Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal

Universidade do Minho Escola de Engenharia Danilo Cunha de Oliveira Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal Maio 2022 Universidade do Minho Escola de Engenharia Danilo Cunha de Oliveira Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal Dissertação de Mestrado Mestrado em Engenharia Urbana Trabalho realizado sob a orientação da Professora Doutora Maria Manuela Carvalho de Lemos Lima Maoo 2022 iii DIREITOS DE AUTOR E CONDIÇÕES DE UTILIZAÇÃO DO TRABALHO POR TERCEIROS Este é um trabalho académico que pode ser utilizado por terceiros desde que respeitadas as regras e boas práticas internacionalmente aceites, no que concerne aos direitos de autor e direitos conexos. Assim, o presente trabalho pode ser utilizado nos termos previstos na licença abaixo indicada. Caso o utilizador necessite de permissão para poder fazer um uso do trabalho em condições não previstas no licenciamento indicado, deverá contactar o autor, através do RepositóriUM da Universidade do Minho. Licença concedida aos utilizadores deste trabalho Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal iv Danilo Cunha de Oliveira AGRADECIMENTOS Para que esse trabalho fosse desenvolvido houve grande apoio psicológico e financeiro dos meus pais a quem dedico esses agradecimentos, assim como, ao meu irmão que mesmo em momentos adversos foi capaz de me fazer rir e seguir em frente. Agradeço também aos meus colegas de apartamento, nomeadamente: Grígorio, André, Wolney, Sidney e Eduardo que me ergueram durante toda essa época de pandemia e atuaram e atual como parentes em terras lusitanas. Agradeço a minha orientadora por toda a paciência que teve comigo, principalmente no que tange às mudanças da linguagem brasileira para a portuguesa. Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal v Danilo Cunha de Oliveira DECLARAÇÃO DE INTEGRIDADE Declaro ter atuado com integridade na elaboração do presente trabalho académico e confirmo que não recorri à prática de plágio nem a qualquer forma de utilização indevida ou falsificação de informações ou resultados em nenhuma das etapas conducente à sua elaboração. Mais declaro que conheço e que respeitei o Código de Conduta Ética da Universidade do Minho. Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal vi Danilo Cunha de Oliveira Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal Resumo A ocorrência de secas tem tornado o planeta mais sucetível a escassez nos últimos anos. Portugal não se distingue do cenário mundial, sendo o início de 2022 já marcado por baixos níveis pluviométricos em todo o país, que dificultam a agricultura, a indústria, os serviços, a recreação e a saúde. Em contra partida, a água residual produzida ainda é um problema a ser solucionado, principalmente quando os recursos hídricos que recebem o efluente estão em baixos níveis. Em função da problemática de seca, em consonância com prover um destino correto da água residual, a economia circular promove a ideia de transformar resíduos de uma linha de produção em um novo produto, na situação em questão a água residual em água para reutilização. A região norte também é afetada pela atual seca de 2022 e por isso, há a necessidade de alternativas para melhor gerir os recursos em busca de minimizar a problemática. O presente trabalho busca averiguar a potencialidade da região norte em transformar o resíduo, água residual, em recursos, água para reutilização. Desse modo, foram utilizados dados provenientes da ERSAR, INE, SNIAmb e PGRHs visando caracterizar a produção de água residual, suas redes, entidades em baixa e em alta e qualidade de modo indireto, bem como o consumo das regiões hidrográficas. Os resultados foram apresentados em mapas de modo a melhor ilustrar as diferenças das entidades em baixa, há grande diferença entre os concelhos nortenhos. As cidades da região metropolitana do Porto e Braga adquirem destaque não somente na quantidade de água residual produzida, mas também na sua capacidade de tratamento, no que se refere os serviços em baixa. Por outro lado, percebe-se que as entidades gestoras em alta são as que mais tratam águas residuais haja vista que, de todo o caudal tratado, cerca de 56,20% pertence ao serviço em alta. Foi possível concluir que globalmente, a região norte seria capaz de substituir até 25,27% do seu consumo de água de abastecimento para fins não potáveis por água para reutilização se fossem criadas as infraestruturas necessárias para tal. Palavras-Chave: Água para reutilização, Economia circular, Região norte de Portugal. Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal vii Danilo Cunha de Oliveira Evaluation of availability and uses of water reuse in the northern region of Portugal. Abstract The occurrence of droughts has made the planet more susceptible to water shortages in recent years. Portugal is no different from the rest of the world; the beginning of 2022 was already marked by low rainfall levels across the country, which hampers agriculture, industry, services, leisure, and health. On the other hand, the wastewater is still a problem to be solved, especially when the water resources that receive the effluent are at low levels. Due to drought problems, and in order to give a good destination to wastewater, the circular economy promotes the idea of converting the waste of a certain production line into a new product. In this case, converting wastewater into water for reuse. The northern region is also being affected by the current drought of 2022 and for that reason, there is a need for alternative measures for managing the resources better in order to minimize this problem. This project investigates the capability of the northern region in converting waste (wastewater) into resources (water for reuse). Therefore, data from ERSAR, INE, SNIAmb and PGRH were used so as to report the production of wastewater and also their wastewater networks, entities with low and high services, its quality in an indirect way and finally the consumption of the basin districts. The results were presented through maps in order to exemplify in a better way the differences of the entities with low services, such that there are great differences between the northern municipalities. The cities in the metropolitan region of Porto and Braga are highlighted not only in the amount of wastewater produced, but also in their treatment capacity, in terms of low services. On the other hand, it can be seen that the high services managing entities are the ones that treat most of the wastewater, given that, of all the flow treated, about 56.20% belongs to the high service. It was possible to conclude that globally, the northern region would be able to replace up to 25.27% of its water supply consumption with water for reuse if the necessary infrastructures were built. Keywords: Water reuse, Circular economy, Northern region of Portugal. Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal viii Danilo Cunha de Oliveira ÍNDICE 1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................................... 1 1.1. OBJETIVOS: ..................................................................................................................... 4 1.1. ESTRUTURA: .................................................................................................................... 5 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................................... 7 2.1. Escassez .......................................................................................................................... 7 2.2. Economia circular .......................................................................................................... 11 2.3. Água para reutilização ................................................................................................... 13 2.4. Usos da reutilização ....................................................................................................... 17 2.5. Qualidade da água residual ............................................................................................ 19 2.5.1. Sólidos ...................................................................................................................... 21 2.5.2. Matéria orgânica ........................................................................................................ 24 2.5.3. Nutrientes ................................................................................................................. 27 2.5.4. Organismos patogénicos ............................................................................................. 31 2.6. Tratamento da água residual ......................................................................................... 33 2.6.1. Tratamento preliminar ............................................................................................... 34 2.6.2. Tratamento primário .................................................................................................. 35 2.6.3. Tratamento secundário .............................................................................................. 37 2.6.4. Tratamento terciário .................................................................................................. 42 2.6.5. Desinfecção ............................................................................................................... 48 3. METODOLOGIA ....................................................................................................................... 54 3.1. Método de análise e obtenção de dados ......................................................................... 56 3.1.1. Métodos de análise de obtenção de dados relativos à águas residuais ........................... 56 3.1.2. Métodos de análise de obtenção de dados relativos ao consumo de água ...................... 59 3.2. Identificação da área de estudo e método de geração de mapas ...................................... 61 3.2.1. Identificação da área de estudo................................................................................... 61 3.2.2. Método de elaboração dos mapas ............................................................................... 63 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ...................................................................................................... 66 4.1. Resultados da disponibilidade de água residual .............................................................. 66 4.1.1. Disponibilidade de água residual dos serviços em baixa ................................................ 66 4.1.2. Disponibilidade de água residual dos serviços em alta ................................................... 83 4.2. Resultados dos usos possíveis de ApR ............................................................................ 86 4.3. Discussão ...................................................................................................................... 91 5. CONCLUSÃO ......................................................................................................................... 101 5.1. Recomendações .......................................................................................................... 103 Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal ix Danilo Cunha de Oliveira REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................................103 ANEXO A.......................................................................................................................109 ANEXO B........................................................................................................................117 Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 4 água residual a ETAR é garantir a segurança do recetor da água de reuso, de maneira a assegurar a quantidade e qualidade necessária no recetor. Ao que tange o usuário da água de reuso, ou seja, o recetor, pode destinar o recurso para paisagismo, demais usos urbanos, regas e industrias como disposto no primeiro parágrafo do artigo 2º do Decreto-Lei nº 119/2019 (DRE, 2019). Vale ressaltar que a legislação em questão deixa clara a necessidade de licenciamento para operação e utilização, também tratando sobre operadores e utilizadores distintos para uma mesma água residual reutilizada. O processo de licenciamento para ambos os casos é rigoroso e depende fundamentalmente da qualidade fornecida pelo operador atrelada ao uso dado ao utilizador. Em função desse conjunto é definido um enumerado de padrões de qualidade que devem ser garantidos durante o funcionamento do projeto (DRE, 2019). Embora esperadas, as alterações climáticas podem causar problemas antes que os preparos estruturais, sociais e económicos tenham sido concluídos. O ano de 2022 começou com seca no seu ano hidrológico com valores pluviométricos inferiores aos normais desde outubro de 2021 (IPMA I. P., 2022). A ocorrência da seca manifestou-se nas fases finais de uma pandemia que trouxe não somente questões problemáticas de saúde, mas também económicas e políticas. A motivação do presente trabalho dá-se em função da necessidade de se utilizar água para reutilização em diversos usos, apresentando, assim, uma nova possibilidade para o cenário português em que a água residual após tratamento deixa de ser um resíduo e passa a ser um recurso. O intuito é perceber o quanto a região norte possui capacidade de transformar o problema, que hoje são as águas residuais, em solução, para fins não potáveis, em um futuro, reduzindo os problemas causados por mudanças climáticas geradas natural ou antropologicamente. 1.1. OBJETIVOS: Diante da problemática da escassez, em consonância com a oportunidade do reuso de água, o presente trabalho propõe-se estudar a região norte de Portugal, a fim de perceber as possibilidades inerentes à sua produção de água residual em face aos seus usos. Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 5 Para tal, o trabalho pretende estudar a primeira fase de um processo de avalização de potencial de reutilização de águas, com enfoque em termos quantitativos e medições indiretas em termos qualitativos. Para execução do mesmo há a necessidade de se buscar dados na literatura académica e dados técnicos sobre a região norte, no que tange aos seus concelhos e respetivas entidades gestoras de serviços de águas residuais, quer em baixa, quer em alta. Com o intuito de tornar os dados mais claros e visuais, foi considerado como objetivo a elaboração de mapas temáticos em consonância com tabelas e quadros com os dados originais. Para que esse objetivo específico fosse atingido, houve a necessidade de se pesquisar dados geográficos referentes ao norte de Portugal no que se refere aos seus concelhos, distritos e regiões hidrográficas. Visando adquirir relações de consumo da região norte de Portugal, o presente trabalho objetivou encontrar dados referentes às regiões hidrográficas que engloba. Procurou-se assim criar não somente um trabalho relativo ao planeamento dos recursos hídricos portugueses, mas também ao planeamento municipal e dos distritos, de forma a gerar resultados que englobassem as diferentes formas de planeamento e a gestão da água como um todo. 1.1. ESTRUTURA: O presente trabalho foi subdivido em 5 capítulos. Após este capítulo inicial introdutório, o segundo capítulo trata da revisão bibliográfica. Assim o segundo capítulo, encontra-se estruturado em 6 pontos, de modo a gerar subtópicos: 2.1 que faz referência à escassez global, europeia, portuguesa e do norte de Portugal; 2.2 que trata da origem e dos caminhos da economia circular; 2.3 que trata mais diretamente da reutilização da água residual enquanto que o 2.4 apresenta casos no mundo; os subtópicos 2.5 e 2.6, por sua vez, tratam dos parâmetros de qualidade das águas residuais e dos metódos de tratamento de cada parâmetro de qualidade. O capítulo 3 explana sobre a metodologia do trabalho. Encontra-se estruturado em dois subtópicos. O primeiro trata do método de obtenção de dados e do modo como os mesmos foram tratados para consumo de água e produção de águas residuais. Por sua vez, o item 3.2 trata do método usado para gerar os mapas e a identificação da área de estudo. Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 6 De forma geral o capítulo 4 apresenta os resultados da dissertação, sendo divido de modo a abranger a primeira etapa do trabalho no item 4.1 que aborda a produção de água residual, onde é mais produzida e suas condições. Enquanto que no item 4.2 explana sobre o consumo de água e onde a água residual se poderia tornar um recurso em forma de água para reutilização. O subtópico 4.3, por sua vez, apresenta o resumo dos principais resultados obtidos nos demais subtópicos com o intuito de discutir os resultados em conjunto. Por fim, o capítulo 5 resume as dicussões mais importantes do trabalho bem como apresenta as considerações do autor para trabalhos futuros. Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 7 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1. Escassez Diversos são os desafios que acompanham a trajetória humana durante os anos, sendo eles disputas territoriais ou talvez problemas sociais nomeadamente o racismo, o machismo e a homofobia, ou guerras e intervenções militares. Dentre tantos conflitos presentes na atual realidade humana há, também, a falta de água potável para uma parcela da população. A Organização Mundial da Saúde (OMS, 2019) alerta para os problemas de saúde decorrentes da água contaminada consumida, alavancando o número de casos de cólera, disenteria, diarreia, hepatite A, poliomielite e febre tifoide. Entretanto, a OMS não se restringe a doenças diretamente transmitidas por água contaminada, pontuando, também, a dengue e a esquistossomose. Estima-se que 297 mil crianças abaixo de 5 anos de idade morram de diarreia todos os anos e esse número aproxima-se de 829 mil pessoas mortas em cada ano pelo mesmo motivo (OMS, 2019). Diante deste desafio, é possível notar que no hemisfério norte, em latitudes mais próximas ao equador, existe uma maior dificuldade ao acesso à agua, havendo, ainda, uma preponderância nos países africanos (Liu et al., 2017). O autor ressalta que nos países africanos o stress hídrico não ocorre somente pela ausência de água, mas também por falta de infraestruturas que tratem e conduzam o recurso, dessa maneira, fatores económicos e sociais contribuem para uma maior escassez. Por sua vez, o continente europeu não se encontra livre de problemas relativos a água. A necessidade do líquido não somente para potabilidade, mas também para demais usos domésticos, industriais, paisagísticos e rurais corroboram para um caudal superior aos usufruídos no século passado. Dessa maneira, novas fontes de água se tornaram necessárias, entretanto, nem todos os países possuem mais reservas do que recursos a serem explorados. A European Environment Agency (EPA) (2012) evidencia a escassez presente em Ancara, Turquia, entre os anos de 2006 e 2008, período esse em que os reservatórios atingiram 5 % do seu volume normal. A EPA cita como um fator causador do problema o aumento populacional urbano na cidade, uma vez que em 1927 a população aproximava-se de 75 mil habitantes e a atual projeção para 2025 é de 7,7 milhões de habitantes. Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 8 O ocorrido na Turquia pode-se refletir nos demais países europeus, onde locais com algum grau de stress hídrico tenderão a piorar, enquanto regiões com ausência de tais problemas terão uma predisposição a adquirir (EPA, 2012). A justificativa dada está no aumento da densidade populacional urbana, em consonância com as alterações climáticas, nomeadamente: redução dos índices pluviométricos e escoamento superficial. A redução do índice pluviométrico é uma realidade em Espanha e é projetado que entre 2011 e 2040 ocorra uma perda de 5 %, enquanto que a longo prazo se acredita que ocorra uma redução de até 17 % em 2100 (Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas, 2011). Embora o índice pluviométrico seja um fator preponderante para a manutenção de rios, lagos e aquíferos e consequentemente da água captada para abastecimento, Francés et al. (2017) referem a dificuldade em estimar os efeitos certos nos recursos hídricos, uma vez que as temperaturas e os índices pluviométricos variam muito entre as diferentes regiões da Europa. Por exemplo no noroeste europeu registase uma precipitação média de 2000 mm ao ano, enquanto que no sudeste só se regista 300 mm ao ano. Por sua vez, em Portugal é possível perceber uma redução na precipitação ao longo das décadas. Em 1970 a média anual referente ao continente era de 939 mm enquanto que em 2000 essa média atingiu somente 779 mm (Instituto de metereologia, 2009). As últimas três décadas terem sido as com menor precipitação, sendo 2005 o ano mais seco dos últimos 78 anos, contudo, na década compreendida entre 2000-2009 também constam o segundo e terceiro anos mais secos, respetivamente, 2007 e 2004. Segundo o IPMA (2022) o índice pluviométrico entre outubro de 2021 e março de 2022 foi de 276,8 mm, sendo o menor valor desde 1931, para o período onde 77% do país se encontrava nas classes severas ou extremas de seca. Embora a precipitação seja um fator importante para a ocorrência de secas é importante afirmar que essa não é a única responsável. Lopes et al. (2012) discorrem sobre os impactos do aumento da temperatura e da frequência com que cheias e secas ocorrem, enfatizando o incremento de poluentes na água, gerando problemas não somente da ordem social, mas também ambiental e económica. Os autores preocupam- -se com o aumento do nível médio da água do mar, que pode aumentar a zona salina no Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 9 âmbito superficial e subterrâneo, além de destacar a possibilidade de erosões, incêndios e rotura de barragens. O consumo de água em Portugal possui uma tendência de aumentar em função da agricultura, da indústria e do consumo humano sendo esse último com destaque para a época de verão (Lopes et al., 2012). O acréscimo do consumo em consonância com épocas de secas corrobora para um cenário de escassez. A tabela 1 apresenta valores obtidos dos Planos de Gestão de Região Hidrográfica (PGRH) em que foi utilizado o indicador Water Explotation Index Plus (WEI+) como determinante para a caracterização de uma situação de escassez e do estado de gravidade da mesma. Tabela 1: Síntese dos dados de escoamento, disponibilidade hídrica subterrânea, necessidades de consumo, disponibilidade renovável hídrica, capacidade de armazenamento na bacia, volume de afluente, WEI + e nível de escassez por Bacia e região hidrográficas Região hidrográfica (RH) Bacia hidrográfica (BH) Escoamento Disponibilidades subterrâneas Necessidades hídricas Disponibilidades hídricas renováveis Capacidade de Armazenamento existente Volume afluente WE I + Nível de escassez hm³ hm³ hm³ hm³ hm³ hm³ % 1 Minho 1329 105 160 1272 - - 3 Sem escassez Lima 1946 143 248 1849 405,5 1649,3 4 Sem escassez 2 Cávado 2107 162 336 1965 1169,6 2124,9 10 Reduzido Ave 1295 124 252 1215 21,1 1213,8 17 Reduzido Leça 114 17 38 189 - - 15 Reduzido 3 Douro 8010 1084 1183 7978 1726,91 8988 8 Sem escassez 4 Vouga 2556 445 390 2575 140,26 1892,5 8 Sem escassez Mondego 3978 795 668 4109 703,25 333,5 10 Reduzido Lis 322 177 62 426 - - 9 Sem escassez 5 Ribeiras do Oeste 437 304 206 554 7,9 289,7 38 Moderado Tejo 6273 3195 1660 7831 2546,4 6049,3 19 Reduzido 6 Sado 994 503 399 1117 618,4 959,9 36 Moderado Mira 266 62 88 245 486,6 287,4 33 Moderado 7 Guadiana 1771 406 516 1701 4603,5 1886,4 25 Moderado 8 Ribeiras do Algarve 622 388 232 793 267,9 330,2 27 Moderado Adaptado de Agência Portuguesa do Ambiente (2016). Pereira & dos Santos (2017) analisaram os dados provenientes da PGRH e em sua análise é verificado que em Portugal continental há um nível de escassez reduzido, entretanto, o acompanhamento das bacias hidrográficas com nível moderado é Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 10 necessária com o intuito de evitar que a situação atual dê origem a uma escassez mais severa e preocupante. Embora Portugal continental possua um reduzido nível de escassez é primordial frisar que, segundo a Agência Portuguesa do Ambiente (2016), a escassez reduzida compreende a utilização de 10 % a 20 %, enquanto sem escassez remete a valores inferiores a esse intervalo, e escassez moderada ao conjunto entre 20 % a 40 %. O grau de escassez reduzida pode parecer ínfimo, ainda mais quando se transposto em números, mas a sua categorização já apresenta um alerta para um país que está em processo de expansão industrial e agrícola. O elevado número de turistas no país configura um consumo da água produzida, contudo, o mesmo não se mostra expressivo se comparado com o consumo dos sectores industrial, agrícola e urbano como detalhado na tabela 2. Grande parte da água produzida em Portugal tem como destino a agricultura e a pecuária, 74,7 %, enquanto que os sectores urbano e industrial garantem um montante de 19,6 % e 5,0 %, respetivamente. Tabela 2: Volume de água em hm³ consumido por sector e por região hidrográfica. Sector Região hidrográfica Total % do total RH 1 RH 2 RH 3 RH 4 RH 5 RH 6 RH 7 RH 8 Urbano hm³ 26 61 161 103 394 25 72 47 889 19,6 Industrial hm³ 8 45 7 66 67 32 1 1 227 5,0 Agricultura e pecuária hm³ 105 266 684 571 1170 248 243 102 3389 74,7 Turismo hm³ 1 2 3 3 10 2 2 11 34 0,7 Total hm³ 140 374 855 743 1641 307 318 161 4539 100,0 Adaptado de Agência Portuguesa do Ambiente (2015). Ao analisar a relação do consumo de água na região hidrográfica das Ribeiras do Oeste e do Tejo (RH5) na tabela 2 com seu nível de escassez, tabela 1, é possível Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 11 perceber um problema nas próximas décadas, caso o consumo da região se mantenha. Grande parte do consumo desta região é destinado à agricultura e pecuária em primeira estância, sendo seguido pelo consumo urbano. Esse consumo primário pode ter de ser deslocado nos anos que se seguem devido ao stress hídrico da região. Segundo o Plano Nacional para Uso Eficiente da Água 2012-2020 o consumo de água para o setor industrial atinge um montante de 291 hm³/ano (Agência Portuguesa do Ambiente, 2012). Por seu turno, os indicadores da Entidade Reguladora dos Serviços de Águas e Resíduos (ERSAR) apontam uma produção de água residual não doméstica para a região norte de aproximadamente 33,56 hm³/ano para o ano de 2019 em serviços em baixa. 2.2. Economia circular As entidades gestoras de águas residuais em Portugal apresentam ampla concorrência, uma vez que há 10 empresas que gerem esse tipo de serviço em alta e 325 entidades gerindo em baixa (ERSAR, 2019), dessa maneira é notória a necessidade de haver um destaque entre as empresas de maneira que cada qual possua um serviço diferenciado e competitivo. No âmbito da busca por um case de negócios diferenciado, a economia circular ganha ênfase num cenário moderno. Lett (2014) enaltece que a economia circular é pautada na escola de ecologia, uma vez que sua base reside em reduzir, reutilizar e reciclar visando um menor impacto no meio ambiente. A autora reforça a ideia de que os resíduos desempenham um papel importante nessa nova maneira de se produzir, de forma que materiais que anteriormente seriam despejados em aterros ou estações de tratamento possam ser reimplantados na cadeia produtiva. O ato de reduzir baseia-se em minimizar a retirada de matéria prima do meio, atuando, assim, numa redução da extração de recursos naturais causando uma menor produção de produtos finais. Por sua vez, a União Europeia (2008) conceitua o reuso como operações que utilizem de produtos ou componentes, que não tenham sido classificados como resíduos, novamente na cadeia produtiva com as mesmas funções pela qual foram produzidos. Acerca do conceito de reciclar, sendo ele qualquer processo Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 12 de recuperação de materiais, substâncias ou produtos sendo reinseridos na cadeia com o mesmo propósito que foram gerados ou para diferentes fins. A Comissão Europeia (2017) afirma que a transição para uma economia mais circular promove oportunidades não somente para a Europa, mas também para seus cidadãos. A Comissão afirma que a aplicação dos pilares sustentáveis nessa vertente econômica trazem consigo ganhos financeiros para empresas bem como competitividade, além de possibilitar uma maior integração social no que tange empregos e oportunidades para a população. É fundamental salientar que não somente os resíduos sólidos podem ser reinseridos numa cadeia produtiva num plano de reciclagem ou reutilização, mas também a água. A reutilização de água, tal qual a sua reciclagem apresentam vantagens para a população e para a natureza, os benefícios económicos e sociais abrangem o estímulo a inovação, o aprimoramento de tecnologias de recuperação e recirculação (Lorek & Lorek, 2018). O aproveitamento pode se dar de diferentes formas, captação de água pluvial para fins não potáveis quando não for possível tratamento e potáveis quando o mesmo for possível. Além deste, o uso de água residual pode acarretar em ganhos financeiros, sociais e ambientais. Por exemplo a reutilização de águas cinzas e negras em edificações pode promover soluções para redução do consumo de água de abastecimento público em que o uso não necessite de alta qualidade do líquido, a exemplo de limpezas de pátios, rega de plantas entre outros em zonas domésticas. A Internacional water association (IWA, 2016) corrobora para a temática criando a metodologia 5R que se define por: redução, reuso, reciclagem, restauração e recuperação do recurso em um ciclo como pode ser visto na figura 1. Por sua vez, a World Business Council for Sustainable Development (WBCSD) (WBCSD, 2017) afirma que com esta metodologia garante que todas as possibilidades de mitigar riscos atrelados a água sejam desenvolvidos e mitigados. Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 13 Figura 1: Opções de implementação da abordagem 5R. Fonte: CEBDS (2018). 2.3. Água para reutilização Água residual com destino ao reuso ou água para reutilização (ApR) é aquela em que esse resíduo será reinserido na cadeia produtiva e para tal é tratado de maneira a garantir a segurança para o fim desejado (Agência Portuguesa do Ambiente, 2019). A agência explana, ainda, que água residual é aquela água previamente utilizada por algum tipo de consumidor, podendo ser proveniente de redes domésticas, industriais, urbanas e pluviais contaminadas. Ao unir essas definições é notório o elevado potencial desse recurso até então pouco utilizado. Diante de um cenário de infraestruturas pré-concebidas sem que o reuso fosse considerado, é necessário que adaptações não somente na ETAR, mas também na rede sejam pensados e realizados. Os primeiros sistemas de reutilização construídos nos Estados Unidos da América, no sul da Europa e na Austrália foram adaptações de estações centralizadas em que se acrescentaram mais unidades de tratamento a fim de garantir a qualidade do recurso para uso agrícola (Hering et al., 2013). Embora os sistemas centralizados possuam uma elevada capacidade de tratamento e consequentemente elevados caudais, a utilização de sistemas descentralizados em pequenas comunidades e aglomerados ganha destaque devido à sua flexibilidade, baixos custos com energia e, também, se distingue em função dos reduzidos custos de adaptação para reuso (Hering et al., 2013). Além de sistemas descentralizados e centralizados, a ocorrência de sistemas com unidades de tratamento fora do convencional possui valor na área da reutilização. Cita-se, a título de exemplo, o caso de Torrele, no sudoeste da Bélgica, onde foram usadas dunas para infiltração, em Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 20 possíveis no meio receptor, dessa maneira, o tratamento terá de ser mais ou menos eficaz. No cenário português, dois Decretos-Lei ganham destaque àcerca da descarga de efluente em águas superficiais, subterrâneas, solo e litorais, nomeadamente: Decreto-Lei nº 152/1997 de 19 de julho (DRE, 1997) e Decreto-Lei nº 236/1998 de 1 agosto (DRE, 1998). O primeiro decreto trata das descargas de água residuais urbanas (industriais e domésticas) em águas superficiais, além de tratar sobre a maior proteção em zonas sensíveis e menos sensíveis. A identificação das zonas sensíveis e menos sensíveis foi sendo alvo de sucessivas alterações à lei, encontrando-se atualmente em vigor os Decretos-Lei nº 198/2008, de 8 de outubro (DRE, 2008), que alterou a lista de zonas menos sensíveis do continente, definiu as áreas de influência de todas as zonas sensíveis e disponibilizou o acesso à correspondente informação geográfica, e n º 133/2015, de 13 de julho (DRE, 2015), que eliminou da classificação como zona menos sensível as águas costeiras da vertente norte da ilha da Madeira e de todas as águas costeiras da ilha de Porto Santo. O Decreto-Lei nº 152/1997 de 19 de julho (DRE, 1997) em seu texto aborda carência química e bioquímica de oxigênio, sólidos em suspensão, azoto total e fósforo total, determinando as concentrações máximas para os efluentes de ETAR, além de dispôr sobre o plano amostral de análise e o número de amostras que poderão estar ser conformidade mediante o número de amostras. No que lhe diz respeito, o Decreto-Lei nº 236/1998 de 1 de agosto (DRE, 1998) contempla não somente águas residuais, mas também águas para consumo humano, suporte de vida aquícola, águas balneares e rega. No que tange à proteção quanto às águas residuais, o decreto abrange mais parâmetros se comparado com o decreto do ano anterior, uma vez que trata não somente de cheiro, cor, pH e temperatura, mas também de diferentes tipos de azoto, fósforo e sultafo, metais pesados, óleos, detergentes, pesticidas e compostos organoloclorados, desse modo, é possível perceber a evolução com os cuidados com os meios hídricos entre os anos de 1997 e 98. Ao tratar de águas para reutilização há o Decreto-Lei 119/2019 de 21 de agosto (DRE, 2019) que acrescenta mais um conjunto de valores limites para reutilização mediante o tipo uso dado ao efluente tratado. A legislação também trata sobre o licenciamento, os riscos e planos amostrais. O decreto torna o plano amostral em função Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 21 do tipo de uso dado ao efluente tratado, desse modo a periodicidade é diferente não somente o parâmetro de qualidade, mas também para o seu uso, fator que difere do Decreto-Lei 152/1997 de 19 de julho. Os parâmetros avaliados numa estação de tratamento de água residual devem ser conjugados com a origem da água residual, uma água residual doméstica não deve ser tratada e parametrizada igual a um efluente oriundo de uma indústria. O fator origem também faz referência a subdivisões dentro de uma mesma categoria. Por exemplo o efluente de uma industria metalúrgica não será igual a um efluente de fábrica têxtil, dessa forma, os parâmetros de qualidade devem ser revistos caso a caso.Sólidos A presença de sólidos na água residual possui diferentes modos de se apresentar. Uma água residual proveniente de rede doméstica tende a possuir mais sólidos orgânicos, contudo, é notória a presença de resíduos sólidos na rede de drenagem de águas residuais, acarretando em gradeamentos como pré tratamento em estações de tratamento de águas residuais haja a vista que são considerados sólidos grosseiros (Metcalf & Eddy, 2016). Para Santos (2019) a presença desses sólidos deve ser desconsiderada para o parâmetro dos sólidos em virtude da sua dificuldade de caracterização por meio convencionais, dessa forma, a água residual bruta deve ser considerada somente após o tratamento preliminar. De maneira mais ampla, Von Sperling (2014) trata todos os contaminantes como parte constituinte dos sólidos com exceção dos gases dissolvidos. O autor ainda ressalta a amplitude do tema, requerendo diviões dentro do mesmo tendo, sendo relacionadas com o tamanho e o estado e com a natureza química do sólido. Embora a classificação dos sólidos faça sentindo quanto à sua natureza química ou física, é ainda possível apresentar subdivisões: sólidos suspensos (SS), sólidos coloidais (SC) e sólidos dissolvidos (SD) para caracteristícas físicas; sólidos orgânicos/voláteis (SV) e sólidos inorgânicos/fixos (SF) quanto a características químicas. É fundamental ressaltar que a soma de dos sólidos suspensos totais (SST) e dos sólidos dissolvidos totais (SDT) acarreta na detecção dos sólidos totais (ST) de uma amostra, o mesmo também é percebido para com os sólidos totais voláteis (STV) e sólidos totais fixos (STF) (Santos, 2019). Em função do tamanho das particulas sólidas é designado um dos grupos citados, Segundo Von Sperling (2014), convencionou-se a utilizar um papel filtro com aberturas Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 22 entre 0,45 e 2 µm, sendo aqueles sólidos que atravessem o filtro designados por sólidos dissolvidos ou sólidos não filtráveis, enquanto que os retidos são designados por sólidos suspensos ou filtráveis. Esta é uma denominação simples, que dificulta a identificação do terceiro tipo de sólidos segundo as característica físicas, já que grande parte dos SC são considerados SD segundo esta convenção. Na figura 2 está sinalizada a distinção entre os sólidos segundo suas dimensões e acresce os tipos de seres vivos e materiais existentes em cada categoria. Figura 2: Classificação e distribuição dos sólidos em função do tamanho. Fonte: Von Sperling (2014). Por sua vez, os sólidos voláteis e fixos são diferenciados por um ensaio em que a amostra é levada a um forno (mufla) cuja temperatura está entre 500 - 550 °C, cujo intuito é calcinar o material volátil enquanto o restante dos sólidos se mantém no recipiente amostral (Santos, 2019). O autor ainda distingue que os sólidos voláteis estão relacionados com materiais orgânicos, ao passo que os fixos são atrelados a materiais inorgânicos, nomeadamente areias, argilas entre outros. Santos (2019) enaltece a importância de analisar os sólidos em estações de tratamento de água residual, haja a vista que essa análise permite com que problemas de operação das estações sejam evitados ou minimizados. Em seu trabalho, o autor exemplifica o caso de se encontrar areia de maneira indesejada num reator Upflow Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 23 Anaerobic Sludge Blanket (UASB), comprometendo a unidade de tratamento e originando uma possível redução da sua eficiência. Para além desta classificação da matéria sólida, há, também, a categoria quanto à sedimentação. Para esse efeito é depositado 1 litro de amostra no cone Imhoff por um período de uma hora, com o objetivo de promover a decantação de partículas obtendo, então, os sólidos sedimentáveis para os que se depositam no fundo do cone e os não sedimentáveis (Von Sperling, 2014). Durante a análise no cone ainda é possível vislumbrar a cor do líquido e dos sedimentos, além do odor aparente da amostra como análises secundárias (Santos, 2019). Santos (2019) ilustra a importância do parâmetro devido a problemática relativa ao intumescimento das lamas em sistemas de lamas ativadas. Na figura 3 apresentam-se de forma simplificada os métodos para adquirir as diferentes classificações da matéria sólida, além de definir todas as categorias de forma mais ilustrativa. Figura 3: Diferentes frações de sólidos em amostras de águas residuais. Fonte: Metcalf & Eddy (2016). No que tange os sólidos suspensos totais, o Decreto-Lei nº 236/1998 de 1 agosto (DRE, 1998) atribuiu como valor limite de emissão (VLE) o valor de 60 mg/L, sendo o VLE Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 24 uma média mensal onde nenhuma média diária pode exceder o dobro do VLE mensal. Por sua vez, o Decreto-Lei nº 119/2019 de 21 agosto (DRE, 2019) os valores limites variam de acordo com o tipo de uso dado a água residual, em que rega de classe A tem valor máximo permitido de 15 mg/L de sólidos suspenso totais, enquanto que as classes B, C e D permitem até 35 mg/L de SST, contudo a rega de classe E é mais branda e possibilita um valor máximo de até 60 mg/L para a variável. Embora os usos urbanos e paisagísticos (não urbanos) não delimitem um valor para sólidos, eles enquadram uma turvação máxima de 5 NTU. 2.5.2. Matéria orgânica A presença de sólidos numa água residual não impacta somente em fatores físicos relativos ao líquido, mas também em diversos outros parâmetros. Os sólidos voláteis estão atrelados à matéria orgânica e dessa maneira, estão correlacionados com a carência química de oxigénio (CQO) e com a carência bioquímica de oxigénio (CBO). A importância desses parâmetros se detêm no oxigénio presente no corpo receptor, haja vista que elevadas concentrações de CBO e CQO ocasionam elevado consumo do oxigénio dissolvido (OD) e, por sua vez, baixo teor desse pode resultar na morte de animais, enquanto que em situações mais extremas pode gerar um meio anaróbio e, assim, liberação de gases fétidos como sulfereto de hidrogénio (Santos, 2019). A CBO é conceitualmente a quantidade de oxigênio necessária para se estabilizar a máteria orgânica carbonácea por processos bioquímicos, por sua vez, a CQO defini-se pelo consumo de oxigênio para oxidação química da matéria orgânica (Von Sperling, 2014). Ambos os parâmetros retratam de forma indireta a quantidade de matéria orgânica, contudo, são variáveis utilizadas amplamente em legislações referentes a matéria orgânica no âmbito de tratamento da água residual (Von Sperling, 2014). É fundamental entender o significado de ambos os parâmetros para compreender relatórios de qualidade da água, projetar estações de tratamento e operar estações em funcionamento. Desse modo, ressalta-se que a CBO está relacionada com a máteria orgânica biodegradável ou não inerte e somente mensura esta, enquanto que a CQO afere toda a matéria orgânica, sendo ela não biodegradável/inerte ou não (Santos, 2019). Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 25 Von Sperling (2014) relaciona as duas variáveis (CQO/CBO) de maneira a indicar o tipo de fração mais presente e o tratamento mais convencional para cada situação, Santos (2019) também o faz contudo de maneira inversa ao de Von Sperling, sendo então CBO/CQO. O Quadro 1 ilustra os ponderamentos dos autores para cada situação. Von Sperling (2014) Santos (2019) CQO/ CBO < 2,5 Elevada fração biodegradável CBO /CQO ≥ 0,5 Utilizar processos biológicos de tratamento Tratamento biológico [2,5 e 4] Fração biodegradável não é elevada Verificar viabilidade de tratamento biológico < 0,3 Elevada fração não biodegradável > 4 Elevada fração inerte Tratamento físicoquímico Tratamento físico-químico Combinar ou não com tratamento biológico Quadro 1: Correlações de CQO e CBO, suas frações e tratamentos indicados. Fonte: adaptado de Von Sperling (2014) e Santos (2019). Santos (2019) enaltece que a relação CQO/CBO é vantajosa para se entender a degradabilidade da água residual e acrescenta que em esgotos sanitários brasileiros a relação encontra-se em torno de 2, enquanto que Von Sperling (2014) afirma que a mesma encontra-se entre 1,7 e 2,4 para águas residuais domésticas de 163 estações de tratamento de águas residuais nos estados de São Paulo e Minas Gerais no Brasil. O último ainda afirma que para águas residuais provenientes de indústrias essa relação varia amplamente. É comum que ambos os parâmetros sejam analisados em conjunto e para além de se conhecer mais aprofundadamente a carga orgânica, há, também, o fator tempo. O ensaio de CBO também é conhecido como CBO5,20 em virtude de ser ocorrer ao longo de cinco dias numa temperatura de 20 °C, o tempo é tal para que os microorganismos aeróbicos presentes na amostra consigam consumir a matéria orgânica ali presente (Santos, 2019). Dessa maneira, o ensaio de CQO corroborou com tomada de decisões mais urgente uma vez que sua duração aproximasse de 3 horas (Santos, 2019), a diferença em relação ao ensaio de CBO está atrelada ao fato de que serão utilizados catalisadores químicos para oxidar o material orgânico presente na amostra. Von Sperling (2014) acrescenta que o teste de CQO é vantajoso por permitir mensurar a quantidade de oxigênio necessário para estabilizar a matéria orgânica, Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 26 contudo, devido o mesmo medir a fração fixa e a biodegradável é comum que o resultado seja superestimado. O autor aponta também que o ensaio de CBO permite que seja obtida a taxa de consumo de matéria orgânica ao longo do tempo enquanto que a CQO não tem tal capacidade. A remoção de CQO pode ocorrer de maneira anaeróbia ou aeróbia em reatores especializados ou na consonância de reatores, cada tipo tem suas vantagens e desvantagens. Em processos anaeróbios a produção de lodo é reduzida em função da baixa disponibilidade de energia ocasionada pela ausência de oxigênio, dessa maneira, os microorgnismos consomem a matéria orgânica, mas não produzem grande número de novas células (CQOcel) (Santos, 2019). O material biodegradável (CQObio) é, em parte, convertido em ácidos graxos (CQOagv) que, posteriormente, será transformado em metano e sairá da fase líquida e dessa forma que grande parte da matéria orgânica é removida do sistema. Santos (2019) acrescenta, ainda, que o material orgânico não tratado em um sistema anaeróbico é formado pelo material residual (CQOresid) e CQO não recalcitrante (CQOrec). O material residual de um tratamento anaeróbico é composto por produtos de microorganismos solúveis, soluble microbial products (CQOsmp), por material orgânico que por algum motivo não foi removido no processo de tratamento e ácidos graxos que não foram transformados em metano. O quadro 2 apresenta de forma resumida o processo de produção das frações de CQO e a sua eliminação num sistema anaeróbico. Quadro 2: Balanço de CQO ao longo do processo de degradação anaeróbia. Fonte: adaptado de Santos (2019). Por sua vez, os sistemas aeróbicos possuem grande quantidade de energia o que acarreta em grande sintese celular e, consequentemente, muito lama residual, estima- Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 27 se que 50% da matéria biodegradável seja convertida na produção de novas células (Santos, 2019). Desse modo a matéria orgânica removida do sistema ocorre pela separação das lamas e da água residual nos reatores. Em processos aeróbios a produção de metano se torna inviável e, assim, a formação de ácidos gordos deixa de ocorrer (Santos, 2019). De modo geral, a CQO não removida é composta por material recalcitrante (CQOrec) e material residual (CQOsmp e CQObio). No Quadro 3 está ilustrado o balanço da CQO em um sistema aeróbico. Quadro 3: Balanço de CQO ao longo do processo de degradação aeróbia. Fonte: adaptado de Santos (2019). Ainda segundo o Decreto-Lei nº 236/1998 de 1 agosto (DRE, 1998) a presença de CQO e CBO não deve ser superior a 150 e 40 mg /L O2, respetivamente. Sendo a CBO em questão a CBO5, 20°C nas mesmas disposições de médias aritméticas e diárias dispostas para sólidos. No que tange a matéria orgânica, o Decreto-Lei nº 119/2019 de 21 agosto (DRE, 2019) abrange o mesmo padrão para todos os tipos de usos urbanos, sendo o valor máximo permitido 25 mg/L O2 para CBO5 com excessão da lavagem de carros que não tem limite. No entando, ao tratarmos de regas nota-se que o valor se altera em função da classe, sendo os valores máximos permitidos para as classes A e E respetivamente: 10 e 40 mg/L O2 para CBO5, enquanto que para as classes B, C e D iguais a 25 mg/L O2 para o mesmo parâmetro. 2.5.3. Nutrientes Numa água residual, os sólidos podem-se apresentar das mais diversas formas, seja por tamanho, natureza química ou física. A matéria orgânica também se ilustra em formatos diferentes que permitem interpretações detalhadas sobre o que há na água residual tal qual os sólidos. Não obstante dos parâmetros anteriores, os nutrientes Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 28 presentes nas águas residuais existem em abundantes formatos que dependerão do tipo de água residual, temperatura, pH dentre outros fatores, mas existem dois elementos que se destacam no meio da variedade de nutrientes: azoto e fósforo. A eutrofização é o principal fator que torna os elementos azoto e fósforo os mais analisados quando se trata de nutrientes, haja vista que são preponderantes para o crescimento exagerado de algas e plantas em meios aquáticos. A eutrofização gera problemas ambientais amplos nomeadamente: impacto visual causado pela transformação nas superfícias de lagos e represas, consumo de oxigênio dissolvido pelas conversões de azoto, mortandade de peixes por asfixia ou toxicidade causada pela presença de amónia livre, assoreamento devido à morte de animais e deposição de resíduos de algas e plantas, maus odores e doenças humanas por excesso de nitrato como a metahemoglobinemia (Santos, 2019; Von Sperling, 2014). O azoto em água residual pode ser encontrado em diferentes compostos sendo a amónia (ou sua forma ionizada), nitrito, nitrato e azoto orgânico as mais comuns. Em águas residuais domésticas o mais comum são a amónia e o azoto orgânico sendo esses dois comumente nomeados de azoto total Kjeldahl (NTK). O NTK é utilizado para estimar a demanda de oxigénio que será necessária para oxidar a parte nitrogenada em sistemas aeróbios uma vez que em sistemas aeróbios o azoto orgânico tende a se transformar em azoto amoniacal segundo a amonificação (Santos, 2019) . Em função dessas divisões foi dado como azoto total o somatório de NTK (azoto amoniacal + azoto orgânico), nitrito (NO2-) e nitrato (NO3-). Santos (2019) acrescenta ao conjunto de azotos os gases N2 e N2O, sendo o primeiro um produto da desnitrificação e o segundo como um produto da nitrificação e desnitrificação, contudo, ambos são produtos que deixam a fase líquida do sistema, mas devem ser considerados para o entendimento do balanço de azoto. O meio em que o azoto se encontra fará com que seu composto se altere, em meios com pH abaixo de 8 nota-se que a fração amoniacal se dá predominantemente no ião NH4+ enquanto que a pH igual a 9,5, metade desta fração é NH3 e o restante em NH4+ e, por fim, pH acima de 11 torna o NH3 totalitário (Von Sperling, 2014). A temperatura também altera essa fração, Santos (2019) apresenta dados que sugerem que o aumento da temperatura favorece a presença de NH3 em detrimento de NH4+ para um mesmo pH. Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 29 Os processos de transformação de azoto geram diferentes produtos e subprodutos que configuram fatores importantes para o tratamento de água residual. O processo de amonificação, como dito anteriormente, promove a transformação de azoto orgânico em amoniacal em meios aeróbios e anaeróbios, enquanto que o processo de nitrificação ocorre, preponderantemente, em meios anaeróbios produzindo nitrito em processos parciais e nitrato em processos completos oriundos de azoto amoniacal. Além desses há também o processo de desnitrificação que transforma o nitrato em gás azoto em condições anaeróbias, por último, há o processo ANAMMOX que gera gás azoto a partir de azoto amoniacal por oxidação anaeróbia utilizando de nitrito como aceptor de eletrões (Santos, 2019). A figura 4 apresenta brevemente as transformação do azoto ao longo de uma cadeia de processos que inclue a amonificação, nitrificação e desnitrificação em um processo de tratamento que contemplaria todos os processos enumerados. Por sua vez, a preocupação com o fósforo no que tange a eutrofização dá-se em função do mesmo ser considerado um nutriente limitante para o crescimento populacional das plantas em meios aquáticos principalmente em localidades quentes (Santos, 2019). O fósforo pode ser encontrado em meios aquosos como fosfatos em três formatos distintos sendo eles: ortofostatos, polifosfato e fosfato orgânico (Metcalf & Eddy, 2016). Von Sperling (2014) ressalta que os ortofosfatos e polifosfatos são produtos inorgânicos e oriundos de detergentes e produtos químicos domésticos quando se tratando de águas residuais domésticas, Santos (2019) acrescenta que grande parte do fósforo encontrado nas águas residuais está na forma inorgânica de ortofosfatos. Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 36 O tratamento primário é comumente constituído por sedfimentadores em que o tempo de retenção do líquido no sedimentador determina a quantidade de sólidos que sedimentarão, formando lamas primárias no fundo e espuma no sobrenadante, esse último é composto por diversos materiais, mas destacam-se os óleos e gorduras (Von Sperling, 2014). A presença de sedimentadores no tratamento primário permite com que haja uma remoção de 60-70% dos sólidos, além de 25-35% de CBO (Von Sperling, 2014), por sua vez, Metcalf & Eddy (2016) apresentam dados mais otimistas haja vista que contemplam uma remoção de 50-70% de sólidos e 25-40% de CBO. Os sedimentadores podem ter configurações diferentes, sendo circulares, retangulares, possuindo remoção manual ou mecanizada de lamas, utilização ou não de pré floculação, além de poderem ser associados em série e/ou em paralelo (Von Sperling, 2014; Metcalf & Eddy, 2016). A presença de lama no fundo dos sedimentadores requer remoção em tempos definidos para que a operação da mesma se mantenha eficaz, a sua realização manual exige mais tempo de paralisação do decantador tornando, assim, necessária a existência de um decantador em paralelo para que a ETAR possa funcionar continuamente. Uma das maiores desvantagens acarretada pelo sedimentador é a área que ocupa, uma vez que corresponde a uma parte significativa da estação de tratamento em função do tempo de retenção do líquido para que ocorra o processo de sedimentação. Dessa maneira, a utilzação de floculadores pré-sedimentação torna a unidade de tratamento mais compacta (Metcalf & Eddy, 2016), a adição de um coagulante tal qual sulfato de alumínio e cloreto férrico em consonância com um polímero tornam o processo de sedimentação célere. O funcionamento de uma unidade que conjuga floculadores e sedimentadores, exige a existência de pequenos tanques utilizando turbinas que mantém gradientes de velocidade de forma que os químicos se misturem com a água residual gerando flocos. Assim, estes à entrada dos sedimentadores já possuem dimensões que tornam o proccesso de sedimentação mais rápido. A escolha do polímero e do coagulante é efetuiadoa través de um ensaio JarTest, em que são testados os gradientes de velocidade, os tipos de coagulante e de polímero em amostra da água residual da estação de maneira a averiguar qual a combinação mais eficaz. (Von Sperling, 2014) salienta que, embora o processo seja otimizado, a sua produção de lama aumenta, fator que deve ser considerado em Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 37 projetos uma vez que a lama assim produzida não está estabilizada, e é portanto mais difícil de processar posteriormente. 2.6.3. Tratamento secundário Embora ocorra alguma remoção de matéria orgânica no tratamento primário em função da sedimentação de sólidos orgânicos, essa não é suficiente para tratar a água residual, dessa maneira, o tratamento secundário tem como principal objetivo remover a matéria orgânica. Diferentemente dos tratamentos preliminares e primários, o secundário utiliza não operações fisícas, mas sim processos biológicos. Um processo biológicopossibilita o contato entre a matéria orgânica presente na água residual e bactérias, protozoários, fungos e outros microrganismos, servindo-lhes de alimento (Von Sperling, 2014). Ainda segundo o autor, os microrganismos utilizam essa matéria para seu crescimento celular liberando água, gás carbónico e, em casos anaeróbios, metano. Os processos biológicos podem classificar-se como: aeróbio, anóxico e anaeróbio. Todos estes processos eliminam matéria orgânica da água residual, contudo, a presença de oxigénio nas reações biológicas dos microrganismos acarreta em produtos diferentes e quantidades distintas. A necessidade de energia para crescimento e para reações inerentes à existência dos microrganismos torna necessário falar sobre anabolismo e catabolismo, o primeiro define-se pela sintese de matéria orgânica, ou seja, o crescimento celular, enquanto que o catabolismo trata sobre a quebra de matéria orgânica, ou seja reações celulares. O metabolismo celular é a soma do anabolismo e catabolismo. Em seu livro, van Haandel & ven der Lubbe (2012) referem que as bactérias aeróbias metabolizam cerca de 67% da matéria orgânica por anabolização, ou seja, aumentam numericamente, e o restante da matéria é oxidada. Os autores sustentam esta afirmação com base no aumento bacteriano entre 0,35 g a 0,52 g de SSV por grama de CQO, sendo utilizado por eles o valor médio de 0,45 g SSV g CQO-1 que representa a sintese da massa microbiológica perante a CQO metabolisada. Todavia a relação de quanto do CQO metaboliado é anabolizado segue a taxa de 1,48 g de CQO por grama de SSV, valor esse obtido na literatura. Ou seja, para a metabolização de uma grama de CQO são: Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 38 1,48 𝑔 𝐶𝑄𝑂 𝑔 𝑆𝑆𝑉 ∗ 0,45 𝑔 𝑆𝑆𝑉 𝑔 𝐶𝑄𝑂 = 0,666 ≅ 0,67 (1) Por sua vez, os processos anóxicos ocorrem na presença de oxigénio, contudo, o mesmo pode estar agregado a moléculas, dessa forma, os microrganismos utilizam os compostos para suas reações químicas. As moléculas mais comuns são nitrato (NO3-), nitrito (NO2-) e sulfato (SO4-2) (van Haandel & ven der Lubbe, 2012). Por fim, as bactérias anaeróbias tem um crescimento celular menor que os sistemas aeróbios. Esses microrganismos necessitam de energia que se dará por meio da quebra da matéria orgânica gerando gás carbónico e metano, quebra essa que liberta energia. Embora essa reação produza energia, a proporção de CQO consumida para geração de metano é de 4 g de CQO consumida por 1 g de CH4 produzida (van Haandel & ven der Lubbe, 2012). Ou seja, para que os microorganismos anaeróbios adquiram energia é necessário que mais matéria seja consumida, se compararmos com os processos aeróbios. Van Haandel & ven der Lubbe (2012) afirmam que cerca de 5% da CQO é sintetizada pelos microrganismos, enquanto que o restante se torna metano, dessa maneira, grande parte da matéria orgânica sai da fase líquida da água residual. Em termos gerais, os processos anaeróbios produzem menos lamas do que os aeróbios, em função do anabolismo distinto dos microrganismos. Em virtude do tipo de processo biológico, do espaço presente na estação, dos gastos com manutenção e operação, são definidas as unidades de tratamento. Para os processos aeróbios destacam-se as lamas ativados e os reatores aeróbios com biofilmes (Von Sperling, 2014), dentro dessas categorias existem diversas tecnologias que permitem melhor adaptação as necessidades de tratamento. O tratamento por lamas ativadas caracteriza-se pelo passagem do afluente num tanque arejado por aeradores, dispersores e/ou sopradores que utilizam oxigénio para realizar suas reações químicas. Geram ainda flocos biológico que, por sua vez, realizaram a oxidação da matéria orgânica, e que se mantêm em suspensão devido o sistema de arejamento. Após a passagem pelo tanque arejado, a água residual é encaminhada para um decantador secundário que terá como objetivo separar as fases da mistura, as lamas assim acumuladas no fundo do decantador são ricas em bactérias, mas possuem pouco alimento. Essas lamas são, então, bombeadas para o tanque de arejamento, dessa Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 39 maneira as lamas mantêm-se ativas, originando um ambiente com grande quantidade de microrganismos dentro do tanque de arejamento. É importante salientar que eventualmente haverá a necessidade de se remover lamas do sistema para que ele se mantenha eficiente (Santos, 2019). Devido à recirculação de lamas no tanque de arejamento, o tempo de detenção hidráulico para uma sistema convencional encontra-se entre 6 a 8 horas para a fase líquida, tornando o reator menor, contudo, o tempo de detenção das lamas está na ordem de 4 a 10 dias, sendo comumente chamado de idade das lamas (Von Sperling, 2014). Para além do sistema convencional existem: arejamento prolongado em que a idade das lamas atinge cerca de 18 a 30 dias; fluxo intermitente, em que todas as etapas são realizadas no mesmo tanque eliminando a necessidade do sedimentador secundário; reatores com leito móvel que viabilizam o crescimento das bactérias em estruturas internas ao tanque; bioreatores de membranas em que a água residual é filtrada por membranas separando, assim, as fases líquidas e sólidas (Von Sperling, 2014). No que lhe diz respeito, os reatores aeróbios com biofilmes possuem superfícies de contato em que as bactérias se aderem para crescimento do biofilme, a passagem da água residual pelo biofilme acarreta no contato entre alimento e microrganismo havendo, assim, reações aeróbias que convertem a matéria orgânica e nutrientes (Metcalf & Eddy, 2016). A gama de materiais para enchimento é diversa, contemplando materiais como: brita, escória, areia, madeira e plásticos. Inicialmente o material mais utilizado era brita e os reatores possuíam alturas entre 1,25 a 2 metros, fator que sofreu alterações ao longo do tempo, haja vista que atualmente é possível encontrar reatores com 5 a 10 metros utilizando meios plásticos que permitem a presença de 90 a 95% do seu volume em zonas vazias (Metcalf & Eddy, 2016). Essa tecnologia é comumente designada por leitos percoladores de alta e baixa taxas, ambos recebem água residual por gotas ou jatos e terão o líquido percolado por entre seu enchimento coberto por biofilme, contudo, o de alta carga recebe uma concentração maior de CBO. Este diferencial acarreta na redução do tamanho do reator e redução na eficiência de remoção, haja vista que haverá mais matéria orgânica por volume do filtro gerando, contudo, gera uma lama não digerida. Para além da lama, a concentração de CBO é superior aos de baixa carga, devido o mesmo receber a Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 40 recirculação do efluente após decantador secundário visando manter o caudal e a carga equilibrados, além de trazer oxigénio e uma nova possibilidade de remoção de matéria orgânica (Von Sperling, 2014). Von Sperling (2014) ressalta o controle natural da população microbiana, o aumento do biofilme corrobora para a redução do espaço vazio entre o enchimento, em função disso, a velocidade de percolação entre os poros aumenta o que provoca o deslocamento do material aderido pela tensão de corte. Dessa maneira há a necessidade de um decantador secundário para remoção do filme biológico desprendido. Embora os processos aeróbios possuam taxas de remoção de matéria orgânica entre 80 - 90 %, esses requerem maior gasto com energia, maiores custos de implantação e operação do sistema. Por sua vez, sistemas anaeróbios possuem eficácia de 50 – 70 % para remoção de CBO, mas produzem material que pode gerar energia, além de reduzidos gastos com implantação e operação (Santos, 2019). Dentre as tecnologias utilizadas para tratamento anaeróbio, destaca-se a utilização de reatores Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) ou reatores anaeróbios de fluxo ascendente e manta de lamas. O seu funcionamento base consiste na entrada da água residual pela parte inferior do reator e seguindo um fluxo ascendente, o afluente perpassa por uma camada de lama composta por microrganismos anaeróbios e facultativos que serão responsáveis por digerir a matéria orgânica no interior do reator (Santos, 2019). As reações anaeróbios geram gás carbónico e metano, principalmente, sofrendo também de um fluxo ascendente dentro do reator. Com o intuito de reter a biomassa, encaminhar o efluente e separar os gases, foi integrado no sistema um separador trifásico e um defletor de gases (Von Sperling, 2014). Os defletores encaminham os gases para o interior do separador trifásico, enquanto que as partes sólidas e líquidas ocupam os demais espaços, na parte exterior do separador ocorre a acumulação de sólidos. Estes acumulam-se até adquirir peso osuficiente para desatrelarem do separador e cairem para o fundo do reator, onde se encontram as lamas. Na figura 5 é possível visualizar as partes componentes de um reator UASB, bem como suas denominações e sentido do efluente. Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 41 Figura 5: Representação esquemática de um reator UASB. Fonte: adaptado de Chernicharo (2016, p. 379) Para além de processos anaeróbios e aeróbios, há aqueles que utilizam ambos, como é o caso das lagoas facultativas . Estas lagoas utilizam áreas extensas e apresentam simplicidade de operação e de manutenção para tratar a água residual (Von Sperling, 2014). Trata-se de um processo natural em que o afluente percorre a unidade num tempo de detenção elevado (superior a 20 dias). Durante esse período a matéria orgânica em suspensão decanta formando lama e uma porção anaeróbia no fundo da lagoa (Von Sperling, 2014). A CBO dissolvida não decanta e é tratada pela digestão de bactérias aeróbias e facultativas. A ocorrência de fotossíntese permite a presença de oxigénio e, assim, a conversão aeróbia da matéria. Todavia, é importante que as bactérias da lagoa sejam facultativas, haja vista que durante a noite é possível que a lagoa se torne anaeróbia e, por isso, seja fundamental que os microrganismos sejam capazes de resistir à ausência e presença de oxigénio (Von Sperling, 2014). Usualmente as lagoas facultativas possuem áreas grandes para que haja maior zona com presença de luz solar, fator que acarreta em uma unidade pouco fundo (1,5 – 2 metros) (Von Sperling, 2014). Além das lagoss facultativas existem outras lagoas que utilizam processos de tratamento semelhantes e a conjugação dessas unidades permite que a área utilizada seja reduzida, como é o caso da combinação de uma lagoa anaeróbia antes de uma lagoa facultativa. Lagoas anaeróbias têm pequena área e profundidade entre 4 e 5 metros, o seu tempo de detenção está entre 2 e 5 dias, durante os quais ocorre uma decomposição parcial da matéria orgânica, removendo uma taxa de 50 a 70 %. Dessa forma, a conjugação com uma lagoa facultativa permite com que somente 30 Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 42 – 50% da matéria orgânica entre a unidade facultativa o que representa uma redução de 2/3 da área total da estação (Von Sperling, 2014). Com o intuito de reduzir ainda mais a área utilizada pelas lagoas facultativas foram anexados arejadores garantindo a oxigenação do meio, em virtude disso, foram criadas as lagoas arejadas facultativas e as lagoas arejadas de mistura completa. Ambas utilizam equipamentos para arejar, contudo, a segunda mantém o nível de arejamento elevado de maneira a formar turbulência. Essa distinção é notória ao analisar o tempo de detenção: em lagoas arejadas facultativas o tempo está na ordem de 5 a 10 dias, enquanto que nas de mistura completa é entre 2 e 4 dias (Von Sperling, 2014). Embora o arejamento elevado da mistura completa seja vantajosa para o tratamento, o mesmo requer uma lagoa de sedimentação uma vez que gera grande quantidade de lamas que necessitam de sedimentação (Von Sperling, 2014). 2.6.4. Tratamento terciário Enquanto os demais tratamentos são dedicados a sólidos e a matéria orgânica, o terciário destina-se à remoção de nutrientes presentes na água residual. Como tratado anteriormente, os principais nutrientes em questão são o azoto e o fósforo. A remoção de azoto se dá de duas formas principais, por processos biológicos em suspensão ou adsorvido (Metcalf & Eddy, 2016), contudo os processos biológicos em questão podem se divididos em três, nomeadamente: nitrificação-desnitrificação, nitratação-desnitrificação e nitratação parcial e oxidação anaeróbia de amónia (Metcalf & Eddy, 2016). O processo de nitrificação-desnitrificação consiste na oxidação de amónia para nitrito, sendo seguida de uma conversão de nitrito para nitrato com acréscimo de oxigénio formando, assim o processo de nitritificação. Por sua vez, a desnitrificação implica o consumo de carbono para transformação de nitrato a nitrito e posterior conversão de nitrito a azoto gasoso (Metcalf & Eddy, 2016). Ao analisar o processo de nitratação-desnitrificação é notória a redução nos consumos de oxigénio e carbono, esse fato deve-se a não haver transformação de nitrito em nitrato. Por outras palavras, a amónia é oxidada em nitrito em processo autotrófico e em fase heterotrófica anóxica o nitrito é convertido em azoto gasoso, esse processo Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 43 representa uma redução de 25% no consumo de oxigénio por estequiometria e 40% em carbono (Metcalf & Eddy, 2016). Por fim, a nitrificação parcial e oxidação anaeróbia da amónia utiliza o processo de nitrosação em que somente uma parte da amónia é convertida em nitrito e posteriormente a amónia restante e o nitrito são transformados em nitrato e azoto gasoso em meio anaeróbio por bactérias oxidantes de amónia (Anammox) (Metcalf & Eddy, 2016). Na figura 6 são apresentados os processos em questão, sendo a parte “a” referente ao processo de nitrificação-desnitrificação, ao “b” o processo de nitrataçãodesnitrificação e o “c” ao restante. Os procedimentos de tratamento em suspensão podem ter configurações distintas, contudo, é comum haver o tratamento de CBO e azoto no mesmo reator de lodo ativado que pode ocorrer em uma mesma câmara seguida de sedimentação. Também é possível um formato mais complexo em que numa primeira etapa a lama ativada visa remover primordialmente a matéria orgânica. Sendo seguida de uma etapa de sedimentação, após esse, o efluente é encaminhado para outra câmara de lamas ativadas seguida de sedimentação, ou seja, um processo duplo (Metcalf & Eddy, 2016). Para além da câmara dupla, é possível anexar um processo anóxico antes da segunda câmara de lamas ativadas formando, assim, um primeiro conjunto de alta taxa de remoção nas câmaras iniciais e de baixa taxa a partir do processo anóxico (Metcalf & Eddy, 2016). A primeira câmara tem baixo tempo de retenção e alta carga de matéria orgânica, enquanto que a segunda possui baixa carga e elevado tempo de retenção em função do lento crescimento das bactérias nitrificantes (Metcalf & Eddy, 2016). Na figura 7 é possível visualizar de forma simples os processos mencionados acima, respetivamente em “a”, “b” e “c”. Por outro lado, o processo de remoção de azoto biológico em meio aderente (adsorção) deve contar com a pré remoção de matéria orgânica do afluente. Isto justifica-se devido às bactérias nitrificantes podem ter o seu crescimento inibido pelas bactérias heterotróficas, por estas últimas terem taxas de crescimento elevadas na presença de matéria orgânica (Metcalf & Eddy, 2016). Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 44 Figura 6: Rotas para as reações biológicas e reações de amônia e redução de azoto orgânico: (a) nitritifcação-desnitrificação, (b) nitratação-desnitrificação e (c) nitrosação Fonte: Metcalf & Eddy (2016). Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 45 Figura 7: Configuração do processo utilizado para nitrificação biológica:(a) sistema único de crescimento suspenso de lodo, (b) sistema duplo de crescimento suspenso de lodo e (c) processo AB (sistema A com lodo ativado de alta taxa, sistema B com lodo ativadode baixa taxa de moção de nutrientes) Fonte: Boehnke, Diering, & Zuckut (1997) A remoção de fósforo no tratamento terciário pode ser efetuada de duas maneiras distintas: tratamento químico e tratamento biológico. O tratamento químico expressa-se na adição de compostos químicos na água residual, nomeadamente: alumínio (Al (III)), ião férrico (Fe (III)), ferro ferroso (Fe (II)) e cálcio (Ca (II)) (Metcalf & Eddy, 2016). Os autores ainda ressaltam que a conjugação dos compostos químicos com polímeros se tem mostrado benéfica para a floculação. Um ponto vantajoso da utilização de tratamento químico é a variedade de possibilidades de aplicação do reagente químico, já que pode ser aplicado em diversas Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 52 alta intensidade é elevado e deve ser levado em consideração no dimensionamento. Metcalf & Eddy (2016) apontam a lâmpada de baixa pressão e baixa intensidade como sendo a mais eficaz, haja vista que 30 a 50% da energia consumida é convertida em radiação UV com comprimento de onda de 254 nm, valor esse próximo ao comprimento ótimo. Em sistemas de reuso a desinfecção por radiação ultravioleta tem a sua dosagem recomendada alterada dependendo do tipo de tratamento, sendo de 50 mJ/cm² para sistemas efluentes de osmose reversa, 80 mJ/cm² para sistemas de micro, ultra e nanofiltração e 100 mJ/cm² para efluentes de filtros granulares ou equivalentes (NWRI, 2012). Essa distinção dá-se em função da concentração de vírus após os tratamentos mencionados e a necessidade de inativação dos mesmos na desinfeção (Metcalf & Eddy, 2016). O tratamento por radiação ionizante não é tão utilizado em estações de grande porte e estações comerciais (Metcalf & Eddy, 2016). Ainda segundo os autores, a desinfeção por radiação ionizante utiliza nêutros, radiação gama e X, além de partículas alfa e beta para realizar o tratamento de água e efluentes. Por fim, a desinfecção por processos mecânicos ocorre ao longo do processo de tratamento por processos de sedimentação e filtração, que ocorrem noutras etapas de tratamento de uma estação, contudo, destaca-se o uso de micro e ultrafiltração para remoção de microrganismos patogênicos em estações de reuso (Metcalf & Eddy, 2016). Em adição aos processos mencionados, a pasteurização é um procedimento de baixo custo em comparação aos demais processos de desinfecção (Metcalf & Eddy, 2016). A pasteurização consiste no aquecimento do afluente por um determinado período de tempo de forma a eliminar os microrganismos. Este método de tratamento pode ser aplicado de três modos, nomeadamente: em batelada, altas temperaturas e baixos tempos de contenção (ATBT) e ultra alta temperatura (UAT) (Metcalf & Eddy, 2016). Os autores ainda ressaltam que, o tratamento por batelata tende a ser utilizado em estações de pequenas dimensões devido oas volumes requeridos e o sistema UAT é empregado em casos específicos, desse modo, o sistema ATBT é o mais aplicado de entre os sistemas de pausterização. O procedimento consiste no pré aquecimento do afluente utilizando do efluente desinfetado e aquecido por meio de tubulações que permitem a passagem de calor, mas Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 53 não de contato direto entre os líquidos. Em seguida, o afluente pré aquecido é direcionado para a câmara de pausterização em que sua temperatura é elevada por meio de gases ou fluídos, perdurando na câmara por um tempo definido (Metcalf & Eddy, 2016). O tempo em questão é alterado em função do tipo de sistema de pasteurização, para sistemas em batelada o valor entre 30 e 35 minutos, enquanto para ATBT está entre 8 a 30 segundos e em sistemas UAT a sua detenção é menor que 5 segundos (Metcalf & Eddy, 2016). Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 54 3. METODOLOGIA Esta dissertação foca-se na primeira fase do desenvolvimento de um projeto de reutilização (Agência Portuguesa do Ambiente, 2019), que tem por objetivo estudar o potencial de reutilização de água, comparando o potencial de produção de ApR com a análise dos possíveis usos. Assim, o presente capítulo da metodologia da dissertação foi organizado em duas secções. Na primeira apresenta-se a metodologia adotada para a recolha, confirmação, aceitação e rejeição de dados, posteriormente agrupados e analisados como indicadores. Na segunda secção identifica-se a área de estudo e o modo como os resultados foram agrupados em mapas, com o objetivo de facilitar a compreensão da informação gerada. Figura 9: Fluxograma da metodologia das tomadas de decisões. Fonte: Autor (2022). Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 55 O fluxograma presente na figura 9 busca resumir a metodologia adotada no trabalho e torná-la mais ilustrativa. Assim, com o objetivo de efetuar uma análise inicial da viabilidade de sistemas de ApR na região norte de Portugal, foi necessário desenvolver duas grandes tarefas: • 1ª tarefa: aquisição de dados relativos à oferta e procura • 2ª tarefa: gerar mapas temáticos de indicadores por concelho e de consumo por região hidrográfica O presente trabalho centrou-se na região norte de Portugal, abrangida por 86 concelhos. No entanto foram desconsiderados 3 concelhos para consumo de água, haja vista que fazem parte da RH4 (Vouga, Mondego e Lis) que não foi considerada, uma vez que grande parte desta região se encontra fora da região norte. Por sua vez, a RH3 (Douro) possui zonas que não são da região norte, contudo, a maior parte de sua extensão territorial está contida na região norte, desse modo, foi considerada na íntegra para o presente trabalho, visto que não era possível separar os dados. A Figura 10 destaca as 3 Regiões Hidrográficas abordadas neste trabalho: RH1 (Minho e Lima), RH2 (Ave, Cávado e Leça) e RH3 (Douro). Figura 10 - Mapa de delimitação dos concelhos por Região Hidrográfica Fonte: Autor (2022). Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 56 3.1. Método de análise e obtenção de dados 3.1.1. Métodos de análise de obtenção de dados relativos à águas residuais Com o intuito de avaliar o potencial da reutilização de água residual na região norte de Portugal analisaram-se os dados do relatório de indicadores referentes ao ano de 2019 realizado pela Entidade Reguladora dos Serviços de Águas e Resíduos (ERSAR) que podem ser encontrados no Relatório Anual de Serviços de Águas e Resíduos (RASARP) ou em planilha excel no site da entidade. Os dados obtidos pelas ERSAR são fornecidos pelas diferentes entidades gestoras de serviços em baixa e em alta, sendo a ERSAR responsável por obter os dados, conferi-los e sintetizá-los em indicadores. A ERSAR (2022) categoriza os serviços de águas residuais em baixa e em alta, cuja distinção está nas atribuições. As entidades em baixa são responsáveis pela drenagem da água residual e encaminhamento para as entidades em alta, que são geralmente responsáveis pelo tratamento. Por vezes, as próprias entidades em baixa tratam as suas águas residuais quando possuem ETAR próprias, podendo existir serviços em alta que as entidades por vezes possuem redes de drenagem de águas residuais próprias. Além disto, a ERSAR (2022) também acrescenta que Portugal possui um elevado número de sistemas o que acarreta na dificuldade de gestão económica e técnica dos sistemas, o que se nota pela falta de informação acerca de quais entidades exportam águas residuais e quais entidades importam esse recurso. Desta forma, pode afirmar-se que a forma como o sistema de serviços de águas residuais se organiza pode ser um pouco complexo e não uniforme no território português. Para além da ERSAR, outras fontes de dados se tornam notórias para o trabalho em questão, nomeadamente: o Sistema Nacional de Informação de Ambiente (SNIAmb), o Instituto Nacional de Estatística (INE) e os Planos de Gestão de Região Hidrográfica (PGRH) para as regiões hidrográficas 1, 2 e 3. O SNIAmb disponibiliza dados referentes a qualidade da água residual, bem como a identificação do nível de tratamento. O INE disponibiliza dados dos censos. Por fim, os PGRH referem aos dados de consumo de água e permitem identificar quais os municípios pertencentes a cada região hidrográfica. Com a finalidade de tornar a dissertação mais fiável, houve a comparação entre os dados da ERSAR e SNIAmb para o parâmetro relativo a quantidade de ETAR. Em função dessa comparação houve a desconsideração dos dados provenientes da SNIAmb Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 57 para as análises contidas nessa dissertação devido a falta de compatibilidade. Preferiuse utilizar a ERSAR devido essa possuir mais dados que permitiriam uma melhor análise para o ano em questão, contudo, os dados adquiridos pela SNIAmb constam no anexo A, juntamente com os provenientes dos PGRH e ERSAR. Assim, o presente trabalho utilizou os dados referentes aos serviços em baixa e em alta com o intuito de melhor caraterizar a realidade dos diferentes concelhos. Para além do RASARP, foram igualmente consultados os Planos de Gestão de Região Hidrográfica (PGRH) das regiões hidrográficas Minho e Lima (RH1), Cávado, Ave e Leça (RH2) e Douro (RH3). Os dados para os serviços em alta foram apresentados em função de suas entidades gestoras, diferentemente dos serviços em baixa que foram apresentados por concelhos.Foram utilizados alguns parâmetros de avaliação apresentados na Tabela 4. Tabela 4 - Parâmetros de avaliação utilizados Parâmetros Definição Unidade População equivalente de dimensionamento das ETAR Estimativa de carga de CBO5 diária, sendo igual a 60 g de oxigénio, essa medida é feita utilizando a média semanal cujo maior valor fora detetado em um período de um ano Habitantes (hab) População equivalente com algum tipo de tratamento População equivalente com tratamento satisfatório Número de alojamentos com serviço efetivo Conjunto de alojamentos que estão contemplados pelo sistema de drenagem de águas residuais pela sua entidade gestora. und Número de estações de tratamento por concelho Número de estações existentes num dado concelho, e distinguem-se em função da licença de descarga, haja vista que nem todas as instalações de tratamento têm licença válida Número de estações de tratamento com licença de descarga válida Índice de conhecimento de infraestrutura Medida de entendimento das entidades gestoras sobre as suas estruturas de tratamento de águas residuais. Somatório das diferentes classes envolvidas no tratamento de água residual, sendo essas 0 - 200 Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 58 classes um conjunto de variáveis analisadas em consonância pela ERSAR Número de alojamentos com serviço efetivo Quantidade de locais em que as entidades gestoras prestam serviço de saneamento. Essa variável não se deve confundir com o número total de alojamentos no concelho uma vez que não representa o número total de alojamentos na localidade, somente aquelas servidas pelas entidades. und Caudal coletado no ano Medir toda a água residual coletada pela entidade gestora m³/ano Caudal tratado no ano Todo o caudal tratado pela entidade Fonte: Autor (2022) É notório que para além da visualização em CBO é possível fazer tal equivalência em SST, NTK e fósforo total. Para esse trabalho, essas estimativas foram para o dimensionamento das ETAR internas aos municípios e entidades, para a quantidade de pessoas com algum tipo de tratamento e com tratamento satisfatório. O tratamento satisfatório é garantido quando a estação contempla os requisitos presentes no Decreto-Lei nº 236/1998 de 1 agosto (DRE, 1998) e Decreto-Lei nº 152/1997 de 19 de junho (DRE, 1997). A variável número de alojamentos com serviço efetivo não se deve confundir com o número total de alojamentos no concelho uma vez que não representa o número total de alojamentos na localidade, somente aquelas servidas pelas entidades. Em função dos dados obtidos pela ERSAR foi possível acrescentar mais indicadores com o objetivo de analisar a potencialidade da região, desse modo, três parâmetros foram calculados: a percentagem de utilização das ETAR, a percentagem de água residual tratada e a percentagem de ETAR com licença válida. O primeiro foi calculado pela relação entre a população equivalente com tratamento satisfatório e a população equivalente de dimensionamento das ETAR segundo a equação 2: Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 59 𝑈𝑡. 𝐸𝑇𝐴𝑅𝑠 = 𝑃𝑜𝑝. 𝑒𝑞𝑣. 𝑡𝑟𝑎𝑡. 𝑆𝑎𝑡. 𝑃𝑜𝑝. 𝑒𝑞𝑣. 𝑑𝑖𝑚𝑒. ∗100 (2) Ut. ETARs = Utilização das estações de tratamento (%); Pop. Eqv. Trat. Sat = População equivalente com tratamento satisfatório; Pop. Eqv. Dime. = População equivalente para dimensionamento. A percentagem de tratamento foi calculada por meio da relação entre a quantidade de caudal tratado pela quantidade de caudal coletado, dessa forma, podendo visualizar de forma mais clara a quantidade de água residual que ainda pode ser utilizada se houver tratamento, esse parâmetro seguiu a equação 3: 𝑇𝑟𝑎𝑡. 𝑟𝑒𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜 = 𝐶𝑎𝑢. 𝑡𝑟𝑎𝑡. 𝑚3 𝑎𝑛𝑜 𝐶𝑎𝑢. 𝑐𝑜𝑙𝑒𝑡. 𝑚3 𝑎𝑛𝑜 ∗100 (3) Trat. realizado = Quantidade de caudal realizado diante do coletado (%); Cau. Trat. = Caudal tratado por um entidade gestora num concelho (m³/ano) Cau. Colet. = Caudal coletado por um entidade gestora num concelho (m³/ano) Ao que se refere a percentagem de estações com licença válida, ela é igual à relação entre a quantidade de estações que possuem tal licença e o número total de estações para um dado concelho. A equação 4 ilustra tal parâmetro: % 𝐸𝑇𝐴𝑅𝑠 𝐿. = 𝑛º 𝐸𝑇𝐴𝑅𝑠 𝐿. 𝑛º 𝐸𝑇𝐴𝑅𝑠 𝑡𝑜𝑡. ∗100 (4) % ETARs L. = Quantidade ETAR com licença de descarga válida (%); Nº ETARs L. = Número de ETAR com licença de descarga válida num concelho (un.) Nº ETARs tot. = Número de ETAR total num concelho (un.) De modo a compatibilizar os dados também foram averiguadas as regiões hidrográficas dos concelhos, assim sendo, cada concelho foi enquadrado em uma RH de acordo com o PGRH. Concelhos que encontravam-se em mais de uma RH foram analisados caso a caso por meio de visualização de mapas e alocados na RH em que a maior parte do território estava contida. 3.1.2. Métodos de análise de obtenção de dados relativos ao consumo de água Os consumos identificados nos PGRH são subdividos em cinco categorias, nomeadamente: urbano, industrial, turismo, agrícola e energia. Para o presente trabalho os usos urbanos e energéticos foram desconsiderados uma vez que o primeiro necessita que não haja contato direto humano (DRE, 2019) e não é possível garantir tal Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 60 requesito mediante os dados obtidos haja vista que sua definição não é clara. Em relação ao uso energético, não é intenção deste trabalho tratar quanto a fins hidroelétricos. Ainda tratando dessas divisões, os usos industrial, o turismo e o agrícola dividemse em dois subgrupos cada qual, sendo eles, respectivamente: prevenção e controlo integrados de poluição (PCIP), não PCIP, golfe, hotelaria, agricultura e pecuária. Dentre essas repartições somente a hotelaria foi descartada devido à sua definição que permite o consumo para gastronomia o que não é permitido caso se deseje substituir tal consumo com ApR. Desse modo o presente trabalho levou em consideração os consumos relativos a indústria PCIP e não PCIP, do golfe, da agricultura e da pecuária, em todos os casos foi averiguado o consumo superfícial e subterrâneo, os valores para fins de cálculos nesse trabalho foram o somatório dessas duas captações. O Decreto-Lei nº 119/2019 define usos que são permitidos para ApR e em função dessas delimitações os dados de consumo foram analisados de maneira a excluir aqueles que não se enquadravam. No que diz respeito a indústria PCIP e não PCIP a restrição era que a produção não poderia ser alimentar, assim sendo, utilizou-se da estimativa presente no trabalho de Silva et al. (2002) que define como a maior parte do consumo de água na indústria portuguesa a indústria transformadora e enquadra a alimentar como representando 24% desse total. Em virtude disto houve a simplificação do escopo de indústrias, assumindo que todo o consumo seria proveniente de industrias transformadoras, toda a região norte sendo homogéna e que somente 76% do valor obtido pelos PGRH seria considerado para efeitos de cálculos. Não houve quaisquer reduções de quantidade de consumo nas subssecções relativas ao golfe e à agricultura, sendo essas penalizadas somente quanto à qualidade da água residual como expresso no Decreto-Lei nº 119/2019 em seu anexo I. Por sua vez, o consumo de água pela pecuária requisitou de cálculos para definição do seu parâmetro, uma vez que a pecúaria suína não pode ser utilizada com fins de ApR (DRE, 2019). Desse modo, utilizou-se dos dados obtidos pelo Instituto nacional de estatística (INE) em seu Inquérito à Estrutura das Explorações Agrícolas (INE, 2017) para separação dos tipos de pecuária. A separação foi feita mediante o número de cabeças de bovinos, suínos, caprínos e ovinos, desse modo a percentagem relativa Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 61 aos suínos (7%) foi reduzida do total. O valor utilizado para a pecúaria foi 93% e não conta com utilização de espécie suína. Os dados utilizados pelo inquérito foram para a região norte e considerou-se que a distribuição das explorações agrícolas era homogénea no território para todos os tipos de pecuária em questão, bem como o consumo de água igual para todas as espécies. Essa simplificação ocorreu devido à falta de dados mais detalhados, havendo somente dados acerca da região norte e não dos concelhos que a compoem. 3.2. Identificação da área de estudo e método de geração de mapas 3.2.1. Identificação da área de estudo Como forma de analisar a potencialidade da reutilização de água residual na região norte de Portugal, foi necessário averiguar as cidades que compõe tal região, dessa forma, foram analisados 8 distritos: Aveiro, Braga, Bragança, Guarda, Porto, Viana do Castelo, Vila Real e Viseu, contudo, os distritos de Aveiro, Guarda e Viseu tiveram sua participação incompleta, haja vista que somente parte dos seus territórios são considerados como pertencentes à região norte, totalizando uma área de 21 285,86 km² (INE, 2018). Em função da divisão geográfica nacional, o presente trabalho contempla 86 concelhos apresentados na figura 11, bem como as divisões dos concelhos, Portugal continental e as regiões hidrográficas presentes na região, sendo a região hidrográfica do Minho e Lima (RH1) a mais ao norte, seguida das regiões hidrográficas do Cávado, Ave e Leça (RH2) e do Douro (RH3), respectivamente mais a sul da RH1. A grande maioria dos concelhos enquadraram-se nessas regiões, com exceção de Oliveira de Azeméis, São João da Madeira e Vale de Cambra que se encontram na RH4 e não foram considerados para os cálculos dos consumos de água referidos na subsecção 3.1.2. Por sua vez, a RH3 possui concelhos que não pertencem à região norte, ou seja, o valor utilizado para o consumo da região hidrográfica é inferior à utilizada no trabalho. Esta simplificação deve-se ao facto de não haver modo de dissociar os dados da RH3 por concelho ou distrito, mas só ser possível identificar o seu valor total. Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 68 Figura 14: Mapa dos caudais anuais por concelhos na região norte de Portugal em m³/ano. Fonte: Autor (2022). Para a variável em questão, 3 concelhos não disponibilizaram dados para ERSAR e, consequentemente, não podem ser analisados, são eles: Mirandela, Vila Pouca de Aguiar e Freixo de Espada e Cinta. Desse modo, são considerados os piores resultados para a variável, haja vista que não se é possível perceber a situação do município. Ao comparar as figuras 13 e 14 é evidente a sua similaridade e que o número de alojamentos está correlacionado com o caudal de água residual coletado. Outro ponto interessante de se ressaltar é a diferença entre os consumos nos concelhos. Ainda que a relação entre essas variáveis seja nítida, também é notório que ela não é linear, ou seja, sempre que uma cresce a outra também aumentará, mas não na mesma proporção, isso deve-se a diferentes hábitos locais na região. Embora a quantidade de água residual seja um fator preponderante para a reutilização de água residual, a mesma deve ter qualidade para ser reutilizada, dessa maneira, a figura 15 apresenta um mapa com a quantidade de água residual tratada por ETAR, e por concelho das região norte. Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 69 Figura 15: Mapa dos caudais anuais tratados por concelhos na região norte de Portugal em m³/ano. Fonte: Autor (2022). Diferentemente do caudal coletado, o caudal tratado apresenta 19 concelhos sem dados que correspondem a aproximadamente 22% do total analisado. Para além da falta de informação que configura uma falta de potencialidade para as localidades, há também regiões sem qualquer tratamento, somente drenagem, nomeadamente: Caminha, Felgueiras, Vieira do Minho, Ponte da Barca e Terras de Bouro para serviços em baixa segundo o RASARP. Em contrapartida, as cidades com maiores caudais tratados não correspondem completamente com as com maiores caudais coletados, haja vista que Vila Nova de Gaia não possui tratamento de águas residuais em serviço em baixa. Em função disto, Maia que ocupava a oitava cidade com maior coleta de águas residuais ganha destaque como uma das cinco cidades com maior tratamento formando o conjunto: Porto, Matosinhos, Braga, Valongo e Maia, respectivamente do primeiro ao quinto. Embora os mapas anteriores tenham dado destaque ao mesmo grupo de cidades, a figura 15 apresenta um maior número de cidades com bons desempenhos acerca da relação do quanto é coletado e quanto é tratado. Paços de Ferreira, Marco Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 70 Canaveses, Vimioso, Boticas, Braga e Valongo formam um grupo com tratamento de 100%, ou seja, toda a água residual coletada é tratada o que representa um elevado potencial de reutilização dos distritos. Por sua vez, Porto, Matosinhos, Maia e Penedono ultrapassam os 100% com 115,13%, 109,96%, 108,16% e 103,89%, respectivamente, em outras palavras, as entidades tratam mais água residual que coletam. É possível pressupor que a causa desse fenómeno seja infiltração de águas pluviais e/ou subterrâneas na rede de drenagem de águas residuais, ou que a estimativa de água residual produzida mediante a água de consumo fornecida esteja sujeira a erros em regiões em que não foi possível fazer a medição exata. Ainda que o facto das entidades tratarem mais água residual do que a que coletam seja um fator interessante a ser estudado e ilustre capacidade de tratamento, deve-se ter cautela haja vista que as estações podem se encontrar sobrecarregadas devido a essas cargas a mais, além de mostrar fragilidade na rede e no planeamento da entidade configurando, assim, um fator problemático para a potencialidade dos concelhos citados. Não obstante das demais cidades, Barcelos, Miranda do Douro e Cabeceira de Bastos formam um grupo com elevada capacidade de tratamento, mas que não atingiram a totalidade de água coleta para com água tratada, atingindo valores superiores a 96% de tratamento. Mirandela é um caso à parte na avaliação realizada, uma vez que a primeira possui caudal anual tratado equivalente a 517694,1 m³/ano, mas não possui dados de caudal coletado devido à falta de resposta da entidade gestora. Para além dos 20 concelhos sem dados suficientes para realizar tal análise, 46 concelhos apresentaram valores abaixo de 50% para a relação tratado/coletado em baixa. Dentre esse escopo, 38 estiveram abaixo de 25% para a mesma relação, desse modo, conclui-se que muito ainda precisa ser melhorado para que as cidades apresentem uma melhor qualidade de vida para população e se tornem mais competitivas no cenário de reutilização de água residual. Assim, nesses municípios não há lugar à reutilização da própria água residual, sem que seja necessário o recurso à exportação/importação entre entidade em baixa e em alta desse recurso. Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 71 A figura 16 apresenta um mapa com a quantidade de estações de tratamento de águas residuais na região norte. Os distritos de Bragança e norte de Vila Real destacamse pela quantidade de estações dentro de seus concelhos, nomeadamente: Mirandela, Macedo de Cavaleiros, Chaves, Vila Pouca de Aguiar, Bragança, Sabrosa, Mirando do Douro, Vinhais, Boticas e Alfândega da Fé são as cidades com maior número de estações, respectivamente. Figura 16: Mapa da relação tratado/coletado por concelhos na região norte de Portugal. Fonte: Autor (2022). Todavia, é fundamental salientar que não somente a quantidade de estações deve ser analisada, ao observar em conjunto as figuras 15 e 16 (mapa de tratado/coletado, nº de ETAR) nota-se que nenhuma das cidades com maior número de estações se encontra nas 10 melhores cidades em relação à quantidade tratada perante a coletada, sendo Miranda do Douro e Sabrosa os dois concelhos que mais se aproximam das melhores com 98,29 % e 64,97 %. Miranda do Douro possui alto potencial contudo, Sabrosa já tem uma queda considerável que se vislumbra nas demais cidades com elevado número de ETAR. Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 72 Figura 17: Mapa do número de estações de tratamento de águas residuais na região norte. Fonte: Autor (2022). Na tabela 5 foi considerados os 10 concelhos com sistemas menos eficientes em relação entre caudal tratado/coletado que possuem ETAR, bem como os sistemas mais efientes. Menor relação Maior relação Concelhos Número de estações Relação tratado/coletado Concelhos Número de estações Relação tratado/coletado Póvoa de Varzim 1 3,15 Paços de Ferreira 1 100 Peso da régua 7 2,87 Maia 3 100 Armamar 4 1,58 Braga 15 100 Águas do norte1 16 1,57 Marco de Canaveses 16 100 Vale de Cambra 3 0,86 Vimioso 28 100 Póvoa de Lanhoso 4 0,85 Boticas 33 100 Alijó 10 0,68 Barcelos 8 98,85 Lousada 1 0,35 Miranda do Douro 36 98,29 Vila Nova de Famalicão 3 0,21 Cabeceiras de Bastos 12 96,62 Viana do Castelo 1 0,03 Gondomar 5 69,38 1: A águas do Norte consta como concelho, embora seja uma entidade em baixa que engloba diversos concelhos e consta aqui como representante dos mesmos. Tabela 5: Melhores e piores casos de sistema de tratamento de águas residuais na região norte. Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 73 Dentre os melhores casos existem concelhos com poucas estações que obtiveram ótimas relações entre o tratado e o coletado como é o caso de Paços de Ferreira, Maia e Barcelos, para um sistema de reutilização, uma concentração maior da água residual pode ser interessante a fim de reduzir os gastos com caminhões pipas e aduções, mas essa afirmação pode variar em detrimento de relevo e concentração dos usos dados. Também é importante ressaltar a disparidade que se inicia com Gondomar, dentre as 10 melhores é a que possui a menor taxa de tratamento sendo sua diferença para a imediatamente acima desta uns alarmantes 27,24%. Ao que se referem os piores casos é evidente que possuem predomínio de sistemas com baixo número de ETAR e que essas não têm tratado a água residual coletada, fator que caracteriza não somente um fraqueza para ApR, mas também um problema de saúde pública. Para além desses casos, há também um grupo que compreende 18 concelhos sem estações de tratamento de águas residuais que possuem caudais que atingem até 26510352 m³/ano que poderiam estar sendo tratados e reutilizados. Esse grupo é formado por: Castelo de Paiva, Espinho, São João da Madeira, Amares, Esposende, Terras de Bouro, Vieira do Minho, Vila Verde, Freixo de Espada e Cinta, Felgueiras, Paredes, Vila do Conde, Vila Nova de Gaia, Caminha, Ponte da Barca, Vila Nova de Cerveira, Vizela e Guimarães. Ademais a quantidade de estações, é importante analisar se elas possuem licença para descarregar seu efluente, desse modo as figuras 18 e 19 apresentam a quantidade de ETAR com licença e a relação quantidade de ETAR com licença válida perante a quantidade total de ETAR no concelho, respectivamente. Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 74 Figura 18: Mapa do número de ETAR com licença válidas por concelho na região norte Fonte: Autor (2022). Figura 19: Mapa acerca da percentagem de ETAR com licença válida perante o total de ETAR por concelho na região norte. Fonte: Autor (2022). Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 75 Nota-se que no mapa presente na figura 18 existem concelhos em que são considerados que não se aplicam e isso deve-se ao fato de não possuírem estações de tratamento ou outras instalações de tratamento, desse modo não se aplicam à variável, importante diferenciar das localidades que possuem 0 instalações de tratamento com licença, em que nesse caso existem meios de tratamento no local, mas nenhum possui licença de descarga válida. Somente um concelho não contribuiu devido a ausência de resposta para a ERSAR, sendo ele Vila Pouca de Aguiar. Somaram-se 18 concelhos em que a análise não foi realizada haja vista que não existem estações de tratamento de águas residuais em seu território, logo não haverá estações licenciadas. No que tange concelhos com 0% na relação ETAR licenciada/ETAR total, é possível afirmar que 26,74% das cidades não tem licenças, mas operam estações de tratamento. Por sua vez, 19,77% dos concelhos tiveram resultados iguais ou inferiores à 50%, porém superiores à 0%. Enquanto que, para o mesmo parâmetro, somente 5,81% estiveram entre 50% e 75% para a variável em questão. Valores acima de 75% até os 100% resultaram num montante de 18 cidades que representam 20,93% do total de concelhos investigados. Em função desses dados é notória a falta de licenciamento na região, uma vez que somente 14 concelhos obtiveram 100% de licenciamento correspondendo a 123 ETAR num total de 841 ETAR na região norte. Por sua vez, 4 concelhos apresentaram resultados acima dos 100%, nomeadamente: Chaves, Gondomar, Mogadouro, Carrazeda de Ansiães. Isso deve-se ao fato do parâmetro de estações com licenciamento contar com outros tipos tratamento de águas residuais que não ETAR como, por exemplo, fossas sépticas coletivas entre outros, desse modo o valor ultrapassa o 100%. Novamente, Braga, Porto, Matosinhos, Valongo e Maia aparecem entre os concelhos com melhores resultados, configurando cidades com elevado potencial para reutilização de águas residuais na região Norte. Na Tabela 6 estão apresentadas as cidades com piores e melhores resultados perante o parâmetro em questão. Outro ponto importante em salientar são as distinções que se notam entre os casos presentes na Tabela 6, a queda na quantidade de instalações com licença de Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 76 descarga é notória entre Sernancelhe para Mesão Frio, fator que corrobora para a estratificação visualizada na quantidade de água residual coletada perante a tratada. Tabela 6: Melhores e piores resultados referente à ETAR licenciadas perante o total na região norte. Piores resultados com pelo menos uma ETAR Melhores resultados com até 100% Concelhos Nº de ETARs Nº de instalações com licença válida Relação ETAR Lin./ETAR total Concelhos Nº de ETARs Nº de instalações com licença válida Relação ETAR Lin./ETAR total Lousada 1 0 0 Matosinhos 1 1 100 Paços de Ferreira 1 0 0 Viana do Castelo 1 1 100 Póvoa de Varzim 1 0 0 Mondim de Basto 1 1 100 Valença 1 0 0 Porto 2 2 100 Vila Nova de Foz de Côa 2 0 0 Monção 2 2 100 Ponte de Lima 2 0 0 Maia 3 3 100 Montalegre 2 0 0 Valongo 3 3 100 Vila Nova de Famalicão 3 0 0 Penafiel 7 7 100 Torre de Moncorvo 3 0 0 Vila Real 7 7 100 Póvoa de Lanhoso 4 0 0 Santa Maria da Feira 8 8 100 Armamar 4 0 0 Tarouca 11 11 100 Santa Marta de Penaguião 5 0 0 Braga 15 15 100 Peso da Régua 7 0 0 Vimioso 28 28 100 Alijó 10 0 0 Vinhais 34 34 100 Murça 10 0 0 Melgaço 17 16 94,12 Valpaços 11 0 0 Marco Canaveses 16 15 93,37 Moimenta da Beira 11 0 0 Sernancelhe 11 10 90,91 Cabeceira de Bastos 12 0 0 Ribeira de Pena 14 11 78,57 Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 77 Tabuaço 13 0 0 Mesão Frio 3 2 66,67 Lamego 21 0 0 Arcos de Valdevez 6 4 66,67 Sabrosa 39 0 0 Vila Flor 29 19 65,52 Macedo de Cavaleiros 51 0 0 Penedono 7 4 57,14 Mirandela 59 0 0 Bragança 39 21 53,85 Ao analisar os dados referentes a população equivalente com tratamento, foi possível perceber que aproximadamente 46,51% dos concelhos não possuíam dados. Dentre esses, 36 (41,86% do total) concelhos encontram-se como “não aplicável”, todavia 20 cidades (23,26% do total) possuem estações de tratamento, logo não há uma razão de estarem enquadradas nessa categoria perante a ERSAR. Os demais 4,65% dos concelhos não possuem dados devido a falta de resposta das entidades gestoras ou pelo dado não estar disponível. Em função dessa baixa quantidade informação o mapa presente na figura 20 está maioritariamente acinzentado. Figura 20: Mapa da população equivalente com tratamento por concelho para a região norte. Fonte: Autor (2022). Por sua vez, a Valpaços, Póvoa de Varzim, Ponte de Lima, Armamar e Valença são cidades com estações de tratamento, mas não possuem população equivalente com tratamento. Com exceção de Valpaços, todas as demais cidades possuem caudal tratado Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 84 como um todo, além de possíveis colaborações com serviços, estabelecimentos de menor escala e a quantidade de indústriais na localdiade que encaminhem sua água residual para a rede pública. Tabela 7: Número de alojamentos, caudal coletado e tratado e a relação de quanto é tratado perante o coletado por entidade gestora em alta. Entidade gestora Nº Alojamentos Caudal coletado Caudal tratado Relação coletado/tratado un. m³/ano m³/ano % Águas do Norte 513818 58100481 55535592 95,585 Associação de Municípios de terras de Santa maria 25032 6906021 6906020 99,99 SIMDOURO 179809 24682400 23984331 97,17 TRATAVE 145493 35630127 41687116 117,00 Fonte: Autor (2022). Em termos gerais, as Águas do Norte apresentam maior relevância no cenário de produção de água residual tratada, 55535592 m³/ano, entretanto, é fundamental ressaltar que os concelhos compreendem extensa área na região norte e que não necessariamente são produzidos em um mesmo local para que se torne simples o uso da água residual como recurso. Fator que torna o TRATAVE mais interessante pela elevada produção do recurso se encontrar em uma zona mais restrita, o que torna a logística mais simples e menos onerosa. Para além da quantidade de volume tratato e coletado, é importante relativisar o quanto é tratado perante o que é coletado, a AMTSM apresenta quase 100% da sua água residual tratada, embora que represente o menor volume do recurso, ainda assim, é fundamental que as entidades tenham capacidade de tratar a sua água residual em condições para idealizar a ApR. Por sua vez, a TRATAVE apresenta mais água residual tratada que coletada o que pode estar atrelado a falhas de medição na sua rede, falhas na rede de drenagem sofrendo de infiltração, problemas com as estimativas de coleta da entidade ou afluências indevidas. Em uma visão mais abrangente, todas as entidades em alta na região norte apresentam boa capacidade de tratamento em relação às suas respectivas coletas haja vista que a menor percentagem para o parâmetro é de aproximadamente 95,58%. As Águas do Norte apresentam a maioria das estações de tratamento de águas residuais na região, com cerca de 85,78% do total. Embora este seja um número elevado Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 85 para uma mesma entidade, não é possível afirmar um enfoque em sistemas centralizados ou descentralizados, uma vez que a zona é vasta e não foi possível detalhar as localidades de cada estação. As demais ETAR da região encontram-se, predominanente, sob domínio da entidade SIMDOUDO compondo um total de 22 estações. A TRATAVE, por sua vez, possui uma estação sem licença de descarga válida como pode ser vista na tabela 7, fator esse que torna a relação licença/total penalizada em termos de percentagem, mas inexpressiva em valores reais. Da mesma forma que ocorreu com Chaves, Gondomar, Mogadouro, Carrazeda de Ansiães nos serviços em baixa, as Águas do Norte ultrapassam a relação ETAR com licença/total o que também deve estar atrelado ao facto da variável presente no RASARP considerar tratamentos que não sejam estações de tratamento tradicionais que, consequentemente, não se apresentam no número de ETAR. Somente a AMTSM apresentou índice de conhecimento de infraestrutura abaixo da média nacional, sendo elas respectivamente, 91 e 165. Ao analisar em conjunto a tabela 7 e 8 torna-se preocupante a fiabilidade da entidade com elevada capacidade de tratamento perante o coletado e ter baixo conhecimento de suas infraestruturas. A TRATAVE apresentou o maior conhecimento de sua rede, contudo, sua diferença entre a Áuas do Norte e SIMDOURO não foi alarmaente, desse modo, a região encontra-se preponderantemente acima da média nacional. Tabela 8: Número de ETAR, de ETAR com licença de descarga válida, a relação de quantas ETAR possuem licença perante o total e o índice de conhecimento de infraestrutura por entidade gestora em alta. Entidade gestora Nº ETAR Nº ETAR Lincença Relação ETAR com licença/total Índice de conhecimento de Infraestrutura un. un. % - Águas do Norte 175 178 101,71 185 Associação de Municípios de terras de Santa maria 2 2 100 91 SIMDOURO 22 22 100 176 TRATAVE 5 4 80 191 Fonte: Autor (2022). Diferentemente das Águas do Norte, AMTSM e SIMDOURO que apresentaram mais 70% da capacidade de dimensionamento das suas estações sob uso com Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 86 desempenho satisfatório, a TRATAVE compreendeu somente 36,22%, aproximadamente, de uso. Essa baixa percentagem dá-se em função das cargas expressas em população equivalente recebida pela estações ser consideravelmente menor que a dimensionada, o que demonstra um preparo da entidade para futuros aumentos de carga recebidas em sua rede como pode ser visto na tabela 8. Ademais à capacidade das estações está o quanto de carga é tratado satisfatoriamente, as Águas do Norte apresentaram cerca de 99,72% da sua carga tratada com tratamento satisfatório ao vislumbrar as colunas 3 e 4 da tabela 8, encontrando-se somente atrás da TRATAVE que possui 100% para a mesma variável. Enquanto que o SIMDOURO e a AMTSM assumiram o montante de 99,20% e 81,62%, respetivamente, o que torna a região capaz de tratar a maior parte de sua carga em termos satisfatórios, factor esse que corrobora para a fiabilidade de suas estações com licença de descarga válida. Tabela 9: População equivalente de dimensionamento, com tratamento, com tratamento satisfatório e a relação entre a população equivalente com tratamento satisfatório perante a de dimensionamento por entidade gestora em alta. Entidade gestora Pop. Eqv. Dim. Pop. Eqv. Trat. Pop. Eqv. Trat. S. Relação Pop. Eqv. Trat. S./ Pop. Eqv. Dim. e.p. e.p. e.p. % Águas do Norte 1157280 1042169 1039260 89,80 Associação de Municípios de terras de Santa maria 121920 104912 85611 70,22 SIMDOURO 548468 506862 502785 91,67 TRATAVE 980384 355094 355094 36,22 Fonte: Autor (2022). 4.2. Resultados dos usos possíveis de ApR Não obstante a disponibilidade de água residual, no que tange a ApR há necessidade de vislumbrar quais os usos presentes na região que se enquadram na nova legislação de reutilização. Na figura 25 constam os concelhos da região norte, sendo divididos em quatro categorias referentes a região hidrográfica em que se encontram. É importante ressaltar que os concelhos presentes na RH3 que não pertencem à região norte foram considerados como utilizadores para fins de cálculos, enquanto que os da RH4 foram desconsiderados. Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 87 Nota-se que o consumo de água pode ser alterado em função de mudanças climáticas, além de medidas políticas portuguesas ou espanholas no que tange as RH 1 e 2 haja vista que grande parte dessas regiões se encontram em território espanhol como mostra a figura 25. As mudanças no consumo são dadas devido a necessidade de adaptação de uma cultura de plantação, redução ou aumento na quantidade de cabeças de gado, instalações e desativações de serviços e industrias, taxas de imigração entre outros e deve ser posto em questão em estudos futuros. O presente trabalho utiliza de dados pré pandémicos o que pode ter alterado a forma como se consumiu água nos últimos dois anos. Figura 25: Mapa de localização das regiões hidrográficas e os concelhos considerados para cada RH. Fonte: Autor (2022). Os consumos totais na região norte variam consideravelmente entre as três regiões hidrográficas como se pode ver na figura 26. De uma forma geral, a menor RH tem o menor consumo enquanto a maior RH possui o maior consumo, essa relação devese à disparidade entre a RH1 com 2866,68 hm³/ano e a RH3 com 73980,78 hm³/ano. Entretanto, é fundamental salientar que esse consumo não pode ser totalmente contemplado por uso de ApR, a exemplo do consumo energético que representa Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 88 95,61%, 94,37% e 99,17% do total consumo anual nas RH1, RH2 e RH3, respectivamente, sendo essa produção maioritariamente hidroelétrica, ou seja, a água utilizada será encaminhada para o rio novamente sendo reutilizada para outros fins ao longo do seu curso fluvial. Também foi possível analisar que todas as regiões possuem predominância na captação superficial em detrimento da subterrânea e que a maior parte deste consumo é dado por geradoras de energia, nomeadamente termoelétricas e hidrelétricas. O consumo superficial em todas as regiões foi elevado devido o consumo energético em que tomou valores iguais a: 2740,69 hm³/ano para RH1, 7129,18 hm³/ano para RH2 e 73366,31 hm³/ano para RH3, montantes que correspondem a 98,07%, 97,11% e 99,59% do total consumido superficialmente. Figura 26: Mapa dos consumos por categoria por região hidrográfica na região norte. Fonte: Autor (2022). No que diz respeito aos consumos agrícola, turistíco e industrial os usos agrícolas ganham destaque por ser o maior consumidor em todas as regiões. Para além de ressaltar o maior consumo é evidente a proximidadde dos valores das RH2 e RH3 mesmo tendo dimensões em diferentes ordens, o que pode significar uma elevada irrigação ou Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 89 uso de métodos/sistemas de irrigação menos eficientes, como aspersão, na região RH2. Embora a maior parte do consumo total das regiões se dê por meios superficiais, no meio agrícola há predominância no consumo subterrâneo haja vista que na RH1 61,25% do consumo agrícola é subterrâneo, enquanto nas RH2 e RH3 são 60,59% e 63,88%, respectivamente. Para além do consumo agrícola, o consumo industrial possui destaque na RH2 com 44,64 hm³/ano sendo o maior para a categoria entre as três regiões. As RH1 e RH2 consumiram maioritariamente água superficial para as suas industriais, uma vez que esse consumo atingiu 96,57% e 65,05%, respectivamente, facto que não se repete na RH3 em que somente 17,86% foi consumo superficial. Todavia, essa região foi a menor consumidora de água para fins industriais, não sendo tão expressiva em nenhum dos meios de captação. Embora a reutilização de água residual seja uma possibilidade para redução da captação para abastecimento de maneira a tornar o consumo mais circular e sustentável, ele possui limitações visto que a legislação impede certos usos para ApR de forma a garantir a segurança dos usuários. Desse modo, na figura 26 são expressos os valores relativos aos usos possíveis por categoria por região hidrográfica, bem como os concelhos que a compõem. No anexo B é possível visualizar os dados utilizados para as contas em sua integra, valores totais, consumos superficais e subterrâneos por tipo de consumo, bem como as pecentagens utilizadas para cada parâmetro e considerações. Assim como o total consumido nas regiões hidrográficas presentes na figura 25, a RH3 possui destaque como maior consumidor devido o elevado consumo agrícola na região sendo seguido pelas RH2 e RH1, respectivamente. O uso possível de ApR no que tange o meio agrícola representa 92,44%, 88,96% e 97,79% para as RH1, RH2 e RH3, respetivamente. Ao analisar esses valores com o total consumido na região, considerando não somente o setor agrícola, industrial e turístico, mas também o energético, o urbano e outros, temos que a possibilidade de reutilização de águas residuais não ultrapassa os 5% do total consumidos em nenhuma das 3 regiões. A RH2 obteve maior valor, nomeadamente: 4,67%, enquanto que as RH1 e RH3 alcançaram 3,41% e 0,61%, respetivamente, todavia, grande parte desse consumo, como dito anteriormente, está na escala energética. Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 90 Em relação aos consumos industriais, agrícolas, pecuária e golfe, houve pequena perda em relação ao que é consumido e o que pode alterar seu consumo para ApR em função dos embargos realizados pelo Decreto-Lei 119/2019. A maior diferença encontrou-se na RH2 cujo valor foi de 3,02%, devendo-se ao facto da RH2 possuir maior consumo na escala industrial e essa não poder contar com industriais alimentares, o que representa 24% do volume consumido por industrias (Silva et al., 2002). Embora os serviços em baixa apresentem alguma capacidade de reutilização de água residual é fundamental analisar o potencialidade dos serviços em alta, desse modo, a figura 28 apresenta novamente um mapa de localização dos concelhos da região norte, dividindo-os em relação as entidades em alta, bem como inserindo uma camada das regiões hidrográficas, o que gera uma complicação em relação às Águas do Norte, haja vista que a mesma se encontra em todas as regiões contempladas pelo presente trabalho, não podendo ser subdividida em pequenos pedaços para uma análise mais detalhada. Figura 27: Mapa dos consumos utilizáveis por categoria por região hidrográfica na região norte. Fonte: Autor (2022). Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 91 Figura 28: Mapa das entidades gestoras em alta por região hidrográfica na região norte. Fonte: Autor (2022). Houve concelhos em que não foram encontrados serviços em alta e por esse motivo encontram-se em cinza na figura 28, para além disso, a entidade TRATAVE compartilha quase a sua totalidade de concelhos com as Águas do Norte, uma vez que Guimarães, Vila Nova de Famalicão, Vizela e Trofa constam como em ambas as entidades pelo site da ERSAR, somente Santo Tirso se encontra unicamente na entidade TRATAVE. Embora a entidade SIMDOURO se encontre maioritariamente na RH4, a mesma foi considerada como pertencente à RH3 por motivos de simplificação e de modo a perceber as possibilidades que a sua água residual tem de ser convertida em um recurso para a região. 4.3. Discussão Em função do consumo de água por região hidrográfica, em aliança com a quantidade de água residual produzida pelos concelhos das RH é possível vislumbrar o quanto é possível reutilizar em termos quantitativos. Embora os termos qualitativos sejam igualmente importantes, a fonte de dados obtidos não foi satisfatória pela Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 92 SNIAmb, como dito anteriormente, os dados não eram compatíveis com os provenientes da ERSAR, desse modo a única forma de medir qualitativamente as questões referentes as águas residuais foi pela sua população equivalente que permite realizar cálculos para obtenção de parâmetros de qualidade de águas residuais estimados. A região hidrográfica 1, referente ao Minho e Lima, possui a menor capacidade de volume utilizável perante o consumo utilizável dentre as RH analisadas. Embora o consumo da região seja o menor, o caudal tratado não é capaz de contemplar nem 1% dos consumo relativos à agricultura, à industria e ao turismo da região, sendo essa tríade nomeada de consumo total para as próximas três tabelas. Por sua vez, o caudal recolhido não atinje os 10% do consumo utilizável da região, para além da coleta não ser suficiente, o seu efluente não é universalmente tratado, como pode-se ver no quadro 6 em que somente 0,59 hm³ são tratados pelos serviços em baixa num espectro de 10,71 hm³ recolhido, fator esse que torna a utilização de ApR mais difícil. De facto, ao ser um recurso que resulta do tratamento efetuado por outra entidade gestora, pode haver dificuldade na comunicação e acordo entre diferentes entidades quando não há políticas públicas eficientes, para a produção de água de reutilização com qualidade suficiente para os usos a que se destina e para a sua comercialização. Como dito anteriormente, a falta de dados mais detalhados torna dificultosa a análise. Uma vez que há dados referentes a qual entidade gestora em baixa coletou e exportou, bem como quanto uma entidade gestora em alta importou, todavia, não é claro qual entidade em baixa exportou para qual entidade em alta. Desse modo, não é claro qual região hidrográfica possui maior tratamento, uma vez que há margem para adução de água residual coletada de uma região hidrográfica para outra devido a cooperação dos serviços em alta e em baixa. Do mesmo modo que o caudal tratado em baixa não é capaz de contemplar o consumo total, o mesmo ocorre com o consumo utilizável como era expectável, haja vista que grande parte do consumo total poderia ser agraciado com ApR. Nota-se que mesmo se a agricultura fosse desconsiderada para efeitos de reaproveitamento, o caudal tratado em baixa não seria suficiente para abranger todo o consumo restante, desse modo, a RH1 não possui um potencial notório para reutilização de águas residuais pelas entidades em baixa. Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 93 RH1 - Minho e Lima Volume (hm³) Caudal recolhido em baixa Caudal tratado em baixa Consumo total Consumo utilizável total 10,71 0,59 99,75 97,74 Caudal tratado em baixa /consumo total 0,59% Caudal tratado em baixa /consumo utilizável total 0,60% Caudal tratado em baixa /consumo utilizável - sem agricultura 7,98% Quadro 6: Oferta, recolhida e tratada, e demanda, total e utilizável, na RH1 pelos serviços em baixa. Fonte: Autor (2022). Por seu turno, a região hidrográfica do Cávado, Ave e Leça (RH2) obteve a maior relação do seu efluente recolhido abrangido por tratamento, atingindo um patamar de 36,18% de efluente tratando em cima do recolhido, consideravalmente diferente da RH1 que conquistou somente 5,51% para o mesmo parâmetro. Embora a RH2 tenha a maior diferença entre o seu consumo total e o consumo utilizável, não se notou grande diferença entre a relação caudal tratado/consumo total e caudal tratado/consumo utilizável como se pode ver no quadro 7 em que essa diferença encontra-se nos 0,40%. O caudal tratado da RH2 tem capacidade de substituir, em termos quantitativos, cerca de 13,00% do consumo de água da região por ApR se considerarmos os usos da agricultura, golfe e industrias. Se a agricultura for desconsiderada para ApR, o total de água residual tratada será volumetricamente superior ao consumo das demais categorias, uma vez que terá 117,68% da relação em questão. Desse modo, se esse efluente não tiver qualidade suficiente para usos mais nobres ainda será capaz de contemplar a totalidade dos demais usos, factor esse que confere destaque para a região. Vale evidenciar que dentre as 10 cidades com maior produção de água residual tratada, 4 estão na RH2, nomeadamente: Matosinhos, Braga, Maia e Barcelos, contudo, Maia possui baixo índice de conhecimento de infraestrutura o que pode significar em problemas de análise, enquanto que Barcelos possui somente 25% das suas estações com licença de descarga válida, o que pode reduzir os usos dados a esse recurso devido a qualidade indevida. Entre Braga e Matosinhos, o último destaca-se como principal potencial da região em função do seu índice de conhecimento de infraestrutura com valor máximo, além de possui maior população equivalente para sua estação de Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 100 de providenciar tais informações em suas respectivas escalas e deixar claro as suas capacidades. De forma geral, o quadro 12 resume as produções de águas residuais tratadas nos serviços em baixa e em alta para a região norte, bem como os consumos das regiões hidrográficas 1 2 e 3. Água residual tratada em hm³/ano Serviços em baixa Serviços em alta Total na região Norte RH1 RH2 RH3 Águas do Norte TRATAVE SIMDOURO AMTSM 0,59 45,89 53,38 55,54 41,69 23,98 6,91 227,97 Consumo de água que pode ser substituído por ApR por região hidrográfica em hm³/ano RH1 RH2 RH3 Consumo utilizável total 97,74 353,09 451,42 902,25 Relação produção total de água residual perante o consumo total da região norte 25,27% Quadro 12: Oferta de água residual tratada e demanda total e utilizável em totas as regiões pelos serviços em baixa e em alta. Fonte: Autor (2022). Em função do quadro 12 é possível afirmar que, numa situação hipotética em que custos de transporte, adução, manutenção, entre outros fatores, não fossem considerados e que toda a água residual transitasse livrevemente pela região norte, esta seria capaz de substituir cerca de 25,27% do consumo de água na região. Um quarto de redução do consumo pode significar uma menor dependência em épocas secas, principalmente se for acoplada com medidas de consumo mais conscientes nos diversos setores que compreendem o espectro da região norte. Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 101 5. CONCLUSÃO A região norte possui capacidade de alterar o seu consumo de água para reutilização de água residual, um quarto de todo o seu consumo pode ser transformado em um recurso e, assim, deixar de ser um problema residual. Infelizmente ainda não se pode eliminar a captação de água para abastecimento e ser capaz de fechar o ciclo urbano da água sem que haja perdas. Entretanto é fundamental que medidas sejam tomadas para que esse ideal que hoje é utópico se torna o mais próximo possível de uma realidade. É notório que existem concelhos que se destacam em detrimento de outros e isso deve-se não somente à urbanização, estruturas e políticas, mas também à geografia, ao relevo, à economia, às culturas agrícolas, e hábitos locais entre outros. Os municípios entre o Porto e Braga ganham destaque por serem zonas mais povoadas, com maior quantidade de serviços, industrias e produções que requerem um maior consumo de água e por isso, maior produção de água residual. A distinção entre concelhos pode-se traduzir no índice de conhecimento de suas infraestruturas, mais de um terço da área de estudo ultrapassou a média nacional de consumo de água, o que já ilustra alguma rede em condições de idealizar sistemas de ApR. Todavia, também significa que muito precisa ser feito para que os demais dois terços atinjam um patamar mais elevado ao promover a proteção do meio ambiente e saúde pública. As entidades em alta se sobressaíram pelo reaproveitamento em comparação com as em baixa, contudo, é fundamental salientar as disparidades entre as entidades e a falta de informação entre suas transações acerca de águas residuais. Essa ausência de informação corrobora para uma sobreposição das entidades em alta em detrimento das em baixa, por outro lado, é lógico que entidades com maiores dimensões, estruturas e tecnologias tenham melhores resultados. No entanto, é possível teorizar que mesmo com dados sobre transações, as entidades em alta teriam maior destaque. A complexidade dos serviços de águas residuais prestados por entidades em alta e em baixa é elevado, já que somente na região norte existem 86 concelhos, todos eles com serviços em baixa e a grande maioria em alta. Existem concelhos que não possuem tratamento em baixa, mas o possuem em alta, municípios que possuem maior quantidade de água residual tratada que coletada pela rede de drenagem, o que se Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 102 expressa em exportações e importações de águas residuais. Todos essas trocas limitamse em análises na região norte, o que não impede que o mesmo ocorra entre regiões dentro de Portugal. Concluiu-se que grande parte do consumo de água da região norte se dá pelo meio agrícola, que também é o que tem maiores restrições pela legislação acerca de ApR. Ou seja, a maior parte da água para reutilização poderá requerer tratamento mais rigoroso ou a inclusão de barreiras, a depender do contacto direto ou indireto com os trabalhadores e consumidores finais. Por outro lado, os serviços em alta são capazes de modificar todo o consumo de água de abastecimento para ApR no que tange o consumo industrial e agrícola, o mesmo também se vê para as RH2 e RH3 nos serviços em baixa. Este é um resultado interessante para o investimento na expansão industrial portuguesa, não somente por ter a possibilidade utilizar um resíduo como recurso, mas também em promover uma rede industrial mais ecológica, o que torna o produto final mais valorizado no cenário comercial mundial. Os parâmetros económicos estão atrelados a diferentes fatores, entre eles quem está produzindo a água residual e suas condições qualitativas e quantitativas, bem como quem utilizará deste recurso seja para rega com contato direto humano, pecuário ou para refrigeração de uma caldeira, entre outras possibilidades. Em conjunto com a fonte e o destino, o meio de transporte deste recurso é de fundamental análise, uma vez que pode não ser interessante preparar uma extensa rede de adutoras para um pequeno uso de uma fazenda, talvez transporte por camiões pipas seja preferível ou, ainda, que não seja viável e que o abastecimento seja a melhor opção. Para além do meio de adução ou de transporte é interessante que sejam melhor detalhados os utilizadores. O presente trabalho utilizou de simplificações para avaliar a oferta e a demanda de uma região extensa, com o intuito de guiar novos trabalhos que visem detalhar melhor os concelhos, dando bases comparativas, além de indicar locais em que talvez seja mais interessante analisar concelhos pequenos e distantes. Esse fator deve ser considerado ao passo que a região norte não é uniforme em densidade demográfica, costumes, consumos, serviços e culturas. Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 103 5.1. Recomendações Em análises futuras espera-se que as bases de dados disponíveis publicamente possuam correlação entre os departamentos do governo de forma que se utilize em consonância dados do INE, ERSAR e SNIAmb, sendo esses últimos dois fundamentais para uma análise quantitativa e espacial no primeiro e qualitativa pontual no segundo. O uso dessas ferramentas em um futuro próximo poderá tornar trabalhos mais ricos e ideias para tomada de decisão de câmaras municipais e distritos, fator que deve ser enaltecido nos próximos anos a evitar os prejuízos causados por mudanças climáticas, aparecimento de ocorrências epidemiológicas e problemas económicos no cenário local, regional, nacional, da união europeia e do mundo. Também é importante que as simplificações realizadas para o consumo sejam minimizadas a fim de que os consumos dos concelhos ganhem destaque em consonância com a produção de águas residuais. Essa união poderá permitir investimentos em concelhos que têm elevada produção e consumo, ou ainda, investir em conjuntos de concelhos que realizem transações de águas residuais. Em trabalhos futuros aconselha-se que as demais regiões portuguesas, bem como as autonomas, tenham seus potenciais analisados visando uma união de todos esses dados e, assim, uma análise de Portugal como país e sem perder os detalhes das regiões, distritos e concelhos. Essa análise se torna importante para que decisões sejam tomadas em pequenas, médias e macro escalas. Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 104 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Agência Portuguesa do Ambiente. (2012). PROGRAMA NACIONAL PARA O USO EFICIENTE DA ÁGUA. Agência Portuguesa do Ambiente. (2015). PENSAAR 2020 (Vol. 2). Abril. Agência Portuguesa do Ambiente. (Junho de 2015). PLANO NACIONAL DA ÁGUA. 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Business guide to circular water management: spotlight on reduce, reuse and recycle. Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 109 Anexo A Tabela A.1: Dados provenientes da ERSAR por concelho da região norte de Portugal. Concelho Distrito Entidade Gestora em alta Entidade Gestora em baixa ERSAR População Equivalente População Equivalente com tratamento População Equivalente com tratamento satisfatório Utilização da ETAR Nº ETAR Nº ETAR com licença de descarga Relação de ETAR com licença Índice de conhecimento de infraestruturas Nº de Alojamentos com serviço efetivo Caudal coletado no ano Caudal tratado no ano Quanto do caudal é tratado e.p. e.p. e.p. % un. un. % - un. m³/ano m³/ano Alfândega da Fé Bragança Águas do Norte CM Alfândega da Fé 4558 1052 1008 22,11496 32 8 25,00 172 3462 298611,80 77928 26,0967 6 Alijó Vila Real Águas do Norte CM de Alijó 3838 -2 -2 -2 10 0 0,00 0 3963 565042,60 3838 0,67924 1 Amarante Porto Águas do Norte Águas do Norte 7982 840 811 10,16036 16 4 25,00 119 54909 13594554, 5 213444 1,57007 Amares Braga Águas do Norte CM de Amares -2 -2 -2 -2 0 -2 0,00 88 4115 898788 -1 -1 Arcos de Valdevez Viana do Castelo Águas do Norte CM Arcos de Valdevez 3850 589 586 15,22078 6 4 66,67 112 4762 726013,1 150695,1 20,7565 3 Armamar Viseu Águas do Norte CM de Armamar 5850 0 0 0 4 0 0,00 78 3138 311553,4 4939 1,58528 2 Arouca Aveiro SIMDOURO Águas do Norte 7982 840 811 10,16036 16 4 25,00 119 54909 13594554, 5 213444 1,57007 Baião Porto SIMDOURO Águas do Norte 7982 840 811 10,16036 16 4 25,00 119 54909 13594554, 5 213444 1,57007 Barcelos Braga - Águas de Barcelos 143535 132744 113765 79,25941 8 2 25,00 173 25617 8031919 7939218 98,8458 4 Boticas Vila Real Águas do Norte Boticas 11650 1800 1800 15,45064 33 1 3,03 119 2829 232331,6 232331,6 100 Braga Braga - Agere 340165 302377 207693 61,05655 15 15 100,00 142 78560 13723322, 3 1372332 2 100 Bragança Bragança Águas do Norte Bragança 14236 3650 2100 14,75133 39 21 53,85 139 21733 3040802 535247 17,6021 7 Cabeceiras de Bastos Braga Águas do Norte CM de Cabeceira de Bastos 8653 -2 -2 -2 12 0 0,00 148 3010 640763 619376 96,6622 6 Caminha Viana do Castelo Águas do Norte CM de Caminha -2 -2 -2 -2 0 -2 0,00 62 9858 1226564 0 0 Carrazeda de Ansiães Bragança - Águas de Carrazeda 8551 1168 1168 13,65922 1 9 900,00 108 3865 199244 42961,5 21,5622 6 Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 116 Vieira do Minho Braga 0 0 9 0 9 0 0 1 0 0 1 RH3/RH2 RH2 Vila do Conde Porto 0 0 3 1 4 0 0 1 0 0 1 RH2 RH2 Vila Flor Bragança 0 0 31 0 31 0 0 0 0 0 0 RH3 RH3 Vila Nova de Cerveira Viana do Castelo 0 0 0 2 2 0 0 0 0 0 0 RH1 RH1 Vila Nova de Famalicão Braga 0 0 2 1 3 0 0 0 0 0 0 RH2 RH2 Vila Nova de Foz Côa Guarda 0 0 7 0 7 0 0 0 0 0 0 RH3 RH3 Vila Nova de Gaia Porto 0 0 4 1 5 0 0 0 0 0 0 RH3 RH3 Vila Pouca de Aguiar Vila Real 0 0 4 1 5 0 0 0 0 0 0 RH3 RH3 Vila Real Vila Real 0 0 6 1 7 0 0 0 0 0 0 RH3 RH3 Vila Verde Braga 0 0 9 1 10 0 0 0 0 0 0 RH2/RH1 RH2 Vimioso Bragança 0 0 26 0 26 0 0 0 0 0 0 RH3 RH3 Vinhais Bragança 0 0 24 3 27 0 0 2 0 0 2 RH3 RH3 Vizela Braga 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RH2 RH2 -1: Não disponível -2: Não aplicável -3: Não respondeu Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 117 ANEXO B Tabela B.1: Dados provenientes dos Planos de Gestão de Região Hidrográfica Setor RH1 - Minho e Lima RH2 - Cávado, Ave e Leça RH3 - Douro Volume (hm³) Volume (hm³) Volume (hm³) Superficial Subterrâneo Total Superficial Subterrâneo Total Superficial Subterrâneo Total Urbano Abastecimento Público 10,62 8,24 18,86 58,13 0,85 58,98 141,23 10,06 151,29 Consumo Particular - 7,33 7,33 0 1,88 1,88 - 9,64 9,64 Industrial PCIP 7,88 - 7,88 9,63 - 9,63 0,13 - 0,13 Não PCIP 0 0,28 0,28 19,41 15,6 35,01 1,09 5,61 6,7 Agrícola Agricultura 35,22 55,13 90,35 124,84 189,26 314,1 160,09 281,34 441,43 pecuária 0,1 0,69 0,79 0,33 3,17 3,5 0,27 2,21 2,48 Turismo Golfe 0 0,45 0,45 0 1,8 1,8 0,45 2,03 2,48 Hotelaria - - - - 0,04 0,04 0,01 0,04 0,05 Energia Termoelétrica - - - - - 0 251,83 - 251,83 hidroelétrica <10m - - - 3055,98 0 3055,98 369,99 - 369,99 hidroelétrica >10m 2740,69 - 2740,69 4073,2 - 4073,2 72744,49 - 72744,49 Outros - 0,05 0,05 - 0,09 0,09 - 0,27 0,27 Total 2794,51 72,17 2866,68 7341,52 212,69 7554,21 73669,58 311,2 73980,78 Tabela B.2: Dados provenientes dos Planos de Gestão de Região Hidrográfica e suas porcentagens utilizadas para as cateogiras consideradas para efeito de cálculos de consumo. Setor RH1 - Minho e Lima RH2 - Cávado, Ave e Leça RH3 - Douro Volume (hm³) Volume (hm³) Volume (hm³) Consumo Total Consumo utilizável % utilizada Consumo Total Consumo utilizável % utilizada Consumo Total Consumo utilizável % utilizada Industrial PCIP 7,88 5,99 76% do total 9,63 7,32 76% do total 0,13 0,10 76% do total Não PCIP 0,28 0,21 86% do total 35,01 26,61 86% do total 6,70 5,09 86% do total Avaliação da disponibilidade e uso de água para reutilização na região norte de Portugal 118 Turismo Golfe 0,45 0,45 100% do total 1,80 1,80 100% do total 2,48 2,48 100% do total Hotelaria 0,00 0,00 0% do total 0,04 0,00 0% do total 0,05 0,00 0% do total Agrícola Agricultura 90,35 90,35 100% do total 314,10 314,10 100% do total 441,43 441,43 100% do total pecuária 0,79 0,74 93,37% total 3,50 3,27 93,37% total 2,48 2,32 93,37% total Tabela B.2: Dados provenientes do INE para cabeças bovinas e restrições dadas pela APA para ApR. Pecuária admitindo que todos tem pastos regados e que a região Norte tem agricultura homogênea Região Norte no IIEA 2016 Espécie Nº de cabeças Utilizável perante ApR Relação do tipo pelo total Utilizável perante ApR em relação ao todo Porcentagem aplicável para a pecúaria para ApR Bovina 365 100% 37% 37,24% 93,37% Ovina 434 100% 44% 44,29% Suína 65 0% 7% 0,00% Caprinos 116 100% 12% 11,84%