Blog do Tucci

Esta semana inauguramos uma série de entrevista internacionais em recursos hídricos com KEES LEENDERSTSE. Ele é especialista em desenvolvimento humano em recursos hídricos. É vice-diretor da Cap-Net, Programa de capacitação em desenvolvimento sustentável dos recursos hídricos do PNUD Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento com escritório em Pretória na África do Sul. Veja mais informações e faça download de informações importantes no site www.cap-net.org

Tucci – 1. O que é a Cap-Net? Qual o resultado que a rede tem obtido nos últimos anos?

Kees - Cap-Net é uma rede internacional de capacitação sobre gestão de recursos hídricos sustentável. É composta de três entidades: (a) instituições de capacitação a nível regional (regiões do mundo) e países; (b) parceiros internacionais; (c) redes temáticas.
Este é um programa do PNUD e parceiro do GWP Global Water Partnership sediado em Pretória com apoio da Comissão de Recursos Hídricos de Pretória África do Sul.
Desde seu início em 2002, Cap-Net tem trabalhado com cerca de 23 redes de instituições de capacitação. Vários programas tem sido desenvolvidos com membros da rede e parceiros sobre aspectos relevantes de gestão integrada dos recursos hídricos como: programa de treinamento sobre os princípios do IWRM (Gestão Integrada dos Recursos Hídricos), legislação, arranjos institucionais, resolução de conflitos, comunidade de recursos hídricos, gestão da água, instrumentos econômicos, etc. Também desenvolvemos vários pacotes de treinamentos para serem utilizados (veja www.cap-net.org).

Tucci - 2. Qual a diferença dos programas de capacitação do Cap-Net em recursos hídricos da educação formal na maioria dos países?

Kees- Mudanças substanciais nas políticas de recursos hídricos têm sido introduzidas no setor desde da adoção da IWRM na Conferência de Dublin e depois na Conferência de desenvolvimento sustentável do Rio de Janeiro em 1992. O foco das atividades da Cap-Net é em cursos de curta duração para profissionais de recursos hídricos, preparar participantes da gestão nos desafios das mudanças dos paradigmas e práticas de recursos hídricos. Este não é um programa formal e não desenvolve programas deste tipo, mas apóia iniciativas das redes membros e as iniciativas relevantes de programa de treinamento e desenvolvimento de material didático. Também apóia o funcionamento e a obtenção de resultados das redes. Contudo, atualmente está trabalhando em conjunto com as redes membros e parceiras na revisão e desenvolvimento de programas de mestrado implementado por seus membros para uma melhor troca de conhecimento entre as redes.

Tucci - 3. O conhecimento em recursos hídricos está fortemente relacionado com a realidade de cada região, já que depende a interação dos aspectos institucionais, ambientais, econômicos e sociais. Como a CapNet tem desenvolvido capacitação considerando este contexto?

Kees – As atividades de capacitação apoiadas pela Cap-Net se baseiam em iniciativas regionais ou dos países. A rede de membros atualmente propõe estas atividades ao secretariado quando a preparação de planos de trabalho. Em linha com as políticas do IWRM, Cap-Net apoia atividades que contribuam para aumentar as práticas apropriadas na gestão dos recursos hídricos.
Nos programas de treinamento desenvolvidos pela Cap-Net, são desenvolvidos: a estrutura para treinamento como programa, estrutura, material de apoio, etc. Estes programas usualmente são preparados para futuros professores dos membros das redes nos diferentes tópicos mencionados antes. As redes das diferentes regiões são preparadas para replicar os treinamentos a nível regional ou de país para os grupos como profissionais da água, tomadores de decisão e autoridades locais. Estes cursos somente são realizados a este nível depois do conteúdo ser adaptado a cada realidade. O pacote que os alunos trazem para casa é preparado para educação adulta com amplo espaço para troca de experiência, com casos práticos e estruturados de forma a trazer as condições locais ou regionais em discussão.

Tucci - 4. O que você acha que são os principais conteúdos que devem fazer parte dos cursos em recursos hídricos que devem fazer parte da capacitação em países em desenvolvimento?

Kees-É difícil distinguir as necessidades dos países em desenvolvimento. Essencialmente a demanda por setores de água são os mesmos e temos observado que muito pode ser conseguido na relação e intercâmbio Sul-Sul como no intercâmbio Norte – Sul (nível mundial). O programa Cap-Net está buscando agora aprofundar o entendimento entre os profissionais de recursos hídricos na implementação das políticas da Gestão Integrada dos Recursos Hídricos. Em muitos países, como o Brasil, política e algumas vezes arranjos institucionais tem sido desenvolvido durante a última década, mas a implementação ainda não é efetiva a nível nacional. No entanto, podemos verificar com base em exemplos de sucesso onde a Gestão Integrada tem sido implementada a nível local ou de bacia e onde já existam resultados encorajadores. A estratégia da Cap-Net é de providenciar o conhecimento sobre ferramentas e instrumentos que permita a implementação em nível da bacia com foco nas organizações de da bacia.

Tucci - 5. Atualmente quais são os mercados para os profissionais em recursos hídricos nos países em que a Cap-Net tem atuado em capacitação?

Kees – Para esta pergunta é importante fazer a distinção entre profissionais de recursos hídricos e capacitadores (profissionais que ensinam). Contudo, para identificar as oportunidades a relação entre os dois é essencial. Para formadores existe a oportunidade para desenvolver programas em vários assuntos. Um dos assuntos importantes atualmente é sobre mudança climática e como a gestão integrada pode instrumentalmente se adaptar a estes efeitos. Secas extremas e cheias como conseqüências da variabilidade climática são desafios concretos para gestores de água e o IWRM deve ter instrumentos para atuar nestes desafios. Outros “mercados” para capacitadores é o dos novos estabelecidos organizações de bacia que podem ser preparadores para suas funções e atividades. Uma nova área de interesse, particularmente em países que fornecem recursos financeiros é a responsabilidade sobre a água. A Cap-Net está envolvida com parceiros pra estabelecer o programa de capacitação.

Tucci - 6. Quais são as principais metas da Cap-Net goals para os próximos anos?

Kees - O principal desafio é de preparar profissionais de recursos hídricos, autoridades locais, decisores e comunidades por meio de redes para tarefas que estão enfrentando nos novos regimes de gestão de recursos hídricos. Um importante meio são os planos nacionais de recursos hídricos que estão em desenvolvimento ou foram desenvolvidos em muitos países do mundo. O programa continua a fortalecer a rede para produzir resultados enquanto introduz novos assuntos que venha a ajudar a preparação dos grupos que se deseja atingir.

O abastecimento de água em regiões semi-áridas e nas cidades costeiras possui uma alternativa adicional de obtenção da água que é a dessalinização.
Nas regiões semi-áridas a água subterrânea e mesmo os reservatórios superficiais com alto tempo de renovação do seu volume (relação entre o volume e vazão) tende a possuir água salobra (concentrações da ordem que começam em 500 mg/l de sais aumentando até os níveis de sais do mar que são acima de 30.000 mg/l). Neste caso, o dilema é a concentração de sais que sobram do processo. Existem alguns usos integrados como o plantio de forrageiras e o uso em tanques de piscicultura.O maior problema destas regiões é a gestão dos sistemas, já que a baixa educação faz com que investimentos acabam se perdendo com o tempo se não houver uma maior treinamento as pessoas do local.
No caso de cidades costeiras o usa da água do mar é uma alternativa interessante. Neste caso concentrações são altas, mas a disposição do rejeito de sais permite uma gestão mais eficiente, pois o volume do mar é muito grande e dilui o concentrado de sais que sai do processo.
A revista The Economist do último dia 7 de June, no seu Tecnhology Quarterly apresenta uma interessante reportagem sobre a tendência de uso da desalinização no mundo. Apresenta alguns dados como: O número de plantas de desalinização no mundo é de 13.080 com vazão de atendimento total de 643 m3/s, representando 0,5 % da demanda mundial. Considerando uma demanda de cerca de 200 l/s, este valor representa o atendimento de 278 milhões de pessoas.
Atualmente existem dois processos principais: (a) osmose reversa que utiliza alta pressão de bombas para muita para filtrar a água através de uma membrana; (b) destilação em múltiplo-estágio que utiliza câmeras e calor para retirar o sal da água. Quanto maior for a concentração de sais, maior é o uso de energia.
Este tipo de obtenção da água vem sendo utilizado desde a primeira parte do século vinte no oriente médio, onde existe energia disponível de aquecimento disponível para dessalinização.
Com o desenvolvimento de grandes metrópoles na costa e a dificuldade de ampliar a disponibilidade hídrica segura para estas grandes concentrações humanas, a água do mar passou ser uma alternativa a ser analisada, principalmente como segurança a falta de água em períodos críticos climáticos.
O dessalinizador utiliza muita energia, inicialmente cerca de 8 kwh por m3 e atualmente está em 3,7 kwh/m3 (caso de Perth na Austrália, segundo The Economist). A eficiência tem aumentado com o aproveitamento da quantidade de movimento gerada na osmose reversa através de pequenas turbinas que recuperam parte da energia utilizada. O custo caiu para US$ 0,50/m3 e aumentou recentemente para US $ 0,75/m3 com a desvalorização do dólar. Mesmo assim, este custo é competitivo nas condições atuais de produção.
A tendência atual é de aumento do uso de osmose reversa com o aprimoramento tecnológico de membranas e da eficiência da energia utilizada na produção. Esta pode ser uma importante opção no Brasil, considerando a extensa costa e o grande número de metrópoles localizadas próxima da costa e com limites de disponibilidade hídrica devido a escassez de quantidade e qualidade da água (contaminação da quantidade e qualidade da água). No caso das regiões semi-áridas é também uma importante alternativa, mas as dificuldades estão relacionadas com a gestão, já que a demanda é difusa e o uso de equipamentos que necessitam de manutenção em áreas distantes sem apoio técnico e treinamento já se mostrou ineficiente.

A escala nos processos hidrológicos sempre foi pouco compreendida e influencia a avaliação do comportamento hidrológico. Em muitas ciências é possível buscar uma amostra ou uma medida de micro escala e estimar o que ocorre no comportamento de uma escala maior. Por exemplo, quando fazemos uma coleta de uma amostra de água e estimamos a qualidade desta água. Em hidrologia este tipo de amostragem nem sempre leva a uma correta estimativa do comportamento hidrológico das bacias.
O que ocorre numa micro-escala [< 10^(-4) km3] ou na sua transição [10^(-4) a 10 km3] necessariamente não ocorre numa macro-escala (> 10^4 km3) devido ao efeito de escala que ocorrem nos processos hidrológicos.
Da micro escala e sua transição geralmente ocorrem os processos de escoamento de vertente. Nesta escala praticamente não existem dados hidrológicos no Brasil e os processos geralmente estão dentro da percepção da população. A meso escala (10 a 10^3) representa a faixa de bacias onde iniciam os usos da água como abastecimento de água e irrigação. Neste âmbito de dimensão de bacias ainda existe um reduzido número de informações hidrológicas, e quando existem não são confiáveis ou não medem adequadamente a ocorrência dos eventos. A outorga do uso da água para os referidos usos depende muito de dados e da extrapolação do comportamento para bacias deste tamanho.
A grande maioria das informações hidrológicas no Brasil encontra-se na faixa de transição entre meso e macro-escala (10^3 a 10^4) e a própria macro-escala. Esta situação é decorrência do principal uso priorizado no passado que é o aproveitamento hidrelétrico. Estes aproveitamentos se viabilizam a partir destas escalas. O conhecimento atual do comportamento hidrológico geralmente está associado a esta dimensão de bacia.
Silva Jr em 2001 (tese de mestrado que orientei) utilizou dados da bacia representativa do Poritibu, afluente do Ijuí e do Uruguai no Oeste do Rio Grande do Sul. As bacias possuem dados de 1989 a 1999, sendo que no período de 1989 a 1994 as bacias tinham plantio convencional com terraceamento, enquanto que no período subseqüente toda a região alterou o tipo de plantio para direto. Este tipo de plantio altera o escoamento superficial fazendo com praticamente toda a precipitação, gerando preponderantemente escoamento sub-superficial. As bacias possuem as seguintes dimensões: Anfiteatro 0,125 km2, Donato 1,1 km2 e Turcato 19,5 km2. . As duas primeiras, de escala de transição e a última, escala dentro da meso-escala. A vazão média de inundação reduziu para o plantio direto em 31 e 22,5 % respectivamente, mas para a bacia de meso –escala a vazão média de cheia aumentou de 39%.
Este resultado inicialmente surpreendente pode ser explicado pelo seguinte. A precipitação se infiltra na camada superior do solo, parte do volume escoa para o aqüífero e predominantemente escoa pelos caminhos preferenciais dentro do solo (segue a declividade do terreno). Este escoamento ocorre por distâncias limitadas, em função da declividade, saindo no ravinamento ou nos canais naturais de escoamento. Portanto, na vertente ocorre infiltração e este volume que passa a ser escoamento superficial a jusante, recebendo a recarga.
Para as bacias menores o escoamento é predominantemente através do sub-solo, reduzindo o escoamento superficial, no entanto a medida que a bacia aumenta o escoamento sub-superficial já entrou nos canais e passa a ser considerado escoamento superficial mantendo sempre com fluxo maior que o cenário anterior.
Cenários como estes ocorrem na meso-escala que é um integrador dos processos de vertente. No entanto, a percepção humana de observação dos processos ocorre na micro-escala que pode resultar em comportamento diferente. Somente a ampliação da coleta de dados em diferentes escalas pode permitir entender os diferentes efeitos hidrológicos e ambientes (ecohidrologia) que estão fortemente integrados dentro da visão da teoria caótica, onde micro não explica o comportamento macro.

Neste blog já mencionamos em vários artigos, o efeito do aumento da vazão máxima e dos volumes de escoamento superficial devido a impermeabilização das superfícies e a aceleração do escoamento por sarjetas, condutos e canais. Os principais indicadores de drenagem são a área impermeável e o tempo de concentração de uma bacia. O tempo de concentração é o tempo de deslocamento da água, do extremo de montante até a sua saída na bacia. O tempo de concentração se altera em função da parcela urbanizada da bacia.
Quando a cidade já está ocupada, não há muito mais o que se possa se fazer, além de controlar os impactos já existentes, mas numa área em expansão é necessário integrar os indicadores de planejamento urbano com o os de drenagem, para que o planejamento do espaço considere o efeito sobre a drenagem.
Os espaços urbanos são construídos para serem centros de moradia, comércio e indústria. Portanto, as áreas urbanas são classificadas quanto ao seu uso nestes componentes, no entanto, na sua grande maioria as áreas são residenciais. O principal indicador de planejamento urbano é a densidade habitacional de uma área. A relação entre a densidade habitacional e a área impermeável permite estabelecer a desejada relação entre o planejamento urbano e a drenagem. Até porque, o tempo de concentração também pode ser estimado pela área impermeável.
Em 1985, quando estávamos determinando a vazão de projeto para o cenário de 2005 em São Paulo para ampliação da calha do Tietê, analisamos 11 bacias hidrográficas de São Paulo e estimamos uma equação de correlação múltipla relacionando área impermeável e faixas de densidade habitacional destas bacias. Os valores de área impermeável foram indiretamente obtidos por ajuste de um modelo hidrológico aos dados das 11 bacias. Neste mesmo período tínhamos dados medidos de Porto Alegre da bacia do arroio Dilúvio, onde por ortofotos determinamos as áreas impermeáveis, que foi correlacionada com a densidade habitacional. Quando combinamos os dados das duas cidades vimos que havia uma mesma tendência. Na seqüência foi feita uma pesquisa no IPH pelo Nestor Campana utilizando imagens de Curitiba, Porto Alegre e São Paulo. Com estas informações obteve-se uma curva única assíntota para densidade da ordem de 120 hab/hectar, quando começa a verticalização (Campana, N. Tucci, C. 1994 Estimativa de área impermeável de macrobacias urbanas, RBE Caderno de Recursos Hídricos V12 n.2 p19-94.)
Esta equação não pode ser utilizada em qualquer lugar porque pode ter distorções em áreas pequenas ( < 2 km2), pode sofrer influência de relevo acidentado, das características específicas de urbanização. Por exemplo, número de pessoas por unidade habitacional, número médio de unidades habitacionais por edifício, proporção de áreas verdes na região, etc.
Comparando esta relação com outras de cidades americanas (figura 1 abaixo), pode-se observar o seguinte: (a) para a mesma área impermeável existe maior densidade habitacional no Brasil, o que indica que temos a tendência de compactar mais as cidades; (b) as cidades americanas investem na infra-estrutura e depois gradualmente inicia-se a ocupação, já que densidade zero, já existe de 15 a 25 % de áreas impermeáveis, representados pela infra-estrutura das áreas públicas.
A relação entre estes indicadores é importante para permitir a interação entre o planejamento urbano e o planejamento da drenagem urbana dentro da gestão integrada da expansão urbana das cidades. Portanto, o aprimoramento da metodologia que relaciona estes indicadores é necessário para a busca de uma cidade sustentável.

figura relação entre densidade habitacional e área impermeável