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23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental

IV-003 – OFERTA E DEMANDA DE ÁGUA NA ILHA DE SÃO LUÍS Raimundo Nonato Medeiros da Silva(1)

Engenheiro Civil, Físico, diretor da ABES, diretor da IMARH, trabalha na Companhia de Águas e Esgotos do Maranhão – CAEMA Eneida Erre Rodrigues Farmacêutica e Bioquímica da Divisão de Tratamento de Água Companhia de Águas e Esgotos do Maranhão. Irandi Marques Leite Engenheiro Civil e Advogado da Água Companhia de Águas e Esgotos do Maranhão. Jorge Luís Pereira Mendes Engenheiro Civil e Sanitarista da Companhia de Águas e Esgotos do Maranhão. José de Ribamar Rodrigues Fernandes Engenheiro Civil da Companhia de Águas e Esgotos do Maranhão e Professor da Universidade Estadual do Maranhão. Endereço(1): Rua 98 Quadra 68 Casa 06 Conjunto Vinhais - São Luís - MA - CEP: 65055-920 - Brasil - Tel: (98) 3082-2238 - e-mail: [email protected] RESUMO

A Companhia de Águas e Esgotos do Maranhão para fornecer água tratada aos seus consumidores utiliza mananciais superficiais da própria Ilha e fora dela bem como mananciais subterrâneos. A necessidade cada vez maior de água para o consumo humano e industrial levou-nos a estudar qual o limite de exploração das águas disponíveis nos mananciais da ilha. Avaliamos a retirada de água dos poços e dos mananciais de superfície da ilha e comparamos a recarga pluviométrica dos aqüíferos. Os valores encontrados são comparados com a necessidade de água nos próximos 17 anos. A carência do produto justifica a sua transposição. Em conseqüência a necessidade de capta-lá do Rio Itapecuru, bacia do continente. PALAVRAS-CHAVE: Abastecimento de Água, Potencial Hídrico, São Luís, Maranhão. INTRODUÇÃO

Para a abordagem do tema, Recursos Hídricos na Ilha do Maranhão, se faz necessário um estudo da evolução de oferta e demanda de água nos últimos trinta anos dividindo em duas partes o tema. A primeira deve avaliar a capacidade de fornecimento sustentado de água superficial e subterrânea da ilha de São Luís, examinando sua exploração atual e seus limites máximos. Uma segunda parte deve avaliar a necessidade de água para o consumo doméstico da população residente na ilha e o seu crescimento com o aumento populacional além do consumo industrial atual e a perspectiva futura para o ano 2020.

ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

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Figura 1 – Ilha de São Luís do Maranhão

A ilha do Maranhão dispõe de importantes bacias hidrográficas. Seus rios estão em acelerado processo de degradação ambiental, com poluição por esgotos e lixo doméstico, notadamente em face da rápida expansão urbana sem o planejamento necessário, além de dejetos industriais. Tabela 1 – Estimativa de população da ilha

ANO SÃO LUÍS S. J. RIBAMAR P. DO LUMIAR TOTAL

1996 781.068 44.835 32.927 858.830

2000 833.359 53.895 42.039 929.293

2003 868.776 56.572 45.336 970.684

2010 929.522 63.346 54.070 1.046.938

2020 977.170 81.263 69.399 1.127.832

Fonte: CAEMA Estudo contratado pela CAEMA apresenta São Luís com um déficit diário de 103.440 m³ no fornecimento de água potável à sua população, deixando de abastecer cerca de 340.000 habitantes da sua população dos 868.776 habitantes, à época. Tanto as pessoas comuns dos bairros como as autoridades públicas e cientifica se manifestam exprimindo o sentimento de preocupação em relação à água. Um exemplo recente é a barragem do Batatã que secou ou os problemas da barragem do Bacanga, ocupa espaço na mídia constantemente. São vários os motivos de preocupação assinalados na mídia que geram a necessidade de estudo mais aprofundada sobre a situação da água na ilha de São Luís. No campo das águas subterrâneas o problema mais preocupante é a salinização das águas. “Ilha sofre salinização” é a manchete do caderno Cidade do jornal O Estado do Maranhão de 25/03/2003. Nela geólogos afirmam que o processo vem acontecendo há anos, devido à perfuração indiscriminada de poços. O professor e doutor em saneamento Lúcio Macedo no jornal Estado do Maranhão em 21/03/2000 discorrendo sobre a poluição dos nossos rios diz: “Quem se lembra de como era há 20 anos atrás o rio Calhau, o rio Pimenta, no Olho D´Água ou como está o rio Paciência em estado de agonia, sem falar nos rios Anil e Bacanga entupido de esgotos, lama e lixo. Pois é... o processo de urbanização e a falta de investimentos no setor de saneamento proporcionam esta cruel realidade”.



Figura 2 – Poço no interior da Ilha

Tabela 2 – Consumo de água industrial por bacia

BACIA QT. DE INDUSTRIA VAZÃO m³/mêsRio Anil 8 14.728Rio Bacanga 14 28.468

Rio Paciência 5 4.782

Rio Tibiri 13 82.244Total 40 130.222

SEMA 1986 A lagoa da Jansen foi alvo de preocupação da classe média de São Luís por muito tempo, até a sua recente urbanização. Embora não tendo sido saneada hoje raramente se veicula matérias jornalísticas tratando da questão. Os problemas se agravam com a expansão urbano industrial, como a salinização e contaminação dos aqüíferos, assentamentos de industrias e loteamentos residenciais em áreas vulneráveis. Nas ilhas onde existem grandes áreas adensadas e as fontes de abastecimento de água doce são de pequeno potencial o tema aqui abordado passa da condição simples de “preocupação técnica” para “segurança da vida”. MATERIAIS E MÉTODOS

A preocupação com o equilíbrio entre o uso de água doce e a capacidade de fornecer pelos atuais sistemas da ilha de São Luís, despertou o interesse pela realização deste trabalho que já vem sendo motivo de indagação dos técnicos e políticos. Os procedimentos metodológicos básicos para um estudo do problema são: levantamento e analise de material bibliográfico e da documentação cartográfica relacionada com o tema área-objeto de estudo. A investigação bibliográfica foi orientada, inicialmente para a seleção das publicações de conteúdo básico e específico relacionada com o tema da área. Paralelamente à pesquisa bibliográfica, procedeu-se ao levantamento da documentação cartográfica em que foram selecionadas cartas temáticas elaboradas pelo Gerenciamento Costeiro do Maranhão em 1999.



Figura 3 – Rio Itapecuru na captação do ITALUIS

Foi realizada uma pesquisa junto a CAEMA para obter as informações dos sistemas produtores de água. Do mesmo modo junto às prefeituras de São Luís, Paço do Lumiar, São José de Ribamar e Raposa. Para efeito de cálculo a demanda de água potável para uso doméstico, adotou-se o consumo percapta de 180 l/s, baseado nas recomendações dos programas governamentais para financiamento de projetos. O consumo industrial depende da matéria prima a ser beneficiado, o que remete a um estudo que identifique o consumo a partir do tipo de indústria a ser instalada. Considerando os critérios adotados pela CAEMA no projeto de ampliação e duplicação do projeto Italuís, os volumes de águas para consumos doméstico, industriais, públicos e perdas, foi examinado e aceito como o percapta a ser adotado na simulação. A população a ser atendida em 2010 será de 1.046.938 habitantes, quando a vazão de água necessária será 314.081,40 m³/h. Em 2020 a população será de 1.127.832 habitantes, e a vazão de água necessária será 338.349,60 m³/h. Adotando a mesma metodologia da vazão específica por área utilizada no estudo de ampliação da oferta de água da CAEMA, e considerando como 0,3 l/s.ha, a vazão necessária de água para atendimento às indústrias: Área de indústria = 20.000 ha; vazão necessária= 6.000 l/s ou 21.600,60 m³/h. O Sistema de Produção de Água

O sistema de abastecimento de São Luís é composto pelo sub-sistema do Itapecuru, o sub-sistema do Sacavém, Cururuca e Paciência e os poços isolados. O sistema Italuís é responsável por 60% do abastecimento e opera a vazões de 1650 a 2000 l/s em média. Tabela 3 – Produção da CAEMA – Jan 2003

SISTEMA PRODUTOR

VOLUME MENSAL (m³) VAZÃO (m³/h)

Sacavém 777.000 1.438,89Italuís 3.878.059 7.181,59Paciência 874.800 1.620,00Cururuca Maiobão 377.946 699,9Olho d´ Água 743.348 1.376,57Poços Isolados 2.580.032 4.777,84Poços interior ilha 34.715 2.169,70TOTAL 9.265.900 19.264,49

Fonte: CAEMA


23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental O Sistema de Paciência é constituído por 16 poços, com capacidade total de 850 m³/h. O Sistema de produção do Sacavém é constituído por 12 poços, com vazão total de 495 m³/h e a água de origem superficial com vazão 800 m³/h, totalizando 1.295 m³/h. O sistema do Maiobão é composto de água do rio Cururuca com uma contribuição de 312 m³/h e poços com vazão de 537 m³/h perfazendo um total de 787 m³/h, já que o sistema de tratamento da água perde muito no processo. O sistema de abastecimento do bairro Olho D` Água recebe do rio Jaguarema uma vazão de 186 m³/h. O restante é suprido por poços isolados que juntos podem atingir a vazão de 8.175 m³/h. Em janeiro de 2003 esta vazão foi de apenas 4.300,00 m³/h. A região ilha de São Luís de responsabilidade da CAEMA, é abastecida, hoje, por um sistema de poços profundos, com vazão de 2.58.032 m³/mês, pelo Sistema de Sacavém, com vazão de 777.000 m³/mês e pelo Sistema Italuís, com vazão de 4.742.444 m³/mês. Outros sistemas produtores de água existem, tais como, os poços em comunidades rurais da ilha que são operados pela Prefeitura de São Luís, os poços da Prefeitura de São José de Ribamar, Raposa e poços particulares. Tabela 4 – Produção total de água - Jan 2003

PRODUÇÃO DE ÁGUA VAZÃO m³/h Poços Industrias 1.545,00Caema Superficial / Subterrânea 19.264,49Poços Particulares 13.000,00Prefeitura de São José de Ribamar 1.059,00Prefeitura de São Luís 1.150,00Total geral 36.018,49

Tabela 5 – Volumes correspondentes

VOLUMES m³ Volume diário 720.369,80Volume mensal 21.611.094,00Volume anual 259.333.128,00

Cálculos Estimados

A parcela das águas provenientes das precipitações que percola pelas formações geológicas reabastece os aqüíferos é o que denominamos de recarga natural. A infiltração da água através da superfície do solo é armazenada nos aqüíferos até seu retorno à superfície por ação do fluxo natural. Os indicadores que melhor representam a sustentabilidade hídrica, conforme Sousa, são: Potencialidade Hídrica (Qp); Disponibilidade Hídrica (Qo); Demandas Hídricas (Qd); Índice de Ativação de Potencialidade (IAP); Índice de Ativação da Disponibilidade (IUD); Índice de Utilização da Potencialidade (IUP). Potencialidade Hídrica (Qp) –É o volume de água médio anual represado, passível de ocorrer, sem ação do homem. Soma dos escoamentos de superfície e subterrâneo. Para calcular o (Qp), multiplicamos o volume de água que precipita sobre a superfície de São Luís, a partir da média 2 mm pela metade da área total da ilha. Isto resulta em 7.265.500.000 m³/ano. Calculando a recarga dos aqüíferos encontramos os valores. A recarga máxima encontrada foi de 449.007.900 m³/ano. Analisando os números e verificando que a potencialidade hídrica adotada por (Sousa 1998) nos parece a mais apropriada para considerarmos nos cálculos. Assim sendo vamos utilizar a Potencialidade Hídrica Qp = 676.160.000 m³ /ano.


23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Tabela 6 – Recarga para taxas de infiltração diferentes

SITUAÇÃO INFILTRAÇÃO (m³/m²) TOTAL (m³) Recarga – 1 0,48 348.744.000,00 Recarga – 2 0,62 449.007.900,00 Recarga – 3 0,6 435.930.000,00

Disponibilidade Hídrica (Qo) – Parcela das potencialidades hídricas ativadas pela ação do homem, através de barragens, represas, açudes, poços e outros meios de captação de água. Considera-se como Disponibilidade Hídrica máxima a que corresponde a 80% da Potencialidade Hídrica. A soma de toda produção de água utilizável na ilha através de poços, barragens e rios é o Qo. A soma total da nossa utilização dos recursos hídricos atual é 36.018,49 m³/h o equivalente = 259.333.128 m³/ano, sendo que a Disponibilidade Hídrica máxima corresponde a 80% da Potencialidade Hídrica, então Qo max = 540.928.000 m³/ano. Tomando como referência os cálculos da CAEMA da necessidade de água para os próximos anos. Para 2010 a necessidade será Qo = 544.648.182 m³/ano e para 2020 será Qo = 562.363.968 m³/ano. Demandas Hídricas (Qd) – Volume de água que devem satisfazer a determinados usuários. É o cálculo do volume necessário, incluindo todos os usos, tais como consumo humano, industrial, irrigação e dessedentação de animais. Foi dimensionada em 414.765.341 m³/ano para 2010 e de (Qd) 419.964.109,00 m³/ano para o horizonte do ano 2020. Índice de Ativação de Potencialidade (IAP) – Nível de ativação da Potencialidade Hídrica da região. Varia de 0 a 1. Quanto mais próximo de 1, mais ativado está. É dado pela relação Qo/Qp IAP 2020 = 0,83 Índice de Ativação da Disponibilidade (IUD) – Grau de utilização da disponibilidade de água. Valores menor que a unidade indica que a disponibilidade é suficiente para atender a demanda; IUD = Qd/Qo; IUD = 0,74 Índice de Utilização da Potencialidade (IUP) – Grau de Utilização do Potencial, obtido Qd/Qp. A proximidade do valor com 0,8 indica maior aproximação com o limite máximo da utilização do seu potencial; IUP = Qd/Qp; IUP = 0,62 O cenário desejado para ser atingido no futuro pode ser representado Demanda < Disponibilidade < Potencialidade Em síntese os padrões desejáveis de sustentabilidade hídrica podem assim ser resumidos: Índice de Ativação de Potencialidade IAP está próximo de 1 indicando seu estado de ativação próximo do limite. Pode causar limitação de ordem física, ou seja, quantidade de água. Também o Índice de Utilização da Potencialidade IUP, já está próximo de 0,8 indicando a limitação do potencial.


23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Tabela 7 – Dados para cálculo da demanda

DISCRIMINAÇÃO UNIDADE 2000 2010 2020 População habitante 929.293 1.046.938 1.127.832 Pecaptas l hab/dia 250 300 300 Animais und 5.500 5.000 4.500 Irrigação m² 400.000 390.000 380.000

Tabela 8 – Demanda hídrica - 2003

DISCRIMINAÇÃO UNIDADE 2000 2010 2020 Indústrias litros 30.900.000 432.012.000 432.012.000 Demanda populacional l hab/dia 232.323.250 314.081.400 338.349.600 Dessedentarão de animais litros 275.000 250.000 225.000 Água irrigação litros 400.000.000 390.000.000 380.000.000 Demanda litros /dia 663.498.250 1.136.343.400 1.150.586.600

Tabela 9 – Conversão de valores da Demanda

Demanda m³/dia 663.498 1.136.343 1.150.587 Demanda m³/ano 242.176.861,25 414.765.341,00 419.964.109,00

CONCLUSÃO E RECOMENDAÇÃO

A degradação de áreas verdes nos loteamentos residenciais e na área de industrias, podem desencadear modificações nas conexões hidráulicas entre os cursos de água e aqüíferos subjacentes. A urbanização e a ocupação desordenada crescente podem alterar a permeabilidade superficial dos solos das bacias hidrográficas, podendo intensificar os processo erosivos, que por sua vez assoreiam os cursos de água, acarretando a redução da recarga e aumentando o escoamento superficial. A água proveniente das chuvas que precipita sobre o espaço físico da ilha ao longo do ano é bem superior à exploração de água superficial e subterrânea, entretanto como apenas uma pequena parte penetra no solo para alimentar os aqüíferos. A sustentabilidade ao longo do tempo mostra que a disponibilidade hídrica da ilha para horizonte de 17 anos não atenderá demanda gerada pelos usuários. Recomendamos que se faça um estudo científico para localização das principais áreas de recarga da ilha para que estes locais sejam protegidos da urbanização que sela a camada superficial REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. SOUSA,Sérgio Barreto. Estimativa da recarga natural na ilha do Maranhão. Pesquisa em Foco, v 8 nº 12 Universidade Estadual do Maranhão. São Luís 2000.

2. SOUSA,Sérgio Barreto. Sustentabilidade hídrica da ilha do Maranhão. Pesquisa em Foco, v 6 nº 7 Universidade Estadual do Maranhão. São Luís 1998.

3. ESSE Engenharia. Programa de Saneamento Ambiental de São Luís – EIA do Sistema de Esgotamento Sanitário, CAEMA São Luís/MA. 1998.

4. MARANHÃO. Estudo de ocupação espacial especial/uso e Cobertura da Terra dos municípios de Bacabeira e Rosário. São Luís. GERCO – CPE/SEMA.1998. 58p. il.

5. R&A Consultoria. Projeto Básico de Ampliação do Sistema Produtor do Itapecuru, 1998. CAEMA. textos e desenhos.


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