Aula 4 demanda de agua

Planificação e Gestão de Recursos
Hídricos
Tema 4:
Demanda de Água
INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO DE SONGO
Curso de Engenharia Hidráulica
1

Demanda (uso) de Água
• Existe uma demanda crescente de água em todo o mundo. À medida que
as populações e os padrões de vida crescem e as economias se
desenvolvem, as demandas feitas sobre os recursos hídricos continuam a
aumentar, mas água é um recurso finito.
2

Demanda de Água
As demandas futuras de água pelos diferentes usuários podem ser afetadas pela evolução
tecnológica. Os desenvolvimentos tecnológicos que aumentarão a demanda de água são, por
exemplo: a geração de energia nuclear refrigerada a água e a produção de gás a partir do carvão.
Os desenvolvimentos tecnológicos que podem diminuir as demandas futuras de água doce são,
por exemplo:
• Geração de energia eólica e solar (através de células fotovoltaicas)
• Saneamento a seco / saneamento ecológico
• Recirculação de água de resfriamento (“dry-cooling”) de usinas termoelétricas
• Tecnologia de lavagem sem enxaguamento
• irrigação por gotejamento
• Dessalinização da água do mar
Embora a tecnologia possa ajudar a reduzir a demanda, isso provavelmente não será suficiente.
Para evitar a mineração de recursos limitados, será necessário reduzir as demandas dos usuários
individuais.
3

Demanda de Água
• As demandas de água per capita variam entre paises e entre regiões e
essas diferenças são atribuídas a factores naturais e econômicos. Mais
água é usada em regiões quentes e secas do que em áreas temperadas
e húmidas, devido à irrigação, banho e ar condicionado.
• Das várias influências climáticas, a precipitação parece ter o maior
efeito sobre a demanda per capita, principalmente como resultado das
demandas de água de irrigação.
• O padrão de vida da população também afeta a demanda. O consumo
de água aumenta com o aumento do padrão de vida.
4

Estimativa da demanda de água urbana
A demanda de água urbana depende, entre outros factores, de:
a. número de pessoas dentro da área considerada
b. taxas de conexão para diferentes tipos de fornecimento; por exemplo.
stand pipe, fornecimento de tubulação (conexão privada)
c. consumo per capita, que depende de fatores como nível de
desenvolvimento, tipo de oferta e preço da água
d. perdas na infra-estrutura de transporte, tratamento e distribuição
Além disso, a demanda por água também é influenciada pelo clima
(chuvas, temperatura), padrão de vida de (diferentes categorias de)
usuários, medidas de racionamento, tarifas etc.
5

Requisitos Recomendados de Água para Necessidades Humanas Básicas
(Gleick, 1996)
Notas:
(a) Este é um mínimo verdadeiro para sustentar a vida em condições climáticas
moderadas e níveis médios de atividade.
(b) Excluindo a água necessária para cultivar alimentos. Uma estimativa aproximada da
água necessária para cultivar as necessidades alimentares diárias de um indivíduo é de
2700 litros.
Finalidade Nível Mínimo (l / c / d)
Água potável 5
Serviços de saneamento 20
Banho 15
Preparação de Alimentos 10
Soma 50
6

Padrões para demanda de água por categoria de consumidor, Harare
Consumption category Unit Annual average daily water demand
Residential
High density l/stands/d 900
Medium density l/stands/d 1,800
Low density l/stands/d 2,500
Flats l/unit/d 1,000
Commercial
Hotels l/bed/d 800
Offices, Shops l/employee/d 30
Industrial
Dry industries l/ha/d 20,000
Wet industries To be calculated individually
Institutional
Hospitals l/bed/d 500
Clinics l/100 m2/d 1,000
Day schools l/pupil/d 30
Boarding schools l/pupil/d 90
7

Estimativa da demanda de água urbana
• A linha inferior do consumo de água pode ser definida como o consumo de
água per capita da 'linha de vida'. Hoje em dia, essa necessidade de água vital
é de 50 l/hab/dia de água doce limpa e segura, esse número exclui a água
necessária para a produção de alimentos e para outras atividades
econômicas.
• Nos países desenvolvidos, as taxas de consumo total podem chegar a 1 000
litros por dia em regiões secas, onde a irrigação do gramado não é limitada.
Valores normais, no entanto, para os países desenvolvidos variam entre 200 e
500 litros por dia.
• Nos países em desenvolvimento, o consumo de água potável é geralmente
inferior a 50 litros por dia, o que pode ser considerado como um mínimo para
fins de saúde pública 8

Consumo médio de água (l / c / d) das famílias (Davies e Day,
1998: 325)
California
(USA)
UK South Africa
Washing machine 32 12 23
Toilet 95 37 48
Bath/Shower 73 22 65
Kitchen 27 36 24
Total 227 107 160
9

ARTIGO 14º
Consumos domésticos, comerciais e públicos
1. As capitações totais devem ser determinadas pela análise e extrapolação da sua
evolução nos últimos anos na zona a servir, ou em zonas de características semelhantes
em situações de suficiência de água, não devendo, no entanto, ser inferiores a:
a) 30 l/hab./dia em áreas abastecidas por fontanários;
b) 50 l/hab./dia em áreas com torneiras de quintal;
c) 80 l/hab./dia em áreas até 2 000 hab. com abastecimento domiciliário e distribuição
predial;
d) 125 l/hab./dia em áreas com mais de 2 000 hab. com abastecimento domiciliário e
distribuição predial.
3. Em caso de impossibilidade prática de obter informação que permita estimar os
consumos a que se refere o n.º 2, podem usar-se a título indicativo os seguintes valores
de referência:
a) Hospitais: 300 a 400 l / cama / dia;
b) Hotéis: 70 l /quarto s/ banheira ou 230 l / quarto c/ banheira
c) Escritórios15 l / pessoa / dia
d) Restaurantes: 20 a 45 l / refeição servida / dia
e) Escolas: 10 l / aluno / dia
PROJECTO DE REGULAMENTO DOS SISTEMAS PÚBLICOS DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA E DE
DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS DE MOÇAMBIQUE , LNEC VERSÃO ACORDADA P/ DNA
(2000)
10

Crescimento da demanda de água
• Um elemento importante na avaliação da demanda é a projeção da evolução
demográfica (para o período de vida da nova infraestrutura)
• Como resultado do caráter exponencial do crescimento populacional, o resultado das
previsões populacionais é altamente sensível ao valor assumido da taxa de fertilidade.
• As projeções da população devem ser feitas para o curto prazo (2-5 anos) e para o
médio prazo (5-10 anos). Projeções para o longo prazo (mais de 10 anos) não são
confiáveis, embora possam servir como uma estimativa indicativa.
• As previsões de longo prazo raramente estão próximas da correção. Em todo o mundo
ocorreram mudanças surpreendentes que fizeram com que as taxas de crescimento se
desviassem seriamente das projeções.
• Algumas dessas mudanças inesperadas são: a eclosão de guerras, a migração por
refugiados, mudanças políticas, recessão econômica ou recuperação econômica,
migração para áreas urbanas, etc
11

Modelo de crescimento populacional baseado no balanço
populacional (Savenije, 2000)
• dP/dt = B – D + I – O
• onde dP / dt = alteração na população durante o passo de tempo t, e. ano
(capita)
B = número de nascimentos por unidade de tempo, por ex. por ano (capita /
ano)
D = número de mortes por unidade de tempo (capita / ano)
I = imigração (capita / ano)
O = emigração (capita / ano)
• O número de nascimentos pode ser expresso como o produto da taxa de
natalidade b e a população: B = b(P/L)
• onde L é a expectativa de vida em anos
• a taxa de fecundidade f, que é a quantidade de filhos nascidos por mulher. É
óbvio que f = 2b.
• taxa de mortalidade d: D = d(P/L)
• Em uma situação de estado estacionário, d = 1 e D = P / L.
• Se d < 1 mais jovens que idosos e se b < 1 (caso da China) chegará momento
de mais idosos.
12

Modelo de crescimento populacional baseado no balanço
populacional (Savenije, 2000)
• Se negligenciarmos, por causa do argumento, a emigração e a imigração,
a combinação as equações teremos: dP/dt = ((b-d)/L)*P
• Se b e d são constantes, então a solução é uma equação exponencial do
tipo:
• P(t) = P(0)*exp((b-d)/L)t = P(0)*exp(rt)
• com P (0) e P (t) = população no tempo = 0, e no tempo = t (capita)
r = (b-d) / L
• Se (b-d)> 0, significando que per capita mais crianças nascem do que as
pessoas morrem, então a população aumenta exponencialmente. Se b =
d, a população é constante
• Se b = 1, a taxa de natalidade é igual à taxa de substituição, o que
eventualmente levará a uma população constante.
• Como resultado da política governamental, a taxa de natalidade é
restaurada para o nível sustentável de b = d = 1
13

A modelação ou estimativa do crescimento populacional, em termos de população residente,
pode ser efectuada recorrendo a diversos modelos ou métodos, designadamente os
seguintes:
 aritmético;
 geométrico;
 mínimos quadrados;
 comparação;
 extrapolação visual;
 taxa de crescimento decrescente;
 curva logística;
 razão-correlação;
 parcelar;
 previsão de emprego.
POPULAÇÃO NO HORIZONTE DE PROJECTO
14

Métodos para estimativa da população em núcleos urbanos
15
Consumo doméstico
Caudadal médio diário (l/s) para satisfazer os consumos será dado por: Q = PC/86400,
Onde: P é a população (hab.) residente e flutuante, c é capitação (l/hab.dia).

Uso real e modelado da
água, Masvingo, Zimbábue,
1977-2001
Os perigos do uso de técnicas
de extrapolação para prever
a demanda de água de
Masvingo no Zimbábue
16

Gestão da demanda de água (WDM)
O gerenciamento de demanda visa alcançar demandas desejáveis e usos
desejáveis. Influencia a demanda para usar um recurso escasso de forma
eficiente e sustentável (Savenije e Van der Zaag, 2002).
Observe que:
• WDM não é necessariamente o mesmo que diminuir a demanda de água;
em certas situações, administrar a demanda pode significar estimular a
demanda que foi suprimida
• WDM não é necessariamente o mesmo que o preço da água!
O gerenciamento da demanda de água está sempre preocupado em aumentar
o uso eficiente da água. Minimizar os vazamentos é frequentemente a
estratégia mais econômica em relação à melhoria do sistema
17

A diminuição da demanda de água irá atrasar a necessidade de novas infra-
estruturas de água (Macy 1999: xv)
18

Água não contabilizada
• Um componente essencial da demanda de água para abastecimento público de água
pode ser as perdas nos sistemas de transporte, tratamento e distribuição.
• Estas perdas são normalmente apelidadas de “água não contabilizada” e podem
atingir níveis de 60% em sistemas antigos e deteriorados. As percentagens normais
são de 15 a 25%, incluindo um "consumo" de 5% nas estações de tratamento.
• Além de considerações quantitativas, os sistemas de vazamento podem apresentar
ameaças substanciais à saúde pública, devido às possibilidades de infiltração de água
subterrânea contaminada sob condições de baixa pressão na rede de distribuição.
• A água não contabilizada pode representar uma perda financeira substancial para
qualquer empresa de água
• É necessário controlar o vazamento usando detecção eletrônico, modernização dos
sistemas (consumo humano e irrigação ), também a poupança de água, etc.
19

Redução do consumo de água
Dispositivos hidráulicos em sistemas urbanos de abastecimento de água
para a redução de consumo:
• Instalação de armários de água de baixo volume e chuveiros de baixo
volume, pode reduzir o consumo total de água em 25% do consumo
doméstico de água (Martindale e Gleick, 2001).
• Uma medida imediata e barata que pode ser implementada é reduzir a
capacidade da cisterna dos banheiros.
Reutilizar toda a sua água residual para a rega de parques, campos
desportivos e cemitérios através de um sistema de dois tubos e a recuperação
de águas residuais para um padrão potável, aplicação de tarifas altas para
usuarios que consomem mais água exemplo irrigação
20

Redução do consumo de água
Outras medidas de redução demanda de água incluem:
• Conscientização pública e educação
• Sem irrigação de jardins entre as 10: 00h e as 16: 00h (obrigatório)
• Uso de coberturas de piscina (obrigatório)
• Uso de banheiros de baixo nível (obrigatório para todos os novos
edifícios)
• Medição de todas as conexões
• Reutilização de efluente purificado para irrigação e recuperação de
material potável
• Diretrizes de conservação de água para indústrias húmidas
21

Preços da água urbana
• Nas conferências de Dublin e do Rio, conforme relatado na Agenda 21, foi reconhecido que a
água deve ser gerenciada como um bem econômico, fornecida para fins de água para beber e
outras necessidades básicas são disponibilizadas a preços que são amplamente acessíveis
localmente.
• Fornecer água de graça ou altamente subsidiada, no passado, levou a sérios desajustamentos
de recursos hídricos, uso ineficiente e superexploração.
• Uma boa ilustração desse problema é o “dilema da água livre”. Se a água é gratuita, as
indústrias de água não recebem pagamento suficiente por seus serviços, consequentemente
serão imcapazes de manter seus sistemas adequadamente (má qualidade dos seus serviços),
os sistemas entram em colapso, as pessoas precisam beber água imprópria ou pagar quantias
excessivas de dinheiro para os fornecedores de água, enquanto as pessoas ricas recebem
água encanada diretamente em suas casas, de graça.
• Assim, a política de água livre resulta em pessoas ricas recebendo água de graça e pessoas
pobres comprando água a taxas excessivas ou bebendo água imprópria.
22

O dilema da água livre (Savenije, 2000)
23

A precificação da água tem várias conseqüências importantes, o que a torna
um instrumento fundamental para a implementação do gerenciamento da
demanda:
• aumento do preço reduz a demanda;
• aumento da oferta, aumentos de preços (em primeiro lugar, porque os
projetos marginais podem se tornar acessíveis e, em segundo lugar, porque
se torna atraente reduzir as perdas);
• aumento de preços facilita a realocação entre setores;
• aumento dos preços melhora a eficiência gerencial.
O preço da água é frequentemente promovido para pelo menos dois
propósitos: (a) recuperar custos e (b) aumentar a eficiência do uso da água
24

• Os custos económicos incluem, para além dos custos financeiros,
também os custos externos (externalidades económicas), tais como
danos ambientais, poluição, efeito nos utilizadores a jusante e
custos sociais (riscos para a saúde, reinstalação, etc.). A
consideração desses custos nos custos financeiros é chamada de
externalidades internalizadas.
• O dinheiro recebido pela internalização desse custo deve ser pago
aos atores que incorreram nos danos.
• Se o preço da água deve representar o custo econômico total, ele
também deve refletir a escassez do recurso, que geralmente é
expresso no custo de oportunidade
25

Princípio geral do custo da água
26

A disposição para pagar os usuários de água é uma função da quantidade que os usuários consomem
e sua capacidade de pagar
Somente se o valor econômico atribuído pela sociedade à água for maior ou igual aos custos
econômicos, é viável o desenvolvimento de recursos hídricos.
Nesse caso, há duas possibilidades:
• a disposição a pagar é maior do que o custo econômico, em cujo caso o governo poderia aplicar
uma sobretaxa ou imposto para aumentar a eficiência do uso da água (ou seja, para
gerenciamento da demanda);
• ou a disposição (ou capacidade) de pagar é menor do que os custos econômicos, em cujo caso o
governo pode subsidiar o consumo de água ao nível do custo econômico (que também é uma
forma de gerenciamento da demanda).
Custos de oportunidade (aluguel de escassez) custo econômico Externalidades (custo para terceiros e
meio ambiente) Custos de capital (internos) custos financeiros Custos de manutenção e manutenção
27

• O valor econômico e a disposição a pagar não são facilmente determinados.
Alguns usuários estão dispostos a pagar um preço mais alto do que outros.
Uma vez que estas são frequentemente considerações financeiras, e não
económicas (societárias), a disponibilidade para pagar nem sempre é o
argumento correcto para estabelecer o preço económico (de modo a evitar
que a água sempre vá para o maior lance).
• Além disso, a disposição para pagar é dinâmica, dependendo de muitos
parâmetros que incluem acessibilidade, escassez do recurso e valorização
do recurso.
• Como todos esses parâmetros dependem do tempo e podem ser
influenciados por fatores externos e internos, a disposição a pagar é um
parâmetro volátil.
28

Como bens econômicos comuns, há uma relação entre preço e demanda seguindo uma
curva de demanda. A inclinação adimensional desta curva de demanda é chamada de
elasticidade de preço da demanda. É definido como o percentual de aumento na demanda
resultante de um percentual de aumento no preço.
Essa elasticidade é um número negativo, uma vez
que a demanda deve diminuir à medida que o
preço aumenta, e normalmente varia entre -1 e
0. A equação geral da relação demanda-preço (a
curva de demanda): Q = cPE
onde Q é a quantidade de demanda para o bem
P é o preço do bem
c é uma constante
E é a elasticidade da demanda.
Relação entre preço e demanda
29

Relação entre preço e demanda
• Os usos primários da água têm uma
característica especial em que a
elasticidade se torna rígida (inelástica;
E próxima de zero) quando nos
aproximamos das necessidades mais
essenciais do usuário exemplo água
de beber (não há fonte alternativa)
• Para sectores como a indústria e a
agricultura, a procura de água é
geralmente mais elástica (mais perto
de -1), o que está mais de acordo com
a teoria económica geral (existem
alternativas )
• Para abastecimento urbano (usos
primários) devem serem tomadas
medidas adicionais (não financeiras)
para reduzir a demanda de água
como anteriormente foi referido
30

A demanda por água é relativamente inelástica
• Apenas em situações extremas, quando o preço da água aumenta de tal
forma que as pessoas não podem pagar por mais tempo, exigirá resposta
elasticamente, e as pessoas procurarão fontes alternativas de água (para
certos usos), como cavar um poço, usar água não tratada, ou sair da área.
Só então a relação preço-demanda se torna elástica (E <-1).
• As relações preço-demanda que são baseadas em uma quantia fixa de
dinheiro que as pessoas podem gastar na água são todas do tipo: Q = c/P
ou Q*P = c
• onde c = quantidade de dinheiro que as pessoas são capazes de gastar em
água [por ex. $ / ano].
31

Essas funções têm uma elasticidade constante E = -1. Mais geralmente, a elasticidade-
preço E da demanda pode ser definida como:
• E = (dQ/Q)/(dp/P) = (PdQ)/(QdP)
Os economistas classificam a elasticidade como elástica ou inelástica da seguinte forma:
• Se E < -1, a resposta a um aumento de preço é considerada elástica ou reativa.
• Se -1 < E < 0, a resposta a um aumento de preço é considerada inelástica ou rígida.
Se, por exemplo, o preço é aumentado em 100% (P1 = 2 * P0), e isso resulta em uma
redução de 20% no uso da água (Q1 = 0.8Q0), então:
• dP/P = (P1-P0)/P0 = (2P0-P0)/P0 = 1
• dQ/Q = (Q1-Q0)/Q0 = (0.8Q0 -Q0)/Q0 = -0.20
• portanto E = -0.20/1= -0.20.
32

• A rigidez é normalmente maior para necessidades para as quais não há substituto
(como água para uso doméstico) do que para bens de luxo, ou bens que têm uma
alternativa mais barata (por exemplo, manteiga e margarina). Como a água não é
um luxo, as demandas de água reduzem relativamente pouco com um aumento no
preço.
• A demanda residencial e industrial por água (com exceção da água de resfriamento)
é inelástica, enquanto as demandas agrícolas são mais elásticas. Isso tem a ver com
a disponibilidade de opções alternativas para o uso da água.
• Para uso doméstico não há alternativa para a água, e as pessoas estão dispostas a
pagar muito mais pela mesma quantidade (rígida).
• As pessoas devem ter quantidades mínimas de água de alguma forma para
sobreviver, e as famílias muitas vezes pagam preços extraordinariamente altos para
os fornecedores de água por pequenas quantidades de água.
33

Escalas de elasticidade de preço para abastecimento público urbano de água
(OCDE, 1987)
Aumento da receita devido ao aumento de preço
Como a elasticidade da demanda de água é geralmente entre -1 e 0 (-1 <E <0), um
aumento de preço da água sempre resulta em um aumento da renda pelo fornecedor
de água. Isso pode ser facilmente demonstrado combinando a equações anteriores
com a equação da mudança relativa na receita (QP):
dQP/QP = QdP/QP + PdQ/QP = (1 + E)(dP/P)
Desde (1 + E)> 0, um aumento do preço resulta em um aumento de receita. Se E = -1,
a receita não aumenta, o que está de acordo com a equação.
Country Price elasticiy Range
Australia -0.04 - -0.75
Canada -0.25 - -1.07
England and Wales -0.3
Finland -0.11
Sweden -0.15
United States -0.06 - -0.61
34

Taxas de bloco e teoria econômica convencional
• O crescente sistema tarifário bloco cobra a água para as necessidades
humanas mais vitais mais baixos, e os usos para necessidades menos
vitais mais elevados. Esse sistema tarifário, portanto, parece estar em
desacordo com a teoria econômica convencional, que classificaria os
usos mais valorizados como os mais altos (os ricos pagam aos pobres)
• Na indústria e na agricultura, a elasticidade, embora ainda baixa, é um
pouco maior.
• Em áreas áridas, não há substituto para irrigação ou água industrial que
leve a baixa elasticidade, mas os agricultores e industriais podem
investir em tecnologia de economia de água e os agricultores podem
mudar os padrões de cultivo (levando a maior elasticidade).
35

Taxas de bloco e teoria econômica convencional
Concluindo:
- a elasticidade do consumo de água é geralmente baixa.
- a elasticidade do preço é maior quando o preço é maior.
- no setor doméstico, a elasticidade-preço varia entre -0,15 e -0,70.
- no que diz respeito à água potável, a relação preço-demanda nunca será elástica
(E <-1)
- no setor industrial, a maioria das estimativas está na faixa de -0,45 a -1,37
Quando a demanda de água é relativamente inelástica, como água urbana, o
fornecedor de água pode ser tentado a aumentar as tarifas, resultando em
receitas mais altas enquanto o consumo de água cai apenas ligeiramente. O
fornecedor pode não estar interessado em reduzir a demanda de água por outros
meios.
É por isso que as concessionárias de água devem preferencialmente permanecer
de propriedade pública. Se privatizadas, devem operar dentro de um ambiente
regulamentar rigoroso e eficaz.
36

• Apenas em situações extremas, quando o preço da água aumenta
de tal forma que as pessoas não podem pagar por mais tempo,
exigirá resposta elasticamente, e as pessoas procurarão fontes
alternativas de água (para certos usos), como cavar um poço, usar
água não tratada, ou sair da área.
• Só então a relação preço-demanda se torna elástica (E <-1).
• As relações preço-demanda que são baseadas em uma quantia fixa
de dinheiro que as pessoas podem gastar na água são todas do
tipo:
• Q = c/P ou Q*P = c
37

Aumento do sistema de tarifas por bloco
• Deve-se notar ainda que qualquer política de preços destinada a
influenciar a demanda deve considerar o direito básico das pessoas ao
acesso à água potável.
• Assim, a gestão da demanda por meios econômicos deve considerar os
critérios financeiros (recuperação total dos custos) e patrimonial.
• A estrutura crescente de precificação de tarifas de bloco implica um
subsídio cruzado de usuários ricos para pobres.
• É um bom exemplo de um compromisso satisfatório entre os dois critérios
e está se tornando cada vez mais adotado, especialmente em regiões com
escassez de água.
38

Sistemas tarifários para cidades selecionadas na África Austral
39

Definindo as funções para cada bloco
• A fim de encontrar um compromisso satisfatório entre a
recuperação total de custos e a equidade, cada bloco deve ter um
propósito claramente definido, a partir do qual o tamanho do bloco
e a tarifa podem ser derivados.
• Primeiro de tudo: verifique se a recuperação de custos é possível;
ou seja, verificar se a renda média é suficiente para comprar a
quantidade de água que uma pessoa consome em média (ou seja,
3% a 5% da renda mensal per capita de compra média de consumo
de água per capita a custo (total)). Se assim for, a recuperação de
custos (completa) é viável;
40

Definindo as funções para cada bloco
Um sistema de tarifas em bloco garantirá o acesso dos pobres à água, como segue:
• (1) os agregados familiares mais pobres têm acesso a uma quantidade vital de água e não gastam mais
do que uma certa percentagem do seu rendimento em água;
• (2) o nível de consumo de água "ideal" per capita é definido, o que garantirá o "bem-estar"; este
montante de "bem-estar" é, e. duas vezes o valor da linha de vida; toda a água consumida para além do
montante da linha de vida, mas inferior ao montante de bem-estar, é cobrada ao custo total do
abastecimento de água (FCWS expresso em, por exemplo, US $ / m3); o que significa que o preço médio
da água ainda é menor do que o do FCWS, portanto, esses domicílios ainda recebem subsídio;
• (3) as famílias que usam água acima e acima do valor de bem-estar, mas menos que um certo limite
superior (por exemplo, 4 vezes o valor da linha de vida) pagarão o custo total da água durante todo o seu
uso; isto significa que a tarifa do terceiro bloco deve compensar o subsídio implícito que esses usuários
recebem no primeiro bloco;
• (4) o uso da água para além do montante especificado no terceiro bloco será cobrado a uma taxa que irá
compensar o subsídio recebido pelas famílias abrangidas pelos blocos 1 e 2, ou pelo custo marginal de
longo prazo.
As funções acima dos blocos tarifários assegurariam a recuperação total dos custos e a equidade.
41

Tarifas em bloco de Windhoek
(Namíbia), Gaborone (Botswana) e
Hermanus (África do Sul) (depois
de Macy 1999)
Tarifas em bloco de Harare
(Zimbábue) e preço médio da água
42

A Política Nacional de Águas, define a água como um bem económico e, assim sendo, as
tarifas devem reflectir a necessidade de recuperar os custos.
Sistemas Tarifários (ST) de Água em Moçambique
Sistemas Tarifários (ST) : Princípios de política que são aplicáveis nos diferentes usos e
utilização da água, com relevância na vida económica e social do País.
O sistema tarifário aplicável a água bruta abrange águas superficiais, subterrâneas para o
consumo humano, irrigação, produção de energia hidroeléctrica e outros fins como a
rejeição de efluentes nos rios e aquíferos. Tem como objectivo recuperar os custos de
gestão da bacia hidrográfica e incluí a manutenção da rede
Critérios a observar: A água do uso comum utilizada para satisfazer necessidades
domésticas incluindo o abeberamento do gado e rega em pequena escala, sem uso de
meios mecanizados é gratuita.
Será paga a água bruta destinada ao abastecimento de água a aglomerados urbanos, á
irrigação, geração de energia hidroeléctrica, piscicultura, lazer, rejeição de efluentes nos
cursos de água e nos aquíferos em função dos parâmetros de poluição.
A taxa de captação será fixada em função do tipo de utilização e do volume pretendido.
Para centrais hidroeléctricas a taxa é fixada mediante o número de Kilowattes/hora
produzidas.
43

• ST aplicável ao abastecimento de água urbano
Abrange a água potável; fontenários; consumo industrial e comercial.
Deve-se desencorajar a pratica da venda informal de água.
• ST aplicável ao abastecimento de água rural
Abrange poços e furos equiparados com bombas manuais. Estes deverão
por obrigação contribuir com dinheiro ou outros bens, a gestão destes
fundos é da comunidade local ou respectiva autoridade.
Os operadores públicos e privados que comercializam água potável
através de furos e poços em áreas rurais estarão sujeitas a licenciamento
obrigatório por parte da administração local, esses devem limitar os preços
a aplicar.
• ST aplicável ao saneamento convencional
Abrange a colecta e drenagem das águas residuais e pluviais. O
lançamento destas águas residuais em redes publicas de colecta deverá ser
pago de acordo com os volumes a depositar.
• ST aplicável ao saneamento a baixo custo
Abrange as famílias de baixo rendimento vivendo em zonas rurais e peri-
urbanas desprovidas de sistemas convencionas de saneamento. Os custos
neste caso serão definidos localmente.
44

• ST aplicável a água para irrigação
Abrange o sistema de irrigação cujas infra-estruturas são propriedades do
estado. As tarifas a aplicar para irrigação são volumétricas e poderão ser
aplicados também tarifas por unidades de superfícies irrigada.
• Enquadramento institucional
Água bruta : A gestão é atribuída ao Ministério da obras publicas e
habitação, através da DNA, cabendo as administrações Regiões de Águas a
gestão operacional de água bruta.
• É competência das ARAS:
- Propor a modificação das tarifas e formulas de ajustamento destas
tarifas e taxas;
- Propor o faseamento da aplicação das tarifas e taxas;
- Cobrar e gerir as receitas provenientes da aplicação das tarifas e taxas.
• Nas bacias onde não exista ARAS a competência é da DNA.
As tarifas e taxas da água bruta serão aprovadas pelo MOPH ouvido o
conselho Nacional de Águas.
45

Abastecimento de água a cidades e centros urbanos
• Compete ao MOPH: A fixação das tarifas; fiscalização; definir politicas; mobilizar
fundos; supervisão do processo da legislação dos operadores; coordenar e
regulamentação.
Água Rural
Compete a comunidade beneficiária das fontes de água numa primeira fase gerir as
suas fontes e mais tarde na gestão dos fundos para a construção dos fundos.
Saneamento convencional
• Será tutela das autarquias a nível local e receberá assessoria técnica e económica
do MOPH.
• Também poderá ser gerido por operadores privados e terão as seguintes
competências: Propor e modificação das tarifas e taxas; propor critérios de
ajustamento das tarifas; gerir receitas cobradas; aprovar as taxas e tarifas ouvidas
as autarquias.
Saneamento de baixo custo
• Consistirá fundamentalmente na promoção de iniciativas locais. A comunidade
beneficiária organizar-se-á localmente para gestão e manutenção do saneamento.
Água para irrigação
• A água bruta destinada a irrigação é aplicável o enquadramento institucional
expresso de Água bruta.
46

EXEMPLO DE UMA FACTURA DE ÁGUA DA FIPAG, MOÇAMBIQUE
47

Requisitos ambientais da água
• O ambiente requer água. Em princípio, o ambiente requer o regime de fluxo
natural, não perturbado pela interferência humana.
• A captação excessiva de água e a construção de grandes reservatórios em algumas
bacias hidrográficas afectaram significativamente a ecologia, a pesca, a agricultura
(não há inundações das planicies), falta de recarga dos aquiferos, etc.
• O meio ambiente é um usuário legítimo de água, isso não é luxo nem prazer nós
vivemos e fazemos parte de ecossistemas e dependemos deles.
• Como exemplo, serve o estuário do Zambeze: a presença da barragem de Cahora
Bassa, e a maneira como a barragem foi operada, causou uma diminuição na pesca
de camarão economicamente importante (Gammelsrod, 1996).
48

Precisamos de critérios que possam ajudar os formuladores de políticas a tomar
decisões equilibradas em que os interesses econômicos imediatos sejam
ponderados em relação ao interesse do meio ambiente.
Esses critérios devem gerar regras operacionais práticas relacionadas, por
exemplo:
• lançamentos de reservatórios que acomodam o meio ambiente;
• direitos ou permissões de água, que contêm condicionalidades que permitem
a captação de água somente se um determinado fluxo especificado for
liberado;
• objectivos de qualidade da água e licenças de descarga;
• projetos de barragens que permitem inundações artificiais e passagens de
peixes.
49

• O principal objetivo deve ser manter uma certa
fração do fluxo de base natural (zero em rios
efêmeros!) E recriar pequenos eventos de
inundação.
• Um critério simples e primeiro é que o mínimo
exigido pelo ambiente, o período de retorno de
certos eventos de descarga não deve ser menor
que o período de retorno do regime natural ao
quadrado (Symphorian et al., 2003).
50

Caudal ecológico
Caudal ecológico é a água no rio necessário para assegurar beneficios
económicos, sociais e ambientais a jusante garrantindo o regime de
caudais adequados em termos de quantidade, qualidade e distribuição
temporal para manter a saúde do rio e de outros ecossistemas
aquáticos.
Figura: As necessidades a serem atendidas pelo caudal ecológico
Caudais
ecológicos
Necessidades
das espécies
Caudais de limpeza para
a remoção dos
sedimentos finos e
contenção da vegetação
Caudais de
manutenção da
estrutura do leito e
planicie de inundação
Caudais de
manutenção de
zonas húmidas,
estuários e deltas
51

Efeito das necessidades
ambientais de água nos
usos não ambientais da
água (dados para um rio
com um coeficiente de
variação do fluxo anual
de 68%)
(Van der Zaag e
Makurira, 2003)
52

Existem vários procedimentos de avaliação para determinar os fluxos ambientais. A
decisão sobre qual procedimento usar dependerá da sensibilidade do ambiente aquático,
da complexidade da decisão a ser tomada e do aumento do custo e da dificuldade de
coletar grandes quantidades de informações. Os procedimentos para determinar os
requisitos de fluxo ambiental se enquadram em uma das quatro categorias básicas:
1. Método de quitação histórica: o método de Tennant;
2. Método hidráulico: o método do perímetro molhado
3. Método holístico: o método do bloco de construção
4. Método de classificação de habitat: Metodologia de incremento de fluxo
Cada método difere em seus requisitos de dados, procedimentos para selecionar
requisitos de fluxo, suposições ecológicas e efeitos sobre a hidráulica fluvial.
Procedimentos para determinar os requisitos de fluxo ambiental
53

Os desenvolvimentos a montante num sistema fluvial podem afetar e alterar o regime de
fluxo a jusante. Basicamente, três situações diferentes podem ser aplicadas:
1) reservatórios a montante que armazenam e desviam a água para usos consuntivos (por
exemplo, irrigação, grandes cidades), o que leva a uma diminuição significativa dos fluxos de
água a jusante, “baixando” o hidrograma;
2) reservatórios a montante que são construídos para produção de energia hidroelétrica e
outros desenvolvimentos que são em grande parte não-consuntivos, incluindo proteção
contra inundação e navegação; que “achatam” o hidrograma;
3) combinações de uso consuntivo e de regulação do rio a montante.
Implementando requisitos de fluxo de ambiente através da
alteração da operação de reservatórios
54

O regime de fluxo modificado do rio Zambeze Inferior devido aos grandes
desenvolvimentos hidrelétricos a montante (nomeadamente a barragem de Kariba
(1958) e a barragem de Cahora Bassa (1974)). Fonte: Beilfuss (2001); veja também
Ronco et al. (2010).
55

Exemplo de uma possível liberação de fluxo para fins ecológicos durante a
estação chuvosa - aqui flui para o delta do Zambeze são simulados para um
evento de alto fluxo de 4 semanas em dezembro. Fonte: Beilfuss e Brown
(2006).
56

O regime de fluxo natural e modificado do rio Zambeze Inferior, e um regime de fluxo
proposto emendado para beneficiar o ambiente (EF1), alterando a regra de funcionamento
da barragem de Cahora Bassa. Fonte: Adaptado de Tilmant e Beevers (2010).
57

Mudança de área com florestas de mangal não degradadas na
ilha de Benguela, estuário do Incomati, 1984-2003
58

Regras operacionais de reservatorios para mitigar ou
minimizar os impactos negativos
Geralmente, as regras operacionais que tentam restaurar o regime de fluxo
devem se concentrar no período de alto fluxo e no período de baixo fluxo.
Durante o período de baixo fluxo, duas condições devem ser definidas:
- Garantir um mínimo baixo fluxo;
- Garantir um certo baixo fluxo máximo.
Durante o período de alto fluxo, uma condição deve ser definida:
- Assegure um certo fluxo alto mínimo.
59

Demanda de água para agricultura
• A produção agrícola requer muita água, seja ela
diretamente da chuva (agricultura de sequeiro) ou de
rios e aquíferos (irrigados), ou ambos.
• A irrigação é, em muitos sistemas fluviais, o principal
usuário da água “azul”. Muitas vezes, o uso de água
para irrigação representa pelo menos 80% do uso total
de água em um sistema de recursos hídricos.
60

Resposta de rendimento à água
• O crescimento das plantas ocorre através do processo de fotossíntese:
• CO2 + H2O + energia solar = CH2 O + O2
• A fotossíntese em si usa uma quantidade insignificante de água, no entanto, através da
transpiração da água através dos estômatos das folhas das plantas muita água é usada
nesse processo.
• As culturas utilizam muita água. A eficiência de utilização da água para a produção
colhida (Ey), para culturas de grãos como trigo, sorgo, milho e arroz, entre 0,6 e 1,6 kg
de grãos colhidos por m3 de água utilizada. Para tubérculos, como a batata, a eficiência
de utilização da água é de cerca de 4-7 kg / m3. Para vegetais e frutas frescas, como
feijão, tomate, melancia, essa eficiência varia de 1,5 a 12 kg / m3.
• O rendimento da cultura: Y = f ( Rs, ETm, 1 / (ea-ed) )
61

Relação entre produção de matéria seca e transpiração (Fonte: Loomis e
Connor, 1992)
62

Bons rendimentos (Ym) e eficiência de utilização de água (Ey) de culturas selecionadas
(trópicos e subtrópicos) (fonte: FAO, 1977: 6-7, tabela 2 e 88, tabela 39)
63

Uso actual e futuro da água pela agricultura de sequeiro e irrigada
(Fonte: SIWI, 2005)
64

Agricultura de sequeiro (Falkenmark e Rockström, 2004)
• A agricultura de sequeiro é a fonte da maior parte da comida mundial, como
uma produção de 60%.
• A maioria dos 1,1 bilhões de agricultores no mundo são de sequeiros dos
quais 95% vivem em países em desenvolvimento.
• Em todo o mundo apenas 20% das terras agrícolas estão sob irrigação, um
valor que varia entre 2 - 5% para os países da África Subsaariana
• Mais de 95% da terra produtora de alimentos na África Subsaariana é de
sequeiro
• Grande desafio na África Subsaariana e Sul da Asia é agricultura de sequeiro
irrigada para suprir o défice de alimentos com crescimento populacional
maior.
65

A variabilidade da precipitação e a produtividade das culturas
• A variabilidade da precipitação está fortemente relacionada com a produtividade das
culturas tropicais, especialmente em áreas sub-húmidas semi-áridas e secas
(precipitação anual entre 400 - 900 mm), onde a água é um dos principais
constrangimentos na produção de alimentos.
• A duração do período de crescimento varia de 75 a 120 dias na zona semi-árida. Os
níveis diários de evapotranspiração potencial são altos, variando de 5-8 mm/dia.
• A precipitação é altamente errática e a maioria das chuvas cai como tempestades
intensivas, muitas vezes convectivas, com intensidade muito alta e variabilidade
espacial e temporal extrema.
• A produtividade das culturas nas regiões semi-áridas da África é geralmente baixa e
da ordem de 1 tonelada de grãos por hectare. Isso se compara tristemente com o
rendimento ótimo das culturas de grãos, por exemplo, 8-10 toneladas / ha para o
milho e 3-5 ton / ha para o sorgo e o painço.
66

Formas de melhorar a produtividade na agricultura de sequeiro
Há muito espaço para melhorar a produtividade da agricultura de sequeiro e a
eficiência da utilização da água, por exemplo através de:
• técnicas de lavoura alternativas mais adequadas às condições climáticas e de solo
locais, que conservam o solo e a água;
• fertilização adequada; como a água não é o único constrangimento na produção
agrícola, a fertilização melhorada irá resultar em maior produção por mm de água da
chuva;
• a melhor escolha possível de culturas e variedades de culturas dadas as condições
locais; isto inclui a opção .
Tais medidas podem se traduzir em maior produção, compensando a necessidade de
criar novos esquemas de irrigação, liberando recursos hídricos e monetários
67

Demanda de água por energia hidrelétrica
• A energia hidrelétrica é uma técnica para converter a energia de
pressão e a energia cinética da água em energia elétrica. Esta
conversão é conseguida pela passagem de um fluxo de água através
de uma turbina
• A potência produzida P (N m s-1 ou W (Watt)) é uma função da
descarga Q (m3 s-1) do fluido, sua concentração de densidade ρ (kg
m-3), a aceleração gravitacional g (9,81 m s-2), a carga disponível H
(m) e os factores de eficiência: P = et eg ρ g Q H
• onde et e eg, por exemplo, são as eficiências das turbinas e dos
geradores, respectivamente.
68

4.7 EXERCÍCIOS
4.1 Assumindo que a taxa de crescimento de uma determinada cidade (como proporção de sua
população actual) é de 5% ao ano.
4.1a Quantos anos levará para a cidade crescer 30% em relação ao nível atual?
4.2 Nos últimos 5 anos, o nível populacional de uma determinada área passou de 120.000 para
150.000 e parece seguir um padrão exponencial.
4.2a Se o mesmo padrão de crescimento continuar, qual será a população após os outros 5 anos?
4.2b Quanto tempo levará sob as mesmas condições para atingir um nível populacional de
200.000?
4.3 Suponha que a população da cidade tenha o dobrado nos últimos 20 anos.
4.3a Qual foi a taxa média de crescimento anual daquela cidade?
Suponhamos ainda que, nos próximos 5 anos, a população da cidade aumente com a mesma
taxa de crescimento, enquanto o consumo médio de água per capita aumente 2% ao ano.
4.3b Qual será o consumo de água bruta da cidade daqui a 5 anos?
4.4 Dados os sistemas de tarifas em bloco dos abastecimentos urbanos de Windhoek e Harare
(ver Tabela 4.7 acima).
69

4.4a Calcule a conta total da água (US $ / mês) e o custo médio da água (em US $ / m3) para as residências
das duas cidades que consomem 1, 10, 50 e 100 m3 / mês.
4.5 Desenvolver um sistema de tarifas em bloco que seja eqüitativo e eficiente, consistindo de apenas três
blocos. Defina a função de cada bloco e indique como o volume e o preço de cada um podem ser
estabelecidos.
4.6 Crescimento populacional e gestão da demanda
Uma cidade teve a seguinte população em 1990 e 1995:
Foi estabelecido que a população cresceu exponencialmente durante este período.
4.6a Qual é a taxa média de crescimento anual da população desta cidade durante o período considerado?
4.6b Fazer uma projeção da população da cidade no ano 2000.
A cidade tem uma fonte de abastecimento de água de 600 x 103 m3 / ano. O uso líquido total de água na
cidade foi medido em 1990 e em 1995 e, expresso em termos per capita, foi de 100 l / cap / dia para ambos os
anos. Estima-se que a água não contabilizada seja de 20% do uso total de água nos dois anos. O preço da
água permaneceu constante entre 1990 e 1995.
4.6c Qual é o uso de água projetado da cidade no ano 2000?
4.6d Dada a resposta em c), mencione quatro estratégias de recursos hídricos que a cidade poderia
considerar?
70
Ano População da cidade
1990 10,000
1995 12,000

Aula 4 demanda de agua

Recomendados

Recomendados

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

Mais procurados (20)

Semelhante a Aula 4 demanda de agua

Semelhante a Aula 4 demanda de agua (20)

Aula 4 demanda de agua