Opt GIS

Monitoramento de qualidade da água em Hidrelétricas por imagens de satélite

A distribuição espacial de um empreendimento de grande porte exige conhecimento geográfico e ferramentas para gestão territorial com capacidade para gerenciamento de dados georreferenciados. Em grandes reservatórios monitorar e cobrir toda a extensão se torna uma atividade de alto investimento quando usado somente levantamentos em campo.

A qualidade da água é um dos maiores desafios do homem no século XXI, manter a água doce disponível, limpa e potável é uma maneira de se garantir uma boa qualidade de vida. Obter meios de se monitorar a entrada de poluentes, agrotóxicos, esgotos domésticos e industriais, resíduos sólidos e sedimentos em reservatórios e outros ambientes aquáticos são essenciais para o funcionamento de usinas hidrelétricas e para reduzir custos nas etapas de tratamento da água. Nesse aspecto, trabalhos de campo são essenciais para coletar e analisar amostras de água visando à identificação dos agentes poluidores e à quantificação dos seus impactos. No entanto, estes trabalhos são dispendiosos e com elevado custo financeiro.

Foto de Marek Piwnicki no Unsplash

O dimensionamento e a operação de um reservatório deve ser analisada prevendo os usos possíveis como a captação da água para fins de abastecimento público ou irrigação, o que já ocorre em alguns municípios do país, onde a captação de água ocorre exclusivamente em represas, o que confere um fator a mais na necessidade de se preservar a qualidade da água em toda bacia hidrográfica que contribui com o reservatório. Para Richter e Azevedo Netto (1998), a qualidade da água dos reservatórios tem implicações diretas no processo de tratamento e no custo da água.

Os reservatórios, por se tratarem de ambientes lênticos, são mais propícios a impactos na qualidade da água, pois, com o represamento, o tempo de residência da água no mesmo trecho aumenta consideravelmente. O mecanismo advectivo de transporte de poluentes, responsável pelo carreamento de substâncias no sentido montante-jusante, é reduzido consideravelmente.

Os principais impactos ambientais ocorridos em um reservatório, são o assoreamento e a eutrofização. Este último consiste no aumento da população de algas, ocasionado pelo aumento da concentração de nutrientes, principalmente sais de nitrogênio (nitritos, nitratos) e de fósforo (fosfatos).

Para Carvalho et al. (2000):

A construção de uma barragem e a formação do seu reservatório normalmente modificam as condições naturais do curso d’água. Em relação ao aspecto sedimentológico, as barragens geram uma redução das velocidades da corrente provocando a deposição gradual dos sedimentos carreados pelo curso d’água, ocasionando o assoreamento, diminuindo gradativamente a capacidade de armazenamento do reservatório e podendo vir a inviabilizar a operação do aproveitamento, além de ocasionar problemas ambientais de diversas naturezas”.

Manter a qualidade da água em um ambiente aquático é fundamental para a infra- estrutura de cidades que são abastecidas com essas águas, além da manutenção do equilíbrio nos ecossistemas. Com a construção de usinas hidrelétricas, ocorre a transformação desse ecossistema, onde um rio, represado, transforma-se em um ambiente com baixas velocidades no reservatório, o qual é submetido a estratificações térmicas consideráveis durante o verão, e com fluxo regularizado a jusante da barragem. Tais alterações tornam o corpo hídrico mais vulnerável a alterações de sua composição.

A eutrofização é o termo correspondente a uma elevada proliferação de algas, que pode ser relacionada com o aumento populacional e da industrialização, que são responsáveis também pelo aumento da demanda energética, e a conseqüente construção de novas barragens. O lançamento de esgoto e a poluição difusa, decorrente da fertilização artificial de solos, constituem a principal causa do aumento da concentração de nutrientes em reservatórios, haja vista que nitratos e nitritos são subprodutos da decomposição de matéria orgânica, originados a partir do processo de oxidação da amônia.

 

De acordo com Esteves (1998):

“A poluição dos lagos e represas, que ocasiona a eutrofização, ocorre por diferentes fontes de poluição. Os efluentes domésticos contribuem com produtos de limpeza ricos em fósforo e fosfato, como detergentes e sabão em pó, além dos excrementos humanos que contêm, em sua composição, consideráveis concentrações de nitrogênio e fósforo. Outras fontes são efluentes industriais e agrícolas. Segundo cálculos para solos europeus, para cada aplicação perde-se em áreas agrícolas adubadas, de 16 a 25 % de nitrogênio e 0,7 a 1,4% de fosfato e a maior parte atinge os corpos hídricos”.

De acordo com ANEEL (2002), a solução ou minimização do problema de eutrofização do lago ocorre quando os núcleos de proliferação são identificados, sendo localizados, muitas vezes, em remansos a jusante de emissários poluídos.

A presença de algas fitoplanctônicas em ambientes aquáticos altera a qualidade da água e a dinâmica biológica do ecossistema, sendo um aspecto importante para avaliação da condição ambiental. A clorofila é um dos pigmentos, além dos carotenóides e ficobilinas, responsáveis pelo processo fotossintético. A clorofila “a” é a mais comum das clorofilas (a, b, c, e d) e representa, aproximadamente, de 1 a 2% do peso seco do material orgânico em todas as algas, sendo um importante indicador da concentração de biomassa algal. Assim, a clorofila “a” é considerada a principal variável indicadora de estado trófico dos ambientes aquáticos (CETESB), o qual pode ser monitorado pela medida da concentração de clorofila, normalmente em microgramas por litro da amostra de água.

Os sólidos presentes na água, dissolvidos ou suspensos, são originados de processos de sedimentação, processos de assoreamento e erosão da bacia e das margens. Os sólidos são carreados no leito dos rios e depositados principalmente em lagos e reservatórios. Nos sistemas de tratamento de água, os sólidos suspensos representam um fator quantificado por uma variável denominada turbidez, a qual deve ser removida pelas etapas de clarificação que, num arranjo mais completo, consiste dos mecanismos de coagulação, floculação, decantação e filtração. De acordo com a CETESB, os sólidos podem reter bactérias e resíduos orgânicos no fundo dos rios, promovendo decomposição anaeróbia. Há também, conforme já foi dito, a possibilidade de pesticidas serem adsorvidos nas superfícies dos sólidos em suspensão. Altos teores de sais minerais, particularmente sulfato e cloreto, estão associados à tendência de corrosão em sistemas de distribuição, além de conferir sabor às águas.

Enfim, as alterações no ambiente do reservatório, induzidas pelos sedimentos e pela eutrofização, comprometem o aproveitamento da água para abastecimento público, prejudica a geração de energia, causando danos às tubulações (entupimento) e turbinas (corrosão) e afeta os fins turísticos, eliminando a função de área de lazer.

De acordo com Novo (2007), monitoramento é a observação repetitiva de uma área ou fenômeno, com uma freqüência definida pela variabilidade do fenômeno e pela necessidade de informação sobre a dinâmica do seu comportamento.

Imagem Landsat 8

O sensoriamento remoto é uma tecnologia comprovada para analise espacial, podendo ser empregada para pesquisas de vegetação, solos, rochas, ocupação urbana e para o estudo da água. A partir da necessidade de se monitorar constantemente os ambientes aquáticos e da acessibilidade tecnológica, que torna o sensoriamento remoto uma ferramenta usual para planejadores e executores de projetos ambientais.

Tomando por base os elevados custos financeiros para realização de, monitoramentos e análises técnicas em campo, que ocorrem devido às dificuldades de acessar determinados locais, o sensoriamento remoto torna-se alternativa como uma ferramenta de menor custo financeiro e com maior acessibilidade para realizar levantamentos técnicos, mapeamentos e monitoramentos para planejamento ambiental e urbano. O sensoriamento remoto se consolida com uma grande quantidade de dados atualizados a serem integrados aos dados convencionais, tornando-se parte de um sistema de gestão que tende a evoluir constantemente com o emprego de novas técnicas.

É neste contexto que o sensoriamento remoto se torna uma alternativa para estimativas da qualidade da água dos rios, lagos e oceanos. O potencial do sensoriamento remoto é destacado principalmente no direcionamento de trabalhos de campo, e estimativas de parâmetros, proporcionando um monitoramento constante e de baixo custo, sendo norteador de ações em campo somente quando realmente há necessidade.

Dissertação de mestrado de Marcos Vilela, FECIV, UFU, 2010.

 A OPT monitora a ocorrência de macrófitas em reservatórios, com alta recorrência de imagens e com padrões de qualidade da água calibrados com os dados de sensores remotos e dados coletados em campo. Atualmente monitoramos cerca de 190 mil hectares de lâmina d’água em reservatórios no estado de São Paulo.

 

Escrito por

Marcos Vilela

Função: Especialista GIS para Energia e Meio Ambiente
https://www.linkedin.com/in/Marcos Vilela/

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