Anexo - Ana

Nota Técnica SUM nº 09/2004
Processo n°: 02501.002612/2003-72.
Ao Senhor Joaquim Gondim Filho
Superintendente de Usos Múltiplos
Em 10 de março de 2004
Assunto: SÉRIES DE VAZÕES DE USOS CONSUNTIVOS DE APROVEITAMENTOS
LOCALIZADOS NA BACIA DO RIO TIETÊ.
I. INTRODUÇÃO
1. As ações antrópicas que ocorrem em uma bacia hidrográfica podem afetar o
regime fluvial de seus cursos d’água. Entre essas ações, podemos citar como mais relevantes
para o regime fluvial: a implantação e operação de reservatórios, as transposições de vazões e as
retiradas para diversos fins.
2. Em particular, as retiradas de água para usos diversos têm, em sua grande
maioria, caráter consuntivo e, por não se dispor de cadastros amplos e atualizados de usuários de
recursos hídricos, ficam incorporadas às séries de vazões observadas, sem distinção de sua
origem e caracterização de sua evolução. Este fato pode trazer conseqüências indesejáveis como:
• subestimativa da disponibilidade dos recursos hídricos;
• não ser levado em conta no planejamento e regulação de uso de recursos
hídricos (como a avaliação do pedido de declaração de reserva de
disponibilidade hídrica para fins de aproveitamento de novos potenciais
hidráulicos); e
• no caso do setor elétrico, tanto o planejamento da expansão quanto o da
operação ficarem privados de considerar, de forma explícita, a evolução dos
usos consuntivos e seus reflexos sobre a produção energética dos
aproveitamentos existentes e/ou programados.
3. O projeto “ESTIMATIVA DAS VAZÕES PARA ATIVIDADES DE USO
CONSUNTIVO DA ÁGUA NAS PRINCIPAIS BACIAS DO SISTEMA INTERLIGADO
NACIONAL – SIN”, contratado pelo Operador Nacional do Sistema Elétrico – ONS (contrato
DPP nº 068/2003), foi desenvolvido sob a coordenação técnica da ANA e com o
acompanhamento técnico sistemático de uma comissão formada com representantes do ONS, da
Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL e do Ministério de Minas e Energia – MME,
tendo como objetivo estimar as vazões de retirada, retorno e consumo, para cinco classes de uso,
nas 93 sub-bacias de contribuição incremental, distribuídas nas bacias do rio Paraná a montante
da usina de Itaipu, do rio Iguaçu a montante da usina de Salto Caxias, do rio São Francisco a
montante da usina de Xingó e do rio Tocantins a montante da usina de Tucuruí, indicadas na
figura 1.
1

UHE ITAIPU
UHE TUCURUÍ
UHE SALTO CAXIAS
UHE XINGÓ
Figura 1. Bacias hidrográficas que compõem a área de abrangência do projeto.
4. Definem-se para fins desta Nota Técnica, os seguintes conceitos:
• vazão de retirada – vazão captada nos municípios e agregadas para as bacias
de contribuição de cada aproveitamento hidroelétrico (incluindo, também,
as captações nos próprios reservatórios), para atividades de uso consuntivo
da água;
• vazão de retorno – vazão lançada nos municípios e agregadas para as bacias
de contribuição de cada aproveitamento hidroelétrico, decorrentes de
despejo de parcela remanescente da vazão de retirada para atividades de uso
consuntivo da água (parcela não consumida da vazão de retirada); e
• vazão de consumo – diferença entre a vazão de retirada e de retorno, nas
bacias de contribuição de cada aproveitamento hidroelétrico, para atividades
de uso consuntivo da água (parcela consumida da vazão de retirada).
2

5. As atividades de uso consuntivo identificadas no projeto foram as seguintes:
• irrigação;
• abastecimento urbano;
• abastecimento rural;
• criação animal; e
• abastecimento industrial.
6. Esta Nota Técnica refere-se à metodologia e aos resultados obtidos pelo projeto
para os locais de barramento das usinas na bacia do rio Tietê, listadas na Tabela 1, para as quais
foram estimadas as vazões de retirada, de retorno e de consumo, de forma discriminada para
cada uso consuntivo, considerando sua evolução temporal, passada e futura, ao longo do período
1931-2010 (período histórico de 1931 a 2001, acrescido dos valores de um cenário de projeção
de evolução de 2002 a 2010).
Tabela 1. Relação das usinas do rio Tietê consideradas no projeto
Aproveitamento Rio Área de
drenagem
(km 2 )
Situação Agente de Geração
Ponte Nova Tietê - (1) EMAE
Billings Pinheiros - (1) EMAE
Guarapiranga Guarapiranga - (1) EMAE
Edgard de Souza Tietê - (1) EMAE
Barra Bonita Tietê 32.330 (1) AES TIETÊ
Álvaro Souza Lima
(Bariri)
Tietê 35.430 (1) AES TIETÊ
Ibitinga Tietê 43.500 (1) AES TIETÊ
Mário L. Leão
(Promissão)
Tietê 57.610 (1) AES TIETÊ
Nova Avanhandava Tietê 62.300 (1) AES TIETÊ
Três Irmãos Tietê 71.510 (1) CESP
(1) - Usina em operação
7. Maiores detalhes sobre o projeto poderão ser obtidos no “Relatório Final –
Metodologia e Resultados Consolidados” do Consórcio Fahma/Dreer.
II. METODOLOGIA
II.1. Período histórico de 1931 a 2001
3

II.1.1. Irrigação
1. A estimativa das séries de vazões (retirada, retorno e consumo) para a agricultura
irrigada foi baseada na avaliação da demanda real de água pelos cultivos, que é função do
balanço hídrico nas áreas irrigadas, dos aspectos inerentes às espécies cultivadas e das condições
de manejo aplicadas. A metodologia adotada consistiu, essencialmente, de quatro etapas:
• cálculo das áreas irrigadas;
• cálculo da evapotranspiração;
• cálculo da precipitação efetiva; e
• cálculo das vazões para irrigação.
Cálculo das áreas irrigadas
2. No cálculo das áreas colhidas foram utilizados, como fonte principal de
informação, os Censos Agropecuários do IBGE dos anos de 1940, 1950, 1960, 1970, 1975, 1980,
1985 e 1995/96. Para o período anterior a 1940, foi realizada uma extrapolação linear regressiva
com base na tendência de 1940 a 1950. Com relação à área total irrigada por município, os
Censos fornecem tal informação a partir de 1960, período que coincide com o início da expansão
da prática da irrigação no Brasil. Para o período anterior a 1960, foi realizada extrapolação linear
regressiva com base na tendência de 1960 a 1970.
3. Como os dados constantes nos Censos referem-se apenas à área total irrigada e à
área ocupada com cada cultura no município, e à área irrigada por cultura no estado, ou seja,
uma vez que não existe nos Censos informação específica de área irrigada por cultura no nível de
desagregação municipal, foi necessário estimá-la. Isso foi feito admitindo-se que, em cada
município, a proporção entre a área irrigada e área colhida de uma determinada cultura é a
mesma verificada no estado ao qual pertence o município. Admite-se, portanto, que, na média, os
municípios têm a mesma relação “área irrigada / área colhida”, para cada cultura, que os estados
a que pertencem.
4. Desta forma, foi obtida uma área irrigada anual por cultura para cada município,
nos anos dos Censos, enquanto que para a estimativa desse parâmetro nos anos entre os Censos,
foram realizadas interpolações lineares. Nos casos onde municípios surgiam entre um censo e
outro, adotou-se um processo de interpolação, onde os parâmetros de interesse de cada um deles
foram interpolados entre zero, no censo imediatamente anterior à sua criação, e os valores do
censo em eles apareceram pela primeira vez. Procedimento inverso, porém análogo, foi
empregado no caso de municípios que se fundiam a outros no período entre censos. Excetuandose
a bacia do São Francisco, para a extrapolação da área irrigada de 1995/96 (último censo
disponível) a 2001, adotou-se a mesma tendência observada no período anterior (1985 a 1996).
5. A fim de converter os valores anuais de área irrigada por cultura de cada
município em valores mensais, foi utilizado o calendário de colheita do Censo Agropecuário
1995/1996. O calendário de colheita representa a divisão mensal da área total colhida
anualmente no Estado para cada cultura. A sua aplicação no nível municipal exigiu a conversão
dos valores apresentados em percentuais do total colhido. Com isso foi possível estabelecer, para
cada município, um calendário de colheitas, multiplicando-se a área colhida no município com
uma determinada cultura pelos valores percentuais do calendário estadual.
6. Partindo dos calendários de colheita convertidos para os municípios, considerouse
que a colheita dos campos cultivados sob irrigação acontecia nos meses onde ocorriam as
4

menores áreas colhidas, posto que as maiores áreas são plantadas nos meses da estação chuvosa,
minimizando significativamente a irrigação. Assim, partindo-se da menor área colhida com uma
determinada cultura, seguiu-se mês-a-mês por ordem crescente da área irrigada (mantendo-se os
percentuais mensais calculados), foram estabelecidos, para cada município, tanto o calendário da
irrigação dessa cultura quanto a distribuição da área irrigada ao longo do ano.
Cálculo da evapotranspiração
7. No projeto foi adotado o método de Penman–Monteith-FAO (DOORENBOS E
PRUITT, 1977) para estimativa da evapotranspiração de referência (ETo). Este método vem
sendo adotado pela Food and Agriculture Organization – FAO - desde 1990.
8. No cálculo da evapotranspiração de referência, foram utilizados os parâmetros de
umidade relativa do ar, temperatura média do ar, número de horas de insolação e velocidade do
vento.
9. A umidade relativa do ar, a temperatura média do ar e o número de horas de
insolação foram obtidos das Normais Climatológicas, do Instituto Nacional de Meteorologia –
INMET, dos períodos 1931 – 1960 e 1961 – 1990. Como a irrigação passou a ser relevante a
partir da década de 60, as Normais do período 1961 – 1990 foram as adotadas nas estações em
que estavam disponíveis. As do período 1931 – 1960, foram utilizadas nas estações em que não
se dispunha de Normais calculadas para 1961 – 1990. Além dos dados das Normais, e tendo
como objetivo adensar a malha de estações, foram selecionadas algumas estações dentre aquelas
cujos dados estão disponíveis na ANA (com dados do período 1961 – 1978) e calculou-se a
média de longo período dos parâmetros necessários.
10. Também foram selecionadas estações no entorno das bacias, porém externas à
elas (nas áreas denominadas “áreas tampão”), com o objetivo de proporcionar uma melhor
espacialização.
11. Testes de análise temporal realizados pelo Consórcio (consistência entre os
períodos 31-60 e 61-90 das “Normais” e 61-78 dos dados da ANA) respaldaram a adoção desta
configuração de postos.
12. Para a velocidade do vento foram utilizados valores médios calculados pelo
próprio Consórcio a partir de dados obtidos junto ao INMET, uma vez que não são publicados
valores referentes a este parâmetro nas Normais Climatológicas.
13. Os valores da evapotranspiração de referência, estimados a partir das variáveis
meteorológicas referentes a cada uma das estações (informação pontual), foram espacializados
utilizando-se o método de extrapolação pelo inverso do quadrado da distância em relação à sede
municipal, de modo a se obter os valores de evapotranspiração de referência para cada
município.
14. O comportamento da evapotranspiração real da cultura acompanha o crescimento
vegetativo dessa cultura, do plantio até a colheita, como também depende da quantidade de água
fornecida. Assim, os valores estimados de evapotranspiração de referência para cada município
foram convertidos em evapotranspiração potencial da cultura ( ET pc ), e desta para a
evapotranspiração real da cultura (ETrc), através das seguintes equações:
ET = ET ∗ K
(1)
pc
rc
o
pc
c
ET = ET ∗ K
(2)
s
5

Em que:
ET pc = evapotranspiração potencial da cultura (mm);
ET o = evapotranspiração de referência (mm);
ET rc = evapotranspiração real da cultura (mm);
Kc = coeficiente de cultivo da cultura no município para o mês (adimensional);
Ks = coeficiente de umidade da cultura no município para o mês (adimensional).
15. Como já foi descrito anteriormente, a partir do calendário de colheitas estadual
foram definidos também o calendário das culturas na base municipal e a distribuição da área
irrigada mensalmente, por cultura, por município (Ai). A partir destes dados foi possível associar
a cada município uma “cultura média”, que é uma cultura fictícia representada pela média
ponderada (em relação às áreas individuais das culturas) do parâmetro Kc (gerando Kcm). Os
coeficientes de cultivo referentes a cada cultura adotados no projeto são os apresentados por
ALLEN et al. no Boletim FAO -Irrigation and Drainage n o 56 (1998).
16. A utilização da evapotranspiração real da cultura, em lugar da evapotranspiração
potencial, no presente trabalho, justifica-se porque a evapotranspiração potencial tende a
superestimar a demanda de água para irrigação, uma vez que se estaria considerando que a
umidade do solo permanece constante e próxima à capacidade de campo (ou seja, Ks = 1), o que
não corresponde à realidade. No estudo do Projeto São Francisco (ANA / GEF / PNUMA / OEA,
2002), que abrangeu 55 projetos de irrigação, em 82% das avaliações realizadas em propriedades
que utilizam irrigação localizada esta foi deficitária e em 58% dos casos foi feita após o
momento adequado. Para os sistemas de irrigação por aspersão, 77% das avaliações indicaram
irrigações com déficit e 68% das irrigações foram feitas após o momento adequado. Assim
sendo, a consideração da evapotranspiração como sendo igual a potencial promoveria uma
grande superestimativa da vazão de retirada para a irrigação em relação àquela que realmente
ocorre.
17. Os valores de coeficiente de umidade do solo foram obtidos dos resultados do
trabalho “Estimativa da eficiência do uso da água pela irrigação na Bacia do São Francisco”,
apresentados pelo Projeto São Francisco (ANA / GEF / PNUMA / OEA, 2002). São eles:
• Irrigação por aspersão: K s = 0,81; e
• Irrigação localizada: K s = 0,88.
18. Para cada cultura considerada, foi associado um método de irrigação mais
freqüente, vinculando-se valores de Ks a cada cultura. Assim, da mesma maneira como efetuado
para Kc, calculou-se um valor de Ks médio para o município, baseado na proporção entre as áreas
irrigadas de cada cultura (gerando Ksm).
19. Os valores de Kcm e Ksm determinados foram aplicados nas equações 1 e 2,
resultando no valor de evapotranspiração real da cultura média para cada município.
Cálculo da precipitação efetiva
20. A precipitação efetiva foi obtida com base na metodologia estabelecida pelo U.S.
Department of Agriculture - Soil Conservation Service (USDA-SCS), descrita por
DOORENBOS & PRUITT (1977) no Boletim FAO - Irrigation and Drainage n o 24. Ela
6

incorpora alterações no comportamento da infiltração em função da quantidade de água
armazenada no solo no momento da irrigação.
21. Por esta metodologia, a precipitação efetiva é obtida em função da precipitação
total e da evapotranspiração potencial da cultura. Assim, para cada município e para cada mês de
cada um dos anos do histórico, foram calculados os valores da precipitação efetiva em função da
respectiva evapotranspiração potencial da cultura média (calculada pela equação 1) e da
precipitação total, sendo esta última obtida a partir da espacialização dos dados pontuais de totais
mensais de precipitação, obtidos das estações pluviométricas do banco de dados da ANA. Dessa
forma, contando-se com um número variável de estações mês a mês, cobriu-se o período de 1931
a 2001. O método de extrapolação pelo inverso do quadrado da distância, já citado no item
referente a evapotranspiração, foi aplicado para a espacialização dos dados de precipitação,
permitindo a obtenção dos mesmos para cada município.
22. Na estimativa da precipitação efetiva, adotou-se 75 mm como valor de
armazenamento médio (∆S) para todos os tipos de solo. Cabe destacar que a adoção de um valor
médio para ∆S não representou erro significativo. Variações da ordem de 30% para mais ou para
menos no valor de ∆S – o que abrange a maioria dos solos sob irrigação – implicam em
correções na precipitação efetiva que não ultrapassam os 7%.
Cálculo das vazões para irrigação
23. A estimativa da vazão de retirada pela irrigação foi realizada, para cada um dos
municípios pertencentes à bacia de drenagem, pela equação de balanço hídrico:
( )
( ETom
⋅ Kcmm
⋅ Ksmm
)
Ati
⎡ − Pef ⎤ m
Qi = m ⎢
⎥ . 10
(3)
⎣ Eamm
⎦
Em que:
Qi = Vazão de retirada necessária para irrigação de todas as culturas no
município, em m 3 .mês -1 ;
Ati m = área total irrigada, considerando todos os tipos de cultura, no município e
no mês (m), em ha;
ETom = evapotranspiração de referência no município para o mês (m), em
mm.mês -1 ;
Kcmm = coeficiente de cultivo da cultura média no município para o mês (m),
adimensional;
Ksmm = coeficiente de umidade da cultura média no município para o mês (m),
adimensional;
Pefm = precipitação efetiva no município para o mês (m), mm.mês -1 ; e
Eamm = eficiência de aplicação da cultura média no município para o mês (m),
adimensional.
7

24. A eficiência de aplicação adotada no projeto foi obtida dos resultados do Projeto
São Francisco (ANA/GEF/PNUMA/OEA, 2002) e os valores adotados foram os seguintes:
• Irrigação por aspersão: Ea = 0,71; e
• Irrigação localizada: Ea = 0,79.
25. Como já foi expresso, para cada cultura considerada foi associado um método de
irrigação mais freqüente, vinculando-se, dessa forma, os valores de Kc, Ks e Ea. Os valores da
área irrigada, da evapotranspiração de referência da cultura e da precipitação efetiva de cada
município, para cada mês, foram obtidos conforme descrito nos itens anteriores.
26. A partir dos dados de área irrigada por cultura (Ai) foi possível associar a cada
município uma “cultura média”, que é uma cultura fictícia, representada pela média ponderada
(em relação às áreas individuais das culturas) dos parâmetros Kc, Ks e Ea, que ocupa a área
irrigada total (Ati) do município, resultando em uma vazão de irrigação mensal igual ao
somatório das vazões mensais demandadas individualmente por cada cultura.
27. Uma vez estabelecida a cultura média de cada município, em cada um dos anos
correspondentes aos Censos agropecuários, é feita uma interpolação linear de cada um dos
quatro parâmetros que a definem (Kcm, Ksm, Eam e Ati), mês a mês, entre os Censos. Assim,
obtiveram-se, em cada mês dos anos inter-censos, os parâmetros necessários para o cálculo das
vazões de retirada.
28. As vazões de retorno foram obtidas em função do método de irrigação, utilizandose
a seguinte equação:
( P P )
Qr = Qi ⋅ +
(4)
Em que:
p
esc
Qr = vazão de retorno da irrigação de todas as culturas no município, L d -1 ;
Pp = perdas de água por percolação, adimensional; e
Pesc = perdas por escoamento, adimensional.
Adicionalmente,
( P ) = − P − Ea
Pp esc
ev
Onde:
+ 1 (5)
Pev = perdas de água por evaporação e arraste, adimensional; e
Ea = eficiência de aplicação da cultura média no município.
29. As perdas de água por evaporação e por arraste são consideradas iguais a 10,9%
para irrigação por aspersão (fonte: ANA / GEF / PNUMA / OEA, 2002). No caso da irrigação
localizada, as perdas por evaporação e arraste foram consideradas nulas.
30. A vazão de consumo para irrigação foi obtida pela diferença entre a vazão de
retirada e a vazão de retorno.
31. Após a estimativa da vazão de retirada, de retorno e de consumo para cada um
dos municípios, realizou-se o processo de agregação desses valores para cada bacia considerada.
8

Utilizou-se, para isso, o critério de proporcionalidade da área dos municípios localizados na
bacia.
II.1.2. Abastecimento urbano
1. Para a estimativa da vazão de retirada para o abastecimento urbano foram
considerados os dados demográficos municipais dos Censos do IBGE (período 1940-2000):
população total, população urbana e população atendida pelo sistema público de abastecimento
de água.
2. Em seguida, procedeu-se à estimativa do consumo per capita de cada Estado,
cruzando-se as informações contidas na Pesquisa Nacional de Saneamento Básico (PNSB/IBGE,
2000) referentes ao volume distribuído em cada município, com as provenientes dos Censos
demográficos do IBGE, relativas ao número de domicílios atendidos pelo sistema público de
abastecimento de água e ao número de habitantes por domicílio. Na estimativa do consumo per
capita de cada Estado para o ano de 2000, foram desconsiderados, por apresentarem valores
incomuns (que poderiam influenciar negativamente a média), os municípios fora da faixa: 70
L.hab -1 .d -1 < q < 450 L.hab -1 .d -1 .
3. Obteve-se, para cada estado (na área de interesse para o estudo), quatro faixas de
retirada per capita, conforme apresentado na Tabela 2. Os municípios foram enquadrados, para
obtenção dos valores de vazão, em função de sua população à época de cada censo. Isso permitiu
que fosse contemplado o fato de que, em geral, os maiores consumos per capita estão associados
aos municípios de maior população. A tabela 2 foi aplicada a todo o período do estudo (de 1931
a 2001).
4. A estimativa da vazão de retirada para abastecimento urbano em cada município
foi feita pela equação:
Qurb = Popurb . CP(Fxn)Estado (6)
Onde:
Qurb = vazão de retirada para abastecimento urbano, L.d -1 ;
Popurb = população urbana atendida, hab; e
CP(Fxn)Estado = retirada per capita da faixa “n” na qual se enquadra o município,
L.hab -1 .d -1 (tabela 2).
9

Tabela 2. Coeficientes de retirada urbana per capita calculados, em litros/(habitante.dia),
conforme o Estado considerado e a faixa de população do município
Estado Faixa 1 Faixa 2 Faixa 3 Faixa 4
Número de habitantes < 10.000 10.000 a 100.000100.000 a 500.000 > 500.000
Pará 196 225 259 303
Tocantins 180 207 239 279
Maranhão 157 181 209 244
Pernambuco 180 207 239 280
Alagoas 227 269 303 354
Sergipe 68 - - -
Bahia 151 176 201 237
Minas Gerais 186 217 248 291
São Paulo 225 263 301 353
Paraná 170 196 226 264
Santa Catarina 203 233 269 315
Mato Grosso do Sul 220 253 291 341
Mato Grosso 267 307 354 414
Goiás 163 193 217 253
Distrito Federal - - - 257
5. A partir das vazões retiradas para abastecimento urbano de cada um dos
municípios considerados, foi calculada a vazão total de retirada para abastecimento urbano
referente à bacia contribuinte a cada uma das sub-bacias, pelo somatório das vazões de todos os
municípios cujas sedes encontram-se na área de drenagem da respectiva usina hidrelétrica.
6. No caso da região do Alto Tietê (à montante da usina de Edgard Souza,
inclusive), dada a peculiaridade do sistema de abastecimento de região metropolitana de São
Paulo, optou-se por utilizar os dados de produção das estações de tratamento de água para
abastecimento público e das vazões transpostas fornecidos pela SABESP e pela EMAE,
obedecendo ao arranjo do sistema montado, considerando as transposições de vazão que o
compõem (sistemas do Alto Tietê, Claro, Guarapiranga-Billings, Grande, Cotia e Cantareira), no
lugar dos valores obtidos pelo Consórcio Fahma/Dreer para o abastecimento urbano. Maiores
detalhes sobre as características do sistema e da metodologia utilizada no Alto Tietê para
calcular as vazões de retirada para o abastecimento urbano do Alto Tietê podem ser encontrados
no relatório da revisão das séries de vazões do rio Tietê (“Serviços de Consultoria para Projeto
de Consistência e Reconstituição de Séries de Vazões Naturais – Bacia do rio Tietê – Relatório
Final”, Dezembro de 2003 – Contrato ONS / DPP n o 059/2003, Consórcio Enerconsult –
Hidrosistem – Internave).
7. A vazão de retorno considerada foi 80% da vazão de retirada (NBR 9649 -
ABNT) para todas as bacias, exceto a do Alto Tietê. Para esta bacia, foi utilizada uma taxa de
retorno de 85% da vazão de retirada, valor este que vem sendo utilizado pela SABESP.
10

8. A vazão de consumo para abastecimento urbano foi obtida pela diferença entre a
vazão de retirada e esta vazão de retorno.
II.1.3. Abastecimento rural
1. Para o abastecimento rural considerou-se, além da população rural (do Censo do
IBGE), também a urbana não atendida pelo sistema público de abastecimento. No cálculo das
vazões utilizou-se, no caso das populações rural e urbana não atendidas, os coeficientes de
retirada rural per capita. Considerou-se, portanto, que as duas parcelas tendem a se abastecer de
água de forma semelhante (difusa, não-estruturada). No caso da população rural atendida por
rede geral, utilizaram-se os mesmos per capita da população urbana.
2. Por outro lado, a análise dos dados do IBGE revelou um número crescente de
domicílios rurais abastecidos por rede geral, daí a metodologia utilizada considerar duas
situações distintas na estimativa das vazões de retirada:
• No caso em que a população atendida por rede geral no município é inferior à
população urbana, a retirada e o retorno para o abastecimento do restante da
população urbana têm efetivamente perfil rural;
• No caso em que a população atendida por rede geral no município é superior à
população urbana, partiu-se do princípio de que toda a população atendida,
seja ela urbana ou rural, é abastecida com retirada per capita que mais se
aproxima do perfil urbano. Entretanto, em ambos os casos o retorno foi
considerado como de perfil rural.
3. Os valores de retirada rural per capita adotados foram aqueles propostos pela
ANA (2003) no documento “Base de Referência para o Plano Nacional de Recursos Hídricos”
(Tabela 3).
Tabela 3. Retirada rural per capita, conforme a Unidade da Federação
Estados
Consumo per capita
L / (habitante / dia)
AL, GO, PI 70
AC, BA, CE, DF, ES, MA, MS, MT, PA, PB, PE,
PR, RN, RO, SE, SC, TO
100
AM, AP, MG, RJ, RS, RR, SP 125
Fonte: ANA (2003).
4. A estimativa das vazões retiradas para abastecimento rural foi efetuada, para cada
município pertencente à bacia de drenagem, pelo produto entre a respectiva população (rural e
urbana não-atendida por rede) e o seu per capita. A vazão total de retirada para abastecimento
rural foi obtida pelo somatório das vazões correspondentes a todos os municípios pertencentes à
respectiva bacia, considerando-se o percentual da área de município contido na área da bacia.
5. Em geral, inexistem sistemas de esgotamento para a condução das vazões de
retorno no caso do abastecimento rural. O retorno, nessas condições, deve ser difuso e,
conseqüentemente, inferior ao do abastecimento urbano, mas certamente não desprezível. Pela
11

consulta à literatura, não foi possível identificar um valor de referência, o que motivou a adoção
do valor 0,5 como taxa de retorno.
6. A vazão de consumo foi considerada como a diferença entre as vazões de retirada
e de retorno.
II.1.4. Criação animal
1. A estimativa da série de vazões destinadas à criação dos rebanhos foi feita a partir
do número de cabeças, disponível nos Censos Agropecuários do IBGE (os mesmos utilizados no
item II.1.1). Para os anos entre os Censos, realizou-se a interpolação linear. Para o período
anterior a 1940 e posterior a 1996, realizaram-se extrapolações. O rebanho de cada município no
mês desejado foi multiplicado pelos respectivos coeficientes per capita de consumo de água de
cada espécie animal (Tabela 4).
Tabela 4. Coeficientes per capita para espécies animais.
Espécie Animal Consumo (litros / dia)
Bovino 50
Suíno 12,5
Bubalino 50
Eqüino 50
Asinino 50
Muar 50
Ovino 10
Caprino 10
Aves* 0,36
Fonte: Adaptado de TELLES, 2002. *SRH/BA, 2003.
2. A estimativa da vazão retirada para criação animal por município foi feita pela
equação:
Qanim = ∑(Rebe. qe) (7)
Em que:
Qanim = vazão de retirada para abastecimento animal por município, L dia -1 ;
Rebe = rebanho do município para cada espécie animal (e), obtida por
interpolação entre os Censos do IBGE;
qe = vazão per capita por espécie animal (e), L animal -1 dia -1 (tabela 4).
12

3. A estimativa das vazões de retirada para criação animal (associada ao rebanho
correspondente a cada espécie animal) foi realizada utilizando o critério de proporcionalidade da
área de cada município localizado na bacia de drenagem do respectivo aproveitamento
hidroelétrico, sendo a vazão total retirada obtida pelo somatório das vazões correspondentes a
todos municípios pertencentes à bacia.
4. A vazão de retorno para a criação animal foi estimada em 20% da vazão de
retirada.
5. A vazão consumida foi considerada como sendo a diferença entre as vazões de
retirada e de retorno.
II.1.5. Abastecimento industrial
1. A metodologia adotada para estimativa das séries de vazões relacionadas ao
abastecimento industrial foi desenvolvida com base no valor monetário da produção ao longo do
período de estudo (1931-2001), obtido dos Censos industriais (1940, 1950, 1970, 1980, 1985) e
nas Pesquisas Industriais Anuais (1990, 1995 e 2001), na quantidade produzida por tipo de
indústria, no ano de 2001, e na relação entre essa quantidade e o volume de água necessário à
produção de cada unidade – função do processo industrial adotado.
2. Estimar vazões para os diversos tipos de atividade industrial implica em conhecer
valores de referência do consumo de água em cada um deles. Para esse fim, foram utilizados
valores apresentados no “Manual de Procedimentos para Outorga de Uso da Água na Indústria e
Mineração – Bacia do Paraíba do Sul”, elaborado pela Superintendência de Outorga e Cobrança
da Agência Nacional de Águas, em 2002.
3. Os Censos industriais (1940-1985) e as pesquisas industriais (1990-2001) do
IBGE apresentam informação, por município, do valor da produção industrial segundo a
Classificação Nacional de Atividades Econômicas - CNAE.
4. Foi realizado um agrupamento das categorias de indústria do manual elaborado
pela ANA para compatibilizá-las com as classes de indústrias definidas pelo CNAE, e adotadas
pelo IBGE. Desta forma, foi elaborada a Tabela 5, baseada na Pesquisa Industrial Anual 2001,
que relaciona valor da produção e a quantidade produzida para as classes do CNAE, e os valores
de consumo de água do manual da ANA. Os códigos constantes da tabela são adaptados do
CNAE, mas diferem dele por possuir apenas 3 dígitos, ao contrário do 8 dígitos usados no
CNAE. Para a aplicação desta tabela aos outros Censos do IBGE, os valores da produção
industrial são convertidos para dólar americano, em valor nominal da época.
5. A estimativa da vazão retirada para abastecimento industrial por município é dada
pelo somatório das vazões demandadas por cada classe de indústria pela equação:
Qind
∑
(Pp
. V p )
= (8)
31.
536.
000
Em que:
Qind = vazão de retirada para abastecimento industrial no município, m 3 s -1 ;
Pp = valor da produção anual do produto Y (p), no município, em US$ ;
Vp = volume retirado anualmente para a produção de uma unidade do produto Y
(p), L US$ -1 , (Tabela 5); e
31.536.000 = fator para correção de unidades.
13

Tabela 5. Parâmetros utilizados na estimativa das vazões de captação e retorno da
indústria.
Código Atividade
Parâmetros (m3/US$)
Retirada (Vp) Retorno (Vrp)
100 Extrativa Mineral 0,13233 0,10586
150 Produtos Alimentares 0,02708 0,02166
159 Bebidas 0,00998 0,00870
160 Fumo 0,00564 0,00451
170 Têxtil 0,03064 0,02451
180 Vestuários, Calçados e Art. de Tecidos
Couros e Peles, Artefatos para
0,03052 0,02442
190 Viagens 0,01474 0,01179
201 Madeira 0,05039 0,04031
210 Papel e Papelão 0,08545 0,06836
220 Editorial e Gráfica 0,00001 0,00001
240 Química 0,02304 0,01843
245 Produtos Farmacêuticos e Veterinários 0,00560 0,00448
247 Perfumaria, Sabões e Velas 0,00753 0,00602
251 Borracha 0,00134 0,00107
252 Produtos de Matérias Plásticas 0,00023 0,00018
260 Transformação de não metálicos 0,00492 0,00394
270 Metalúrgica 0,01013 0,00811
290 Mecânica 0,01132 0,00905
310 Material Elétrico de Comunicações 0,00001 0,00001
340 Material de Transporte 0,00551 0,00440
360 Mobiliário 0,12274 0,09838
900 Genérica 0,02713 0,02176
6. A vazão de retorno do abastecimento industrial, para cada município, foi estimada
pela equação:
Qr.
ind
∑
(Pp
. Vrp
)
= (9)
31.
536.
000
Em que:
Qr.ind = vazão de retorno do abastecimento industrial no município, m 3 s -1 ;
VPp = valor da produção anual do produto Y (p), no município, em US$ ;
Vrp = volume retornável anualmente da produção de uma unidade do produto Y
(p), L US$ -1 , (Tabela 5); e
31.536.00 = fator para correção de unidades.
14

II.2. Cenário de evolução para o período de 2002 a 2010
II.2.1. Premissas para a estimativa dos cenários
1. A elaboração de cenários foi necessária no âmbito do projeto para definir
tendências de variação nas vazões destinadas aos usos consuntivos. Foram analisados três
cenários, a saber: Cenário A (Tendencial), Cenário B (Normativo) e Cenário C (Otimista).
2. O Cenário A assume que a situação atual não deve experimentar grandes
mudanças no futuro, supondo que as variáveis determinantes do cenário continuem seguindo a
mesma tendência.
3. As “taxas tendenciais” para evolução dos usos consuntivos foram calculadas
considerando a variação que ocorreu nos últimos cinco anos, de 1997 a 2001.
4. Em particular, no caso da irrigação, que depende da precipitação, altamente
variável de um ano a outro, utilizaram-se as mesmas taxas tendenciais de evolução da área
irrigada no período 1997 a 2001 para projetar a área irrigada no período 2002 a 2010, e a partir
daí obter, conforme a metodologia descrita, as vazões de retirada, retorno e consumo relativas a
esse uso. Destaca-se que os dados de precipitação para os três cenários foram mantidos
constantes e iguais ao total anual publicado nas Normais Climatológicas – INMET.
5. Os pressupostos fundamentais para o Cenário B dizem respeito ao crescimento do
PIB, como indicador de atividade econômica, e aos efeitos positivos que adviriam dos programas
inseridos no Plano Plurianual de Ação – PPA – 2004/2007 do Poder Executivo Federal.
6. Observa-se certa correspondência entre o crescimento do PIB industrial e a taxa
de consumo de água pelo setor. Os anos de maior elevação do PIB setorial correspondem aos de
maior incremento do consumo de água. Nos anos em que o PIB decresce, haja vista a capacidade
instalada nos anos anteriores, a taxa de aumento do consumo cai, mas não de forma
correspondente à queda do PIB setorial.
7. O terceiro cenário estudado (Cenário C) foi concebido de forma otimista, pois
incorpora a expectativa de superação das metas propostas para o cenário B.
II.2.2. Taxas adotadas para os cenários
1. Conforme visto no item II.1.1 (“Cálculo das áreas irrigadas”), a extrapolação da
área irrigada do período 1996/2001 na bacia do rio Tietê é dada pela tendência entre os dois
últimos censos (1985-1996).
2. Para o Cenário A (Tendencial) a taxa utilizada foi, para todas as bacias, a média
dos últimos cinco anos da série.
3. Em função das características diferenciadas para os dois trechos da bacia do rio
Tietê, a montante e a jusante do aproveitamento de Barra Bonita, as taxas finais para cada um
dos cenários são apresentadas nas Tabelas 6 e 7.
III. RESULTADOS
1. No anexo são apresentadas as séries históricas de vazões de consumo das usinas
de Ponte Nova, Billings, Guarapiranga, Edgard de Souza, Barra Bonita, Álvaro Souza Lima
(Bariri), Ibitinga, Mário L. Leão (Promissão), Nova Avanhandava e Três Irmãos, para o período
de 1931 a 2001 e, também, os resultados para o Cenário A (Tendencial) para o período 2002 a
2010.
15

Tabela 6. Taxas anuais de incremento das vazões para os usos consuntivos e da área
irrigada na bacia do rio Tietê, à montante de Barra Bonita, nos Cenários A, B e C
URBANO 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Cenário A 1,60% 1,60% 1,60% 1,60% 1,60% 1,60% 1,60% 1,60% 1,60%
Cenário B 1,60% 1,60% 1,60% 1,70% 1,85% 2,00% 2,00% 2,00% 2,00%
Cenário C 1,60% 1,60% 1,80% 2,00% 2,20% 2,40% 2,40% 2,40% 2,40%
RURAL
Cenário A 3,00% 3,00% 3,00% 3,00% 3,00% 3,00% 3,00% 3,00% 3,00%
Cenário B 3,00% 3,00% 3,00% 3,10% 3,20% 3,30% 3,30% 3,30% 3,30%
Cenário C 3,00% 3,00% 3,10% 3,20% 3,40% 3,50% 3,50% 3,50% 3,50%
ANIMAL
Cenário A 0,90% 0,90% 0,90% 0,90% 0,90% 0,90% 0,90% 0,90% 0,90%
Cenário B 0,90% 0,90% 0,90% 0,90% 0,92% 0,95% 0,95% 0,95% 0,95%
Cenário C 0,90% 0,90% 0,90% 0,95% 0,95% 1,00% 1,00% 1,00% 1,00%
INDUSTRIAL
Cenário A 1,17% 0,00% 1,17% 1,17% 1,17% 1,17% 1,17% 1,17% 1,17%
Cenário B 1,17% 0,00% 1,25% 1,50% 2,00% 2,50% 2,50% 2,50% 2,50%
Cenário C 1,17% 0,00% 1,50% 2,25% 3,00% 3,50% 3,50% 3,50% 3,50%
IRRIGAÇÃO
Cenário A 3,00% 3,00% 3,00% 3,00% 3,00% 3,00% 3,00% 3,00% 3,00%
Cenário B 3,00% 3,00% 3,00% 3,10% 3,20% 3,30% 3,30% 3,30% 3,30%
Cenário C 3,00% 3,00% 3,10% 3,20% 3,30% 3,50% 3,50% 3,50% 3,50%
Tabela 7. Taxas anuais de incremento das vazões para os usos consuntivos e da área
irrigada na bacia do rio Tietê, à jusante de Barra Bonita, nos Cenários A, B e C
URBANO 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Cenário A 2,00% 2,00% 2,00% 2,00% 2,00% 2,00% 2,00% 2,00% 2,00%
Cenário B 2,00% 2,00% 2,00% 2,20% 2,40% 2,50% 2,50% 2,50% 2,50%
Cenário C 2,00% 2,00% 2,20% 2,50% 2,80% 3,00% 3,00% 3,00% 3,00%
RURAL
Cenário A -4,00% -4,00% -4,00% -4,00% -4,00% -4,00% -4,00% -4,00% -4,00%
Cenário B -4,00% -4,00% -3,80% -3,50% -3,20% -3,00% -3,00% -3,00% -3,00%
Cenário C -4,00% -4,00% -3,50% -3,00% -2,50% -2,00% -2,00% -2,00% -2,00%
ANIMAL
Cenário A -0,15% -0,15% -0,15% -0,15% -0,15% -0,15% -0,15% -0,15% -0,15%
Cenário B -0,15% -0,15% -0,15% -0,10% -0,05% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00%
Cenário C -0,15% -0,15% -0,10% -0,05% 0,00% 0,10% 0,10% 0,10% 0,10%
INDUSTRIAL
Cenário A 1,10% 0,00% 1,10% 1,10% 1,10% 1,10% 1,10% 1,10% 1,10%
Cenário B 1,10% 0,00% 1,25% 1,50% 1,75% 2,00% 2,00% 2,00% 2,00%
Cenário C 1,10% 0,00% 1,50% 2,00% 2,50% 2,80% 2,80% 2,80% 2,80%
IRRIGAÇÃO
Cenário A 3,30% 3,30% 3,30% 3,30% 3,30% 3,30% 3,30% 3,30% 3,30%
Cenário B 3,30% 3,30% 3,30% 3,40% 3,45% 3,50% 3,50% 3,50% 3,50%
Cenário C 3,30% 3,30% 3,30% 3,60% 3,90% 4,00% 4,00% 4,00% 4,00%
IV. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
1. A presente Nota Técnica conclui pela adequabilidade da metodologia estabelecida
e satisfatoriedade dos resultados provenientes de sua aplicação, frente às limitações quanto à
disponibilidade de dados básicos enfrentada ao longo do desenvolvimento do projeto de
estimativa das vazões de uso consuntivo na bacia do rio Tietê. Ressalta-se, contudo, que no caso
particular do abastecimento urbano para o Alto Tietê, optou-se por considerar os valores
constantes do “Projeto de Revisão de Vazões Naturais na Bacia do Tietê”, que foram informados
pela SABESP e EMAE, conforme descrito no item II.1.2 desta Nota Técnica.
2. Com relação à extrapolação para o período 2002-2010, recomenda-se que o
Cenário A (Tendencial) seja o adotado, tendo em vista que o mesmo abrange um período
16

elativamente curto a partir da data atual e que, de fato, existem fortes limitações de recursos
financeiros no Orçamento da União para o ano de 2004, o que impede a implementação de todos
os investimentos considerados no Cenário B (Normativo).
3. Os resultados obtidos com esse projeto permitem que os usos consuntivos que
ocorreram no passado sejam incorporados na revisão das séries de vazões naturais, além de
fornecer cenários futuros de usos da água.
4. Cabe ressaltar que os dados e resultados do projeto são importantes para o
planejamento dos recursos hídricos, e em particular, para o planejamento da operação e expansão
da geração no Sistema Interligado Nacional – SIN.
5. Recomendamos que os dados e resultados do projeto sejam incorporados no
Sistema de Informações sobre Recursos Hídricos, possibilitando a sua utilização no
planejamento e implementação dos instrumentos de gestão e do sistema de gerenciamento de
recursos hídricos para a bacia do rio Tietê.
6. Reconhecendo que o presente projeto é ainda o primeiro passo no sentido de
incorporar os usos múltiplos nas séries de vazões naturais, destaca-se a importância do mesmo
na definição de linhas de pesquisa a serem desenvolvidas visando a supressão das deficiências
encontradas e o contínuo aperfeiçoamento metodológico.
V. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS UTILIZADAS PELO CONSÓRCIO E
RELACIONADAS NESTA NOTA TÉCNICA
AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS – Superintendência de Planejamento de Recursos
Hídricos. Memorial descritivo do cálculo da demanda humana de água no documento
“Base de Referência para o Plano Nacional de Recursos Hídricos”, Brasília, 2003.
AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS - Superintendência de Outorga e Cobrança, Manual de
Procedimentos para Outorga de Uso da Água na Indústria e Mineração – Bacia do Paraíba
do Sul, Brasília, 2002.
AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS / GEF / PNUMA / OEA, Projeto São Francisco –
Estimativa da eficiência do uso da água pela irrigação na Bacia do São Francisco, Brasília,
2002.
ALLEN, G.A., PEREIRA, L.S., RAES, D., SMITH, M., Crop Evapotranspiration: Guidelines
for predicting crop water requirements), FAO Irrigation and Drainage Paper - n o 56, Roma,
1998.
CODEVASF. Evolução das Áreas Irrigadas (Quadro 29). Disponível em: <
http://www.codevasf.gov.br/vale/hist_vantagens.htm >. Acesso em 13 de fevereiro de 2004
DOORENBOS, J. e PRUITT, W., Guidelines for predicting crop water requirements, FAO
Irrigation and Drainage Paper - n o 24, Roma, 1977.
INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA, Pesquisa Nacional de
Saneamento Básico, 2000. SEDU / PR, 2002. CD-ROM.
INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGIA - MINISTÉRIO DA AGRICULTURA,
Normais Climatológicas (1931-1960), Rio de Janeiro, 1979.
17

INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGIA - MINISTÉRIO DA AGRICULTURA,
Normais Climatológicas (1961-1990), Brasília, 1992.
TELLES, D. A. Água na Agricultura e Pecuária. In. Águas Doces no Brasil: Capital
Ecológico, Uso e Conservação. 2.ed. São Paulo: Escrituras Editora, 2002. p. 305-336.
A tenciosamente,
ALAN VAZ LOPES
Engenheiro Civil
10.480-D CREA/DF
JOSÉ LUIZ GOMES ZOBY
Geólogo
5.061.536.034-D CREA/SP
MARCOS AIRTON DE SOUSA FREITAS
Engenheiro Civil
1.168-D CREA/PI
RAFAEL CARNEIRO DI BELLO
Engenheiro Civil
166.895/D CREA/RJ
De acordo, de de 2004
Dr. Joaquim Guedes Corrêa Gondim Filho
Superintendente de Usos Múltiplos
BOLIVAR ANTUNES MATOS
Engenheiro Civil
9.606/D CREA/CE
MÁRCIO TAVARES NÓBREGA
Engenheiro Civil
11.472/D CREA/CE
MARTHA REGINA VON BORSTEL SUGAI
Engenheira Civil
6.308/D CREA/PR
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Anexo
Tabelas com as Séries de Vazões Médias Mensais de Usos Consuntivos
das Usinas na Bacia do Rio Tietê
(OBSERVAÇÃO: AS TABELAS DESTE ANEXO JÁ ESTÃO INCORPORADAS NA RESOLUÇÃO)
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