SAMARA FERNANDA DA SILVA

ANLISE DA DISPONIBILIDADE E DEMANDA PARA O SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE GUA DE SALVADOR

FRENTE A CENRIO DE MUDANAS CLIMTICAS

Salvador, BA 2012

UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA ESCOLA POLITCNICA

SAMARA FERNANDA DA SILVA

ANLISE DA DISPONIBILIDADE E DEMANDA PARA O SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE GUA DE SALVADOR

FRENTE A CENRIO DE MUDANAS CLIMTICAS

Dissertao apresentada a Escola Politcnica da Universidade Federal da Bahia como requisito parcial para a obteno do ttulo de Mestre em Meio Ambiente, guas e Saneamento Orientador: Prof. Dr. Lafayette Luz Co-orientador: Prof. Dr. Fernando Genz (Rajendra)

Salvador, BA 2012

S586 Silva, Samara Fernanda da

Anlise da disponibilidade e demanda para o sistema de abastecimento de gua de Salvador frente a cenrio de mudanas climticas/ Samara Fernanda da Silva. Salvador, 2012.

150 f. : il. color.

Orientador: Prof. Dr. Lafayette Luz Co-orientador: Prof. Dr. Fernando Genz

Dissertao (mestrado) Universidade Federal da Bahia. Escola Politcnica, 2012.

1.Problemas ambientais- mudanas climticas. 2. Disponibilidade hdrica. 3. Bacia do rio Paraguau 4. Sistema de abastecimento de gua - Salvador I Luz, Lafayette. II.Universidade Federal da Bahia. II. Ttulo.

CDD363.7

DEDICATRIA

A minha linda e amada famlia. Meu

refgio, minha motivao e fortaleza.

EPGRAFE

A vida a arte de extrair concluses

suficientes de premissas insuficientes.

(Samuel Butler)

AGRADECIMENTOS

Agradeo aos Profs. Lafayette Luz e Fernando Genz (Rajendra), meus orientadores, pela competncia, seriedade, ateno, motivao e conhecimentos transmitidos.

Aos Profs. da Universidade Federal do Recncavo da Bahia, Paulo Serrano e Andrea Fontes, pelas excelentes e imprescindveis contribuies.

Aos meus queridos professores Mrcia Marinho, Viviana Zanta, Magda Beretta, Luciano Matos, Severino Filho e Luiz Roberto Santos Moraes pelos incentivos e conhecimentos transmitidos.

Ao Programa de Ps-Graduao em Meio Ambiente, guas e Saneamento (MAASA-UFBA).

Aos profs. Eduardo Cohim, Asher Kiperstok e Karla Esquerre por me apresentar ao universo da pesquisa cientfica.

Aos meus amigos, pelo carinho, por compreender minha ausncia e por levantar minha auto-estima mesmo quando eu estava desesperada com as pendncias da dissertao. Agradecimento aos amigos do MAASA, especialmente a Katita, Mai e Gabi; da AMA SENAI/CETIND; Gabriel, Carol, Teu, Tncia, Simone Tosta, Alade Saldanha, Emlia, Thiago Ramos, Toni, Mai Macedo, Nino, Nando, Flvia e Maria do Socorro.

minha vizinha e amiga Kelly dos Anjos pela solidariedade e motivao.

Ao Grupo de Recursos Hdricos (GRH-UFBA), a CERB, ao INEMA e a Votorantim Energia pela liberao dos dados necessrios.

Ao Laboratrio de Sistemas de Suporte a Decises em Engenharia Ambiental e de Recursos Hdricos- LABSID, especialmente a Alexandre Roberto, pelos constantes esclarecimentos.

Coordenao de Aperfeioamento de Pessoal de Nvel Superior (CAPES), por ter propiciado a bolsa para realizao do mestrado.

minha querida prof. Patrcia Borja pelo carinho, incentivo, motivao e ensinamentos.

Ermenice Rocha, minha gratido pelo apoio essencial na minha vida. A Ana Luiza e Joo Lucas pelo amor, alegrias e amizade.

s minhas primas, especialmente, Thas, Mara, Sara e Cntia. Aos meus tios, avs, cunhada, sobrinhos e afilhados, pelas alegrias e divertimentos nos nossos raros encontros familiares.

Aos meus pais, Ado e Orleide, irmos Pollyanna, Tarclio, Danielle e Amauri - que compreenderam minha ausncia devido dissertao.

Por fim, a Deus, pelo mundo repleto de oportunidades, pelas possibilidades a mim concedidas, por me iluminar e guiar.

AUTORIZAO

Autorizo a reproduo e/ou divulgao total ou parcial da presente obra, por

qualquer meio convencional ou eletrnico, desde que citada a fonte.

Nome do Autor: Samara Fernanda da Silva

Assinatura do autor: ______________________________________________

Instituio: Universidade Federal da Bahia

Local: Salvador, Ba

Endereo: Rua Aristides Novis, 02 - 4 andar, Federao - Salvador-BA - CEP.

40210-630

E-mail: samara.nanda@gmail.com

RESUMO

O aquecimento global vem promovendo mudanas climticas, alteraes na

frequncia e distribuio das chuvas e, consequentemente, nas vazes fluviais.

Assim, esta dissertao objetivou avaliar a disponibilidade de gua do

reservatrio da barragem de Pedra do Cavalo, para suprimento da demanda

futura do sistema de abastecimento da cidade de Salvador, considerando os

usos das guas na bacia e possveis mudanas climticas. Este reservatrio

est localizado na bacia do rio Paraguau, totalmente inserida no Estado da

Bahia. Foram considerados doze cenrios, sendo estes compostos por um

arranjo de duas projees de disponibilidade sem e sob efeitos das

mudanas climticas (cenrio A1B) e seis diferentes projees de demanda

do sistema de abastecimento de gua de Salvador. As simulaes foram

realizadas no modelo de rede de fluxo AcquaNet. Em relao aos efeitos das

mudanas climticas sobre a disponibilidade hdrica, considerando o cenrio

A1B para o perodo de 2011 a 2040, observou-se a uma reduo significativa

da vazo mdia mensal afluente a Pedra do Cavalo e um pequeno aumento da

taxa de evaporao, reduzindo a disponibilidade hdrica. Em conseqncia,

houve uma diminuio nos ndices de confiabilidade, elasticidade,

vulnerabilidade e sustentabilidade do atendimento demanda de Salvador e

aos demais usurios das guas da bacia, incluindo a reduo do potencial de

gerao de energia eltrica. Na anlise de desempenho do sistema, observou-

se que as projees de demanda tiveram pequena influncia quando

comparadas reduo na disponibilidade hdrica decorrente das mudanas

climticas.

Palavras-Chave: mudanas climticas, disponibilidade hdrica, bacia do rio

Paraguau, sistema de abastecimento de gua, Salvador.

ABSTRACT

Global warming has been promoting climate change, alterations in frequency

and distribution of rainfall and, consequently, in river discharges. This

dissertation aimed to evaluate the water availability of the Pedra do Cavalo

reservoir to supply predicted demand of the water supply system of Salvador

city, also considering the uses of water in the river basin and possible climate

change. Pedra do Cavalo Dam is located in the Paraguau river, which basin is

fully inserted in the State of Bahia. Twelve scenarios were considered, which

were defined by an arrangement of two estimates of water availability without

and under the effects of climate change (scenario A1B) and six different

projections of water demand by the Salvador water supply system. The

simulations were performed using the AcquaNet network flow model. About the

effects of climate change on water availability, considering the scenario A1B for

the 2011-2040 period, results showed a significant reduction in the mean

annual streamflow annual discharge inflow at Pedra do Cavalo reservoir and a

small increase in the evaporation rate, reducing the water availability. As a

result, there was a decrease in reliability, resilience, vulnerability and

sustainability indices to meeting the demand of Salvador and the other users of

water in the basin. This included a reduction of the potential for hydropower

generation. It was observed that the demand projections had a small influence

on the system performance when compared to the reduction in water availability

due to climate change.

Keywords: climate change, water availability, Paraguau river basin, water

supply system, Salvador.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Projees das emisses de gases para os dos cenrios futuros elaborados pelo IPCC

....................................................................................................................................................... 9

Figura 2: Diferena entre a mdia aritmtica das vazes dos 12 modelos do IPCC aplicados

para o perodo 2041-2060 em relao normal climatolgica em percentual do perodo de

1900-1970 para o cenrio A1B ................................................................................................... 17

Figura 3: Representao de uma rede de fluxo com arcos e ns .............................................. 30

Figura 4: Histrico do Consumo Mdio Anual de Cidades Brasileiras ....................................... 35

Figura 5: Histrico das Perdas na Rede de Distribuio de Sistemas de Abastecimento de gua

Capitais Brasileiras ................................................................................................................... 40

Figura 6: Localizao da bacia do rio Paraguau ....................................................................... 47

Figura 7: Fluxograma Atual do Sistema de Abastecimento de gua de Salvador ..................... 52

Figura 8: Fluxograma Proposto para 2030 para o Sistema de Abastecimento de gua de

Salvador ...................................................................................................................................... 55

Figura 9: Desenho da Pesquisa .................................................................................................. 59

Figura 10: Rede de Fluxo da Bacia do rio Paraguau ................................................................ 65

Figura 11: Durao e volumes de dficit em perodo de falhas .................................................. 79

Figura 12: Comportamento dos ndices de desempenho ........................................................... 81

Figura 13: Vazes mensais afluentes aos reservatrios de Baranas, Casa Branca, Apertado e

Bandeira de Melo ........................................................................................................................ 84

Figura 14: Vazes mensais afluentes aos reservatrios de Frana, So Jos do Jacupe e

Pedra do Cavalo .......................................................................................................................... 85

Figura 15: Efeito das mudanas do clima nas vazes afluentes aos reservatrios da bacia do

rio Paraguau, cenrio A1B 2011-2040 ................................................................................... 86

Figura 16: Efeitos das mudanas climticas sob as vazes afluentes aos reservatrios da bacia

do rio Paraguau, cenrio A1B, perodo de 2011 2040 ........................................................... 88

Figura 17: Mdia das vazes mximas e mnimas mensais afluentes ao reservatrio de Pedra

do Cavalo .................................................................................................................................... 88

Figura 18: Cenrios de projeo de demanda do Sistema de Abastecimento de gua de

Salvador ...................................................................................................................................... 97

Figura 19: Redues, em relao projeo de demanda 11, da demanda por gua do

Sistema de Abastecimento de Salvador e demanda industrial atendida pelo reservatrio Pedra

do Cavalo .................................................................................................................................... 98

Figura 20: ndices de confiabilidade referentes s demandas dos reservatrios a montante de

Pedra do Cavalo ........................................................................................................................ 101

Figura 21: Elasticidade global (2011 2040) reservatrio de Pedra do Cavalo ................... 104

Figura 22: Vulnerabilidade global (2011 2040) reservatrio de Pedra do Cavalo .............. 105

Figura 23: Sustentabilidade global (2011 2040) reservatrio de Pedra do Cavalo ............ 106

Figura 24: Potncia gerada (2011 2040) em Pedra do Cavalo a partir dos cenrios propostos

................................................................................................................................................... 107

Figura 25: Confiabilidade por dcada Pedra do Cavalo ........................................................ 108

Figura 26: Sustentabilidade sem efeitos das mudanas climticas do perodo de 2011-2021

reservatrio Pedra do Cavalo .................................................................................................... 110

Figura 27: Elasticidade por dcadas reservatrio Pedra do Cavalo sob efeitos das

mudanas climticas ................................................................................................................. 111

Figura 28: Vulnerabilidade por dcadas reservatrio Pedra do Cavalo sob efeitos das

mudanas climticas ................................................................................................................. 111

Figura 29: Sustentabilidade por dcadas reservatrio Pedra do Cavalo sob efeitos das

mudanas climticas ................................................................................................................. 112

LISTA DE QUADROS

Quadro 1: Contribuies dos Relatrios publicados pelo IPCC ................................................... 6

Quadro 2: Descrio dos Cenrios Futuros Elaborados pelo IPCC ............................................. 8

Quadro 3: Sub-rede da REDE CLIMA ........................................................................................ 11

Quadro 4: Previses climticas para as regies do Brasil Cenrio A2 IPCC para a segunda

metade do sculo XXI ................................................................................................................. 11

Quadro 5: Previses climticas para as regies do Brasil Cenrio A2 IPCC para a segunda

metade do sculo XXI ................................................................................................................. 18

Quadro 6: Perdas fsicas por subsistema: origem e magnitude ................................................. 39

Quadro 7: Perdas aparentes no sistema de abastecimento de gua: origem e magnitude ....... 42

Quadro 8: Mtodos de Planejamento de Sistemas de Abastecimento de gua considerando s

Mudanas Climticas .................................................................................................................. 44

Quadro 9: Nomenclatura do fluxograma da rede de fluxo da rea da bacia do rio Paraguau . 66

Quadro 10: Estaes climatolgicas utilizadas para determinao da evaporao dos

reservatrios ................................................................................................................................ 68

Quadro 11: Cenrios considerados para avaliao das demandas de gua para a bacia do rio

Paraguau ................................................................................................................................... 78

Quadro 12: Classificao dos ndices de performance .............................................................. 82

LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Balano hdrico histrico do sistema de distribuio de gua de Salvador ................ 53

Tabela 2: ndice de perdas do sistema de distribuio de gua de Salvador perodo de 1995 a

2007 ............................................................................................................................................. 53

Tabela 3: Restries operacionais dos reservatrios da bacia do rio Paraguau ...................... 67

Tabela 4: Esquema de prioridades ............................................................................................. 75

Tabela 5: Desvio padro e coeficiente de variao das vazes mdias mensais afluentes aos

reservatrios da bacia do rio Paraguau .................................................................................... 87

Tabela 6: Vazes de referncia (Q90 em nvel mensal) sem e sob efeito das mudanas

climticas ..................................................................................................................................... 89

Tabela 7: Evaporao mdia mensal sem e sob efeito das mudanas climticas (cenrio A1B)

nos reservatrios da bacia do rio Paraguau .............................................................................. 91

Tabela 8: Mdias das variveis que definem a evaporao ....................................................... 92

Tabela 9: Vazes mdias mensais regularizadas, sem efeitos das mudanas climticas,

associadas s garantias 1961-1990 ........................................................................................ 94

Tabela 10: Vazes remanescentes 1961-1990 ....................................................................... 95

Tabela 11: Relao entre a reduo das demandas projetadas em relao ao cenrio 11 e a

demanda industrial [L.s-1

(%)] .................................................................................................. 99

Tabela 12: Confiabilidade global (2011 2040) reservatrio de Pedra do Cavalo ............... 103

Tabela 13: Elasticidade sem efeitos das mudanas climticas do perodo de 2011-2021

reservatrio Pedra do Cavalo .................................................................................................... 109

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ANA Agncia Nacional das guas

AOGCMs Modelos Globais Acoplados Oceano-Atmosfera

CEPTEC Centro de Previso de Tempo e Estudos Climticos

CERB Companhia de Engenharia Ambiental da Bahia

EMBASA Empresa Baiana de guas e Saneamento

GCM Modelos Globais Atmosfricos

GRH Grupo de Recursos Hdricos da Universidade Federal da Bahia

GT Grupo de Trabalho

ING Instituto de Gesto das guas e Clima da Bahia

INPE Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais

IPCC Intergovernmental Panel for Climate Change

IPH Instituto de Pesquisas Hidralicas da Universidade Federal do Rio Grande do

Sul

MCT Ministerio da Cincia e Tecnologia

MGB Modelo Hidrolgico de Grandes Bacias

MMA Ministrio do Meio Ambiente

OMM Organizao Meteorolgica Mundial

ONU Organizao das Naes Unidas

P+L Produo mais Limpa

PNCDA Programa Nacional de Combate ao Desperdcio de gua

PNUMA Programa das Naes Unidas para o Meio Ambiente

RCM Modelo de Clima Regional

RPGA Regio de Planejamento e Gesto das guas

REDE CLIMA Rede Brasileira de Pesquisas sobre Mudanas Climticas Globais

RMS Regio Metropolitana de Salvador

SAD Sistema de Apoio a Deciso

SEDUR Secretaria de Desenvolvimento Urbano da Bahia

SETIN Secretaria Municipal dos Transportes e Infraestrutura de Salvador

SNIS Sistema Nacional de Informaes sobre Saneamento

SRES Special Report on Emissions Scenarios

SUMRIO

1 INTRODUO ..................................................................................................................... 1

2 OBJETIVOS ......................................................................................................................... 4

2.1 Objetivo Geral ............................................................................................... 4

2.2 Objetivos Especficos .................................................................................... 4

3 IMPACTOS DAS MUDANAS CLIMTICAS NOS RECURSOS HDRICOS .................... 5

3.1 Estudos e Cenrios das Mudanas Climticas .............................................. 5

3.2 Impactos das Mudanas Climticas nas guas ........................................... 13

4 GESTO DAS GUAS ...................................................................................................... 21

4.1 Sustentabilidade Hdrica .............................................................................. 22

4.2 Gesto dos Recursos Hdricos no Brasil ..................................................... 25

4.3 Anlise de Sistemas de Recursos Hdricos ................................................. 26

4.4 Sistemas de Abastecimento de gua e a Gesto da Demanda ................... 32

4.4.1 As Perdas dos Sistemas de Abastecimento ..................................................... 37

4.4.1.1 Perdas Fsicas ............................................................................................. 38

4.4.1.2 Perdas Aparentes ........................................................................................ 40

4.4.2 Planejamento dos Sistemas de Abastecimento de gua ................................. 42

5 BACIA DO RIO PARAGUAU .......................................................................................... 46

6 SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE GUA DE SALVADOR ........................................ 50

7 METODOLOGIA ................................................................................................................. 57

7.1 Obteno das Sries de Dados ................................................................... 60

7.2 Definies Estruturais do Modelo de Rede de Fluxo ................................... 62

7.2.1.1 Restries Operacionais dos Reservatrios ............................................... 67

7.2.1.2 Evaporao nos Reservatrios ................................................................... 68

7.2.1.3 Definio das Demandas ............................................................................ 69

7.2.1.3.1 Projees das Demandas do Sistema de Salvador

Incorporando o Controle de Perdas ............................................................. 73

7.2.1.4 Definio das Prioridades............................................................................ 74

7.3 Avaliao da Capacidade de Regularizao do Sistema ............................. 75

7.4 Simulao do sistema Modelo de Rede de Fluxo ..................................... 76

7.4.1 Perodo de Simulao ....................................................................................... 76

7.4.2 Definio de Critrios e Elaborao dos Cenrios ........................................... 76

7.4.3 Avaliao dos Resultados ................................................................................. 78

8 RESULTADOS ................................................................................................................... 83

8.1 Alteraes na Disponibilidade ..................................................................... 83

8.1.1 Avaliao das Vazes Afluentes ....................................................................... 83

8.1.2 Avaliao das Taxas de Evaporao ................................................................ 90

8.2 Capacidade de Regularizao do Sistema .................................................. 93

8.3 Projees das Demandas de Salvador ........................................................ 95

8.4 Avaliao dos Cenrios ............................................................................... 99

8.4.1 Confiabilidade a montante de Pedra do Cavalo .......................................... 100

8.4.2 Avaliao global Pedra do Cavalo ............................................................... 102

8.4.3 Avaliao por dcada Pedra do Cavalo ....................................................... 108

9 CONCLUSO ................................................................................................................... 113

10 REFERNCIAS ................................................................................................................ 122

APNDICE A DEMANDAS, POR RESERVATRIOS, DA BACIA DO RIO PARAGUAU 131

ANEXO A CURVAS COTA X REA X VOLUME ................................................................. 133

1

1 INTRODUO

Um dos impactos mais importantes sobre a sociedade do futuro em relao s

mudanas climticas sero as alteraes na disponibilidade de gua, pois isto

implicar em modificaes nos aspectos do bem-estar, da produtividade

agrcola e uso de energia, do abastecimento de gua humano e industrial, dos

ecossistemas aquticos e do manejo da fauna (XU, 1999). Assim, caber aos

usurios dos recursos hdricos reavaliarem suas demandas considerando os

efeitos potenciais das mudanas climticas.

As vazes fluviais superficiais, em geral, so caracterizadas com base nas

estatsticas das sries observadas de precipitao na bacia hidrogrfica e das

vazes medidas nos rios, admitindo, que tais sries so estacionrias.

Entretanto, Meller (2006) afirma que a variabilidade climtica, as mudanas

climticas ou as modificaes das tipologias de uso e ocupao do solo na

bacia hidrogrfica afetam naturalmente destas sries.

A forma de gerenciar as guas dever ser revista, pois h uma previso de

vulnerabilidade dos mananciais s mudanas climticas, o que causar

modificaes na disponibilidade de gua (IPCC, 2007b) e, tambm, espera-se

que as tais mudanas alterem a freqncia, a intensidade e a durao dos

eventos extremos em muitas regies (CHRISTENSEN et al., 2007).

Os cenrios projetados pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanas

Climticas (IPCC - Intergovernmental Panel for Climate Change), tanto os mais

otimistas quanto os pessimistas, prevem diminuio na disponibilidade hdrica

no nordeste brasileiro com aumento da durao do perodo de estiagem (IPCC,

2008).

Estudo aponta uma reduo de 73% das vazes mdias do rio Paraguau

(GENZ et al., 2011). Esta previso foi simulada considerando o cenrio A2 do

IPCC para o perodo de 2070 a 2100. Isto ocorrendo, alterar o quadro de

alocao de gua, bem como comprometer o abastecimento de Salvador,

visto que o reservatrio de Pedra do Cavalo, localizado neste manancial,

contribui atualmente com cerca de 60% do fornecimento de gua desta cidade.

2

Entretanto, mesmo diante da possibilidade de reduo da disponibilidade

hdrica da bacia do rio Paraguau, o plano municipal de saneamento bsico de

Salvador, em fase de elaborao, continua sendo planejado desconsiderando o

fenmeno das mudanas climticas e apresenta somente a reduo de perdas

como alternativa de gesto da demanda (SETIN, 2010).

De acordo com SETIN (2010) o aumento das demandas de gua da Regio

Metropolitana de Salvador (RMS) ser atendido pela Barragem de Santa

Helena, localizado no rio Jacupe, por meio da reverso de vazes para o

reservatrio de Joanes II. Entretanto, um estudo conduzido por Genz et al.,

(2010) sinaliza maiores impactos de reduo de disponibilidade hdricas dos

mananciais da bacia do Recncavo Norte e, portanto, do rio Jacupe onde est

localizado o reservatrio de Santa Helena.

Os modelos climticos apresentam cenrios de reduo da precipitao e,

consequentemente, das vazes dos rios que so aproveitados para o

atedimento do abastecimento de gua de Salvador. Deste modo, necessrio

incluir no planejamento do sistema de abastecimento de gua a incerteza das

projees das mudanas climticas de modo a buscar o equilbrio entre

disponibilidade e demanda.

Nesse contexto, duas questes devem ser consideradas no planejamento dos

sistemas de abastecimento de gua de Salvador: h previso de reduo da

disponibilidade hdrica e, desta forma, faz-se necessrio reduzir a presso

sobre os recursos hdricos de modo a melhorar a eficincia das utilizaes das

guas existentes (GLEICK, 2010).

Diante do exposto, esta dissertao visa realizar uma avaliao entre a

disponibilidade hdrica futura do reservatrio de Pedra do Cavalo para o

atendimento demanda do sistema de abastecimento de Salvador por meio de

projees da demanda e de disponibilidade hdrica considerando cenrio de

mudanas climticas.

Este trabalho se justifica mediante a possibilidade de falhas no atendimento de

gua para o abastecimento de Salvador, intensificao de conflitos pelo uso

das guas e pela inexistncia de estudos de avaliao dos impactos no

abastecimento devido s mudanas climticas.

3

Assim, esta dissertao pretende responder as seguintes perguntas:

As alteraes das vazes afluentes ao reservatrio de Pedra do Cavalo

decorrentes das mudanas climticas sero significativas em relao ao

atendimento da demanda do sistema de abastecimento de Salvador em

curto prazo (2012-2040)?

Em que grau, aes visando reduo da demanda do sistema de

abastecimento de Salvador sero suficientes para manter o equilbrio

com a disponibilidade hdrica decorrente das mudanas climticas?

Assim, as hipteses desta dissertao so:

Haver reduo da disponibilidade hdrica da bacia do rio Paraguau em

conseqncia das mudanas climticas;

A reduo da disponibilidade hdrica do reservatrio de Pedra do Cavalo

comprometer o abastecimento de gua de Salvador; e,

Medidas de reduo da demanda, tais como reduo de perdas e do

consumo, sero determinantes no equilbrio entre disponibilidade versus

demanda hdrica.

Espera-se que os resultados desse trabalho possam colaborar no

gerenciamento das guas da bacia do rio Paraguau, bem como contribuir na

elaborao dos planos de gesto de bacia e do saneamento com intuito de

adotar medidas preventivas e mitigadoras relativas s questes abordadas.

4

2 OBJETIVOS

2.1 Objetivo Geral

Este trabalho tem como objetivo geral avaliar a disponibilidade de gua do

reservatrio de Pedra do Cavalo, para suprimento da demanda futura do

sistema de abastecimento de Salvador, considerando os usos das guas na

bacia e possveis mudanas climticas.

2.2 Objetivos Especficos

A partir do objetivo geral, tm-se como objetivos especficos:

Avaliar a disponibilidade hdrica do reservatrio de Pedra do Cavalo

sem e com efeito das mudanas climticas;

Definir critrios para elaborao dos cenrios;

Elaborar projees da demanda para o abastecimento de gua de

Salvador;

Avaliar por meio de indicadores de performance (confiabilidade,

resilincia, vulnerabilidade e sustentabilidade) o desempenho do

reservatrio de Pedra do Cavalo no suprimento da demanda do

sistema de abastecimento de Salvador.

5

3 IMPACTOS DAS MUDANAS CLIMTICAS NOS RECURSOS

HDRICOS

O objetivo desse captulo apresentar sucintamente os estudos e cenrios das

mudanas do clima e, principalmente, estudos dos impactos destas mudanas

na disponibilidade das guas superficiais. Esta dissertao no tem como

objetivo aprofundar a discusso das causas e origem das mudanas climticas,

mas sim, partir do princpio desta expectativa e discutir suas consequncias na

disponibilidade hdrica, em especial, para o abastecimento humano.

3.1 Estudos e Cenrios das Mudanas Climticas

Os estudos das possveis alteraes do clima iniciaram aps a identificao do

aumento da temperatura mdia da superfcie da Terra. Em 1988, a

Organizao das Naes Unidas (ONU), por meio da Organizao

Meteorolgica Mundial (OMM) e do Programa das Naes Unidas para o Meio

Ambiente (PNUMA), criou o Painel Intergovernamental sobre as Mudanas do

Clima IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change).

O IPCC uma rede internacional de especialistas, encarregada de estudar,

apoiar e divulgar trabalhos cientficos nas avaliaes do clima e os cenrios de

mudanas climticas para o futuro, seus impactos e nveis de adaptao ao

aquecimento, bem como buscar alternativas econmicas sustentveis para

proteger o clima do planeta, visando prover as bases cientficas necessrias

para a tomada de deciso pelos Estados.

O IPCC possui trs grupos de trabalho: o GT1 - As Bases Cientficas, em que

se avaliam os aspectos cientficos do sistema climtico e das mudanas

climticas; GT2 - Impactos, Adaptaes e Vulnerabilidades, que aborda a

vulnerabilidade socioeconmica e dos sistemas naturais, as consequncias

negativas e positivas e a possibilidade de adaptao a estas mudanas; e o

GT3 Mitigao, que analisa as possibilidades de limites das emisses de

gases efeito estufa e a mitigao das alteraes climticas.

Esse painel composto por pesquisadores das reas de climatologia,

meteorologia, hidrometeorologia, biologia e cincias afins, os quais se renem

6

constantemente. Este painel publicou quatro relatrios, sendo o primeiro em

1990, o segundo 1996, o terceiro em 2001 e o ltimo em 2007. O Quadro 1

apresenta os impactos/relevncia dos quatro relatrios do IPCC.

Quadro 1: Contribuies dos Relatrios publicados pelo IPCC

Relatrio Ano de Publicao Relevncia

Primeiro Relatrio Cientfico (FAR)

1990

Foi a base cientfica para os trabalhos realizados na Conveno sobre Mudanas Climticas das Naes Unidas em 1992 no Rio de Janeiro.

Segundo Relatrio Cientfico (SAR)

1996

Forneceu as bases para as negociaes-chaves que levaram adoo do Protocolo de Kyoto, em 1997

Terceiro Relatrio Cientfico (TAR)

2001

Concluiu que as recentes mudanas climticas j esto afetando os sistemas fsicos (clima, recursos hdricos) e biolgicos (ecossistemas, sade, humana, cidades).

Quarto Relatrio Cientfico (AR4)

2007

Confirma que o Planeta est aquecendo e que este aquecimento e a elevao do nvel do mar continuaro por muitos sculos, mesmo se as concentraes dos gases de efeito estufa fosse estabilizadas.

Segundo Marengo et al. (2003 b), os processos que envolvem a circulao

geral da atmosfera no podem ser determinados de forma completa, uma vez

que so extremamente complexos e possuem comportamentos caticos.

Os modelos climticos (GCMs e AOGCMs, denominados respectivamente

Modelos Globais Atmosfricos e Modelos Globais Acoplados Oceano-

Atmosfera) so ferramentas utilizadas para realizar as projees do clima no

futuro. Estas projees so determinadas considerando diferentes nveis de

emisses dos gases de efeito estufa e aerossis ou cenrios (SRES Special

Report on Emissions Scenarios), numa combinao coerente e consistente de

hipteses sobre forantes controladoras, tais como: demografia,

desenvolvimento socioeconmico e mudana na tecnologia, assim como suas

interaes (IPCC 2001), mas, segundo Marengo et al. (2011), sem a incluso

explcita de polticas de redues das emisses.

Em geral, h poucas instituies onde so executados os modelos climticos

globais, pois os mesmos demandam enormes recursos computacionais. O

7

Centro de Distribuio de Dados do IPCC (DDC/IPCC) disponibiliza os

relatrios publicados pelo painel e os cenrios climticos, resultado das

projees de 23 modelos dos principais centros de modelagem do clima no

mundo. Dentre as instituies e os respectivos modelos acoplados oceano-

atmosfera utilizados nas simulaes do IPCC, tem-se:

Center for Climate Studies and Research CCSR/National Institute for

Environmental Studies NIES, do Japo (CCSR/NIES).

Canadian Center for Climate Modeling and Analysis, do Canad

(CCCMA);

Australias Commonwealth Scientific and Industrial Research

Organization, da Austrlia (CSIRO-Mk2);

National Oceanic and Atmospheric Administration NOAA-Geophysical

Fluids Dynamic Laboratory, dos Estados Unidos (GFDL-CM2);

Hadley Centre for Climate Prediction and Research, da Inglaterra

(HadCM3).

Os AOGCMs podem oferecer informaes de grande utilidade sobre mudanas

de clima em escala continental, entretanto, devido a efeitos orogrficos e

eventos extremos do clima, no representam bem as mudanas no clima local,

tais como as tempestades ou frentes e chuvas, sendo para isto necessrio

regionalizar os cenrios climticos usando modelos regionais (downscaling

dinmico) ou funes estatsticas (downscaling emprico ou estatstico)

(MARENGO, 2007). Os modelos regionais so de resoluo mais alta,

alimentado nas fronteiras pelas condies produzidas pelo modelo global

(SILVA, 2005).

Existe um grau de incerteza do futuro cenrio climtico do planeta e em

particular no Brasil, devido principalmente s diferenas observadas nas sadas

dos diferentes modelos usados nas projees climticas (MARENGO, 2007).

Marengo et al. (2011) dividem estas incertezas em quatros categorias:

incertezas das emisses, das concentraes de gases de efeito estufa, da

variabilidade natural do tempo e clima e da modelagem, as quais fazem parte

de qualquer projeo de mudanas climticas.

8

Em 1996 o IPCC utilizou os cenrios IS92 que foram elaborados com base nas

futuras emisses de gases de efeito estufa e aerossis e da proporo de

emisses remanescentes na atmosfera (IPCC 2001).

A partir de 2000, o IPCC elaborou novos cenrios de emisses, sendo estes

fundamentados numa interao de desenvolvimento tecnolgico, social,

demogrfico e de nveis de gases de efeito estufa (IPCC 2001). Assim, foram

definidos pelo IPCC quatro conjuntos de cenrios denominados famlias: A1,

A2, B1 e B2, onde a famlia A1 se compe de trs grupos (A1F1, A1B e A1T).

O detalhamento dos cenrios elaborados em 2000 encontra-se no Quadro 2.

Quadro 2: Descrio dos Cenrios Futuros Elaborados pelo IPCC

Cenrios do IPCC

Descrio do mundo futuro

A1

A globalizao dominante. Neste cenrio o crescimento econmico rpido e o crescimento populacional pequeno com um desenvolvimento rpido de tecnologias mais eficientes. Os temas subjacentes principais so: a convergncia econmica e cultural, com uma reduo significativa em diferenas regionais e renda per capita. Neste mundo, os indivduos procuram riqueza pessoal em lugar da qualidade ambiental. H trs cenrios: A1B (cenrio de estabilizao), A1F (mximo uso de combustvel fssil) e A1T (mnimo de uso de combustvel fssil).

A2

Muito heterogneo onde a regionalizao dominante. Existiria um fortalecimento de identidades culturais regionais, com nfase em valores da famlia e tradies locais. Outras caractersticas so: um crescimento populacional alto, menos preocupao em relao ao desenvolvimento econmico rpido.

B1

Rpida mudana na estrutura econmica mundial, onde ocorre uma introduo de tecnologias limpas. A nfase est em solues globais, sustentabilidade ambiental e social e inclui esforos combinados para o desenvolvimento de tecnologias rpidas.

B2 nfase est em solues locais, sustentabilidade econmica, social e ambiental. A mudana tecnolgica mais diversa com forte nfase nas iniciativas comunitrias e inovao social, em lugar de solues globais.

Fonte: IPCC (2001)

Na Figura 1 so apresentadas as projees das concentraes dos gases de

efeito estufa (SO2, CO2, N2O e CH4) para os diversos cenrios elaborados

pelo IPCC.

9

Fonte: IPCC (2001)

Figura 1: Projees das emisses de gases para os dos cenrios futuros elaborados pelo IPCC

Segundo o Relatrio do IPCC (2007), para as prximas duas dcadas, projeta-

se um aquecimento mdio anual de cerca de 0,2 C por dcada e, mesmo que

as concentraes de todos os gases de efeito estufa e aerossis se

mantivessem constantes nos nveis do ano 2000, haveria um aquecimento

adicional de cerca de 0,1 C por dcada. A projeo mais otimista d conta de

que o aumento de temperatura projetada seria de 1,8 C at 2100, o que

requereria uma reduo de 70% nas emisses dos gases at 2050 (IPCC,

2007 c).

Segundo Marengo (2007) cerca de 75% das emisses do Brasil provm dos

desmatamentos (2/3 na Floresta Amaznica e 1/3 no Cerrado), queimadas e

mudanas no uso da terra. Este percentual equivale a cerca de 4% do total

mundial de emisses de gases. Algumas projees dos modelos climticos tm

mostrado que nas prximas dcadas, existe risco de uma mudana abrupta e

Ano Ano

10

irreversvel em parte ou em toda a Amaznia, com consequentes impactos

climticos nas regies vizinhas e no mundo todo (MARENGO et al., 2011).

A partir de 2009 os ministrios do Meio Ambiente (MMA) e da Cincia e

Tecnologia (MCT) instituram o Painel Brasileiro sobre Mudanas do Clima

(IPCC Brasileiro). Nos mesmos moldes do IPCC da ONU, o painel brasileiro

busca compilar, analisar e divulgar a produo cientfica brasileira a respeito

dos mais diferentes aspectos das alteraes do clima no pas, cabendo a Rede

Brasileira de Pesquisas sobre Mudanas Climticas Globais (REDE CLIMA) a

gerao dos relatrios, estes tambm similares queles do IPCC da ONU.

Essa rede foi criada pelo MCT, por meio da Portaria n 728/2007, sendo um

dos instrumentos para a atuao da Poltica Nacional de Mudana do Clima

PNMC (Lei n 12.187/09). A REDE CLIMA tem como objetivos, dentre outros,

gerar e disseminar conhecimentos e tecnologias para que o Brasil possa

responder aos desafios representados pelas causas e efeitos das mudanas

climticas globais; produzir dados e informaes necessrias ao apoio da

diplomacia brasileira nas negociaes sobre o regime internacional de

mudanas do clima e, realizar estudos sobre os impactos das mudanas

climticas globais e regionais no Brasil, com nfase nas vulnerabilidades do

Pas s mudanas climticas (REDE CLIMA, 2009).

A REDE CLIMA composta por sub-redes temticas (Quadro 3), dentre estas,

as de recursos hdricos e modelagem climtica. A primeira objetiva avaliar os

impactos das mudanas climticas sobre os recursos hdricos, enquanto a

segunda desenvolve e utiliza modelos numricos do sistema climtico global

para projetar as mudanas climticas em escalas global e regional,

disponibilizar e facilitar o uso de modelos climticos e seus componentes para

a comunidade cientfica nacional.

A sub-rede de modelagem climtica responsvel por desenvolver o Modelo

Brasileiro do Sistema Climtico Global, cuja coordenao institucional compete

ao Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). O Centro de Previso de

Tempo e Estudos Climticos (CPTEC/INPE) instalou o modelo regional de

circulao geral atmosfrica - modelo ETA, sendo este adaptado do modelo

global HadCM3 do Met Office Hadley Centre (MOHC).

11

Quadro 3: Sub-rede da REDE CLIMA

REDE CLIMA

Sub Redes Instituio coordenadora

Biodiversidade e Ecossistemas

Museu Paranaense Emlio Goeldi (MPEG PA)

Recursos Hdricos Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)

Desenvolvimento Regional Universidade de Braslia (UnB)

Cidade Universidade de Campinas (Unicamp)

Energias Renovveis Instituto Alberto Luiz Coimbra de Ps-graduao e Pesquisa

de Engenharia Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)

Agricultura Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuria (Embrapa

Campinas)

Sade Fundao Oswaldo Cruz (Fiocruz)

Economia das Mudanas Climticas

Universidade de So Paulo (USP)

Modelagem Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE So Jos

dos Campos/Cachoeira Paulista)

Zonas Costeiras Fundao Universidade Federal do Rio Grande (FURG RS)

Fonte: REDE CLIMA (2009)

No Brasil, devido aos esforos computacionais exigidos e aos custos

associados, os cenrios futuros esto sendo projetados em fatias de tempo

(time slices) de 30 anos cada um (2010-2040, 2041-2070, 2071-2100).

No Quadro 4 so apresentadas as previses de temperaturas previstas para as

regies brasileiras para o cenrio A2 do IPCC.

Quadro 4: Previses climticas para as regies do Brasil Cenrio A2 IPCC para a segunda metade do sculo XXI

Regio Previso

Norte

4-8 C mais quente e 15-20% mais seco e atraso da estao chuvosa. Pode afetar a biodiversidade Amaznica e a floresta, nveis dos rios mais baixos, reduo do transporte de umidade para sudeste e sul do Brasil afetando chuvas nestas regies, mais incndios florestais. Impactos no transporte fluvial,na sade da populao, e na gerao de energia hidroeltrica.

Nordeste

2- 4 C mais quente e 15-20% mais seco. Alta evaporao que pode afetar nveis de audes. Pode afetar biodiversidade na caatinga. Impactos na agricultura de subsistncia e na sade da populao. rea mais afetada seria o Semi-rido.

Sul

2-4 C mais quente, 5-10% mais chuvoso ainda que a umidade que vem da Amaznia seja menor. Altas evaporaes devido a altas temperaturas podem afetar o balano hdrico. Extremos de chuva, enchentes e temperaturas mais intensos. Impactos na agricultura e na sade da populao, e na gerao de energia hidroeltrica.

Sudeste 3-6 C mais quente, os extremos de chuva, enchentes e temperaturas podem ser mais intensos. Impactos na agricultura e na sade da populao, e na gerao de energia hidroeltrica

Centro Oeste

3-6 C mais quente, no tem certeza sobre mudanas na chuva. Pode afetar biodiversidade do cerrado e Pantanal. Impactos na agricultura e na sade da populao.

Fonte: Barbieri et al. (200-)

12

Dentre os possveis impactos das mudanas climticas na Amaznia devido s

emisses tem-se: o aumento da frequncia de incndios, a perda de

biodiversidade, reduo da precipitao devido reduo da

evapotranspirao e intensificao dos fenmenos El Nios e dos extremos de

secas e enchentes, alterao da distribuio das chuvas e da disponibilidade

hdrica no Brasil (MARENGO & SOARES, 2003).

O INPE e o Met Office Hadley Centre (MOHC) do Reino Unido uniram seus

conhecimentos sobre modelagem climtica e o clima do Brasil a fim de

entender quais sero as condies climticas no Brasil no futuro e como o

desmatamento da Amaznia pode afetar o clima local e o regional (MARENGO

et al., 2011). As projees determinadas neste estudo foram para o cenrio

A1B. Estes centros observaram grandes redues percentuais nas

precipitaes pluviomtricas e de elevaes das temperaturas do ar na

Amaznia, com mudanas mais acentuadas depois de 2040, com impactos na

formao de precipitaes em regies distantes da prpria Amaznia.

Para a regio semi-rida do nordeste a previso de ambiente semelhante a

um deserto: mais seco, menos precipitao, solos mais pobres, menor

diversidade biolgica e alguns lugares inabitveis (BARBIERI et al., 200-). Para

estes autores as consequncias sociais e econmicas das mudanas

climticas da regio nordeste do Brasil para 2050 so:

Reduo mdia de 11,4% do Produto Interno Bruto (PIB) e diminuio

das terras frteis;

Diminuio da renda e do consumo das famlias;

Encolhimento das terras cultivveis;

Maior suscetibilidade ocorrncia de esquistossomose na Bahia;

Vulnerabilidade a doenas e mais gastos na sade;

Migrao em alta a partir de 2035 das reas mais carentes para os

grandes centros urbanos do Nordeste e de outras regies.

Ao avaliar as temperaturas no Estado da Bahia para os cenrios A2 e B2 do

IPCC entre 2070 e 2100 utilizando modelo regional HadRM3P, Genz et al.

(2011) observaram o maior aumento no noroeste e norte (cerca de 5 C para o

13

A2 e 4 C para o B2) do Estado, enquanto no litoral os aumentos ficaram entre

2 e 3,5 C para o A2 e entre 1,5 e 2,5 C para o B2.

3.2 Impactos das Mudanas Climticas nas guas

Em relao aos recursos hdricos, uma das variveis mais importantes so os

cenrios futuros de precipitao e, por conseguinte, de vazes dos rios.

Entretanto, as alteraes climticas modificam no somente as vazes, mas

tambm os condicionantes naturais que do sustentabilidade ao meio natural

como a fauna e flora (TUCCI, 2002).

A avaliao da reduo das vazes dos rios em cenrios de mudanas

climticas realizada por meio do acoplamento de modelos atmosfricos com

os modelos hidrolgicos, existindo duas metodologias para isto: on-line, na qual

h interao simultnea dos processos atmosfera-superfcie, verticalmente e

horizontalmente, e off - line, no qual o modelo atmosfrico fornece dados para

serem utilizados como entrada no modelo hidrolgico (SILVA, 2005).

Silva (2005) e Silva et al. (2007) citam as principais limitaes dos modelos

globais, em relao s aplicaes em recursos hdricos: a) a discretizao

retrata somente os processos atmosfricos de macroescala na superfcie da

terra; b) muitos processos so representados com fortes limitaes no modelo,

tais como os processos hidrolgicos, por exemplo, que variam na microescala;

c) o custo e o tempo de processamento para uma discretizao mais detalhada

destes modelos so extremamente elevados; e d) diferenas entre as escalas

de tempo e espao dos modelos atmosfricos e hidrolgicos.

Em geral, os profissionais que planejam os sistemas de recursos hdricos

ignoram mudanas significativas na hidrologia dentro do horizonte de

planejamento tpico de 20-30 anos. Tambm, a integrao das alteraes

climticas no processo de deciso dos recursos hdricos dificultada pela falta

de quadros analticos adequados para avaliar com rigor os impactos de uma

srie de cenrios climticos futuros (PURKEY et al., 2007), bem como pela

falta de acesso a todas as simulaes do clima futuro do IPCC (2007) e,

portanto, pela incapacidade de anlise da faixa de incerteza representada em

simulaes climticas (VONO et al., 2010). Fisher e Rubio (1997) apud Ohara

14

& Georgakakos (2008) ressaltam que o aumento da incerteza nas projees

leva, a longo prazo, a um maior nvel de armazenamento dos reservatrios e,

portanto, a maiores custos.

Whitehead et al. (2009) destacam como conseqncias da reduo das vazes

e das velocidades dos rios, o aumento do tempo de residncia da gua e,

portanto, o aumento do potencial de proliferao de algas txicas, reduo dos

nveis de oxignio dissolvido e o aumento da taxa de sedimentao, diminuindo

assim a concentrao de sedimentos na coluna de gua, o que, por sua vez,

aumenta a penetrao de luz e, assim, favorece o crescimento das algas.

Segundo o IPCC (2008) temperaturas elevadas, combinadas com altas

concentraes de fsforo em lagos e reservatrios causam a proliferao de

algas que por sua vez prejudica a qualidade da gua (cor, odor e sabor,

toxicidade, transferncia de poluentes volteis e semivolteis).

Vale ressaltar que concentraes elevadas de algas causam impactos

significativos nos sistemas convencionais de tratamento de gua (coagulao,

floculao, sedimentao, filtrao e desinfeco). Isto porque estes

organismos podem flotar nos decantadores, serem carreados para os filtros,

obstruindo-os em poucas horas, causando odores na gua tratada e srios

perigos a populao abastecida quando estas liberam txicos perigosos (DI

BERNARDO e DANTAS, 2005).

Segundo o IPCC (2008) as pequenas ilhas, as regies ridas e semi-ridas dos

pases em desenvolvimento, as regies cujas guas doces so fornecidas

pelos rios alimentados pela neve, os pases com uma elevada proporo de

plancies costeiras e megacidades costeiras, particularmente na regio da sia-

Pacfico, sero os locais cujo abastecimento de gua doce estar mais

vulnervel.

Avaliaes dos impactos das mudanas do clima na disponibilidade hdrica dos

rios Cle Elum River, em Washington, e Chattahoochee-Apalachicola, na

Gergia e Flrida foram realizadas por Gibson et al. (2005). Estes autores

observaram alteraes das vazes mnimas e mximas e verificaram que as

mudanas no regime de fluxo so crticos para a sobrevivncia dos peixes e

outros organismos. Especificamente, no caso do rio Apalachicola as mudanas

15

climticas podero resultar na desconexo da plancie de inundao do canal,

que reduziria drasticamente a disponibilidade de habitat para a desova dos

peixes.

Barnett et al. (2004) realizaram simulaes para avaliar os impactos das

mudanas climticas na bacia do rio Colorado e observaram que mesmo em

meados do sculo XXI o sistema de reservatrio do rio Colorado no ser

capaz de atender a todas as demandas, incluindo o fornecimento de gua para

o sul da Califrnia, interior do sudoeste e a gerao hidreltrica (reduo em

at 40%). Para a regio do Vale Central da Califrnia preveem a

impossibilidade de cumprir os atuais nveis de desempenho do sistema de

gua.

Outros autores (OHARA & GEORGAKAKOS, 2008; RUTH et al., 2007 e

KIRSHEN, 2008) avaliaram os impactos das modificaes hidroclimticas em

sistemas de abastecimento de gua. Os primeiros analisaram tais impactos no

sistema de abastecimento de gua no semi-rido do sul da Califrnia para o

perodo de 2006-2030 utilizando os modelos CGCM2, HadCM3 e ECHAM4

com o cenrio padro de emisso de gases de efeito estufa de 1% de

crescimento anual destes gases durante o futuro perodo de simulao. Para

isto fizeram simulaes com intuito de analisar a capacidade dos reservatrios

em atender a demanda futura de gua urbana sob cenrios de mudanas

climticas e avaliaram os custos e benefcios econmicos da expanso de

instalaes de armazenamento de gua existentes para se adaptarem s

alteraes climticas futuras. Ohara & Georgakakos (2008) observaram custos

elevados na ordem das centenas de milhes de dlares para adaptaes

s alteraes climticas e o crescimento da populao, mesmo em um

horizonte de tempo curto.

Por outro lado, Ruth et al. (2007) avaliaram os impactos das mudanas

climticas e das projees da populao de Hamilton na Nova Zelndia.

Realizaram simulaes de 15 cenrios, sendo estes compostos pela

combinao de cinco quadros climticos e trs de populao. Os autores

observaram que as mudanas na demanda de gua so em grande parte

impulsionadas por mudanas na populao, no sendo significativamente

afetado por mudanas no clima. Orientaram aos decisores para focar sobre a

16

demografia no planejamento de atualizaes do sistema de gua. Contudo, a

falta de sensibilidade da demanda de gua para a mudana climtica no

implicou na inexistncia de impactos do clima, pois a escassez de gua para o

abastecimento em 2030 apresentou uma probabilidade de 30-40% de

ocorrncia.

As frequncias de atendimento a trs sistemas de abastecimento de gua

(Seattle, Tacoma e Everett ) da regio de Puget Sound, Washington, EUA,

foram analisadas por Vono et al. (2010). Estas foram realizadas aumentando e

diminuindo as demandas por 10%, 25% e 50% em relao aos valores de

demanda do ano 2000 e simulando vazo para a dcada de 2020, 2040 e 2080

para os cenrios de mudanas climticas A1B e B1. Assim, para todos os

cenrios analisados observaram falhas no atendimento as demandas do

sistema de Tacoma. No sistema de Seattle, quando a demanda aumentou em

10%, a confiabilidade para o 2080 caiu em 5% e 1% para os cenrios de

emisses cenrio A1B e B1, respectivamente.

Ao avaliarem a demanda hdrica mundial (consumo humano, industrial e

agricultura), Vrsmarty et al. (2000) observaram que as mudanas iminentes

em escala global da populao e o desenvolvimento econmico iro ditar a

relao futura entre a disponibilidade e a procura de gua em um grau muito

maior do que vai significar as mudanas climticas.

No caso do Brasil, os cenrios brasileiros previstos por Milly et al. (2005)

relativos mdia de 12 modelos do IPCC para o perodo entre 2041-2060 em

relao ao clima de 1900-1970 para o cenrio A1B mostram, em geral,

aumento nas vazes dos rios das regies Sul, Sudeste e Centro-Oeste e

redues naquelas vazes das regies Norte e Nordeste do Brasil (Figura 2).

17

Fonte: Milly et al. (2005)

Figura 2: Diferena entre a mdia aritmtica das vazes dos 12 modelos do IPCC aplicados para o perodo 2041-2060 em relao normal climatolgica em

percentual do perodo de 1900-1970 para o cenrio A1B

Salati et al. (2007) elaboraram balanos hdricos para as regies da Amaznia,

da bacia do rio Paraguai, da Nordeste Brasileiro e bacia do Prata nos quais

foram utilizados cinco modelos global de clima (HadCM3, CSIRO-Mk2,

CCCMA, GFDL-CM2 e CCSR/NIES) para cenrios A2 e B2 para os perodos

de 2011 a 2040 (centrado em 2025), 2041 a 2070 (centrado em 2050) e 2071 a

2100 (centrado em 2075). Quanto s concluses para o Nordeste Brasileiro,

estes autores, mencionaram que os resultados precisam ser analisados com

muito cuidado, pois os dados utilizados incluram uma rea superior ao

Nordeste semi-rido atual. Para tais autores, excesso representa a gua que

sofre percolao profunda ou escoamento superficial no ms considerado

(mm.ms-1). Os resultados das previses para a segunda metade do sculo

XXI deste estudo esto apresentados no Quadro 5, sendo estes comparados

com os dados do balano hdrico do perodo de 1961 a 1990.

Ao avaliar precipitaes no Estado da Bahia para os cenrios A2 e B2 do IPCC

entre 2070 e 2100 utilizando modelo regional HadRM3P, Genz et al. (2011)

observaram maior reduo anual no litoral (cerca de 70%) tanto para o A2

18

como para o B2, enquanto no semi-rido redues entre 20 e 60% no cenrio

A2 e entre 20 e 50% no cenrio B2.

Quadro 5: Previses climticas para as regies do Brasil Cenrio A2 IPCC para a segunda metade do sculo XXI

Regies Modelo HadCM3 Mdias dos valores dos cinco modelos

Amaznica Para ambos os cenrios (A2 e

B2) uma diminuio do excesso de gua de at 73,4%.

Para ambos os cenrios (A2 e B2) uma reduo do excesso de gua na regio de

at 33 %.

Bacia do Rio Paraguai

Para ambos os cenrios (A2 e B2) uma diminuio do

excesso de gua na Bacia do Rio Paraguai no perodo de at

42 %.

Para ambos os cenrios (A2 e B2) uma diminuio do excesso de gua na regio

de at 49 %.

Nordeste Brasileiro

Para ambos os cenrios (A2 e B2) no haver excesso de

gua na regio

Para ambos os cenrios (A2 e B2) uma diminuio do excesso de gua na regio

de at 100 %

Bacia do Prata Para ambos os cenrios (A2 e

B2) no haver excesso de gua na regio.

Para ambos os cenrios (A2 e B2) uma diminuio do excesso de gua na regio para o perodo de 2011 a 2040 de at 70

% e nenhum excesso de gua para o perodo de 2041 a 2100.

Fonte: Salati et al. (2007)

Por outro lado, Genz et al. (2010) avaliaram os impactos nas precipitaes

mdias (MAP) e nas vazes do rio Pojuca sob o cenrio A2 do IPCC para o

perodo de 2070 a 2100. Este rio localiza-se na Regio de Planejamento e

Gesto das guas (RPGA) nmero XI Recncavo Norte. Para isto, foram

utilizados os dados do modelo regional de clima HadRM3P e simulado o

modelo hidrolgico MGB-IPH, sendo observadas alteraes projetadas para as

vazes no cenrio A2 de 73% superiores quelas encontradas para a

precipitao (79%). Estes autores sinalizam ainda, devido semelhana entre

os regimes hidrolgicos, redues severas tambm nas vazes de outros rios

desta RPGA (rios Jacupe e Joanes).

Na bacia do rio Paraguau foi avaliado os impactos nas precipitaes mdias

(MAP) e nas vazes do rio Paraguau para os cenrios A2 e B2 para o perodo

de 2070 a 2100 (GENZ et al., 2011) utilizados os dados do modelo regional de

clima HadRM3P e simulado o modelo hidrolgico MGB-IPH. Estes autores

observaram que para o cenrio A2 redues das vazes mdia, mximas e

mnimas de 73, 84 e 71%, respectivamente.

Anteriormente, Medeiros (2003) realizou simulaes no rio Paraguau

baseando-se nos resultados de dois modelos climticos (UKHI do Servio

19

Meteorolgico da Inglaterra e do CCCII do Centro de Clima Canadense para

condies na atmosfera relativa 1xCO2 e 2xCO2. Foram avaliadas para estes

dois cenrios de emisses as respostas da bacia em relao ao escoamento

superficial e a evapotranspirao. Assim, nas simulaes do cenrio UKHI no

foram identificadas alteraes no total anual do escoamento superficial e

naquelas utilizadas o modelo CCCII foi observada uma grande reduo nesse

total de aproximadamente 40%. Em relao evapotranspirao, no cenrio

UKHI houve um decrscimo superior a 60%, na primavera, enquanto o cenrio

CCCII mostrou uma reduo variando, em geral, de 3 a 18%.

As diferenas obtidas em relao a evapotranspirao entre os estudos de

Medeiros (2003) e Salati et al. (2007) decorre da resoluo do modelo de clima

utilizado, os segundos autores utilizaram uma escala mais detalhada quanto

comparada aquele utilizado pela primeira autora.

Embora haja um reconhecimento de que as alteraes climticas podero

interferir no consumo de gua (RUTH, 2007), nos processos de

desestabilizao de margens de rios e descarga de sedimentos (BOYER et al.,

2010), na qualidade das guas (MOORE et al., 2008; ARNELL, 1998;

WHITEHEAD et al., 2009; BONTE & ZWOLSMAN, 2010), nos processos de

migrao (Barbieri, 200-), e nas modificaes das caractersticas do uso e

ocupao do solo e vegetao, nenhum destes elementos foram considerados

no presente estudo.

Mesmo diante dessas previses de alteraes nas vazes dos rios brasileiros,

at o presente momento no foram identificados estudos dos impactos destas

alteraes nos sistemas de abastecimento de gua no Brasil, embora tenham

sido identificados estudos de impactos na capacidade de produo de energia

hidroeltrica advinda das mudanas climticas (SCHAEFFER et al., 2008 e

TIEZZI, 2009).

Os impactos do clima exigiro modificaes no gerenciamento das guas no

futuro, sendo imprescindvel sua insero para avaliao de sistemas de

recursos hdricos (WILEY & PALMER, 2008). Ao inserir as alteraes

hidroclimticas no gerenciamento dos recursos hdricos busca-se encontrar

mais efetivamente o equilbrio entre disponibilidade hdrica e a demanda, que

20

por sua vez facilitar a avaliao do dos gestores da gua sob diferentes

condies climticas (IPCC, 1995).

Para MEANS III et al. (2010) as mudanas climticas precisam ser inseridas

nas tomadas de decises dos prestadores dos servios pblicos de gua, por

apresentar potenciais impactos financeiros, sociais e ambientais.

Portanto, torna-se importante avaliar a disponibilidade hdrica para atendimento

da demanda dos sistemas de abastecimento em cenrios de mudanas

climticas de modo a permitir que decises sejam tomadas com relao a

medidas preventivas e/ou adaptativas no sentido de evitar racionamento,

conflitos ou at mesmo falhas severas ao abastecimento humano e outros usos

das guas.

21

4 GESTO DAS GUAS

O aumento populacional, a precariedade dos servios de saneamento bsico, o

crescimento desordenado das cidades e o aumento da intensidade e variedade

dos usos da gua so elementos que promovem o desequilbrio entre oferta e

demanda por gua e, portanto, acentuam conflitos entre usurios.

A escassez de gua no Brasil ocorre por diversas causas: enquanto no

Sudeste do pas h restries quali-quantitativas devido alta densidade

demogrfica e ampliao das demandas industrial e agrcola, o Nordeste

enfrenta outra realidade: menor disponibilidade hdrica; carncia dos servios

de saneamento bsico; e ainda o processo de salinizao de muitos corpos

dgua. Adicionam-se a estas realidades, conforme discutido no captulo

anterior, os possveis impactos decorrentes das mudanas climticas.

De acordo com Agncia Nacional das guas (Resoluo n. 707/2004

incisos, II e III, pargrafo 3, art.8), o conflito pelo uso da gua pode ser de

natureza quantitativa e qualitativa, sendo o primeiro caracterizado pela relao

entre demandas e a disponibilidade hdrica de uso e o segundo pela relao

entre vazes necessrias diluio de poluentes ou cargas de poluentes e a

disponibilidade hdrica.

Gleick (2011) localizou e caracterizou eventos relacionados a conflitos

internacionais pela gua, ao redor do mundo (maiores informaes em

http://www.worldwater.org/conflict.html). Neste foram encontrados dois conflitos

brasileiros: o primeiro em 1962 com o Paraguai e o segundo em 1970 destes

dois pases com a Argentina, todas estas disputas pelas guas do rio Paran.

De acordo com Lanna (1997), os conflitos por gua podem ser:

De destinao de uso: ocorrem quando a gua utilizada para

atender a outro tipo de uso que no seja os estabelecidos em projeto;

De disponibilidade qualitativa: quando existe degradao da

qualidade da gua devido ao lanamento de poluentes tornando a gua

inadequada para determinados usos;

22

De disponibilidade quantitativa: ocorre devido ao uso intensivo da

gua ocasionando, em alguns casos, a escassez dos recursos hdricos.

A literatura demonstra que uma ao imprescindvel para atenuar conflitos e

colocar em prtica o conceito de sustentabilidade hdrica.

4.1 Sustentabilidade Hdrica

Em geral, a gesto das guas do sculo XX foi baseada na ampliao da

oferta, ou seja, na construo de grandes barragens para atender as

demandas humanas que muito embora seja importante na reduo de

incidncia de doenas, na ampliao de energia hidreltrica e da agricultura

irrigada e no controle das cheias, trouxe prejuzos sociais, econmicos e

ecolgicos (GLEICK, 2003).

Nesse sentido, nas ltimas dcadas vem sendo discutida a incluso dos

princpios de sustentabilidade na gesto das guas. Para Meadowcroft (1997)

apud Cashman (2006) a sustentabilidade est associada com o bem-estar

humano das presentes e futuras geraes, com as necessidades bsicas, com

a preservao dos recursos ambientais e com os sistemas globais de apoio

vida, integrando a economia e o meio ambiente na tomada de decises, e

participao popular nos processos de desenvolvimento. Gleick et al. (1995)

definem o uso sustentvel da gua como:

Aquele que suporta a capacidade humana para resistir e prosperar num futuro incerto, de modo a no comprometer a integridade do ciclo hidrolgico ou mesmo dos sistemas ecolgicos que dependem dele.

Pahl-Wostl (2007) menciona que a gesto sustentvel da gua busca evitar

conseqncias irreversveis e mudanas catastrficas, sendo para isto

necessrio manter a capacidade adaptativa do sistema de gua de forma a

garantir a integridade funcional das condies de contorno externas e internas

em longo prazo.

Para Sahely et al. (2005) aumentar a sustentabilidade de um sistema consiste

na expanso da capacidade de equilibrar os diferentes objetivos das presentes

e futuras geraes. Entretanto, Loucks et al. (2000) menciona que no

23

possvel saber o que as geraes futuras vo querer. Assim, a gesto

sustentvel deve ser integrada e adaptativa. Pahl-Wostl (2007) menciona que

gesto integrada necessria uma anlise inter-setorial de modo a identificar

os problemas, integrar a implementao de polticas e respostas adaptativas a

novas idias e, gesto adaptativa, incluir a relao entre a estrutura (sistema

de gesto da gua) - processo (gesto adaptativa da gua) resultado

(sustentabilidade do sistema de gua).

Para Mysiak et al. (2010) a gesto adaptativa das guas acrescenta

explicitamente a incerteza, tendo como princpio a compreenso incompleta

dos sistemas. Assim, tem como hipteses uma gama de possveis respostas

ao sistema, desde processos ambientais e comportamento humano a eventuais

alteraes climticas. Para estes autores a gesto adaptativa da gua uma

extenso do conceito da gesto integrada e citam dois elementos essenciais:

envolvimento de vrios atores diferentes e o processo de aprendizagem social.

O primeiro fundamental para que os diversos usurios entrem num consenso,

enquanto o segundo refere-se ao arranjo de mudanas por meio de um

processo de aprendizagem iterativo e contnuo nos quais novos elementos so

inseridos e analisados (GLEICK, 2003; PAHL-WOSTL, 2007).

Brandes et al. (2009) fazem uma abordagem a respeito da sustentabilidade da

gesto das guas por meio de caminhos suaves, ou seja, o caminho a seguir

pautado na utilizao de menos gua para satisfazer as mesmas

necessidades, devendo para isto inserir medidas de conservao e da

eficincia do uso.

Esse conceito procura melhorar a eficincia do uso da gua disponibilizando-a

conforme as necessidades quali-quantitativas de cada usurio e, incluir

medidas de conservao, at mesmo mudanas nos hbitos de uso da gua.

Brooks & Holtzb (2009) mencionam que caminho suave engloba tecnologias e

polticas de modo a reduzir a demanda, em vez de aumentar a oferta. Para

Faria et al. (2010) o conceito de caminho suave atinge um nvel potencialmente

sustentvel do uso da gua, pois prioriza primeiro assegurar o atendimento das

necessidades do ecossistema e depois reduzir os usos humanos, por meio de

alteraes de hbitos, tecnologias e prticas.

24

Brandes et al. (2009) mencionam que a gesto da demanda deve ser a opo

prioritria, pois esta proporciona menores custos, retorno rpido e menor

impacto ambiental. Para Faria et al. (2010) o conceito da gesto da demanda

de gua aproxima-se do de Tecnologias Limpas uma vez que ambos tm como

prioridade a prtica de conservao e reuso, nas quais esto inclusas a

otimizao e a racionalizao do uso, por meio da reduo do consumo e da

gerao de efluentes e do aproveitamento das guas j utilizadas. Medidas

como, por exemplo, rapidez e agilidade em reparo de vazamentos constituem,

na maioria dos casos, em boas prticas operacionais: substituio/adequao

de equipamentos, mudana de procedimentos e mudana de condies

operacionais. Contudo Brooks & Holtzb (2009) fazem uma importante ressalva

gesto da demanda:

A gesto da demanda exige mudanas mais profundas nos estilos de vida e subsistncia, entretanto devem ser aplicados com grande cautela nas partes do mundo onde a equidade no acesso gua e tomada de deciso democrtica no pode ser assegurada

Brooks & Holtzb (2009) mencionam que enquanto a gesto da demanda faz a

pergunta com como (exemplo: "Como podemos obter mais de cada gota de

gua?), a gesto baseada em caminho suave faz a pergunta usando "Porqu"

(exemplo: Porqu devemos usar gua para fazer isso?). Assim, a gesto em

caminho suave questiona a demanda, analisando qual a quantidade e a

qualidade de gua requerida para suprimento de determinado uso.

Rosegrant (1997) apud Brooks (1997) cita algumas ferramentas e tcnicas

utilizadas para promover a gesto da demanda e as classificam por meio de

quatro categorias: leis, medidas baseadas no mercado, medidas no baseadas

no mercado (presso social, servios de informao e consulta) e intervenes

diretas, tais como consertar vazamentos, ajustar presso, reuso de esgoto.

Gleick (2010) define quatro estratgias-chave de um roteiro sustentvel dos

recursos hdricos: a) repensar os pressupostos e definies sobre o

abastecimento de gua; b) reduzir a demanda de gua atravs de programas

de conservao e eficincia; c) desenvolver melhores sistemas de gesto da

gua; d) integrar as alteraes climticas em todas as decises do sistema de

gua. Esse mesmo autor menciona ferramentas necessrias para fazer essas

25

mudanas, incluindo nestas novas tecnologias, as abordagens econmicas, os

requisitos regulamentares e educao.

A gesto da demanda pode ainda ser traduzida em medidas estruturais e no

estruturais. No caso dos sistemas pblicos de abastecimento de gua, as

medidas estruturais consistem no uso de alternativas tecnolgicas de modo a

promover a reduo do consumo de gua e melhoria do controle e operao,

por exemplo, das redes de distribuio de gua. As medidas no estruturais

traduzem-se em incentivos econmicos, leis, regulamentos e educao

ambiental de modo a mudar o comportamento dos usurios das guas (VIEIRA

& RIBEIRO 2005; HAMBIRAA et al., 2011).

4.2 Gesto dos Recursos Hdricos no Brasil

O Brasil instituiu em janeiro de 1997 a Poltica Nacional de Recursos Hdricos

Lei n. 9.433. Nesta foram inseridos os princpios da sustentabilidade da gesto

das guas, sendo, portanto considerada um instrumento legal moderno e

avanado, no que tange aos objetivos a preocupao com as geraes

futuras, a utilizao racional e integrada e aos fundamentos

descentralizao das decises e da participao da sociedade.

Esta lei apresenta outros fundamentos: gua um recurso natural limitado,

dotado de valor econmico e os usos prioritrios, em situaes de escassez,

so o consumo humano e a dessedentao de animais.

Essa legislao reconhece a gua como bem de domnio pblico devendo sua

gesto proporcionar e harmonizar usos mltiplos e define a bacia hidrogrfica

como a unidade territorial para o planejamento.

Para efetivao dos objetivos da Lei 9.433/97 foram definidos como

instrumentos: os planos de recursos hdricos, o enquadramento, a outorga, a

cobrana e o sistema de informao sobre recursos hdricos.

A Resoluo n. 54/2005 do Conselho Nacional de Recursos Hdricos

estabelece as modalidades, as diretrizes e os critrios gerais para a prtica de

reuso direto no potvel de gua. Esta resoluo reafirma o compromisso da

gesto dos recursos hdricos com a gesto da demanda, pois o reuso

26

compreendido como uma prtica de racionalizao e de conservao de

recursos hdricos, sendo assim possvel ser utilizado como um instrumento de

busca do equilbrio entre disponibilidade e a demanda, na reduo dos custos

associados poluio e proteo do meio ambiente e da sade pblica, na

reduo de descarga de poluentes e conseqentemente na reduo de custos

associados a tratamento de guas para abastecimento.

O Estado da Bahia antecipou a promulgao da Lei Nacional dos Recursos

Hdricos e aprovou a Lei n. 6.855 em 1995. Em 2009, este Estado aprovou a

nova Poltica e o Sistema Estadual de Gerenciamento de Recursos Hdricos

(Lei n. 11.612). Nesta fortalece a gesto participativa e alm daqueles

princpios estabelecidos pela legislao nacional, acrescenta o direito de todos

ao acesso gua, bem de uso comum do povo, recurso natural indispensvel

vida, promoo social e ao desenvolvimento.

Embora as legislaes - nacional e estadual (Bahia) - definam como diretrizes a

gesto integrada dos recursos hdricos com as polticas pblicas que tenham

inter-relao com a gesto das guas e, no caso da estadual, explicitamente

com as mudanas climticas, bem como a indissociao dos aspectos de

quantidade e qualidade, ambas no asseguram o atendimento das

necessidades do ecossistema conforme conceito apresentado pela abordagem

de caminhos suaves.

4.3 Anlise de Sistemas de Recursos Hdricos

O gerenciamento de recursos hdricos no Brasil visa, entre outros, harmonizar

e solucionar conflitos (RAVANELLO, 2007). Os reservatrios fluviais so

estruturas importantes para o aproveitamento de recursos hdricos, pois

permitem a redistribuio espacial e temporal da gua, em quantidade e

qualidade (ANDRADE, 2006a). Contudo, o crescente aumento das demandas

(energia eltrica, saneamento, industrial e agronegcio) promove o surgimento

de conflitos que envolvem aspectos ambientais e operacionais,

independentemente da finalidade principal do reservatrio.

Os reservatrios so sistemas aquticos modificados, complexos e dinmicos

com finalidade de assegurar o equilbrio espao-temporal entre as variaes da

27

demanda dos usurios e a disponibilidade hdrica, assim como manter as

funes ambientais nos cursos de gua. Por outro lado, estas estruturas esto

sujeitas as diversas restries, que normalmente incluem a capacidade mxima

e mnima, descarga mxima e mnima e as obrigaes contratuais, legais e

institucionais em funo das diversas finalidades do sistema (YEH, 1985).

Outra restrio que vem sendo discutida recentemente na operao dos

reservatrios refere-se necessidade de atendimento as vazes ecolgicas.

Esta busca garantir a sustentabilidade ecolgica em vrios graus de proteo

ao ambiente aqutico (BENETTI et al., 2003), o equilbrio hidro-ecolgico local

(REIS, 2009), ou seja, a sade do ambiente aqutico-terrestre devendo ser,

portanto, estas vazes, variveis no tempo a fim de preservar as caractersticas

peculiares de cada poca do ano (COLLISCHONN et al., 2005).

Devido s provveis modificaes ecolgicas, tais como na composio da

fauna e da flora, nas regies afetadas pelas mudanas climticas de se

esperar alteraes das vazes ecolgicas dos sistemas fluviais.

GIBSON et al. (2005) constataram que as mudanas no regime de escoamento

resultantes da construo de barragens so bruscas quando comparadas

quelas resultantes das mudanas climticas, as quais eles classificaram como

graduais.

Com relao ao planejamento quantitativo dos recursos hdricos duas variveis

so essenciais: disponibilidade e demanda. Para esta avaliao so utilizados

modelos computacionais de alocao de gua, que objetivam verificar a

quantidade de gua disponvel em longo prazo e identificar a garantia

associada desta disponibilidade e, assim, antecipar-se aos conflitos de forma a

minimiz-los ou mesmo evit-los.

Estes modelos matemticos so usados em sistemas de apoio a decises

(SAD), instrumentos utilizados como ferramentas para identificao de

possveis conflitos, uma vez que por meio destes possvel quantificar as

demandas por gua e verificar a sustentabilidade de sistemas de recursos

hdricos por meio de indicadores, tais como: confiabilidade, elasticidade ou

resilincia e vulnerabilidade. Hashimoto et al. (1982), descreve tais indicadores

como sendo:

28

Confiabilidade freqncia em que o sistema apresenta falha;

Elasticidade ou resilincia indicador de velocidade de recuperao de

uma condio satisfatria;

Vulnerabilidade medida estatstica da extenso ou a durao da falha;

e,

Sustentabilidade combinao ponderada dos demais indicadores,

onde a sustentabilidade relativa reforada por um aumento da

confiabilidade e resistncia, e uma diminuio da vulnerabilidade. Este

indicador, foi proposto posteriormente por Loucks (1997).

Esses indicadores foram utilizados para avaliao de sistemas de recursos

hdricos no Brasil por Faria (2003), Andrade (2006a), Vianna JR. & Lanna

(2002).

Quanto aos critrios de sustentabilidade dos recursos hdricos, Sahely et al.

(2005) classificam em: ambientais, econmicos, de desempenho e sociais,

incluindo a acessibilidade, aceitabilidade, sade e segurana. Faria (2003)

acrescenta a esta lista os critrios polticos.

Simonovic (2001) desenvolveu quatro critrios para a tomada de deciso em

termos de recursos hdricos: eqidade, reversibilidade, risco e consenso. A

equidade uma medida da distribuio dos impactos associados no tempo e

no espao, sendo uma combinao de justia, igualdade e objetivos. A

reversibilidade considera o grau em que os impactos podem ser mitigados,

enquanto o risco uma medida da magnitude dos impactos negativos

associados probabilidade de que esses impactos ocorrero. O consenso est

associado ao acordo de opinies dos atores envolvidos.

Caso os cenrios climticos projetados para o nordeste brasileiro prevaleam

espera-se uma aumento na freqncia de falhas no atendimento as demandas

de gua, uma reduo da capacidade de recuperao de atendimento e uma

maior durao da falha o que, conseqentemente exigir, medidas adaptativas,

entre estas, de reduo de consumo.

Para Schardong (2006) a misso essencial dos SAD transformar dados em

informaes de boa qualidade de modo a facilitar a comunicao entre usurio

29

e o computador a fim de induzir as melhores decises em sistemas complexos

como, por exemplo, o gerenciamento dos recursos hdricos. Para Viegas Filho

(2000) os SAD devem ser organizados em: dados, modelos e interface, sendo

o primeiro a matria prima de alimentao, o segundo a modelagem capaz de

simular o comportamento de sistemas reais e o ltimo o instrumento que

possibilita o dialogo entre usurio e o modelo, permitindo assim examinar os

resultados por meio de verificaes do quanto os resultados satisfazem ou no

os objetivos pr-definidos.

Tucci (1987) cita que para tomar uma deciso com bases cientficas faz-se

necessrio dois elementos essenciais: informaes e concepo intelectual

(modelo).

O modelo uma representao simplificada do sistema real que se deseja analisar, sendo sistema compreendido como qualquer estrutura, esquema ou procedimento, real ou abstrato, que num dado tempo de referncia relaciona-se com uma entrada, causa ou estmulo de energia ou informao, e uma sada, efeito ou resposta de energia ou informao. Entretanto, visto que nenhum processo pode ser completamente observado, alguma expresso matemtica que o represente sempre envolver alguns elementos de incerteza, que devem ser devidamente avaliados.

(ANDRADE, 2006a; pag 17)

As tcnicas computacionais para anlise de sistema de recursos hdricos que

auxiliaram no processo de tomada de deciso podem ser dividas em dois

grupos: as tcnicas de otimizao e simulao. A operao de sistemas de

reservatrios consiste em uma das principais reas de aplicao desses

modelos (LIMA, 2000).

A otimizao utilizada quando existe o interesse em encontrar a alternativa

que melhor atenda a um objetivo predeterminado, ou seja, busca a soluo

tima (ROBERTO, 2002), maximizando ou minimizando uma funo-objetivo

que representa matematicamente os objetivos de um sistema ordenando-os em

relao a sua atratividade (FARIA, 2003).

Segundo LABADIE (1998) apud ROBERTO (2002) o maior desafio dos

modelos de otimizao em relao aos de simulao a necessidade dos

modelos de otimizao possuir algum tipo de modelo de simulao dentro da

otimizao de modo a manter a viabilidade das polticas operacionais.

30

Por outro lado, a simulao utilizada para aproximar o comportamento de um

sistema no computador, representando da melhor maneira possvel as

caractersticas desse sistema atravs do emprego de descries algbricas ou

matemticas (YEH, 1985).

Os modelos de simulao servem como tcnica preliminar para delimitar espaos e solues possveis, espaos esses que sero pesquisados de maneira mais precisa pelos modelos de otimizao para localizar o ponto de soluo tima. O modelo de otimizao utilizado, em sistemas com simplificaes, na determinao de regras operacionais, regras essas que sero em seguida processadas nos modelos de simulao em sistemas sem simplificaes, verificando sua viabilidade prtica e grau do afastamento timo.

(LIMA, 2006; pag 27)

H ainda modelos de rede de fluxo que combinam tcnicas de otimizao e

simulao. Tais modelos podem ser empregados para representar um sistema

de recursos hdricos utilizando uma rede formada por ns e arcos. Os ns

so os pontos para onde convergem ou saem os fluxos, enquanto os arcos so

as ligaes entre os ns (Figura 3). Nos modelos de rede de fluxo cada arco

est associado a um custo de transporte do fluxo.

Figura 3: Representao de uma rede de fluxo com arcos e ns

A funo objetivo da rede de fluxo minimizar o custo do transporte do fluxo

pelos arcos (eq. 1), sujeitos manuteno das condies de rede capacitada e

conservativa. Os algoritmos deste modelo admitem dois tipos de restries: as

que determinam a conservao do balano de massa em cada n (eq. 2) e os

limites em cada arco (eq. 3). Cada arco unidirecional em relao ao sentido

do fluxo e, no caso dos modelos MODSIM e AcquaNet a otimizao da

operao do sistema se d mediante o algoritmo Out-of-Kilter. O

detalhamento deste algoritmo encontra-se em Porto et al. (2003), entre outros.

No caso, a formulao do problema a ser solucionado representada pelas

equaes abaixo.

Minimizar:

n

i

n

jijQijC

1 1

(1)

n j arco i-j

n i

31

Sujeito s restries:

0 jiQijQ

(2)

ijSijQijI

(3)

Onde,

Cij = custo do transporte de uma unidade de fluxo que passa pelo arco;

Qij = vazo mdia que passa pelo arco ij, no intervalo de tempo considerado;

Iij = a capacidade mnima do arco ij;

Sij = a capacidade mxima do arco ij.

Em um modelo de rede de fluxo, os ns e os arcos devem conter as

caractersticas da estrutura que o mesmo est representando. Algumas dessas

caractersticas so:

Reservatrios: volumes mximos e mnimos, curva cota x rea x

volume, nveis de armazenamento desejados, srie de vazes afluentes,

taxa de evaporao;

Demandas: valor e distribuio temporal da demanda, prioridade

de atendimento, retornos;

Arcos: capacidades mximas e mnimas, custo, perdas por

infiltrao.

No Brasil, aplicaes do modelo de rede de fluxo podem ser referidas, entre

outras, s bacias dos rios Itapicuru e Paraguau, na Bahia (LISBOA NETO et

al.,2005), da bacia do rio Paraguau (FARIA, 2003; MEDEIROS et al., 2004),

bacia do rio Capibaribe Pernambuco (ANDRADE, 2006), sistema da bacia do

Alto Tiet So Paulo (SCHARDONG, 2006), bacia do lago Descoberto

Braslia (BALTAR, 2001) e o trecho do baixo So Francisco (AMORIM, 2009).

32

4.4 Sistemas de Abastecimento de gua e a Gesto da Demanda

Para Nascimento e Heller (2005), a questo das interfaces entre saneamento e

recursos hdricos reside na dualidade do saneamento ora como usurio de

gua ora como instrumento de controle de poluio e, em conseqncia, de

sua preservao. Estes autores afirmam que entre os diversos usurios da

gua, o de saneamento provavelmente o que apresenta maior interao e

interfaces com o de recursos hdricos.

Deste modo, os recursos hdricos so vulnerveis gesto do saneamento

bsico, seja em seus aspectos de quantidade (captao para o consumo) ou

em qualidade (lanamento).

Confo