os pesos de cada critério são, geralmente, definidos após consultar diversos
especialistas na área de saneamento e recursos hídricos, por meio de preenchimento de
formulários. As respostas dadas valoram os pesos estatisticamente.
258
A pesquisa geralmente obtém resultados mais imparciais e próximos da realidade sobre
o assunto do que os valores dados por um só especialista, mas é normalmente demorado
e sem resposta plena. ZUFFO (1998) enviou questionários para 73 profissionais da área
no país e no exterior, porém apenas 32 responderam, ou seja, 44% do total.
No caso em estudo, o valor adotado dos pesos para os critérios foram correlacionados
com os dados estatísticos encontrados por ZUFFO (1998), de acordo com a
Tabela 70
.
Esses variaram entre 1 e 10. Por outro lado, as faixas de pontuação adotadas para
valorar as alternativas (cenários) variaram entre 1 (ruim) e 5 (ótimo), em cada critério,
conforme a
Tabela 71
.
Tabela 70 – Valores adotados para os pesos dos critérios no modelo multicritério
Critérios
Pesos adotados
(ZUFFO, 1998)
N°
ZUFFO (1998) Média Moda Iguais Mínimo
01 19
Qualidade da Água
9,67
10 10 8
02 19
Qualidade da Água
9,67
10 10 8
03 9
Vazão acrescida
7,04
8 10 2
04 9
Vazão acrescida
7,04
8 10 2
05 1
Econômico
8,63
10 10 10
06 1
Econômico
8,63
10 10 10
07 6
Perigo de acidentes
7,71
8 10 5
Tabela 71 – Faixa adotada para os valores dos cenários no modelo multicritério
Critério Faixa de valores para a pontuação das alternativas
N°
unidade 01 ponto 02 pontos 03 pontos 04 pontos 05 pontos
01 mgDBO/l > 20 11 a 20 6 a 10 4 a 5 0 a 3
02 mgDBO/l > 20 11 a 20 6 a 10 4 a 5 0 a 3
03 m³/s 0 a 5 6 a 10 11 a 20 21 a 30 > 30
04 m³/s 0 a 5 6 a 10 11 a 20 21 a 30 > 30
05 10
6
R$ > 100 51 a 100 11 a 50 6 a 10 0 a 5
06 10
6
R$/ano > 15 11 a 15 6 a 10 2 a 5 0 a 1
07 10³ cel/ml > 100 51 a 100 21 a 50 11 a 20 0 a 10
259
8.3)
Resultados e discussões
Com os critérios e pesos definidos e com as alternativas individuais caracterizadas, a
matriz multicritério poderá ser elaborada de diversas maneiras, para diversos cenários.
Foi escolhida uma comparação entre os seguintes cenários, num horizonte de três anos:
Cenário atual – sistema de esgotamento sanitário irregular (30% de eficiência de
remoção de DBO);
Cenário paliativo – UTR Flotflux® (70% de eficiência de remoção de DBO) na
foz do rio Ipiranga e do rio Queimados, com 2,5m³/s, conforme
Tabela 46
;
Cenário defintivo – implantação do sistema de esgotamento sanitário com
tratamento secundário (90% de eficiência de remoção de DBO) na bacia dos
afluentes da lagoa Guandu, antes da captação da ETAG, sendo adotado 30% dos
custos de implantação do sistema Guandu de esgotamento sanitário do PDES
1994 (
Gráfico 31
), pois a população na bacia dos Poços, Queimados e Ipiranga
representa um terço da população total do sistema Guandu (PDES 1994).
Por não abranger aumento de vazão, na entrada de dados do modelo, os critérios 03 e 04
foram descartados. Por outro lado, a pontuação (performance) para cada critério foi
baseada nas características individuais das alternativas já descritas anteriormente, sendo
a seguinte (Cr):
Cenário paliativo: Cr01 = 4, Cr02 = 4, Cr05 = 3, Cr06 = 1 e Cr07 = 1;
Cenário definitivo: Cr01 = 5, Cr02 = 5, Cr05 = 2, Cr06 = 4 e Cr07 = 1.
Após executar, o modelo ELECTRE III apontou o cenário definitivo como a melhor
opção na tabela de preferência e no fluxograma. Então, o sistema tradicional de
esgotamento sanitário prevaleceu. O modelo gerou os seguintes coeficientes:
α
= -0,15;
e
β
= 0,3, no modo de definição direta. Os coeficientes de indiferença e preferência
tiveram valores adotados iguais a 0,5 e o coeficiente de veto não foi utilizado.
Outros inúmeros cenários podem ser modelados. Esse cenário foi apenas um exemplo
da utilidade do modelo multicritério.
260
9)
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
9.1)
Melhoria da qualidade da água captada no manancial
Os pontos críticos de qualidade de água na bacia rio Guandu, que abastece a RMRJ
oeste, estão próximos à captação da ETAG (cf.item 4). Se houver um acidente industrial
ou uma grande floração de algas (cianobactérias), o tempo hábil seria curto para mitigar
a poluição, antes que ela chegue na captação da ETAG, devido à pequena distância de
transporte da água. Atualmente, a lagoa Guandu acumula a poluição industrial e
doméstica, aumentando o seu passivo ambiental a cada dia. Portanto, medidas urgentes
devem ser tomadas, sejam elas definitivas ou não, com a maior brevidade possível.
As medidas paliativas para qualquer problema geralmente são mais imediatas e
econômicas do que as soluções definitivas, entretanto, dependendo da situação, o efeito
paliativo pode se tornar oneroso ao extremo e também não atender às expectativas
técnicas criadas em torno da solução. Com isso, o custo que parecia ser menor no
princípio chega rapidamente ao valor similar de uma solução definitiva, com a operação
desse sistema provisório.
Neste caso, o resultado mais marcante entre todas as comparações de alternativas foi o
desempenho das unidades de tratamento de rio em fluxo, que apresentou custos de
implantação e operação muito mais caros do que os previstos. Tal fato era de se esperar,
pois o tratamento é muito semelhante ao de uma ETA convencional e não ao de uma
ETE convencional, já que uma quantidade de produtos químicos bastante considerável é
utilizada, chegando a custos semelhantes aos processos de uma ETA do mesmo porte.
Cabe lembrar que, a UTR é uma solução paliativa para a bacia e não para a ETAG.
Se a filosofia da gestão fosse implantar estações em linha nos cursos de água, é mais
plausível um desvio de parte do curso para uma ETE convencional tratá-lo em tempo
seco. Um exemplo seria implantar as ETE’s previstas pelo PDES 1994 (STE, 1994) a
montante da captação da ETAG, em vez de jusante, conforme foi previsto, a fim de
tratar o rio Ipiranga e Queimados em sua foz. Com isso, atender-se-iam os princípios do
Plano Nacional de Recursos Hídricos (PNRH, 1997). A partir desses princípios, o
usuário lança os seus efluentes poluentes a montante da sua própria captação de água
bruta, a fim de tratá-los adequadamente no curso de água. Além disso, a estação já
261
estaria apta a se tornar definitiva, depois das implantações dos sistemas de coleta e
transporte dos esgotos nas bacias dos rios dos Poços, Queimados e Ipiranga. Essa
situação seria ainda mais econômica se fossem utilizados sistemas de tratamento por
lagoas em série (não confundir com a lagoa Guandu), instaladas primeiro em caráter
provisório e depois em definitivo. Ressalta-se que existe área disponível suficiente para
a implantação de ETE’s do tipo lagoas de estabilização logo a montante da captação da
ETAG, que poderiam possuir lagoas de maturação, para a remoção de coliformes
termotolerantes de modo mais eficiente do que em uma UTR em fluxo, sendo que a
última é similar a uma ETE com tratamento primário quimicamente assistido.
9.2)
Aumento da oferta de água para o abastecimento público
A principal bacia que abastece a RMRJ oeste está praticamente toda comprometida com
os usuários já outorgados, restando pequenas vazões disponíveis, para suprir o vindouro
crescimento da população, do parque industrial e do parque de produção da ETAG, na
região e às margens do caminho do arco rodoviário.
A implantação, ou não, de um novo sistema produtor de água potável não foi simulada
no modelo multicritério, no entanto, como os valores de implantação, de operação e de
manutenção são muito mais elevados do que nos planos de redução de perdas, há como
validar o sugerido por ECOLOGUS-AGRAR (2005). Porém, um programa de redução
de perdas tem resultados efetivos muito mais demorados em nossa realidade de milhões
de usuários moradores de comunidades de baixa renda e de diversas ligações
clandestinas. As mudanças de hábito da população também são demoradas, indicadas
pelo alto valor
per capita
. Para se ter uma idéia, já foram previstos programas de
redução de perdas no sistema desde o PDA 1985 (ENGEVIX, 1985), com metas ainda
hoje longe de serem alcançadas. Passaram-se mais de 20 anos, porém o
per capita
continua alto, mesmo com eventos mais freqüentes de escassez de água. Cabe aos
responsáveis, aumentar a fiscalização e promover campanhas de educação ambiental.
Além disso, o novo sistema produtor está sendo encarado pela CEDAE como uma
alternativa para possibilitar a manutenção corretiva e preventiva da ETAG, que poderia
ser realizada sem interrupções no sistema de abastecimento. Entretanto, como o novo
sistema produtor utilizaria a mesma captação do mesmo manancial, os riscos de
262
interrupção do sistema de abastecimento poderiam vir de acidentes a montante, tal qual
um derramamento de produtos tóxicos no rio Guandu, nos afluentes do rio Guandu ou
no rio Paraíba do Sul, em um ponto a montante da ETAG, como ocorreu recentemente.
Portanto, o sistema continuaria vulnerável, mesmo se fosse instalado mais a montante
(ETA Marajoara), e se tivesse remoção de cianobactérias (ETA Novo Guandu).
Como recomendação, estudar com maior profundidade a dessalinização, devido ao
decréscimo de seu custo ao longo dos anos, avaliar as ações propostas pelo autor e
outros projetos não citados nesta dissertação. A setorização do sistema de abastecimento
de água, por meio dos reservatórios previstos pela CNEC (2004), é um exemplo de ação
proposta que não foi aqui apresentada. Essa setorização certamente reduziria a
necessidade de maior produção de água para a população da RMRJ oeste.
9.3)
Análise multicritério
Em relação às recomendações, múltiplas combinações de cenários agregados com as
alternativas propostas podem ser realizadas, dentro de grupos semelhantes (cf.
Figura 2
e
Figura 3
), possibilitando, assim, várias situações distintas, bastando somente mudar a
matriz multicritério. Além disso, é recomendável ampliar o número de critérios de
avaliação, incorporando critérios sociais, a exemplo do trabalho elaborado por ZUFFO
(1998). Outra recomendação interessante é utilizar os mesmos dados em algoritmos de
outros modelos multicritérios ou, ainda, em modelos mais sofisticados. Cabe lembrar
que a principal medida é a correta definição dos cenários para validar os resultados.
Após a análise, sugere-se a integração de todos os planos municipais com os planos
diretores das bacias hidrográficas, de abastecimento de água e de esgotamento sanitário.
Finalmente, esta dissertação apresentou uma série de opções reais, dentro de alguns
cenários propostos, caso do esgotamento sanitário e da UTR tipo flotação em fluxo na
lagoa Guandu, ambos para melhorar a qualidade da água captada pela ETAG. E, mesmo
nos casos que não foram simulados com o modelo multicritério, a análise crítica e os
resultados obtidos auxiliarão a decisão compartilhada da melhor solução para população
da RMRJ oeste, sem prejuízo para a bacia hidrográfica do rio Guandu.
263
10)
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