Revista Brasileña de Recursos Hídricos

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    EDITORES EXECUTIVOS DESTA EDIO

    Carlos E. M. Tucci, IPH, UFRGSWalter Collischonn, IPH, UFRGS

    EDITORES ASSOCIADOS

    Alejandro Borche CasalasAlexandre BelucoAlfonso RissoAna Luiza de Oliveira BorgesAndr Luiz Lopes da SilveiraAntnio Domingues BenettiAntnio Eduardo Leo LannaCarlos Andr Bulhes Mendes

    Carmen Maria Barros de CastroDavid Manuel L. da Motta MarquesEdith Beatriz Camao SchettiniFernando S. Cruz MeirellesFrancisco C. Bragana de SouzaFrancisco Ricardo BidoneFranz Rainer SemmelmannGino Roberto GehlingGustavo Henrique MertenJoel Avruch Goldenfum

    Jos Antnio Saldanha LouzadaJos Juan DmicoJulio Emiro Sanchez OrdoezLawson F. Souza BeltrameLuiz Augusto Magalhes EndresLuiz Emlio S Brito de AlmeidaLuiz Fernando de Abreu CybisLuiz Olinto Monteggia

    Marcelo Giulian MarquesMarcos Imrio LeoMrio Luiz Dam WregeNara Maria Luzzi RosauroNelson Oswaldo Luna CaicedoNilza Maria dos Reis CastroOlavo Correa PedrolloPaulo Kroeff de SouzaRogrio Dornelles MaestriSrgio Joo de Luca

    ENDEREO PARA CORRESPONDNCIAAv. Bento Gonalves, 9500 - CEP 90.650-001Porto Alegre - RS Brasil

    ReRH: Revista Eletrnica de Recursos Hdricos / Instituto de Pesquisas Hidrulicas UFRGS Vol. 1 n. 1 (2004)Porto Alegre/RS: IPH, 2004

    Semestral

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    ReRH uma revista do Programa de Ps-Graduao do Instituto de Pesquisas Hidrulicas daUniversidade Federal do Rio Grande do Sul, que publica artigos sobre pesquisas e desenvolvimentotecnolgico em Recursos Hdricos e Meio Ambiente, de interesse da sociedade.

    O principal objetivo da revista aumentar o conhecimento na rea dos Recursos Hdricos,permitindo que jovens pesquisadores, profissionais qualificados e cientistas em geral, a utilizem comoveculo para divulgao dos seus resultados relevantes. A caracterstica de uma revista eletrnica quepermite agilidade na divulgao de pesquisas recentes, sendo de fcil acesso e atingindo rapidamenteos leitores.

    Inicialmente a revista ter periodicidade semestral. Em cada nmero da revista existiro doiseditores executivos, selecionados dentro do grupo de editores associados acima citados, que sero res-ponsveis pela seleo e reviso dos artigos publicados, no devendo ter artigos de sua autoria publi-

    cados na edio.Esta revista tambm conta com a parceria da ABRH Associao Brasileira de Recursos H-dricos para divulg-la entre seus associados no seu site, da mesma forma que outras instituies po-dero associar-se revista.

    Este o primeiro nmero da revista e conta com artigos selecionados dentro das atividadesdas disciplinas deHidrologia IIe Simulao Hidrolgica. Os artigos passaram por vrias etapas de anli-se pelos professores que editaram este nmero, envolvendo seleo dos melhores artigos, reviso e a-primoramento.

    Porto Alegre, 14 de janeiro de 2005.

    Edith Beatriz Camao Schettini

    Coordenadora do Programa de Ps-Graduao

    Diretor do IPH:Luiz Fernando de Abreu Cybis

    Vice-diretor:Luiz Emlio S Brito de AlmeidaCoordenador do curso de ps-graduao:Edith Beatriz Camao Schettini

    Comisso de ps-graduao:Andr Luiz Lopes da Silveira, Edith Beatriz Camao Schettini, Nara

    Maria Luzzi Rosauro, Olavo Correa Pedrollo, Srgio Joo de Luca

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    Vol. 1 N 1 Jul./Dez. 2004

    SUMRIO

    Regionalizao da Vazo Mxima Instantnea com base na Precipitao de ProjetoCarlos Ruberto Fragoso Jnior

    5

    Desenvolvimento de um Modelo Computacional de Previso de Vazo em Tempo RealCarlos Ruberto Fragoso Jnior

    14

    Identificao e Caracterizao das Fontes de Poluio em Sistemas HdricosRgis S. Pereira

    20

    Modelos de Qualidade de guaRgis S. Pereira

    37

    Avaliao de alguns parmetros hidrossedimentomtricos numa bacia do Rio Grandedo SulJean P. G. Minella

    49

    Regionalizao da Curva de Regularizao: Determinao das Perdas por EvaporaoDiogo Costa Buarque

    55

    Avaliao do Mtodo de Muskingum Cunge no Linear com Conservao de Volume

    para Propagao de Cheias em RiosNicols Failache Gallo

    63

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    Regionalizao da Vazo Mxima Instantnea com base na Precipitao de Projeto

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    de umidade da bacia. Os parmetros pertinentes s carac-tersticas fsicas da bacia e relacionados com a infiltraoe o tempo do escoamento, podem ser estimados com baseno conhecimento das caractersticas da mesma.

    O coeficiente CMpode ser relacionado com os pa-rmetros mencionados, atravs da seguinte expresso:

    jiM ,fC = (4)onde i so os m parmetros relacionados com a preci-pitao e

    j so os p parmetros relacionados com as ca-

    ractersticas da bacia.Parmetros da precipitao

    As precipitaes que geram o hidrograma na baciainiciam no tempo tOdentro do perodo de 24 horas entres 17 horas do primeiro dia at s 17 horas do segundodia.

    A precipitao P (mm) com durao t obtida por:

    ( )db

    ct60

    tTra

    60

    tIP +

    =

    = (5)

    A distribuio temporal da precipitao pode ser ob-

    tida pelo mtodo de Chicago (Keifer e Chu, 1957) onde considerado um hietograma com pico localizado segundoum fator da durao total da precipitao. O tempoanterior ao pico tb= t, enquanto que o tempo poste-rior ao pico ta= (1 )t.Considerando a origem na po-sio do pico, pode-se escrever a precipitao acumuladaantes e depois do pico, respectivamente, da seguinte ma-neira (Tucci, 1993):

    ( )( )[ ]( )( )d1b

    c60cd1TraP ++ += (6)

    ( ) ( )[ ]( )[ ]( )d1

    b

    c160

    c1d1TraP

    ++

    += (7)

    onde um determinado instante de tempo com ori-gem adotada no pico do hietograma. A equao (6) temsua origem no pico e varia no sentido do incio da preci-pitao. A equao (7) tem sua origem no pico e varia nosentido do fim da precipitao.

    Assim como a distribuio temporal a distribuioespacial um importante elemento que deve ser levadoem considerao. A distribuio espacial de chuvas m-

    ximas no apresenta necessariamente um padro unifor-me ao longo de toda a bacia. Dependendo das caracters-ticas climticas e topogrficas da regio, valores pontuaisde intensidade mdias mximas so representativos parareas 2,5 a 50 km2(Tucci, 1993). Mesmo que o compor-tamento pluviomtrico na regio seja homogneo, parareas maiores deve ser levado em conta o fato da precipi-

    tao mdia mxima ser menor que a pontual. O valorpontual obtido por um ou mais postos reduzido de a-cordo com a durao e a rea de abrangncia. Contudo,na presente pesquisa, adotou-se uma distribuio espacialuniforme retratando uma situao extrema de projeto, a-lm de simplificar o processo de clculo.

    Logo os parmetros da precipitao, aqui identifica-dos, podem ser listados como: tO, tempo que inicia a chuva; a, b, c e d, parmetros que caracterizam as curvas

    IDF de um determinado local; Tr, tempo de retorno; , fator relacionado ao posicionamento do pico da

    chuva; t, durao total da precipitao.

    Parmetros da bacia

    Os processos desenvolvidos na bacia hidrogrficapodem ser representados por um modelo hidrolgico,

    tendo seus parmetros identificados na estrutura do mo-delo. Para esta anlise foi utilizado o modelo SCS (SCS,1975). Existem dois mdulos bsicos na estrutura destemodelo, so eles: separao do escoamento e; propagao do escoamento.

    A separao do escoamento obtida atravs das e-quaes seguintes, respeitando suas respectivas condies:

    ( )IaSP

    IaPPe

    2

    +

    = para IaP> (8)

    0Pe= para IaP (9)

    onde Ia representa as perdas iniciais, em mm; S a capa-cidade de armazenamento, em mm; Pe a precipitao e-fetiva acumulada, em mm. O armazenamento pode serobtido com base na seguinte equao:

    254CN

    25400S = (10)

    onde CN um parmetro que varia numa escala de 1 a100, que retrata as condies de cobertura e solo. As per-das iniciais para condies mdias de umidadeso Ia = 0,2S.

    A propagao obtida com base no hidrograma u-nitrio triangular, definido pelo tempo de pico tpe tC, o

    tempo de concentrao. A vazo de pico do hidrogramaunitrio obtida por:

    pt2t

    A08,2Qp

    +

    = (11)

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    Os coeficientes das equaes para cada cidade, assimcomo o coeficiente de determinao e a estatstica F, soapresentados na Tabela 3.

    De acordo com a Tabela 3, nota-se que o coeficienteB, diretamente relacionado com a varivel tC, aquele quemais explica a regresso. Este resultado era esperado, uma

    vez que com o tempo de concentrao inversamenteproporcional ao coeficiente CM, ou seja, com o aumentodo tempo de concentrao a vazo mxima instantneatende a se aproximar da vazo mdia mxima diria, re-duzindo assim o coeficiente CM. possvel observar, tam-bm, que o coeficiente C, pertinente a varivel PTr, apre-sentou valores prximos de 0, indicando que esta varivelno tem muito peso na regresso. Este fato pode ser ex-plicado na medida que esta varivel est relacionada com

    varivel de maior peso (tC), a qual foi adotada igual du-rao da precipitao intensa de projeto.

    Com relao s estatsticas, pode-se declarar o se-guinte: O coeficiente de determinao apresentou valores

    razoveis em sua maioria, variando entre 0,93 a 0,94.Com relao a esta estatstica possvel destacar du-as cidades: (a) Lins (SP), apresentando o menor valor(R2= 0,916); (b) So Lus (MA), apresentando o mai-or valor (R2= 0,941);

    Com relao ao teste de Fisher, pode-se afirmar quetodas as regresses foram significativas, uma vez quetodos os valores observados de F superaram o F cr-tico tabelado, de acordo com HALD (1960), consi-derando 3 variveis independentes e 316 graus de li-berdade, para um nvel de significncia de 5%.

    REGIONALIZAO DO COEFICIENTE CM

    No intuito de regionalizar o coeficiente CM, ou seja,tentar estabelecer uma equao geral para o Brasilrelacionado o referido coeficiente com algumas variveis(tC, PTre CN), agrupou-se todas as respostas emitidas pelomodelo hidrolgico, referente s 24 cidades brasileirasanalisadas, e estabeleceu uma nica regressorelacionando estas variveis.

    Para cada cidade foram gerados 320 valores do coe-ficiente CM. Portanto, foi utilizado um conjunto de 7680

    valores na regresso. Isto significa que o mtodo chuva-vazo do SCS foi utilizado 7.680.000 vezes.

    O modelo matemtico proposto na regionalizaotem a mesma forma apresentada na equao 14.

    No intuito de caracterizar uma melhor soluo paraa regionalizao, relacionou-se a varivel dependente comtodas as combinaes possveis das trs variveis indepen-dentes envolvidas. Este processo utiliza o mtodo For-ward, que consiste em considerar inicialmente que a re-gresso linear simples ser suficiente para explicar toda a

    variabilidade do coeficiente CM. Isto ser testado para ca-da uma das variveis independentes separadamente. A se-

    guir se testa o ganho obtido com a incluso de mais umavarivel independente, de forma a se obter a melhor solu-o.

    Em resumo sero testados inicialmente trs modelos,so eles: (a)

    CM tC ; (b) TrM PC e; (c) CNC M .

    Nesta etapa, seleciona-se a varivel que melhor expli-

    ca a variabilidade de coeficiente CM, ou seja, aquela queapresenta maior significncia. Caso nenhuma das vari-veis independentes d valor significativo na regresso,conclui-se que existem evidncias estatsticas que: ou as

    variveis independentes no se relacionam com a variveldependente ou o modelo de regresso testado no vli-do.

    A seguir sero testadas a incluso de uma nova vari-vel em um modelo com uma varivel independente. Oteste, neste momento, saber se o ganho obtido com aincluso da nova varivel independente significativo. Osmodelos a serem testados so: (a)

    TrCM PtC ; (b)

    ( )CNtC CM ; (c) ( ) CTrM tPC ; (d) ( )CNPC TrM ; (e)

    ( ) CM tCNC e; (f) ( ) TrM PCNC .

    Tabela 3. Parmetros da regresso em conjunto com o coefi-ciente de determinao e a estatstica F.

    Cidade A B C D R F

    Aracaj (SE) 809,093 -0,729 -0,040 -0,119 0,937 1579

    Avar (SP) 672,763 -0,761 -0,014 -0,045 0,938 1600

    Belm (PA) 735,600 -0,742 -0,025 -0,089 0,938 1602Belo Hori-zonte (MG)

    753,531 -0,744 -0,022 -0,095 0,936 1531

    Cruz Alta(RS)

    712,127 -0,755 -0,020 -0,062 0,938 1591

    Cuiab(MT)

    736,066 -0,750 -0,028 -0,070 0,937 1561

    Curitiba(PR) 706,831 -0,753 -0,020 -0,064 0,937 1565

    Florianpo-lis (SC)

    764,994 -0,737 -0,042 -0,084 0,940 1649

    Fortaleza(CE)

    712,046 -0,750 -0,020 -0,072 0,938 1585

    Goinia(GO)

    755,897 -0,743 -0,028 -0,091 0,938 1589

    Joo Pessoa(PB)

    791,513 -0,728 -0,044 -0,110 0,937 1570

    Lins (SP) 477,838 -0,740 0,018 -0,042 0,916 1143Macei (AL) 776,321 -0,728 -0,045 -0,105 0,938 1607Manaus(AM) 716,864 -0,743 -0,033 -0,071 0,938 1592

    Natal (RN) 780,264 -0,734 -0,039 -0,103 0,937 1571

    Niteri (RJ) 731,494 -0,747 -0,025 -0,078 0,937 1560Olinda (PE) 713,720 -0,738 -0,030 -0,082 0,939 1628Porto Alegre(RS)

    788,563 -0,744 -0,032 -0,095 0,936 1547

    Porto Velho(RO)

    724,911 -0,741 -0,032 -0,080 0,938 1588

    Rio Branco 717,006 -0,747 -0,026 -0,071 0,938 1605

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    Analisando inicialmente os resultados das regressessimples, de acordo com a Tabela 4, verifica-se que, a nvelde significncia de 5%, h evidncias estatsticas para re-jeitar a hiptese nula para os casos de

    CM tC e TrM PC ,

    ou seja, existe uma correlao entre as variveis indepen-

    dentes, tCe PTr, com a varivel dependente. No caso da re-gresso CNC M , a hiptese nula aceita, para o mesmo

    nvel de significncia de 5%. Isto nos d evidncias esta-tsticas para afirmar que no existe uma correlao entreCN e CM, ou que o modelo no explica uma provvelcorrelao existente. Entretanto, ainda cedo para descar-tar a varivel CN.

    Confrontando os valores dos coeficientes de deter-minao (R2) para as regresses aceitas anteriormente, ob-serva-se que a introduo de tC, como primeira varivelindependente, explica melhor a correlao do que a vari-

    vel PTr. Verifica-se, tambm, que o desvio padro, S, devi-do a varivel tC, bem menor do que o valor referente precipitao intensa de projeto (PTr), o que resulta em

    uma melhor preciso da estimativa de CM.Portanto, conclui-se que a primeira varivel a ser in-troduzida no modelo de regresso ser o tempo de con-centrao da bacia.

    Outra considerao a ser feita em relao depen-dncia entre as variveis independentes. Observa-se, pelosresultados da Tabela 4, que h uma diferena entre intro-duzir a varivel tC, seguida de PTr, em relao introduode ( ) CTrM tPC . Isso nos d evidncias para concluir que

    existe uma dependncia entre as variveis tCe PTr, ou seja,as informaes proporcionadas por PTr j estavam conti-das em tC, como comentado anteriormente.

    Uma vez definida a varivel tCcomo a varivel inici-al para a regresso, a questo saber o quanto se ganha aose passar da regresso simples para a mltipla, ou seja, aoacrescentar mais variveis no modelo matemtico.

    Pelo critrio do R2, verifica-se que a introduo davarivel PTrno modelo linear simples que j tem como va-rivel independente tC, proporciona um aumento do coe-ficiente de determinao de 0,9361 para 0,9362. Entretan-to, com a adio da varivel CN no modelo, verificou ummelhor ganho do coeficiente de determinao de 0,9361para 0,9366. Nota-se que so ganhos insignificantes. Estefato nos d evidncia que apenas a varivel tCexplica bema regresso.

    Pela anlise dos desvios padro, observa-se que a adi-o da varivel PTrno modificou a estimativa do desviopadro de CM. O mesmo no aconteceu ao introduzir a

    varivel CN. Neste caso, esta adio resultou em um pe-queno decrscimo para a estimativa do desvio padro da

    varivel dependente e, portanto, uma melhoria na preci-so do modelo. Contudo, observa-se que so ganhos in-significantes, indicando que apenas a varivel tCj explicabem a regresso.

    Baseado em todos os resultados possveis de correla-o, obtidos com as regresses, e nas anlises apresentadasanteriormente, pode-se chegar a concluso que o modelomais adequado para representar a variabilidade docoeficiente CM o modelo linear simples que utiliza otempo de concentrao da bacia (tC) como varivelindependente. Este modelo pode ser representado pelaseguinte expresso:

    7488,0

    C

    7488,0

    CCMt

    3,464t3,464)t(C == (18)

    O coeficiente de determinao (R2) do modelo i-

    gual a 93,61%. Este modelo poder ser utilizado para es-timativa do coeficiente CM, e a conseqente estimativa da

    vazo mxima instantnea, desde que se conhea o tempode concentrao da bacia, e que esta esteja inserida na re-gio brasileira para a qual o modelo foi ajustado.

    VERIFICAO DO MODELO MATEMTICO

    Na inteno de validar o modelo matemtico aquiproposto (Equao 17), o mesmo foi aplicado em duascidades (Blumenau-SC e Parintins-AM), pertencentes aodomnio brasileiro, onde o modelo foi desenvolvido. Estaetapa tem o objetivo de comparar os resultados obtidoscom a regresso com os valores calculados pelo modelohidrolgico.

    As constantes da curva IDF das duas cidades, queservem de entrada para o modelo hidrolgico, so apre-sentadas na Tabela 5.

    Tabela 5. Coeficientes da equao IDF para Blumenau (SC) e

    Parintins (AM).Cidade a b c d R

    Blumenau (SC) 1159,161 0,166 17 0,807 0,99884Parintins (AM) 903,939 0,166 9 0,726 0,99858

    Uma maior faixa de valores para o tempo de con-

    centrao foi considerada, a fim de verificar o comporta-mento do modelo matemtico para aqueles valores queno foram includos na determinao dos coeficientes daregresso linear simples.

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    Figura 1. Comparao entre os valores obtidos com o modelomatemtico e os do modelo hidrolgica para a estimava docoeficiente CM, na cidade de Blumenau (SC), para um CN =75 e Tr = 25 anos. R2= 0,889127.

    Assim, foi possvel comparar os resultados forneci-

    dos pelo modelo hidrolgico e os do modelo matemtico,ordenando em pares de valores os logaritmos decimaisdestes resultados. Este conjunto de pares foi plotado emum nico grfico. A Figura 1 indica a plotagem dessespontos para a cidade de Blumenau, assim como a linhaque representa a igualdade absoluta entre os dois mode-los. Para esta cidade foi considerado um CN = 75, bemcomo um Tr = 25 anos. Neste caso, o coeficiente de de-terminao foi equivalente a 0,889127, apontando umaboa aproximao da linha que representa a simetria entreos modelos.

    Na cidade de Parintins, considerou-se um CN = 85,para um tempo de recorrncia de 50 anos. Neste caso, ocoeficiente de determinao foi equivalente a 0,857597,

    mostrando, tambm, uma boa aproximao da igualdadedos modelos.

    Figura 2. Comparao entre os valores observados e calcula-dos para a estimava do coeficiente CM, na cidade de Parintins(AM), para um CN = 85 e Tr = 50 anos. R2= 0,857597.

    CONCLUSO

    Em virtude da carncia de estudos sobre o tema,principalmente no Brasil, onde grande a falta de sriescontnuas de vazo atualmente em sua rede hidrolgica,este estudo vem ser fundamental na determinao da es-timativa da vazo mxima instantnea.

    importante ressaltar que o modelo hidrolgicotende a superestimar a estimativa do coeficiente CM, deacordo com as simplificaes adotadas para a vazo debase e o fator de reduo da precipitao de projeto.

    Pode-se constatar que apenas a regresso linear sim-ples, envolvendo as variveis CM(dependente) e tC (inde-pendente), foi suficiente para explicar toda a variabilidadedo coeficiente CM.

    O modelo matemtico proposto para a estimativado coeficiente CMapresentou um coeficiente de determi-nao equivalente a 93,61%, indicando um bom ajuste nasua regresso. Este modelo poder ser utilizado em baciasque pertenam regio brasileira, desde que se conhea otempo de concentrao da mesma.

    Este modelo foi aplicado em duas cidades brasilei-ras, que no foram includas na regresso, com a finalida-de de comparar os resultados fornecidos do modelo hi-drolgico com aqueles estimados pelo modelo matemti-co. Esta verificao apresentou bons resultados. Porm,aplicaes prticas desta equao em locais que apresen-tem registros de srie contnua de vazo, no intudo de

    verificar o erro que se comete ao utilizar este tipo de e-quao, bem como uma anlise da melhor equao para otempo de concentrao que deve ser aplicada em conjuntocom esta apresentada, fundamental para a validao damesma.

    REFERNCIAS

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    GRAY, D. E. (1973). Handbook on principles of hydrology.Port Washington Water Information Center.

    HALD, A. (1960). Statistical Tables and Formulas. NewYork. Jonh Wiley & Sons, Inc. London.

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    ington: U.S. Dept. Agr. (Technical Release, n. 55).

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    SILVA, E. A. e TUCCI, C. E. M. (1998). Relao entre asvazes mximas diria e instantnea. RBRH Revis-ta Brasileira de Recursos Hdricos, v. 3, n. 1, p. 133-151.

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    TUCCI, C. E. M. (1993).Hidrologia: Cincia e Aplicao. 2edio Porto Alegre: Ed. Universida-de/UFRGS/ABRH.

    TUCCI, C. E. M. (1998).Modelos Hidrolgicos. Porto A-legre: Ed. Universidade/UFRGS/ ABRH.

    TUCCI, C. E. M. (2002). Regionalizao de vazes. PortoAlegre: Ed. Universidade/UFRGS: ABRH.

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    Desenvolvimento de uma Interface para um Modelo de Previso de Vazo em Tempo Real

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    Desenvolvimento de uma Interface para um Modelode Previso de Vazo em Tempo Real

    Carlos Ruberto Fragoso Jnior

    Universidade Federal do Rio Grande do Sul UFRGS, Instituto de Pesquisas Hidrulicas IPH, Caixa Postal 15029,CEP 91501-970 Porto Alegre/RS [email protected]

    RESUMO

    A previso de vazo em tempo atual necessria para reduo dos prejuzos devido inundao ou para uma melhor gesto deobras hidrulicas. Este tipo de previso tem sido realizado em trechos de rios atravs de modelos baseados na regresso entre as vari-veis de montante e jusante. O ajuste feito com um ou mais eventos e a previso se baseia nos parmetros do ajuste e na atualizaodos mesmos em tempo real.

    Este artigo apresenta o desenvolvimento de uma interface grfica para um modelo de previso de vazo em tempo real com baseem um modelo numrico concebido. A interface grfica foi desenvolvida em ambiente MATLAB, podendo ser executada em ambienteWindows. Esta interface de fcil manipulao e proporciona uma facilidade na entrada de dados que o modelo necessita para oclculo dos parmetros, da estimaiva da vazo, alm da apresentao grfica dos hidrogramas observados e previstos na seo de inte-resse.

    Palavras-chave: Previso de vazes; modelo computacional; interface grfica.

    INTRODUO

    A previso de vazo em tempo atual pode ser utili-zada: (a) em pocas definidas no regime hidrolgico, co-mo por exemplo, enchentes ou estiagens, em que as con-dies so crticas para o usurio da gua; (b) para previ-so do volume afluente para regular o nvel do reservat-rio para maximizar a produo de energia; (c) para o co-nhecimento antecipado dos nveis do rio no perodo deestiagem, quando existe o risco do rio no ter o caladosuficiente para as embarcaes e; (d) no risco de inunda-

    es.Em uma bacia hidrogrfica, podem ser realizados

    dois tipos de previso: (a) previso de longo prazo, reali-zada somente atravs de modelos probabilsticos e utili-zada em locais onde h uma sazonalidade definida; (b)previso a curto prazo ou a tempo real, realizada ao longoda ocorrncia dos processos, com base no conhecimentode algumas variveis como a precipitao ou nveis naparte superior de um rio.

    No presente trabalho abordaremos a previso emtempo real, a qual entendida como a previso com umaantecedncia definida de curto prazo (antecedncia de nomximo 14 dias) de ocorrncia de vazo.

    A previso a curto prazo em uma seo de controle

    inserida na bacia de interesse pode ser realizada (Tucci,1998): (a) com base na precipitao; (b) com base em in-formaes de vazo de um posto que se encontra mon-tante ou; (c) pela combinao de (a) e (b).

    O modelo numrico utilizado nesta pesquisa permi-te fazer previses com base na propagao de vazo. Estemodelo simula somente os rios e utilizam apenas nveis e

    vazes dentro do rio principal ou afluentes. Esse tipo demodelo limita-se apenas a fazer previses em bacias gran-des que possuem um tempo de concentrao suficiente aatender os objetivos de previso, e onde a contribuiolateral entre os postos no mais importante que o vo-lume da bacia do posto de montante (Tucci, 1998).

    Nem sempre a estrutura computacional de um mo-delo numrico de fcil manuseio, principalmente quan-do o usurio no estar familiarizado com o ambiente detrabalho no qual o modelo foi desenvolvido. Para mini-mizar este tipo de problema comum a criao de uma

    linguagem orientada ao objeto com o intuito de conduziro modelador a uma resposta eficiente e prtica, como po-de ser vistos nos trabalhos de Fragoso Jr. et al (2002) eFragoso Jr. et al (2003). Portanto, foi desenvolvida umainterface grfica para o modelo numrico de previso de

    vazo com base na propagao para uma seo de umcurso dgua. Esta interface foi elaborada em ambienteMATLAB (programa matemtico de linguagem computa-cional tcnica) com o auxlio de seus Toolboxes (funesauxiliares inseridas no pacote do programa), podendo serutilizada em ambiente Windows.

    METODOLOGIA

    O modelo numrico - PREV

    O modelo numrico (PREV) para clculo da vazoprevista, com um determinado tempo de antecedncia, foidesenvolvido por Tucci (1998) em ambiente FORTRAN.O cdigo original foi traduzido para linguagemMATLAB, com a inteno de compatibilizar as estruturas

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    O modelo computacional a traduo do modelonumrico para uma linguagem visual de fcil acesso e desimples manipulao. A elaborao de interfaces vem e-naltecer o modelo numrico desenvolvido, uma vez quepoucos modeladores esto habituados com a linguagemde programao original desses modelos. A interface tor-na universal o cdigo de programao dos modelos nu-mricos atravs da visualizao de elementos grficos queinteragem com o usurio.

    A interface grfica para clculo da vazo prevista(MODPREV), com um determinado tempo de antecedn-cia, foi desenvolvido em ambiente MATLAB. Este pro-grama pode ser executado em ambiente Windows, tornan-do-o, assim, independente do ambiente do qual foi cria-do.

    Com o modelo computacional desenvolvido, bus-cou-se uma forma simples, prtica e eficiente para entradae armazenamento dos eventos (Figura 1), para o clculodos parmetros, assim como a estimativa da vazo previs-ta. Este, tambm, apresenta grficos comparando as va-zes observadas e previstas para as fases de ajuste e verifi-cao, de modo que seus resultados possam ser emprega-dos para orientar as decises de gerenciamento do corpohdrico em tempo real.

    Figura 1. Planilha para entrada de dados de vazo dos postosenvolvidos na simulao (evento para ajuste dos parmetros).

    Existem dois mdulos principais nesta 1 verso domodelo, so eles: (a) somente ajuste dos parmetros, esta a fase da simulao onde os parmetros so determinados.Neste mdulo possvel visualizar, em um mesmo grfi-co, os hidrogramas observados e previstos, assim comoseus valores, e verificar as estatsticas na inteno de avali-

    ar a estimativa da previso; (b) ajuste e verificao, ativa omdulo (a), calibra os parmetros e utiliza-os em outroseventos para verificar a validade do ajuste realizado.

    As Figuras 2 e 3 apresentam os dois mdulos descri-tos anteriormente.

    Em prximas verses ser inserida a fase da simula-o onde o modelo, depois de ajustado e verificado, uti-lizado para representar a sada do sistema para situaesdesconhecidas, ou seja, a previso propriamente dita.

    APLICAO E RESULTADOS

    Descrio do local de estudo

    A bacia hidrogrfica do Rio Uruguai tem uma reade drenagem de 276.000 km. O trecho de estudo fica en-tre Garruchos e Uruguaiana e tem de 314 km de extenso,com declividade mdia de aproximadamente 0,09m/Km,correspondente ao Mdio Uruguai. Esta bacia tem115.700 km de rea na seo do posto Garruchos e189.300 km no Uruguaiana, local em que foram realiza-das as previses. Neste trecho do rio Uruguai existe umacontribuio lateral importante, do Rio Ibicu, que tem,na altura do posto Passo Mariano Pinto, uma bacia comrea de 42.014 km, no entanto verificou-se que nos even-tos de cheia a sua contribuio no foi significativa (La-rentis, 2003). Os dados utilizados foram apenas dos doisextremos do trecho, citados acima.

    Seleo dos eventos

    No intuito de testar o modelo computacional trseventos foram selecionados: um para fase de ajuste e doispara a fase de verificao.

    O evento utilizado para ajuste dos parmetros cor-responde ao registro dirio de vazes para os postos deUruguaiana e Garruchos do ms de setembro de 1968. Pa-ra verificao dos parmetros foram selecionados os even-tos, com registros dirios, relativos ao ms de novembrode 1963 e ao ms de junho de 1973.

    Anlise dos resultados

    Os valores observados de vazo e o valor esperadoem cada previso diria da seo de interesse na fase deajuste dos parmetros, para diferentes tempos de antece-dncia, esto apresentados na Figura 4. Pode-se observar,ainda na mesma figura, que a previso torna-se pior medida que se aumenta o intervalo de tempo de antece-

    dncia na previso. Este fato refletido nas estatsticas, namedida que se reduz os valores dos coeficientes R e RD ese amplia o desvio padro para a estimativa da previsocom o aumento da antecedncia na previso.

    A Figura 5 indica o hidrograma observado e o hi-drograma previsto pelo modelo na seo de anlise na fa-se de verificao dos parmetros, para os dois eventos

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    (a) (b)

    (c) (d)5 10 15 20 25 305000

    6000

    7000

    8000

    9000

    10000

    11000

    12000

    13000

    Intervalo de tempo

    Vazo(m/s

    )

    Hidrograma Observado

    Hidrograma Previsto

    Evento - 1

    5 10 15 20 25 300

    0.5

    1

    1.5

    2

    2.5x 10

    4

    Intervalo de tempo

    Vazo(m/s

    )

    Hidrograma Observado

    Hidrograma Previsto

    Evento - 2

    Figura 5. Verificao dos parmetros para o evento ocorrido em 09/68 com: (a) um intervalo de tempo de antecedncia, R2=0,98122, RD = 0,89391, DP = 137,9361 m 3/s; (c) dois intervalos de tempo de antecedncia, R2 = 0,79371, RD = 0,68206, DP =

    453,7638 m3/s; , e para o evento ocorrido em 11/63 com: (b) um intervalo de tempo de antecedncia, R2= 0,98112, RD = 0,68773,DP = 501,4602 m3/s; (d) dois intervalos de tempo de antecedncia, R2= 0,9002, RD = 0,56538, DP = 1171,4244 m3/s.

    REFERNCIAS

    FRAGOSO JNIOR, C. R.; SOUZA, R. C. e SOUZA, C.F. (2002). Desenvolvimento de uma Interface Grficana Circulao das guas na Lagoa Munda/AL u-sando o MATLAB. Anais do VI Simpsio de RecursosHdricos do Nordeste. Macei, AL.

    FRAGOSO JNIOR, C. R.; SOUZA, R. C. e BUARQUE,D. C. (2003). Desenvolvimento de um modelo com-

    putacional para clculo de parmetros hidrulicosde um curso dgua.Anais do XIV Simpsio Brasileirode Recursos Hdricos/ABRH. Curitiba, PR.

    LARENTIS, D. G. e TUCCI, C. E. M.(2003). Modelo depreviso de vazes em tempo atual. Anais do XIVSimpsio Brasileiro de Recursos hdricos/ABRH.. Curiti-ba, PR.

    TUCCI, C. E. M. (1998).Modelos Hidrolgicos. Porto A-legre: Ed. Universidade/UFRGS/ ABRH.

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    Identificao e Caracterizao das Fontes de Poluio em Sistemas Hdricos

    Rgis S. PereiraUniversidade Federal do Rio Grande do Sul UFRGS, Instituto de Pesquisas Hidrulicas IPH, Caixa Postal 15029,

    CEP 91501-970 Porto Alegre/RS - [email protected]

    RESUMO

    O crescimento populacional contnuo e o desenvolvimento das atividades urbanas e industriais, trouxeram vrias conseqnciastanto para sociedade como para o meio ambiente. Uma das conseqncias desta expanso foi o surgimento da poluio das guas.Em geral, as fontes de poluio da gua resultam, entre outros fatores, dos esgotos domsticos, despejos industriais, escoamento da chu-va das reas urbanas, das guas de retorno de irrigao, e etc. Cada uma destas fontes de poluio tem suas caractersticas e implica-es na qualidade da gua, que podem ser quantificadas pelos parmetros de qualidade, pois fornecem o nvel de poluio ao qual estsujeito o corpo d'gua. Para regulamentao e controle das atividades potencialmente poluidoras existem instrumentos legais que de-terminam os nveis de poluio aceitveis de determinado sistema, que depende principalmente dos usos das suas guas. Tais instru-mentos ainda precisam de aperfeioamentos quanto a sua aplicao que ainda deficiente.

    Palavras-chave: Instrumentos; qualidade da gua; fontes de poluio.

    INTRODUO

    O constante crescimento demogrfico, e a conse-qente expanso econmica acarretam um aumento dademanda de gua, em virtude tanto da ampliao do n-mero de usos atribudos a ela, como o volume requeridopor cada um destes usos. Alm do aumento da demandaso tambm notrios os problemas de deteriorao daqualidade das guas em decorrncia da poluio (Silva ePruski, 2000).

    A poluio das guas proveniente de praticamentetodas atividades humanas, sejam elas domsticas, comer-ciais ou industriais. Cada uma dessas atividades gera po-luentes caractersticos que tm uma determinada implica-

    o na qualidade do corpo receptor.As conseqncias de um determinado poluente de-

    pendem das suas concentraes, do tipo de corpo dguaque o recebe e dos usos da gua. Para a definio de limi-tes de concentraes de cada poluente o CONAMA divi-diu os sistemas hdricos em nove classes de acordo com otipo e usos de suas guas. Esta classificao denominadacomo enquadramento, e a definio das concentraespara cada classe tem suas limitaes, porm um pontode referncia para a fiscalizao e gerenciamento dos re-cursos hdricos.

    FONTES DE POLUIO

    De forma genrica, a poluio das guas decorre daadio de substncias ou de formas de energia que, dire-tamente ou indiretamente, alteram as caractersticas fsicase qumicas do corpo dgua de uma maneira tal, que pre-judique a utilizao das suas guas para usos benficos.Torna-se importante ressaltar a existncia dos seguintestipos de fontes de poluio (Tucci, 1998): atmosfricas,pontuais, difusas e mistas.

    As fontes de poluio atmosfrica so classificadasem fixas (principalmente indstrias) e mveis (veculosautomotores, trens, avies, navios, etc.). Quanto aos fato-res que causam a poluio dividem-se (Santos, 2002): na-turais que so aqueles que tm causas nas foras da natu-reza, como tempestades de areia, queimadas provocadaspor raios e as atividades vulcnicas; e artificiais que soaqueles causados pela atividade do homem, como a emis-so de gases de automveis, queima de combustveis fs-seis em geral, materiais radioativos, queimadas, etc. A po-luio atmosfrica a que possui efeitos mais globais, de-

    vido a maior facilidade de disperso dos poluentes envol-vidos neste tipo de poluio, j que em geral so emissesde gases e particulados a temperaturas da ordem de cen-

    tenas de C e velocidades que podem atingir dezenas dem.s-1 (Poluio, 2003)

    A segunda, denominada fonte ou poluio pontual,refere-se quelas onde os poluentes so lanados em pon-tos especficos dos corpos dgua e de forma individuali-zada, as emisses ocorrem de forma controlada, podendo-se identificar um padro mdio de lanamento. Geral-mente a quantidade e composio dos lanamentos nosofrem grandes variaes ao longo do tempo (Mierzwa,2001). Exemplos tpicos de fontes pontuais de poluioso as indstrias e estaes de tratamento de esgotos.

    A poluio difusa se d quando os poluentes atin-gem os corpos dgua de modo aleatrio, no havendopossibilidade de estabelecer qualquer padro de lanamen-

    to, seja em termos de quantidade, freqncia ou composi-o. Por esse motivo o seu controle bastante difcil emcomparao com a poluio pontual (Mierzwa, 2001). E-xemplos tpicos de poluio difusa so os lanamentosdas drenagens urbanas, escoamento de gua de chuva so-bre campos agrcolas e acidentes com produtos qumicosou combustveis.

    As fontes mistas so aquelas que englobam caracte-rsticas de cada uma das fontes anteriormente descritas.

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    gio norte da Lagoa dos Patos, que recebe as guas do p-lo industrial (Pereira, 2003b).

    As guas de processo tm caractersticas prprias doproduto que est sendo manufaturado. A seguir sero ava-liados alguns tipos de indstrias.

    Fertilizantes:os principais poluentes desta indstriaso o nitrognio e o fsforo, que so nutrientes para asplantas aquticas, especialmente para as algas, que podeacarretar a eutrofizao (fenmeno pelo qual a gua a-crescida, principalmente por compostos nitrogenados efosforados). Ocorre pelo depsito de fertilizantes utiliza-dos na agricultura, ou de lixo e esgotos domsticos, almde resduos industriais. Isso promove o desenvolvimentode uma superpopulao de vegetais oportunistas e de mi-croorganismos decompositores que consomem o oxig-nio, acarretando a morte das espcies aerbicas. Quandomorrem por asfixia, ento, a gua passa a ter uma presen-a predominante de seres anaerbicos, que produzem ci-do sulfdrico.

    Tal fenmeno foi observado por Yunes et al. (1996)na Lagoa dos Patos, onde foi percebido a presena de umtapete verde de algas na superfcie da lagoa. Baumgarten(1993; 1995 e 1998) identificou que as guas que margei-am a cidade do Rio Grande possuam concentraes denitrognio e fsforo bem acima dos valores normais, eque as principais fontes so as indstrias de fertilizantesque lanam seus efluentes s margens da Lagoa dos Patos.

    Entretanto, o crescimento das algas no leva apenas competio por oxignio dissolvido. Na maioria das ve-zes, no florescimento de algas, apenas algumas espciesdominam a comunidade do fitoplncton, sendo estas al-gas geralmente pertencentes a diviso Cyanophyta. Dentreestas, algumas espcies so txicas, como Microcystis ae-ruginosa, Anabaena spiroides e espcies do gnero Cilin-drospermosis (Eler et al., 2001). O efeito da toxicidade dealgas (alm de um efeito fsico) foi observado em 1998(observao in loco), em um sistema de cultivo no muni-cpio de Descalvado (SP), onde um produtor perdeu 6 to-neladas de peixes aps adio excessiva de alimento. Exa-minando-se os peixes, observou-se grandes filamentos de

    Anabaena spiroides nas branquias dos peixes, o que, pos-sivelmente, impediu as trocas gasosas. Associadas a Ana-baena spiroides, constatou-se tambm Microcystis aerugi-nosa. Avaliando-se a densidade de algas presente no sis-tema, obteve-se uma densidade superior a 6 x 106 org/Lna gua, em pH acima de 7,0 (Eler et al., 2001). De acor-do com a literatura estas espcies so potencialmente t-xicas, tendo sido notificadas grandes mortandades de pei-xes aps ingesto de Anabaena e Microcystis pelos peixes(Herman e Meyer, 1990).

    Refinarias: os efluentes da indstria de refino depetrleo e seus derivados tm como principal caractersti-ca se espalhar sobre a gua, formando uma camada queimpede as trocas gasosas e a passagem da luz (Figura 1).Isso provoca a asfixia dos animais e impossibilita a reali-zao da fotossntese por parte dos vegetais e do plncton.

    Uma das reas contaminadas por resduos de petr-leo a rea ocupada pela Refinaria Presidente Arthur Ber-nardes da Petrobrs, em Cubato, no litoral paulista, queest contaminada por resduos txicos e cancergenos quepodem ter sido enterrados no local durante anos deforma inadequada, pela empresa. H risco das substnciasterem contaminado lenis freticos, rios, manguezais e oesturio de Santos - uma das reas de pesca da BaixadaSantista (Souza, 2002).

    Figura 1: Derramamento de leo no Alaska (Exxon Valdez)

    Curtume:na indstria de beneficiamento do couro,os principais poluentes so o cromo utilizado durante ocurtimento do couro e a borra de tinta residual da fase detingimento do couro, como observado em Tapera - RS,onde Pieniz e Neumann (2001) avaliou os custos ambien-

    tais do curtume Mombelli e identificou que os processosde lavagem, curtimento e tingimento so os mais prejudi-ciais ao ambiente.

    Celulose: entre os poluentes da indstria de papelesto a matria orgnica e os compostos organocloradosque no so biodegradveis e podem ser incorporados cadeia alimentar e serem txicos aos organismos vivosquando ultrapassam determinadas concentraes. Na mai-oria dos casos, estes compostos qumicos no so detecta-dos nas anlises qumicas comuns da gua, mas soacumulados pelos moluscos bivalves e detectados nos seustecidos, ou seja, devem ser utilizados bioindicadores paradetect-los. Um exemplo tpico da poluio das guas pelaindstria de celulose o caso da indstria Cenibra locali-

    zada na bacia do Piracicaba, que devido toxicidade dosseus efluentes organoclorados, seus lanamentos tiveramque ser diminudos em 37% de 1999 para 2001 (Braga etal., 2003).

    Siderrgica e Metalrgica: do processo de produ-o dessas indstrias e da tecnologia utilizada, decorreuma ampla variedade de substncias que podem ser libe-

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    radas em seus efluentes entre elas esto os slidos em sus-penso, fenis, cianetos, amnia, fluoretos, leos e graxas,cido sulfrico, sulfato de ferro e metais pesados. Dentreessas substncias, os metais pesados merecem ateno es-pecial, conforme vem sendo tratado nos estudos e naspesquisas divulgadas nos ltimos anos.

    Um estudo realizado nas siderrgicas Belgo-Mineira,Usiminas e Acesita na bacia do Piracicaba mostra que a-pesar das empresas possurem certificao ISO 14001, suasemisses de efluentes hdricos permanecem em nveis al-tos (Braga et al., 2003).

    Pesqueira: o efluente da indstria processadora depescado se caracteriza pelas altas concentraes de nitro-gnio total, gordura e slidos totais, e matria orgnica(Saraiva, 2003).

    Na tabela 2 so resumidos os efluentes de outras ati-vidades industriais potencialmente poluidoras.

    Navegao

    A atividade de navegao pode trazer prejuzos aossistemas hdricos das seguintes formas: vazamentos du-rante o transporte, lavagem dos tanques e acidentes.

    Os acidentes podem trazer muitos danos ao ambien-te, pois em geral so liberadas grandes quantidades decontaminantes. Como exemplo de grande acidente comembarcaes o acidente com o navio tanque Bahamasno porto de Rio Grande (Pereira e Niencheski, 2003; mir-lean et al., 2001; niencheski et al., 2001; Fernandes e nien-cheski, 1998), onde 12000 toneladas de cido sulfrico ti-

    veram que ser descarregadas no esturio da Lagoa dos Pa-tos.

    Outra fonte de contaminao identificada por Rosa(2002) a tinta antiferrugem utilizada nas embarcaes,que possuem xidos de cobre na sua composio e quecontribuem para as concentraes mais altas na regio doporto de Rio Grande.

    Tabela 2: Caracterizao de guas residurias de alguns ra-mos industriais.

    Ramo industrial Efluentes

    Txtilcido e lcalis, cor, material

    em suspenso, leos e gra-xas.

    leos vegetaisMatria orgnica, nutriente,material em suspenso, -

    leos e graxas.

    MatadourosMaterial em suspenso, nu-trientes, matria orgnica,

    cor e microorganismos.

    GalvanoplastiaMetais pesados, cianetos,

    acidez, material em suspen-so e dissolvido.

    Queima de combustveis fsseis

    Em geral as principais fontes de poluio atmosfri-ca so unidades industriais e veculos, que lanam no arpoluentes nas mais diversas formas: material particulado,gases e vapores resultantes de reaes e queima de resduosdos processos (Tabela 3). Entre as conseqncias da quei-ma de combustveis fosseis esto a chuva cida e o efeitoestufa.

    A queima de combustveis fsseis, produz gs car-bnico, formas oxidadas de carbono, nitrognio e enxofre(Santos, 2002). O dixido de enxofre e o xido de nitro-gnio em contato com a gua da chuva transformam-seem cido sulfrico e cido ntrico, respectivamente. Estescidos contidos nas gotculas de chuva trazem grandesprejuzos as reas atingidas. Os efeitos maiores desta chu-

    va em sistemas hdricos ocorrem quando a regio fre-qentemente atingida um corpo dgua, pois atribui ca-ractersticas cidas gua, pois diminui seu pH, que po-de acarretar a morte da fauna daquele ambiente, bem co-mo tornar essa gua indisponvel para usos como recrea-o, abastecimento, irrigao, etc. Se a regio atingida uma regio de vegetao densa, estes cidos podem acabarmatando essa vegetao deixando o solo exposto. Nessecaso, pode-se ter aumento da eroso do solo, aumento da

    vazo mdia e ainda a drenagem dessa gua contaminadapara o rio.

    O menor valor esperado de pH para gua pura de5,6, porm Bennet e Linstedt (1978) observaram valoresde at 2,7 em alguns sistemas. Enquanto que Moreira-Nordemann (1983) mediram valores de 3,7 e 4,7 no cen-tro de Cubato, SP.

    O efeito estufa o fenmeno de elevao da tempe-ratura mdia da Terra. Segundo Brady e Holum (1995) ogs carbono adicional contribui mais para o aumento naconcentrao dos gases estufa na atmosfera (55%) do quetodos os outros gases juntos. Estudos realizados com ossedimentos minerais dos oceanos e com os anis das rvo-res centenrias, indicam que os nveis de CO2 na atmos-fera at o final do sculo passado estavam ao redor de 200a 300 ppm. Os cientistas concordam que est havendoum aumento constante na concentrao de CO2 na at-mosfera desde o tempo em que a queima de carvo e leotornaram-se a maior fonte de energia.

    Nos ltimos 150000 anos, as concentraes de CO2variaram proporcionalmente as variaes da temperatura(Figura 2), o que leva a crer que o gs carbnico temgrande influncia nas elevaes da temperatura nas ulti-mas dcadas, j que neste mesmo perodo as concentra-es de CO2 aumentaram de 280 para 345 ppm (Brady eHolum, 1995)

    PARMETROS INDICADORES DA QUALIDADEDA GUA

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    sais hidrolizados. Quando um cido reage com a gua, oon hidrognio liberado, acidificandoo meio. As varia-es do pH no meio aquticas esto relacionadas aindacom a dissoluo de rochas, absoro de gases da at-mosfera, oxidao da matria orgnica e fotossntese.

    Durante o acidente com o navio tanque Bahamas

    (Pereira e Niencheski, 2003; Mirlean et al., 2001; Nien-cheski et al., 2001; Fernandes e Niencheski, 1998), ondehouvea necessidade de descarregar a carga cida no ca-nal de navegao, uma das preocupaes era que a guano chegasse a um pH muito baixo, pois poderia solu-bilizar os metais do sedimento tornando-os biodispo-nveis.

    Oxignio dissolvido (OD): o oxignio um ele-mento de essencial importncia para organismos aerbi-cos. o gs mais abundante na gua, depois do nitrog-nio, e tambm o mais importante (Vinatea Arana, 1997).Durante a estabilizao aerbica da matria orgnica, asbactrias decompositoras fazem uso do oxignio em seusprocessos respiratrios, podendo diminuir sua presena

    no meio. Dependendo da intensidade com que esse oxi-gnio consumido e da taxa de aerao do ambiente, po-dem vir a morrer diversos seres aquticos devido a ausn-cia de oxignio.

    Caso o oxignio seja realmente totalmente consumi-do, tem-se condies anaerbicas do ambiente e a geraode condies redutoras, aumentando a toxicidade de mui-tos elementos qumicos, que assim tornam-se mais sol-

    veis, como por exemplo, os metais (Balls et al., 1996).As principais fontes de oxignio na gua so: a) tro-

    ca com a atmosfera (aerao); b) produo pelos organis-mos produtores primrios via fotossntese e; c) a prpriagua.

    O CO2 e o O2 so os nicos gases que desempe-

    nham papel relevante em processos biolgicos, tais comoa fotossntese, a respirao e a decomposio da matriaorgnica.

    O oxignio dissolvido um dos principais parme-tros para controle dos nveis de poluio das guas. Ele fundamental para manter e verificar as condies aerbi-cas num curso dgua que recebe material poluidor.

    Altas concentraes de oxignio dissolvido so indi-cadores da presena de vegetais fotossintticos e baixos va-lores indicam a presena de matria orgnica (provavel-mente originada de esgotos), ou seja, alta quantidade debiomassa de bactrias aerbicas decompositoras(OConnor, 1967).

    Demanda Bioqumica de oxignio (DBO): a

    quantidade de oxignio necessria para oxidar a matriaorgnica biodegradvel presente na gua.Se a quantidade de matria orgnica baixa, as bact-

    rias decompositoras necessitaro de pequena quantidadede oxignio para decomp-la, ento a DBO ser baixa. Asmolculas orgnicas de estruturas complexas e altos valo-res energticos da matria orgnica so utilizados pelas

    bactrias como fonte de alimento e energia. Para ocorrero processo de nutrio e, assim, liberao de energia, hnecessidade de que os organismos aerbios respirem.Quando esses microorganismos respiram, roubam umacerta quantidade de oxignio, ou seja, provocam uma de-manda de oxignio (Silva, 1990).

    Demanda qumica de oxignio (DQO): a quan-tidade de oxignio exigida para oxidao qumica comple-ta da matria oxidvel total presente nas guas, tanto or-gnica como inorgnica.

    Em locais que contm substncias txicas para asbactrias decompositoras, a nica maneira de determinar-se a carga orgnica pela DQO ou carbono orgnico to-tal, j que a DBO, no pode ser aplicada, pois h mortedas bactrias. Quando uma amostra possui somente nu-trientes e no compostos txicos, o resultado da DQOpode tambm ser usado para estimar-se a DBO carbon-cea.

    Compostos nitrogenados:antes do desenvolvimen-to das anlises bacteriolgicas, as evidncias e da conta-minao das guas eram determinadas pelas concentra-es de nitrognio nas suas diferentes formas (nitrato, ni-trito e nitrognio amoniacal).

    Segundo Von Sperling (1995) as principais caracte-rsticas dos compostos nitrogenados so: a) indispens-

    vel para o crescimento de vegetais e organismos em geral,pois utilizado para sntese de aminocidos; b) os proces-sos bioqumicos de oxidao do amnio ao nitrito e destepara nitrato implicam o consumo de oxignio dissolvidodo meio, o que pode afetar a vida aqutica quando a oxi-genao do ambiente menor que o consumo de oxig-nio por esses processos; c) a identificao da forma pre-dominante do nitrognio pode fornecer informaes so-bre o estgio de poluio. Assim quando a poluio forrecente, o perigo para a sade ser maior, pois nesse casoo nitrognio se apresenta na forma orgnica e amoniacal,forma mais txica.

    O nitrognio amoniacal ocorre naturalmente nasguas de superfcie e em guas residurias, pois a amnia o principal produto de excreo dos organismos aquti-cos (Campbel, 1973).

    O nitrognio amoniacal se apresenta em duas for-mas dissolvidas: o amonaco ou amnia no-ionizada( )

    3NH e o on amnio ( )+

    4NH , cujas propores de-

    pendem do pH, da temperatura, e da salinidade presentesno ambiente. Como o nitrognio na forma de amniano ionizada mais txica, as concentraes de ( )+4NH podem se elevar sem que sua toxicidade seja crtica, se o

    pH e a temperatura se mantenham dentro de certos limi-tes. Altos valores do on amnio so encontrados emambientesanxicos, onde ocorre uma intensa minerali-zao anaerbica da matria orgnica, e em locais pr-ximos a efluentes urbanos, como observado por (Morrel eCorredor, 1993) na lagoa Joyuda em Porto Rico.

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    O nitrognio na forma de nitrito o estado inter-medirio entre amnio e o nitrato, sendo tambm consi-derado um nutriente. Em baixas concentraes de oxig-nio, pode haver reduo do nitrato (denitrificao) parci-al, elevando as concentraes de nitrito. Altas concentra-es de nitrito podem significar uma grande atividadebacteriana e carncia de oxignio,cenrio semelhante aoencontrado nas margens da cidade do Rio Grande(Baumgarten e Niencheski, 1995).

    J o nitrato a forma mais estvel do nitrognio,sendo um dos principais nutrientes dos produtores pri-mrios. regenerado por via bacteriana a partir do nitro-gnio orgnico, que pela decomposio da matria org-nica se transforma em nitrognio amoniacal. Portanto, aproduo do nitrato resulta da oxidao bacteriana doamnio, tendo o nitrito como intermedirio (Baumgartene Pozza, 2001).

    Alguns casos de intoxicao por nitrato foram ob-servados por Barbier citado por Teixeira (1999) onde nu-ma regio do norte da Frana, uma indstria que explora-

    va um lenol hidrotermal para a produo de gua mine-ral, ao logo de uma dcada de atividade no percebeu oaumento das concentraes de nitrato, provenientes dasuperfcie de intensa atividade agrcola.

    Quantidades excessivas de nitrato em guas de abas-tecimento podem causar o mal chamado metaemoglobi-nemia (sndrome de beb azul), que pode acometer crian-as de at trs meses de idade (Silva, 1990).

    Fosfatos:o fsforo um elemento qumico essencial vida aqutica e ao crescimento de microorganismos res-ponsveis pela estabilizao da matria orgnica, e na for-ma de fosfatos dissolvidos um importante nutrientepara produtores primrios. Tambm pode ser o fator li-mitante da produtividade primria de um curso dgua.

    O lanamento de despejos ricos em fosfatos numcurso dgua pode, em ambientes com boa disponibilida-de de nutrientes nitrogenados, estimular o crescimento demicro e macroorganismos fotossintetizadores, chegandoat o desencadeamento de floraes indesejveis e oportu-nistas, que podem chegar a diminuir a biodiversidade doambiente (eutrofizao) (Figura 3) (Baumgarten et al.,1996).

    Figura 3: Estgio intermedirio de eutrofizao.

    Segundo Water Quality Criteria (1976), algumas dasorigens dos fosfatos em guas so: a) constituintes de de-tergentes, aparecendo em produtos de limpeza e enrique-cendo as guas residurias urbanas; b) constituintes de fer-tilizantes, que so levados pelas chuvas at cursos dgua

    ou em resduos no-tratados de indstrias de fertilizantes;c) presentes em sedimentos de fundo e lodos biolgicos,na forma de precipitados qumicos inorgnicos.

    No esturio de Gironde na Frana foram observadasvariaes sazonais das concentraes de fosfatos. Um dosmotivos a variabilidade das vazes dos rios que des-guam neste esturio. Tendo em vista que grande parte dabacia tem como atividade principal a agricultura (planta-es de frutas, milho e vinhedos), as guas das chuvas li-xiviam as plantaes e conseqentemente levam consigoparte do fertilizante utilizado (Michel et al., 2000).

    leos e graxas: Considera-se leos ou graxas hidro-carbonetos, cidos graxos, sabes, gorduras, leos e ceras,

    assim como alguns compostos de enxofre, certos corantesorgnicos e clorofila (Baumgarten e Pozza, 2001).Na ausncia de produtos industriais especialmente

    modificados, os leos e graxas constituem-se de materiaisgraxos de origem animal e vegetal, e de hidrocarbonetosoriginados do petrleo.

    Quando essas substncias esto presentes em quan-tidades excessivas, podem interferir nos processos biolgi-cos aerbicos e anaerbicos, causando ineficincia do tra-tamento de guas residurias. Nesses casos, podem causaracmulo excessivo de escria em digestores obstruindo osporos dos filtros e impedir o uso do lodo como fertili-zante. Quando descartados juntos com guas residuriasou efluentes tratados, os leos e graxas podem formar

    filmes sobre a superfcie das guas e se depositarem nasmargens, causando assim diversos problemas ambientais(Von Sperling, 1995).

    Detergentes: so substncias ou preparados com afuno de remover a sujeira de uma superfcie. Contmbasicamente um agente tensoativo, mas ainda podem con-ter compostos coadjuvantes, como por exemplo, espessan-

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    Francisco do Sul, norte do estado de Santa Catarina(Groth, 2000).

    Sulfatos:geralmente se formam a partir da oxidaodo gs sulfidrico no meio aqutico oxigenado. Esta oxi-dao pode ser qumica ou biolgica por microorganis-mos. Tambm a distribuio do sulfato fortemente in-fluenciada pela formao geolgica da bacia de drenagemdo sistema hdrico. Em ambientes prximos ao mar, asconcentraes de sulfato so maiores, j que nos oceanoso sulfato mais abundante. Desta forma, as concentra-es de sulfato podem variar desde valores no detect-

    veis, em ambientes continentais, como podem chegar avalores em torno da saturao nos oceanos.

    Em algumas lagoas costeiras aeradas, o sulfato podeestar presente na coluna dgua, enquanto que o sulfetode hidrognio estar presente na coluna sedimentar e nagua intersticial subsuperficial, com caractersticas maisredutoras (esteves, 1998)

    Fluoretos:na gua os fluoretos podem ocorrer na-turalmente associados quimicamente ao magnsio ou aoalumnio, principalmente nos rios, formando complexos.Em ambientes sem fontes antrpicas, cerca de 80 a 90%dos fluoretos dissolvidos nas guas de rios so recicladosdo ambiente marinho, sendo que somente 10 a 20% soderivados de intemperismos continentais (Burton, 1976).Concentraes altas de fluoretos podem causar doenascomo a fluorose.

    Segundo Niencheski et al. (1988) os fluoretos podemestar presentes nos efluentes das indstrias de fertilizantesna forma de SiF6, oriundo da acidificao das rochas fos-fatadas.

    Cloretos: ocorre em abundncia nas guas oceni-cas. Todas as guas naturais, em maior ou em menor graucontm ons cloreto resultantes da dissoluo de mineraisou de sais e da intruso de guas salinas no continente.

    Altas concentraes de cloretos impedem o uso da guapara a agricultura e exigem tratamento adequado para u-sos industriais, bem como causam danos a estruturas me-tlicas (corroso).

    Mesmo em altas concentraes no so nocivos aohomem. Entretanto, as guas podem apresentar sabor sal-gado se o ction sdio estiver presente junto com o clore-to. A cidade de Itaja, em 2003, foi atingida por marmais alta que o normal, o que ocasionou a entrada da -gua ocenica no rio Itaja-Mirim at o ponto de captaopara abastecimento. A situao causou prejuzos admi-nistrao da cidade, pois alm da gua de abastecimentoter se tornado imprpria para consumo, o municpio teveque ressarcir a populao em virtude da gua salgada terprovocado curtos-circuitos em aparelhos que utilizam agua do abastecimento (Diario Catarinense, 2003).

    Pesticidas: as duas grandes categorias destes conta-minantes so os inseticidas e os herbicidas.

    Os pesticidas constituem um problema para o meioambiente. Sendo mais solveis nos lipdeos que na gua,eles vo se acumulando nas graxas dos organismos aquti-

    cos, havendo a biomagnificao ao longo da cadeia ali-mentar. Em principio os teores elevados dos pesticidasnos nveis trficos superiores, podem ser causados pelaingesto de organismos inferiores contaminados.

    O transporte dos pesticidas ocorre na forma solvele na fase associada ao material em suspenso. Esta ltimacontm geralmente cerca de 10.000 vezes mais resduos depesticidas que na gua, e assim, as suspenses podem con-taminar mais facilmente os organismos, principalmenteos filtradores, como os mariscos, cracas, entre outros(Martin et al., 1976).

    Resduos:segundo (Baumgarten e Pozza, 2001) refe-rem-se aos materiais slidos suspensos e aos elementosdissolvidos na gua. Os resduos podem afetar as caracte-rsticas fsico-qumicas da gua ou advertir para a quali-dade dos efluentes em determinados locais. Grandesquantidades de resduos geralmente causam prejuzo aosabor da gua e podem induzir a uma desfavorvel reaopsicolgica nos consumidores. Essas guas podem ser in-satisfatrias ao uso domstico de contato primrio. Osprocessos de tratamento de gua e esgoto ajudam a mi-nimizar esses problemas.

    Entre os resduos mais importantes est o materialem suspenso, que constitudo de pequenas partculasque se encontram suspensas na gua, as quais tm umafrao mineral ou inorgnica e outra orgnica.

    Altas concentraes de material em suspenso limi-tam a qualidade da gua bruta, por estarem relacionadascom a turbidez, a salinidade e dureza da gua. Causamainda, danos flora e fauna aquticas, e como diminui apenetrao de luz na gua prejudica a fotossntese de fi-toplncton, das algas e da vegetao submersa. Favoreceainda o desenvolvimento de bactrias e fungos, que seproliferam nessas partculas, e influenciam no aspecto e-conmico do tratamento da gua com vistas a torn-lapotvel (Silva, 1990).

    As concentraes do material em suspenso so bas-tante variveis no tempo e no espao, e dependem da hi-drodinmica, da constituio do substrato de fundo, dasmargens do meio hdrico e ainda de fatores metereolgi-cos. (Pereira, 2003) determinou que as concentraes dematerial em suspenso na Lagoa dos Patos dependemprincipalmente dos ventos e da descarga dos principaistributrios da lagoa.

    Um outro aspecto importante a ser levado em conta que situaes ou locais onde a hidrodinmica e a capa-cidade de transporte de partculas diminuem h depsitodesse material em suspenso, diminuindo a profundidadedo corpo dgua (Figura 5). Pereira e Niencheski (2002)determinaram que ao longo da Lagoa dos Patos o proces-so de sedimentao do material em suspenso dominan-te, entretanto, apenas percebido o assoriamento dos ca-nais de navegao do esturio, onde eventualmente ne-cessria a dragagem.

    Deve-se ainda considerar que em ambientes com al-tas concentraes de material em suspenso o processo de

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    adsoro do fosfato por este favorecido, retirando doambiente este nutriente da sua forma solvel, e assim in-disponibilizando-o para os produtores primrios e tor-nando o fosfato um fator limitante do crescimento de

    vegetais. Esse comportamento foi observado por Pereira(2003), no esturio da Lagoa dos Patos, que aproximada-mente 50% do fosfato disponvel adsorvido pelo mate-rial em suspenso.

    Figura 5: Assoreamento do rio Paraba do Sul.

    Metais pesados:as atividades que o homem exerceatualmente acrescentam ao meio ambiente, atravs dedespejos no controlados, quantidades de metais que sesomam as resultantes do intemperismo natural de rochas.Esta crescente contaminao foi ignorada at o trgico e-

    vento de Minamata, Japo. Em 1932 se instalou na cidadeuma indstria de fabricao de acetaldedo. A indstriacresceu e com ela cresceu o lanamento de seus efluentesricos em mercrio no mar. O metal se acumulou nos pei-

    xes da regio e conseqentemente chegou populao.Centenas de pessoas morreram devido aos efeitos da into-xicao por mercrio e muitas outras dezenas sofreramcom as deformaes ocorridas com os fetos durante a gra-

    videz (Scliar, 2003). A partir da, pode-se observar ummaior interesse na determinao dos metais pesados.

    A maior preocupao com os metais a bioacumu-lao destes pela flora e fauna aqutica que acaba atingin-do o homem, produzindo efeitos subletais e letais, decor-rentes de disfunes metablicas.

    A presena de diferentes metais em um sistema a-qutico pode, em decorrncia de efeitos antagnicos re-sultar na sensvel diminuio da toxicidade desses metais,comparando com a soma de suas toxicidades quando pre-

    sentes individualmente.Destacam-se por sua toxidez os metais cdmio, cro-

    mo, mercrio, nquel, chumbo e, em menor grau cobre ezinco, os quais sero discutidos a seguir.

    Cdmio: a exposio a esse metal causa sintomasparecidos aos de envenenamento por alimentos. A acu-mulao deste metal no homem resulta na doena Itai-

    Itai, que produz problemas de metabolismo do clcio, a-companhado de descalcificao, reumatismo, nevralgias eproblemas cardiovasculares (Train, 1979). Altas concen-traes acumuladas nos organismos destroem o tecido tes-ticular e as hemcias sangneas e podem levar a efeitosmutagnicos e teratognicos (Manaham, 1994).

    As concentraes de cdmio podem atingir de 100 a1000 vezes mais que as concentraes encontradas na -gua.

    O acmulo de cdmio em solos na vizinhana deminas e fundies pode resultar em altas concentraesnas guas prximas. O cdmio normalmente despejadona gua por indstrias de perfumaria, cimento, cermica,refinarias de petrleo, reatores nucleares, txteis, de clare-amento de metais, plsticos, fabricao de carvo ativadoe de produtos fotogrficos(Martin et al., 1976). Pereira(2003) observou que na poro norte da Lagoa dos Patos,as concentraes de cdmio eram maiores nos meses demaior descarga do principal tributrio (rio Guaba), com-portamento semelhante ao encontrado por Michel (2000)no esturio de Gironde, tendo em vista que nas maioresdescargas esto contidas as concentraes mais altas decontaminantes provenientes da bacia de drenagem.

    Cromo:o cromo um metal muito resistente e pou-co abundante. utilizado para curtir couro e emlaboratrios para limpeza de vidrarias.

    O cromo um metal extremamente txico na suaforma hexavalente, o qual lanado no meio aquticopor indstrias de diversas origens, como curtumes, cro-magem de metais, preparao de corantes, explosivos, ce-rmicas e papel. tambm originado do tratamento deminerais, na metalurgia, em industrias eletroqumicas decromados e cido crmicos e produtos fotogrficos(Martin et al., 1976).

    O estado do Rio Grande do Sul o maior produtorde couro do Brasil, com 23% da produo nacional (cercade 243632,1 ton/ano; FONTE: Associao das Indstriasde Curtume do Rio Grande do Sul). Esta atividade indus-trial tem na etapa de curtimento do couro a aplicao desais de cromo, os quais posteriormente so descartadosnos rios que acabam desaguando na lagoa. Apesar dagrande quantidade de couro produzido, o processo decurtimento, aparentemente, no influncia nas concentra-es de cromo encontradas na Lagoa dos Patos. Isso sedeve ao fato de que o contedo de Cr adicionado ao sis-tema, no suficiente para alterar as concentraes nocorpo da lagoa, pois a mesma possui um grande volumetotal de gua, resultando na diluio deste contaminante(Pereira, 2003).

    Nunes (2000) observou que na cidade de Urnia emSo Paulo as concentraes de cromo na gua estavam a-cima dos limites aceitveis ambientalmente, aps um in-tenso estudo foi concludo que as altas concentraes e-ram conseqncia dos minerais primrios encontrados naregio, constituindo uma fonte natural de contaminao.

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    Mercrio: o mercrio combina-se fortemente comprotenas dos seres vivos, e age especificamente sobre ostecidos dos rins, destruindo a capacidade destes rgos deremover do sangue produtos de eliminao (Coelho,1990). A intoxicao por mercrio pode ainda causar adestruio de clulas nervosas, gerando paralisia, irritabi-lidade, insanidade e depresso.

    No mbito do plncton o mercrio e, sobretudo oscompostos organo-mercricos reduzem a fotossntese dofitoplncton. Em meio redutor rico em sulfeto, este metalpode apresentar-se precipitado associado com os sulfetos,formando assim molculas de solubilidade muito baixa oque acaba enriquecendo o sedimento.

    No meio urbano podemos destacar como fontes demercrio os termmetros e barmetros jogados no lixo, eresduos de clnicas odontolgicas.

    O mercrio um dos componentes freqentementeencontrado nos fungicidas, em indstrias farmacuticas ede energia atmica, encontrado tambm nas tintas anti-incrustantes usadas em embarcaes, na indstria de PVCe na garimpagem de ouro (Baumgarten e Pozza, 2001). Omaior dos acidentes com o mercrio foi o de Minamata,j mencionado anteriormente.

    Nquel: um metal trao (pouco concentrado) queocorre na natureza em meteoritos e em depsitos natu-rais, podendo tambm ser proveniente do derramamentode leo cru.

    Contaminaes ambientais por nquel podem causaralteraes dos processos metablicos, problemas respira-trios e dermatites (Coelho, 1990).

    usado na fabricao de ligas, tais como as usadasna cunhagem de moedas, na obteno de ao inoxidvel eem fios (Von Sperling, 1995).

    Durante estudo dos processos que determinam aqualidade da gua da Lagoa dos Patos, Pereira (Pereira,2003) observou a adio de nquel em praticamente todalagoa, isso se deve a rpida mudana de salinidade do sis-tema que favorece as reaes de troca relativas a este me-tal, mesmo comportamento verificado por Hatje (2001)no esturio de Port Jackson na Austrlia.

    Chumbo: um metal pesado perigoso na sua formadissolvida, principalmente na forma inica, pois assim,est disponvel para ser assimilado pela biota aqutica,podendo atingir concentraes 1400 vezes maiores que asencontradas na gua. No sendo essencial ao metabolis-mo celular, txico mesmo em pequenas concentraespodendo provocar inibies em algumas enzimas e altera-es no metabolismo das clulas.

    Em peixes, uma contaminao por chumbo podeprovocar leses nas brnquias e inibies nas trocas deoxignio/gs carbnico (Martin et al., 1976). O homemquando ingere animais contaminados por chumbo tam-bm bioacumula o metal, podendo apresentar alteraesno sistema nervoso, sangneo e problemas renais, almde poder contrair o saturnismo, que pode provocar o re-

    tardamento mental e anemia em crianas (Manaham,1994).

    As indstrias que mais lanam chumbo na gua soas refinarias de petrleo e de cermica. A atividade de mi-nerao e resduos de grficas tambm apresentam gran-des quantidades deste metal.

    Alguns casos de envenenamento por chumbo foramregistrados em Bauru no estado de So Paulo, onde umaindstria de baterias e acumuladores eletromotivos estavalanando seus efluentes ricos em chumbo no manancialda regio (Poluio por chumbo em Bauru, 2003).

    Cobre:concentraes elevadas de cobre representamuma ameaa para a biota aqutica, pois tem uma grandecapacidade de se bioacumular em determinados tecidos

    vivos, magnificando suas concentraes ao longo da ca-deia trfica, atingindo o homem. Alm disso, pode deses-truturar algumas protenas enzimticas essenciais ao ser

    vivo.De modo geral, a toxicidade do cobre aumenta com

    a sua solubilidade, a adsoro do cobre influenciada pe-las variaes de temperatura, salinidade, pH e dureza dagua que modificam a permeabilidade dos tecidos agindosobre a velocidade do metabolismo e, da sua excreo(Coelho, 1990).

    Os compostos de cobre so venenosos e utilizadoscomo fungicidas. Como exemplo, pode-se citar o sulfatode cobre, indicado para controlar diversas enfermidadesdos vegetais. Alm disso, usado em piscinas para impe-dir o crescimento de alga, ainda utilizado em tintas an-tiincrustantes para pintura de cascos de embarcaes(Frana, 1998).

    Pereira (Pereira, 2003) constatou adio de cobre emtodas pores da Lagoa dos Patos. Segundo o autor naparte norte da lagoa, que est sob influncia do rio Gua-ba as fontes de cobre so os efluentes da zona industrial edespejos de gua provenientes de esgotos. Na parte cen-tral, desgua o rio Camaqu, que capta guas provenientesde plantaes, onde o cobre est na composio de mui-tos defensivos agrcolas e nas atividades de minerao(Rosa, 2002). Na parte sul da lagoa os aportes de cobreso provenientes das guas do canal So Gonalo, que re-cebe uma grande quantidade de despejos de esgotos da ci-dade de Pelotas.

    Zinco: em baixas concentraes pouco nocivo pa-ra mamferos e peixes, pois tem carter no-acumulativo e um nutriente essencial ao metabolismo celular. Entre-tanto, a ingesto de sais de zinco solveis em altas con-centraes pode afetar o tubo digestivo. O excesso destemetal bioacumulado pode causar mudanas adversas namorfologia e fisiologia dos peixes. Quando em concen-traes demasiadamente altas pode resultar no enfraque-cimento geral e alteraes histolgicas amplas em muitosrgos (Water quality criteria for water, 1976).

    As indstrias que mais lanam zinco no meio hdri-co so as metalrgicas, de galvanoplastia, de tintas e inse-ticidas, farmacuticas, de produtos luminescentes e de fi-

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    bras. Pode ainda chegar ao meio aqutico atravs de rejei-tos da atividade de minerao e de efluentes domsticosno- tratados (Martin et al., 1976).

    Parmetros Biolgicos

    Coliformes:Os coliformes representam um parme-tro microbiolgico. Os coliformes so capazes de desen-

    volver cido, gs e aldedo, na presena de sais biliares ouagentes tensoativos (detergentes). As bactrias do grupocoliforme so consideradas indicadores primrios da con-taminao fecal das guas.

    Coliformes fecais compreendem apenas uma porodo grupo coliformes totais e tm maior significncia naavaliao da qualidade sanitria do ambiente sendo prefe-renciais s anlises apenas de coliformes totais, menos es-pecficas.

    Portanto, os ndices de coliformes fecais so bonsindicadores de qualidade das guas em termos de polui-o por efluentes domsticos (Baumgarten e Pozza, 2001).

    Um exemplo tpico de poluio por coliformes apraia do Laranjal em Pelotas, que por muitos anos apre-sentou ndices de balneabilidade inadequados devido presena de altas concentraes de coliformes provenien-tes dos despejos de esgotos domsticos no Canal SoGonalo, que desgua na Lagoa dos Patos prximo aobalnerio (Lautenschlger, 2003).

    As concentraes limites de cada um destes parme-tros dependem do tipo de corpo dgua que est sendoavaliado, as relaes entre concentraes e tipo de corpodgua sero discutidas no enquadramento dos sistemashdricos.

    FATORES QUE AFETAM O COMPORTAMEN-TODOS POLUENTES

    Ao atingirem os corpos dgua os poluentes sosubmetidos a diversos mecanismos fsicos, qumicos e bi-olgicos. Estes mecanismos alteram o comportamentodos poluentes e suas respectivas concentraes, o que po-de ser benfico ou no.

    Os fatores que afetam o comportamento dos polu-entes so:

    Diluio:refere-se reduo da concentrao do po-luente quando este atinge o corpo dgua. A diluio s efetiva se a concentrao do poluente no corpo dgua significativamente menor do que no efluente que esta sen-do lanado.

    Ao hidrodinmica: fenmeno associado ao des-locamento da gua nos corpos hdricos. O transporte dospoluentes afetado pelo campo de velocidades no meio,ou seja, quanto mais intenso o campo de velocidades,mais rapidamente o poluente ser afastado do ponto dedespejo.A dinmica do sistema tem grande influncia so-bre o processo de diluio, que ocorre por difuso mole-

    cular ou turbulenta. Os movimentos intensos de gua fa-vorecem as trocas gasosas, mas podem resultar na ressus-penso de contaminantes.

    Ao da gravidade:pode favorecer a sedimentaodos contaminantes que sejam mais densos que o meio li-quido no qual se encontram.

    Luz: a presena de luz a condio necessria para apresena de algas, as quais so fontes bsicas de alimentopara a biota aqutica, alm de produzir oxignio durantea fotossntese.

    Temperatura:influencia vrios processos que ocor-rem nos corpos d gua (cintica das reaes qumicas,atividade microbiolgica e caractersticas fsicas do meio).

    Ao microbiolgica:contaminantes biodegradveistm a sua concentrao reduzida pela ao de microrga-nismos presentes no meio aqutico. O processo de redu-o da concentrao de contaminantes por microrganis-mos conhecido como autodepurao, e contempla as se-guintes etapas: a) decomposio da matria orgnica, que quantificada por meio da Demanda Bioqumica Oxig-nio (DBO); b) recuperao do oxignio dissolvido ou rea-erao. O processo de autodepurao depende do poten-cial poluidor do despejo, concentrao o oxignio dissol-

    vido na gua, caractersticas hidrodinmicas do corpo eda temperatura.

    USOS DA GUA

    A gua elemento necessrio para quase todas ativi-dades humanas, sendo ainda, componente da paisagem edo meio ambiente. Os setores usurios da gua so osmais diversos, com aplicaes e para inmeros fins. A uti-lizao pode ter carter consuntivo, quando a gua deri-

    vada do seu curso natural, somente retornando em parte,descontadas as perdas, como as da evaporao. Alguns u-sos dispensam a derivao, no so consuntivos e no al-teram a qualidade, mas podem alterar o regime, o que a-contece, por exemplo, com a construo de barragens deregularizao de vazes.

    A tabela 3 apresenta uma classificao sistemticados usos da gua e suas principais caractersticas.

    ENQUADRAMENTO DOS CORPOS DGUA NOBRASIL

    O enquadramento uma classificao dos sistemashdricos, de acordo com o tipo de corpo dgua e os usosdestes mananciais.

    O conselho Nacional do Meio Ambiente -CONAMA dividiu os sistemas em nove classes, segundoseus usos preponderantes:

    guas doces (salinidade menor ou igual a 0,5%)

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    Classe especial: so as guas destinadas:a) ao abastecimento domstico sem prvia ou comsimples desinfeco;b) preservao do equilbrio natural das comuni-dades aquticas.

    Classe l: so as guas destinadas:a) ao abastecimento domstico aps o tratamentosimplificado;b) proteo das comunidades aquticas;c) recreao de contato primrio (natao, mergu-lho, etc.);d) irrigao de hortalias que so consumidas cru-as e frutas que se desenvolvem rentes ao solo e quesejam ingeridas cruas sem remoo de pelculas;e) criao natural e/ou intensiva de espcies desti-nadas a alimentao humana.

    Classe 2: so as guas destinadas:a) ao abastecimento domstico aps o tratamentoconvencionai;b) proteo das comunidades aquticas;c) recreao de contato primrio (natao, mergu-lho, etc.);d) irrigao de hortalias e frutferas;e) criao natural e/ou intensiva de espcies desti-nadas a alimentao humana.

    Classe 3: so as guas destinadas:a) ao abastecimento domstico, aps tratamentoconvencional;b) cultura de arbreas, cerealferas e forragens;c) dessedentao de animais.

    Classe 4: so as guas destinadas:a) navegao;

    b) harmonia paisagstica;c) aos usos menos exigentes.

    guas salinas (salinidade entre 0,5 e 30%)

    Classe 5: so as guas destinadas:a) recreao de contato primrio;b) proteo das comunidades aquticas;c) criao natural e/ou intensiva de espcies desti-nadas alimentao humana.

    Classe 6: so as guas destinadas:a) navegao comercial;b) harmonia paisagstica;c) recreao de contato primrio.

    guas salobras (salinidade maior ou igual a 30%)

    Classe 7: so as guas destinadas:a) recreao de contato primrio;b) proteo das comunidades aquticas;c) criao natural e/ou intensiva de espcies desti-nadas alimentao humana.

    Classe 8: so as guas destinadas:a) navegao comercial;b) harmonia paisagstica;c) recreao de contato secundrio.

    Portanto, para cada uma das classes so impostosnveis de qualidade que devem ser alcanados e mantidos,os quais sero definidos a seguir.

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    J a classe 6 possui as mesmas concentraes mxi-mas da classe 5, com exceo dos coliformes fecais e totais(< 4000 e 20000), DBO (4 mg/L).

    Enquanto que as guas da classe 8 tm os mesmoslimites da classe 7 com exceo do pH (5 a 9), oxignio (>3 mg/L) e coliformes fecais e totais (< 4000 e 20000NMP).

    A referida resoluo apresenta algumas deficinciasquanto ao estabelecimento dos limites citados, que serodiscutidos a seguir.

    Segundo Baumgarten e Pozza (2001), a concentraode amnia de 0,4mg/L definida como limite para as clas-ses 5 e 7 muito tolerante, j que nem mesmo para ambi-

    entes contaminados tal concentrao encontrada. A au-tora recomenda que o mais adequado seria adotar o limitede 0,2mg/L, valor estipulado pelo FEPAM para guas sa-lobras no enquadramento da Lagoa dos Patos.

    O nitrognio amoniacal (amnia + on amnio) um parmetro indicador de poluio orgnica e muitoutilizado em analises ambientais, porm o CONAMA de-

    finiu sua concentrao apenas para a classe 3. Baumgartene Pozza (2001) recomendam que a definio dos limitesdeste parmetro poderiam se basear na citao de Aminot& Chaussepied (1983) de que as concentraes normais denitrognio amoniacal ficam em torno de 0,014mg/L.

    Entretanto, de uma forma geral, na definio dasconcentraes limites o melhor seria fazer um histricodas concentraes de nitrognio amoniacal comumenteencontradas em locais da regio considerada, sem aportede matria orgnica, e ento esses valores poderiam norte-ar a definio dos limites. Estas consideraes valem tam-bm para o fosfato, j que este somente referido na Re-soluo n 20 do CONAMA para guas doces e marinhas.

    Baumgarten e Pozza (2001) consideram os limites denitrito e nitrato muito altos, pois apesar deste compostosterem baixa toxicidade, praticamente todas as concentra-es mximas j registradas em ambientes costeiros e cita-das na literatura no costumam chegar nem a metade do

    valor estipulado pelo CONAMA, mesmo porque em am-bientes contaminados organicamente h pouco oxignio e

    Tabela 3: Usos da gua (Silva, 1990).Forma Finalidade Tipos de uso Uso Consunti-

    voRequisitos de

    qualidadeEfeitos na gua

    Abastecimentourbano

    Abastecimento doms-tico, industrial, comer-

    cial e publico

    Baixo, cerca de10%

    Altos ou mdios,influenciando no

    custo de tratamento

    Poluio orgnica e bacteri-olgica

    Abastecimento in-

    dustrial

    Sanitrio, de processo,

    incorporao ao pro-duto, refrigerao e ge-rao de vapor

    Mdio, cerca de

    20%

    Mdios, variando

    com o tipo de uso

    Poluio orgnica, substan-

    cias txicas e elevao datemperatura

    Irrigao Irrigao artificial deculturas agrcolas se-gundo diversos mto-

    dos

    Alto, cerca de90%

    Mdios, dependen-do do tipo de cul-

    tura

    Carreamento de agrotxicose fertilizantes

    Abastecimento Domstico, desseden-tao de animais

    Baixo, cerca de10%

    Mdios Alterao da qualidade comefeitos difusos

    Com derivao deguas

    Aqicultura Estaes de psiculturae outras

    Baixo, cerca de10%

    Altos Carreamento de matria or-gnica

    Gerao hidrel-trica

    Acionamento de tur-binas hidroeltricas

    Perdas por evapo-rao do reserva-

    trio

    Baixos Alterao no regime e naqualidade das guas

    Navegao fluvial Manuteno de cala-dos mnimos e eclusa-

    gem

    No h Baixos Lanamento de leos ecombustveis

    Recreao, lazer eharmonia paisa-

    gstica

    Natao e outros es-portes de contato dire-

    to

    Lazer contempla-tivo

    Altos No h

    Pesca Com fins comerciaisde espcies de naturaisou introduzidas atra-

    vs de estaes de psi-cultura

    No h Altos, nos corposde gua, correntes,lagos ou reservat-

    rios artificiais

    Alterao da qualidade apsmortandade de peixes

    Assimilao de es-gotos

    Diluio, autodepura-o e transporte de es-gotos urbanos e indus-

    triais

    No h No h Poluio orgnica, fsica,qumica e bacteriolgica

    Sem derivao deguas

    Usos de preserva-o

    Vazes para asseguraro equilbrio ecolgico

    No h No h Melhoria da qualidade dagua

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    conseqentemente, pouco nitrato (forma oxidada donitrognio).

    Quanto aos metais, numa nova verso da Resoluodo CONAMA seria melhor que fosse especificado maisdetalhadamente se as concentraes limites referem-se forma total do metal na gua ou ao metal solvel. Pois naatual resoluo apenas para o ferro feita refernciaquanto a sua forma para as classes de gua doces e salinas.

    No que se trata da qualidade dos efluentes a seremlanado, o artigo 21 da Resoluo n 20 do CONAMAno cita limites para parmetros quimioindicadores depoluio orgnica, como fosfato, DBO, DQO. Oxigniodissolvido, nitrognio amoniacal, substncias tensoativase coliformes (Baumgarten e Pozza, 2001).

    LIMITES AMBIENTAIS DOS PRINCIPAIS PA-RMETROS DE QUALIDADE

    Na Tabela 4 esto listados os limites admissveis dosparmetros de qualidade segundo a Resoluo n 20 doCONAMA.

    Os limites da classe 2 so as mesmas da classe 1 comexceo da DBO (5 mg/L), cor (

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