Estudo da PUC-Rio mostra por que é necessário gerenciar de forma integrada os sistemas de saneamento

A chegada do verão coloca muitas cidades brasileiras em alerta para inundações e deslizamentos. Eventos climáticos já esperados, agravados pelas mudanças climáticas, prometem chuvas mais intensas em várias regiões do país. Entre as diversas consequências das inundações, o risco sanitário costuma ser especialmente crítico.

Entretanto, o problema não se limita aos impactos mais imediatos das cheias. Se a sua cidade fica com mau cheiro após temporais intensos, isso já é um sinal de alerta. Infelizmente, essa é uma realidade comum (e perigosa) em muitos centros urbanos. Geralmente, isso acontece quando águas pluviais e esgoto sanitário se encontram onde não deveriam, colocando a população e o ambiente em risco de contaminação.

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Como engenheiro civil, doutor em recursos hídricos e meio ambiente, esse tema tem sido um de meus principais focos de pesquisa, no Departamento de Engenharia Civil e Ambiental da PUC-Rio, em parceria com colaboradores da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). Em uma revisão recente da literatura científica, mostramos que esse tipo de problema costuma surgir quando o esgotamento sanitário e a drenagem urbana são planejados, operados e geridos como sistemas independentes.

Um sistema desintegrado

Historicamente, em parte do mundo e especialmente no Brasil, adotou-se o que chamamos de "sistema separador". Nele, a água da chuva é direcionada para uma rede de drenagem, enquanto os esgotos sanitários são conduzidos por outra via, até estações de tratamento. No papel, essa separação física parece lógica, porém, a realidade urbana é muito mais complexa e misturas imprevistas acabam ocorrendo.

O problema se agrava quando consideramos que apenas 63,2% da população urbana brasileira tem acesso à rede de esgoto. E somente 50,8% do esgoto coletado recebe tratamento, segundo dados do Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento.

No entanto, mesmo em grandes cidades brasileiras com melhor cobertura de saneamento, é comum haver subdimensionamento das redes ou conexões clandestinas que permitem a infiltração de água pluvial no sistema de esgoto sanitário. Isso aumenta a sobrecarga hidráulica das redes, favorecendo extravasamentos que contaminam a superfície urbana.

O oposto também ocorre com frequência. Esgoto sanitário acaba atingindo as redes de drenagem das chuvas, que normalmente despejam seus fluxos sem tratamento. Tudo isso impacta gravemente o ambiente urbano e a saúde da população, exposta a águas contaminadas. Esses fluxos alcançam rios, lagoas e zonas costeiras, agravando a poluição hídrica.

Ou seja, a inexistência de planejamento, gestão e operação integrados faz com que sistemas dimensionados para serem fisicamente separados, passem a operar, na prática, como sistemas mistos, marcados por sua disfuncionalidade e ineficiência.

Entraves técnicos e institucionais

As pesquisas na área evidenciam ainda um descompasso recorrente entre os avanços normativos e sua efetiva implementação. Embora legislações nacionais e internacionais reconheçam a necessidade de uma gestão integrada, frequentemente faltam metas claras, responsabilidades institucionais bem definidas e instrumentos adequados de monitoramento.

No Brasil, o marco legal do saneamento trouxe avanços significativos ao estabelecer algumas soluções integradas para lidar com irregularidades. Ainda assim, há pouca clareza sobre como corrigir sistemas disfuncionais. O mesmo vale para as diretrizes sobre a gestão das interseções entre as duas redes, que costumam estar sob a responsabilidade de órgãos ou empresas distintas.

Esse vazio técnico e institucional contribui para distorções e dificulta a adoção de soluções que também sejam sustentáveis do ponto de vista administrativo. As redes podem existir fisicamente, mas operar de forma inadequada, criando uma falsa percepção de eficiência e de cobertura dos serviços. Indicadores oficiais, portanto, podem mascarar déficits reais de atendimento e riscos sanitários.

Uma proposta de integração

Dentro desse panorama, desenvolvemos uma pesquisa, publicada recentemente na revista Water Science and Technology, na qual aplicamos um novo método de simulação capaz de representar, de forma integrada, três camadas fundamentais do território urbano: a superfície (ruas, lotes, espaços abertos), a rede de drenagem das chuvas e a rede de esgotamento sanitário.

O modelo permite capturar as interações reais entre esses sistemas, inclusive em situações de falha. Desenvolvemos uma métrica chamada de "transbordamento combinado não previsto", que avalia justamente os momentos em que sistemas formalmente separados passam a se comportar como mistos durante eventos críticos.

Aplicamos o modelo em um estudo de caso no bairro de Campo Grande, na Zona Oeste da cidade do Rio de Janeiro. Diversas partes do município possuem um histórico de inundações severas, mas optamos por uma escala menor para facilitar os ajustes do método.

Seguimos os relatos dos moradores da região, que indicavam transbordamentos de águas contaminadas durante chuvas intensas. As simulações confirmaram a existência de ligações irregulares entre os sistemas de drenagem e esgotamento sanitário.

A ferramenta possibilitou um diagnóstico detalhado dos sistemas locais. Identificou diversos pontos de interação entre as redes, destacou os mais críticos, estimou volumes de extravasamento de águas contaminadas e mapeou áreas de maior contaminação.

Também fizemos uma modelagem da qualidade da água, com um indicador amplamente usado para medir poluição, conhecido como demanda bioquímica de oxigênio (DBO). Após temporais, os níveis de DBO aumentaram significativamente, tanto na superfície urbana quanto no rio Prata do Cabuçu, onde as redes de drenagem desembocam.

Próximas etapas

Acreditamos que essa pesquisa aponta caminhos promissores. Pretendemos ampliar a aplicação do método em outras cidades com diferentes padrões de urbanização e precipitação. Também queremos incorporar simulações de longo prazo e incertezas associadas às mudanças climáticas.

Além disso, planejamos usar o modelo para avaliar projetos de soluções baseadas na natureza. Acreditamos que ele será muito útil para medir o real impacto de ações como bacias de retenção e detenção e wetlands construídos, que buscam reter, atrasar e tratar parte da água proveniente de sistemas de saneamento disfuncionais.

Além das lacunas técnicas, as evidências que reunimos deixam claro que a fragmentação entre setores do saneamento reflete uma lógica administrativa que já não acompanha a complexidade das cidades atuais. É necessário adotar uma abordagem mais sistêmica de planejamento urbano, voltada à prevenção de riscos. Para isso, é essencial considerar as condições reais dos territórios e a vivência cotidiana da população, especialmente em áreas periféricas e informalmente urbanizadas.

Esperamos que essa ferramenta contribua para o desenvolvimento de políticas públicas melhores, condizentes com os desafios urbanos do século XXI. Ao repensar como as cidades governam suas águas, podemos tornar as cidades mais resilientes, sustentáveis e justas.

Antonio Krishnamurti Beleño de Oliveira não presta consultoria, trabalha, possui ações ou recebe financiamento de qualquer empresa ou organização que poderia se beneficiar com a publicação deste artigo e não revelou nenhum vínculo relevante além de seu cargo acadêmico.