Blog do Tucci

Uma dos principais questionamentos existentes sobre a mudança climática, devido ao acréscimo do efeito estufa pela emissão de gases, tem sido porque estas previsões se baseiam em estimativas de modelos matemáticos, que não conseguem fazer previsões confiáveis para os cenários atuais.
O clima das últimas décadas tem registrado um aumento da temperatura, parece que sobre este fato não existe muita controvérsia. O questionamento ocorre se este aumento é devido as condições naturais do globo ou devido ao aumento de gases antrópicos. O antigo relatório do IPCC de 2001 já abordava isto, mostrando com uso de modelos, que este processo é a combinação de efeitos naturais e antrópicos.
Persistem questionamentos sobre os modelos, com observações do tipo: Estes modelos não conseguem prever a chuva de forma adequada e mesmo de curto prazo, como poderiam prever de longo prazo. A resposta (veja entrevista com prof. Pedro Dias neste blog) é de que os modelos podem captar condições médias para retratar cenários futuros, sem necessidade de precisão específica.
De outro lado, os modelos utilizam atualmente para previsão o chamado “essemble de modelos”, ou seja, simula com vários modelos com estruturas diferentes e adota um valor esperado dos mesmos como uma medida da incerteza. No entanto, esta estimativa da incerteza é tendenciosa, pois mede uma incerteza relativa entre modelos e não mede a incerteza real (com base em dados observados). Para medir a incerteza real o modelo deveria ser ajustado a “dados observados”, pelo menos do período onde se conhecem estes dados.
Existem outros questionamentos como: (a) As alterações ecohidrológicas dos ambientes num sistema não-linear (como o da atmosfera-solo) podem levar o clima para outra direção; (b) A incapacidade dos modelos de representar determinados processos climáticos conhecidos em diferentes partes do globo ou de processos locais da precipitação.
A evolução científica e tecnológica tem sido muito grande nesta área, onde os computadores ficam mais rápidos e os modelos mais precisos, além de representação de processos integrados. Portanto, o conhecimento está aumentando de forma acelerada, com o investimento que está ocorrendo neste assunto. Não se poder esperar de ter respostas imediatas de problemas tão complexos.
A favor do uso dos modelos climáticos, tenho o retrospecto de um estudo que participei em 1991 financiado pela USEPA (Environment Protection Agency dos Estados Unidos) com duas universidades americanas sobre Previsão e mitigação climática de grandes bacias do mundo, uma das quais a bacia do rio Prata. Para representar a bacia do rio da Prata escolhemos a bacia do rio Uruguai. O estudo foi publicado na revista da ABRH da época e sintetizado num relatório que fiz para a ANA em 2002, que está neste site para download, (Variabilidade climática e uso do solo na bacia do rio Paraná). Recebemos as chuvas sazonais da bacia de três modelos GISS (da NASA), GFDL (NOAA) e UKMO (serviço meteorológico inglês). O melhor ajuste aos dados de chuva e temperatura foi com o modelo do GISS. Prevendo o cenário atual (década de 80) e futuro (dobrando o CO2 da época) para as vazões específicas no Alto Uruguai, obteve-se os resultados da figura abaixo. O interessante deste resultado é que mostra que ocorre uma mudança de sazonalidade. Anteriormente o período chuvoso era único no inverno e depois no cenário futuro ocorrem dois períodos chuvosos no verão e no inverno. De certa forma, isto sido observado nos últimos anos na região (faltaria comprovar com dados dos últimos anos, por sinal uma idéia para uma publicação). Isto pode ser devido às características tropicais que aumentaram com a temperatura e não existia na área. Portanto, em retrospecto, depois de 18 anos da previsão talvez os modelos possam mostrar uma capacidade de prognóstico, como advogam os usuários destes modelos. Este é um assunto que poderia ser refinado para uma melhor conclusão.

Variação das condições de precipitação (prevista pelo modelo GISS em 1991) e as vazões específicas no Alto Uruguai (fonte: “Analysis of Potentital Climate Change in the Uruguay River Basin, por Carlos Tucci e Augusto Damiani, 1991 Instituto de Pesquisas Hidráulicas da UFRGS).

Frequentemente o noticiário mostra uma inundação em alguma parte do Brasil e do mundo. Os parâmetros de destaque são: a precipitação, o número de morte e afetados e os prejuízos econômicos. No caso de terremotos o impacto tem sido sintetizado num indicador que é a escala Richter, mas em inundação isto não existe.
A precipitação é informada em milímetros, que para a maioria das pessoas não tem muito significado. Como grande parte das pessoas não entende do assunto (o que é normal), os números flutuam e desinformam. O escoamento que provoca a inundação depende de vários fatores, um deles é a precipitação. O efeito da precipitação depende da magnitude e da duração. Isoladamente estas informações não tem significado. O segundo fator é a bacia hidrográfica e sua cobertura. Uma chuva sobre uma bacia pequena (urbana) tem risco maior com durações pequenas e mais ainda quando está impermeabilizada. Veja o exemplo dos últimos dias em Belo Horizonte e São Paulo com mortes e danos importantes. As chuvas foram importantes devido à duração de poucas horas e principalmente devido à impermeabilização do solo e canalização que amplifica a cheia em cerca de 7 vezes ( > 60% de área impermeável). Para uma bacia não-urbanizada estes valores não seriam tão excepcionais como foram e nem tão rápidos. Estas cidades em vários de seus locais não resistem chuvas de 30 mm em 1hora, que tem um risco inferior a 5 anos. Os resultados são que em todos os períodos chuvosos continuarão a existir estes problemas.
No entanto existem chuvas excepcionais como a que ocorreu na bacia do arroio Fragata entre Capão do Leão e Pelotas, no Rio Grande do Sul em 28 de janeiro de 2009. De acordo com o Laboratório de Agrometeorologia da Embrapa Clima Temperado, que medem as precipitações em alguns locais da região, no período das 17:00 às 20:00 horas do dia 28/jan a chuva foi de 329 mm. O valor total de 24 horas ficou próximo de 600 mm. A chuva anual nesta região é da ordem de 1300 mm. Portanto choveu em 1 dia quase a metade do que se espera, em média, num ano inteiro. Para esta magnitude de chuva numa cidade, o resultado seria um grande desastre de proporções incalculáveis. No caso específico ocorreu a queda de uma ponte na BR116, a interrupção da mesma rodovia em outras pontes, e ocorreu o descarrilamento de um trem, em função do rompimento de um trecho do aterro sob a ferrovia, junto ao Arroio Fragata. Além disso, morreram 12 pessoas, e foram atingidas cerca de 3.000 pessoas (fotos abaixo).
Em nível mundial existem dados publicados mostrando os maiores registros de chuva para cada duração (Hidrologia: Ciência e Aplicação de Carlos Tucci, pg 238). A maior chuva registrada em 42 minutos registrada é de 304,8 mm em Holt, Mississipi; 4 horas e meia 782,32 mm em Rockport, W. Virginia, para 12 h 1340 mm em Beulove na Ilha de Reunião, em 24 horas, 1870 mm também na Ilha de Reunião e de 11 meses (quase um ano) na India com quase 23 mil mm (grande parte do Brasil a chuva média anual é da ordem de 1500 mm, na Amazônia 2200 a 2400 mm). Portanto, a chuva do arroio Fragata perto de Pelotas é excepcional e chega e é cerca de 50% da maior registrada a nível mundial, para a duração de 3 horas.
Esta excepcionalidade combinada com as condições da bacia hidrográfica pode levar ao que se chama “da inundação perfeita”, ou seja, combinações desfavoráveis que levam ao risco máximo. Seriam de dois tipos:
(a) situação natural, onde a chuva de grande magnitude com uma duração maior ou igual ao tempo de deslocamento da bacia da água na bacia, maximiza o impacto. Combinando ainda com grande população na área de risco, o prezuízo é significativo. A perda média anual por prejuízos de enchentes nos Estados Unidos é da ordem de US$ 12 bilhões (menos de 0,1% do PIB). No caso do Katrina foi de 120 bilhões (ainda abaixo de 1%). Outros países na África como Moçambique estes prejuízos podem chegar a 30% do PIB.
(b) artifical ou induzido: em áreas urbanas com grande concentração urbana e áreas impermeáveis e condutos, a cheia é amplificada pelo uso solo. Uma chuva de pequena duração (tempo de deslocamento rápido dentro da cidade nas pequenas bacias urbanas), leva a grandes prejuízos e freqüentes. Por exemplo, estima-se que o potencial prejuízo em Tokio por enchentes combinado com Tsunami chegue a mais de 1 trilhão de dólares.

fotos tiradas por Walter Collischonn

Estou trabalhando num documento para o Banco Mundial de avaliação de águas urbanas. Analisando os indicadores de Saneamento a nível internacional, verifiquei que os mesmos estão desatualizados para a realidade moderna de um desenvolvimento integrado e sustentável.

Os indicadores das Nações Unidas podem ser obtido para qualquer país do mundo no site: http://www.worldbank.org/water ou em outras fontes das Nações Unidas como World Water Assessment www.unesco.org/water/wwap. Os indicadores consideram como “disposição de despejo” (waste disposal) quando o esgoto é coletado por uma rede ou disposto no solo. Desta forma a América Latina tem 84% de cobertura!!!. Qual o significado deste dado?

No Brasil as estatísticas mostram que o esgoto é coletado por rede ou disposto no solo é de 77 % (a nível urbano). Este esgoto é coletado por qualquer rede (54,27%), geralmente a rede é de pluviais (que não foi construída para isto) e parte por fossas (22,95% ). Do total coletado 28,2 % é tratado. Portanto o total da água retirada dos rios, utilizado pela população e depois tratado é de (%)

= 0,77 x 0,282*100 = 21,7%

No entanto, esta proporção ainda não retrata de forma adequada a realidade, pois do total coletado, o tratamento não retira todas as impurezas gerada pelo uso humano. Grande parte das estações de tratamento são ineficientes e mesmo as mais eficientes, com tratamento secundário, tratam no máximo 85% da carga de Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) e muito pouco de fósforo e nitrogênio. Considerando que o tratamento do total tenha uma eficiência de 70% (estou sendo bastante otimista), resulta num tratamento efetivo de

= 0,217 x 0,7 x100 = 15,2%

Portanto da água que retiramos dos rios para nosso uso e que devolvemos na forma de carga de esgoto, apenas de 15% é efetivamente tratada antes de retornar para os rios.

Retornando a questão fundamental colocada no início do artigo sobre a ineficiência dos indicadores, o Brasil aparece nos dados das Nações Unidas com uma cobertura com os 77% e a Argentina com 91%. No entanto, nos conhecemos como estão poluídos nossos rios, o que não se retratam nestas estatísticas. No entanto, são elas utilizadas para apoiar a decisão sobre os investimentos.

Estas estatísticas são desatualizadas porque se baseiam no Saneamento da fase higienista, em que a base da solução dos problemas era retirar o esgoto de perto das pessoas para evitar doenças e epidemias. Isto ocorreu principalmente na primeira parte do século vinte quando os centros urbanos eram pequenos. Já se passaram pelo menos 50 anos!! Como as cidades cresceram e o saneamento nos países em desenvolvimento tem sido realizado dentro dos princípios higienistas. O esgoto foi sendo transportado para jusante sem tratamento, contaminando os mananciais de abastecimento de água e produzindo a proliferação de doenças de veiculação hídrica. Como todos nós estamos a jusante de alguém!!, continuamos na proximidade do esgoto e estes dados não refletem a realidade. A filosofia “local” do Saneamento é completamente inadequada. Soma-se a este problema a contaminação do meio ambiente urbano, que está totalmente deteriorado. Portanto, segundo os números acima estamos recebendo 85% de subsídio ambiental, já que continuamos a depositar nossos esgotos na natureza. Será que não podemos ser processados por isto? Afinal estamos produzindo impactos em outras pessoas e na natureza. Acontece que na maioria das vezes pagamos por este serviço, mesmo quando não é realizado! Bom este é assunto para a próxima semana.

A professora Monica é Engenheira Civil (EPUSP) e possui Doutorado em Engenharia Hidráulica (EPUSP). É professora Titular do Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da USP, Diretora-Presidente da Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica e Ex-Presidente da Associação Brasileira de Recursos Hídricos. Tem uma grande atuação internacional com entidades como GWP Global Water Partnersship e Banco Mundial. Atua em ensino, pesquisa e consultoria nas áreas de gestão de recursos hídricos e qualidade da água em rios e reservatórios.

Tucci: Depois de 13 anos da legislação de recursos hídricos no Brasil, fez alguma diferença para a sociedade e meio ambiente?
Monica: Sim, muita diferença. O país hoje dispõe de um arranjo institucional e de instrumentos de gestão que têm se mostrado extremamente valiosos para garantir água para as populações e para o setor produtivo. Evoluiu na efetiva implantação do uso múltiplo das águas. Construiu instituições relevantes como a Agência Nacional de Águas, por exemplo, e avançou muito na aplicação de instrumentos de gestão, como a outorga de direito de uso de recursos hídricos. Como isso se reverte para a sociedade? A outorga, por exemplo, é a garantia assegurada do direito de uso, algo essencial para a sustentabilidade tanto do abastecimento como do setor produtivo. Nestes últimos anos o país começou a reformar completamente o setor e a importância desse recurso natural para o país está simbolizada na criação da ANA. Hoje temos uma agência integralmente dedicada ao disciplinamento do uso da água no Brasil, à promoção do uso racional, à construção de um completo sistema de informação em recursos hídricos. Temos, por exemplo, impactos diretos desses benefícios nos diversos programas que avançaram no país nos últimos anos, como as negociações em torno de outorgas importantes, as quais levaram os usuários a serem mais eficientes no uso da água, como o acesso público à informação, e muitos outros benefícios que agora começamos a perceber. É muito importante que todos nós do setor de recursos hídricos não percamos de vista que a gestão da água é um problema complexo, que estamos no processo de construção do sistema, e é normal que os resultados demorem em aparecer. Pela nossa falta de persistência, o risco de retrocesso pode ser expressivo, pois a tendência de retorno a um sistema centralizado, que pareça mais fácil, é tentadora. Concordo que seja difícil para o público leigo, e até para colegas do setor técnico, mas um pouco distantes da área, seja difícil perceber o avanço. Afinal, os rios continuam sujos, continua o desperdício em muitos setores, as áreas mais secas do Nordeste ainda são um fardo para a sofrida população local. Mas devemos persistir. Não podemos desistir. Os benefícios ainda se mostram maiores do que os custos.

Tucci: Como você considera que a Universidade Brasileira tem aproveitado os recursos de pesquisa disponíveis do CTHIDRO desde 2001?

Monica: O CT-HIDRO foi um dos maiores avanços que o setor de recursos hídricos alcançou nos últimos anos. A quantidade de dinheiro para ser investida no setor é de fazer inveja para muitos outros setores de pesquisa. Dá para fazer muito e avançar muito. Tenho visto projetos muito bons que foram financiados pelo CT-HIDRO. Foi também importante viabilizar um aumento no número de bolsas de estudo para programas de pós-graduação. No entanto, acho que poderíamos ter feito mais. A estratégia de investimento, as áreas a serem desenvolvidas e um plano de investimento de mais longo prazo não estão claros para a comunidade científica. Os investimentos têm sido feitos de forma mais pulverizada do que eu gostaria de ver. É melhor investir em menos linhas de projeto, menos instituições, mas de forma mais incisiva. É mais produtivo e se, devidamente esclarecido, o custo político deste tipo de decisão não é tão grande assim. É preciso também, com urgência, cobrar resultados mais efetivos dos nossos colegas da academia e, mais ainda, maior qualidade dos projetos financiados pelo CT-HIDRO. É essencial também que a burocracia que envolve todo o processo seja racionalizada, pois hoje ela drena parte significativa do esforço dos pesquisadores e até dos recursos financeiros. Outra dificuldade é que nem sempre o financiamento apóia a necessidade da instituição contemplada com o projeto. É preciso ouvir e respeitar o pesquisador. Se ele diz que precisa de pessoal para conduzir a pesquisa, não adianta cortar suas verbas para pagamento de pessoal e dar a ele verbas para equipamentos. Equipamentos funcionam com gente. Em outras instituições o problema é infra-estrutura. Enfim, acho que aqui a palavra de ordem é ouvir as necessidades das instituições e do pesquisador.

Tucci: As fundações universitárias têm sido questionadas nestes últimos meses. Este é ainda um mecanismo de dinamizar a pesquisa e desenvolvimento das universidades públicas?

Monica: Não tenho dúvida que as fundações universitárias são hoje parte essencial do nosso sistema de pesquisa, principalmente nas áreas de pesquisa aplicada. Elas têm sido responsáveis pela importante entrada de recursos privados nas áreas de pesquisa. Há alguns anos atrás, o setor privado no Brasil investia pouco em pesquisa e via nas universidades algo muito distante da sua realidade prática. O país e as instituições evoluíram muito. As universidades se abriram e o setor produtivo passou a perceber os benefícios de se aproximar da pesquisa com o fim de alcançar evolução tecnológica e aumento de produtividade. Sem as fundações de direito privado ligadas às universidades seria muito difícil canalizar os investimentos para tais fins. A possibilidade de compra de equipamentos, pagamento de equipes técnicas que apóiam as pesquisas, garantia das despesas de custeio das pesquisas, entre outras, são uma realidade e dão sustentabilidade a uma importante parte das pesquisas. Formamos alunos nesses projetos e beneficiamos a sociedade com inovação tecnológica. Há mau uso? Provavelmente em alguns poucos casos. O problema é que, infelizmente, só vemos na imprensa os maus exemplos, o que dá errado, o que é problemático. Todas as boas notícias, os avanços, os projetos de inovação, o pessoal bem formado, não é manchete de jornal. E pior, por conta disso, a burocracia em cima das fundações hoje é tão massiva, que aumenta enormemente o custo indireto das suas administrações, engolindo recursos que poderiam ser aplicados em desenvolvimento se o país investisse menos no controle do processo do que na qualidade do resultado.

Tucci: Quais os principais desafios na pesquisa de recursos hídricos para as próximas décadas? Quais as áreas de pesquisa que você recomendaria?

Monica: Temos ainda muito a desenvolver para implantar efetivamente o “bom” uso da água, considerado de forma muito ampla. Há áreas em que o país precisa de muita evolução, são necessários estudos e ampliação do conhecimento dos nossos sistemas. Começando pela minha área, temos muito a evoluir no conhecimento da qualidade da água dos nossos sistemas, melhores técnicas de monitoramento, melhores sistemas de gestão da qualidade da água, conhecimento da produção e controle de cargas difusas, entre outros. Estamos pouco preparados para situações críticas de escassez e enchentes. Planos de contingência envolvem, por exemplo, definição de estados hidrológicos de atenção, alerta e emergência, definição de ações a serem tomadas, arranjos institucionais para tais medidas de controle, entre outros. Precisamos evoluir na efetiva implantação dos instrumentos de gestão com melhores sistemas de outorga, melhorar a cobrança, evoluir muito nos sistemas de informação. Uso racional, integração entre usos da água e o comportamento dos ecossistemas, são outros temas. A lista é grande!

Tucci: Se você fosse convidada a orientar o que fazer para o futuro em recursos hídricos no Brasil para os próximos cinco anos, quais seriam suas recomendações?

Monica: Aterrissar a nave. Precisamos demonstrar através de bons exemplos concretos as vantagens da gestão adequada das águas. As questões de gestão ainda circulam mais nos meios técnico e acadêmico e menos junto aos setores produtivos e à população em geral. Do lado da gestão, algumas áreas são prioritárias, como a aplicação concreta dos instrumentos de gestão e os sistemas de informação. Do lado estrutural, o país precisa evoluir nos sistemas de gestão da demanda e na promoção do uso racional, como forma de reduzir o risco nas áreas super-exploradas. Mas talvez o aspecto mais importante seja trabalhar na interface de recursos hídricos e meio ambiente e na interface de recursos hídricos e saneamento para apressar, o máximo possível a recuperação dos corpos hídricos degradados. Para o setor de recursos hídricos, a recuperação da qualidade dos corpos hídricos representa, de fato, um aumento da disponibilidade hídrica. Este é um tema que tem mais aspectos de gestão do que inicialmente parece. É preciso ter estratégia para atacar o problema. Quais são as áreas prioritárias? Como fazer o investimento? Certamente não temos recursos disponíveis para investir a totalidade dos quase R$ 100 bilhões que são necessários para uniformizar a coleta e o tratamento. Esta estratégia pode e deve ser construída pelo setor de recursos hídricos. É o setor mais afetado pela poluição e mais beneficiado pela recuperação.

Neste mês de março o programa de pós-graduação em Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental do IPH da Universidade Federal do Rio Grande do Sul comemora 40 anos. O IPH comemora em agosto 56 anos.

Os objetivos iniciais do IPH foram de prestação de serviço à comunidade, principalmente na área de hidráulica marítima e fluvial. Na década de 60, quando a reforma da estrutura da Universidade criou dois departamentos dentro do IPH, e neles foram colocados todos os professores que ensinavam e pesquisavam sobre a água na universidade. Esta característica fez do IPH uma instituição interdisciplinar no final da década de 60. O IPH passou a ensinar em disciplinas isoladas nas formações de engenharia civil, elétrica, minas, agronomia, geologia e arquitetura. Da mesma forma, os professores da instituição passaram a possuir formações diversificadas.
O pós-graduação começou com um projeto da UNESCO em março de 1969 que visava inicialmente criar um programa de mestrado e depois de doutorado (em 1989) para atender a América Latina. O projeto com o apoio da UNESCO foi até 1981, quando o governo brasileiro decidiu que não havia necessidade mais deste projeto, pois a instituição tinha sua própria qualificação. Interessante observar que a primeira estrutura do mestrado foi elaborada pelo professor Ven Te Chow de Illinois, que posteriormente foi sendo atualizada até a atual estrutura. Ao longo do tempo o programa manteve uma média de 20% de alunos da América Latina.
Juntamente com o programa de pós-graduação, o curso técnico em Recursos Hídricos, um dos poucos cursos deste tipo no continente, também comemora 40 anos, pois também foi criado dentro do projeto da UNESCO.

Este destaque se deve a importância do IPH na minha vida (fiz o mestrado e atuo como professor por 37 anos), de muitos alunos e professores e da sua representatividade técnica e científica do país. É importante destacar eventos desta natureza num país com tão pouca história de instituições que se consolidaram no tempo. Para quem desejar mais informações sobre os dois cursos entre no site www.iph.ufrgs.br.

WATER WEEK - Tackling Global Water Challenges

No período de 12 a 19 de fevereiro tive a oportunidade de participar do LAC Water Beam Retreat do Banco Mundial, próximo de Washington (12-13) e da Water Week (17-19) do mesmo banco em Washington. Fiz duas apresentações, uma sobre inundação urbana e outra sobre Gestão Integrada de Águas Urbanas em Jacarta, Indonésia.

Foram apresentados vários artigos interessantes. Para os interessados, o material das apresentações pode ser obtido em

http://web.worldbank.org/WBSITE/EXTERNAL/TOPICS/EXTWAT/0,,contentMDK:
21966422~menuPK:5207704~pagePK:148956~piPK:216618~theSitePK:4602123,00.html

O catálogo das publicações do Banco Mundial na área de Recursos Hídricos pode ser encontrado em:

http://siteresources.worldbank.org/INTWAT/Resources/waterpubcat_feb2009rev.pdf

e as publicações copiadas em

http://www.worldbank.org/water