Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol III (Eixo 3 - Geomorfologia e Solos)", IGEO/UFRJ. O comportamento da fração cascalho reflete, de modo análogo, as descontinuidades apontadas acima, apresentando uma distribuição pouco variável nos perfis LVPI e LVPII até a base do horizonte B, onde verifica-se significativo aumento, com redução drástica para os horizontes Cr, onde é nula. No caso do perfil LVPIII, os
valores elevados desta fração estão marcadamente associadas à descontinuidade com o embasamento cristalino e às variações sedimentológicas do arcabouço sedimentar. Nas curvas de distribuição em profundidade da relação Areia grossa/Areia fina, grandes inflexões também marcam as descontinuidades detectadas em campo, correspondentes às camadas sedimentares associadas a processos de transporte por fluxo d' água superficial. Pequenas inflexões verificadas nos horizontes superficiais dos perfis LVPII
e LVPIII parecem estar relacionadas ao aporte de material arenoso em trânsito nas encostas e/ou à remoção de material fino no topo dos perfis, além das variações do próprio material sedimentar. No caso do LVPI, nota-se o predomínio da areia fina em relação à areia grossa em todo os horizontes, estando as concentrações da última vinculadas aos níveis grosseiros documentados na cobertura sedimentar.  Figura 157 - Variação em profundidade das relações texturais Areia grossa/Areia fina e Silte/Argila, e dos teores de Argila Total - Perfil LVPI do Ponto 8. Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol III (Eixo 3 - Geomorfologia e Solos)", IGEO/UFRJ. Figura 158 - Variação em profundidade das relações texturais Areia Grossa/Areia Fina e Silte/Argila, e dos teores de Argila Total - Perfil LVPII do Ponto 8. Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol III (Eixo 3 - Geomorfologia e Solos)", IGEO/UFRJ. Figura 159 - Variação em profundidade das relações texturais Areia Grossa/Areia Fina e Silte/Argila, e dos teores de Argila Total - Perfil LVPIII do Ponto 8. Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol III (Eixo 3 - Geomorfologia e Solos)", IGEO/UFRJ. A relação Silte/Argila, freqüentemente utilizada como índice de intemperismo em solos tropicais, foi empregada, nas análises aqui apresentadas, com as devidas restrições inerentes à natureza sedimentar do material de origem dos solos estudados. Observa-se que, de modo geral, os valores dos horizontes A apresentam-se um pouco mais elevados do que os dos horizontes subjacentes, voltando a se tornar mais elevados nos horizontes transicionais e C, menos intemperizados. Os valores extremamente baixos dos sub-horizontes B desenvolvidos na cobertura sedimentar revelam elevado grau de intemperização, sendo os menores valores encontrados nos Bw do perfil LVPII, seguidos pelos sub-horizontes Bw do perfil LVPIII e do perfil LVPI. É importante destacar que, devido à situação geomorfológica do perfil LVPI, o transporte de material em superfície mostra-se bastante acentuado, havendo significativa contribuição dos materiais de alteração do embasamento cristalino, predominantemente siltoarenosos, que afloram em diversos trechos da linha de cristas, para os horizontes superficiais, refletindo-se na relação silte/argila. No perfil LVPII verifica-se uma condição de erosão menos intensa, atestada pela maior preservação do horizonte A. A Tabela 18 apresenta os resultados relativos às propriedades químicas dos 3 perfis estudados no Ponto 8. Em termos gerais, observa-se que os perfis apresentam-se com baixos teores de Ca, Mg, K e Na trocáveis, e elevados teores de Al trocável, culminando numa saturação por bases trocáveis (V%) variando de 2 a 8% Kg-1 TFSA nos horizontes B, o que lhes confere o caráter distrófico. Também possuem baixíssimos teores de P. Os teores de Ca, Mg e K trocáveis ligeiramente mais elevados nos horizontes superficiais, relacionam-se com a reciclagem de nutrientes pela vegetação e/ou adubação, sendo este último mais evidente para o perfil LVPIII. Tabela 18 - Propriedades químicas dos solos nos perfis LVPI, LVPII e LVPIII do Ponto 8, localizado junto ao córrego do Lava-pés, Bananal (SP).
Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol III (Eixo 3 - Geomorfologia e Solos)", IGEO/UFRJ. Os solos estudados têm reação fortemente ácida, com valores de pH em água mais altos do que pH em KCl, resultando em .pH negativo em todos os perfis, mostrando uma capacidade de troca dominantemente catiônica. Os valores de pH apresentam-se bastante homogêneos nos horizontes individualizados nos pedons, bem como entre os perfis. Os valores de CTC da fração argila dos horizontes B variam de 6,15 a 9,36 cmolc Kg-1 argila, indicando uma atividade baixa. Os difratogramas de raios X da fração argila evidenciam a dominância das caulinitas em relação aos outros argilominerais, com reflexos pronunciados a 0,72 nm, dado este compatível com os valores de Ki, que são bastante homogêneos e variam de 1,37 a 1,73 (Tabela 19) e goethitas (0,41 nm). No perfil LVPI (Figura 160) foram constatadas ilitas em todos os horizontes analisados, com pequenos reflexos a 1,0 nm, que se mantiveram após saturação com K e aquecimento até 500ºC, e gibbsitas, com reflexo a 0,48 nm, sendo que as reflexões desta última foram ligeiramente mais intensas para os horizontes do solum que o do embasamento cristalino alterado. As ilitas estão associadas ao acentuado transporte de material em superfície na linha de cristas onde se encontra o perfil LVPI, já referido, acarretando na significativa contribuição de micas do embasamento cristalino alterado para os horizontes. No perfil LVPII (Figura 161 e Figura 162) há predomínio das caulinitas, com goethita como acessório em todos os horizontes, e as gibbsitas aparecendo somente nos horizontes do solum. No perfil LVPIII (Figura 163 e Figura 164) há predomínio de caulinita e a gibbsita ocorre como acessório em todos os horizontes analisados. Tabela 19 - Ataque sulfúrico e relações moleculares - perfis LVPI, LVPII e LVPIII do ponto 8, junto ao córrego do Lava-pés, Bananal (SP).
Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol III (Eixo 3 - Geomorfologia e Solos)", IGEO/UFRJ. Figura 160 - Difratogramas de raios X da fração argila orientada de amostra natural dos horizontes Ap, Bw2 e 3C do perfil LVPI e sob tratamentos com potássio (K-25, 110, 350 e 550º C), magnésio e magnésio+etileno glicol.. Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol III (Eixo 3 - Geomorfologia e Solos)", IGEO/UFRJ. Figura 161 - Difratogramas de raios X da fração argila orientada de amostra natural dos Horizonte Ap e sub-horizonte Bt2 do perfil LVPII e sob
tratamentos com potássio (K-25, 110, 350 e 550º C) magnésio e magnésio+etileno glicol. Figura 162 - Difratogramas de raios X da fração argila orientada de amostra natural dos horizonte Ap e
sub-horizonte Bt2 do perfil LVPII e sob tratamentos com potássio (K-25, 110, 350 e 550º C) magnésio e magnésio+etileno glicol. Figura 163 - Difratogramas de raios X da fração argila orientada
de amostra natural dos horizonte Ap e sub-horizonte Bw2 do perfil LVPIII e sob tratamentos com potássio (K-25, 110, 350 e 550º C) magnésio e magnésio+etileno glicol. Figura 164 - Difratogramas
de raios X da fração argila orientada de amostra natural do horizonte 2Bw3 do perfil LVPIII e sob tratamentos com potássio (K-25, 110, 350 e 550º C) magnésio e magnésio+etileno glicol. A análise da distribuição da relação Titânio/argila em profundidade (Figura 165) evidencia um comportamento aproximadamente
constante no solum dos perfis LVPI e LVPII, verificando-se um ligeiro incremento para os horizontes C, e aumento significativo desta relação em direção aos horizontes Cr. No perfil LVPIII, entretanto, além de confirmar a descontinuidade de material de origem com o embasamento, a curva apresenta um incremento marcante no sub-horizonte Bw1, não identificada nas análises granulométricas, indicando variação nos materiais de origem. O aumento observado na parte superior dos perfis LVPII e LVPIII
indica a perda de argila em superfície, já referida. Figura 165 - Variação em profundidade da relação Titânio/argila - perfis LVPI, LVPII e LVPIII do Ponto 8, junto à localidade Córrego do Lava-pés, Bananal (SP). Com base no conjunto das características morfológicas, físicas, químicas e mineralógicas observadas, o perfil LVPI foi classificado como LATOSSOLO VERMELHOAMARELO distrófico típico, o perfil LVPII como LATOSSOLO AMARELO distrófico típico, e o perfil LVPIII como LATOSSOLO AMARELO coeso típico. 6.5. RECURSOS HÍDRICOS - topo 6.5.1. Hidrologia - Águas Continentais - topo Este capítulo compreende a exposição e análise dos dados e informações reunidos e produzidos no âmbito destes estudos, passíveis de subsidiar as avaliações sobre os impactos da usina Angra 3 nos corpos hídricos de superfície. A metodologia utilizada fundamentou-se na adoção da bacia hidrográfica como unidade espacial de análise integrada das dinâmicas hidrológica, de sedimentação e da qualidade das águas, ancorada na abordagem sistêmica de estudo dos processos geomorfológicos fluviais. Nessa perspectiva, a interação encosta/calha fluvial constitui base fundamental para investigação e interpretação de processos físicos e químicos associados à dinâmica das águas de superfície. A instituição da bacia hidrográfica como unidade de planejamento e gestão dos recursos hídricos, através da Lei 9.433 (1997) - "Lei das Águas", que criou a Política Nacional de Recursos Hídricos (PNRH), configura outro importante fator para a utilização desse recorte espacial nos estudos realizados. A implementação dos princípios da nova legislação e o novo arranjo institucional criado devem ser considerados pelo empreendedor no planejamento e gerenciamento dos recursos hídricos que serão utilizados pela usina Angra 3, uma vez que o cenário formado tem levado à tendência do uso negociado e compartilhado da água. Os estudos efetuados tiveram por objetivo caracterizar os recursos hídricos superficiais nas Áreas de Influência Direta e Indireta da usina Angra 3, compreendendo: • A individualização e caracterização das bacias hidrográficas nas áreas de influência do empreendimento; • A avaliação integrada do regime fluvial e da pluviosidade, com vistas à definição de condições propícias à ocorrência de enchentes; • A avaliação da qualidade das águas de cursos fluviais representativos dos padrões de uso e cobertura dos solos reconhecidos, visando identificar a situação atual de degradação e/ou conservação desse recurso; • A avaliação do quadro atual e tendências de utilização dos recursos hídricos de superfície em face das mudanças ocorridas no uso e cobertura do solo. Tais estudos buscaram fornecer suporte para o estabelecimento de diretrizes e medidas que irão garantir o atendimento das necessidades do empreendimento a curto, médio e longo prazos, considerando sua inserção na região e os impactos ambientais conseqüentes. 6.5.1.1. Metodologia - topo Individualização e caracterização das bacias hidrográficas A individualização e caracterização das bacias hidrográficas nas Áreas de Influência Direta e Indireta da usina Angra 3 foram realizadas a partir da base cartográfica em escala 1:50.000 (IBGE), do mapa de compartimentação morfoestrutural. Foram individualizadas todas as bacias (de 0 a n ordem) que drenam para o litoral (bacias litorâneas) compreendidas na Área de Influência Indireta (AII). No caso das bacias interiores, foram delimitadas as bacias afluentes diretas do rio Paraíba do Sul, dos rios Paraibuna e Paraitinga (seus principais formadores no Domínio de Planalto), e dos reservatórios de Funil (rio Paraíba do Sul) e Ribeirão das Lajes. Os segmentos de encostas retilíneas e convexas existentes entre os limites de bacias também foram individualizados segundo suas linhas divisoras de águas principais. A delimitação das bacias hidrográficas encontram-se expostas no Anexo 18. O mapa de bacias hidrográficas elaborado foi então cruzado com o mapa de compartimentação morfoestrutural confeccionado na mesma escala (folhas Angra dos Reis, Bananal, Campos de Cunha, Cunha, Cunhambebe, Ilha Grande, Itaguaí, Mangaratiba, Marambaia, Parati, Rio Mambucaba, São José do Barreiro e Volta Redonda). e com o mapa de declividade, visando à caracterização geomorfológica das bacias. Os cálculos dos percentuais ralativos às classes de desnivelamento altimétrico foram obtidos através do cruzamento das áreas das bacias com os compartimentos de relevo. 6.5.1.1.1. Levantamento e análise de dados plúvio e fluviométricos - topo O tratamento aplicado aos dados levantados buscou fundamentar o conhecimento do comportamento dos processos hidrológicos, objetivando, em última instância, fornecer subsídios para o gerenciamento dos recursos hídricos nas áreas de influência do empreendimento. As análises realizadas enfocaram a variabilidade das condições hidrológicas uma vez que as situações de abundância e escassez relativa mostram-se de extrema importância na região considerada, vinculando-se aos processos de enchentes e aos problemas de abastecimento de água potával à população. Os dados de precipitação analisafos foram obtidos de duas fontes principais: • Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), compreendendo as normais climatológicas dos períodos de 1931 a 1960 e de 1961 a 1990, oriundos da estação meteorológica gerenciada por esse órgão situada na cidade de Angra dos Reis; • Agência Nacional de Águas (ANA), que forneceu as séries históricas das estações operadas pela Companhia de Pesquisa em Recursos Minerais (CPRM) situadas nas AID e AII do empreendimento (Tabela 21). As normais climatológicas analisadas corresponderam à precipitação total mensal e anual, cujos dados auxiliaram na caracterização do regime de chuvas na região considerada, assim, como as normais de precipitação máxima em 24 horas, dada a sua importância para o dimensionamento das condições que levam a episódios de enchentes. As séries históricas fornecidas pela ANA abrangem dados mensais e diários de precipitação e vazão, o que a princípio permite o detalhamento do comportamento da pluviosidade e/ou do regime de vazões dos cursos d' água nos locais em que se situam. No entanto, essas séries possuem inúmeros problemas tanto no que diz respeito a falta de dados relativos a alguns meses como no tocante ao tratamento de consistência de dados, tendo sido observadas lacunas no preenchimento de valores de vários dias ou mesmo de meses inteiros não só nos dados brutos mas também naqueles classificados como consistidos. Desse modo, para uma análise mais detalhada do comportamento da precipitação visando à avaliação das condições propícias à ocorrência de enchentes, foram selecionadas três estações pluviométricas situadas mais próximas às três estações fluviométricas existentes na área considerada para estudo (Tabela 22), e, para essas estações selecionados alguns anos, dentre aqueles que apresentavam a série completa e consistida, com totais pluviométricos anuais e vazão média anual mais baixos e mais elevados, sendo eles, respectivamente, os anos de 1990 (mais baixos) e 1985 e 1996 (mais elevados), conforme observado nas figuras abaixo (Figura 166 a Figura 168). Tabela 20 - Estações pluviométricas, fluviométricas e de qualidade de águas idêntificadas nas AID e AII do empreendimento Clique aqui para visualizar a tabela 20 Fonte: ANA / "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Tabela 21 - Estações plúvio e fluviométricas selecionadas para análises detalhadas
Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Figura 166 - Série histórica de dados consistidos de valores médios de vazão para a estação fluviométrica Fazenda das Garrafas (alto curso do Rio Mambucaba), localizada no
município de São José do Barreiro (SP), serra da Bocaina, destacando os anos com vazões médias anuais mais elevadas (1985, 1986, 1996) e mais baixa (1990). Figura 167 - Série histórica de
dados consistidos de valores médios de vazão para a estação fluviométrica Fazenda Fortaleza (baixo curso do Rio Mambucaba), localizada no município de Angra dos Reis (RJ), destacando os anos com vazões médias anuais mais elevadas (1947, 1957, 1966 e 1996) e mais baixa (1990). Figura 168 - Série histórica de dados consistido de valores médios de vazão para a estação fluviométrica Parati (Rio Perequê-Açu), localizada no município de Parati (RJ), destacando os anos com vazões médias anuais mais elevadas (1975, 1985, 1988 e 1996) e mais baixa (1990). Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Os dados dessas estações foram acessados, avaliados e trabalhados mediante a realização de cálculos e gráficos e, ainda, submetidos a análises estatísticas (obtenção de parâmetros como média, desvio-padrão, mediana e moda), executadas para o conjunto das estações pluviométricas e fluviométricas. As análises de freqüência de chuvas para a série histórica das estações foram também efetuadas empregando-se as classes recomendadas pelo INMET: 0-2,5 mm, 2,5-5 mm, 5-10 mm, 10-15 mm, 15-25 mm, 25-50 mm, 50-100 mm e >100 mm. No caso das estações selecionadas para estudos detalhados (para os anos 1985, 1990 e 1996), as classes de freqüência a partir de 50 mm foram subdivididas em intervalos de 25 mm, constituindo as seguintes classes: 50-75 mm, 75-100 mm, 100-125 mm, 125-150 mm, 150-175 mm, 175-200 mm e >200 mm. Para as estações pluviométricas selecionadas, efetuou-se também a análise da ocorrência de dias consecutivos de chuva, que foi avaliada em conjunto com a freqüência de precipitações moderadas e elevadas. Foram realizadas correlações estatísticas entre os dados diários de pluviosidade dessas estações e os dados de vazão, buscando-se avaliar a relação precipitação/vazão nas bacias abrangidas pelas estações selecionadas. Com base nos dados de vazão dos rios Mambucaba e Perequê-Açu, foram confeccionadas curvas de permanência, visando detectar a freqüência dos diferentes valores de vazão observados na série histórica. As curvas de permanência foram construídas com base nos dados diários, de modo a subsidiar tanto a avaliação dos episódios de enchentes como das vazões mínimas, aspecto fundamental para o abastecimento de água na região. Procedeu-se, ainda, a um levantamento das ocorrências de enchentes nos livros de registro de atendimento da Defesa Civil Municipal de Angra dos Reis, a fim de estabelecer relações entre os eventos de enchentes e os dados de chuva e vazão documentados nas estações analisadas. A partir desse levantamento, foram confeccionados, para os meses com registro de enchentes, gráficos relacionando os dados diários de vazão e precipitação. 6.5.1.2. Caracterização das bacias hidrográficas - topo 6.5.1.2.1. Aspectos geobiofísicos - topo As bacias hidrográficas compreendidas nos raios de 15 e 30 km a partir da CNAAA englobam dois conjuntos de sistemas de drenagem: • aqueles que drenam para as diversas enseadas do recortado litoral da baía de Ilha Grande; • um outro conjunto de bacias fluviais que constituem os tributários de alguns dos afluentes da margem sul do rio Paraíba do Sul, além dos cursos afluentes dos rios Paraibuna e Paraitinga, os formadores do Rio Paraíba no domínio de planalto. Integram as unidades hidrográficas estaduais denominadas Bacia Hidrográfica da Baía de Ilha Grande (RJ) e SP UGRHI-2 Paraíba do Sul (SP). Através da análise da compartimentação morfoestrutural (Figura 169) e das declividades (Anexo 14) da áreas de influência, observa-se que as bacias hidrográficas litorâneas podem ser divididas em dois grupos principais, considerando-se a distribuição espacial dos compartimentos de dissecação do relevo: • o grupo das bacias que se encontram restritas à escarpa da Serra do Mar o qual abrange as planícies fluviomarinhas situadas a jusante (bacias dos rios Japuíba, da Guarda, Floresta, São Gonçalo, etc.); • o das bacias cujos cursos fluviais principais capturam a rede de drenagem dos compartimentos menos dissecados do planalto, constituídos por morros e colinas, apresentando geralmente maior extensão que o primeiro grupo (bacias dos rios Mambucaba, Paca Grande-Bracuí e Ariró). • Pressões sobre os recursos hídricos pelo uso e ocupação do solo A história de ocupação e uso do solo na região em estudo responde pelas principais características do padrão atual de uso da terra e das alterações ambientais registradas ao longo das últimas décadas. Na região da bacia da baía de Ilha Grande, a base econômica sofreu mudanças importantes ao longo dos últimos 30 anos, com o incremento das atividades industriais e, mais
recentemente, com o domínio do setor de serviços, especialmente da construção civil e turismo, refletindo-se no uso da terra e na organização do espaço. O crescimento das aglomerações e ocupações irregulares por população de baixa renda, em contraposição aos condomínios fechados e vilas planejadas, constitui um dos contrastes mais marcantes desse padrão de expansão urbana, aumentando as demandas de abastecimento de água, infra-estrutura sanitária e de equipamentos urbanos e associando-se a
pressões diversificadas sobre os recursos naturais (flora, fauna, água, solos, etc.). Figura 169 - Compartimentação morfoestrutural das bacias hidrográficas da AII e AID Esse quadro denota a necessidade não só de ações voltadas ao estabelecimento de diretrizes e ao planejamento, mas também à gestão dos recursos hídricos disponíveis, a partir do estabelecimento de metas e ações de curto, médio e longo prazos. É importante destacar que as características geomorfológicas da região da baía da Ilha Grande influenciam decisivamente no padrão de expansão da ocupação urbana ao longo das principais rodovias, resultando em áreas de adensamento variável, relativamente afastadas, ocupando preferencialmente as planícies fluviais, bem como as encostas adjacentes aos vales principais e à rede viária. Essas populações utilizam-se dos mananciais hídricos abundantes e sofrem, ao mesmo tempo, os impactos do desmatamento e ocupação desordenada, responsáveis pela deterioração das condições de qualidade e quantidade dos cursos fluviais, especialmente significativos nas pequenas bacias hidrográficas. Na Tabela 22 encontram-se listados os principais processos de degradação ambiental com reflexos sobre os recursos hídricos identificados nesta região. Verifica-se, a partir dos
aspectos expostos, um contexto propício ao surgimento de novos conflitos pelo uso dos recursos hídricos, além do agravamento daqueles já existentes, tendo em vista os interesses e demandas dos diferentes grupos sociais que atuam na área (Figura 170). Figura 170 - Esquema ilustrativo dos diferentes atores sociais envolvidos no uso e apropriação dos recursos hídricos nas bacias hidrográficas litorâneas da AII. Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Tabela 22 - Processos de degradação, principais atividades relacionadas e reflexos sobre os recursos hídricos das bacias hidrográficas litorâneas inseridas na AII.
Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ - com base no Relatório de Diagnóstico Ambiental da Baía da Ilha Grande -MMA/Sema-RJ (1997), e observações de campo. Situados na zona de interface imediata entre as dinâmicas fluvial e costeira, os manguezais figuram como um dos principais ecossistemas impactados nas bacias hidrográficas litorâneas (Tabela 23), uma vez que têm sido o alvo principal do crescimento urbano desordenado e dos diversos empreendimentos turísticos e industriais instalados no Domínio das Planícies Costeiras. São considerados ecossistemas extremamente importantes não só para a sustentação da pesca, mas também, especialmente, para a manutenção da qualidade das águas costeiras. Tabela 23 - Situação dos manguezais na bacia da baía da Ilha Grande
Fonte: Relatório de Diagnóstico Ambiental da Baía de Ilha Grande - MMA/Sema-RJ (1997). Na área de influência da CNAAA, o crescimento urbano, a diversificação dos serviços e a expansão do turismo têm reflexos significativos sobre a demanda e disponibilidade hídricas. As mudanças no perfil das atividades econômicas tendem a produzir alterações no tipo e volume de consumo de água. Os dados expostos na Figura 171, demonstram que, para o período entre 1998 e
2000, ocorreu um pequeno decréscimo no consumo total de água na Região da Baía da Ilha Grande tendência também verificada nos setores industrial, comercial e público, acompanhada, em contrapartida, pelo acréscimo do consumo residencial de água. Enquanto as quedas no consumo total, industrial, comercial e público neste curto intervalo podem estar relacionadas a reduções devido a medidas de racionamento e economia de água e energia elétrica, e/ou à redução do número de estabelecimentos, o aumento
do consumo residencial evidencia, em certa medida, o crescimento populacional e urbano, já apontado. Figura 171 - Consumo faturado de água, segundo categorias, para os municípios de Parati e Angra dos Reis (1998 e 2000). Nas bacias compreendidas nas AID e AII, as principais formas de usos dos recursos hídricos correspondem ao abastecimento urbano (cidades, vilas e povoados), o abastecimento rural, o consumo industrial e a dessedentação de animais, na categoria de usos consuntivos. No que diz respeito aos usos não-consuntivos, os principais usos são a recreação, o lazer e o turismo, a assimilação de esgotos e efluentes, a manutenção da biodiversidade fluvial e as atividades de mineração. Nas bacias litorâneas situadas na área de influência do empreendimento, não há informações sistematizadas quanto aos principais usuários dos recursos hídricos. As companhias de águas e saneamento e os principais empreendimentos marítimos e industriais - o Tebig/Petrobras, o estaleiro Brasfels e o Porto de Angra dos Reis, seguidos das usinas nucleares Angra 1 e 2, figuram como os usuários mais importantes. Apesar da pulverização dos sistemas de captação de águas na parte continental e nas ilhas voltados ao abastecimento de povoados, empreendimentos hoteleiros, marinas, clubes náuticos e condomínios, além dos núcleos urbanos, estes devem ser considerados em seu conjunto como um importante grupo de usuários. No que diz respeito às bacias tributárias dos afluentes e/ou cursos fluviais formadores do rio Paraíba do Sul, tem-se um quadro bastante distinto no tocante às atividades econômicas, ao uso do solo, assim como à dinâmica geomorfológica e, também, especialmente, quanto à estruturação dos organismos de bacia. O trecho que abrange a Área de Influência Indireta, no médio curso do Paraíba do Sul, compreende os municípios paulistas e fluminenses que integram o corredor de ligação entre as duas maiores metrópoles do Sudeste brasileiro. A região do Médio Vale do Paraíba fluminense é, atualmente, a segunda área mais industrializada do estado do Rio de Janeiro, com um parque industrial diversificado, onde predominam as indústrias química, petroquímica, mecânica, metalúrgica e a única indústria aeronáutica do país. Na última década, em face das mudanças dos padrões locacionais das indústrias em diferentes escalas, esse eixo econômico tem se apresentado como uma nova fronteira de investimentos em alta tecnologia, sendo palco também da implementação dos princípios e instrumentos da nova legislação de águas (Lei 9.433/1997). A bacia do Rio Paraíba do Sul constitui uma das bacias federais que serviram de esteio para a formulação dessa Lei, tendo sido desenvolvidos estudos voltados para a elaboração de diagnósticos ambientais e para o monitoramento da qualidade das águas desde a década de 1990, e possuindo um Comitê de Bacia em pleno funcionamento que, recentemente, vem implementando a cobrança pelo uso das águas. A redução no número de economias e ligações faturadas de água constitui elemento a ser destacado na análise do comportamento do consumo de água neste período. A captação não autorizada ou ilegal para uso residencial a partir das redes públicas de distribuição, ou mesmo diretamente das barragens construídas para captação de água destinada ao abastecimento público, foi constatada com freqüência nas localidades percorridas durante os trabalhos de campo realizados. Além disso, não há controle sobre as captações efetuadas por propriedades privadas (residências, condomínios etc), o que provavelmente tem favoreceido o seu aumento significativo. Com relação às formas de abastecimento de água e ao tipo de esgotamento sanitário, Tabela 24, Tabela 25, Tabela 26 e Tabela 27 permitem observar os padrões dominantes para domicílios particulares permanentes da AID e AII, em 2000. Juntamente com o esgotamento sanitário, o destino dado ao lixo (Tabela 28 e Tabela 29) representa importante fator de degradação da qualidade dos corpos hídricos superficiais nas bacias litorâneas. Tabela 24 - Formas de abastecimento de água, de domicílios particulares permanentes, segundo os Microrregiões, Municípios, Distritos, Subdistritos e Bairros da AID (2000). Clique aqui para visualizar a tabela 24 Fonte: IBGE, Censo Demográfico 2000. Tabela 25 - Forma de abastecimento de água, de domicílios particulares permanentes, segundo os Microrregiões, Municípios, Distritos, Subdistritos e Bairros da AII (2000). Clique aqui para visualizar a tabela 25 Fonte: IBGE, Censo Demográfico 2000. Tabela 26 - Existência de banheiro ou sanitário e tipo de esgotamento sanitário, em domicílios particulares permanentes, segundo as Mesorregiões, as Microrregiões, os Municípios, os Distritos, os Subdistritos e os Bairros da AID (2000). Clique aqui para visualizar a tabela 26 Fonte:IBGE, Censo Demográfico 2000. Tabela 27 - Existência de banheiro ou sanitário e tipo de esgotamento sanitário, em domicílios particulares permanentes, segundo as Mesorregiões, as Microrregiões, os Municípios, os Distritos, os Subdistritos e os Bairros da AII (2000). Clique aqui para visualizar a tabela 27 Fonte: IBGE, Censo Demográfico 2000. Tabela 28 - Destino do lixo, de domicílios particulares permanentes, segundo as Mesorregiões, as Microrregiões, os Municípios, os Distritos, os Subdistritos e os Bairros da AID (2000). Clique aqui para visualizar a tabela 28 Fonte: IBGE, Censo Demográfico 2000. Tabela 29 - Destino do lixo, de domicílios particulares permanentes, segundo as Mesorregiões, as Microrregiões, os Municípios, os Distritos, os Subdistritos e os Bairros da AII (2000). Clique aqui para visualizar a tabela 29 Fonte: IBGE, Censo Demográfico 2000. No município de Angra dos Reis, os sistemas e a rede de captação de água para abastecimento público são controlados pelo Serviço Autônomo de Água e Esgotos (SAAE) municipal, e apresenta muitos problemas. O abastecimento é feito por 56 sistemas de captação (Tabela 36), em sua grande maioria situados no alto curso e/ou próximo às nascentes de rios de pequeno porte, onde foram construídas pequenas barragens e "reservatórios" onde a água captada é tratada e distribuída para as edificações próximas. Segundo o PMAR (1999), 40% da população de Angra dos Reis é abastecida pelo sistema de Banqueta, no rio Japuíba, 40% por outros sistemas da prefeitura, 18% por sistemas particulares, pertencentes a condomínios, hotéis, vilas de funcionários de empresas (Eletronuclear, TEBIG, BRASFELS etc), e 2% não usufruem água distribuída da rede. Tabela 30 - Sistemas de captação de água no Município de Angra dos Reis (RJ).
Fonte: SAAE/Angra dos Reis. Conforme apontam FRANCISCO & CARVALHO (no prelo), as captações estão localizadas em bacias com área inferior a 5 km², predominando em bacias de 1ª e 2ª ordem com área inferior a 2 km². Estes rios experimentam um decréscimo considerável em suas vazões por ocasião do período de estiagem (junho a setembro) e sofrem intenso assoreamento durante os períodos de chuvosos, especialmente quando suas bacias experimentam mudanças significativas no uso e cobertura do solo. As situações de extrema escassez de água nos mananciais utilizados pelo SAAE/Angra dos Reis durante a estiagem desencadeiam uma busca maciça por outros mananciais próximos às estruturas de armazenamento e distribuição já existentes, além da intensificação do uso de caminhões-pipa para abastecimento da população, em situações de emergência. Suspensões temporárias do fornecimento de água devido ao entupimento dos sistemas de captação por sedimentos também são freqüentes, durante os períodos chuvosos. 6.5.1.2.2. Caracterização morfométrica das bacias hidrográficas litorâneas inseridas na AID - topo As bacias hidrográficas litorâneas compreendidas na área analisada são constituídas por sistemas hidrográficos que dissecam os compartimentos de degraus escarpados e reafeiçoados da Serra do Mar, apresentando dimensões bastante reduzidas (até 10 km2). As bacias dos rios Mambucaba e Bracuí correspondem a sistemas hidrográficos associados às zonas de maior recuo da escarpa da Serra do Mar, responsável pelo rompimento dos divisores de águas naturais na escarpa serrana, capturando a rede de drenagem dos compartimentos menos dissecados do Planalto da Bocaina. Destacam-se pelas dimensões acentuadamente maiores que as bacias restritas ao domínio de escarpa, e apresentam grandes planícies fluviais no seu baixo curso, construídas pela sedimentação proveniente do trabalho erosivo na escarpa. Dentro da tipologia de bacias hidrográficas proposta no Levantamento e Diagnóstico Ambiental da Área de Influência da Central Nuclear Almirante Álvaro Alverto - Meio Físico, correspondem ao tipo D. Dentro do grupo de sistemas hidrográficos restritos à escarpa serrana, as bacias dos rios São Gonçalo, do Frade, Grataú, Florestão e Areia do Pontal configuram um conjunto com dimensões intermediárias (áreas entre 10 e 25 km2). As três primeiras correspondem, na tipologia anteriormente proposta, ao tipo C, caracterizado pela presença de planícies de pequena extensão no baixo curso, e a bacia do rio Areia do Pontal, ao tipo B, caracterizado por planícies estreitas e segmentadas. Nas demais bacias, com áreas predominantemente inferiores a 5 km2, não ocorre o desenvolvimento de planícies fluviais, correspondendo ao tipo A da tipologia. As características apontadas refletem-se no número de nascentes (canais de 1ª ordem) das bacias hidrográficas litorâneas analisadas. Podem ser individualizados 3 grupos principais de bacias, segundo a Magnitude: -> as bacias que abarcam os sistemas de drenagem do planalto (tipo D), com Magnitude superior a 40; -> aquelas restritas à escarpa serrana, porém com áreas maiores, apresentando Magnitudes entre 21 e 45 (tipos B e C); -> as de dimensões mais reduzidas, com Magnitudes não superiores a 20 (tipo A). As bacias hidrográficas litorâneas na área analisada apresentam elevada densidade de canais em número e extensão. Analisando-se estes dados juntamente com os índices gerados para caracterização da forma das bacias hidrográficas, percebe-se que apesar da restrição física imposta pela escarpa da Serra do Mar, as bacias apresentam uma conformação predominantemente alongada, evidenciada pelos valores de Índice entre o Comprimento e Área da Bacia superior a 1,2. Além desta característica, ocorre o predomínio de bacias com forma estrangulada, ou seja, significativamente mais estreitas na sua foz, caráter verificado pelos valores de Índice de Estrangulamento superiores a 2,5. Ocorrem, também, secundariamente, bacias alongadas com divisores aproximadamente paralelos, evidenciadas pelos valores de Índice de Estrangulamento compreendidos na faixa entre 0,009 e 2,5. A análise dos parâmetros morfométricos obtidos para as bacias hidrográficas da AID evidenciam, portanto, o predomínio de um padrão morfológico caracterizado por bacias alongadas, estranguladas, de significativa densidade de canais, possuindo áreas de contribuição da drenagem formadora (canais de 1ª ordem) com elevada declividade. Este padrão morfológico traduz-se em condições de alta concentração do escoamento a jusante das bacias, porém com comportamentos variados quanto ao tempo de resposta da curva de vazão às entradas de chuva, assim como no decaimento das vazões após as chuvas, em função da distribuição espacial e temporal dos eventos de pluviosidade sobre a superfície destas bacias. Estes aspectos indicam a importância de se realizar estudos hidrológicos mais detalhados neste tipo de ambiente, visando a apreensão das variáveis controladoras da variabilidade sazonal da disponibilidade hídrica nos mananciais de pequenas bacias hidrográficas, que constituem a grande maioria dos mananciais hídricos da região considerada. 6.5.1.3. Resultados dos estudos da dinâmica hidrológica - topo Na investigação de situações de enchentes, a bacia de drenagem é usada como uma entidade física para medir o volume de água e de sedimentos produzidos pelo escoamento superficial e processos de erosão, realizando-se, para tanto, análises morfométricas do canal fluvial e das bacias hidrográficas envolvidas. Além dos parâmetros morfométricos, vários estudos hidrológicos ressaltam outros aspectos, como as características do solo (particularmente aquelas vinculadas à infiltração), a geologia (enfatizando-se a estrutura e a friabilidade das coberturas inconsolidadas, responsáveis pelas características de erodibilidade do terreno), a cobertura vegetal (que afeta especialmente as taxas de erosão, infiltração e retenção de água no solo), bem como as condições meteorológicas e climáticas que controlam a natureza da precipitação (Patton, 1988). Kochel (1988) resume esses aspectos apontando dois segmentos de análise de fatores condicionantes das respostas geomorfológicas a intensas inundações: • Fatores da bacia hidrográfica: são controles externos ao canal e planície de inundação, correspondendo ao clima (regime de chuvas), hidrologia (pico de descarga, área de contribuição), morfometria da bacia, carga sedimentar, vegetação e solos; • Fatores do canal fluvial: compreendem controles internos ao rio, resultando de características físicas do canal fluvial e dos fluxos, correspondendo ao gradiente do canal, geometria do canal e da planície, morfologia do canal e coesão do banco fluvial, entre outros. Com relação aos fatores da bacia hidrográfica, deve-se destacar que a área de contribuição da bacia necessária a grandes enchentes é extremamente variável, relacionandose a outros parâmetros de natureza morfológica, tais como coeficiente de compacidade, fator forma, extensão superficial média, etc., que se associam à tendência de convergência de fluxos no interior da bacia favorecendo a ocorrência de acentuados picos de vazão. Patton (1988) ainda destaca a relevância da análise dos parâmetros de hierarquia e gradiente de canais, considerando o método de hierarquização desenvolvido por Shreve mais significativo na correlação com a vazão da enchente, dada a importância dos canais de primeira ordem para o número total e comprimento de canais numa bacia durante fluxos intensos. Em relação ao gradiente de canais, os valores mais elevados, caracterizando um relevo dissecado, provocam uma diminuição do tempo de concentração do escoamento superficial, aumentando, então, o pico de vazão da enchente. A geometria dos canais constitui fator igualmente relevante para a análise de inundações. No caso de rios de ambiente montanhoso, os canais fluviais tendem a ser profundos e estreitos, apresentando leito irregular constituído de material extremamente grosseiro. Num episódio de cheia, tais características causam grande turbulência no fluxo do canal, podendo resultar em movimentação acentuada de materiais e profundas alterações (no canal e na sua planície de inundação, conforme mencionado por Kochel, 1988). As características do canal, no entanto, também podem ser modificadas por meio de obras, principalmente nas áreas urbanizadas, alterando o tempo e a magnitude de ondas de enchentes (Dunne,1988). Os rios de ambientes montanhosos, por encontrarem-se freqüentemente entalhados sobre leitos constituídos de materiais resistentes (materiais não aluviais) e/ou apresentarem planícies de inundação muito estreitas e descontínuas, caracterizam-se por produzir condições de elevada instabilidade nas encostas adjacentes às calhas fluviais, desencadeando deslizamentos e, conseqüentemente, a entrada de grande carga sedimentar nos canais fluviais (Gerrard,1990). Outro fator de grande importância para a ocorrência de enchentes em ambientes montanhosos é a pequena espessura dos solos e/ou mantos de alteração, o que acarreta rápido escoamento, produzindo grandes picos de vazão. Esse aspecto, assim como os demais apontados acima, fornecem às bacias hidrográficas de áreas montanhosas um comportamento distinto dos demais tipos de ambientes fluviais, o qual requer uma atenção especial aos parâmetros necessários ao equacionamento dos seus controles em diferentes escalas espacial e temporal. Apesar da magnitude e da freqüência de enchentes dependerem das características da bacia hidrográfica, o clima, segundo Hayden (1988), é fator condicionante decisivo na medida em que a ocorrência de precipitação pode apresentar características de intensidade, duração e freqüência significativas para a formação de inundações severas. Vários autores preconizam a maior inserção de dados pluviais nas análises de enchentes, ressaltando a necessidade de avaliar a ocorrência de inundações na escala temporal estabelecendo-se relações com o clima. Adotando-se tal perspectiva, haveria um melhor entendimento dos processos relacionados às enchentes, assim como uma melhor avaliação quantitativa da sua variabilidade temporal e espacial. Os principais sistemas climáticos considerados na ocorrência de enchentes são: a convergência intertropical, movimentos ciclônicos, chuvas orográficas e sistemas frontais. Os dois últimos sistemas, comuns na área de influência da usina Angra 3, caracterizada por relevo montanhoso que causa instabilidade no ar na passagem de ventos e massas de ar, podem ser intensificados pelo aquecimento solar diurno, formando precipitações de grande magnitude e intensidade. 6.5.1.3.1. Variação espacial e temporal da precipitação - topo A pluviosidade na região da área de influência do empreendimento é uma das mais altas registradas no território brasileiro. Segundo Davis & Naghettini (2001), a Serra do Mar constitui uma barreira orográfica de extrema importância para a elevação da precipitação nesta região do Brasil, principalmente na área de Angra dos Reis. Os fatores latitude e proximidade do mar (somados à posição da cadeia montanhosa em relação à trajetória dos sistemas frontais e linhas de instabilidade), criam condições de forte radiação solar, fornecimento de umidade e núcleos de condensação, que, conjugados à perturbação dos anticiclones móveis polares, provocam precipitações anuais geralmente acima de 2.000 mm. As normais climatológicas calculadas pelo INMET para a estação meteorológica de Angra dos Reis evidenciam os elevados valores de precipitação existentes (Tabela 31). Verifica-se que a normal de Precipitação Anual do período 1931-1960 alcançou o valor de 2.384 mm, sendo os meses de janeiro, fevereiro, março e dezembro os que registraram os maiores totais pluviométricos, sempre superiores a 270 mm mensais. Esse comportamento é observado também na normal climatológica de Precipitação Anual do período 1961-1990, que, apesar de ser significativamente menor (1.976,7 mm), apresenta valores de precipitação mensal acima de 230 mm nos meses mais chuvosos. Tabela 31 - Normais de precipitação mensal e anual dos períodos 1931-1960 e 1961-1990 - Estação Meteorológica de Angra dos Reis (RJ) (Normais de precipitação total, em mm)
Fonte: INMET / "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Os gráficos da Figura 172 permitem a visualização da variação da pluviosidade durante o ano. Neles se observa que, após o primeiro trimestre (meses mais chuvosos), os totais mensais apresentam uma significativa queda, sendo no mês de julho cerca de 1/3 dos verificados no mês de janeiro, voltando a crescer
progressivamente após o mês de julho. Figura 172 - Normais climatológicas de precipitação mensal para os períodos de 1931-1960 e 1961-1990 - dados da Estação Meteorológica de Angra dos Reis (RJ). Fonte: INMET / "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Os dados de Precipitação Máxima em 24 horas (Figura 173) revelam ainda que, nos meses de dezembro, janeiro, fevereiro e março, podem ocorrer dias com pluviosidade extremamente alta, exemplificada pelo evento registrado em 17 de fevereiro de 1956, com total pluviométrico de 307 mm, volume de precipitação superior ao total mensal de fevereiro. Apesar de os totais pluviométricos mensais dos demais meses apresentarem-se bem inferiores, verifica-se que também ocorrem chuvas bastante intensas como, por exemplo, o evento registrado em 12/9/1948 (final do período de estiagem), correspondente a 190 mm em 24 horas. Confrontando-se os gráficos da Figura 172 e da Figura 173 constata-se que, apesar do período 1961-1990 ter se caracterizado por uma pluviosidade total anual bem menor que a do período 1931-1960, há registro de dias com totais de chuva significativamente elevados tanto nos meses de verão como nos de inverno, como evidenciado pelas ocorrências
dos meses de julho de 1986 e agosto de 1971. Tais dados demonstram a grande variabilidade temporal da pluviosidade na região enfocada, especialmente da pluviosidade diária. class="titulo"Figura 173 - Maiores precipitações diárias registradas entre os anos de 1931 e 1990 - Estação Meteorológica de Angra dos Reis. Na Tabela 32 encontram-se expostos os valores de pluviosidade total anual das estações pluviométricas operadas pela CPRM existentes na Área de Influência Indireta do empreendimento. Verifica-se, de imediato, uma pluviosidade total anual superior a 2.000 mm nas estações São Roque, Vila Mambucaba, Vila Perequê, Bracuí e Patrimônio, ratificando o comportamento observado na estação de Angra dos Reis, ocorrendo, porém, valores de precipitação significativamente inferiores nas estações Campo do Cunha, Ibicuí e Rialto, o que denota uma grande variabilidade espacial das chuvas na região. Tabela 32 - Valores de média aritmética, desvio padrão, mediana e moda calculados a partir dos totais pluviométricos anuais das séries históricas das estações pluviométricas situadas nas áreas de influência do empreendimento
Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Os parâmetros estatísticos calculados para o conjunto de estações situadas dentro da AII evidenciam valores de desvio-padrão elevados, caracterizando, desse modo, uma grande variabilidade temporal da precipitação na área considerada. Os valores de desvio-padrão mais elevados são documentados nas estações Alto Serra do Mar (755), Ibicuí (591) e São Roque (473). Nessas, a moda é muito superior à média, demonstrando a maior frequência de anos extremamente chuvosos. De forma inversa, uma maior freqüência de anos menos chuvosos ocorre nas estações Bracuí e Campo do Cunha, cujos valores de moda são significativamente inferiores a media. Essas estações, juntamente com a Fazenda das Garrafas e Rialto, apresentam desvios-padrão relativamente menores, indicando uma menor variabilidade temporal da precipitação. A variação espacial e temporal da precipitação documentada através desses dados denota a importância de se compreender os fatores associados à variabilidade das entradas de chuva na ocorrência de enxurradas e no aporte de sedimentos para as calhas fluviais, bem como nas estiagens prolongadas que interferem nas condições de abastecimento de água da região. Na Figura 174 e na Tabela 33 são mostradas as freqüências da precipitação diária nas estações pluviométricas Fazenda das Garrafas
(alto curso do Rio Mambucaba), Vila Mambucaba (baixo curso do Rio Mambucaba) e São Roque (próxima ao Rio Perequê-Açu). Observa-se, nas três estações, que as chuvas de 0-2,5 mm apresentam freqüência superior a 68%, sendo a freqüência das chuvas com valores acima de 25 mm, que correspondem a totais pluviométricos significativos para ocorrência de enchentes, bem inferior às primeiras. Figura 174 - Freqüência relativa (%) da precipitação diária (classes definidas pelo INMET) para as estações Fazenda das Garrafas, Vila Mambucaba e São Roque. Tabela 33 - Freqüência relativa de classes de precipitação diária para as séries históricas das estações analisadas
Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Na análise da série histórica dessas estações, verifica-se a ocorrência significativa de elevados totais pluviométricos diários, principalmente nas estações São Roque e Vila Mambucaba — respectivamente, 42 e 39 ocorrências de chuva acima de 100 mm em 24 horas —, sendo o maior total pluviométrico diário encontrado na estação São Roque de 250 mm, e na estação Vila Mambucaba, de 375 mm. Na Figura 175 e na Tabela 34 pode-se visualizar o detalhamento da distribuição da freqüência das precipitações diárias acima de 100 mm, em valores absolutos. Verifica-se que, nas estações Vila Mambucaba e São Roque, a freqüência das chuvas entre 100 e 150 mm é significativa (respectivamente, 24 e 33 dias), contrastando com a Fazenda das Garrafas (três dias) e Vila Perequê. A ocorrência das demais classes mostra-se
expressivamente menor, denotando a raridade dos eventos diários muito extremos nos intervalos de tempo considerados, que correspondem a 18 anos nas estações Fazenda das Garrafas e Vila Mambucaba, e 32 anos na São Roque. Destaca-se ainda a magnitude desses eventos, que Fonte: INMET / "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Figura 175 - Freqüência absoluta (em dias), da precipitação para as estações Fazenda das Garrafas, Vila Mambucaba e São Roque. Fonte: INMET / "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Tabela 34 - Freqüência absoluta (em dias), de classes de precipitação para as séries históricas das estações analisadas.
Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. A análise de dias consecutivos de chuva para as três estações pluviométricas (Figura 176 e Tabela 35) mostra que seqüências de 2 a 5 dias de chuvas correspondem às situações mais comuns. A observação dos dados permitiu identificar que a ocorrência de períodos mais extensos de dias chuvosos se dá especialmente nos
meses de janeiro, fevereiro, março e abril, enquanto entre maio e setembro as seqüências de dias com chuva são menores (geralmente de 2 a 3 dias) e muito mais escassas, aumentando de freqüência a partir do mês de outubro. Foi possível identificar, ainda, a ocorrência de períodos de dias consecutivos de chuva separados por apenas 1 ou 2 dias sem chuvas, comportamento bastante comum nos meses de verão, sendo tais intervalos entre os períodos chuvosos progressivamente maiores de abril a
outubro. Figura 176 - Freqüência relativa (%) das classes de dias consecutivos de chuva nas estações pluviométricas São Roque (Rio Perequê-Açu), Fazenda das Garrafas (alto curso do Rio Mambucaba) e Vila Mambucaba (baixo curso do Rio Mambucaba). Fonte: INMET / "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Tabela 35 - Freqüência absoluta de classes de dias consecutivos de chuva para os anos de 1985, 1990 e 1996.
Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Para a estação São Roque, a análise pormenorizada dessas seqüências de dias com chuva evidenciou também que, apesar de períodos com mais de seis dias consecutivos de chuva se mostrarem menos freqüentes, as chuvas superam facilmente 20 mm/dia, havendo casos de valores superiores a 100 mm. Tal comportamento pode ser visualizado, por exemplo, no único período de 12 dias consecutivos de chuva, ocorrido em janeiro de 1985, cujos totais pluviométricos diários variaram de 2 a 30 mm, com exceção de um dia, que apresentou uma precipitação total de 233 mm. A estação Vila Mambucaba apresenta menor incidência de seqüências de 2 a 5 dias chuvosos consecutivos e, por outro lado, uma maior freqüência de períodos chuvosos acima de 10 dias, em relação à estação São Roque, sendo registrados um período de 15 dias e um de 11 dias no ano de 1985, e dois períodos de 10 dias e um de 12 dias no ano de 1996. O comportamento da precipitação total diária nesses períodos chuvosos mais extensos variou basicamente entre 0,8 mm e 40 mm, ocorrendo geralmente pelo menos um dia com precipitação muito superior a esse intervalo (209 mm em janeiro de 1985, 160 mm em fevereiro de 1996 e 106 mm em março de 1996). Na estação Fazenda das Garrafas, cujos totais pluviométricos diários se mostram significativamente menores que os das demais estações estudadas (quadro 11, citado anteriomente), ocorre a menor incidência de seqüências de 2 a 5 dias chuvosos, destacandose, no entanto, com freqüências relativamente elevadas, os períodos com 6 a 9 dias de chuva (especialmente no ano de 1990) e com mais de 10 dias consecutivos de chuva (em 1985 e 1996). De maneira análoga às estações anteriores, apresenta grande variação nos valores de chuva diária (de 0,2 a 50 mm), sendo que os totais pluviométricos máximos, nesta estação, não ultrapassam 64 mm. Conjugando essa análise de dias consecutivos de chuva com a freqüência da pluviosidade diária, verifica-se que, embora os totais pluviométricos diários elevados (acima de 25 mm) sejam relativamente raros (em média, 18 dias por ano), encontram-se concentrados principalmente nos meses de verão, quando também ocorrem as maiores seqüências de dias chuvosos. Esse aspecto do comportamento das chuvas, conjugado às características geomorfológicas das bacias hidrográficas, especialmente no tocante ao elevado gradiente das encostas, muitas vezes constituídas de afloramentos rochosos e/ou solos rasos pouco permeáveis ou impermeáveis, resultam em condições propícias à produção de fluxos torrenciais geradores de enchentes no baixo curso dos rios. Assim, valores intermediários de precipitação diária, apesar de apresentarem freqüência relativamente baixa, podem levar à ocorrência de inundações no baixo curso de alguns rios, especialmente quando combinados a dias de totais pluviométricos elevados, a intervalos maiores de dias consecutivos de chuva e/ou à maré alta. A tendência de ocorrência de eventos dessa natureza nos meses de verão, quando se dá um intenso aumento do número de visitantes, traz maiores transtornos e prejuízos à população e à administração pública. Outro aspecto importante a ser considerado constitui a maior pluviosidade documentada nas duas estações que se situam a jusante dos rios Mambucaba (município de Angra dos Reis) e Perequê-Açu (Parati) — Vila Mambucaba e São Roque — em cujas planícies encontram-se instalados importantes núcleos de ocupação, que têm registrado com freqüência eventos de enchentes. A menor extensão do percurso das águas pluviais até os canais fluviais resulta em rápidas respostas nos cursos d' água, com picos pronunciados de vazão. 6.5.1.3.2. Ocorrência de enchentes e o comportamento das vazões - topo A relação entre a precipitação e a vazão, nos cursos fluviais dos rios Mambucaba e Perequê-Açu, pode ser avaliada através dos coeficientes de correlação entre essas duas variáveis (Tabela 36) para os anos de 1990 (ano representativo para a situação de menor vazão e precipitação), e 1985 e 1996 (anos representativos para condições de maiores vazões e precipitações). Tabela 36 - Valores de correlação entre dados diários de precipitação e vazão de estações fluviométricas e pluviométricas mais próximas à CNAAA para os anos de 1990 (ano de menores vazões e precipitações), 1985 e 1996 (anos de maiores vazões e precipitações).
Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Os valores de correlação apresentam-se moderadamente baixos, demonstrando que, apesar de haver uma tendência esperada de intensificação da vazão em função do incremento da precipitação (Figura 177), essa resposta é fortemente mediada por outras variáveis no ambiente considerado. Tal fato pode ser visualizado também através dos gráficos apresentados a seguir (Figura 177 a Figura 179) ilustrações 15 a 17, que permitem a análise detalhada do comportamento da precipitação e da vazão para os anos de 1985 e 1990. Verifica-se que determinados episódios de chuvas intensas registradas nas estações pluviométricas analisadas não resultam em aumentos significativos de vazão, tendo sido também documentadas elevações de vazão sem que haja registro de chuvas consideráveis nas estações pluviométricas analisadas. No entanto, quando se relacionam seqüências de dias chuvosos com os valores de vazão, observa-se que os aumentos significativos na descarga fluvial estão inseridos nesses períodos de dias consecutivos de chuva, mesmo que, em algumas seqüências, não haja totais pluviométricos muito elevados. Os valores baixos de correlação observados também estão relacionados à permanência, durante alguns dias, de vazões moderadamente altas após grandes picos de descarga, mesmo sem novas chuvas, assim como à grande variabilidade especial da precipitação que incide sobre essas bacias. Esses aspectos podem ser visualizados no comportamento da relação entre vazão e precipitação diárias na bacia do Rio Perequê-Açu, em 1996, cujo coeficiente de correlação mostra-se extremamente baixo (0,17), e bastante distinto das demais estações. As séries históricas de chuva e descarga fluvial desse ano demonstram que totais de precipitação diária razoavelmente elevados (de 20 a 80 mm) registrados na estação pluviométrica São Roque, situada próximo à bacia do Rio Perequê-Açu, não tiveram correspondência no aumento da vazão durante a maior parte dos meses. Nos meses de fevereiro e março, por outro lado, quando ocorreram períodos de dias consecutivos de chuva com duração de 3 a 9 dias, houve o aumento da vazão e a permanência de valores moderadamente elevados por alguns dias (Figura 179). O valor de correlação mais elevado observado para o alto curso do Rio Mambucaba no ano de 1985 (0,73),
apesar de parecer coerente, a princípio, com a posição geomorfológica da estação em relação à bacia hidrográfica, deve ser considerado com certo cuidado, uma vez que a série histórica de vazão apresenta ausência dos dados do período de março a junho. A análise efetuada demonstra, porém, que a boa correspondência entre os aumentos de vazão e a ocorrência de pluviosidades elevadas se dá especialmente quando se encontram inseridos em períodos de dias consecutivos de chuva, apesar da magnitude de a
descarga não se mostrar diretamente proporcional aos totais de chuva diária. Figura 177 - Fluviograma (1990 (a) e 1996 (c)) e pluviograma (1990 (b) e 1996 (d)) para a estação Fazenda das Garrafas (alto curso do Rio Mambucaba) localizada no município de São José do Barreiro (SP), serra da Bocaina. Figura 178 - Fluviograma (1990 (a) e 1996 (c)) e pluviograma (1990 (b) e 1996 (d)) para a estação Fazenda Fortaleza (baixo curso do Rio Mambucaba), localizada no município de Angra dos Reis (RJ). Figura 179 - Fluviograma (1990 (a)) para a estação Parati e pluviograma (1990 (b) e 1985(c)) para a estação São Roque Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Os registros de ocorrências de problemas relacionados a chuvas intensas obtidos na Defesa Civil Municipal de Angra dos Reis são mostrados na Tabela 37. Um aspecto importante a ser ressaltado quanto às informações obtidas nesse levantamento refere-se ao fato de que os registros dos atendimentos da Defesa Civil Municipal de Angra dos Reis só começaram a ser realizados a partir de 1991, não havendo uma discriminação precisa desses atendimentos. Uma parte das ocorrências levantadas diz respeito a episódios de enchentes e/ou subida significativa do nível da água, e outra se refere a ocorrências de escorregamentos e queda de barreiras, muros de arrimo, casas, etc. Desse modo, apesar de ter sido constatada a existência de um número relativamente reduzido de registros de enchentes e/ou escorregamentos, levando-se em conta a expressiva recorrência desses fenômenos, os registros encontrados foram considerados significativos para complementar a análise da relação precipitação/vazão. Tabela 37 - Ocorrências levantadas na Defesa Civil Municipal de Angra dos Reis (RJ).
Fonte: Defesa Civil Mun. Angra dos Reis (RJ) / "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Os gráficos de precipitação/vazão (Figura 180), relativos às estações pluviométricas e fluviométricas da bacia do Rio Mambucaba, se referem às datas de ocorrência de enchentes com registro na Defesa Civil de Angra dos Reis, que abrangem fundamentalmente eventos documentados no baixo curso dos Rios Perequê (afluente do Mambucaba) e Mambucaba. Nesses gráficos, verifica-se que as respostas da vazão aos maiores picos de precipitação são mais efetivas quando ocorrem dentro de períodos com dias consecutivos de chuva, permanecendo a vazão relativamente elevada durante vários dias, mesmo na ausência de novos eventos de chuva, ratificando o comportamento verificado anteriormente. Confrontando-se os registros de enchentes com o comportamento da precipitação/vazão,
verifica-se que o aumento da vazão para níveis acima de 50 m3/s geralmente leva ao alagamento de diferentes pontos do baixo curso do Rio Mambucaba, porém, encontrando-se situações em que, mesmo com vazões inferiores a esse valor, ocorreram registros de alguns locais alagados. Esse comportamento indica a importância das Através de curvas de permanência construídas para o alto e o baixo curso do Rio Mambucaba e para o Rio Perequê-Açu diagnosticou-se que a vazão do alto curso do Rio Mambucaba mostra-se extremamente reduzida em relação à das demais estações, chegando a quase zero em algumas épocas do ano, e estando abaixo de 0,3 m3/s durante 90% do tempo analisado. Vazões acima de 3 m3/s ocorrem em apenas em 2% do tempo. Já no baixo curso do Rio Mambucaba, os valores de vazão durante 90% do tempo são dificilmente inferiores a 5,3 m3/s e, em 50% do tempo, acima de 17 m3/s, ou seja, três vezes superior às vazões mais freqüentes, sendo significativamente superiores aos verificados próximo à nascente, aspecto relacionado, indiscutivelmente, às dimensões desta bacia. Vazões de 50 m3/s correspondem a 7% do tempo de permanência, e picos acima de 115 m3/s são encontrados em aproximadamente 2% do tempo de permanência. No Rio Perequê-Açu, o valor de vazão correspondente a 90% do tempo de permanência é da ordem de 1,4 m3/s, podendo-se encontrar valores 4 vezes superiores em 50% do tempo, superando 5 m3/s. Para tempos de permanência menores que 7%, a descarga aumenta drasticamente, variando entre 9 m3/s e valores acima de 22 m3/s. Na Figura 181 encontram-se os gráficos confeccionados a partir das médias mensais das vazões, em conjunto com as médias dos valores máximos e mínimos. Verifica-se, de forma geral, que as maiores vazões ocorrem no período de verão, abrangendo especialmente os meses de janeiro, fevereiro e março, quando a média dos valores máximos de descarga fluvial é extremamente elevada em
relação à vazão média e à vazão mínima. A partir do mês de abril, há uma diminuição significativa da descarga máxima, aproximando-se dos valores das demais médias. A partir de agosto ou setembro, observa-se um pequeno crescimento das vazões média e mínima e, por outro lado, um forte aumento da vazão máxima, relacionandose à elevação dos totais pluviométricos diários e à ocorrência de maiores períodos consecutivos de chuva. Figura 180 - Relação entre precipitação e vazão no baixo curso do Rio Mambucaba nos meses de registro de enchente no município de Angra dos Reis. Figura 181 - Valores médios mensais de vazão das estações: (a) Fazenda das Garrafas - alto curso do Mambucaba (Série histórica 1978 a 1999), (b) Fazenda Fortaleza - baixo curso do Mambucaba (Série histórica 1935 a 1999) e (c) Parati - Rio Perequê-Açu (Série histórica 1963 a 1999). Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. As análises efetuadas a respeito da variação espacial e temporal da precipitação e da ocorrência de enchentes e comportamento das vazões evidenciaram, assim, que os eventos de enchentes estão relacionados a duas condições principais: uma associada à freqüência significativa de eventos extremos de chuva, e outra, à ocorrência de chuvas moderadas conjugadas à maré alta. A análise da precipitação se mostrou relevante para o estudo das condições propícias à ocorrência de enchentes, tendo sido verificado que períodos longos de dias consecutivos de chuva estão freqüentemente associados a enchentes, mesmo com registro de chuvas moderadas. Tal fato demonstra a importância das condições antecedentes do sistema encosta/calha fluvial para o desencadeamento de processos erosivos/deslizamentos, principais processos responsáveis pelo aumento do aporte sedimentar para os corpos hídricos e de inundações nas áreas de planície. 6.5.1.3.3. Disponibilidade hídrica das bacias do Frade e Praia Brava - topo Foram desenvolvidos estudos com o objetivo de analisar a disponibilidade hídrica de superfície das bacias hidrográficas dos rios do Frade e da Praia Brava, mananciais que atualmente abastecem a CNAAA. Tiveram como foco principal a quantificação das vazões destes mananciais, buscando integrá-la a análises morfométricas das bacias e redes fluviais, com como a uma análise da série histórica de precipitação da Estação Pluviométrica CNAAA/Torre A, em um nível de detalhamento não executado anteriormente. As análises efetuadas visaram, portanto, fornecer subsídios para a avalização da disponibilidade hídrica de superfície das duas bacias hidrográficas mencionadas. Além das mensurações de vazão efetuadas nestas bacias e das estimativas de vazão calculadas, foram realizadas análises morfométricas para um conjunto maior de bacias fluviais - aquelas cuja desembocadura encontra-se inserida no raio de Influência direta da CNAAA - de modo a fundamentar a avaliação das bacias do rio do Frade e de Praia Brava dentro do quadro regional. A organização e análise dos dados de precipitação da Estação Pluviométrica da CNAAA/Torre A também visaram fornecer elementos para a avalização do significado das mensurações de vazão realizadas em campo, bem como das condições pluviométricas do período de monitoramento dentro de uma série temporal mais ampla. Análise do comportamento da pluviosidade na CNAAA A análise de consistência dos dados pluviométricos da estação da CNAAA/Torre A demonstrou a semelhança com os totais de chuva das estações próximas (inseridas na área de influência indireta do empreendimento), tendo sido identificado, porém, em alguns anos, problemas de inconsistência de dados. No ano de 1999 há ausência de valores de precipitação em dois meses (maio e junho) e no mês de novembro de 2003 a estação da CNAAA apresentou uma precipitação total significativamente contrastante com os valores verificados nas outras estações (1.091mm na CNAAA, contra 388,1mm em Vila Perequê e 272,3mm em São Roque). Verifica-se que, no período de 1988 a 1999, a precipitação anual na estação de Vila Mambucaba variou de 1.559mm (1990) a 2.513mm (1996), demonstrando uma expressiva variabilidade temporal da chuva. A análise de consistência dos dados da estação da CNAAA evidenciou a semelhança da precipitação anual desta com a da estação Vila Mambucaba. As pequenas diferenças observadas nos dados das referidas estações são decorrentes da grande variabilidade espacial da precipitação, devendo ser ressaltado, no entanto, que a discrepância mais significativa verificada no ano de 1999 deve-se à ausência de dados em dois meses, mencionada acima. A análise do comportamento dos totais pluviométricos mensais das estações pluviométricas CNAAA, Vila Mambucaba e Vila Perequê, durante os últimos 3 anos evidencia também uma grande semelhança entre as três estações. Em 2001 os meses de junho e agosto destacam-se como os de menores totais pluviométricos mensais, e o de dezembro como o mais chuvoso. No ano de 2002, diferenças significativas entre as estações são verificadas em alguns meses, como por exemplo maio e outubro. Novamente o mês de dezembro se destaca como o mais chuvoso, acompanhado pelo mês de fevereiro, enquanto os meses de julho e agosto registram os menores totais pluviométricos mensais neste ano. Para o ano de 2003, verifica-se que os registros de precipitação na estação da CNAAA apresentam maior semelhança com a estação Perequê. Observa-se um elevadíssimo valor pluviométrico para o mês de novembro (1091mm) e, por outro lado, a insignificante pluviosidade no mês de fevereiro (12mm), que geralmente é um dos mais chuvosos, destacando-se assim como comportamentos atípicos. A comparação com as estações Vila Perequê e São Roque permite constatar que o mês de fevereiro realmente apresentou uma pluviosidade muito baixa, no entanto, o valor de precipitação do mês de novembro da estação CNAAA apresenta-se inconsistente em relação às demais (388,1mm em Vila Perequê e 272,3mm em São Roque). A análise da distribuição da precipitação ao longo do ano permitiu caracterizar o regime tropical de chuvas. O período 1988-1999, demonstra que aproximadamente 40% da precipitação ocorre nos meses de janeiro, fevereiro e março (período de verão). Outro trimestre chuvoso compreende os meses de outubro, novembro e dezembro (período de primavera). Os períodos de estiagem correspondem ao outono e inverno, quando a pluviosidade praticamente não ultrapassa 30% da precipitação total anual. Observa-se que houve desvios significativos em relação à média de precipitação anual do período analisado. Os anos de 1988, 1992, 1995, 1996, 2000 e 2002 apresentaram desvio positivo, alguns destacando-se com valores muito acima da média. Os desvios negativos, embora ocorressem em maior número (oito entre o total de 14 anos analisados), não foram tão expressivos quanto os positivos. Verifica-se ainda a tendência dos anos com desvios positivos apresentarem maior número de dias de chuva. Este fato demonstra que, de modo geral, os anos mais úmidos não estão relacionados a uma concentração significativa da pluviosidade. A inexistência de precipitação marcadamente concentrada no período 1988-2002 pode ser confirmada pelas análises de freqüência de classes de chuva diária. Os anos com desvios positivos em relação à média não apresentaram freqüência mais expressiva de classes de chuva diária acima de 25mm. A classe pluviométrica mais freqüente para todos os anos é de 0,1-2,5mm, cuja freqüência varia entre 25 e 40%. As classes inclusas no intervalo de 2,5mm a 50mm apresentam ocorrência muito variada, exibindo freqüências de 6,5 a 22%. As classes a partir de 50mm possuem freqüência significativamente menor (geralmente abaixo de 5%), não estando sua incidência diretamente relacionada aos anos mais chuvosos. As chuvas de maior magnitude registradas no ano de 2003, no entanto, podem estar relacionadas aos valores extraordinários de precipitação horária e diária no mês de novembro, como foi mencionado anteriormente. A frequência de classes de precipitação horária para o período 1988-1999 evidenciam os graus de intensidade da chuva na região. As chuvas com intensidade de até 2,5mm/h são as mais freqüentes (em torno de 75% do total de chuvas), observando-se que as precipitações com intensidade moderada - entre 2,5 e 10mm/h - possuem uma ocorrência bem menor, variando entre 6 e 17%. As chuvas mais intensas - acima de 10mm/h - foram muito pouco freqüentes nos anos analisados, com valores que raramente ultrapassam 3%. Esses eventos de chuva, no entanto, têm um papel importante no desencadeamento de movimentos gravitacionais de massa e enchentes na região do empreendimento, especialmente quando inseridos em grandes seqüências de dias consecutivos de chuva. Análises mais detalhadas de precipitação, abarcando dias consecutivos de chuva e intensidade de precipitação, foram realizadas para o período de 2000 a 2003, onde verifica-se a ocorrência predominante dos intervalos de 2 a 5 dias consecutivos de chuva. As demais classes, apesar de apresentarem freqüências bem inferiores, merecem atenção especial considerando-se o fato de que, quando conjugadas a precipitações severas (chuvas diárias acima de 25mm), tendem a gerar rápido aporte de água para os canais fluviais. Deve ser destacado, ainda, a partir dos dados expostos, que a precipitação ocorre em menos da metade dos dias do ano. Destaca-se em especial o ano de 2000, que apresentou um total pluviométrico anual de 2.126mm concentrado em 35,9% dos dias do ano. Em 2001, por outro lado, um total pluviométrico significativamente inferior (1.631mm) apresentou-se concentrado em 38,6% dos dias do ano. A intensidade da precipitação nos meses em que os períodos de dias consecutivos de chuva são mais freqüentes é relativamente alta. Embora observe-se nos meses de novembro e dezembro e janeiro e fevereiro um franco predomínio de chuvas de até 2,5mm/hora, há uma ocorrência significativa de chuvas acima de 10mm/hora. Estas podem ter efeitos similares às chuvas de maior intensidade quando ocorrem durante longos períodos de dias consecutivos de chuva. Os meses de novembro e dezembro do ano de 2002 representam bem a situação apontada. Estes meses se caracterizaram por uma sucessão de períodos chuvosos de 4 a 10 dias, quando a intensidade da precipitação chegou a superar 30mm/h (9 ocorrências), gerando uma série de deslizamentos e inundações em diferentes bairros de Angra dos Reis, resultando inclusive em mortes. Para ilustrar a relação entre intensidade da precipitação (mm/hora) e dias consecutivos de chuva, foram selecionados os meses de Janeiro e Fevereiro do ano 2000, ano este representativo de valores médios de precipitação dentro da série histórica analisada. O mês de janeiro de 2000 apresenta um total pluviométrico de 390mm. Aproximadamente 74% deste volume de precipitação mensal concentra-se nos cinco primeiros dias do mês, com totais pluviométricos diários variando entre 21 e 99mm. No restante do mês os valores de precipitação mostram-se menores e ocorrendo, predominantemente, intercalados com dias sem chuva. Analisando-se o comportamento horário da precipitação nos cinco dias iniciais e consecutivos de chuva de janeiro/2000, verifica-se que a precipitação teve início às 19:00h do dia 1o, com o total pluviométrico de 2mm, apresentando nas horas seguintes um grande aumento, principalmente às 21h, quando alcançou o valor máximo de 33mm. Nas horas posteriores do dia 1o e também durante os dias 2, 3, 4 e 5 de janeiro, os totais pluviométricos variam entre 1 e 14mm, mostrando-se significativamente inferiores ao pico inicial da chuva. Do dia 3 para o dia 5 de janeiro aumentam os intervalos de horas sem registro de chuva. O comportamento da pluviosidade no início do mês de janeiro caracterizou-se, portanto, por uma chuva de intensidade extremamente elevada no primeiro dia, sucedida por precipitação menos intensa, embora persistente, durante 4 dias consecutivos. Os demais dias com chuva do mês de janeiro de 2000 apresentaram totais pluviométricos menores, assim como intensidades reduzidas, refletidos na elevada freqüência de chuvas fracas e moderadas (0,1mm/h a 10mm/h). Destacam-se, no entanto, os dias 19 e 26 de janeiro. No dia 19 de janeiro é registrada entre 14 e 21h uma precipitação de 27mm, cuja intensidade não ultrapassou 7mm/h. No dia 26 a precipitação teve início às 14h com uma intensidade de 13mm/h, diminuindo nas 6 horas seguintes para uma intensidade média de 4mm/h. O mês de fevereiro de 2000 apresentou um total pluviométrico de 271mm. Esse valor relaciona-se basicamente à precipitação ocorrida entre os dias 5 e 19, quando os totais pluviométricos diários variaram entre 2 e 62mm, destacando-se os dias 16 e 17 de fevereiro com os maiores valores (em torno de 50mm). A intensidade da chuva também se mostra muito variável para este mês, predominando valores abaixo de 8mm. Os dias 16 e 17 de fevereiro registram intensidades entre 8 e 16mm/h, intercaladas por intensidades menores (entre 7 e 1mm/h) ou por horas sem registro de precipitação. Verifica-se o predomínio absoluto da classe de intensidade 0-5mm/h (97% das ocorrências) no mês de fevereiro, de modo análogo ao mês de janeiro do 2000. As classes com intensidade entre 5 e 20mm/h apresentam freqüências extremamente baixas (de 1,58% a 0,14%), inexistindo precipitações com intensidade acima de 20mm/h. Descargas fluviais nas bacias do rio do Frade e Praia Brava Na bacia do rio do Frade há uma captação em operação situada no próprio rio do Frade, denominada captação ETN 1, e outra no córrego do Sacher, tributário do rio do Frade, denominada ETN 2. As áreas contribuintes para os locais de captação correspondem respectivamente, a 5,25 e 6,26 km2 sendo, portanto, bem inferiores à área total desta bacia, em torno de 17,2 km2. Para a Vila de Praia Brava convergem duas bacias hidrográficas (denominadas Praia Brava A e B). Na bacia de Praia Brava A a área de contribuição da captação que abastece a Vila é de 1,49 km2. Na bacia de Praia Brava B há uma captação mais antiga, fora de uso, onde, atualmente existe uma trilha ecológica, a trilha de Porã, encontrando-se a barragem bastante assoreada. A área de contribuição para esta captação é de 1,35 km2. Os resultados dos cálculos de vazão efetuados por método direto e indireto encontramse expostos na Tabela 38. Tabela 38 - Vazões calculadas por métodos direto e indireto nas captações ETN 1 (rio do Frade), ETN 2 (córrego Sacher) e Praia Brava (córrego Praia Brava A e Porã).
*Área contribuinte para o local de captação de água. Os valores de vazão obtidos de forma direta nas captações ETN 1 e ETN 2 para o dia 9 de novembro de 2004 foram superiores aos medidos no dia 23 do mesmo mês. Refletem os maiores volumes precipitados nos dias anteriores à medição do dia 9, cujos totais em 9 dias alcançaram 150,7mm (Tabela 39). As chuvas neste período se concentraram entre os dias 6 e 7, apresentando intensidade muito elevada entre 21h e 23h do dia 6 - respectivamente 32mm/h, 19mm/h e 20mm/h - ocorrendo após essa intensidade máxima, intensidades em torno de 4mm/h no dia 7. Os valores de vazão um pouco menores no dia 23 de novembro correspondem a uma precipitação total de 92,5mm/h entre os dias 13 e 23 deste mês (Tabela 39). Nesta seqüência de dias chuvosos a precipitação apresentou intensidade muito pequena em relação ao período anterior (em torno de 0,5mm/h, alcançando no máximo 12 mm/h), resultando em volumes de escoamento bem inferiores. Tabela 39 - Precipitação diária medida na Estação Pluviométrica da CNAAA nos períodos anteriores aos dias de medição direta de vazão.
Verifica-se através da Tabela 38 que as vazões médias de longo termo mostram-se bem próximas às vazões do dia 23 de novembro de 2004, e, ainda, que os valores de vazão máxima de longo estão mais próximas das vazões do dia 9 de novembro de 2004 no rio do Frade e córrego do Sacher. Considerando que as condições de chuva expostas mostram-se muito freqüentes durante o verão na região considerada, pode-se depreender que as vazões máxima e média calculadas mostram-se razoavelmente consistentes com o comportamento das vazões durante os meses chuvosos, para o período analisado. É importante ressaltar que os valores de vazão obtidos por método direto correspondem aos volumes de escoamento dos canais mensurados nos vertedores, ou seja, já tendo sido descontados os volumes captados pela CNAAA, pelo SAAE/Angra dos Reis e pelo Condomínio do Frade, cujas captações estão situadas a montante da captação ETN2. A captação do SAAE na bacia do Frade está sendo transferida para a bacia do rio Grataú, porém não há informações sobre os volumes captados, nem tampouco na captação para o Condomínio do Frade. O aspecto mais importante a ser avaliado no tocante à disponibilidade hídrica das bacias do Frade e Praia Brava consiste na relação entre as captações existentes e as vazões mínimas, obtidas através de métodos indiretos. Considerando o volume consumido na planta da usina, proveniente da Estação de Pré-Tratamento de Águas (EPTA) da Bacia do rio do Frade (que reúne os volumes captados na ETN1 e ETN2), como 2.040m3/dia, ou seja, 0,024m³/s, o volume total derivado das duas captações seria inferior a 50% da Q95 de cada captação, o que traduziria uma situação atual razoavelmente confortável frente ao consumo existente. Analisando-se a vazão média de longo termo do córrego Praia Brava A (Tabela 38) no local da captação que abastece a Vila de Praia Brava, denota-se que este manancial não pode ser considerado uma alternativa para o abastecimento de Angra 3. Informações fornecidas sobre o volume captado neste manancial -65m³/h em média (0,018m³/s), demonstram uma demanda atual muito próxima à vazão mínima estimada (0,022m3/s), indicando uma situação que torna desaconselhável qualquer aumento de captação neste manancial. Os dados de medição de vazão fornecidos pela Eletronuclear sobre a captação Porã, na bacia de Praia Brava B, monitorados durante os meses de inverno de 2000 a 2003, mostram valores variando de 0,039 a 0,008m3/s. Representam, portanto, um indicador de vazões mínimas para esta bacia, demonstrando que as estimativas realizadas para a captação de Praia Brava A, com área de contribuição similar, mostram-se razoavelmente consistentes. A Q95 obtida a partir da curva de permanência elaborada com base nestes dados é de 0,0096m³/s. A medição efetuada no Porã em 09/11/2004 resultou em uma vazão de 0,129m³/s, sendo um bom indicador de vazões máximas, considerando-se as condições de pluviosidade já apontadas para este período. Os dados existentes para o Porã demonstram que este manancial também não pode ser considerado uma alternativa para o abastecimento de Angra 3, ao menos isoladamente. Obtenção de parâmetros morfométricos As análises morfométricas efetuadas utilizaram, primeiramente, a base cartográfica, em escala 1:50.000, posteriormente, a base cartográfica em escala 1:25.000. A partir da base em escala 1:50.000 foi efetuada, inicialmente, a obtenção de alguns parâmetros morfométricos para o conjunto de bacias de drenagem litorâneas afluentes para o raio de 5 km da CNAAA. Os parâmetros morfométricos obtidos buscaram identificar as características principais das bacias e suas redes hidrográficas quanto ao tamanho, forma, quantidade e extensão de canais, atributos relevantes para o comportamento hidrológico de sistemas fluviais: a) Área da Bacia (A) - área plana (projeção horizontal) inclusa entre os divisores topográficos da bacia; b) Hierarquia da Bacia - efetuada segundo ordenação de Strahler; c) Magnitude da Bacia - número de canais de 1a. Ordem (segundo ordenação de Strahler) da bacia hidrográfica; d) Comprimento (C) ou Diâmetro da Bacia - distância horizontal em linha reta entre a foz e o ponto do perímetro da bacia interceptado pelo prolongamento do equivalente vetorial do segmento fluvial de 1a. ordem do canal principal da bacia (adaptado de SCHUMM, 1956;
GREGORY & WALLING, 1973; PEIXOTO, e) Largura Central (Lc) e Largura na Foz da bacia (Lf) - extensão medida perpendicularmente ao Comprimento da Bacia, respectivamente no ponto médio deste e na desembocadura do canal fluvial principal (adaptado de PEIXOTO, 1993 e LESSA et al., 1995); f) Comprimento Total (Ct) de Canais Fluviais - extensão total dos canais fluviais temporários e permanentes da bacia hidrográfica; g) Amplitude Altimétrica da Bacia - diferença altimétrica entre a cota mais elevada do divisor de águas da bacia e a da sua foz; h) Relação de Relevo (Rr) - relação entre Amplitude Altimétrica e o Comprimento da Bacia (C); i) Densidade de Drenagem (Dd) - relação entre o Comprimento Total de Canais Fluviais e a Área da Bacia; j) Densidade Hidrográfica (Dh) - considerada para a presente análise como a relação entre o Número Total de Ligamentos Fluviais e a Área da Bacia; k) Índice entre o Comprimento e a Área da Bacia (ICo), calculado através da fórmula: ICo = C (1) onde: C = Comprimento da Bacia e A = Área da Bacia l) Índice de Estrangulamento da Bacia (IE), calculado através da fórmula: IE =
Lc (2) onde: Lc = Largura Central e Lf = Largura na Foz da bacia Ressalta-se que os índices acima visam diferenciar as bacias quanto à conformação, identificando bacias alongadas (ICo > 1,0), eqüidimensionais (ICo . 1,0) ou achatadas (ICo < 1,0) - e com graus maiores (IE elevado) ou menores (IE reduzido) de estreitamento na foz. Estes fatores exercem controle no tempo de resposta da vazão do curso principal destas bacias às entradas de chuva e na concentração dos fluxos d´água na sua desembocadura, aspectos relevantes para a compreensão da dinâmica hidrológica em pequenas bacias hidrográficas. Análise dos dados da Estação Pluviométrica da CNAAA/Torre A Os dados de precipitação da CNAAA/Torre A foram analisados com o intuito de caracterizar a distribuição anual e a intensidade das chuvas na área próxima ao empreendimento, onde se situam as bacias hidrográficas do Frade e da Praia Brava, mananciais hídricos que abastecem as usinas em Itaorna e a unidades de Vila de Praia Brava. Para tanto, foram realizadas as análises descritas a seguir. a) Análise de consistência dos dados pluviométricos mensais (dos anos de 2001 a 2003) e anuais (dos anos de 1988 a 1999). Para identificação de possíveis erros de registro, os valores de precipitação da estação da CNAAA foram comparados aos das estações pluviométricas Vila Mambucaba, Vila Perequê (situadas dentro do município de Angra dos Reis) e São
Roque (localizada no município de Parati), operadas pela CPRM. Estas estações já haviam sido utilizadas para a avaliação do comportamento das precipitações em escala regional (vide Relatório Final do Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto - CNAAA, Volume III/Eixo 3 - Geomorfologia e Solos). Não foi possível realizar esta análise para o ano de 2000 devido à inexistência de b) Análise da distribuição da precipitação mensal para caracterização do regime pluviométrico local. c) Cálculo do desvio da precipitação anual em relação à média do período e do total de dias com chuva para cada ano. d) Determinação da freqüência das precipitações diárias, utilizando-se as classes de chuva diária propostas pelo Instituto Nacional de Meteorologia (INMET): 0,1-2,5mm, 2,5-5mm, 5-10mm, 10-15mm, 15-25mm, 25-50mm, 50-100mm e >100mm. e) Avaliação da intensidade da chuva através do cálculo da freqüência de classes de precipitação horária, utilizando-se as mesmas classes de chuva diária propostas pelo Instituto Nacional de Meteorologia (0,1-2,5mm, 2,5-5mm, 5-10mm, 10-15mm, 15-25mm, 25-50mm, 50-100mm e >100mm). Esta análise foi realizada tanto para o período de 1988-1999 como para os meses de janeiro/fevereiro e novembro/dezembro dos anos de 2000 a 2003, neste último caso para avaliar o comportamento de meses mais chuvosos e com as maiores seqüências de dias consecutivos de chuva. f) Avaliação dos períodos de dias consecutivos de chuva e da intensidade da precipitação (dados horários) nesses intervalos, para os anos de 2000 a 2003. Para os meses de janeiro e fevereiro de 2000 foi realizada uma análise mais detalhada de dias consecutivos de chuva e intensidade da precipitação, considerando-o como ano representativo do comportamento médio da precipitação, dentro da série histórica analisada. Ressalta-se que alguns anos foram analisados em separado ou excluídos de determinadas análises por apresentarem erros ou inconsistência de dados que comprometiam a avaliação dos resultados. Quantificação da vazão dos rios nas bacias do Frade e Praia Brava A determinação da vazão nos locais de captação de água situados no rio do Frade (ETN 1) e no córrego do Sacher (ETN 2), que fazem parte da bacia do rio do Frade, foi realizada por métodos direto e indireto. No primeiro caso, consistiu na medição da altura do nível d' água em relação à crista dos vertedores existentes nos locais de captação d' agua, efetuada nos dias 9 e 23 de novembro de 2004, e cálculo utilizando fórmulas matemáticas específicas, de acordo com a geometria dos vertedores. No caso do método indireto, foi efetuado o cálculo da vazão média de longo termo (Qmlt), utilizando-se a série histórica de vazões da Estação Fluviométrica Fazenda das Garrafas, situada no alto curso do rio Mambucaba, para cálculo da vazão específica (q). A vazão média de longo termo para cada captação (ETN 1 e ETN 2) foi calculada multiplicando-se a vazão específica pelas áreas contribuintes dos respectivos pontos de captação. A vazão da área de captação situada no córrego Praia Brava A foi calculada somente através do método da vazão média de longo termo (Qmlt), por não haver condições de medição direta no local, devido às características do vertedor e a pequena altura da lâmina d' água existente. Na localidade denominada Porã, situada no córrego Praia Brava B, onde há uma captação que encontrava-se fora de uso durante o período de execução do Termo Aditivo, foi executada apenas uma medição de vazão. A Estação Fluviométrica Fazenda das Garrafas foi selecionada como estação padrão, entre outras próximas, por apresentar características fisiográficas (declividade, densidade de cobertura vegetal, tipo de terreno) mais próximas às das bacias em análise, além de possuir série histórica bastante ampla, abrangendo o período de 1978 a 2002. Considerando que os dados obtidos pela medição direta correspondiam a períodos com precipitação elevada, foi calculada a vazão máxima de longo termo com base nos meses mais chuvosos na região - novembro, dezembro, janeiro e fevereiro - para validação dos resultados de vazão média de longo termo das bacias em estudo. A vazão mínima considerada foi a Q95, calculada com base na curva de permanência de vazões. Tal curva foi confeccionada a partir dos dados mensais construídos para cada bacia e consiste numa função hidrológica que fornece a freqüência com que uma determinada vazão é igualada ou superada num período de tempo. Assim, a Q95 expressa um valor de vazão mínima que permanece por pelo menos 95% do tempo. A Q95 foi empregada no presente estudo por se tratar de um parâmetro que reflete bem a sazonalidade dos dados de vazão, sendo considerada bastante representativa. Os valores de 50% e 80% da Q95 foram calculados como margem de segurança necessária à manutenção da vazão ecológica dos rios, na análise comparativa com as demandas da CNAAA. A localização geográfica das captações de água para abastecimento das usinas da CNAAA situadas na bacia do rio do Frade, assim como da captação que abastece a Vila de Praia Brava, situada na bacia de Praia Brava A e das Estações de Tratamento de Águas (ETAs) correspondentes, foi executada em levantamentos de campo utilizando GPS. 6.5.1.3.4. Qualidade das águas - topo Para a análise da qualidade das águas de superfície, foram levantados inicialmente os dados existentes para os municípios compreendidos parcial ou totalmente pelas bacias hidrográficas identificadas dentro das áreas de influência do empreendimento, através de consulta à Agência Nacional de Águas (ANA). As estações de qualidade de águas levantadas encontram-se expostas na Tabela 20, no Anexo 19 e no Anexo 20, mostrada anteriomente. As séries históricas das análises de qualidade de águas obtidas na ANA compreendem dados brutos dos seguintes parâmetros: temperatura da amostra, pH, turbidez (FTU), condutividade elétrica (uS/cm a 20o C), DBO (mg/l), OD (mg/l), detergentes (mg/l), fosfato total (mg/l), nitrogênio total (mg/l), nitratos (mg/l), cádmio (mg/l), chumbo (mg/l), cobre (mg/l), mercúrio (mg/l), zinco (mg/l), índice de fenóis (mg/l), coliformes fecais (NMP/100ml), óleos e graxas (mg/l) e cromo total (mg/l). Verificou-se, no entanto, que muitos desses parâmetros não são analisados nas amostragens, o que dificultou sua interpretação e utilização na caracterização da qualidade de águas dos rios. Considerando-se o fato de que os locais de amostragem encontram-se em alguns tributários do rio Paraíba do Sul ou nele próprio, e que o enfoque dado neste estudo prendeu-se à análise das bacias litorâneas convergentes para a AID da usina, optou-se por priorizar a análise dos dados produzidos no presente estudo. Foram executadas as seguintes etapas: • Avaliação das características geomorfológicas/geológicas e de uso e cobertura do solo das bacias; • Amostragem das águas de superfície em cursos fluviais selecionados como representativos dos padrões identificados; • Envio para os laboratórios responsáveis pelo processamento de análises químicas, físico-químicas e microbiológicas; • Comparação dos resultados obtidos com a legislação que regulamenta os limites de tolerância dos seres humanos aos contaminantes. No contexto desses estudos, é importante destacar a existência de uma grande variedade de leis e regulamentações no que concerne à exposição máxima tolerável a substâncias químicas na água. Mesmo em países desenvolvidos, existem muitas controvérsias relacionadas à regulamentação desses limites, dada a incerteza, principalmente, devida ao sinergismo entre os contaminantes. No Brasil, as principais regulamentações referentes aos limites de exposição a contaminantes nas águas foram definidas por instituições como o Conama (através da Resolução 20/86), o Ministério da Saúde (através das portarias 36/90 - Potabilidade da Água Destinada ao Consumo Humano e 1469/00 - Controle e Vigilância da Qualidade da Água para Consumo Humano), além de órgãos estaduais de meio ambiente, como a Cetesb e a Feema. Os valores fixados por essas instituições como limites de tolerância dos constituintes das águas considerados potencialmente tóxicos são bem próximos aos fixados pelas instituições internacionais. Para controlar a poluição das águas de rios brasileiros, os padrões de qualidade utilizados para definir os limites de concentração a que cada substância presente na água não deve ultrapassar são estabelecidos segundo seus usos preponderantes, por legislação específica, variando da Classe Especial, a mais nobre, até a classe 4, a menos nobre (Tabela 40). Na Tabela 41 são apresentados os limites de tolerância estabelecidos pela Resolução Conama 20/86 e Cetesb para vários parâmetros físicos, físico-químicos e biológicos. Na seleção dos pontos de amostragem, considerou-se, além das características das áreas drenadas pelas redes fluviais de diferentes magnitudes, a existência de pontos de captação para abastecimento da população, tendo-se procurado efetuar coletas em, ao menos, dois pontos ao longo dos cursos fluviais escolhidos como representativos: no baixo curso/desembocadura e no médio curso e/ou próximo às nascentes. As coletas de água superficial foram realizadas em duas campanhas de campo: uma realizada em outubro de 2002; e outra em janeiro de 2003. A programação das campanhas teve por objetivo considerar a variação sazonal no comportamento hidrológico dos cursos fluviais. Em outubro de 2002 foram coletadas amostras nas bacias dos seguintes cursos fluviais: Rio Ambrósio, situado na localidade do Frade (amostras Ambrósio 1 Bica, em uma nascente utilizada para consumo humano; Ambrósio 2 Vala, a jusante da amostra Ambrósio 1 e das ocupações; e Ambrósio 3 Nascente, no local de captação de águas para abastecimento público pelo SAAE); Rio São Gonçalo, localizado próximo ao limite com o município de Parati (amostras São Gonçalo 1, no baixo curso do rio, fora do alcance da maré; e São Gonçalo 2, na foz do rio); Rio Mambucaba, próximo à estação fluviométrica do baixo curso deste rio (amostras Mambucaba 1 Direita, no ponto mais próximo à margem direita do rio; e Mambucaba 1 Esquerda na margem esquerda do rio), e também na foz desse rio (amostra Mambucaba 2 Foz); Rio Bracuí (amostra Bracuí 1). Nesta primeira campanha, foram coletadas 11 amostras em oito pontos de amostragem. Em fevereiro de 2003 foram coletadas amostras nas seguintes bacias: do Rio Frade (amostra Frade 1, no ponto de captação de águas do SAAE/Angra dos Reis no Rio Sachet, tributário do Rio Frade; e amostra Frade 2, na foz do Rio Frade); Rio Japuíba-do-Meio (amostras Japuíba 1, coletada no ponto de captação de água do SAAE/Angra dos Reis, e Japuíba 2, na foz deste rio). Tabela 40 - Classes de uso das águas segundo Resolução Conama.
Fonte: http://www.Cetesb.sp.gov.br/Aguas/rios. Tabela 41 - Limites de tolerância segundo Resolução Conama 20/86 e Cetesb
Fonte: http://www.Cetesb.sp.gov.br/Aguas/rios. As amostras coletadas foram encaminhadas ao Laboratório de Análise Ambiental e Mineral (LAM) da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e ao laboratório Innolabe do Brasil Ltda. As análises realizadas e os métodos utilizados encontram-se descritos a seguir. Análises • Físico-Químicas: pH, turbidez, oxigênio dissolvido, sólidos em suspensão, dureza; • Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) e Demanda Química de Oxigênio (DQO); • Determinação de Metais: sódio, potássio, magnésio, cálcio, alumínio, cromo; manganês, ferro, níquel, cobre, zinco, cádmio, chumbo, mercúrio e bário; • Determinação de não-metais: cloreto, sulfato, fluoreto, nitrito, nitrato, arsênio, fósforo total e nitrogênio; • Determinação de tensoativos; • Determinação de Fenóis; • Análise Bacteriológica. A Cetesb, com base em um estudo realizado em 1970 pela National Sanitation Foundation, dos Estados Unidos, adaptou e desenvolveu um índice, denominado IQA (Índice de Qualidade das Águas), a partir de nove parâmetros: coliformes fecais, pH, DBO, nitrogênio total, fosfato total, temperatura, turbidez, resíduo total e oxigênio dissolvido. Através desse índice, pode-se determinar a qualidade das águas brutas que, indicada pelo IQA numa escala de 0 a 100, classifica-a para abastecimento público, segundo a graduação a seguir: • Qualidade Ótima: 79< IQA . 100; • Qualidade Boa: 51< IQA . 79; • Qualidade Regular: 36< IQA . 51; • Qualidade Ruim: 19< IQA . 36; • Qualidade Péssima: IQA . 19. Apesar de esse índice poder apresentar algumas limitações quanto à possibilidade de superestimar as condições reais de um corpo hídrico, uma vez que contempla somente nove parâmetros, por sua fundamentação tem sido aplicado em diferentes estudos de qualidade de águas. 6.5.1.3.5. Resultados dos estudos de qualidade das águas - topo A análise dos dados obtidos para a qualidade da água é apresentada, a seguir, com base nos diversos parâmetros que traduzem as suas principais características físicas, químicas e biológicas. Nas próximas páginas (Figura 182 a Figura 185), apresenta-se a localização dos pontos de amostragem nas bacias hidrográficas analisadas. Nos itens seguintes, encontra-se a descrição de forma sucinta dos principais parâmetros analisados e a discussão dos resultados expostos na Tabela 42, enfatizando-se as possíveis origens dessas substâncias, com base em Von Sperling (1996). Figura 182 - Localização dos pontos
de amostragem para a qualidade das águas na Bacia do Rio São Gonçalo, Angra dos Reis.. Figura 183 - Localização dos pontos de amostragem para a qualidade das águas na Bacia do Rio Mambucaba, Angra dos Reis.. Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Figura 184 - Localização dos pontos de amostragem para a qualidade das águas na Bacia do Rio Bracuí, Angra dos Reis.. Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Figura 185 - Localização dos pontos de amostragem para a qualidade das águas na Bacia do Rio Ambrósio e Frade, Angra dos Reis.. Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Tabela 42 - Resultados das análises físico-química, química inorgânica, química orgânica e bacteriológica para a qualidade das águas, realizadas nas campanhas de outubro de 2002 e fevereiro de 2003. Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. 6.5.1.3.6. Parâmetros físico-químicos - topo Potencial Hidrogeniônico (pH): representa a concentração de íons hidrogênio H+ em escala anti-logarítmica, dando uma indicação sobre a condição de acidez, neutralidade ou alcalinidade da água. A faixa de variação do pH é de 0 a 14. Pode ter origem natural (dissolução de rochas, absorção de gases atmosféricos, oxidação, matéria orgânica, fotossíntese) ou antropogênica (despejos domésticos, despejos industriais, lavagem de tanques, etc). O pH é importante em diversas etapas do tratamento da água (coagulação, desinfecção, controle de corrosividade, remoção da dureza). O pH baixo está relacionado à corrosividade e agressividade nas águas de abastecimento; pH afastado da neutralidade pode afetar a vida aquática e os microorganismos responsáveis pelo tratamento biológico dos esgotos. A Resolução Conama (Tabela 41) recomenda pH na faixa de 6-9. Em uma das amostras analisadas (Ambrósio 1 - Bica), foi encontrado um pH de 4,9, abaixo do especificado pela legislação. Em se tratando de corpos d´água, esses valores de pH podem estar associados à proliferação de algas ou ao caráter ácido das rochas. Turbidez: representa o grau de interferência à passagem da luz através da água, conferindo uma aparência turva a ela. Pode ter origem natural (partículas de rocha, argilas, silte ou algas e outros microorganismos) ou antropogênica (despejos domésticos, despejos industriais). Em todos os pontos amostrados, o parâmetro tubidez encontra-se dentro do limite especificado pela legislação (40-100 UNT). Oxigênio Dissolvido (OD): é de essencial importância para os organismos aeróbios. Durante a estabilização da matéria orgânica, as bactérias fazem uso do oxigênio nos processos respiratórios, podendo vir a causar uma redução da sua concentração no meio. Dependendo da magnitude desse fenômeno, podem vir a morrer diversos seres aquáticos, inclusive peixes. O OD pode ter origem natural (dissolução do oxigênio atmosférico, produção pelos organismos fotossintéticos) ou antropogênica (introdução de aeração artificial). O limite de tolerância especificado pela Cetesb é de 4 mg/L de O2, e, pelo Conama, varia em uma faixa de 2-6 mg/L de O2. Todas as amostras analisadas estão com o teor de oxigênio dissolvido acima do especificado pela legislação. É importante destacar que a solubilidade do OD nos corpos d´água varia com altitude e temperatura. Ao nível do mar, na temperatura de 20oC, a concentração de saturação é igual a 9,2 mg/L. Valores de OD superiores à saturação são indicativos da presença de algas (fotossíntese). Fósforo: na água, o fósforo apresenta-se principalmente nas formas de ortofosfato, polifosfato e fósforo orgânico. Os ortofosfatos são diretamente disponíveis para o metabolismo biológico, sem necessidade de conversões a formas mais simples. As formas em que os ortofosfatos se apresentam na água (PO4 3-, HPO4 2-, H2PO4 1- e H3PO4 dependem do pH, sendo a mais comum, na faixa usual de pH 6-9, o HPO4 2-. Os polifosfatos são moléculas mais complexas, com dois ou mais átomos de fósforo. O fósforo orgânico é normalmente de menor importância. As origens naturais podem ser associadas à dissolução de compostos do solo ou decomposição da matéria orgânica, e as antropogênicas, aos esgotos domésticos, industriais, detergentes, excrementos de animais e fertilizantes. O limite de tolerância especificado pela Cetesb e pelo Conama é de 0,025 mg/L (25 µg/L). Foi encontrado valor acima do especificado pela legislação para a amostra Ambrósio 2 (Vala), 325 µg/L, em razão, provavelmente, da contaminação tanto por esgotos domésticos e detergentes como principalmente excrementos de animais, observados nas imediações do ponto de coleta. Um outro local onde o valor de fósforo mostra-se um pouco acima do especificado pela legislação foi o Ambrósio 3 (Nascente). Nesse caso, é provável que se deva à dissolução de compostos do solo ou à decomposição da matéria orgânica. Todas as demais amostras analisadas estão com o teor de fósforo dentro do estabelecido pela legislação. Cloretos: todas as águas naturais, em maior ou menor escala, contêm íons resultantes da dissolução de minerais. São originados da dissolução de sais, tendo como origem natural a dissolução de minerais, intrusão de águas salinas, entre outros, e, como origens antropogênicas, os despejos domésticos e industriais. Foram encontrados valores altos de cloretos nos Rios Mambucaba e São Gonçalo, 1.680 e 15.900 mg/L, respectivamente, creditada à mistura proveniente da penetração da maré na foz dos rios. As outras amostras estão dentro do estabelecido pela legislação (250 mg/L). Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO): está associada à fração biodegradável dos componentes orgânicos carbonáceos. É uma medida do oxigênio consumido após 5 dias pelos microorganismos na estabilização bioquímica da matéria orgânica de origem natural (matéria orgânica vegetal e animal) ou de origem antropogênica (despejos domésticos e industriais). A presença de matéria orgânica é responsável pelo consumo, pelos microrganismos decompositores, do oxigênio dissolvido na água; assim, a DBO retrata, de uma forma indireta, não apenas o teor de matéria orgânica contido nos corpos líquidos — fornece, também, uma indicação do potencial do consumo do oxigênio dissolvido. A DBO vem sendo utilizada como um dos parâmetros de maior importância na caracterização do grau de poluição de um corpo d' água. Nos esgotos domésticos a concentração média é de 300 mg/L, enquanto nas águas tratadas é função do nível e do processo de tratamento. A água destinada ao abastecimento doméstico após tratamento convencional e à irrigação de culturas (Classe 3 - Conama) tem como limite de tolerância 3 mg/L. Já a Cetesb considera como limite 10 mg/L. Todas as amostras analisadas apresentam DBO acima de 3 mg/L, mas abaixo de 10 mg/L, com exceção da amostra do Rio Bracuí (1 mg/L). Os valores acima de 10 mg/L — Mamb.1A, Mamb. 1B e S Gon.2 (Foz) — devem estar relacionados ao aporte de matéria orgânica vegetal e/ou animal. 6.5.1.3.7. Parâmetros inorgânicos - topo Uma grande parte dos micropoluentes inorgânicos é tóxica. Entre esses, têm especial destaque os metais pesados. Entre os metais pesados que se dissolvem na água, incluem-se o arsênio, o cádmio, o cromo, o chumbo, o mercúrio e a prata. Vários desses metais se concentram na cadeia alimentar, resultando em grande perigo para o organismo humano. Normalmente as concentrações dos metais tóxicos nos ambientes aquáticos naturais são bem pequenas. Além dos metais pesados, há outros micropoluentes inorgânicos de importância em termos de saúde publica, como os cianetos, o flúor e outros. Ferro e manganês: estão presentes nas formas insolúveis (Fé 3+ e Mn 4+) numa grande quantidade de tipos de solos. Na ausência de oxigênio dissolvido (ex: água subterrânea ou fundo de lagos), eles se apresentam na forma solúvel (Fé 2+ e Mn2+). Caso a água contendo as formas reduzidas seja exposta ao ar atmosférico, o ferro e o manganês se oxidam, voltando às suas formas insolúveis (Fe3+ e Mn4+), o que pode causar a coloração da água. Sua origem natural pode ser devida à dissolução de compostos do solo, e a antropogênica, devida a despejos industriais. Em todos os pontos amostrados, o ferro e o manganês encontram-se dentro do limite especificado pela legislação. 6.5.1.3.8. Parâmetros biológicos - topo Os microorganismos desempenham diversas funções de fundamental importância, principalmente as relacionadas com a transformação da matéria dentro dos ciclos bioquímicos. Um outro aspecto de grande relevância em termos da qualidade biológica da água refere-se à possibilidade de transmissão de doenças. A determinação da potencialidade da água em transmitir doenças pode ser efetuada de forma indireta, através dos organismos indicadores de contaminações fecais, pertencentes principalmente ao grupo dos coliformes. O limite de tolerância especificado pelo Conama corresponde ao intervalo de 200 a 4000 NMP/100 ml para coliformes fecais, e desde ausentes até 20.000 NMP/100 ml para coliformes totais. Considerando os usos especificados para as águas de classe 2 (abastecimento doméstico após tratamento convencional, proteção das comunidades aquáticas e alimentação humana), têm-se valores-limite de 1.000 para coliformes fecais e 5.000 para coliformes totais. Foi encontrado valor acima do especificado pela legislação para a classe 2 na amostra Ambrósio 2 (10.300 coliformes fecais e 10.000 coliformes totais), fato creditado ao despejo de esgotos domésticos no rio, tanto individual (várias residências situadas próximo às linhas de drenagem possuem tubulações que despejam esgotos in natura) como proveniente do sistema filtrante existente nessa localidade, situado a montante do ponto de coleta. Na amostra Ambrósio 3 (Nascente), a contaminação identificada também se deve, provavelmente, a algum lançamento de esgoto, uma vez que foi relatado pela população local o rápido crescimento de moradias nos morros situados próximos ao ponto de captação de águas pelo SAAE. A água do ponto Ambrósio 1 (Bica), proveniente da nascente utilizada pela população como água potável (água mineral), acha-se dentro do especificado pela legislação. As demais amostras também estão dentro dos padrões de qualidade. Aplicando-se o Índice de Qualidade das Águas (IQA) para os resultados obtidos nas análises efetuadas, verifica-se que as águas dos rios monitorados podem ser consideradas boas (51< IQA . 79), com exceção da amostra Ambrósio 2, que pode ser considerada regular (36< IQA . 51). Segundo os limites utilizados pela Cetesb, Portaria 1.469/00 do Ministério da Saúde, Conama (classe 3) e Feema, todos os parâmetros estão dentro do estabelecido por essas legislações, com exceção dos parâmetros fosfato, oxigênio dissolvido, nitrito, detergentes e coliformes fecais da amostra Ambrósio 2, que se encontram fora dos padrões de qualidade. 6.5.2. Hidrogeologia - topo 6.5.2.1. Metodologia - topo Este estudo específico foi realizado com base no relatório "Levantamento e Diagnóstico (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Volume II - Eixo 2 (Geologia e Recursos Hídricos)" de autoria do IGEO da UFRJ, como já dito anteriormente. O IGEO/UFRJ dividiu, basicamente, seus esforços em três etapas distintas: • pesquisa bibliográfica sobre dados hidrogeológicos (Eletronuclear, CPRM, DRM e IBGE); • pesquisa de campo; • caracterização hidrogeológica. 6.5.2.1.1. Inventário de dados hidrogeológicos - topo Os dados obtidos na Eletronuclear constituíram-se, basicamente, de relatórios técnicos de hidrogeologia ou contendo informações hidrogeológicas, resultados de análises químicas em águas subterrâneas e nascentes, dados eteorológicos, base cartográfica digitalizada, em escala 1:5.000, imagem Landsat (TM) em escala 1:100.000 e mapas temáticos (geologia e solos), também na escala 1:100.000. A base cartográfica foi obtida a partir das cartas topográficas do IBGE em escala 1: 50.000: rio Mambucaba, Cunhambebe, Parati e Angra dos Reis. Através da CPRM foram obtidos: um cadastro de poços da região, com suas localizações, dados construtivos e analíticos, fotos aéreas USAF, 1966 escala 1: 60.000. No DRM obtiveram-se as cartas geológicas Cunhambebe, Campos da Cunha/Rio Mambucaba, Parati e Angra dos Reis, em escala 1:50.000, necessárias ao cumprimento da segunda fase da pesquisa. 6.5.2.1.2. Trabalhos de campo - topo Foram executadas inspeções de campo, que podem ser divididas em duas etapas: 1) Localização dos poços existentes na região de Angra dos Reis - RJ, que constam de um cadastro cedido pela CPRM, bem como o cadastramento de novos poços, permitindo medições em campo de parâmetros físicos e químicos. Esses dados foram utilizados na caracterização hidrogeoquímica.. 2) Coleta de amostras de águas subterrâneas através de poços e de água superficial de nascentes e fontes, escolhidos estrategicamente, para análise em laboratório de sua composição química, o que também forneceu dados para a caracterização hidrogeoquímica.. 6.5.2.1.3. Caracterização hidrogeológica - topo A caracterização hidrogeológica, tanto da AID-5 km (Área de Entorno Imediato - AEI), como da AID-15 km, foi realizada segundo uma metodologia composta por vários passos e que pode ser subdividida conforme os estudos específicos que a compõem: balanço hídrico; caracterização hidrogeoquímica, hidrodinâmica, isotópica e de favorabilidade hidrogeológica. 6.5.2.2. Dados hidrogeológicos pré-existentes - topo 6.5.2.2.1. Relatório BP-3-6502-850100 - RI: Volume 1 - topo O relatório consiste nas investigações geológicas e geotécnicas no morro de Ponta Grande e na baixada sedimentar de Saco Fundo e Itaorninha, visando a uma avaliação da área de Ponta Grande como local apropriado para a instalação da Unidade 3 da CNAAA - Angra 3. O documento considerou os aspectos litológicos, estruturais e estratigráficos, variações do nível do mar, além análise de ensaios de perda d' água e variações do nível do lençol freático. • Ensaios de perda d' água A análise dos resultados obtidos indica que de 61 ensaios de perda d' água realizados em Ponta Grande, 40 deles não indicam perda alguma; sete, pequenas perdas (perda d' água específica) inferior a 1l/min/m/kgf (cm-2) e apenas 14 tiveram perda d' água considerável. Verificou-se ainda que as perdas d' água registradas são bastante compatíveis com o grau de fraturamento encontrado nos trechos ensaiados. Em trechos sem fraturas, foram registradas pequenas perdas d' água que podem ser atribuídas a uma eventual deficiência da vedação do obturador. Sendo assim, pode-se considerar que o maciço rochoso de Ponta Grande está em boas condições, pois a maior parte dos ensaios apresenta nenhuma ou pequena perda d' água, e que as perdas d'água registradas são bastante compatíveis com o grau de fraturamento encontrado nos trechos ensaiados. • Variação do nível da água Para avaliação do nível do lençol freático na baixada sedimentar de Saco Fundo e Itaorninha, foram consideradas as medições de nível d'água realizadas durante a execução das sondagens e as leituras dos medidores de nível d'água (MNA) instalados no local. Na área de Saco Fundo as leituras de MNA têm indicado flutuação do nível d'água entre as cotas 0,0 e +1,0 m (CNG). Considerando, entretanto, que as leituras de MNA foram iniciadas somente a partir de maio de 1989, e que todas as sondagens da série SM foram efetuadas no período de julho a agosto, justamente o período de estiagem, flutuações do lençol freático acima da cota +1,0 m (CNG) podem ocorrer. Na área de Itaorninha, as leituras de MNA têm indicado flutuação do nível d'água entre as cotas - 0,27m + 1,0m (CNG). 6.5.2.2.2. Relatório ER 1579: Autorização de Serviços - Village do Frade, Angra dos Reis - Ensaios de Bombeamento em Poço de Pesquisa - 2.107/81 (20.2) - topo O relatório consiste na avaliação da potencialidade do aqüífero local do Village do Frade, em Angra dos Reis, a partir da análise de resultados de ensaios de bombeamento de um poço alocado com a finalidade de garantir o abastecimento de água dos alojamentos de Village do Frade. O poço foi instalado perpendicularmente à falha vertical de direção EW, com uma inclinação de 45º. Obteve-se um coeficiente de permeabilidade (5.10-2 cm/s) a partir da aplicação da Lei de Darcy, com base em inferências sobre o gradiente hidráulico e área de fluxo no poço. Segundo os autores, esses dados são indicativos de um aqüífero de permeabilidade adequada para exploração definitiva. A característica atípica da forte inclinação do furo com respeito ao prumo, de modo a cortar deliberadamente uma fratura vertical, reporta a um fato de grande interesse hidrogeológico, haja vista a considerável vazão obtida no poço. Segundo informações esse poço foi abandonado e nunca chegou a operar plenamente. 6.5.2.2.3. Relatório Promon FR01H, no R11103F0662: considerações sobre a hidrogeologia da região de Angra dos Reis - topo Este relatório foi elaborado com o objetivo de fornecer informações sobre a hidrogeologia da região de Angra dos Reis, visando o suprimento de água subterrânea para a CNAAA. Inicialmente o documento indica que as encostas dos morros da região de Angra dos Reis apresentam ocorrências restritas de águas subterrâneas, relacionadas às estruturas geológicas e solos locais. Segundo relatório sobre a enseada sedimentar de Itaorna, e supondo-se não haver problemas de salinidade, mesmo no caso de se instalar uma bateria de poços, a vazão obtida seria inferior à demanda, e as reservas seriam rapidamente esgotadas. O esgotamento das reservas necessitaria de um longo período de recarga, a qual ficaria na dependência das chuvas. 6.5.2.2.4. EIA de Angra 2 - topo O EIA de Angra 2 (NATRONTEC, 1999a) apresenta informações sobre as águas superficiais e os registros sobre águas subterrâneas, importantes na compreensão do meio físico e da distribuição dos recursos hídricos, tanto da AID quanto da AII. Quanto aos aspectos hidrogeológicos entende-se que os mananciais respectivos encontram-se razoavelmente conservados, com exceção dos localizados junto aos aglomerados que não dispõem de nenhuma forma aceitável de saneamento básico. Assim sendo, os principais problemas detectados de qualidade da água estão associados às cargas orgânicas da população urbana que não dispõe de esgotamento sanitário e aos depósitos não controlados de lixo. Adicionalmente, apesar dos dispositivos de tratamento de efluentes do Tebig, a grande movimentação de derivados de petróleo por esse terminal tem causado alguns vazamentos, que vêm sendo controlados e provocam impactos normalmente reversíveis. • Águas subterrâneas a) Caracterização global Indica a grande predominância de aqüíferos livres, localmente restritos a zonas fraturadas, ampliados em certos trechos devido à associação com rochas porosas do manto de intemperismo. As rochas possuem permeabilidade relativamente baixa, o que proporciona aqüíferos de boa qualidade química, mas de pouca importância hidrogeológica. Há dois aqüíferos livres contínuos na região de Barra Grande (Parati) e outro na região de Cunhambebe (Angra dos Reis), correspondentes a formações de sedimentos não consolidados, possivelmente propícios à exploração de poços rasos (inferiores a 50 m), com importância hidrogeológica razoavelmente grande e boa qualidade química. A produtividade é de média a fraca, o que corresponde a poços com capacidade específica entre 0,13 e 1 m3/h/m e vazão entre 3,25 e 25 m3/h, para um rebaixamento do nível d' água de 25 m. b) Caracterização hidrogeológica no Sítio da Usina O fluxo de água subterrânea está de acordo com a superfície topográfica, no sentido de Itaorna. O nível freático está em torno de 2 m abaixo da superfície, com gradiente de cerca de 0,5%, seguindo com um aumento da declividade na direção do mar, até alcançar o gradiente de 1%. c) Sistema de juntas e falhas e preenchimento Dois sistemas de juntas verticais, aproximadamente perpendiculares entre si, ocorrem nas rochas do local (gnaisses, migmatitos, granitos e dioritos) e um sistema de juntas suborizontais, ou de alívio. Apesar de a maioria das juntas estar aberta nas proximidades das superfícies das rochas, estas são fechadas no interior do maciço rochoso. As falhas também ocorrem em dois sistemas verticais perpendiculares entre si. Os planos e falhas são preenchidos com material de falha moído ou material de origem secundária, o que dificulta a percolação da água. d) Perda d'água Em todas as perfurações na rocha, o nível do lençol estava contido dentro ou pouco acima da superfície da rocha, onde existiam juntas de alívio locais, com juntas mais abertas. Em maiores profundidades, os testes registraram menores perdas d' água, onde as juntas são mais fechadas. As fissuras superficiais do maciço rochoso possuem boa intercomunicação nesta região. e) Artesianismo Numa perfuração, que interceptou uma junta a 7 m abaixo do contato solo/rocha, verificaram-se características de artesianismo, e uma vazão de 1.000 L/h foi observada nos primeiros momentos do teste de bombeamento aí realizado, decrescendo após algumas horas, até se tornar insignificante em poucos dias. Caracterizou-se assim a pequena capacidade de armazenamento associada às rochas cristalinas, nas quais poços com vazões próximas a 4.000 L/h geralmente não existem, sendo mais comuns aqueles com descarga nula ou de produção insignificante. f) Águas subterrâneas no entorno da cidade de Angra dos Reis Indica que, com exceção do centro, os demais bairros (Sapinatuba, Bonfim, Praia Grande e Vila Velha) seriam os mais propícios à exploração de água subterrânea, por apresentarem estruturas geológicas favoráveis à infiltração e armazenamento de água, além de uma boa cobertura vegetal, o que favoreceria a infiltração das águas de chuva que escoam pelas encostas, mesmo estas sendo íngremes e, conseqüentemente, a recarga dos aqüíferos a serem explorados. Além disso, a baixa densidade demográfica desses locais favoreceria a implantação de poços longe de possíveis contaminações antrópicas, mesmo que os poços se situassem em cotas pouco elevadas. Por outro lado, alertou-se sobre a atitude da foliação da geologia local, que, por ser contrária à declividade da encosta, representaria uma possibilidade real de contaminação pela infiltração oriunda de fossas e sumidouros, através desses planos de descontinuidade. Ao final conclui que a região estudada pode ser considerada de boa capacidade para exploração de águas subterrâneas, restando a determinação do grau de fraturamento dos maciços a serem perfurados, de modo a se obterem volumes compatíveis com a necessidade da comunidade. g) Principais usos das águas subterrâneas A única captação de água subterrânea para abastecimento doméstico executada por órgãos oficiais encontra-se no bairro do Bonfim; contudo, esse poço só é operado para complementar o abastecimento do manancial superficial. A existência de outros poços em toda a região em estudo é devida às captações individuais, e não estão mapeadas oficialmente. i) Qualidade das águas subterrâneas Apenas um ponto foi avaliado: o poço de 60 m de profundidade no bairro do Bonfim, único que serve de abastecimento urbano. Para sua caracterização, foram empreendidas duas campanhas de coleta de água: uma, de verão (21/3/97), e outra, de inverno (17/8/97). A Tabela 43 apresenta os resultados das análises. Tabela 43 - Resultados das análises de qualidade da água do poço no Bairro Bonfim - Angra dos Reis
Fonte: NATRONTEC (1999a) 6.5.2.2.5. Final Safety Analysis Report - Angra II (Ver. 5, June 01) - topo A caracterização da água subterrânea da área do empreendimento, segundo este relatório, evidencia a superfície do lençol freático como seguindo a superfície do terreno, localizada alguns poucos metros abaixo desta. O gradiente tem um valor de aproximadamente 1% desde a praia até uma distância de 200 m da praia, onde passa a ser de 0.5%. 6.5.2.2.6. Programa de Monitoramento Ambiental Radiológico Operacional (PMARO) - topo • Água de rio - os resultados obtidos em 2001 não apresentaram quaisquer atividades de radionuclídeos naturais e artificiais, utilizando-se a análise de espectometria gama para o radionuclídeo 40K, cuja média foi abaixo da atividade mínima detectável. • Água subterrânea - os resultados obtidos em 2001 não apresentaram quaisquer atividades de radionuclídeos naturais e artificiais. Foi analisado o radionuclídeo 40K, e o valor encontrado foi abaixo da atividade mínima detectável. • Precipitação - Nas amostras de precipitação, as médias para todos os pontos no ano de 2001 apresentaram, para a atividade de beta total, valores normais. A maior média anual por ponto foi encontrada no ponto Rio-Santos E (6,04 E - 0,2Bq/L). Não foi detectada a presença de trício nessas amostras, bem como de qualquer outro radionuclídeo natural ou artificial. 6.5.2.3. Caracterização Hidrogeológica - topo Para a caracterização hidrogeológica foram consideradas: • AID-5 km, também chamada de Área de Entorno Imediato (AEI). • AID-15 km. 6.5.2.3.1. Balanço Hídrico - topo Este estudo compreende o desenvolvimento de um modelo de balanço hídrico a ser aplicado na AID-5 km (ou AEI), em Itaorna, para analisar as trocas de águas subterrâneas e as disponibilidades hídricas do período analisado, bem como aspectos relacionados com o escoamento superficial. Esta região possui as seguintes características hidrometeorológicas: clima tropical úmido, com pluviometria anual média igual a 1.817 mm, com máximas precipitações ocorrendo principalmente nos meses de outubro a março, e a hidrografia formada por rios perenes de pequeno porte e curso. A temperatura média anual é de 21,4°C, segundo dados do período entre 1982-2001. Para avaliar as trocas de águas subterrâneas, o modelo aplicado baseou-se na determinação mensal do saldo de fluxo do balanço hídrico, durante o período selecionado para a realização do balanço, de janeiro/1991 a dezembro/2001. Os componentes do saldo de fluxo do balanço hídrico, definidos no contexto do estudo, constituem a recarga profunda no sistema. Foi utilizado o programa Balan 10, idealizado por Samper e García-Vera (1999) para realizar balanços hídricos de aqüíferos. Resultados do balanço hídrico Os resultados da metodologia aplicada para os componentes do balanço hídrico estão apresentados em tabelas a seguir (Tabela 44 e Tabela 45), com uma síntese de informações da disponibilidade hídrica e escoamento superficial. Tabela 44 - Resultados gerais do balanço hídrico utilizando-se o Balan 10
Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eix o2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Tabela 45 - Resultados do balanço hídrico de Itaorna: resumo das médias mensais*
Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia Para que o cálculo do balanço hídrico pudesse ser viabilizado, resolveu-se por utilizar, mesmo que de forma representativa, os dados de precipitação e de temperatura fornecidos pela Eletronuclear no período de 1982 a 2001 (Ver item 6.1 Meteorologia deste relatório). Em razão de falhas nas séries, optou-se por realizar o balanço em um intervalo de nove anos (de 1992 a 2000), tendo sido as séries preenchidas artificialmente, utilizando-se o método das duplas-massas. Isso resultou em pequenas diferenças com respeito ao valor da precipitação média anual calculada, um pouco maior na última década (1.984 mm). Os resultados do balanço indicaram que, para haver um bom ajuste com os dados de nível do aqüífero superficial obtido pela Eletronuclear nos piezômetros de controle das encostas, trata-se necessariamente de um aqüífero com pequeno armazenamento, rápida resposta à recarga, com trânsito veloz pelas fraturas. Também é notável o alto percentual de chuva útil estimada (cerca de 45% da precipitação total, correspondendo a 906 mm/ano), com elevadas taxas de infiltração profunda, o que não surpreende dadas às características de clima e vegetação locais, praticamente sem déficit hídrico e pluviosidade abundante. Deve-se salientar alguns fatores que diminuem a precisão do estudo: • o valor de recarga resultante é demasiadamente alto quando se levam em conta as estimativas de recarga obtidas em locais semelhantes, mormente em zonas de encostas íngremes como é o caso na área de estudo, o que o modelo utilizado não leva em conta; • os dados utilizados para a calibração (variação de níveis piezométricos obtidos de levantamentos da ELETRONUCLEAR) apresentam uma grande variabilidade segundo a profundidade ou local de tomada das medidas. • não foi levada em conta a existência de um fluxo hipodérmico significativo, aquele que pode representar o escoamento no limite físico entre o material friável, inconsolidado e a rocha e que, nas condições geoambientais locais pode representar um grande percentual da recarga que não atinge o aqüífero profundo, fraturado. Com relação à variação de nível dos piezômetros, tais dados aportam interessantes informações sobre a recarga aos aqüíferos: • os piezômetros que registram a variação de nível piezométrico na interface colúvio-solo residual em geral têm variações menores, da ordem de 2 a 2,5 m (Figura 186). Foram esses valores que se utilizaram para a calibração do modelo de simulação da recarga (BALAN 10), pois retratam a recarga do aqüífero mais raso, que é a simulada pelo referido modelo (embora, como já dito, se possa ter em conta um possível fluxo hipodérmico, não se chegou a utilizar essa opção); • os piezômetros que registram a variação de níveis no horizonte entre o solo residual e rocha alterada têm o comportamento mais errático, os níveis em geral são mais profundos, mas em vários casos chegam inclusive a aflorar à superfície, o que pode refletir a grande gama de situações hidráulicas no aqüífero fraturado (Figura 186). Além disso, a variação tem uma amplitude muito maior. Esse fato também reflete a ocorrência do fluxo em fraturas (dupla porosidade, com pequena porosidade total, e um pequeno armazenamento). O estudo das curvas de esgotamento dos piezômetros permitiu também obter parâmetros para o modelo, tornando-o uma representação mais próxima da realidade.
Figura 186 - Comparação da variação piezométrica obtida com o Programa BALAN10 e dos piezômetros instalados no contato entre o colúvio e o solo residual (PD-SL4S) e entre o solo residual e a rocha alterada (PD-SL19I e PS-I3) na encosta a jusante da BR-101. Como conseqüência do exposto, reforça-se a hipótese de que existem dois subsistemas aqüíferos, um mais raso, com maior armazenamento (meio poroso), que responde diretamente às variações meteorológicas, compreendendo a fração de solo vegetal/húmico mais o solo residual subjacente, e outro mais profundo, com as fraturas interconectadas hidraulicamente interagindo a partir da interface solo residual-rocha alterada para baixo. O sistema inferior apresenta um caráter bastante errático, quanto às variações piezométricas e ao tipo de resposta aos pulsos de recarga, típico desse tipo de aqüífero. Ainda como resultado desta avaliação, obteve-se uma estimativa da recarga ao aqüífero mais raso que deve ser contrastada com outras técnicas para comprovação do ajustamento da simulação. 6.5.2.3.2. Caracterização hidrogeoquímica - topo A caracterização hidrogeoquímica dos principais sistemas aqüíferos é de fundamental importância, por dois motivos principais: 1) é necessário conhecer a qualidade das águas subterrâneas antes da instalação do empreendimento, de modo a estabelecer as condições iniciais; 2) as características químicas ou físico-químicas podem ser favoráveis ao transporte de eventuais contaminantes que entrem em contato com o sistema subterrâneo e, portanto, conhecendo-se previamente essas características, medidas preventivas podem ser tomadas. A caracterização hidrogeoquímica da AID foi realizada, inicialmente, com base no cadastro geral de poços e utilizando dados físico-químicos obtidos por ocasião da visita aos pontos d´água. Esta campanha, realizada nos dias 17 e 18 de outubro de 2002, procurou cumprir o planejamento inicial dos 11 poços selecionados previamente (ANG-11, ANG-24, ANG-32, ANG-33, ANG-35, ANG-41, ANG-42, ANG-43, ANG-51, F-1, F-2). A Figura 187 mostra a distribuição de todos os pontos visitados. Posteriormente, foram empreendidas campanhas de amostragem, em poços selecionados, a partir do cadastro principal, de modo a permitir uma avaliação das características e comportamento hidrogeoquímico das águas subterrâneas na área de estudo. Foram coletadas também amostras de referência, como: água de chuva; água do mar; água da lagoa onde será implantada a usina Angra 3; e uma amostra fora da área de estudo, mas com características litológicas semelhantes. Características físico-químicas dos pontos d' água cadastrados a) Distribuição estatística e espacial Baseou-se nas informações de distribuição espacial dos pontos d' água e respectivos parâmetros físico-químicos (pH e CE), determinados por ocasião do cadastramento. A Tabela 46
apresenta os valores estatísticos para as principais características físicoquímicas dos pontos d' água cadastrados nos sistemas aqüíferos locais (sedimentos, fraturas superficiais, fraturas profundas). Considerando-se o pequeno número de pontos d' água cadastrados, do ponto de vista estatístico, não foi possível separar por tipos de pontos de água. Figura 187
- Localização dos pontos selecionados para amostragem de caracterização hidrogeoquímica. Tabela 46 - Variáveis estatísticas calculadas para os parâmetros físico-químicos dos pontos d' água cadastrados (fontes naturais, poços tubulares domésticos, cacimbas e poços tubulares profundos)
Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Observa-se que, em geral, quase todos os parâmetros obedecem a uma distribuição normal ou próxima, com exceção do potencial redox (Eh), tendo em vista o pequeno número de determinações. b) Potencial de hidrogênio - pH Segundo Langmuir (1997), o pH das águas subterrâneas naturais está entre 4 e 9 — o que reflete a dinâmica natural entre os ácidos e as bases, sendo que os valores extremos ocorrem quando um dos dois é dominante. O pH observado nos pontos d' água cadastrados variou entre 5.4 e 8.8, apresentando valor médio de 6.5 e moda de 6.0. Portanto, pode-se estimar que as águas subterrâneas na AID são neutras a levemente ácidas. Os menores valores de pH (entre 5.5 e 6.0) foram encontrados nas fontes naturais e em alguns poços tubulares profundos com até 70.0 m de profundidade. O maior valor de pH, 8.8, foi verificado num poço tubular doméstico com cerca de 9.0 m de profundidade, instalado num sedimento próximo à praia — resultado, provavelmente do tamponamento por algum mineral carbonático. c) Condutividade elétrica - CE A condutividade elétrica (CE) é uma medida indireta do total de sólidos dissolvidos (TDS) de uma amostra de água. Alguns autores sugerem que: TDS (mg/L) = 0.5 a 0.8 x CE (µS/cm) Portanto, conhecendo essa relação para uma determinada região, é possível, a partir da CE, estimar o TDS e avaliar um dos parâmetros de potabilidade da água, definido como 500 mg/L pelo Ministério da Saúde (Funasa, 2000). A CE observada no conjunto de poços cadastrados variou entre 20 e 406 µS/cm, apresentando uma média de 150 µS/cm. O conjunto de dados, apresentou dois valores máximos: um, entre 50 e 100 µS/cm, e outro, entre 150 e 200 µS/cm. Os menores valores de CE observados foram relativos às fontes naturais (20 a 55µS/cm); entretanto, cabe destacar que um poço tubular profundo com 68 m de profundidade e próximo à praia apresentou CE de 29 µS/cm. d) Seleção dos poços para amostragem Em função da localização espacial, proximidade com o complexo das usinas de Angra, utilização das águas para consumo doméstico e valores de pH e CE obtidos por ocasião do cadastramento dos poços, selecionaram-se os pontos para amostragem (Tabela 47). Foram amostradas duas fontes naturais, uma cacimba, dois poços tubulares domésticos e 6 poços tubulares profundos. Observando-se a Figura 187, mostrada anteriormente, é possível notar que a grande maioria dos poços amostrados está localizada a leste do empreendimento. Isso se justifica, já que a direção preferencial dos ventos que poderiam transportar e depositar radionuclídeos atua nessa direção e porque a maior concentração populacional também é encontrada nesta área. Tabela 47 - Relação dos pontos d' água amostrados, por tipo de captação
Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Características físico-químicas e químicas dos pontos d' água amostrados a) Análises químicas As análises químicas de laboratório foram realizadas pela Innolab, um laboratório credenciado pela Feema no estado do Rio de Janeiro, dispondo ainda de certificado ISO 9002 e ISO 17025. A Tabela 48 mostra os parâmetros determinados nas análises de laboratório e respectivos limites de detecção e métodos de análise. Tabela 48 - Relação dos parâmetros e elementos determinados nas análises de laboratório realizadas pela Innolab e respectivos limites de detecção e métodos de análise
Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Observa-se que os cátions apresentam limite de detecção da ordem de 0,1 mg/L e os ânions apresentam limites entre 0,1 e 1,0 mg/L, para o SO4 2- e HCO3 - respectivamente. Esse tipo de diferença pode ocasionar problemas no balanço iônico em amostras muito diluídas, como algumas das encaminhadas ao laboratório (ANG-33 e F-2) que apresentaram CE entre 20 e 30 µs/cm. Os outros limites de detecção, metais e elementos traços, estão na ordem de 0,1 a 0,0001 mg/L para o flúor e cádmio, respectivamente. b) Qualidade da amostragem Chegou-se à avaliação da qualidade da amostragem, partindo-se da comparação dos valores de pH de campo e dos valores de pH obtidos no laboratório. Caso a amostragem tenha sido mal realizada ou tenha havido problemas durante o transporte e preservação das amostras, seriam observadas diferenças significativas entre os respectivos valores. Os valores de pH medidos no campo e os medidos no laboratório da Innolab foram comparados e observou-se que os valores de pH de laboratório são cerca de 0,2 unidades de pH maiores que os valores de campo. Como essa diferença apresentou uma variação aproximadamente constante para todo o conjunto de amostras, atribui-se a uma diferença de equipamentos, eletrodos e soluções-padrão utilizadas do que à
amostragem propriamente dita A mesma comparação foi realizada com os valores de CE. Observou-se uma excelente concordância entre os dois conjuntos de valores, confirmando, mais uma vez, a qualidade da amostragem e preservação. c) Distribuição dos parâmetros físico-químicos de campo Durante a amostragem, foram determinados os valores de pH, CE, Temp e Eh de todas as amostras. Apresenta-se aqui uma avaliação estatística desses parâmetros do conjunto de amostras analisadas. Os valores de pH dos pontos amostrados variaram entre 5.4 e 8.8, mostrando valor médio de 6.5, de modo que esse subconjunto amostrado, em termos de pH, é representativo do conjunto maior de poços cadastrados. Os valores de CE variaram de 20 a 406 µS/cm, registrando valor médio de 120 µS/cm, isto é, valores bem próximos aos do conjunto maior de poços cadastrados, do mesmo modo que no pH. Essas observações permitem considerar que as amostras selecionadas são representativas para a área de estudo, cobrindo todo o espectro de pH e CE do conjunto. Quanto ao parâmetro temperatura, observou-se que a água subterrânea variou de 21.8 a 25.4 oC, apresentando valor médio de 24.3oC. Em geral, a temperatura das águas subterrâneas reflete a temperatura média anual ou a temperatura da formação, no caso de uma circulação mais profunda. Uma variação significativa da temperatura ao longo do ano pode representar uma água jovem, com pequeno tempo de residência e provavelmente mais vulnerável a contaminação. Uma temperatura mais constante ao longo do ano representa uma água com circulação mais lenta e mais profunda. Verificou-se que o potencial redox apresenta uma variação muito pequena: entre 315 e 440 mV, com valor médio de 402 mV. Esses valores são representativos de águas subterrâneas oxidadas. Valores elevados de Eh, baixos valores de CE em geral e da temperatura, em alguns casos, levam a crer que as águas subterrâneas da AID-15 km apresentam rápida circulação e, portanto, extremamente vulneráveis a contaminação. d) Avaliação da qualidade das análises químicas Uma das melhores maneiras de avaliar a qualidade das análises químicas é através do cálculo do balanço iônico, isto é, o somatório de cátions e ânions em equivalentes deve ser igual para uma amostra de água. O balanço iônico realizado para o conjunto de amostras analisadas na Innolab demonstrou que, de modo geral, as análises apresentaram uma boa qualidade com erro iônico menor que 10%. Em geral, as amostras apresentam uma maior concentração de ânions do que de cátions. Somente duas amostras apresentaram erros maiores que 10%: amostra F-1, com erro de 37%, e F-2, com erro de -16%. No caso de uma amostra apresentar erros iônicos muito maiores que 10%, é possível saber se o erro foi na determinação dos cátions ou nos ânions. Appelo e Postma (1999) recomendam utilizar a CE de campo versus o somatório de cátions e ânions para identificar o erro analítico. A amostra F-1 apresentou um erro de 37% de cátions a mais que ânions, indicando a ocorrência de problemas analíticos na determinação dos ânions. É possível explicar que, provavelmente, o erro foi na determinação do íon SO4 -2, pois o relatório apresentou-o como não-detectável. A amostra F-2 apresentou um erro de -16 %. Nesse caso, provavelmente, os cátions foram subestimados, uma vez que a amostra, apresentou concentrações de cátions, principalmente Ca2+ e Mg+, bem próximas ao limite de detecção do método utilizado. Com os argumentos acima, foi possível corrigir as concentrações desses íons nas amostras F-1 e F-2, de modo a minimizar o erro do balanço iônico. Para a amostra F-1, uma concentração de 11.5 mg/L (0.12 mmol/L) de SO4-2 é suficiente para minimizar o erro no balanço iônico. Para a amostra F-2, uma concentração de 1.0 mg/L (0.025 mmol/L) de Ca2+ e de 0.35mg/L (0.014 mmol/L) de Mg+ foi suficiente para minimizar o erro do balanço iônico dessa amostra. e) Classificação das águas Os diagramas de Piper, apresentados nas Figura 188, Figura 189 e Figura 190, apresentam a classificação das águas a partir dos elementos maiores: Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Cl-, HCO3 -, SO4 2-.
Observa-se que existem três grupos distintos de águas. O primeiro grupo é formado pelas águas com características Na-Cl (cloretadas sódicas), assemelhando-se às características das águas de chuva. Existe um outro subgrupo de amostras, bem próximo ao primeiro, entretanto, com concentrações relativas de cálcio um pouco maiores, formando as águas Ca2+-Na+-Cl-., provavelmente, resultantes de alguma interação de troca de elementos, ou alteração da matriz sólida. O segundo grupo de amostras, que pode
ser facilmente identificado, são as amostras dos poços tubulares profundos (ANG-24, ANG-32, ANG-33, ANG-42, ANG-43), com características Ca2+-Na+—HCO3 --Cl- (bicarbonatadas, cloretadas, cálcico-sódicas), resultantes de uma interação mais efetiva das águas com a zona não saturada e a matriz sólida. Um terceiro grupo, formado por uma única amostra, apresentou características bem diferentes das anteriores, amostra ANG-51, Ca—HCO3 (bicarbonatadacálcica), sugerindo uma evolução
mais acentuada, com substituição do sódio pelo cálcio nas argilas e, provavelmente, dissolução de calcita, de modo que os íons predominantes foram o cálcio e bicarbonato. Figura 188 - Diagrama de Piper para as amostras de referência Ca2+-Cl-: BR (branco, coletada em Paty de Alferes); e Na+-Cl-: MAR (água do mar, coletada em Angra dos Reis), L-1 (lago de Angra 3), CH (chuva, coletada no Horto do complexo de Angra). Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Figura 189 - Diagrama de Piper para as amostras dos poços tubulares profundos, com água Na+—Cl-(F-2 e ANG-33), passando a Ca2+-Na+—Cl- (F-1, ANG-11, ANG-40) e para a amostra ANG-51, Ca2+—HCO3-. Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Figura 190 - Diagrama de Piper para as amostras dos poços tubulares profundos, com água Ca2+-Na+—HCO3--Cl-. Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. De modo geral, observa-se que as águas mais leves apresentam características bem semelhantes às da água de chuva, ao passo que as águas mais concentradas vão apresentando maiores concentrações de cálcio e bicarbonato. As figuras abaixo (Figura 191 a Figura 194) apresentam as assinaturas das diversas amostras de água, utilizando o diagrama de Schoeller. Observa-se, na Figura 191 que as amostras de referência da água do mar (linhas superiores) e água de chuva (linha inferior) apresentaram assinaturas semelhantes, com exceção das concentrações relativas de bicarbonato, o que é perfeitamente justificável, uma vez que o pH da água de chuva (4,4) é bem menor que o pH da água do mar (8,0). A assinatura (linha) intermediária é da amostra BR (branco), apresentando características
bem distintas das demais. É interessante notar que a concentração de cloreto dessa amostra é bem próxima da concentração de cloreto da água de chuva, sugerindo que, provavelmente, essa amostra não sofreu nenhuma concentração evaporativa. Desse modo, a diferença entre os dois diagramas pode ser considerada como excesso, resultante das interações químicas da água com a matriz sólida. Observa-se, portanto, um enriquecimento significativo dos íons sulfato, cálcio e magnésio nessa amostra. Tendo em
vista essa diferença significativa, na distribuição dos íons maiores e, certamente, no comportamento geoquímico dessa amostra, recomenda-se não utilizá-la como referência. Figura 191 - Diagrama de Schoeller para comparação da assinatura das amostras de referência para as amostras de referência: BR (branco, coletada em Paty de Alferes); MAR (água do mar,
coletada em Angra dos Reis), L-1 (lago de Angra 3), CH (chuva, coletada no Horto do complexo de Angra). Figura 192 - Diagrama de Schoeller: comparação da assinatura da água de chuva com as água das fontes (F-1 e F-2) e do lago (L-1). Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Observa-se na Figura 192 a comparação da assinatura das amostras de água das fontes (F-1 e F-2) e do lago (L-1) com a água de chuva. Com relação às fontes, observa-se que essas águas não sofreram nenhum tipo de concentração evaporativa, uma vez que as concentrações
dos íons cloreto e sódio são bem próximas. A principal diferença está nas concentrações dos íons sulfato e cálcio. A amostra do lago é resultante de uma mistura da água de chuva com a água do mar, que entra diretamente no lago, através das fraturas do maciço rochoso, mais algumas reações biogeoquímicas no interior do lago, impulsionadas pela fauna e flora que se desenvolveu no local, posteriormente. Figura 193 - Diagrama de Schoeller: comparação da assinatura da água de chuva com as água dos poços profundos (ANG-11, 24, 32, 33, 42, 43). Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Observa-se na Figura 193 a comparação da assinatura das amostras de água dos poços profundos com a água de chuva. Alguns poços
apresentam concentrações de cloreto e sódio semelhante às da água de chuva; portanto, não sofreram concentração evaporativa. Em outros poços, observa-se uma concentração evaporativa de até 10 vezes, pois as concentrações do íon cloreto e sódio são cerca de 10 vezes maiores. Entretanto, em ambos os casos, verifica-se um tamponamento das amostras, com aumento da concentração do íon bicarbonato e do pH, bem como um aumento da concentração relativa dos íons cálcio e magnésio, resultante do processo
de alteração das rochas encaixantes. Não se observa uma variação significativa do íon sódio em relação ao cloreto que possa justificar uma troca iônica com o cálcio; sendo assim, provavelmente, todo o cálcio presente na água deve ser resultante de reações de dissolução ou alteração. Figura 194 - Diagrama de Schoeller: comparação da assinatura da água de chuva
com as água do poço ANG-51. No gráfico da Figura 194, apresenta-se o diagrama de Schoeller para a amostra ANG-51 e a água de chuva. Observa-se que as concentrações de sódio, cloreto e sulfato são bem próximas às das águas da chuva, apresentando, porém, um pouco mais de sódio e um pouco menos de cloreto do que a água de chuva — o que sugere, portanto, que não houve concentração evaporativa nessa amostra. Observa-se, entretanto, um enriquecimento extremamente acentuado, cerca de duas ordens de grandeza maiores que as iniciais, nas concentrações de cálcio, magnésio e bicarbonato, sugerindo equilíbrio com rochas carbonáticas, como calcitas, dolomitas ou calcitas magnesianas. As amostras Na-Cl apresentam características bem semelhantes às da água da chuva obtida por De Mello (2001) em Niterói, indicando que são águas bem jovens e com muito pouca interação com os solos e rochas percolados. A amostra ANG-35 é de uma cacimba com 20 m de profundidade escavada num sedimento arenoso no Cunhambebe. Essa amostra é a que apresenta a maior concentração relativa de bicarbonato, resultado de uma maior interação com o ambiente na zona não saturada, ou em virtude da dissolução de calcita, eventualmente presente no sedimento. A amostra ANG-33 é de um poço profundo muito próximo à praia e é a que apresenta a maior concentração de sódio, provavelmente, resultante do processo de alteração dos feldspatos no perfil de alteração durante a infiltração ou nas fraturas da rocha durante a percolação. A amostra F-1 é a que apresenta a maior concentração relativa de sulfato, provavelmente, devido ao ajuste feito para corrigir o balanço iônico. No item anterior, chamou-se atenção para possíveis problemas devidos ao limite de detecção do sulfato e bicarbonato na qualidade dos resultados das amostras muito diluídas. No diagrama de Schoeller, as amostras desse grupo apresentam boa concordância entre si e com a amostra de referência, a água de chuva. Além das diferenças iônicas, entre os dois grupos de amostras, observa-se, qualitativamente, a partir do diagrama de Schoeller, que as amostras Na-Cl apresentaram os menores valores de TDS. As amostras Na-Ca-HCO3 apresentam-se mais agrupadas, ou mais homogêneas, tanto no diagrama de Piper quanto no diagrama de
Schoeller. De modo geral, pode-se dizer que a principal diferença entre as amostras de água deste grupo é o total de sólidos dissolvidos. Admitindo uma evolução dessas águas a partir do primeiro grupo Na-Cl, observa-se um enriquecimento dos íons bicarbonato e cálcio (ver direção da seta indicada Figura 195). Figura 195 - Diagrama de Piper e Schoeller para o
conjunto de oito amostras de água. As amostras em vermelho são as Na-Cl-(SO4=) e as em preto são as Na-Ca-HCO3-. As amostras com asterisco são de referência, água de chuva (De Mello, 2001) e água do mar (PHREEQC). A seta sugere a evolução das águas subterrâneas a partir da água de chuva. É importante observar que
os dois grupos de amostras (Na-Cl e Na-Ca-HCO3) apresentam faixas de valores de pH e CE específicas também, isto é, as amostras Na-Cl, com hidroquímica semelhante à das águas de chuva, apresentam pH mais baixos, menores que 6.0 e CE menores que 100 µS/cm (Figura 196). Por outro lado, as amostras Na-Ca-HCO3 registram valores de pH maiores que 6.0 e CE maiores que 100 µS/cm. Esse comportamento do diagrama pH x CE também sugere diversas fases da evolução das águas
subterrâneas. Figura 196 - Relação entre o pH, CE e Eh para os dois grupos de amostras (Na-Cl e Na-Ca-HCO3). O * asterisco é uma amostra de referência de água de chuva (De Mello, 2001). Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. O diagrama pH x Eh também permite diferenciar as amostras; em geral, as amostras Na-Cl são mais oxidadas e apresentam valores de Eh maiores que 400 mV. Nesse caso, observa-se que as amostras apresentam um caminho de evolução das águas, acompanhando uma linha de estabilidade intermediária para a seguinte reação: H2O2 = O2 + 2H+ + 2e; (6.2) admitindo que q = pO2/(H2O2) = 1 a 106 - para as duas linhas superiores. A linha inferior é relativa ao diagrama de estabilidade da seguinte reação: H2 = 2H+ + 2e; (6.3) a seta indica a direção da evolução das águas, passando de Na-Cl a Na-Ca-HCO3. f) Metais e elementos-traço - Geoquímica da sílica Observa-se na Figura 197 que a concentração de SiO2 nas amostras Na-Cl são menores que 10mg/L, ao passo que, nas amostras Na-Ca-HCO3, as concentrações são maiores que 10 mg/L. É
possível observar uma relação direta entre os valores de pH e concentrações crescentes de SiO2, enquanto que, para o Eh, observam-se concentrações decrescentes para maiores valores de Eh. Figura 197 - Relação entre a concentração de SiO2, pH e o Eh para o conjunto de pontos amostrados. A seta indica a direção provável da evolução geoquímica das
águas Na-Cl para Na-Ca-HCO3. Entende-se essa relação crescente entre o pH e a concentração de SiO2, uma vez que os valores mais elevados de pH são das amostras com maiores valores de TDS, e portanto, tiveram maior tempo de contato com a fase sólida, permitindo a dissolução da sílica amorfa.Os valores de Eh não são diretamente correlacionáveis às concentrações de SiO2, pois não interferem no seu equilíbrio geoquímico. Mas, como o Eh está fortemente correlacionado ao pH, e este está controlando a concentração de SiO2, pode-se entender a correlação indireta entre o Eh e as concentrações de SiO2. O diagrama de estabilidade da SiO2 (quartzo e amorfa) da Figura 198 permite visualizar que as concentrações de sílica observadas nas amostras de água subterrânea indicam que não há equilíbrio com nenhuma das duas fases; pode-se dizer, porém, que as concentrações estão mais próximas da SiO2 (quartzo) do que da SiO2 (amorfa). Outra observação importante é que, como as concentrações de Al em todas as amostras foram muito baixas (menores que o limite de detecção), pode-se considerar que a sílica contida nas águas subterrâneas é proveniente do quartzo presente nas rochas encaixantes, e não da alteração dos
alumino-silicatos, como feldspatos e micas. Figura 198 - Diagrama de estabilidade da SiO2 (quartzo) e da SiO2 (amorfa). Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. - Geoquímica do Fé Tendo em vista os estados de
oxidação do Fe2+ e Fe3+, é de esperar que o comportamento geoquímico do ferro nas águas subterrâneas seja função tanto das condições redox quanto do pH. De modo geral, as concentrações de ferro são muito baixas, não sendo possível observar uma relação muito forte entre o pH ou o Eh e o ferro total dissolvido. As setas da Figura 199 representam apenas uma tendência geral de evolução do Fe, a partir das águas mais dissolvidas do tipo Na-Cl. Figura 199 - Variação na concentração de Fe dissolvido em função do pH e Eh. Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Figura 200 - Diagrama de estabilidade Eh-pH a 25oC admitindo as espécies Fe-O2-H2O a baixas concentrações. Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. A linha traçada na Figura 200 representa a reação: Fe(OH)2 + + 2H+ + e- = Fe2+ + 2H2O, (6.4) que, resolvida para a condição Eh, pH e respectivas constantes
termodinâmicas, pode Eh = 1.105 - 118 pH (6.5) Os pontos que caírem acima da reta apresentam as espécies principais na forma de Fe(OH)2 + e os pontos abaixo da reta apresentam as espécies principais na forma de Fe2+. É interessante notar que as amostras Na-Cl, com menores valores de pH e de TDS e as Na-Ca-HCO3, também, apresentam características semelhantes com relação às espécies do ferro dissolvido. 6.5.2.3.3. Caracterização hidrodinâmica - topo Para avaliação das características hidrodinâmicas dos aqüíferos, foram utilizados, inicialmente, dados preexistentes, como cadastros de poços e relatórios técnicos. Posteriormente, realizaram-se três ensaios de bombeamento. Foram avaliados os dois sistemas principais: aqüíferos sedimentares arenosos; e aqüíferos fissurais. Aqüíferos sedimentares porosos: segundo os dados do relatório de investigações geológico-geotécnicas na Praia de Itaorninha, existem duas camadas de areia distintas. A areia da camada superior, aqui denominada de areia I, possui peso específico saturado de 18,5 kN/m3. A areia da camada inferior, aqui denominada de areia II, possui peso específico saturado de 19,0 kN/m3. A partir desses valores, admitindo uma densidade dos grãos de 2,64 e grau de saturação de 100%, pode-se calcular a porosidade ou armazenamento específico das duas camadas de areia. A areia I possui uma porosidade média de 45% e a areia II, uma porosidade média de 48%. Isso significa que 1,0 m3 de areia é capaz de armazenar entre 450 e 480 litros de água. Para um aqüífero livre, o armazenamento pode ser avaliado a partir da porosidade do aqüífero. A permeabilidade da areia pode ser avaliada a partir dos ensaios de bombeamento e rebaixamento realizados por ocasião das escavações da fundação de Angra 1, tendo sido obtidos valores de permeabilidade da ordem 8.10-3 cm/s (Velloso, 1988). Aqüíferos fraturados: o estudo das características hidráulicas dos maciços fraturados (aqüíferos fissurais) foi levado a cabo em dois níveis: 1) local (AEI), com o uso de ensaios de perda d' água (EPA) realizados nas fundações das unidades; 2) a Área de Influência Direta (AID), com a avaliação de dados preexistentes ou gerados especificamente para o presente trabalho em poços na AID. A avaliação dos parâmetros hidrodinâmicos dos maciços fraturados de fundação das usinas foi efetuada partindo dos ensaios de perda d' água realizados na área da fundação de Angra 3 e com base em resultados de testes de bombeamento em poços profundos construídos na AID. Os ensaios de perda d' água na área das fundações da usina Angra 3 foram relatados em relatório da Promon (descrito no item 6.5.2.2.1 Relatório BP-3-6502-850100 - RI: Volume 1). As perdas d' água observadas foram muito pequenas, isto é, menores que 0,1 Lugeon, ou menores que 1,0 (L/min)/(m.kgf/cm2). Nesses casos, pode-se atribuir as perdas d' água verificadas ao vazamento no obturador e não às fraturas. Pode-se dizer que as perdas d' água registradas foram bastante compatíveis com o grau de fraturamento encontrado nos trechos ensaiados. Para o nível da AID, através da avaliação de dados preexistentes dos poços, a partir do tratamento e interpretação dos dados de rebaixamento, vazão e profundidade disponíveis em cadastros, foi possível avaliar alguns parâmetros hidrodinâmicos dos maciços: vazão específica e coeficiente de transmissividade. A Tabela 49 apresenta os dados obtidos nos cadastros dos poços e a Tabela 50 mostra os valores médios, máximos, mínimos e desvio-padrão para o conjunto de dados. Tabela 49 - Vazão, rebaixamento e parâmetros hidrodinâmicos obtidos a partir dos poços cadastrados
Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Tabela 50 - Variáveis estatísticas calculadas para os valores médios de vazão, rebaixamento e outros parâmetros hidrodinâmicos para o conjunto de poços cadastrados
Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Foram realizados, também, três ensaios de bombeamento em poços selecionados na área do projeto, conforme as recomendações da norma NB-1290. Os poços foram bombeados, com apenas uma vazão de explotação, mantida constante durante 12 a 24 horas. Foram registrados os rebaixamentos dos níveis d´água, durante o período de bombeamento e recuperação do poço. Para interpretação dos ensaios de bombeamento, foi utilizado o programa AquiferTest, da WHI (2000). A Tabela 51 apresenta os valores dos coeficientes de transmissividade, calculados pelos métodos de Theis, Theis-recuperação, Theis-retroanálise e Cooper & Jacob. Observa-se que os valores dos coeficientes de transmissividade para o poço ANG-038 e ANG-052 foram bem próximos, para os três métodos de cálculo utilizados, e da ordem de 10-4 m2/s. O poço ANG-011 (ponto de amostragem química WP/01), localizado na bacia aluvionar do Rio Perequê, apresentou um rebaixamento e recuperação muito rápidos, de modo que não foi possível acompanhar o rebaixamento e a recuperação com muita precisão. Portanto, o melhor método para estimar a transmissividade desse aqüífero foi realizar uma retroanálise do rebaixamento com um tempo de estabilização conhecido, através do método de Theis. Com esse procedimento, foi possível calcular um coeficiente de 1,7.10-3 m2/s. Tabela 51 - Resumo dos ensaios de bombeamento realizados, e respectivos valores de transmissividade, calculados por Theis, Theis recuperação e Cooper & Jacob
Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Considerando todo o conjunto de poços, pode-se observar que os valores médios de vazão estão em torno de 5,2 m3/h, variando entre 0,6 e 14,0 m3/h, isto é, cerca de uma ordem de grandeza de variação. Esses valores são compatíveis com os verificados em maciços cristalinos no estado do Rio de Janeiro (CPRM, 2000). Os valores de rebaixamento observados nos poços apresentam médias de 38,5 m, registrando grande variação: entre 15 e 110 metros. A vazão específica Q/S é definida pela razão entre a vazão (Q) e o rebaixamento necessário para atingir essa vazão (S), diferença entre o nível estático e o nível dinâmico. A vazão específica dá uma avaliação do acréscimo de vazão obtida para cada metro de rebaixamento do nível d' água. Observa-se uma variação de várias ordens de grandeza, entre 0,005 e 0,97 m3/h/m de rebaixamento e um valor médio de 0,2 m3/h/m. Observa-se que, de modo geral, existem dois grupos bem definidos de poços — o primeiro, com menor produtividade, apresentando vazão de até 2,6 m3/h e Q/S menor que 0,16 m2/h, e o segundo, com maior produtividade, apresentando Q maior que 5,0 m3/h e Q/S maior que 0,1 m2/h. Conclui-se que os poços na área de influência do empreendimento apresentam características hidrodinâmicas típicas dos sistemas cristalinos do estado do Rio de Janeiro, o que permite classificá-los como pertencentes a um aqüífero pobre, de poucos recursos e pequenas vazões. 6.5.2.3.4. Características Isotópicas - topo Os traçadores podem ser genericamente classificados em: • ambientais (ou naturais) — aqueles que ocorrem naturalmente no ciclo hidrológico; • artificiais — injetados pelo homem para estudos. Entre os traçadores ambientais, estão os isótopos pesados dos átomos constituintes da molécula da água. Os isótopos ambientais oxigênio-18 (18O), deutério (2H) e trício (T) apresentam uma enorme vantagem sobre outros tipos de traçadores da água pelo fato de formarem parte da molécula da água e, por isso, ficam minimizados os efeitos de retardo, reações químicas, adsorção, etc. De fato, a composição isotópica do oxigênio e do hidrogênio praticamente não muda na água subterrânea durante a interação água/rocha, a temperaturas inferiores a uns 80ºC (Gat & Gonfiantini, 1981; Cheng, 1996). Pode-se, portanto, obter informações muito úteis para a compreensão do funcionamento hidrogeológico de sistemas naturais através dessa ferramenta, como, por exemplo: - altitude média da área de recarga; - tempos de residência/trânsito. Pretendeu-se, com este estudo, a melhoria do conhecimento do fluxo e recarga dos aqüíferos com a utilização da isotopia ambiental. Para isso, levou-se a cabo uma campanha de amostragem de isótopos conjuntamente com a amostragem química. Selecionou-se um conjunto de fontes, poços e piezômetros e também da chuva com o objetivo de verificar as possíveis variações isotópicas levando em conta a altitude e a posição geográfica com respeito à CNAAA. Os dados isotópicos obtidos especificamente para este estudo, procedentes de uma amostragem simultânea a uma das campanhas de reconhecimento hidroquímico, constituem uma informação restrita, com um total de apenas cinco amostras, nas quais foram realizadas análises de oxigênio-18, deutério e trício (Tabela 52). Tabela 52 - Resultados das análises de isótopos ambientais realizadas em amostras na área de estudo pela Hydroisotop gmbh.
Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Com relação a dados anteriores dispõe-se de algumas análises de trício de outras campanhas realizadas na área de estudo, porém a resolução é insuficiente para o estudo em curso. A falta de dados anteriores é um fator que prejudica a interpretação isotópica com o uso do modelo de parâmetros agregados que é apresentada a seguir, haja vista que diminui a resolução/acuidade do modelo. Avaliação de Características Hidrogeológicas a Partir de Dados Isotópicos a) Os isótopos ambientais estáveis 18O e 2H: A estimativa da altitude da zona de recarga, ainda que grosseira, é de grande utilidade para entender o funcionamento de aqüíferos fraturados em zonas de alta complexidade geológica e de relevo acidentado. Para utilizar 18O e 2H como traçadores da recarga, é necessário que suas concentrações na precipitação sejam conhecidas, proporcionando um sinal característico. Tal sinal, contudo, varia no espaço e no tempo. Portanto, caracterizar a distribuição dos isótopos estáveis em águas meteóricas é importante para a determinação dessa função de entrada. A Linha Meteórica Local (LML) proporciona uma base de partida para o estudo das águas subterrâneas (Clark & Fritz, 1997). No presente estudo, apenas se obtiveram pontos isolados para essa interpretação, que, ainda assim, foi de grande utilidade para uma avaliação preliminar. O estudo isotópico da chuva limitou-se a uma amostra, para avaliação das características da água que se infiltra na área de estudo. Os isótopos ambientais estáveis na precipitação: dispõe-se de dados de 18O, 2H e 3H na precipitação em vários pontos do Planeta, inclusive Rio de Janeiro, Brasília e Buenos Aires, na base GNIP da Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA, IAEA na sigla em língua inglesa), conforme se pode observar em IAEA/WMO (1998). No presente caso, obteve-se a assinatura isotópica da chuva na estação de Buenos Aires, que tem uma série mais completa, de alguns anos, transformando-a através de um fator de correção na chuva do Rio de Janeiro, pois a estação da AIEA nessa região teve pouco mais de um ano de dados no início da década de 1960. Pode-se observar que a precipitação pluviométrica apresenta grande variação de valores sazonalmente (Figura 201), como é
normal, com água isotopicamente mais leve no outono e mais pesada na primavera austral. Porém, observa-se um trend de enriquecimento em 18O entre 1987 e 1999, a que não se atribuiu significado maior que uma variação climática plurianual, de ocorrência habitual. Figura 201 - Variação do oxigênio-18 da chuva em Buenos Aires. Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. A Figura 202 é uma demonstração da variação do oxigênio-18 e o deutério da chuva em Buenos Aires, a estação mais próxima com dados de chuva, corrigida para os valores médios no Rio de Janeiro, conforme explicado no parágrafo anterior. O número de dados obtido neste estudo não permite traçar a LML (Linha Meteórica Local), porém observa-se
que a reta representativa da regressão linear de todos os dados (correspondente à Linha Meteórica Local - LML) tem uma tendência que varia pouco da Linha Meteórica Mundial (excesso de deutério +10). Figura 202 - Diagrama de 18O e 2H das amostras de chuva na área de estudo (quadrados verdes), e na série sintética obtida a partir de correlação com a
precipitação pluviométrica em Buenos Aires. A grande dispersão observada nos resultados dos dados de amostras entre a Linha Meteórica Local e a Mundial, com tendência a que as águas mais leves estejam mais próximas à segunda e as mais pesadas àquela, pode estar relacionada a evaporação da chuva no ar ou — não se pode descartar esta possibilidade — no coletor de chuva. Outro fato de grande transcendência é que as próprias características físicas do setor estudado impedem que o comportamento isotópico das precipitações obedeça a padrões normais em outras circunstâncias. As chuvas obedecem a pautas espacial e temporalmente erráticas, de modo que os amostradores refletem características muito particulares e locais dentro de uma variedade de microeventos meteorológicos na serra. Evidentemente, há um padrão de comportamento geral e esse pode ser detectado e estudado, mas seria necessário adensar e organizar a amostragem, de modo que cada ponto seja analisado nas mesmas datas e de modo regular. Os isótopos ambientais estáveis na água subterrânea: Para o estudo dos isótopos nas águas subterrâneas do setor de estudo da área, optou-se pela amostragem e análise de águastipo representativas de cada sistema hídrico local: fontes (aqüífero raso); poços tubulares (aqüífero profundo); água da chuva; e o lago que se formou nas fundações de Angra 3. Adicionalmente, tomou-se uma amostra de aqüífero raso na região serrana sul fluminense para calibração e branco. O efeito de altitude pode ser avaliado com o exame da amostra tomada na serra, a uma cota de 400 m (Mendes - RJ). O resultado indica uma pendente (gradiente de altitude) de - 0,425 ä18O‰/100m. Esse valor não está em desacordo com o intervalo de variação mundial, que se situa entre -0,15‰/100m e 0,50‰/100m, segundo Clark & Fritz (1997). Em relação aos resultados apresentados, é importante o fato de que a inclinação observada está baseada em um número pequeno de dados e que a dispersão é muito grande. É evidente a grande dispersão dos resultados de dados correspondentes a diversas situações representadas (aqüífero raso, profundo, etc.). Isso indica que há evaporação da água de recarga dos aqüíferos da serra, cuja origem está claramente situada na Linha Meteórica Mundial (águas de caráter regional, oceânico). Os isótopos ambientais radiativos (3H): O isótopo radiativo de hidrogênio de massa 3 (3H, ou trício) tem uma meia-vida de aproximadamente 12,32 anos e uma meia-vida biológica (a quantidade de tempo que o corpo exige para excretar a metade do trício absorvido) de 10 dias a 2 anos (Brucecentre, 2001).. Por sua facilidade de coleta e análise, o trício é, provavelmente, o isótopo mais comumente usado para datar água subterrânea, e pode ser considerado um traçador conservador para a maioria dos estudos hidrológicos. Possui uma abundância natural, que foi transbordada através de produção de trício antropogênico durante os testes de armas nucleares dos 1950 e 1960. Dada a natureza de sua produção, o trício tem uma função de entrada muito complicada, e também está sujeito a variações geográficas importantes. Porém, um número grande de medidas de trício na precipitação está disponível e pode ser usado para obter funções de contribuição (IAEA, 1981). A água superficial e mesmo subterrânea, bem como a chuva no entorno dos reatores, apresenta níveis de trício acima do background local ou regional, sem que isso, obviamente, signifique que esteja ocorrendo uma contaminação perigosa ou inaceitável. Neste trabalho, o trício foi analisado em uma amostra de chuva, do lago das fundações de Angra 3 e em fontes e poços tubulares (aqüífero raso e aqüífero profundo, fraturado). O resultado dessas análises permitiu avaliar a recarga e circulação de água subterrânea nos sistemas aqüíferos locais, ainda que de forma preliminar. A falta de séries históricas impediu a obtenção de resultados mais conclusivos, porém foi possível obter importantes elementos para a interpretação e elaboração do modelo hidrogeológico local. A Figura 203 mostra os resultados das análises de trício na região do estudo. Os valores das águas analisadas, em geral, são típicos da primavera austral, oscilando entre 2,0 e 4,0 UT. Observa-se, contudo, que as amostras correspondentes à chuva (CH/1) e do lago das fundações de Angra 3 (L1/01) registram valores bastante superiores à média dos outros pontos e também ao background esperado. Porém todos os resultados demonstram que não há contaminação ambiental significativa. O decaimento radiativo do trício no Hemisfério Sul pode ser ajustado a uma função exponencial cujos valores previstos no ano 2002 guardam uma boa coincidência com os valores obtidos em Angra dos Reis, com as exceções já
descritas. Figura 203 - Resultado das análises de trício realizadas nas amostras da área de estudo. Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Quanto à modelagem com o trício para fins de avaliar o tempo de residência das águas subterrâneas rasas, empregou-se o modelo FLOWPC, desenvolvido por Maloszewski & Zuber (1996) para a AIEA, visando à definição do tempo médio de residência do aqüífero raso. O FLOWPC é um código que utiliza a abordagem dos parâmetros agregados na interpretação de traçadores ambientais, permitindo a estimativa de tempos de trânsito da água subterrânea no aqüífero e de parâmetros hidrológicos. Conseguiu-se definir, com razoável precisão, a função de entrada do trício na chuva nos arredores da CNAAA. A Figura 204 mostra a saída do modelo FLOWPC, considerando-se como função de entrada a concentração do trício na chuva em Buenos Aires, a precipitação média mensal em Angra dos Reis e, para efeito de calibração, os dados obtidos com as análises de trício efetuadas nas proximidades da CNAAA. O tempo médio de residência estimado com base no modelo é bastante variável, mas os melhores ajustes (menores valores de Sigma) e erros pequenos, não ultrapassando 3 a 4 anos com o
uso de um modelo de mescla exponencial (águas subterrâneas rasas, recarregadas no solo residual) associado a um fluxo pistão (fluxo em fraturas com a água recarregada na montanha), com concentração de trício nula, é considerado como uma componente significativa de recarga — cerca de 20%. Figura 204 - Resultados da simulação com o programa FLOWPC, indicando o melhor ajuste (menor Sigma) para tempos de residência (Tn) entre 3 e 4 anos. Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. 6.5.2.3.5. Favorabilidade hidrogeológica - topo As Áreas de Influência do empreendimento são compostas por terrenos cristalinos de origem metamórfica e ígnea, cuja principal característica do ponto de vista hidrogeológico é a de constituírem aqüíferos fraturados. Esse tipo de aqüífero se caracteriza por possuir porosidade secundária, armazenando água em fraturas e falhas existentes na rocha, sendo esse armazenamento dependente da intensidade e da interconectividade dos sistemas de fraturamento presentes. São, portanto, aqüíferos limitados do ponto de vista do potencial de exploração, mas, em alguns casos, podem assumir um papel relevante na falta de outros recursos. São sistemas livres, hidraulicamente conectados com as coberturas superficiais que capeiam as rochas cristalinas. As coberturas exercem um papel preponderante, uma vez que são os meios de captação e acumulação das águas meteóricas, fazendo com que essas águas sejam transferidas às fraturas subjacentes. As áreas também se caracterizam por terrenos de alta declividade, onde o sistema formado pelas coberturas e pelas rochas cristalinas descarrega suas águas nos vales dos rios e drenagens locais, sendo de extrema importância para o seu regime de base. As altas declividades condicionam o desenvolvimento de solos pouco espessos e a ocorrência de fluxo nas superfícies de contato de solo/rocha. A obtenção do mapeamento dos índices de favorabilidade à ocorrência de água subterrânea da AID-5 km ocorreu através da combinação ponderada do tema litologia (peso 40%) e densidade de fraturas (peso 60%). As classes utilizadas nos dois temas e suas respectivas notas se encontram na Tabela 53 e Tabela 54. A densidade de fraturas é definida como o comprimento total de fraturas existente em uma área, dividido por essa própria área. O mapa de densidade de fraturas (Anexo 3), que indica as áreas em estudo com maior intensidade de fraturamento, possuindo oito classes (Tabela 53). Tabela 53 - Densidade de fraturas
Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. Tabela 54 - Tipos litológicos identificados na AID-15 km
Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. O Anexo 4 - Mapa de Favorabilidade à Ocorrência de Água Subterrânea - AID-5 km, apresenta as seguintes classes: • Muito alta; • Alta; • Moderada; • Baixa; • Muito baixa; • Desprezível. Sendo naturalmente as áreas mais favoráveis, aquelas com maior intensidade de fraturamento e com ocorrência de coberturas aluvionares. 6.5.2.4. Modelo Hidrogeológico regional e local - topo A abordagem das características hidrogeológicas da área de estudo tomou como base a hierarquia que se estabeleceu segundo a escala de trabalho, ou seja, a subdivisão em Área de Influência Direta (AID) e a Área de Entorno Imediato (AEI), conforme descrito
anteriormente. Para as duas áreas observa-se o modelo descrito a seguir e mostrado esquematicamente na Figura 205. Figura 205 - Modelo hidrogeológico esquemático, onde (A) representa a localização da seção geológica mostrada em (B). Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol II (Eixo 2 - Geologia e Recursos Hídricos)", IGEO/UFRJ. • Zona não-saturada As encostas consistem basicamente de solos transportados (coluviões e depósitos de tálus) com espessura variável, entremeados a zonas com exposições de rocha. Devido aos elevados índices pluviométricos locais, a espessura da zona não-saturada varia bastante, havendo abundantes fontes em todas as encostas. Nas áreas de baixada (enseadas, praias, pequenas planícies costeiras), o nível freático apresenta-se em geral muito raso, com tipicamente não mais que 1 a 2 m de profundidade. Geralmente, são materiais de relativamente alta permeabilidade vertical, por serem granulares de alta porosidade (areias de baixada) ou por consistirem no litter, com restos de vegetais, troncos apodrecidos, tocas de animais etc. que facilitam muito a infiltração (encostas). • Aqüífero superior (livre) Consiste, nas encostas, em materiais geralmente inconsolidados, como a porção saturada dos solos residuais ou sedimentos superficiais (depósitos de tálus e colúvios) mais a alteração de materiais rochosos (saprolito, solo residual jovem). Nas baixadas, são compostos pelos mesmos sedimentos fluviomarinhos citados anteriormente. Este aqüífero tem boa permeabilidade e apresenta rápida recarga e circulação de água. Em conexão com as descontinuidades da porção mais superficial do maciço rochoso — geralmente mais abertas e interconectadas que em maiores profundidades — este aqüífero provê a água que flui pelas fontes e pequenos riachos que são abundantes em todas as encostas da região. Não obstante, apresenta em geral baixa capacidade de armazenamento, pois a espessura é pequena e a descarga, muito rápida — razão do rápido esgotamento das fontes e mananciais que minam de fraturas na rocha e da interface solo/rocha ao cabo de períodos de chuva. • Aqüífero profundo (semiconfinado) Este aqüífero, em verdade, é constituído pela trama de fraturas com maior abertura e persistência do maciço, por onde flui alguma água subterrânea. A característica marcante é um tempo mais longo de trânsito, levando a uma maior mineralização. Os gradientes e a carga hidráulica são elevados, pois a recarga se dá freqüentemente na parte alta da encosta, e esta água encontra-se hidraulicamente equilibrada com a porção alta da encosta. Um certo grau de confinamento deste aqüífero, provocado pela cobertura de colúvio/tálus, de natureza em geral pelítica, leva a ocorrência de um caráter semiconfinado a este aqüífero. Apesar de ser um aqüífero fraturado ("fissural", segundo alguns autores), este corpo hídrico é o que tem melhores possibilidades de explotação de grandes vazões na região. O esgotamento da reserva por sobrebombeamento é, contudo, sempre uma ameaça ao executarem-se poços neste aqüífero, sendo necessário realizar testes de bombeamento apropriados para uma gestão adequada. Em resumo, trata-se de um sistema hídrico de circulação rápida, forte escoamento superficial pelos canais naturais formados nos talvegues da encosta, em função muito mais da alta declividade que das características do solo. O fraturamento exerce um papel muito importante na transmissão de água subterrânea e superficial nas encostas, mas de um modo que ainda não se conhece satisfatoriamente. O regime de inúmeras fontes e cursos de água superficial, perenes ou não são controlados pelo sistema de fraturas. A conexão com o aqüífero sedimentar costeiro é evidente e, acredita-se, predominantemente subterrânea. As características químicas do lago das fundações de Angra 3, surpreendentemente pouco mineralizadas, são uma comprovação disso. O aqüífero profundo, semiconfinado pode por vezes ter seu nível piezométrico aflorante ou acima da superfície do terreno, mas essa característica é muito variável. A extrema variabilidade de algumas propriedades e parâmetros-chave do ponto de vista hidrogeológico ressalta o caráter típico de maciços fraturados, onde sobressaem a heterogeneidade e a anisotropia. É bastante difícil fazer previsões viáveis quanto ao potencial hídrico e mesmo quanto ao comportamento de eventuais contaminantes nessas condições. 6.5.3. Oceanografia - topo 6.5.3.1. Levantamento Batimétrico - topo A baía de ilha Grande apresenta um litoral bastante recortado e morfologia típica de área de submersão, com algumas "rias" (Sacos do
Mamanguá e de Parati-Mirim) e depósitos quaternários pouco desenvolvidos. Essa conformação é característica da Unidade V da divisão feita por Suguio e Martin (1978) para o litoral norte de São Paulo e sul do Rio de Janeiro (Figura 206). Figura 206 - Mapa mostrando a divisão do Litoral do Estado de São Paulo e Sul do Estado do Rio de Janeiro (modificado de Martin & Suguio, 1978). Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). Segundo Mahiques (1987), a Baía da ilha Grande, com aproximadamente 14 x 102 km² (Ikeda et al, 1989b), divide-se em dois corpos menores: parte leste e parte oeste, unidas por um canal central. Em seu interior estão localizadas diversas ilhas, além de lajes submersas, e seu litoral é composto por praias, costões rochosos e manguezais. A baía apresenta uma morfologia de fundo bastante variada, com a presença de canais fluviais submersos, oriundos de períodos de nível de mar mais baixos e um canal central, entre a ilha Grande e o continente, com acentuada depressão batimétrica, atingindo a profundidade de 55 m. As maiores profundidades na porção oeste ao canal central estão entre 20 e 30 m, ao passo que no lado este, é de 10 a 25 m (Ceccopieri, 2001). A plataforma continental nesta região, segundo Zembruski (1979), tem aproximadamente 90 km de largura, com sua quebra ocorrendo a cerca de 140 m de profundidade. O mesmo autor identifica um canal raso e estreito que parte da entrada oeste da baía e segue até a quebra da plataforma. O gradiente é suave, aproximadamente 1:900, tornando-se acentuado próximo ao maciço cristalino da ilha Grande, atingindo um gradiente de 1:50 (Dias et al., 1990). No período Glacial 18.000 AP, com o nível do mar mais baixo, a baía de ilha Grande encontrava-se emersa. Nela, havia uma rede de drenagem fluvial, proveniente da baía de Sepetiba, no sentido E-W. Com a elevação do nível do mar (10.000 a 11.000 AP), a porção oeste da baía (a mais profunda) foi inundada pelo mar. Com uma subseqüente elevação do nível do mar (8.000 AP), a porção leste (a mais rasa) também foi inundada, formando a morfologia de costa e fundo atual da baía de ilha Grande (Mahiques, 1987). O padrão hidrodinâmico costeiro atual foi estabelecido a partir do evento de 2.500 A.P., que corresponde à estabilização do nível do mar a níveis próximos ao atual (Martin et al, 1984). 6.5.3.1.1. Metodologia - topo A área de estudo total que engloba o Saco Piraquara de Fora e região adjacente, até as ilhas do Brandão e Paquetá (DHN, 1980), foi dividida em três sub-áreas, a saber: a) Área 1 - localizada próximo à saída da descarga de água das usinas até a distância aproximada de 400 m; b) Área 2 - engloba a enseada desde o limite externo da Área 1 até a boca da enseada; c) Área 3 - da boca da enseada até as Ilhas do Brandão e Paquetá. O processamento seguiu metodologia descrita por Villena (1999) e deu-se em duas etapas distintas, descritas a seguir. • Fase 1 - dados existentes Foi analisada uma série de plantas batimétricas, dentre as quais foram selecionadas as que atendiam aos critérios de densidade de dados mínima para o processamento utilizando o programa Geosoft 5.1. Foram aproveitadas as plantas da área próxima à desembocadura da descarga d' água, elaboradas pela Encal (1981), apresentada no Datum Sad69 e projeção UTM 23S, e Oceanotécnica (1985), cujo Datum não se achava especificado na planta, sendo informado tratar-se de SAD69 que é utilizado em todas as plantas da Eletronuclear, e projeção UTM 23S. Essas plantas foram escolhidas em função da data de levantamento (antes e depois do deslizamento da encosta), área de abrangência e da densidade dos dados batimétricos. O processamento foi feito separadamente para cada mapa (1981 e 1985), gerando-se os seguintes produtos para a Área 1: a) Mapa 1 - Posicionamento (1981) na escala original de 1:2000, mostrada em tamanho A3, onde se pode ver a localização dos dados batimétricos utilizados no processamento (Anexo 21). b) Mapa 2 -Contorno Batimétrico (1981) na escala original de 1:2000, mostrada em tamanho A3, na qual tem-se o grid batimétrico exibido por tabela de cores, cuidando-se para que fosse utilizada a mesma escala de cores para que pudessem ser distinguidas as diferenças no relevo de fundo e as isolinhas de batimetria (Anexo 22). c) Mapa 3 - Relevo Sombreado (1981) na escala original de 1:2000, mostrada em tamanho A3, onde se tem o grid batimétrico exibido na forma de relevo sombreado colorido (Anexo 23). d) Mapa 4 - Gradiente (1981) na escala original de 1:2000, mostrada em tamanho A3, onde é mostrado o grid de gradiente, gerado a partir da variação da profundidade com a distância (Anexo 24). e) Mapa 5 - Posicionamento (1985) na escala original de 1:2000, mostrada em tamanho A3, onde pode ser vista a localização dos dados batimétricos utilizados no processamento (Anexo 25). f) Mapa 6 - Contorno Batimétrico (1985) na escala original de 1:2000, mostrada em tamanho A3, na qual se tem o grid batimétrico exibido por tabela de cores, cuidando-se para que fosse utilizada a mesma escala de cores para que pudessem ser distinguidas as diferenças no relevo de fundo e as isolinhas de batimetria (Anexo 26). g) Mapa 7 - Relevo Sombreado (1985) na escala original de 1:2000, mostrada em tamanho A3, onde se tem o grid batimétrico exibido na forma de relevo sombreado colorido (Anexo 27). h) Mapa 8 - Gradiente (1985) na escala original de 1:2000, mostrada em tamanho A3, onde é mostrado o grid de gradiente, gerado a partir da variação da profundidade com a distância (Anexo 28). i) Mapa 9 - Comparação Batimétrica na escala original de 1:2000, mostrada em tamanho A3, onde se tem a diferença entre a batimetria de 1981 e 1985, gerando um grid de assoreamento/erosão, onde os valores positivos representam assoreamento e os valores negativos, erosão (Anexo 29). • Fase 2 - dados atuais Foi realizado levantamento batimétrico entre os dias 18 e 26 de agosto de 2002, levantando-se as três áreas do estudo com espaçamento de linhas de aproximadamente 10 m na Área 1; 20 m na Área 2 e 50 m na Área 3. Para a coleta de dados, foi utilizado um sistema digital de batimetria, composto por posicionamento DGPS submétrico marca CSI, modelo LGBX-PRO, com correção diferencial por satélite de comunicação, ecobatímetro hidrográfico marca ODEC, modelo Bathy 500MF, operando na freqüência de 208Khz com saída de dados analógica (ecograma)/digital e um computador laptop com software Hypack para navegação e armazenamento dos dados digitais. Durante o levantamento batimétrico, a estação maregráfica da marina da Piraquara foi guarnecida, sendo realizada a leitura da maré na régua instalada e nivelada a cada 15 minutos. Os dados digitais foram analisados, confrontando-se com o registro analógico, sendo cortados os dados espúrios. Procederam-se às reduções ao zero da obra, retirando-se o valor de maré lida na régua e acrescentando-se a cota de nivelamento entre o zero da régua e o zero da obra. Dessa forma todos os dados batimétricos são apresentados como cotas negativas em relação ao zero da obra. Seguiu-se o processamento no programa Geosoft 5.1, realizando-se a importação dos dados e gerando-se os mapas propostos, à exceção do mapa de comparação batimétrica entre 1985 e 2002. A não-realização dessa comparação deu-se em função de discrepância de referência, provavelmente relacionada a erro de Datum nos dados existentes, visto que todos os dados estão referenciados ao Datum SAD69, mas os dados de 1981 e 1985 não casam com os do levantamento realizado e com a linha de costa, os quais se ajustam perfeitamente. O processamento foi feito separadamente para cada mapa (Área), gerando-se, os seguintes produtos: a) Mapa 10 - Posicionamento (2002) na escala original de 1:2000 para a Área 1, mostrada em tamanho A3, onde se vê a localização dos dados batimétricos utilizados no processamento (Anexo 30). b) Mapa 11 - Contorno Batimétrico (2002) na escala original de 1:2000 para a Área 1, mostrada em tamanho A3, na qual se tem o grid batimétrico exibido por tabela de cores, cuidando-se para que fosse utilizada a mesma escala de cores para que pudessem ser distinguidas as diferenças no relevo de fundo e as isolinhas de batimetria (Anexo 31). c) Mapa 12 - Relevo Sombreado (2002) na escala original de 1:2000 para a Área 1, mostrada em tamanho A3, onde se tem o grid batimétrico exibido na forma de relevo sombreado colorido (Anexo 32). d) Mapa 13 - Gradiente (2002) na escala original de 1:2000 para a Área 1, mostrada em tamanho A3, onde é mostrado o grid de gradiente, gerado a partir da variação da profundidade com a distância (Anexo 33). e) Mapa 14 - Posicionamento (2002) na escala original de 1:6000 para a Área 2, mostrada em tamanho A3, onde é possível ver a localização dos dados batimétricos utilizados no processamento (Anexo 34). f) Mapa 15 - Contorno Batimétrico (2002) na escala original de 1:6000 para a Área 2, mostrada em tamanho A3, na qual se tem o grid batimétrico exibido por tabela de cores, cuidando-se para que fosse utilizada a mesma escala de cores para que pudessem ser distinguidas as diferenças no relevo de fundo e as isolinhas de batimetria (Anexo 35). g) Mapa 16 - Relevo Sombreado (2002) na escala original de 1:6000 para a Área 2, mostrada em tamanho A3, onde se tem o grid batimétrico exibido na forma de relevo sombreado colorido (Anexo 36). h) Mapa 17 - Gradiente (2002) na escala original de 1:6000 para a Área 2, mostrada em tamanho A3, onde é exibida o grid de gradiente, gerado a partir da variação da profundidade com a distância (Anexo 37). i) Mapa 18 - Posicionamento (2002) na escala original de 1:10000 para a Área 3, mostrada em tamanho A3, onde se vê a localização dos dados batimétricos utilizados no processamento (Anexo 38). j) Mapa 19 - Contorno Batimétrico (2002) na escala original de 1:10000 para a Área 3, mostrada em tamanho A3, na qual se mostra o grid batimétrico exibido por tabela de cores, cuidando-se para que fosse utilizada a mesma escala de cores para que pudessem ser distinguidas as diferenças no relevo de fundo e as isolinhas de batimetria (Anexo 39). l) Mapa 20 - Relevo Sombreado (2002) na escala original de 1:10000 para a Área 3, exibida em tamanho A3, onde é mostrado o grid batimétrico exibido na forma de relevo sombreado colorido (Anexo 40). m) Mapa 21 - Gradiente (2002) na escala original de 1:10000 para a Área 3, mostrada em tamanho A3, onde é se vê o grid de gradiente, gerado a partir da variação da profundidade com a distância (Anexo 41)., 6.5.3.1.2. Resultados - topo O relevo de fundo, segundo a batimetria de 1981 (Anexo 22 e Anexo 23), mostra a maior parte da área com profundidades acima de 5 m, com profundidade máxima entre 10 e 11 m. Há um "molhe" submerso a aproximadamente 70 m da saída d' água e, entre essa estrutura e a boca de deságüe, há uma depressão com profundidade máxima acima de 9 m. Em termos de gradiente (Anexo 24) tem-se, conforme os dados de 1981, uma região dominada, em sua maior parte, por declives suaves (< 2 graus), com valores acima desse patamar (> 20 graus) nas áreas próximas à costa, seguindo o contorno desta, e nos flancos do molhe submerso. Observando-se os mapas 6 (Anexo 26) e 7 (Anexo 27) nota-se a alteração do relevo de fundo da área em função do deslizamento de terra ocorrido no ano de 1985. Grande parte da área apresenta-se com menos de 5 m de profundidade, com máximas entre 10 e 11 m. O molhe submerso perdeu muito de sua expressão vertical, o mesmo acontecendo com a depressão próxima à saída d' água. É notável a presença do leque de deposição do material escorregado da encosta, bem como a rugosidade do fundo. O Mapa 9 (Anexo 29) mostra a comparação batimétrica entre os dois levantamentos utilizados (1981 e 1985), ficando evidente o leque de deposição do material deslizado em 1985. Grande parte da área teve assoreamento superior a 3,0 metros, com áreas localizadas com mais de seis metros de variação batimétrica. O volume de assoreamento calculado na Área 1 (GRIDVOL - Geosoft 5.1) foi de 509.967 m3. O estudo mostrou ainda que, para a mesma área, houve 761 m3 de erosão, comparando-se as batimetrias de 1981 e 1985. Em relação aos dados levantados neste trabalho, pode-se notar nos mapas de contorno batimétrico e relevo sombreado - mapas 11 (Anexo 31) e 12 (Anexo 32) - o reaparecimento de um baixo batimétrico próximo à saída da água de descarte da usina, o que confirma a intervenção ali realizada através de dragagem. Os canais ao norte e sul do cone do deslizamento parecem ter sido acentuados, com um alargamento do canal norte. A maior parte da área tem profundidades entre 2 e 6 m, com máxima em torno de 10 m, podendo ser notada, também, uma inflexão das isolinhas em direção à costa no cone de deposição de forma mais evidente que em 1985. O gradiente pode ser visto no mapa 13 (Anexo 33), evidenciando uma tendência de suavização em relação ao mesmo mapa de 1985. De forma geral, embora com gradientes menos acentuados em relação a 1981, a área tende novamente à suavização em sua porção mais profunda, com maiores valores relacionados às margens ou à borda do leque de deposição do desmoronamento. A topografia de fundo da Área 2, que se estende desde a boca da enseada até a saída da água de descarte das usinas, pode ser vista nos mapas de contorno (mapa 15 - Anexo 35) e relevo sombreado (mapa 16 - Anexo 36). Deve ser ressaltada a presença de áreas em branco nos mapas, nas quais o grid foi mascarado por falta de dados de sondagem pela impossibilidade de navegação. Pode-se notar que a maior parte da enseada tem profundidades variando entre 8 e 14 m, sendo observadas algumas elevações topográficas (coordenadas 557484/7455335; 558044/7455356; 558482/7454785), sempre relacionadas a afloramentos rochosos. As inflexões das isolinhas de batimetria parecem relacionar-se com padrão de refração, difração de ondas nesses altos do fundo, principalmente na laje mais a SE. O gradiente nesta área (mapa 18 - Anexo 38) assemelha-se muito ao observado para a Área 1 em 1981, com predominância de baixos valores de inclinação na porção das profundidades dominantes (8 a 14 m) e altos valores junto às elevações do fundo, lajes, ilha e margens da enseada. Isso é característico de regiões de encosta, com baixo suprimento de sedimento local. Nesse mapa observa-se, pela gradação de azul para verde no extremo W, que a influência do deslizamento de 1985 se estende por mais de 150 m além dos limites definidos para a Área 1. A Área 3, que se estende desde as proximidades das ilhas do Brandão e de Paquetá até a saída de água das usinas, em termos de batimetria (mapas 19 - Anexo 39 - e 20 - Anexo 40), pode ser dividida em três áreas. A primeira seria a faixa até 5 m de profundidade, que se restringe às proximidades da margem e das elevações do fundo marinho; a segunda abrange o restante do saco Piraquara de Fora e a porção N da Área 3, destacada no mapa pelo predomínio da coloração verde, com profundidades entre 9 e 14 m e, por fim, a porção S/SE da Área 3, com predominância da coloração azul e profundidades entre 14 e 19 m. O gradiente da região (mapa 21 - Anexo 41) é semelhante ao da Área 2, com predomínio de ampla região de baixos valores de gradiente, com os valores mais elevados relacionando-se à margem da enseada, ilhas, elevações batimétricas, cone de deposição do deslizamento de 1985, saída d' água da usina. Próximo do limite externo da enseada pode-se ver uma estreita faixa de coloração verde, mostrando a transição da área mais profunda, descrita pouco acima, para a faixa intermediária de profundidade descrita no mesmo parágrafo. Com base no estudo executado, foi possível afirmar que: • o Saco Piraquara de Fora possui topografia de fundo característica de enseadas localizadas em áreas próximas a encosta, com pequena planície sedimentar e pequeno aporte de sedimentos. A parte rasa está nas margens e próxima a elevações batimétricas e afloramentos; • o gradiente acompanha a mesma distribuição citada acima; • a topografia de fundo fica mais rasa da parte S/SE da Área 3 em direção ao fundo da enseada, local da saída d' água das usinas; • o relevo de fundo da, especialmente a Área 1 e início da Área 2, foi duramente afetado pelo deslizamento de encosta ocorrido em 1985, com variações de profundidade de aproximadamente 8 m; • o volume total do assoreamento da área submersa é da ordem de 509.000 m3; • com o deslizamento, foi criado um grande leque deposicional, no qual, de acordo com os dados sedimentológicos, encontra-se uma frente de sedimentos grossos compostos por cascalho com areia com lama (Pereira, 2002). Nesse leque, a topografia ficou bastante irregular; • os dados batimétricos atuais apontam para um possível retrabalhamento do sedimento, com suavização das pequenas irregularidades batimétricas, alargamento do canal localizado a N do leque e individualização de um pequeno canal de pouca expressão de relevo no topo do leque de deposição; • a intervenção feita na saída d' água gerou um aprofundamento no local, embora, pelo observado nos mapas de 1981 e 2002 para a Área 1, não tenha retornado ao mesmo padrão de área e profundidade anterior ao escorregamento. 6.5.3.2. Levantamento de composição granulométrica - topo A determinação das propriedades físicas de tamanho das partículas e a classificação dos depósitos de sedimentos são parâmetros fundamentais no estudo da geologia marinha. A composição granulométrica dos sedimentos de plataforma depende, em grande parte, do material fornecido pelo continente, especialmente através de rios. A distribuição granulométrica dessas partículas está intimamente ligada à interação de vários fatores, principalmente condições hidrodinâmicas, relevo de fundo e fatores físico-químicos. O presente estudo caracteriza os sedimentos que cobrem o Saco Piraquara de Fora, que se localiza na Área de Influência Direta - AID do Empreendimento. 6.5.3.2.1. Metodologia - topo Campo Durante os meses de agosto e setembro de 2002, foram coletadas 122 amostras em pontos previamente determinados (mapa 22 - Anexo 42) e distribuídos pelas Áreas I (10 amostras), II (70 amostras) e III (42 amostras). Para as coletas, foram utilizados uma embarcação de pequeno porte e um amostrador de fundo tipo Van Veen, que apresenta boa recuperação em águas rasas. Os sedimentos foram acondicionados em sacos plásticos, devidamente identificados e mantidos sob refrigeração até o início da análise granulométrica no laboratório de Oceanografia Geológica da Uerj. Laboratório O procedimento inicial foi a lavagem da amostra para a retirada dos sais solúveis. Após isso, as amostras foram pesadas em balança analítica e secas em estufa com temperatura média de 40ºC, para não favorecer o endurecimento da amostra nem a alteração de alguns inerais de argila, possibilitando a obtenção do peso inicial seco. Em seguida foram acondicionadas em bechers de 1 litro para tratamento com peróxido de hidrogênio (H2O2) a 10%, sob uma placa aquecedora a 80ºC para a degradação da matéria orgânica e, após lavagem, levadas a estufa para secagem e, posteriormente, pesadas para obtenção do percentual de matéria orgânica. Na etapa seguinte, as amostras foram tratadas com ácido clorídrico (HCl) a 30%, para eliminação de carbonatos presentes na amostra, procedendo-se em seguida à mesma operação de lavagem e secagem em estufa. As amostras foram então pesadas para cálculo do percentual de carbonatos. Após essas etapas iniciais, as amostras sofreram um peneiramento a úmido, em peneira com abertura de malha de 0,062 mm (limite inferior da classe areia muito fina pela escala de Wentworth), para a separação da fração grossa (diâmetro > 0,062) e fração fina (diâmetro < 0,062). A fração areia foi então levada à estufa para secagem e posterior pesagem, para obtenção do peso inicial e do valor percentual de sedimentos grosseiros. As amostras foram submetidas aos processos de análise granulométrica segundo Krumbein & Pettijohn (1938), Loring and Rantala (1992) e Ponzi (1995). A fração grosseira (grãos maiores do que 0,062 mm) sofreu tamização a seco, utilizando-se peneiras com intervalo de 0,5 phi. Para a classificação de tamanho de grão, utilizou-se a escala de Wentworth. A fração lamosa foi analisada aplicando-se o método de pipetagem (Suguio, 1973), onde as amostras foram colocadas em provetas de 1.000 ml com silicato de sódio (antifloculante) para, então, serem coletadas frações de 20 ml de acordo com o intervalo de tempo e profundidade de introdução da pipeta. As amostras, resultantes da pipetagem, foram secas em estufa e pesadas, obtendo-se os pesos relativos de cada intervalo de classe de um phi (como na Tabela 55), e posteriormente usados para o cálculo dos valores percentuais desses intervalos. Tabela 55 - Tabela de pipetagem segundo Suguio (1973)
Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). 6.5.3.2.2. Resultados - topo Teor de matéria orgânica De modo geral, as maiores porcentagens de matéria orgânica (entre 10% e 20%) encontram-se próximo à costa, diminuindo em direção às maiores profundidades (3% a 5%) e aumentando novamente ao largo (Área 3). Nas camadas onde predominam os sedimentos lamosos, o teor de matéria orgânica aumenta no sentido oposto ao do carbonato. Teor de carbonato de cálcio As porcentagens estão, normalmente, em torno de 5%, não ultrapassando os 20%. Apresentam maiores concentrações (19-25%) em profundidades médias (1-2 m), adjacente à costa na Área 2 e ao largo na Área 3. Granulometria Considerando-se os resultados das análises granulométricas, efetuou-se a classificação segundo o diagrama triangular de Shepard (1954), que se tem mostrado de grande valia para a distribuição textural dos sedimentos. O Saco Piraquara de Fora é composto, principalmente, por sedimento arenoso, com sedimento lamoso em um bolsão próximo à costa e ao largo (Área 3). Área 1 A Área 1 do estudo, localizada no Saco Piraquara de Fora até a isóbata de 6 m, apresentou-se dividida em quatro classes texturais, como mostra o mapa 23 (Anexo 43): • cascalho com areia com lama; • areia; • areia com lama; • lama. No local onde ocorre a descarga da água que refrigera a usina, não houve recuperação de sedimentos. Com base nas amostras analisadas (Tabela 56), observa-se que a Área 1 apresenta uma textura predominantemente arenosa, com presença de sedimento lamoso em um único local a leste da área. Com base nos mapas de tipo de sedimento (mapa 23, Anexo 43), teores de carbonato (mapa 24, Anexo 44) e teores de matéria orgânica (mapa 25, Anexo 45), pode-se concluir que: a. no centro da área encontra-se um local de cascalho com areia com lama, formado por areia de granulometria grossa a cascalho, com mais de 50% de carbonato de cálcio e pouca matéria orgânica; b. na área adjacente à linha de costa, observou-se a presença de areia, composta de areia grossa a muito grossa, com pouco carbonato de cálcio e matéria orgânica; c. no centro da Área 1 encontra-se um bolsão de areia com lama, representado por uma granulometria de areia muito fina a fina com algum carbonato de cálcio e pouca matéria orgânica; d. uma região de lama encontra-se a leste da área e é texturalmente constituída por siltes com algum carbonato e pouca matéria orgânica. O maior percentual de areia (Anexo 46) localizado adjacente à costa, onde aconteceu o deslizamento em 1985, indica que os depósitos de sedimento mais grossos que ocorrem na área têm sua origem no material proveniente desse episódio. Área 2 A Área 2, localizada no Saco Piraquara de Fora, até a isóbata de 12 m, apresentou-se dividida em cinco classes texturais (Anexo 47): • cascalho com areia com lama; • areia; • areia com lama; • lama; • lama com areia. Com base nas amostras analisadas (Tabela 56), há uma predominância de areia (Anexo 47) na área, texturalmente constituída por areia de fina a grossa com pouco carbonato (Anexo 48) e pouca matéria orgânica (Anexo 49). Tabela 56 - Resultado das análises granulométricas Além das classes texturais principais, areia e lama, encontram-se nove áreas compostas por areia com lama, com pouco carbonato de cálcio e alguma matéria orgânica;
Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). Pode-se perceber a presença de um bolsão de lama (Anexo 47), composto por silte, a oeste da área. Verificou-se a presença de muito carbonato de cálcio (mais de 50%) na área adjacente à costa, ao norte e ao sul; e na área central (Anexo 48), sendo que nesta última ocorre, também, um maior percentual de matéria orgânica (Anexo 49). Adicionalmente à Área 1, foram encontrados mais cinco locais compostos de areia com lama, representados por silte, com carbonato de cálcio em torno de 40% e pouca matéria orgânica. No centro da área analisada, observaram-se dois locais compostos de lama com areia, texturalmente constituídos por silte com pouco carbonato de cálcio e pouca matéria orgânica. Pode-se observar, ainda, um local (Anexo 50), a leste da enseada, com percentual de areia mais elevado, além do observado na Área 1. Nesse caso, o sedimento mais grosso poderia ser de origem externa ao Saco Piraquara de Fora. Área 3 A Área 3, localizada ao largo do Saco Piraquara de Fora, até a isóbata de 50 m, apresentou-se dividida em cinco classes texturais (Anexo 51): • cascalho com areia com lama; • areia; • areia com lama; • lama; • lama com areia. Com base nas amostras analisadas (Tabela 56), pôde-se perceber um predomínio de sedimento tamanho areia na área, texturalmente constituída por areia de fina a grossa, com algum carbonato de cálcio (Anexo 52) e pouca matéria orgânica (Anexo 53). Pode-se observar a ocorrência de lama (Anexo 51), a oeste e a leste da área, composta por siltes com pouco carbonato de cálcio e muita matéria orgânica. Além das classes texturais principais, areia e lama, encontram-se nove áreas Um maior percentual de areia ocorre no centro da área e adjacente à costa, devido às correntes que atuam no local (Anexo 54). Com o presente estudo ficou evidenciado que: • os sedimentos encontrados na área estudada são predominantemente arenosos. • os depósitos atuais de sedimentos que ocorrem à leste da área são oriundos do material proveniente do deslizamento ocorrido em 1985. • As maiores percentagens de carbonato de cálcio estão localizadas nas áreas adjacentes à costa e no centro da área. As maiores percentagens de matéria orgânica concentram-se, de acordo com o esperado, nos locais onde há uma predominância de sedimentos lamosos. • Esse padrão de distribuição é principalmente decorrente do regime de correntes na enseada, com o transporte de sedimentos mais grosseiros nas áreas central e adjacente à costa, e deposição de sedimentos mais finos ao largo, onde são menores as velocidades de correntes. 6.5.3.3. Geofísica rasa e estratigrafia - topo O estudo foi dividido em cinco partes: 1) Atividades Pré-Levantamento; 2) Atividades Pós-Levantamento Geofísico; 3) Atividades Pós-Sondagens; 4) Resultados e Interpretações; e 5) Conclusões e Recomendações. 6.5.3.3.1. Metodologia - topo Atividades pré-levantamento Com base nas informações existentes (dados, mapas, relatórios), foi digitalizada e confeccionada uma série de mapas temáticos com o objetivo de entender a geologia e geomorfologia da região de interesse. Tais mapas encontram-se georreferenciados e mostraram-se fundamentais para o planejamento do levantamento geofísico, enfocando principalmente a área adjacente ao desmoronamento ocorrido em 1985. O estudo identificou na estruturação da Baía da Ribeira a presença de uma série de falhas, fraturas, lineamentos estruturais e diques de diabásio, orientados principalmente na direção NE-SW. Além disso, nota-se o forte condicionamento tectônico da linha de costa, condicionada por essas estruturas. Através de uma análise das bacias e sub-bacias de drenagem adjacentes à Baía da Ribeira notou-se que as bacias de drenagem principais são fortemente condicionadas pela estruturação geológica da área, com um padrão dentrítico e de captura de drenagem. Atividades pós-levantamento geofísico O levantamento geofísico foi realizado de 17 a 19 de agosto de 2002, utilizando-se um perfilador de fundo na freqüência de 10 kHz. Esse método, conhecido como Sísmica Rasa de Alta Resolução, permite o imageamento de 40-50 m do pacote sedimentar, em regiões costeiras, com resolução de 5 cm. A navegação foi efetuada com posicionamento DGPSRaccal, de alta precisão, através do software Hipack Max V. 5.0. Já as imagens digitais, relativas ao perfilador de subfundo (10 kHz), foram obtidas com o Stratabox V. 2.14 da Odec, Inc. Com base no levantamento geofísico, foram realizadas diversas etapas, fundamentais para a interpretação sismo-estratigráfica. Na etapa de georreferenciamento dos dados, foram integradas as informações digitais relativas à Navegação e à Sísmica Rasa. A integração desses dados foi realizada por meio de processamento digital, apoiado em uma série de softwares de geoprocessamento, utilizando-se técnicas de importação e exportação de rasters e vetores. Com isso, foi possível obter os dados sísmicos georreferenciados para posterior interpretação. Após a integração dos dados, produziu-se um mapa de posicionamento das linhas geofísicas obtidas. As linhas foram separadas em DIP (longitudinais) e Strike (transversais). As linhas Strike foram utilizadas para o controle dos horizontes sismo-estratigráficos (Anexo 55). Os perfis sísmicos obtidos foram montados de forma digital para interpretação sismoestratigráfica, de modo a tornar compatíveis as informações das linhas regionais e locais. A interpretação sismo-estratigráfica dos perfis sísmicos foi efetuada a partir do mapeamento das megasseqüências sedimentares, com base em seus padrões de ecocaráter, que são dependentes da impedância acústica dos sedimentos. Neste processo, o dado bruto é interpretado, digitalizado e posteriormente rasterizado gerando perfis sismo-estratigráficos. Após a interpretação sismo-estratigráfica dos perfis, os horizontes sísmicos foram georreferenciados, gerando diferentes mapas temáticos. O mapa de contorno estrutural (Anexo 56) mostra a profundidade do embasamento cristalino e sua orientação geral NE-SW. Nota-se a presença de dois baixos estruturais na porção norte e na porção central da enseada, com 18 m de profundidade. As porções elevadas do embasamento localizam-se próximo à costa e na porção intermediária dos baixos. O mapa de isópacas da megasseqüência 1 (mapa 37, Anexo 57) representa a espessura das areias depositadas imediatamente acima do embasamento. Tal megasseqüência é provavelmente composta por sedimentos relíquias, talvez pleistocênicos. Percebe-se o forte condicionamento estrutural na deposição desse horizonte sendo, suas maiores espessuras da ordem de 5 m encontradas na porção central e norte da enseada. O mapa de isópacas da megasseqüência 2 (Anexo 58) representa a espessura de uma seqüência de lama-arenosa, provavelmente transgressiva, com um máximo em torno de 3 m de espessura. Observa-se que sua distribuição concentra-se preferencialmente na direção NE-SW. O mapa de isópacas da megasseqüência 3 (Anexo 59) representa as espessuras de uma seqüência de sedimentos, provavelmente regressivos, que se concentram preferencialmente na porção norte da enseada. Suas espessuras máximas são da ordem de 7 metros. O mapa de isópacas da Lama (Anexo 60) representa a espessura das lamas recentes, dentro da enseada. Nota-se que as maiores espessuras de lama, da ordem de 1 m, localizam-se na porção central em um alinhamento N-S, com maior concentração na porção sul. A presença de lamas nesta região relativamente rasa pode estar associada a um baixo hidrodinamismo e/ou a uma frente de progradação gerada pelo desmoronamento. O mapa de isópacas total (Anexo 61) mostra-se como um espelho do mapa do contorno estrutural, ou seja, as maiores espessuras, da ordem de 15-18 m, encontram-se nas regiões de baixos estruturais (porção norte e central da enseada). De forma análoga, as menores espessuras, da ordem de 2 a 5 m, são verificadas nas regiões elevadas do embasamento (próximo à costa e na porção intermediária dos baixos). Atividades pós-sondagens Com base nas interpretações sismo-estratigráficas e nos mapas gerados a partir destas (mapas 36 a 41), foram definidos cinco locais estratégicos para as sondagens, visando contemplar especificamente: 1) os maiores depocentros, visando amostrar o maior número de megasseqüências; e 2) as extremidades do Saco Piraquara, visando amostrar seus diferentes padrões de deposição. O mapa de localização das sondagens pode ser observado no Anexo 55. As sondagens foram realizadas de 20 à 22 de novembro de 2002, com posicionamento DGPS de alta precisão, através de mergulho autônomo, onde se utilizaram duas técnicas distintas: Jet-Probe e Testemunho. O Jet-Probe amostrou a coluna sedimentar a cada metro e/ou nas mudanças faciológicas, utilizando a perfuração por jato d´água. Foram amostrados em média 10 m de coluna sedimentar. Já o testemunho foi realizado com um testemunhador a pistão e amostrouse em média 4 m de coluna sedimentar. A utilização de ambas as técnicas mostrou-se importante já que o "jateamento" de água produz perturbações na coluna sedimentar, principalmente no primeiro metro, as quais puderam ser recuperadas através do testemunho. As amostras coletadas foram analisadas no Laboratório de Oceanografia Geológica da Uerj, efetuando-se primeiramente uma descrição macroscópica e posteriormente um refinamento microscópico, com captura das imagens dos sedimentos representativas de cada megasseqüência. 6.5.3.3.2. Estratigrafia - topo As colunas estratigráficas interpretadas para os cinco pontos de sondagens encontramse representadas nas figuras a seguir (Figura 207 a Figura 211). De um modo geral, a estratigrafia da enseada é composta por: 0-1 m: camada superficial de lama recente, com baixo teor de carbonato - Lama; 1-2 m: lama com baixo teor de carbonato e presença de siliciclásticos muito finos/Megasseqüência 1; 2-4 m: lama com alto teor de carbonato, sem presença de siliciclásticos, presença de conchas de moluscos inteiras (concheiro)/Megasseqüência 2a; 4-7 m: lama com médio teor de carbonatos, sem presença de siliciclásticos, presença de conchas de moluscos fragmentadas/Megasseqüência 2b; 7-10 m: areia-lamosa com baixo teor de carbonato, alta presença de
siliciclásticos, com feldspatos oxidados e granada (Areia Relíquia)/Megasseqüência 3. Figura 207 - Colunas estratigráficas (Prancha 1). Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). Figura 208 - Colunas estratigráficas (Prancha 2). Figura 209 - Colunas estratigráficas (Prancha 3). Figura 210 - Colunas estratigráficas (Prancha 4). Figura 211 - Colunas estratigráficas (Prancha 5). 6.5.3.3.3. Resultados e interpretações - topo Os seguintes resultados podem ser fornecidos com base na interpretação dos mapas confeccionados (Anexo 56 a Anexo 61) e nas colunas estratigráficas das sondagens (Figura 207 a Figura 211). Enfoca-se principalmente a estratigrafia regional da enseada e da área adjacente ao desmoronamento ocorrido em 1985. Foi possível verificar, em escala de detalhe, as principais feições estratigráficas e estruturais de interesse nesta região, destacando-se: Megasseqüências sismo-estratigráficas Foram observadas cinco megasseqüências, através da sismo-estratigrafia e das sondagens, acima do embasamento acústico: 1) Lama - (Recente/Desmoronamento); 2) Lama-Arenosa (Areia Muito Fina); 3) Lama-Arenosa Bioclástica ("Concheiro"); 4) Areia-Lamosa (Relíquia); 5) Desmoronamento (1985). Tais seqüências são apresentadas na Figura 212,
que representa as linhas DIP 40 (regional) e DIP 14 (local). Figura 212 - Sismo-estratigrafia das principais megasseqüências sedimentares, observadas acima do embasamento acústico. Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). Com base nos mapas estruturais e de isópacas das megasseqüências estratigráficas, observou-se que: • o embasamento é bastante fraturado/falhado, com alinhamento NE-SW, seguindo o padrão estrutural regional da baía da Ribeira. • existe um baixo estrutural, na porção central-rasa da enseada, que concentra as maiores espessuras sedimentares em todos os horizontes sismo-estratigráficos. • existe um forte condicionamento estrutural que controla a deposição das lamas e areias, oriundas da rede de drenagem fluvial, ao longo do Quaternário. • a deposição das lamas recentes se dá em faixa, preferencialmente no eixo central N-S da enseada, indicando um baixo hidrodinamismo nesta região. A porção central desta faixa pode estar relacionada a uma frente de progradação oriunda do desmoronamento. Com base nas informações geológicas e geofísicas discutidas anteriormente, pode-se verificar que o Saco Piraquara de Fora encontra-se localizado em uma região com alta instabilidade de encosta. Tal instabilidade tem origem na inter-relação de três fatores: 1) forte estruturação geológica regional da Baía da Ribeira e adjacências; 2) geomorfologia costeira extremamente escarpada; e 3) alto grau de intemperismo das rochas. A estruturação geológica da área revela estruturas de falhas e fraturas que cruzam o Saco Piraquara de Fora na direção NE-SW. Tal estruturação condiciona o padrão de drenagem em vales encaixados e paleocanais, que possuem forte gradiente topográfico (talvegues), devido à presença da serra do Mar. Associado a isso se observa uma sedimentação quaternária bastante condicionada por esses paleo-canais (estruturais), que mostra um padrão episódico, provavelmente relacionado a eventos catastróficos climáticos ao longo do Quaternário. Além desses fatos, deve-se ressaltar que, regionalmente, verifica-se a ocorrência de sismos rasos — relacionados ao descolamento das rochas granito-gnaíssicas — e forte intemperismo das rochas (gerando solos); fatores que podem intensificar a instabilidade dos taludes na região. 6.5.3.4. Oceanografia química - topo O Saco Piraquara de Fora foi o local
escolhido, à época de projeto da CNAAA, para o ançamento da água do mar, captada em Itaorna, do sistema aberto de resfriamento das usinas. Os estudos realizados abrangeram não só a enseada em si, como também a área adjacente, até as ilhas do Brandão e de Paquetá (Figura 213), de forma a caracterizar as condições ambientais oceanográficas desta região sob influência das atividades do empreendimento. Figura 213 - Localização da área de estudo. Detalhe do Saco Piraquara de Fora (modificado da Carta Náutica 1.637 - DHN - 1980). Com o objetivo de avaliar o comportamento da qualidade da água no Saco Piraquara de Fora e adjacências, estabeleceu-se que através de uma malha de amostragem de raios com origem no ponto de lançamento das águas de refrigeração e dispostos de forma a cobrir toda a área em estudo (Figura 214), com estações espaçadas de 400 m no setor A e 800 m no setor B, seria monitorada a qualidade da água em três profundidades (0,5 m, 2 m e a 1 m do fundo), trimestralmente (quatro vezes ao ano), através da análise dos seguintes parâmetros: salinidade; oxigênio dissolvido; pH; clorofila; material em suspensão; fosfato dissolvido; silicato; nitrato; nitrito; amônia; boro; e surfactantes. As amostragens obedeceram a uma periodicidade trimestral, sendo adotada a estratégia de coleta das radiais 1, 3 e 5 alternadamente em relação às radiais 2, 4 e 6, sendo respectivamente coletadas em horário de maré vazante e enchente, ou vice-versa, cobrindo, dessa forma, a influência da maré enchente e da vazante, de acordo com o objetivo estabelecido. Figura 214 - Localização dos pontos de coleta de amostras de água. A primeira campanha de coleta de amostras de água foi realizada entre os dias 20 e 23 de agosto de 2002, quando ocorreu uma lua cheia (entre os dias 21 e 22), o que corresponde a uma maré de sizígia. Nesse período registraram-se as maiores amplitudes de maré na região para o mês de agosto (dados verificados no Extrato da Tábua de Marés, publicada pela DHN para o Porto de Angra dos Reis). As radiais 2, 4 e 6 da área B foram amostradas no dia 20, durante a maré vazante; as radiais 1, 3 e 5 da área A foram amostradas no dia 21, durante a maré enchente; as radiais 3 e 5 da área B foram amostradas no dia 22, durante a maré enchente e as radiais 2, 4 e 6 da área A, durante a maré vazante, ressaltando que, nesta campanha, foi inserida uma estação de coleta a 200 m da origem em cada radial. A segunda campanha de coleta de amostras de água foi realizada entre os dias 17 e 20 de novembro de 2002, quando ocorreu uma lua cheia (entre os dias 18 e 19), o que corresponde a uma maré de sizígia, ou seja, nesse período registraram-se as maiores amplitudes de maré na região para o mês de novembro (dados verificados no Extrato da Tábua de Marés, publicada pela DHN para o Porto de Angra dos Reis). As radiais 2, 4 e 6 na área A foram amostradas no dia 17, enquanto a área B foi amostrada no dia 18, ambas durante a maré vazante; as radiais 1, 3 e 5 na área A foram amostradas no dia 19, enquanto a área B foi amostrada no dia 20, ambas durante a maré enchente. A terceira campanha foi realizada entre os dias 15 e 18 de fevereiro de 2003, dentre os quais ocorreu a lua cheia entre os dias 15 e 16. E finalmente, a quarta campanha de coleta de amostras de água foi realizada entre os dias 14 e 17 de maio de 2003, dentre os quais ocorreu uma lua cheia entre os dias 15 e 16. A ocorrência de período de lua cheia provoca a ocorrência de uma maré de sizígia, ou seja, neste período ocorreram as maiores amplitudes de maré na região, evidenciando assim as maiores movimentações de água dentro da área estudada. As coletas foram realizadas com garrafas de Niskin, e após a medição de parâmetros como temperatura e pH, e retiradas alíquotas para oxigênio dissolvido, amônia e salinidade, foram armazenados 5 litros de amostra, em garrafas de polietileno, para posterior filtração em terra (material em suspensão e clorofila). Desses 5 litros de água, 1 litro foi armazenado e congelado para posterior análise nos Laboratórios da OCN/Uerj. Tabela 57 - Parâmetros determinados para coleta
Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). Tabela 58 - Parâmetros determinados em laboratório
Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e idrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). Todas as análises colorimétricas executadas no Laboratório de Oceanografia Química do Departamento de Oceanografia e Hidrologia da Uerj utilizaram espectrofotômetro uv/visível Micronal B382 ou Camspec M330 com caminho ótico de 5 cm ou maior. Todas as metodologias utilizadas para a determinação dos parâmetros desejados estão de acordo com as normas internacionais para análise de água do mar. São as técnicas comumente utilizadas para este tipo de análise e mundialmente reconhecidas e testadas, devendo ainda, utilizarem-se padrões internacionais para controle de qualidade das análises realizadas, caso estejam disponíveis. 6.5.3.4.1. Análise gráfica e estatística dos dados coletados - topo A Eletronuclear mantém um monitoramento dos parâmetros físico-químicos de águas salinas em 3 pontos desde outubro de 1987. Dois dos pontos estão localizados na enseada de Piraquara de Fora e o outro ponto na região em frente das instalações do complexo nuclear em Itaorna, pontos estes respectivamente denominados Z4 e 047B e o Z3 (Figura 215). As coletas são realizadas sem
nenhuma preocupação de se manter um padrão amostral quanto a horário de coleta, condição climática ou posição relativa ao ciclo da maré, sendo coletada somente água de superfície. Assim sendo toda a análise dos resultados levantados será feita tendo por base uma coleta de forma aleatória. Figura 215 - Localização os Pontos de Monitoramento para dados pretéritos Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). Os dados obtidos sofreram uma avaliação quanto a sua qualidade, buscando-se os relatórios específicos que deram origem aos dados do banco de dados da Eletronuclear e que foi fornecido como base para este levantamento. Assim foram obtidos os dados de temperatura de superfície (tomadas a 0,5 m de profundidade), salinidade, nitrito, nitrato, fosfato, silicato, oxigênio dissolvido e teores de clorofila A, B e C, com uma periodicidade mensal desde outubro de 1987 até março de 2002. Após a tabulação dos dados estes foram conferidos a partir dos relatórios fornecidos pela Eletronuclear para o levantamento do fitoplâncton na região estudada, e feitas às correções necessárias. Posteriores a este controle de qualidade foram calculados os valores de grau de saturação de oxigênio, para que os valores pudessem ser comparados diretamente, e efetuadas as médias mensais (Tabela 59, Tabela 60 e Tabela 61) durante o período do levantamento para cada ponto de coleta, ou seja de outubro de 1987 a março de 2002. Tabela 59 - Valores Médios Mensais de Temperatura, Salinidade, concentração de Nitrito, Nitrato, Fosfato, Silicato, Oxigênio Dissolvido, Clorofila A, B e C, e Grau de Saturação de Oxigênio do ponto Z3.
Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). Tabela 60 - Valores Médios Mensais de Temperatura, Salinidade, concentração de Nitrito, Nitrato, Fosfato, Silicato, Oxigênio Dissolvido, Clorofila A, B e C, e Grau de Saturação de Oxigênio do ponto Z4.
Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). Tabela 61 - Valores Médios Mensais de Temperatura, Salinidade, concentração de Nitrito, Nitrato, Fosfato, Silicato, Oxigênio Dissolvido, Clorofila A, B e C, e Grau de Saturação de Oxigênio do ponto 047B.
Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). Para uma melhor visualização dos valores médios de cada mês, em cada estação de monitoramento, foram elaborados gráficos a seguir para cada parâmetro observado e que apresentam o valor mediano e o percentil de 25% e 75% dos dados. Figura 216 - Médias mensais de temperatura por ponto de monitoramento. Figura 217 - Médias mensais de salinidade por ponto de monitoramento. 218 - Médias mensais de grau de saturação de oxigênio por ponto de monitoramento. Figura 219 - Médias mensais da concentração de nitrito por ponto de monitoramento. Figura 220 - Médias mensais da concentração de nitrato por ponto de monitoramento. Figura 221 - Médias mensais da concentração de fosfato por ponto de monitoramento.
Figura 222 - Médias mensais da concentração de sílica por ponto de monitoramento. Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). Figura 223 - Médias mensais da concentração de clorofila A por ponto de monitoramento. Através de análise dos gráficos (Figura 216 a Figura 223), confirmados por análises estatísticas de comparação de amostras, pode-se concluir que pouca variação significativa dos parâmetros ocorre entre as estações ao longo do ano, podendo ser afirmado que as concentrações são homogêneas ao longo do ano. Exceção a este comportamento é a temperatura e as concentrações de silicatos e clorofila A, que apresentam notadamente uma variação sazonal acentuada e em menor escala a variação do grau de saturação de oxigênio. Nota-se uma forte alteração dos valores de temperatura e concentrações de sílica associadas aos períodos de inverno e verão, apresentando comportamentos inversos, mas que de forma alguma estão associados entre si e sim correlacionados a situação climática. Outra análise que pode ser feita é a comparação direta entre as temperaturas da estação Z3 e Z4, uma vez que sendo a água utilizada para arrefecimento do sistema de refrigeração das usinas, pode-se verificar qual a variação média histórica entre a água captada em Itaorna e a água
lançada na Enseada de Piraquara de Fora. Este análise pode ser facilmente observada no gráfico que retrata a diferença de temperatura entre as duas estações ao longo do período de coleta de dados (Figura 224). As variações encontradas podem estar relacionadas às questões já levantadas de amostragem. Pois como o monitoramento de parâmetros físicos bem mostrou, existe uma alteração dos padrões de correntes na região interna da enseada de Piraquara de Fora, que se alterna com entrada de águas
vindas da parte mais de fora da baía e águas vindas da Baía da Ribeira, variando de acordo com a maré e as condições climáticas. Assim o ponto de amostragem na Enseada de Piraquara de Fora (Z4), pode ter suas condições Figura 224 - Diferença de temperatura entre as estações Z4 e Z3 ao longo do período coleta de dados. A partir dos dados foi feita uma análise da média
histórica mensal, ou seja, a média dos meses durante todo o período amostral, o que resultou na Figura 225. Verifica-se que a média, ao longo de todo o tempo do monitoramento, da temperatura da água descarregada em Piraquara de Fora se mantém próximo da temperatura da água de Itaorna, sendo a diferença média menor que 0,5 ºC. Figura 225 - Variação média da
diferença de temperatura nas estações Z4 e Z3 ao longo do ano. 6.5.3.4.2. Resultados Observados: - topo A partir dos dados básicos obtidos nas análises, efetuou-se um tratamento estatístico onde a estatística descritiva de cada campanha é apresentada da Tabela 62 a Tabela 69, a seguir. Tabela 62 - Estatística descritiva básica dos dados da campanha de agosto de 2002.
Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). Tabela 63 - Continuação da estatística descritiva básica dos dados da campanha de agosto de 2002.
Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). Tabela 64 - Estatística descritiva básica dos dados da campanha de novembro de 2002.
Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). Tabela 65 - Continuação da estatística descritiva básica dos dados da campanha de novembro de 2002.
Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). Tabela 66 - Estatística descritiva básica dos dados da campanha de fevereiro de 2003
Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). Tabela 67 - Continuação da estatística descritiva básica dos dados da campanha de fevereiro de 2003.
Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). Tabela 68 - Estatística descritiva básica dos dados da campanha de maio de 2003.
Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). Tabela 69 - Continuação da estatística descritiva básica dos dados da campanha de maio de 2003.
Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). 6.5.3.4.3. Análise dos Resultados - Avaliação da Sazonalidade: - topo Através do tratamento estatístico efetuou-se a análise dos
resultados em uma forma gráfica, onde o principal objetivo é a visualização do comportamento dos parâmetros analisados. Para tanto construiu-se gráficos de caixas (Box-Whiskers) que representassem os valores medianos, os percentis 25% e 75% e os valores mínimos e máximos de cada parâmetro, agrupados por profundidade de amostragem, por período de maré em cada uma das campanhas realizadas. Esses gráficos são apresentados nas figuras que se seguem, correspondentes a cada parâmetro determinado
durante este monitoramento. Neste tipo de gráfico observa-se que os valores têm uma distribuição não normal e assim o motivo da anormalidade deve ser buscado em um estudo estatístico mais aprofundado, o que no momento não se faz necessário tendo em vista ser uma avaliação menos detalhada que objetiva visualizar a variação sazonal e não as variações internas entre as amostras. Pela variação da caixa de percentis chega-se com muita definição na distribuição dos valores agrupados, propiciando a
caracterização do grau de dispersão dos valores dentro do grupo amostral estabelecido na faixa dos valores máximos e mínimos que também são representados no gráfico apresentado. Figura 226 - Gráfico de Distribuição Sazonal, classificados por maré e profundidade, da Temperatura no Saco de Piraquara de Fora. Figura 227 - Gráfico de Distribuição Sazonal, classificados por maré e profundidade, da Salinidade no Saco de Piraquara de Fora. Figura 228 - Gráfico de Distribuição Sazonal, classificados por maré e profundidade, do pH no Saco de Piraquara de Fora. Figura 229 - Gráfico de Distribuição Sazonal, classificados por maré e profundidade, do Grau de Saturação de Oxigênio Dissolvido no Saco de Piraquara de Fora. Figura 230 - Gráfico de Distribuição Sazonal, classificados por maré e profundidade, da Concentração de Oxigênio Dissolvido no Saco de Piraquara de Fora. Figura 231 - Gráfico de Distribuição Sazonal, classificados por maré e profundidade, da Concentração de Oxigênio Dissolvido no Saco de Piraquara de Fora. Figura 232 - Gráfico de Distribuição Sazonal, classificados por maré e profundidade, da Concentração de Amônia no Saco de Piraquara de Fora. Figura 233 - Gráfico de Distribuição Sazonal, classificados por maré e profundidade, da Concentração de Nitrito no Saco de Piraquara de
Fora. Figura 234 - Gráfico de Distribuição Sazonal, classificados por maré e profundidade, da Concentração de Nitrato no Saco de
Piraquara de Fora. Figura 235 - Gráfico de Distribuição Sazonal, classificados por maré e profundidade, da Concentração de Fosfato no
Saco de Piraquara de Fora. Figura 236 - Gráfico de Distribuição Sazonal, classificados por maré e profundidade, da Concentração de
Silicato no Saco de Piraquara de Fora. Figura 237 - Gráfico de Distribuição Sazonal, classificados por maré e profundidade, da
Concentração de Silicato no Saco de Piraquara de Fora. Figura 238 - Gráfico de Distribuição Sazonal, classificados por maré e
profundidade, da Concentração de Clorofila A no Saco de Piraquara de Fora. Figura 239 - Gráfico de Distribuição Sazonal, classificados
por maré e profundidade, da Concentração de Material em Suspensão no Saco de Piraquara de Fora. Figura 240 - Gráfico de Distribuição
Sazonal, classificados por maré e profundidade, da Concentração de Boro no Saco de Piraquara de Fora. Figura 241 - Gráfico de Distribuição
Sazonal, classificados por maré e profundidade, da Concentração de Surfactantes no Saco de Piraquara de Fora. A simples análises dos dados é muito difícil, pois o agrupamento abrange uma área muito grande com influências diversas, ou seja, com contribuições de águas da Baia da Ribeira e da Baia da Ilha Grande, que se dá até mesmo entre a camada superficial e a camada profunda, e este fato pode ser confirmado pela grande dispersão dos valores em alguns grupamentos. Assim, de uma forma geral o comportamento dos resultados ficou dentro de uma normalidade de ocorrência para o ambiente considerado, ou seja, de águas costeiras. 6.5.3.4.4. Avaliação dos Resultados - Comparação com os Limites Legais: - topo De forma a facilitar as comparações entre os valores determinados e a tabulação dos valores estabelecidos na Resolução Conama nº20 de 18 de junho de 1986, que estabelece a classificação das águas doces, salobras e salinas do Território Nacional, seus usos e características aceitáveis, os critérios e padrões para lançamento de efluentes líquidos estabelecido pela norma NT-202.R-10 de 07 de outubro de 1986 e os critérios de qualidade de água para preservação de fauna e flora marinhas naturais estabelecidos na norma NT-319 do ano de 1979, os valores das respectivas normas e dados de média, mediana, mínimo e máximo obtidos durante o monitoramento são mostrados na Tabela 70 à Tabela 73, a seguir. A comparação com os dados pretéritos ficou prejudicada aqui, pois se considerarmos os dados pretéritos como valores históricos e sendo a média dos dados pretéritos nas estações Z4 e 047B para cada mês amostrado no levantamento histórico entre 1987 e 2002, esses valores somente apresentam dados de águas de superfície não podendo então ser comparados com os valores obtidos durante o monitoramento face estes conterem valores de superfície, 2 metros e fundo (a um metro do fundo). Tabela 70 - Comparação dos dados do monitoramento oceanográfico com os limites legais (campanha 01).
Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). Tabela 71 - Comparação dos dados do monitoramento oceanográfico com os limites legais (campanha 02).
Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). Tabela 72 - Comparação dos dados do monitoramento oceanográfico com os limites legais (campanha 03).
Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). Tabela 73 - Comparação dos dados do monitoramento oceanográfico com os limites legais (campanha 04).
Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). Os valores estabelecidos pela NT-319 são bem mais rígidos, especialmente no que diz respeito aos valores limites para nitrito, nitrato e amônia no meio, provocando um não enquadramento de todas as amostras em todas as campanhas. No mesmo caso se enquadra o limite da concentração do Boro e para algumas amostras a concentração máxima permitida para os teores de Surfactantes foi ultrapassada devendo assim ser estudado com maior cuidado a utilização desta norma como base para o controle ambiental na região, uma vez que historicamente os valores também estariam fora desses limites para esses parâmetros. Assim questiona-se a sua aplicação, pois não tem nenhuma relação a existência de valores acima do limite com as atividades e efluentes da CNAAA. 6.5.3.4.5. Análise dos Resultados - Comparação com os dados pretéritos: - topo Para executar essa comparação foi necessário considerar somente os dados da superfície coletados durante o monitoramento, e os seus valores médios foram comparados com os valores médios dos dados pretéritos para as estações Z4 e 047B (Tabela 74), pois esses pontos estão localizados dentro do Saco de Piraquara onde foram realizadas as coletas do monitoramento. È importante destacar aqui que os pontos do monitoramento abrangem uma área bem maior, incluindo toda a parte adjacente a entrada do Saco de Piraquara de Fora, assim sendo uma diferença resultante da influência dos dados da região B do monitoramento pode dificultar a comparação direta dos dados. Pela análise dos dados contidos na Tabela 74 outro aspecto importante a ser considerado é o completo desconhecimento da metodologia aplicada para os levantamentos de campo e de laboratório utilizados na obtenção dos dados pretéritos, e este pode ser o motivo para as diferenças encontradas. A comparação dos valores mostra claramente que as concentrações de nitrito e oxigênio dissolvido estão sempre maiores no monitoramento realizado quando comparado com os valores dos dados pretéritos. Da mesma forma que os valores das concentrações de nitrato, silicato e clorofila A estão sistematicamente mais baixos que os dados pretéritos. Assim, considerando os resultados obtidos não se pode afirmar categoricamente que os valores estão ou não diferentes, pois podem estar sob a influência de erros sistemáticos e aleatórios, especialmente no que diz respeito aos valores obtidos historicamente no monitoramento mantido pela Eletronuclear desde 1987. Tabela 74 - Comparação dos dados do monitoramento para amostras da superfície e dados pretéritos nas estações Z3, Z4 e 047B. Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). 6.5.3.4.6. Análise dos Resultados - Comparação com o ponto de controle: - topo Durante a segunda campanha, realizada em novembro de 2002, observou-se que ocorreu um aumento significativo das concentrações de amônia no efluente descarregado em Piraquara (Figura 232). Para avaliar se esta alteração era proveniente de alteração das condições físico-químicas das águas de Itaorna, onde é feita a captação, passou-se a monitorar o ponto Z3 obedecendo ao mesmo procedimento do monitoramento da Enseada de Piraquara de forma a se ter este ponto como ponto de controle para os parâmetros sob investigação. Assim sendo na tabela a seguir (Tabela 75) é feita a comparação entre os dados obtidos para o ponto de controle (Z3) e o ponto mais próximo da descarga dos efluentes em Piraquara de Fora, ou seja, o ponto R0. Para o cálculo das médias optou-se em não considerar profundidades maiores que 6 meros no ponto de controle pois a captação de águas se dá até esta profundidade, assim os dados se tornam mais confiáveis para efeito de comparação. Assim aplicada a comparação entre as médias do ponto de controle e o ponto R0 observa-se que ocorre um claro aumento da temperatura, o que é bastante óbvio devido a utilização que se dá a esta água, na terceira campanha a variação foi de 3,9ºC e na quarta campanha foi de 6,7ºC e 6,5ºC nas marés enchente e vazante respectivamente. Como o sistema de refrigeração é feito através de bombeamento e descarga por canais, o nível de oxigênio na descarga é sempre mais elevado. O incremento do percentual de saturação do oxigênio foi de cerca de 21% na terceira campanha, na quarta campanha na maré enchente e de 7,3% na maré vazante da quarta campanha. Já para os nutrientes as concentrações são sistematicamente menores na descarga do que na área de captação na maioria das vezes. Exceção feita na campanha de maré vazante de maio de 2003. Assim sendo conclui-se que as variações encontradas nos resultados em Piraquara de Fora são coincidentes com as variações das condições em Itaorna, não sendo determinado nenhuma interferência nos parâmetros analisados pela CNAAA. Tabela 75 - Quadro comparativo dos parâmetros no ponto de controle (Z3) e no ponto R0 (descarga do efluente). Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). 6.5.3.4.7. Conclusão Final - topo A análise dos dados mostrou um comportamento dos parâmetros físico-químicos na área amostrada bastante complexo. Ficam evidenciadas nas comparações realizadas diferenças entre a região interna e externa da Enseada de Piraquara, diferenças entre a camada de água da superfície e do fundo que apresentam características diferentes em algumas épocas do ano, a forte influência dos regimes de maré, ora trazendo a influência das águas da Baia da Ilha Grande, ora os efeitos das águas da Baía da Ribeira, sem considerar os efeitos climatológicos que não foram avaliados nesta análise. De uma forma geral o comportamento das condições químicas das águas em Piraquara de Fora retratam o comportamento de um corpo costeiro enclausurado dentro de baías, com flutuações sazonais na maioria de seus parâmetros devido a influência de corpos de água adjacentes. Pelas comparações realizadas não foi evidenciado nenhuma alteração negativa nas características químicas das água de Piraquara de Fora, a exceção do aumento da temperatura, o que já era conhecido e esperado e no aumento dos teores de oxigênio nas águas de descarte. Desta forma conclui-se que a utilização de águas oceânicas pela CNAAA para seu sistema de refrigeração não tem provocado nenhuma alteração significativa nas condições químicas dessas águas. 6.5.3.5. Oceanografia física - topo 6.5.3.5.1. Condições meteorológicas - topo Este estudo específico considera os dados meteorológicos. Para caracterização meteorológica da região em estudo, foram utilizados dados de precipitação, vento e temperatura do ar, provenientes da estação meteorológica de Itaorna, armazenados no período de 1980 a 2002. Tais dados estão apresentados e analisados no item 6.1 Meteorologia deste mesmo relatório. 6.5.3.5.2. Condições oceanográficas - topo Temperatura da água do mar Os dados de temperatura do mar a 0,5 m de profundidade foram coletados com o sensor de temperatura do equipamento ADCP, posicionado nessa profundidade, para todas as campanhas de coleta. Os dados foram analisados e passaram por rotinas de consistência para eliminação daqueles considerados falhos. De um modo geral, a circulação superficial no interior do Saco, vista através da distribuição de temperatura, teve um comportamento de entrada de água mais fria pelo sul e saída de água mais quente pelo lado norte, durante so peródods de maré vazante, e inverso nos períodos de maré enchente, com a água mais quente saindo pelo lado sul e a água mais fria entrando pelo norte do saco Piraquara de Fora. Os fluxos foram variáveis em intensidade ao longo do ano. Na parte externa ao Saco, a água mais fria tende a seguir em direção à Baía da Ribeira durante os períodos de maré enchente, apresentando comportamento inverso durante a maré vazante. A temperatura máxima encontrada em Piraquara de Fora foi 31ºC, próximo à estrutura de descarga, e a mínima 24,1ºC, na parte externa do saco (enseada). Circulação A coleta de dados para o estudo da circulação foi realizada percorrendo-se perfis
preestabelecidos com o ADCP Wokhorse Monitor 600 Khz. A região pesquisada foi dividida em duas seções, na parte interna foram feitas linhas paralelas à entrada do Saco no sentido nortesul, e na parte externa foram feitas linhas perpendiculares à entrada do Saco no sentido oesteleste, conforme mostra a Figura 242, totalizando vinte linhas. A parte externa teve seus limites de coleta centrados nos pontos: Ilha do Brandão, Ilha de Paquetá, Ponta Grossa e Ponta do Pasto. Figura 242 - Perfis de coleta de dados com equipamento ADCP (Acoustic Doppler Current Profiles). A configuração do ADCP possibilitou a obtenção de dados a partir de 2 metros de profundidade após o equipamento, situado a aproximadamente 0,5 metro de profundidade. Os dados foram coletados a cada segundo e posteriormente reprocessados em gabinete. Os dados da variação da maré nos dias das campanhas foram obtidos pela tabua de marés da DHN para o porto de Angra dos Reis, e os dados da vazão do descarte foram fornecidos pela Eletronuclear. Para o estudo da circulação abaixo de 2,5 metros, profundidade mínima de obtenção dos dados de corrente pelo ADCP, devido ao baixo fluxo encontrado no local, foi constatado que a maneira mais adequada de apresentar esses dados seria através das distribuições horizontais. Desta maneira foram selecionadas as camadas de 3, 5 e 9 metros aproximadamente, determinadas a partir de médias representando assim a camada sub-superficial intermediária e mais profunda respectivamente. Convém ressaltar que as profundidades selecionadas são medias obtidas entre a camada acima e abaixo, no caso da profundidade utilizada de 3 metros, a primeira camada medida é a de 2,5 metros e a posterior de 3,5 metros, assim a média entre estas camadas ficando situada em 3 metros de profundidade. As campanhas foram realizadas durante dois dias consecutivos em períodos alternados de maré enchente e vazante, dentro e na região adjacente ao Saco Piraquara de Fora. Por não terem sido encontradas condições meteorológicas adversas que influenciassem a circulação, os mapas de distribuição horizontal de intensidade e de direção da corrente estão confeccionados para períodos de uma mesma maré (vazante ou enchente). A Tabela 76 mostra a capacidade de operação de cada usina nuclear e a vazão projetada durante as campanhas realizadas. Tabela 76 - Relação entre as vazões projetadas e a capacidade de operação de Angra 1 e 2.
Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). A seguir serão apresentadas as análises dos dados de correntometria obtidos por campanha: a) Agosto/2002 Na campanha de agosto, apenas a usina Angra II estava operando com 100% da sua capacidade, o que resulta em uma vazão de 80 m³/s. A amplitude da maré, como consta na tábua de marés da DHN foi de 0,7 m. Nessa campanha a disposição das linhas de perfilagem para obtenção dos dados de corrente com o ADCP, na área adjacente ao Saco Piraquara de Fora, foi diferente das outras campanhas. A distribuição estava em forma de um paralelogramo centrado nos quatro pontos que determinavam a área externa em estudo, cortado por duas diagonais. Após a campanha observou-se que essa não era a forma mais adequada para a obtenção dos dados de corrente nessa região, pois o afastamento entre as linhas provocou uma grande interpolação devido ao espaçamento entre as linhas. Por esse motivo a Figura 243, a Figura 244 e a Figura 245 apresentam a área central sem informações. Isso levou a mudança nas outras campanhas da distribuição das linhas de perfilagem. No dia 21 de agosto as linhas de perfilagem coleta foram percorridas durante um período de maré enchente, dentro do Saco. A Figura 243 apresenta a distribuição horizontal a 3
m; nota-se claramente que a circulação ocorrida é no sentido horário, ou seja, a água entra pelo lado sul da enseada e sai pelo lado norte. A intensidade da corrente encontrada no interior do Saco é muito pequena, cerca 0,04 m/s. A Figura 244 e a Figura 245 apresentam a mesma direção no sentido horário nas camadas de 5 m e 9 m respectivamente, sendo que as intensidades registradas foram ligeiramente maiores, chegando a 0,10 m/s. Nota-se que na parte mais externa do Saco a circulação apresentou
nas três profundidades uma direção no sentido norte com valores ligeiramente maiores de intensidade da corrente. Figura 243 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada de 3m, no período de maré enchente. Figura 244 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada de 5m, no período de maré enchente. Figura 245 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada de 9m, no período de maré enchente. b) Outubro/2002 Na campanha de outubro, realizada nos dias 20 e 21, as duas usinas estavam funcionando (Angra I e Angra II) com aproximadamente 80% da sua capacidade cada uma, o que resultou em uma vazão de 118 m³/s. A tábua de marés da DHN forneceu um valor de amplitude da maré nessa campanha de 1 m. A Figura 246 apresenta a distribuição horizontal em torno de 3 m dentro do Saco, no período de maré enchente. A circulação encontrada não apresentou um sentido bem definido, há um fluxo de saída de água por toda entrada da enseada. A intensidade da corrente na extremidade Sul do Saco é cerca de 0,3 m/s em toda coluna de água; no restante do Saco os valores são menores, em torno de 0,07 m/s. As Figura 247 e Figura 248, correspondentes às profundidades de 5 m e 9 m, corroboram as informações mencionadas acima. Não houve medições na região adjacente ao Saco no período de maré enchente devido a problemas mecânicos ocorridos com a embarcação que estava sendo utilizada. No período de maré vazante, Figura 249, Figura 250 e Figura 251, a circulação encontrada apresenta diferentes resultantes de saída e de entrada da água do Saco nas três profundidades. A 3 m há um fluxo resultante de entrada de água pelo lado sul do Saco e um fluxo resultante de saída de água pelo lado norte; a 5m o fluxo resultante é de entrada de água; e a 9 m o fluxo resultante é de saída de água. Pode-se supor que há uma entrada de água para o interior do Saco nas camadas mais superiores e uma saída pela parte inferior. As intensidades da corrente encontradas oscilam entre valores de 0,03 e 0,10 m/s. Na área externa adjacente ao Saco a medição foi prejudicada devido às condições do mar, não permitindo uma boa orientação da embarcação nas linhas de perfilagem, o que causou os espaços vazios mostrados nas figuras. Figura 246 - Direção e
Magnitude da Corrente obtida na camada de 3m, no período de maré enchente. Figura 247 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada
de 5m, no período de maré enchente. Figura 248 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada de 9m, no período de maré
enchente. Figura 249 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada de 3m, no período de maré vazante. Figura 250 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada de 5m, no período de maré vazante. Figura 251 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada de 9m, no período de maré vazante. c) Janeiro/2003 Na campanha de janeiro, realizada nos dias 18 e 19, as duas usinas estavam funcionando com aproximadamente 80% da sua capacidade, o que resulta em uma vazão de 118 m³/s. A amplitude da maré na campanha foi de 0.9 m, fornecida pela tábua de marés da DHN. As linhas de perfilagem foram percorridas durante um período de maré enchente dentro do Saco Piraquara de Fora e no período de maré vazante dentro do Saco e na região adjacente. Não houve coleta de dados no período de maré de enchente na região adjacente devido a problemas com a embarcação. A Figura 252 apresenta a distribuição horizontal a 3 m dentro do Saco Piraquara de Fora na maré de enchente, a intensidade da corrente encontrada no local é muito pequena, cerca de 0,03 m/s. Na profundidade de 5 m (Figura 253) as intensidades continuam baixas ainda por volta de
0,03 m/s e na profundidade de 9 m (Figura 254) a intensidade aumenta ao sul e na parte NW/N do Saco chegando a 0,09 m/s. Em relação ao fluxo de água ele é marcante na parte mais profunda seguindo na direção norte pela parte mais externa do Saco; nas outras profundidade o fluxo não é bem definido, mas caracteriza uma tendência da água ser confinada no interior do Saco.
Figura 252 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada de 3m, no período de maré enchente. Figura 253 - Direção e
Magnitude da Corrente obtida na camada de 5m, no período de maré enchente. Figura 254 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada
de 9m, no período de maré enchente. A Figura 255, Figura 256 e a Figura 257 mostram a circulação da água no período de maré vazante. A circulação da água no interior do Saco é marcante na profundidade de 9 m; a água penetra pelo lado norte, circula pelo interior do Saco e sai pelo lado sul. As intensidades da corrente são relativamente maiores nos extremos norte e sul alcançando 0,15 m/s. Na profundidade intermediaria 5 m, a circulação é semelhante à de 9 m, entretanto com valores médios de intensidade da corrente de 0,09 m/s. A circulação a 3 m não é tão bem definida, mostrando uma tendência anti-horária no interior do Saco, sendo a saída pelo lado sul com valores de intensidade em torno de 0,13 m/s. Na área adjacente é marcante a divergência do fluxo
que vem da Baía da Ribeira na profundidade de 5 m, entrando parte no Saco e outra parte seguindo na direção leste. Isto não é bem definido na camada mais sub-superficial e não acontece na camada mais profunda onde a velocidade é bastante reduzida. Figura 255 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada de 3m, no período de maré vazante. Figura 256 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada de 5m, no período de maré vazante. Figura 257 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada de 9m, no período de maré vazante. d) Fevereiro/2003 A campanha de fevereiro foi realizada nos dias 19 e 20; as duas usinas estavam funcionando com aproximadamente 80% da sua capacidade, o que resulta em uma vazão de 118 m³/s. A amplitude da maré na campanha foi de 0.9 m tirada da tábua de marés da DHN. A Figura 258 apresenta a distribuição horizontal a 3 m para um período de maré vazante. Há uma tendência do fluxo de água penetrar pelo lado norte, circular no Saco e sair pelo lado sul; a intensidade média de corrente encontrada no local é cerca de 0,07 m/s, com valores maiores na extremidade sul do Saco, em torno de 0,15 m/s. A circulação nas profundidades de 5 m e 9 m, Figura 259 e Figura 260 respectivamente, apresentam o mesmo padrão, porém com intensidades de corrente mais fracas em torno de 0,03 m/s. com exceção feita na extremidade sul do Saco onde chega a valores de 0,13 m/s. Na área adjacente na parte sul observa-se a penetração de água na direção norte com grandes velocidades, cerca de 0,8 m/s na camada de 3 m e valores de 0,10 m/s no restante da camada. Esse fluxo de água forma uma área de transição marcante com o fluxo de menor intensidade que ruma para o sul. Figura 258 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada de 3m, no período de maré vazante. Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). Figura 259 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada de 5m, no período
de maré vazante. Figura 260 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada de 9m, no período de maré vazante. A Figura 261, a Figura 262e a Figura 263 apresentam as distribuições horizontais a 3 m, 5 m e 9 m, respectivamente, no período de maré enchente. A circulação encontrada mostra um sentido bem definido para norte, em direção à Baía do Ribeira, na área adjacente ao Saco. Há uma maior
penetração de água para o interior do Saco pela extremidade sul em toda coluna de água. Parte dessa água circula pela parte mais externa em direção ao lado norte, e sai na direção da Baía da Ribeira. O restante tem uma tendência a permanecer no interior do Saco sem circular. A intensidade da corrente encontrada no local é muito pequena, cerca de 0,09 m/s, na camada de 3 m, aumentando com a profundidade, chegando a 0,13 m/s. Figura 261 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada de 3m, no período de maré enchente. Figura 262 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada de 5m, no período de maré enchente. Figura 263 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada de 9m, no período de maré enchente. e) Abril/2003 A campanha de abril foi realizada nos dias 1 e 2; as duas usinas estavam funcionando com aproximadamente 80% da sua capacidade, o que resulta em uma vazão de 116 m³/s. A amplitude da maré na campanha foi de 1,1 m, conforme a tábua de marés para o porto de Angra dos Reis, fornecida pela DHN. A Figura 264, a Figura 265 e a Figura 266 mostram as distribuições horizontais a 3 m, 5 m e 9 m, respectivamente, para um período de maré enchente. A circulação ocorrida é no sentido horário na parte mais externa do Saco, ou seja, a água entra pelo lado sul da enseada e sai pelo lado norte. Na parte interna há uma tendência da água estar sem circular. As intensidades da corrente são muito grandes na entrada pelo lado sul, cerca de 0,30 m/s. No interior do Saco encontram-se valores bem mais baixos, média de 0,03 m/s. Na região adjacente, na profundidade de 3 m, o deslocamento do fluxo para a Baía da Ribeira não está bem definido, porém nas demais camadas é marcante, principalmente a 9 m. As intensidades das correntes
tendem a aumentar com a profundidade chegando a 0,5 m/s. Figura 264 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada de 3m, no período de maré enchente. Figura 265 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada de 5m, no período de maré enchente. Figura 266 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada de 9m, no período de maré enchente. A Figura 267, a Figura 268 e a Figura 269 apresentam as distribuições horizontais a 3 m, 5 m e 9 m para o período de maré vazante da campanha. A circulação encontrada mostra um sentido bem definido dentro do Saco, a água penetrando pelo norte, circulando no Saco e saindo pelo sul. A intensidade da corrente encontrada no local é pequena, cerca de 0,08 m/s. Observa-se que maiores intensidades são registradas a 5 m de profundidade no interior do Saco, mas é a 9m que se encontram os maiores valores na saída sul do Saco, em torno de 0,60 m/s. Na área adjacente ao Saco o fluxo é bem definido para o sul nas camadas de 3 m e 5 m, o que não acontece na profundidade de 9 m. Figura 267 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada de 3m, no período de maré vazante. Figura 268 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada de 5m, no período de maré vazante. Figura 269 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada de 9m, no período de maré vazante. f) Maio/2003 A campanha de maio foi realizada nos dias 29 e 30; as duas usinas estavam funcionando com aproximadamente 80% da sua capacidade, e com uma vazão de 116 m³/s. A amplitude da maré obtida pela tábua da DHN na campanha foi de 0.9 m. As Figura 270, Figura 271e Figura 272 mostram as distribuições horizontais a 3 m, 5 m e 9 m respectivamente, para um período de maré vazante. O fluxo de água entra pelo lado norte, circula dentro do Saco e sai pelo lado sul. A intensidade média de corrente encontrada no local é pequena, cerca de 0,04 m/s, exceto na saída sul do Saco onde os valores aumentam para cerca de 0,10 m/s. Na parte mais interior do Saco existem áreas sem circulação, com intensidades de corrente praticamente nulas. Na região adjacente toda camada apresentou um baixo fluxo não permitindo uma boa definição da circulação, incluindo diversas áreas de intensidades de corrente quase nulas. Figura 270 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada de 3m, no período de maré vazante. Figura 271 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada de 5m, no período de maré vazante. Figura 272 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada de 9m, no período de maré vazante. A Figura 273, a Figura 274e a Figura 275 apresentam as
distribuições horizontais a 3 m, 5 m e 9 m,respectivamente, para um período de maré enchente. A circulação encontrada mostra um sentido bem definido para norte em direção à Baía da Ribeira, principalmente na área adjacente ao Saco. Dentro do Saco a água praticamente não circula na parte mais interna e circula no sentido dos ponteiros do relógio na parte mais exterior. A intensidade da corrente encontrada no interior do Saco é muito pequena, cerca de 0,03 m/s, aumentando com a profundidade,
chegando a 0,09 m/s. A intensidade da corrente na área adjacente é maior com valores a 3 m de 0,10m/s, aumentando com a profundidade chegando a 9 m a 0,30m/s Figura 273 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada de 3m, no período de maré enchente. Figura 274 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada de 5m, no período de maré enchente. Figura 275 - Direção e Magnitude da Corrente obtida na camada de 9m, no período de maré enchente. Devido às características do equipamento ADCP e as configurações utilizadas nas campanhas, a determinação do fluxo da água dentro do Saco Piraquara de Fora e na área adjacente só pode ser determinada abaixo de 3 m de profundidade. Com os mapas de temperatura obtidos a 0,5 m de profundidade pode-se inserir a circulação superficial na região pela distribuição desse parâmetro. O baixo fluxo existente na área estudada reduz a precisão das observações de direções da corrente, como também a grande diferença entre a velocidade da embarcação utilizada na medição e o fluxo local prejudicou as determinações mais precisas das intensidades da corrente. A configuração obtida para realização das campanhas gerou um desvio padrão em torno de 0,57 cm/s na parte interna do Saco e 3,05 cm/s na área adjacente. Foram testados alguns aplicativos para melhor apresentação da análise desses dados: o aplicativo WinADCP, fornecido pela RD Instruments; uma rotina feita com o software Matlab; e o aplicativo Oasis Montaj, o qual foi escolhido para confecção dos mapas, com objetivo de colocar de forma clara a maior quantidade de informações para sua interpretação. Analisando os mapas com as distribuições horizontais referentes ao período de maré enchente observa-se que o fluxo da água, na parte mais exterior do Saco, tende a entrar pela extremidade sul e sair pelo lado norte, juntando-se com a água que segue pela área adjacente na direção da Baía da Ribeira. Na parte mais interna do Saco, o baixo fluxo dá uma impressão de estagnação. Comparando-se a circulação nesses mapas com a circulação superficial induzida nos mapas de distribuição da temperatura, para o mesmo período da maré, verificase que a água mais quente espalha-se igualmente pelo interior do Saco, junto à descarga das Usinas, indicando um não movimento da mesma. Nos períodos de maré vazante a circulação no Saco é mais intensa, a água penetra pela extremidade norte, circula na parte interna do saco e sai pelo lado sul. A circulação superficial induzida pelos mapas de distribuição da temperatura mostra a entrada de água mais fria no Saco pela extremidade sul e uma saída de água mais quente pelo lado norte, indicando que a circulação superficial tende a um sentido contrário da circulação profunda, isto na parte mais exterior do Saco. Esse fato é bem marcante nos meses de Janeiro, Abril e Maio de 2003. O estudo da variabilidade sazonal do fluxo da água na região pesquisada ficou em parte prejudicado pelos problemas técnicos já mencionados ocorridos durante a coleta de dados nas primeiras campanhas, mas alguns pontos de interesse podem ser mencionados: • Na área externa adjacente ao Saco, no período verão-outono, encontra-se um fluxo de água maior no período de maré enchente do que no de vazante, nas profundidades abaixo de 3 m. • Nas campanhas realizadas no período abril-outubro há indicação de entrada de água mais fria superficial pela extremidade sul do Saco, tanto na maré enchente quanto vazante, indicando o período de inverno com maior intensidade na entrada dessa água. Os dados de agosto não foram considerados nessa análise devido a coleta dos dados ter acontecido em uma disposição diferente das demais campanhas. • No verão há uma entrada de água indo para o norte na parte sul da área adjacente ao Saco, em toda a camada observada (3 m a 9 m), no período da maré vazante, contrária ao fluxo normal esperado que deveria ser sul. A intensidade desse fluxo é bem maior no mês de fevereiro. 6.5.3.5.3. Modelagem de difusão de calor - topo A água do mar de Itaorna é utilizada para refrigeração dos condensadores de vapor das usinas nucleares Angra 1 e 2 para, em seguida, ser lançada no Saco Piraquara de Fora. A influência mais importante do efluente líquido sobre o meio ambiente local está relacionada com a elevação da temperatura da água do mar e com a alteração do padrão de circulação, a partir do ponto de lançamento. Por ser uma região de pouca atividade industrial, a área apresenta características tais que, do ponto de vista ecológico, permitem evidenciar muito claramente todo e qualquer impacto causado pelas usinas da CNAAA. A descarga da água de refrigeração de Angra 1 é de 40 m³/s e a de Angra 2, de 77 m³/s. Com a implementação da usina nuclear Angra 3, que deverá operar com uma vazão igual à de Angra 2, está previsto um aumento de aproximadamente 65,8% da vazão atual, quando se atingirá um fluxo de 194 m³/s. Este estudo visa avaliar como será alterado o padrão de circulação hidrodinâmica e de que forma deverá ocorrer a difusão do calor gerado pelas três usinas. Foi utilizada a modelagem numérica computacional para reproduzir a hidrodinâmica acoplada ao transporte de calor do efluente de refrigeração das usinas da CNAAA em Piraquara de Fora. A modelagem é calibrada pelos dados do programa de monitoramento de campo e gera previsões para as situações prevalecentes após a entrada em operação da terceira usina, antecipando-se, dessa maneira, a possíveis impactos ambientais, contribuindo, assim, para a avaliação das implicações ambientais relacionadas à expansão do empreendimento. Métodos Modelagem numérica Os modelos numéricos são representações matemáticas dos processos e sistemas físicos. Vários níveis de complexidade associados ao modelo podem ser construídos para analisar as situações práticas, dependendo do contexto e da precisão do estudo. Os modelos mais complexos geralmente aumentam a exatidão da representação e fornecem soluções adicionais específicas. Um modelo numérico pode ser desenvolvido para uma, duas ou três dimensões, de acordo com a distribuição espacial dominante dos processos físicos envolvidos. A complexidade dimensional do modelo para um estudo particular é função da tolerância admitida e da extensão dos processos que ocorrem no sistema. Neste estudo, um modelo tridimensional hidrodinâmico acoplado à difusão de calor é utilizado para reproduzir a descarga do efluente com temperatura acima do normal para a região. Um modelo bidimensional promediado na vertical não resolveria a variação da temperatura com a profundidade no campo próximo, o que implicaria uma avaliação imprecisa do impacto térmico na enseada. Por essa razão, a grade espacial tridimensional foi empregada para simular o lançamento dos efluentes das usinas Angra 1, 2 e 3 no Saco Piraquara de Fora. Calibração Desenvolvimento da malha de integração - a profundidade máxima na enseada é de 16 m no ponto próximo à comunicação com a baía da Ribeira. Na região contígua ao túnel de saída do efluente térmico, a profundidade é de 10 m e, logo em seguida, torna-se mais raso, chegando a apenas 5 m de profundidade. O desenvolvimento da máscara de diferenças finitas para a modelagem da difusão de calor na enseada incluiu o subseqüente requerimento. A máscara de diferenças finitas para a modelagem da difusão de calor na enseada foi desenvolvida segundo os seguintes critérios: • ajuste da localização dos nódulos de fronteira, de forma a assegurar que os elementos acompanhem a linha de costa bastante irregular; • células relativamente pequenas (14 m largura x 230 m comprimento x 10 m profundidade) próximo à descarga do efluente, garantindo uma definição mais fina das variações da velocidade do fluxo e da temperatura da água no campo próximo; • células relativamente grandes (ex: 1.000 m largura x 2.000 m comprimento x 16 m profundidade) no campo distante. De uma forma geral, os elementos da malha de integração crescem com a distância ao ponto de descarga do efluente. A utilização de grandes células nas regiões onde as velocidades de fluxo e as temperaturas da água variam pouco permite reduzir o tempo de computação sem prejuízo para a precisão do cálculo. Na Figura 276 está apresentada a malha de diferenças finitas utilizada no modelo para simulação da circulação hidrodinâmica e da pluma térmica no Saco Piraquara de Fora. Para a representação gráfica bidimensional dos valores observados e calculados da temperatura da água do mar, foram usados cortes verticais e horizontais. A Figura 277 descreve a posição do corte vertical que se estende por 1.600 m a partir da fonte. Figura 276 - Malha de integração numérica de diferenças finitas utilizada no modelo para simulação da hidrodinâmica e termodinâmica no saco Piraquara de Fora. Figura 277 - Representação gráfica da posição do corte vertical (em vermelho) e do efluente (quadrado azul). • Condições iniciais e de contorno O padrão de propagação da onda de maré foi obtido através do modelo bidimensional islandês 2DH Aquasea, promediado na vertical, de maneira a gerar condições de contorno para a fronteira aberta de modelo 3D aqui utilizado. A quantidade de bombas em operação pela CNAAA determina a vazão de descarga do efluente térmico. A potência, em conjunto com a vazão, permite calcular a temperatura de descarga. Essas variáveis determinam a dispersão da pluma de calor e a distribuição de temperatura no campo próximo; por esse motivo, são empregadas como condições iniciais. a) Parâmetros: Em acréscimo aos dados de entrada discutidos nas seções anteriores, o modelo utilizado requer a determinação de alguns parâmetros descritos a seguir: - latitude: o módulo hidrodinâmico requer a especificação da latitude do saco Piraquara de Fora para o cálculo da força de Coriolis causada pela rotação da Terra. A latitude é dada em cada ponto de integração da malha; - coeficiente de evaporação: o módulo termal requer o coeficiente de perda de calor por evaporação. Este coeficiente é considerado constante em toda a superfície do corpo d´água; - coeficiente de dispersão: o coeficiente de difusão turbilhonar que descreve a medida pela qual a dispersão normal e tangencial do fluido determina a capacidade de mistura. Os módulos hidrodinâmico e termodinâmico requerem esse valor para a determinação da perda de calor devida aos processos característicos de turbulência e de mistura, particularmente no campo próximo. b) O processo de calibração O modelo utiliza vários parâmetros que necessitam de calibração. Esta etapa foi desenvolvida através da comparação dos resultados do modelo com os dados observados referentes às duas usinas existentes (Angra 1 e 2) funcionando a potências variáveis, conforme registrado nos arquivos de monitoramento térmico da CNAAA. Em seguida, foram incluídos os dados referentes a batimetria, corrente e temperatura da água do mar, conforme medidas realizadas durante a campanha de coleta de dados de campo entre os dias 15 e 26 de agosto de 2002 no Saco Piraquara de Fora. As análises dessas observações foram utilizadas para a validação do modelo. Outros parâmetros também foram utilizados na calibração do modelo. São eles: - direção e velocidade do vento; - temperatura do ar; - salinidade e temperatura na enseada; - temperatura e vazão do efluente; - temperatura na tomada d' água. As características dos dados coletados para a calibração do modelo são descritas a seguir, e listadas na Tabela 77: - direção e velocidade do vento, temperatura do ar, temperatura na tomada d' água, temperatura e vazão do efluente são monitoradas pela CNAAA. A descarga da água de refrigeração de Angra 1 e Angra 2 é medida no Saco Piraquara de Fora com base numa amostragem de temperatura da água em três profundidades (0.5 m, 2 m e 4 m) ao longo de uma malha de 114 pontos espaçados uniformemente. Para o trabalho de calibração, foram utilizadas as medidas correspondentes ao ano de 2000; - a batimetria, o mapeamento das correntes, a salinidade e a temperatura da água na enseada foram levantados em trabalho de campo. Tabela 77 - Fonte dos dados e período de amostragem usados no estudo para a calibração dos módulos hidrodinâmico, térmico e fluxo de calor na superfície
Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). As simulações realizadas permitiram a aferição dos coeficientes da modelagem pela comparação com os pontos de controle observados no Saco Piraquara de Fora. Os seguintes parâmetros do modelo foram calibrados: - coeficiente de mistura vertical; - coeficiente de mistura horizontal; - insolação. c) Análise da simulação Os módulos calibrados (hidrodinâmico, termal e fluxo de calor na superfície) foram utilizados para simular a difusão de calor do efluente térmico para as duas usinas em funcionamento sob diferentes condições de potência e vazão e, em seguida, para as condições propostas para a implementação de Angra 3. Os resultados das simulações permitem analisar: - os efeitos da expansão proposta para o regime de temperatura da água no Saco Piraquara de Fora; - a variação de temperatura com a distância ao ponto de lançamento; - a posição das isotermas equivalentes a 100, 75, 50 e 25% de impacto. As condições de temperatura da água do mar no Saco Piraquara de Fora com as usinas Angra 1 e 2 foram simuladas e comparadas aos valores do banco de dados da CNAAA para o ano de 2000 e às medidas obtidas com o trabalho de campo executado pelo monitoramento químico em 21/8/2002. As vazões do efluente das usinas nucleares de Angra 1 e Angra 2 para esses mesmos dias foram obtidas da CNAAA. Os fluxos simulados corresponderam a 114 m³/s e 200 m³/s, em função da quantidade de bombas e condensadores em operação. Parte das bombas permanece em funcionamento mesmo quando os condensadores não estão em operação. As condições para implantação da usina Angra 3 foram simuladas com base nas especificações fornecidas pela Eletronuclear. A unidade proposta deverá funcionar com potência e vazão equivalente à de Angra 2, ou seja, 1.314 MW e 77 m³/s, respectivamente. Com base nos dados históricos, ajustamos uma curva de maneira a calcular a diferença de temperatura máxima entre a tomada d´água e a descarga do efluente com as três usinas em operação. No cenário de expansão, a terceira unidade foi incluída na modelagem do conjunto das usinas totalizando um fluxo de massa de 194m³/s. • Análise das observações Os dados resultantes do monitoramento térmico realizado em
21/8/2002, no Saco Piraquara de Fora, foram analisados e organizados para comparação com o resultados das simulações numéricas. A Figura 278 e a Figura 279 representam o campo de temperatura a 0,5 m de profundidade medida pelo ADCP para essa data. A primeira figura descreve a situação sob a condição de maré enchente, e a segunda, sob a de maré vazante. A temperatura na tomada d' água e a temperatura e vazão do efluente são especificadas nos gráficos. Figura 278 - Seção horizontal (0,5 m) de temperatura. Dados obtidos com o ADCP na maré enchente. Figura 279 - Seção horizontal (0,5 m) de temperatura. Dados obtidos com o ADCP na maré vazante. Os campos de temperatura das duas últimas figuras
correspondem ao resultado das medições realizadas sob uma situação particular de operação da CNAAA, na qual apenas a usina Angra 2 estava operando. A configuração de maré vazante corresponde, sob o ponto de vista ambiental, ao pior caso, no sentido em que aumenta a extensão da pluma do efluente térmico. Por essa razão, esta será a fase de maré utilizada para a calibração em todas as nossas simulações. Para fins de comparação com os resultados da modelagem, é apresentada, na Figura 280, a seção
vertical de temperatura observada em 20 de novembro de 2000, quando estavam em operação as duas usinas existentes, e tanto a temperatura da tomada d´água em Itaorna, como a temperatura no efluente apresentavam valores típicos: 23oC e 31oC, respectivamente. Figura 280 - Seção vertical de temperatura observada correspondente ao dia
20/11/2000. Resultados • Simulações da temperatura da água do mar no Saco Piraquara de Fora Esta seção apresenta os resultados das simulações da dispersão da pluma de calor no saco Piraquara de Fora, para maré vazante, sob as condições existentes, com as usinas Angra 1 e 2 funcionando a plena potência. Tomou-se a vazão como sendo de 114 m3/s. Para a configuração de expansão do empreendimento, com as usinas Angra 1, 2 e 3, também funcionando a plena potência, considerou-se a vazão como sendo de 200 m3/s. As Figura 281 e Figura 282 representam os instantes da simulação numérica correspondentes à situação mais freqüente de temperatura ambiente, e com maré vazante de sizígia. Nessas ocasiões, a temperatura na tomada d´água em Itaorna era de 23ºC e 32.5ºC, no efluente. A Figura 281 é uma seção horizontal e a Figura 282 representa a respectiva seção vertical de temperatura. As demais figuras (Figura 283 a Figura 300) exibem todas as possíveis configurações referentes a: - estação do ano: inverno ou verão; - amplitude de maré: sizígia ou quadratura; - situação operacional: existente (Angra 1 e 2) ou expansão (Angra 1, 2 e 3). Figura 281 - Seção horizontal para um instantâneo do modelo numérico relativo às condições freqüentes. Usinas Angra 1 e 2 a potências máximas. Figura 282 - Seção vertical para um instantâneo do modelo numérico relativo às condições freqüentes. Usinas Angra 1 e 2 a potências máximas. Figura 283 - Seção horizontal para um instantâneo do modelo numérico relativo às condições freqüentes. Usinas Angra 1, 2 e 3 a potências máximas. Figura 284 - Seção vertical para um instantâneo do modelo numérico relativo às condições freqüentes. Usinas Angra 1, 2 e 3 a potências máximas. Figura 285 - Seção horizontal para um instantâneo do modelo numérico relativo ao inverno, maré de quadratura e usinas Angra 1 e 2 a potências máximas. Figura 286 - Seção vertical para um instantâneo do modelo numérico relativo ao inverno, maré de quadratura e usinas Angra 1 e 2 a potências máximas. Figura 287 - Seção horizontal para um instantâneo do modelo numérico relativo ao inverno, maré de sizígia e usinas Angra 1 e 2 a potências máximas. Figura 288 - Seção vertical para um instantâneo do modelo numérico relativo ao inverno, maré de sizígia e usinas Angra 1 e 2 a potências máximas. Figura 289 - Seção horizontal para um instantâneo do modelo numérico relativo ao inverno, maré de quadratura e usinas Angra 1, 2 e 3 a potências máximas. Figura 290 - Seção vertical para um instantâneo do modelo numérico relativo ao inverno, maré de quadratura e usinas Angra 1, 2 e 3 a potências máximas. Figura 291 - Seção horizontal para um instantâneo do modelo numérico relativo ao inverno, maré de sizígia e Usinas Angra 1, 2 e 3 a potências máximas. Figura 292 - Seção vertical para um instantâneo do modelo numérico relativo ao inverno, maré de sizígia e usinas Angra 1, 2 e 3 a potências máximas. Figura 293 - Seção horizontal para um instantâneo do modelo numérico relativo ao verão, maré de quadratura e usinas Angra 1 e 2 a potências máximas. Figura 294 - Seção vertical para um instantâneo do modelo numérico relativo ao verão, maré de quadratura e usinas Angra 1 e 2 a potências máximas. Figura 295 - Seção horizontal para um instantâneo do modelo numérico relativo ao verão, maré de sizígia e usinas Angra 1 e 2 a potências máximas. Figura 296 - Seção vertical para um instantâneo do modelo numérico relativo ao verão, maré de sizígia e usinas Angra 1 e 2 a potências máximas. Figura 297 - Seção horizontal para um instantâneo do modelo numérico relativo ao verão, maré de quadratura e usinas Angra 1, 2 e 3 a potências máximas. Figura 298 - Seção vertical para um instantâneo do modelo numérico relativo ao verão, maré de quadratura e usinas Angra 1, 2 e 3 a potências máximas. Figura 299 - Seção horizontal para um instantâneo do modelo numérico relativo ao verão, maré de sizígia e usinas Angra 1, 2 e 3 a potências máximas. Figura 300 - Seção horizontal para um instantâneo do modelo numérico relativo ao verão, maré de sizígia e usinas Angra 1, 2 e 3 a potências
máximas. 6.5.3.5.4. Modelagem hidrodinâmica e de dispersão de poluentes - topo A seguir estão descritos os estudos de modelagem matemática realizados. A modelagem matemática foi realizada pelo INPH/DHI nos escritórios do INPH no Rio de Janeiro, durante o período de outubro a novembro/ 2002. Este estudo tem por objetivo aumentar o conhecimento sobre os padrões de circulação d' água em macroescala no Saco Piraquara de Fora. Na presente análise, a atenção principal direcionou-se para a troca de águas das zonas costeiras próximas do ponto de lançamento da água de refrigeração da CNAAA e as águas oceânicas. Metodologia As atividades de modelagem matemática incluíram a determinação dos níveis d' água, das velocidades e direções das correntes e a dispersão da água de refrigeração contendo substâncias químicas dissolvidas. Toda a modelagem foi realizada usando o sistema de modelagem matemática Mike 21, desenvolvido pelo DHI. O Mike 21 tem sido aplicado em inúmeros estudos em todo o mundo e é reconhecido como o estado-da-arte no campo da modelagem em áreas costeiras e estuarinas. Os módulos específicos do Mike 21 que foram aplicados neste estudo estão citados a seguir. a) Modelagem hidrodinâmica Os fatores dominantes para as condições do escoamento na área do projeto são determinados pelas marés e pelos ventos. Os padrões do escoamento são complexos, em virtude da complexidade da batimetria existente na área. A modelagem hidrodinâmica apresentada neste estudo contém os efeitos combinados dos ventos e das marés. As simulações hidrodinâmicas foram usadas como dados de entrada para o estudo de advecção-dispersão da água de refrigeração e dos poluentes nela dissolvidos. As simulações hidrodinâmicas foram realizadas numa escala espacial grande o suficiente para resolver os mecanismos de circulação que são importantes para o presente estudo. As resoluções espacial e temporal foram finas o bastante para resolver as condições do escoamento num nível de detalhamento que é relevante para os propósitos atuais. b) Modelagem da advecção e da dispersão dos poluentes O objetivo da análise foi o de estimar as variações espaciais e temporais dos poluentes dissolvidos na água de refrigeração. Uma vez que tenha sido lançada ao meio aquático, a área de refrigeração começa a se misturar com a água do mar circundante. As correntes costeiras, geradas principalmente pelos ventos e pelas marés, vão transportar a água de refrigeração e diluí-la mais além, junto com a água do mar à sua volta. A advecção e a dispersão da água de refrigeração são importantes na avaliação da configuração da estrutura de descarga da água de refrigeração, principalmente no que diz respeito à poluição causada pelos produtos químicos dissolvidos. Resultados da modelagem a) Modelagem hidrodinâmica Nesta seção é apresentada a modelagem da hidrodinâmica costeira. O modelo hidrodinâmico foi usado para simular as condições do escoamento não permanente nas proximidades do ponto de descarga da água de refrigeração. Os resultados do modelo hidrodinâmico foram usados como dados de entrada para a modelagem do transporte dos poluentes. As condições do escoamento na área do projeto são determinadas principalmente por uma ação combinada de ventos e de marés. A variação máxima da maré é da ordem de 1.50 m. A velocidade média do vento é da ordem de 5 m/s de SSE. Os padrões do escoamento são complexos devido à complexidade da batimetria na área, a qual inclui numerosas ilhas de vários tamanhos. Acredita-se que o efeito das correntes geradas pelas ondas seja muito pequeno, porque a linha da costa é constituída por rochas. Uma grande parcela da energia disponível da onda será refletida para longe das rochas, ao invés de ser dissipada e gerar correntes produzidas pelas ondas. A resistência do escoamento perto da linha d' água deve ser grande, o que resulta em velocidades desprezíveis do escoamento produzido pelas ondas. Além disso, a área é amplamente abrigada da ação das ondas pela presença da ilha Grande. As correntes litorâneas induzidas pelas ondas não foram incluídas na análise aqui apresentada, o que corresponde a uma aproximação conservativa, em relação ao espalhamento dos poluentes. - Montagem do modelo A modelagem da hidrodinâmica costeira foi realizada numa malha computacional que cobriu uma área de aproximadamente 5 km x 6 km. A batimetria do modelo encontra-se na Figura 301. A resolução espacial adotada nas simulações hidrodinâmicas foi de 50 m em ambas as direções
horizontais. A batimetria do modelo foi estendida lateralmente, para reduzir os efeitos de fronteira. Figura 301 - Batimetria do modelo para a modelagem hidrodinâmica - espaçamento da malha 50 m x 50 m. O ponto de lançamento da água de refrigeração foi incluído no modelo como um termo associado a uma fonte. A água de refrigeração foi distribuída através de um canal, localizado na linha da costa. Foram testadas seis diferentes vazões da água de refrigeração, conforme apresentado na Tabela 78. A localização do ponto de descarga está indicada na Figura 302. Tabela 78 - Cenários de vazões testados 590
Fonte: "Monitoramento Oceanográfico da Enseada de Piraquara de Fora - Relatório Final", Departamento de Oceanografia e Hidrologia do Instituto de Geociências da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). Figura 302 - Localização do ponto de descarga da água de refrigeração e da estação de campo do INPH. - Calibração do modelo O INPH coletou dados hidrodinâmicos num local perto da costa durante os meses de agosto a novembro/2002. Os dados de campo incluíram níveis d' água e velocidades das correntes em duas direções horizontais, a uma distância de 3 m acima do fundo do mar. A localização da estação de medições do INPH está demarcado na Figura 302. Para poder rodar o modelo hidrodinâmico, fez-se necessário especificar níveis d' água contínuos nas fronteiras do modelo. Contudo, o local onde os níveis d' água foram coletados está situado bem dentro da área do modelo. Diversos mecanismos físicos de transformação se tornam ativos quando uma onda de maré se propaga em áreas rasas costeiras. Assim sendo, os dados de níveis d' água medidos perto da costa não podem ser usados como dados para as fronteiras ao largo. Para se obterem variações reais dos níveis d' água ao longo das fronteiras, os níveis d' água medidos na estação de campo do INPH foram ajustados, filtrando-se fora as oscilações de maiores freqüências. Os níveis d' água filtrados foram usados como condições de fronteira para as simulações e os níveis d' água simulados foram comparados com os níveis d' água medidos. Dessa forma, foi obtida por iteração a freqüência de corte para a filtragem. Os níveis d' água e as velocidades do escoamento medidos e simulados são mostrados nas Figura 303, Figura 304 e Figura 305. Figura 303 - Níveis d' água medidos e simulados. Figura 304 - Componentes este-oeste (direção x) das velocidades das correntes medidas e simuladas. Figura 305 - Componentes sul-norte (direção y) das velocidades das correntes medidas e simuladas. Dados sobre os ventos estavam disponíveis numa estação localizada na área do projeto. Esses dados foram incluídos nas simulações, mas se chegou à conclusão de que eles não eram muito significativos. Pode-se ver que é boa a concordância entre os níveis d' água medidos e os simulados. Apesar de ocorrer um considerável espalhamento nos dados de velocidades, pela falta de dados precisos na fronteira, obteve-se uma concordância global satisfatória entre as velocidades do escoamento simuladas e as medições realizadas pelo INPH, em termos de valores médios no tempo, tais como média e desvio-padrão. - Padrão do escoamento residual As velocidades do escoamento são em geral muito baixas. Em frente ao ponto de descarga, a velocidade do escoamento raramente excede 0.25 m/s. O padrão do escoamento residual é importante para a determinação da acumulação de poluentes, numa escala de tempo de longo prazo. Nas Figura 306 e Figura 307, mostra-se o padrão das vazões, integradas no tempo, para o período simulado (aproximadamente dois meses). Observa-se que uma circulação anti-horária ocorre em frente ao ponto de descarga, e a vazão média do escoamento é pequena, da ordem de 0.10 m³/s. Pode-se ver, também, que a resultante da troca de águas, entre a enseada e o oceano, é muito pequena. Isso significa que existe um risco de os poluentes ficarem presos dentro da enseada, o que pode levar a uma acumulação de poluentes, que se juntam às partículas de sedimentos e se depositam no
fundo do mar. Figura 306 - Padrão do escoamento residual durante o período simulado (aproximadamente dois meses). Vazões do escoamento (m³/s). Figura 307 - Padrão do escoamento residual durante o período simulado (aproximadamente dois meses). Velocidades do escoamento (m/s). b) Dispersão da água de refrigeração As simulações hidrodinâmicas, descritas na seção anterior, formaram a base para o estudo de advecção-dispersão. As simulações de advecção-dispersão foram executadas utilizando-se a mesma malha das simulações hidrodinâmicas e cobriram o mesmo período de tempo. Neste estudo foi escolhida uma aproximação integrada na vertical, o que significa que não são resolvidas as variações verticais hidrodinâmicas e de temperaturas. É claro que perto do ponto de descarga ocorre uma estratificação térmica que localmente irá afetar o transporte de poluentes. No entanto, numa escala espacial maior, essa estratificação é de menor importância. Na presente análise, a atenção direcionou-se para os padrões de larga escala da circulação hidrodinâmica e do transporte e deposição de poluentes. As simulações foram realizadas para os cenários A, B, C, D e E, listados na Tabela 78. Montagem do modelo Cenário 1 - material conservativo Assumiu-se, durante toda a simulação, um fluxo constante de um certo poluente. A concentração inicial do poluente foi tomada igual a 100, enquanto a concentração inicial no meio aquático foi tomada como sendo zero. O poluente foi assumido como neutro e como não estando sujeito a qualquer decaimento, químico ou biológico. A evaporação não foi incluída. Cenário 2 - deposição de poluentes Nesta análise assumiu-se que os poluentes têm uma densidade maior do que a da água circundante. Para poder estudar o padrão de deposição, foram realizadas algumas simulações, onde um determinado número de partículas foi rastreado, com base nas simulações hidrodinâmicas. Como nenhuma informação sobre a velocidade de queda do poluente estava disponível, foram escolhidas algumas velocidades de queda para serem examinadas. Cenário 3 - Material não-conservativo Certos poluentes podem estar sujeitos a alguma forma de decaimento. Para se poder estudar as concentrações decorrentes do lançamento de um material não conservativo, foram feitas algumas simulações usando-se diferentes valores de T50, que, por definição, é o tempo necessário para que o material seja reduzido em 50%. As simulações para os cenários 1 e 3 foram realizadas com o modelo do DHI Mike 21 AD (Advecção/Dispersão). O cenário 2 foi simulado usando-se o modelo do DHI de rastreamento de partículas Mike 21 PA (Advecção de Partículas). Esses modelos foram acoplados ao modelo HD, conforme descrito na seção anterior. A calibração dos módulos Mike 21 AD e PA são usualmente feitas utilizando-se dados medidos. Para este estudo, no entanto, não existiam dados de campo disponíveis que permitissem tal procedimento de calibração. Assim sendo, o coeficiente de dispersão, usado no módulo AD, foi escolhido com base na experiência do DHI em outros projetos similares. Em todas as simulações, foi usado um valor constante para o coeficiente de dispersão, igual a 0.5 m²/s. Uma rápida análise mostrou que os resultados do modelo não são muito sensíveis às variações (de até uma ordem de magnitude) desse valor. Advecção/dispersão de poluente conservativo Cinco diferentes séries de simulações foram executadas, usando-se vazões da água de refrigeração iguais a 40 m³/s, 80 m³/s, 120 m³/s, 160 m³/s e 200 m³/s, como é indicado na Tabela 78. As simulações cobriram o período de tempo de 14/8/2002 a 14/9/2002. Nas figuras a seguir
(Figura 308 a Figura 312), vêem-se, para quatro intervalos de tempo durante as simulações, as concentrações percentuais que foram simuladas em função da concentração do lançamento. Figura 308 - Concentrações percentuais simuladas para um poluente conservativo em quatro intervalos de tempo durante o período das simulações. Vazão do efluente = 40 m3/s. Figura 309 - Concentrações percentuais simuladas para um poluente conservativo em quatro intervalos de tempo durante o período das
simulações. Vazão do efluente = 80 m3/s. Figura 310 - Concentrações percentuais simuladas para um poluente conservativo em quatro
intervalos de tempo durante o período das simulações. Vazão do efluente = 120 m3/s. Figura 311 - Concentrações percentuais simuladas para
um poluente conservativo em quatro intervalos de tempo durante o período das simulações. Vazão do efluente = 160 m3/s. Figura 312 -
Concentrações percentuais simuladas para um poluente conservativo em quatro intervalos de tempo durante o período das simulações. Vazão do efluente = 200 m3/s. Deposição de poluentes Alguns tipos de poluentes podem aderir às partículas de sedimentos que estão em suspensão na coluna de água. Dessa forma, o poluente irá gradualmente depositar no fundo do mar. Para poder analisar o tamanho e a localização da área de deposição, foram feitas algumas simulações, utilizando-se o modelo do DHI de advecção de partículas Mike 21 PA. Esse modelo baseia-se no modelo hidrodinâmico e ele simula a trajetória de partículas que são liberadas no ponto de descarga. A essas partículas é dada uma velocidade de queda predefinida, a qual é dependente das características do sedimento. Com a falta de dados acerca das velocidades de queda, foram executadas duas simulações, utilizando-se velocidades de queda dos sedimentos iguais a 0.1 mm/s e a 1 mm/s. Tais velocidades de queda das partículas correspondem a velocidades de queda de sedimentos coesivos, conforme observado na natureza. O estudo hidrodinâmico para esta simulação, considerou a vazão do efluente como 200 m³/s, cenário mais crítico. Na Figura 313, apresentam-se as áreas
de deposição que foram simuladas para as duas diferentes velocidades de queda. Verifica-se que a área de deposição está virtualmente não afetada pelas velocidades de queda. Isso indica que as componentes horizontais da velocidade do escoamento são muito pequenas, ou seja, a água está quase estagnada, exceto pela pluma da água de refrigeração. Figura 313 -
Áreas de deposição das partículas de sedimentos com diferentes velocidades de queda (w), a esquerda w = 0.1 mm/s, e a direita w =1.0 mm/s. Decaimento linear Duas simulações foram realizadas, assumindo-se que o poluente estava sujeito a um certo decaimento linear. O parâmetro de decaimento foi escolhido de tal forma que os valores de T50, ou seja, o tempo requerido para reduzir a matéria em 50%, fosse de um dia e de uma semana, respectivamente. O cenário hidrodinâmico adotado para esta simulação corresponde foi o mais crítico: vazão do efluente 200 m³/s. Na Figura 314 mostram-se os campos de concentração para poluentes com T50 = 1 dia. Para permitir uma comparação direta, foram escolhidos os mesmos intervalos de tempo daqueles mostrados na ilustração 218, em que se assumiu não haver decaimento do poluente. Pode-se observar que as concentrações se estabilizaram e que a pluma dos poluentes ficou limitada à área próxima do ponto de lançamento. Da mesma maneira, na Figura 315 são mostrados os campos de concentração para poluentes com o valor de T50 igual a uma semana. Pode-se ver, a partir dessa figura, que as concentrações não se estabilizaram completamente e que a extensão da pluma de poluentes é maior do que
aquela para o valor de T50 igual a um dia. Contudo, as concentrações são consideravelmente menores do que aquelas para um poluente conservativo, conforme pode ser visto na Figura 312. Figura 314 - Campos de concentrações para poluentes com T50 = 1 dia. - Cenário hidrodinâmico: Q = 200 m³/s. Figura 315 - Campos de concentrações para poluentes com T50 = 1 semana - Cenário hidrodinâmico: Q = 200 m³/s. Conclusões As simulações com o modelo hidrodinâmico mostraram que a troca de água, entre a enseada e o oceano, é muito pequena. Assim sendo, cuidados extremos devem ser tomados no lançamento de poluentes conservativos, já que a acumulação desses poluentes pode dar, a longo prazo, origem a níveis de concentração críticos. As simulações das trajetórias das partículas indicaram que uma possível deposição de poluentes, aderidos às partículas de sedimentos, ocorrerá dentro de um raio de aproximadamente 1 km do ponto de descarga. As simulações com material não conservativo indicaram que os poluentes com valores de T50 iguais ou menores do que aproximadamente 1 semana irão conduzir a um aumento local das concentrações nas vizinhanças do ponto de descarga. 6.6. QUALIDADE DO AR - topo Os resultados apresentados são referentes ao desenvolvimento das atividades propostas na área de modelagem computacional da atmosfera e da qualidade do ar. Foram implementados modelos computacionais para a simulação do transporte de poluentes radioativos e convencionais, provenientes da CNAAA, objetivando a estimativa do campo de concentração de poluentes na região, para subsidiar o cálculo de doses a ser realizado no âmbito do licenciamento de Angra 3, não sendo o cálculo desta, o objetivo do estudo. Dentre os modelos revisados e implementados, inclui-se o ADELTA, um modelo estatístico atmosférico, capaz de estabelecer as freqüências predominantes de direção do vento, regimes de calmaria e classes de estabilidade estática da atmosfera. Os resultados do ADELTA são utilizados como dados de entrada nos modelos de qualidade do ar para poluentes convencionais e radioativos. Como parte do trabalho desenvolvido, o modelo ADELTA foi modificado em relação à versão original, a fim de possibilitar o calculo dos parâmetros meteorológicos, considerando situações climatológicas, para cada mês do ano, a partir da base de dados meteorológicos no período de 1982-2002, conforme já exposto no item 6.1 Meteorologia. No cálculo das concentrações médias dos efluentes convencionais é usado o modelo gaussiano Industrial Source Complex Dispersion Model (ISC3), recomendado pela agência ambiental americana, Environmental Protection Agency - EPA. O modelo XOQDOQ é utilizado para o cálculo das concentrações médias na atmosfera e deposições médias na superfície, provenientes dos efluentes radioativos, normalizadas pela intensidade da fonte. Vale frisar, que esse é um modelo de fluxo de ar em linha reta, que implementa computacionalmente as suposições do Regulatory Guide 1.111, "Methods for Estimating Atmospheric Transport and Dispersion of Gaseosous Effluents in Routine Releases from Light-Water-Cooled Reactors", sendo recomendado seu uso para licenciamento de usinas nucleares pela US Nuclear Regulatory Comission - NRC. Foi realizada uma modificação nos códigos computacionais para estimativa da dispersão de poluentes radioativos e atualmente estes podem ser executados sob plataformas com sistema operacional WINDOWS ou LINUX, flexibilizando a operação dos modelos em microcomputadores. A descrição detalhada dos modelos é apresentada no escopo do trabalho, objetivando caracterizar suas potencialidades, bem como os parâmetros meteorológicos, os dados topográficos e das fontes de emissão, que são necessários para sua execução. No trabalho, foi desenvolvido um código computacional que permite o estudo da influência combinada das emissões provenientes das três usinas da CNAAA (estudo de sinergia), sobre a qualidade do ar da região, a partir das estimativas de concentração simuladas pelo modelo XOQDOQ. O estudo de sinergia é desenvolvido também para as emissões gasosas convencionais, visto que o modelo ISC3 permite avaliar o impacto na qualidade do ar devido a influencia de múltiplas fontes. 6.6.1. Dados de inventário das fontes de emissão - Angra 3 - topo A base de dados disponíveis, referente à emissão de poluentes gasosos, é proveniente do Estudo de Impacto Ambiental de Angra 2 (NATRONTEC, 1999a), e fornecido pela Eletronuclear. Esses dados contribuem para estudos de caso, que são realizados através dos modelos de qualidade do ar e dispersão de efluentes. 6.6.1.1. Emissões atmosféricas convencionais (não radioativas) - topo As emissões atmosféricas de Angra 2 são provenientes dos gases de combustão de óleo utilizado na caldeira auxiliar e no grupo gerador. O consumo de óleo da caldeira é de 1.400 kg/h e o consumo dos grupos geradores é de 30,13 kg/h. A repartição dos gases de combustão do óleo Diesel é dada pela seguinte forma: 95% de SO2 e 5% de SO3, para os óxidos de enxofre emitidos; 90% de NO e 10% de NO2, para os óxidos de nitrogênio emitidos; e 1,0% de CO e 99% de CO2 para os óxidos de carbono liberados para a atmosfera. A Tabela 79 apresenta as quantidades e freqüências estimadas de emissões atmosféricas convencionais de Angra 2. Tabela 79 - Emissões atmosféricas convencionais (não radioativas) de Angra 2.
Fonte: Nuclen (TS2-526/97), NATRONTEC (1999a). A boca de descarga da chaminé da caldeira auxiliar está a uma altura em relação ao solo de 45 m, enquanto os grupos geradores Diesel de emergência possuem tubos de descarga com a boca situada a 18,75 m de altura. Para o grupo do sistema de emergência 1, a chaminé está a 11 m de altura, enquanto, para o grupo do sistema de emergência 2, está a 10 m. 6.6.2. Topografia da região - topo A Figura 316 ilustra as características topográficas peculiares do sítio da CNAAA, formando um paredão devido à presença da Serra do Mar junto a Itaorna. Nas simulações são considerados os efeitos topográficos sobre o mecanismo de dispersão de poluentes radioativos e convencionais na atmosfera. A presença deste paredão em conjunto ao condicionamento da atmosfera da região, onde
há uma predominância de classes de estabilidade estática, amplifica o nível de concentração no entorno imediato da CNAAA, notadamente no raio de até 5km, e diminui significativamente a concentração de poluentes nas regiões fora da zona de exclusão. Figura 316 - Topografia da região da CNAAA. Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol I (Eixo I - Meteorologia)”, IGEO/UFRJ. 6.6.3. Padrões de Qualidade do Ar - topo A seguir são apresentados os padrões de qualidade do ar estabelecidos e regulamentados. 6.6.3.1. Poluentes convencionais - topo Um padrão de qualidade do ar define legalmente o limite máximo para a concentração de um componente atmosférico, que garanta a proteção da saúde e do bem estar da humanidade. Através da Portaria Normativa no 348 de 14/03/90, o Ibama estabeleceu os parâmetros nacionais de qualidade do ar. Os efluentes regulamentados são os seguintes: partículas totais em suspensão, fumaça, partículas inaláveis, dióxido de enxofre, monóxido de carbono, ozônio e dióxido de nitrogênio. Os dados são apresentados na Tabela 80. Tabela 80 - Padrões Nacionais de Qualidade do Ar (Resolução Conama 3 de 28/6/90).
Fonte: Ibama 6.6.4. Sistema de Modelagem - topo O sistema de modelagem proposto é originado da utilização de três modelos numéricos. Os resultados de saída gerados pelo modelo ADELTA são utilizados como condições de entrada para os modelos de qualidade do ar ISC3 e XOQDOQ. A seguir, é apresentada uma breve descrição de cada um desses modelos. 6.6.4.1. Modelo estatistico atmosférico - ADELTA - topo O principal objetivo do modelo ADELTA é de produzir as distribuições de freqüência de direção do vento e classes de estabilidade nos diversos formatos de interesse, bem como a freqüência de calmarias. A estrutura do ADELTA é dada pelos seguintes módulos: • MÓDULO INICIA: Inicialização das variáveis do programa e ajuste das constantes. • MÓDULO LER: Este módulo assimila as definições de entrada do programa, tais como: período de interesse, tipo de torre, tipo de delta, opções de relatório. Na versão original, o programa recebia estas informações sob a forma de cartão perfurado. Nas atualizações, foi desenvolvida uma interface, onde o usuário cria e modifica as definições de entrada. Esta nova opção é feita através do módulo MENU. • MÓDULO RDADOS: Este módulo extrai do cadastro meteorológico os dados que fazem parte do período onde se deseja obter a distribuição de freqüência e as classes de estabilidade. Na versão anterior, uma das rotinas era escrita em linguagem de programação COBOL, o que tornava incompatível a execução do modelo em microcomputador. Foi construída uma subrotina, em linguagem de programação Fortran 90 chamada NCAM05.F90. Essa nova subrotina permite criar médias mensais de períodos de anos e organizar um arquivo meteorológico de dados estatísticos para ser utilizado no modelo ISC3. • MÓDULO ARQUI: Este módulo processa os dados lidos por RDADOS e classifica a velocidade, a estabilidade atmosférica e a direção. Cria um arquivo para ser usada no módulo MATRIX e calcula as velocidades médias para o relatório 6 e para a rosa dos ventos. • MÓDULO MATRIX: Cria matriz utilizada para saídas nos relatórios. • MÓDULO SAÌDA: Imprime os relatórios para o usuário. • MÓDULO SAIDAX: Imprime a distribuição de freqüência por direção, por classe de estabilidade, por classe de velocidade, em um arquivo para ser utilizado pelo XOQDOQ. • MÓDULO SVELOC: Classifica a velocidade em diversas faixas, em função da intensidade do vento. • MÓDULO DELTAT: Classifica a estabilidade atmosférica segundo o critério do diferencial de temperatura. • MÓDULO ESPANG: Classifica a estabilidade atmosférica segundo o critério do sigma teta aproximado. • MÓDULO SIGMAT: Classifica estabilidade atmosférica pelo critério do sigma teta, ou seja, o desvio padrão das direções do vento durante o intervalo de interesse. • MÓDULO MENU: É uma interface onde o usuário define as saídas de relatórios desejadas e os critérios de classificação, bem como outras funcionalidades do programa. 6.6.4.2. Modelos de qualidade do ar - poluentes convencionais - topo Será brevemente comentada a seguir a estrutura principal dos parâmetros iniciais utilizados pelo modelo ISC3: Dados de fonte a) Tipo de poluente a ser estudado (ex.: SO2, NOx, CO, PM10, PTS e outros), com ou sem decaimento exponencial; b) Elevação do terreno: o ISC3 pode ser executado com 2 tipos de terreno, plano ou complexo, sendo que no caso da opção de terreno complexo, a altura do terreno deve ser especificada para cada receptor; c) Tipo de fonte e conjunto de dados: o modelo permite 4 tipos de fontes e seus respectivos conjuntos de parâmetros de entrada: fonte pontual, volumétrica, área, em vale. d) Taxas de emissão variável: variações sazonais, mensais e horárias das taxas de emissão, variação na taxa de emissão causada pela velocidade e categorias de estabilidade e variação de taxa de emissão causada por mudança de estação. e) Grupos de fontes: o modelo permite ainda que sejam informados grupos distintos de fontes, sendo estes combinados no processamento. Dados dos receptores a) Rede de receptores: podem ser definidos 2 tipos de grades de receptores, cartesiana (identificada pelas coordenadas x, leste-oeste, e y, norte-sul) e polar (identificada pela direção e distância de um ponto origem definido pelo usuário). b) Rede múltipla de receptores: pode ser definida também uma rede de receptores para abranger uma grande área, sendo que essa rede pode combinar grades cartesianas e polares. c) Receptores discretos: pode ser definido um receptor único para o modelo, visando-se estudar os impactos da concentração de poluentes na atmosfera em um determinado local especifico, como escolas ou casas, por exemplo. Campos de dados meteorológicos O arquivo contendo os parâmetros meteorológicos, que são utilizados como dados de entrada para o ISC3 deve conter: a) Data (dia, mês e ano) e hora; b) Direção do vento(graus);Velocidade do vento (m/s); c) Temperatura ambiente (graus K); d) Classe de estabilidade; e) Altura da camada de mistura urbana e rural; f) Gradiente vertical de temperatura potencial (k/m); g) Velocidade de fricção (m/s) (somente para deposição seca e úmida); h) Comprimento de Monin-Obukhov (m) (somente para deposição seca e úmida); i) Comprimento da rugosidade de superfície (m) (somente para deposição seca e úmida); j) Código de precipitação (00-45) (somente para deposição úmida); k) Taxa de precipitação (mm/hr) (somente para deposição úmida); l) Altura do anemômetro (altura acima do solo onde está localizado o sensor que coleta dados de velocidade do vento); m) Informações da Estação (número da estação, ano dos dados processados, coordenadas geográficas da localização da estação); n) Período de processamento; o) Correção de problemas de alinhamento na direção do vento (opcional): permite ao usuário corrigir problemas de alinhamento na direção do vento; p) Categorias de velocidade do vento; Dados topográficos Na Figura 316 (item 6.6.2 Topografia da região) é apresentada a configuração topográfica da região de estudo, com resolução de 200 metros e raio de 20 km tendo como centro a CNAAA. O arquivo com as informações sobre a Grade de Terreno e a sua discretização deve conter essencialmente: a) Números de pontos de grada nas direções x (Leste) e y (Norte); b) Coordenadas em UTM (m) do ponto esquerdo mais baixo e do canto superior direito da grade; c) Espaçamento entre os pontos da grade nas direções x e y, em metros. Composição dos arquivos de saida Os principais parâmetros de saída são: a) Concentração; b) Deposição; c) Deposição Seca e Úmida. Sendo esses campos apresentados pelo modelo através de tabelas contendo: c1) Sumário dos maiores valores por receptor; c2) Valores máximos gerais; c3) Sumário dos valores concorrentes por receptor para cada dia processado; c4) Valores de concentração média (ou deposição total) de cada fonte para o período correspondente ao evento; c5) Valores de concentração média horária para cada fonte; c6) Sumário dos dados meteorológicos horários para o período do evento. 6.6.4.3. Modelo de qualidade do ar - poluentes radioativos - topo Descrição do Modelo XOQDOQ O XOQDOQ é um modelo computacional que permite estimar a concentração ao nível da fonte e a deposição media de poluentes radioativos, normalizados pela intensidade da fonte, considerando as condições meteorológicas, emitidas por uma planta de geração de energia nuclear. O método de cálculo é baseado no NRC Regulatory Guide 1.111 - "Methods for Estmating Atmospheric Transport and Dispersion of Gaseous Effluents in Routine Releases from Light-Water-Cooled Reactors". As referências técnicas para o modelo são intituladas NUREG/CR-2919 ("XOQDOQ: Computer Program for the Meteorological Evaluating of Routine Effluent Releases at Nuclear Power Station"). Para liberações rotineiras, o programa calcula concentrações médias relativas de efluentes e valores de deposição média relativa para locais especificados pelo usuário, para distâncias radiais padrões e segmentos para setores na direção do vento. As seguintes opções compõem o código do modelo: • Localização da Liberação da Pluma Efluente: a) a liberação pode ser sempre elevada; b) sempre a nível do solo; c) modo misto (mistura de liberação elevada e nível de solo), que é usado, principalmente, na análise de liberações por respiradouros situados acima ou na mesma altura das estruturas adjacentes. Para liberações elevadas, a pluma pode ser elevada devido a empuxo térmico e/ou momento. As liberações ao nível do solo podem ser afetadas pela dispersão adicional devido à influência de prédios vizinhos. As medidas de velocidade do vento, em um nível, podem ser extrapoladas para as elevações dos pontos de liberação. Os parâmetros de crescimento da pluma são descritos pelas curvas de Pasquill. Para liberações elevadas, a topografia pode ser introduzida no cálculo da altura efetiva da pluma. A pluma pode sofrer decaimento radioativo devido à meia-vida do radionuclídeo. A pluma pode sofrer depleção via deposição seca e os valores da concentração média relativa de efluentes e de valores de deposição média relativa podem ser modificados por meio de valores padrões ou introduzidos de modo que considerem a recirculação ou estagnação do ar local. A seguir são apresentadas algumas das subrotinas de dados de entrada e saída do código, com a descrição de cada um deles. Subrotina MAIN:A impressão e leitura dos dados de entrada são feitas por esta rotina e, de acordo com a opção selecionada no primeiro registro dos dados de entrada, acessa as subrotinas específicas para efetuar os cálculos desejados. A determinação de uma velocidade do vento e uma direção para períodos de calmaria pode ser feita por esta rotina. Subrotina ANNUAL: As quantidades da concentração médias relativas de efluentes são calculadas por esta rotina, com os seguintes dados de entrada para liberações elevadas: Valores do ponto médio da velocidade de vento; Espalhamento vertical do efluente; Distancia na direção do vento a partir do ponto de liberação; Altura efetiva da pluma (subrotina RISE); Fator de redução devido a decaimento radioativo; Fator de redução devido a depleção da pluma; Fator de correção para recirculação do ar e estagnação; Altura do prédio; Meia vida do material radioativo; Tempo de percurso. Esta rotina pode assumir elevação de pluma, alem de poder variar a topografia para liberações elevadas. Subrotina DEPOS: O cálculo da deposição relativa por unidade de área é feito por esta rotina. A rotina opcionalmente permite liberações elevadas, liberações ao nível do solo, ou mista, possuindo os seguintes dados de entrada: Taxa de deposição relativa; Probabilidade associada; Distância percorrida; Fator de correção para recirculação do ar e estagnação. Subrotina DETERM: A razão entre a velocidade de saída da pluma e a velocidade do vento é calculada nesta rotina e possuem os seguintes dados de entrada: Fração do tempo quando a liberação é ao nível do solo; velocidade de saída da pluma; velocidade do vento para altura da chaminé. Subrotina RISE: A elevação da pluma provocada tanto pela quantidade de movimento, quanto pelo "empuxo" (altura efetiva), é calculada por esta rotina. Em geral, as instalações nucleares de potência só liberam efluentes gasosos para a atmosfera na temperatura ambiente. As seguintes condições de entrada são necessárias: Altura física da chaminé; elevação da pluma; altura do terreno; velocidade de saída do gás; distância média na direção predominante do vento; velocidade do vento na altura da liberação; diâmetro interno da chaminé; parâmetro do fluxo de momento; aceleração de restituição por deslocamento vertical em movimentos adiabáticos na atmosfera; aceleração da gravidade; temperatura do ar; gradiente vertical de temperatura potencial; parâmetro do fluxo de empuxo; taxa de emissão de calor de uma fonte contínua. Subrotina PTSOUT: As quantidades de saída dadas pelas concentrações e deposições médias relativas de efluentes são impressos por esta rotina, obtidas nas subrotinas ANNUAL, PTDEPS e PURGE, para locais do receptor especificados nas condições de entrada. Subrotina PRNTIN: Imprime os dados de saída referentes às características do prédio, da chaminé, e do tipo de liberação das quantidades de concentrações e deposições médias relativas de efluentes. 6.6.5. Síntese da análise - topo O estudo concentrou-se em períodos onde notadamente o condicionamento da atmosfera apresentava condições atípicas do clima, verificando-se situações de intensa estabilidade estática e/ou situações de calmaria. Esses períodos foram obtidos a partir da análise climatológica, sendo definido os seguintes períodos: • janeiro/1991; • agosto-outubro/1996; • dezembro/1997; • abril-julho/2000; • setembro/2000; • dezembro/2000. Além disso, foram escolhidos para a análise da dispersão de poluentes na atmosfera, anos com representatividade climatológica, como: o ano de 1983, por se tratar de um ano de evento El Niño, ano de1990, por se tratar de um ano de evento La Niña, e o ano de 2001, por ser um ano sem ocorrência de nenhum evento climático de grande impacto global, mas que apresentou valores de precipitação bem abaixo da média histórica na maior parte do país, e principalmente no Estado do Rio de Janeiro. No caso do estudo da dispersão de poluentes convencionais optou-se por apresentar os resultados considerando a sinergia das fontes de emissões das três usinas da CNAAA (Angra 1, 2 e 3), a fim de demonstrar que mesmo em situações extremamente adversas, tais emissões não apresentam efeito significativo sobre a qualidade do ar na região de estudo, mesmo considerando a operação conjunta das três usinas. No estudo da dispersão de poluentes radioativos considerou-se, de um modo geral, o impacto na qualidade do ar devido à operação da usina Angra 3, isoladamente. Para situações onde ocorreram as máximas concentrações relativas de poluentes, período de setembro de 2000 e média anual do ano 2001, foram realizadas simulações considerando a sinergia das usinas de Angra 2 e 3. No estudo não foi considerado o efeito sobre a qualidade do ar decorrente das emissões da usina Angra 1, pois a taxa de emissão de efluentes proveniente dessa usina é diferente da taxa de emissão de Angra 2 e 3. Dessa forma, não é possível representar graficamente a concentração relativa resultante do efeito de sinergia das três usinas, visto ser esse, a soma das concentrações relativas referente a emissão de cada usina, em cada ponto do domínio. 6.6.5.1. Poluentes convencionais - topo Aqui são apresentados os resultados da modelagem da sinergia atmosférica para as três usinas da CNAAA. As simulações realizadas ao longo desse estudo, com o modelo ISC3, consideram os seguintes poluentes convencionais: NO, NO2, SO2, SO3, CO e CO2 e são realizadas no período de 1982-2001, utilizando os campos meteorológicos observados na estação meteorológica instalada na CNAAA. O ponto de origem, P(0,0), de todas as figuras representa a posição da usina de Angra 2. A topografia utilizada nessas simulações apresenta uma resolução de 200 metros e um raio de 20.000 metros, e está representada em todas as figuras pelas isolinhas com a elevação do terreno. Nas a seguir (Figura 317 a Figura 319) pode-se observar os resultados das simulações, no ano de 1990, para os efluentes CO, CO2 e SO2, respectivamente. Percebe-se nas simulações apresentadas que os padrões de circulação dos meses de julho e setembro são bastante semelhantes, com atmosfera mais favorável ao acúmulo de efluentes no mês de setembro. A predominância dos ventos de S/SW e N/NE é claramente observada no acúmulo dos poluentes verificados nas regiões opostas a essas direções. A predominância dos ventos de S e SW na região pode ser explicada pela dinâmica atmosférica de mesoescala
(relacionada à incidência de frentes frias na região) e pelos efeitos locais de brisa marítima. Já a freqüência de N/NE é produto dos efeitos dinâmicos locais da brisa terrestre e de montanha que ocorre geralmente no início da noite. A maior estabilidade atmosférica, característica de meses de inverno, induz os efluentes a se confinarem somente nessas direções, sem haver uma grande dispersão das concentrações de efluentes nas demais posições. Figura 317 - Concentração média do CO (µg/m3), para a sinergia das usinas de Angra 1, 2 e 3, nos meses de (a) julho e (b) setembro de 1990. Figura 318 - Concentração média do CO2 (µg/m3), para a sinergia das usinas de Angra 1, 2 e 3, nos meses de (a) julho e (b) setembro de 1990. Figura 319 - Concentração média do SO2 (µg/ m3), para a sinergia das usinas de Angra 1, 2 e 3, nos meses de (a) julho e (b) setembro de 1990. A seguir são apresentados os resultados das simulações realizadas no ano de 1982, para os meses de julho e setembro, considerando os poluentes CO (Figura 320
(a) e (b)), CO2 (Figura 321 (a) e (b)) e SO2 (Figura 322 (a) e (b)). Figura 320 - Concentração média do CO (µg/ m3), para a sinergia das usinas de Angra 1, 2 e 3, nos meses de (a) julho e (b) setembro de 1983. Figura 321 - Concentração média do CO2 (µg/m3), para a sinergia das usinas de Angra 1, 2 e 3, nos meses de (a) julho e (b) setembro de 1983. Figura 322 - Concentração média do SO2 (µg/ m3), para a sinergia das usinas de Angra 1, 2 e 3, nos meses de (a) julho e (b) setembro de 1983. A comparação dos resultados do campo de concentração para os meses de julho e setembro mostra que ocorrem diferentes padrões de dispersão. No entanto, pode-se observar que em ambos os meses, para todos os poluentes simulados, verifica-se um maior espalhamento do campo de concentração e níveis de concentrações mais baixos do que no ano sob efeito do fenômeno climático La Niña(1990). Tal comportamento já era esperado fisicamente, considerando-se que em anos de La Niñaa temperatura média do ar no Estado do Rio de Janeiro tende a assumir valores mais baixos do que os valores médios, o que conseqüentemente cria uma atmosfera mais estável com um menor "poder" de dispersão dos efluentes (BUCHMANN et. all, 1995). Já nos anos sob efeito do fenômeno El Niño, como no caso de 1983, a atmosfera sobre a região Sudeste tende a apresentar um comportamento mais caótico (SINCLAIR et. all, 1997), ocasionado por um número maior de fenômenos meteorológicos atingindo a região, e conseqüentemente, uma maior distribuição dos regimes de vento, ocasionando um maior espalhamento horizontal da distribuição de concentração dos poluentes. Vale ressaltar que os biênios de 1989-1990 e 1982-1983 são considerados os anos de maior influência dos fenômenos La Niñae El Niño, respectivamente, no Estado do Rio de Janeiro (DIAZ et. all, 1997), e que os maiores impactos desses fenômenos nessa região são observados sempre no segundo ano do evento, nesses casos os anos de 1990 e 1983 (CATALDI e TORRES JÚNIOR, 2000). Serão apresentados a seguir o resultados das simulações para o ano de 2001, sendo que, para esse ano, foi o que apresentou os maiores picos de concentração média para todos os poluentes estudados, as simulações apresentadas referem-se a todos os poluentes emitidos pelo complexo de usinas e aos meses de fevereiro, julho e setembro. Nas próximas páginas (Figura 323 a Figura 328) são apresentadas, respectivamente, as simulações para a concentração dos
poluentes CO, CO2, SO2, NO, NO2 e SO3, nos períodos de fevereiro/2001, julho/2001 e setembro/2001. Figura 323 - Concentração média do CO (µg/ m3), para a sinergia das usinas de Angra 1, 2 e 3, nos meses de (a) fevereiro, (b) julho e (c) setembro de 2001. Figura 324 - Concentração média do CO2 (µg/ m3), para a sinergia das usinas de Angra 1, 2 e 3, nos meses de (a) fevereiro, (b) julho e (c) setembro de 2001. Figura 325 - Concentração média do SO2 (µg/ m3), para a sinergia das usinas de Angra 1, 2 e 3, nos meses de (a) fevereiro, (b) julho e (c) setembro de 2001. Figura 326 - Concentração média do NO (µg/ m3), para a sinergia das usinas de Angra 1, 2 e 3, nos meses de (a) fevereiro, (b) julho e (c) setembro de 2001. Figura 327 - Concentração média do NO2 (µg/ m3), para a sinergia das usinas de Angra 1, 2 e 3, nos meses de (a) fevereiro, (b) julho e (c) setembro de 2001. Figura 328 - Concentração média do SO3 (µg/ m3), para a sinergia das usinas de Angra 1, 2 e 3, nos meses de (a) fevereiro, (b) julho e (c) setembro de 2001. Os padrões de dispersão observados no ano de 2001 não apresentaram discrepâncias relevantes com relação às outras apresentadas no decorrer desse relatório. Vale ressaltar que os maiores picos de concentração para todos os poluentes ocorreram neste ano, e que o mês de setembro apresentou um regime de ventos diferente de todos os outros períodos. Tal fato também foi verificado quando analisamos os meses de setembro de outros anos da série estudada, inclusive em 1983. Setembro, em particular, muitas vezes se apresenta como uma grande incógnita para os meteorologistas quando estudam o Estado do Rio de Janeiro, por apresentar, para quase todos os parâmetros meteorológicos, os valores mais altos de variância. A quase total ausência de efluentes a norte da usina nesse mês indica a ausência de freqüência de ventos originada das direções sul e sudeste, como o que ocorreu na grande maioria dos casos estudados. Setembro se apresenta, por tanto, como um mês que irá requerer sempre uma atenção especial, no que diz respeito a prognósticos de picos de concentração de efluentes sobre essa região de estudo. Outro fato importante é que as menores concentrações observadas de todos os poluentes ocorrem no mês de verão (fevereiro). Nesse período do ano o maior aquecimento da superfície, tanto marítima quanto terrestre, induz a maiores gradientes de temperatura entre essas duas superfícies em períodos específicos do dia, intensificando os fenômenos de brisa marítima, terrestre e de montanha, além de tornar a atmosfera de toda a região mais instável, melhorando, portanto, as condições de dispersão para todos os efluentes. Os poluentes NO, NO2 e o SO3, apresentaram valores de concentração inferiores ou próximos a 0,1 µg/m3 em todos os períodos estudados, indicando que sua presença na atmosfera da região pode ser considerada como insignificante em qualquer período do ano. O último caso apresentado nesse estudo será a simulação da dispersão dos poluentes CO, SO2 e CO2 para o mês de setembro de 2000 (Figura 329). Esse mês
foi escolhido por se apresentar como o mês onde a atmosfera foi mais estável entre todos os meses disponíveis para esse estudo. Figura 329 - Concentração média de CO (a), SO2 (b) e CO2 (c) (µg/m3), para a sinergia das usinas de Angra 1, 2 e 3, no mês de setembro de 2000. Fonte: "Levantamento e Diagnóstico Ambiental (Meio Físico) da Área de Influência da CNAAA - Vol I (Eixo I - Meteorologia)", IGEO/UFRJ. No mês de setembro de 2000 podemos observar valores de concentração ligeiramente inferiores a do mês de setembro de 2001, porém encontramos uma maior área com picos de concentração dos efluentes, voltando a se verificar ventos de sul/sudoeste que ocasionam a presença dos poluentes a norte/nordeste da CNAAA. Pode-se concluir com as simulações realizadas ao longo desse trabalho, que a região onde está inserida a CNAAA, bem como as condições atmosféricas da região não são favoráveis a dispersão de poluentes. O que se observa, no entanto, é que devido à baixa taxa de emissão dos poluentes convencionais, proveniente da CNAAA, as concentrações verificadas nas regiões próximas possuem seus valores máximos inferiores aos valores que excederiam os padrões nacionais de qualidade do ar. 6.6.5.2. Poluentes Radioativos - topo O cálculo das concentrações médias normalizadas pela intensidade da fonte são realizados para vários períodos particulares. As figuras apresentadas nas próximas páginas (Figura 330 a Figura 336) ilustram os resultados das concentrações medias dos efluentes radioativos normalizadas pela intensidade da fonte, sob os efeitos de decaimento e depleção, emitidos pela usina de Angra 3. Na Figura 330 são avaliados os períodos de verão e inverno de 1983. Este foi um período associado ao evento El Nino 1982/1983. No verão, as maiores concentrações ocorreram a SW e não ultrapassaram o valor 5x10-6 s/m3. No inverno as maiores concentrações apresentaram valores inferiores aos observados no verão e a posição dos máximos ocorreu a NE. A Figura 331 ilustra os resultados da simulação para períodos associados ao fenômeno La Niña. No verão de 1990, as
concentrações apresentaram os menores valores dos períodos analisados. Concentrações relativamente maiores são notadas no inverno de 1990, com máximos predominantes na região W e NE. Figura 330 - Concentração média de efluentes radioativos normalizados pela intensidade da fonte (s/ m3), sob os efeitos de decaimento, para a usina de Angra 3, nos períodos de
(a) verão (jan-fev-mar) e (b) inverno (jul-ago-set) de 1983 (caso El Niño). Figura 331 - Concentração média de efluentes radioativos normalizados pela intensidade da fonte (s/ m3), sob os efeitos de decaimento,
para a usina de Angra 3, nos períodos de (a) verão (jan-fev-mar) e (b) inverno (jul-ago-set) de 1990 (caso La Niña). A análise realizada no item 6.1 Meteorologia deste documento indica que alguns períodos foram críticos em termos da estabilidade estática da atmosfera na região de estudo. As próximas figuras (Figura 332 a Figura 335
(b)) ilustram o comportamento das concentrações simuladas para estas situações, descritas anteriormente. A análise dos cenários demonstra que as maiores concentrações ocorreram na região NE, sendo que em dezembro/2000 ocorreram as maiores concentrações do período analisado. Figura 332 - Concentração média de efluentes radioativos normalizados pela intensidade
da fonte (s/ m3), sob os efeitos de decaimento, para a usina de Angra 3, nos períodos de (a) janeiro de 1991 e (b) inverno (ago-set-out) de 1996. Figura 333 - Concentração média de efluentes radioativos
normalizados pela intensidade da fonte (s/ m3), sob os efeitos de decaimento, para a usina de Angra 3, nos períodos de (a) dezembro de 1997 e (b) abril a julho de 2000. Figura 334 - Concentração média de
efluentes radioativos normalizados pela intensidade da fonte (s/ m3), sob os efeitos de decaimento, para a usina de Angra 3, nos períodos de (a) setembro de 2000 e (b) dezembro de 2000. Figura 335 -
Concentração média de efluentes radioativos normalizados pela intensidade da fonte (s/ m3), sob os efeitos de decaimento, para a usina de Angra 3, nos períodos de (a) verão de 2001, (b) inverno de 2001 e (c) anual de 2001. Foi feita uma análise complementar da distribuição da concentração média anual de poluentes para o ano 2001 e para um mês de agosto médio, considerando o período de 1987-2001, apresentadas na Figura 335 (c) e na Figura 336. Esses períodos foram escolhidos por ser o mês de agosto e o ano de 2001, períodos característicos para ocorrência de estabilidade estática na região. As simulações demonstraram que nesses períodos ocorreram os maiores níveis de concentração, em relação a todos os períodos analisados. Nota-se que as maiores concentrações ocorrem na região NE, em concordância as análises feitas
anteriormente. Dessa forma, o ano de 2001 foi escolhido para o estudo do impacto na qualidade do ar, devido a sinergia entre as fontes de emissões das usinas de Angra 2 e 3. Figura 336 - Concentração média de efluentes radioativos normalizados pela intensidade da fonte (s/ m3), sob os efeitos de decaimento, para a usina de Angra 3, no período médio de agosto
(a partir de 1987). O resultado para as deposições média dos efluentes radioativos, normalizados pela intensidade da fonte, para a usina de Angra 3, desses mesmos casos é apresentado nas figuras a seguir (Figura 337 a Figura 343). De maneira geral, as deposições são encontradas espalhadas uniformemente, dentro de um raio de 20 km,
alcançando picos máximos de 8 x10-9 m-2 para os casos analisados estudados. Figura 337 - Deposição média de efluentes radioativos normalizados pela intensidade da fonte (m-2), para a usina de Angra 3, nos períodos de (a) verão (jan-fev-mar) e (b) inverno (jul-ago-set) de 1983 (caso El Niño). Figura 338 - Deposição média de efluentes radioativos normalizados pela intensidade da fonte (m-2), para a usina de Angra 3, nos períodos de (a) verão (jan-fev-mar) e (b) inverno (jul-ago-set) de 1990 (caso La Niña). Figura 339 - Deposição média de efluentes radioativos normalizados pela intensidade da fonte (m-2), para a usina de Angra 3, nos períodos de (a) janeiro de 1991 e (b) inverno (agoset-out) de 1996. Figura 340 - Deposição média de efluentes radioativos normalizados pela intensidade da fonte (m-2), para a usina de Angra 3, nos períodos de (a) dezembro de 1997 e (b) abril a julho de 2000. Figura 341 - Deposição média de efluentes radioativos normalizados pela intensidade da fonte (m-2), para a usina de Angra 3, nos períodos de (a) setembro de 2000 e (b) dezembro de 2000. Figura 342 - Deposição média de efluentes radioativos normalizados pela intensidade da fonte (m-2), para a usina de Angra 3, nos períodos de (a) verão de 2001, (b) inverno de 2001 e (c) anual de 2001. Figura 343 - Deposição média de efluentes radioativos normalizados pela intensidade da fonte (m-2), para a usina de Angra 3, no período médio de agosto (a partir de 1987). De forma a estender os resultados alcançados, são realizadas duas simulações para o efeito conjunto das usinas de Angra 2 e 3. Para realização da sinergia dos efeitos das emissões das usinas, algumas modificações no código, incluindo a transformação de coordenadas do sistema tiveram que ser realizadas. A Figura 344 ilustra o campo de concentração média de efluentes radioativos simulados para setembro de 2000 (Figura 344 (a)) e o período anual de 2001(Figura 344 (b)). O aumento das concentrações é evidente nessas figuras. No caso anual de 2001, dois centros de concentração, com picos de 10-5, mostram-se próximos à fonte e a NE. Na Figura 345 são ilustrados os campos de deposição média para setembro de 2000 (Figura 345 (a)) e anual de 2001 (Figura 345 (b)). Valores mais intensos são encontrados no período anual de 2001, como era de se esperar. Além disso, verifica-se grande uniformidade nesses campos, num raio de ate 20 km de extensão. Figura 344 - Concentração média de efluentes radioativos normalizados pela intensidade da fonte (s/m3), sob os efeitos de decaimento, para a sinergia das usinas de Angra 2 e 3, nos períodos de (a) setembro de 2000 e (b) anual de 2001. Figura 345 - Deposição média de efluentes radioativos normalizados pela intensidade da fonte (m-2), para a sinergia das usinas de Angra 2 e 3, nos períodos de (a) setembro de 2000 e (b) anual de 2001. Como conclusão, podemos afirmar que as maiores concentrações de poluentes ocorreram no eixo nordeste - sudoeste, sendo que os valores máximos estimados ocorreram dentro de um raio de 5 km, tendo como centro as fontes de emissão. Os resultados de concentração simulados devem ser utilizados para o cálculo de doses, a fim de se determinar a relevância do impacto ambiental, proveniente da operação da Usina Angra 3, para a área de influência. Além disso, a estimativa desse impacto deve ser feita considerando a operação conjunta das 3 usinas da CNAAA. 6.6.6. Métodos de monitoramento - topo Os métodos de coleta e análise de amostras de contaminantes do ar são selecionados com o maior cuidado, levando-se em conta não somente a finalidade das análises a serem realizadas, como os recursos disponíveis para efetuá-las. São poucos os problemas de poluição do ar que ocorrem apenas em um único local; a maioria deles é comum em diversos lugares do mundo. Por se tratar de um problema comum em várias localidades e em diferentes países, é evidente a conveniência de se empregar métodos que permitam a comparação dos resultados obtidos. Dessa forma, para cada poluente monitorado existe uma série de métodos fidedignos, cujos resultados devem ser confirmados por comparação com os métodos de referência. Podese assim inferir conclusões mais confiáveis quanto aos dados obtidos por diferentes técnicas aplicadas por distintos laboratórios. O monitoramento da qualidade do ar envolve medições das concentrações reais dos poluentes no ar ambiente, num dado local e durante um período estipulado. As medições produzidas são sempre um valor méa um mês. Uma variedade de técnicas, dos mais diversos níveis de sofisticação, existe para medir as concentrações dos poluentes do ar. Os métodos existentes enquadram-se nos seguintes quatro principais grupos: • amostragem passiva (por meio de tubos de difusão ou tubos passivos); • amostragem ativa (por meio de filtros, borbulhadores etc.); • monitoramento automático; • monitoramento remoto de longo-período. A Tabela 81 sumariza as principais vantagens e desvantagens desses quatro principais métodos de monitoramento. Tabela 81 - Comparação das vantagens e desvantagens dos quatro métodos de monitoramento da qualidade do ar.
Fonte : Passam Ag - Suiça. A seleção do mais apropriado método depende de seus objetivos de monitoramento, da resolução dos dados requeridos, bem como dos recursos financeiros e mão-de-obra disponíveis. Existe uma clara variação entre o custo instrumental, a complexidade, a capacidade e a performance. Tipicamente, os mais sofisticados métodos de monitoramento apresentam dados mais consistentes, entre muitas outras vantagens, embora ainda tenham um custo elevado de aquisição. Como resultado, uma prática freqüente é a escolha de tecnologias mais simples, capazes de atender aos objetivos do monitoramento em termos de resolução e qualidade. Para os poluentes comumente monitorados - para os quais os padrões de qualidade do ar já são estabelecidos - a metodologia utilizada e as freqüências de amostragens são fixadas e normatizadas nos níveis Federal (Brasil) e Estadual (Rio de Janeiro), a exemplo do que é adotado nos países do mundo. 6.6.6.1. Caracterização da qualidade do ar na Área de Influência do empreendimento - topo Para fins de avaliação e gestão da qualidade do ar na Região Metropolitana do Rio de Janeiro (RMRJ), a Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente (Feema), leva em consideração as influências da topografia e meteorologia, o que leva a divisão da Região em quatro Sub-Regiões ou
"Bacias Aéreas" (Figura 346). Figura 346 - Bacias aéreas da Região Metropolitana do Rio de Janeiro. • Bacia Aérea I - inserida na Bacia Hidrográfica da Baía de Sepetiba, localizada na Zona Oeste da Região Metropolitana, com cerca de 730 km² de área, compreende as áreas territoriais de Itáguaí, Coroa Grande e Seropédica, além das Regiões Administrativas de Santa Cruz e Campo Grande, no município do Rio de Janeiro. • Bacia Aérea II - localizada no município do Rio de Janeiro, envolve as regiões administrativas de Jacarepaguá e Barra da Tijuca, possuindo cerca de 140 km² de área. • Bacia Aérea III - ocupa uma área de cerca de 700 km². Abrange os municípios de Belford Roxo, Duque de Caxias, Japerí, Magé, Mesquita, Nilópolis, Nova Iguaçu, Queimados e São João de Meriti, além das Regiões Administrativas de Portuária, Centro, Rio Comprido, Botafogo, São Cristóvão, Tijuca, Vila Isabel, Ramos, Penha, Méier, Engenho novo, Irajá, Madureira, Bangú, Ilha do Governador, Anchieta e Santa Tereza, no município de Rio de Janeiro. • Bacia Aérea IV - com área de cerca de 830 km², abrange os municípios de São Gonçalo, Itaboraí e Magé. Uma "bacia aérea" pode ser definida como uma estrutura geográfica de condição de clima que resulta em um relativo pequeno movimento do ar dentro e fora da área. Esse termo é normalmente usado para se referir a áreas topograficamente sujeitas aos mesmos mecanismos de circulação, onde os poluentes se distribuem pelo ramo aéreo. O volume da atmosfera que deve ser considerado na avaliação dos efeitos de certos poluentes na saúde humana e no ambiente de modo geral é aquele que se encontra passível de variação em função do tipo de contaminante, do seu tempo de residência, da geografia e das condições meteorológicas. A região da Bacia Aérea I, mais próxima à área de interesse e que deve ser levada como elemento de comparação, tem apresentado uma forte vocação para a implantação de centrais de geração de energia elétrica, face à disponibilidade de áreas, de infra-estrutura de abastecimento de combustível para as usinas, oferta de recursos hídricos, além da proximidade das linhas de transmissão. Em termos de qualidade do ar, os estudos desenvolvidos pelos empreendimentos licenciados e/ou em fase de licenciamento na região revelaram uma condição de background ainda satisfatória, uma vez que há poucas fontes consideradas de alto grau de impacto. Apesar disso, para garantir a manutenção da qualidade do ar em níveis aceitáveis, a Feema estabeleceu limites de impactação a partir da implantação de um Plano de Gestão da Qualidade do Ar na Bacia Aérea I. O referido Plano está sendo concebido pela iniciativa privada, tendo a Feema como partícipe. Para fins de caracterização da qualidade do ar, a área de influência direta da Unidade 3 da CNAAA pode ser subdividida em duas, em função dos parâmetros a serem considerados. Para o caso do material particulado, considera-se a Bacia Aérea que envolve a área onde se situam as Unidades 1 e 2 da CNAAA (e futuramente Angra 3), limitada pelas faces voltadas para sul das vertentes montanhosas vizinhas e as linhas-de-costa ao longo de Itaorna, Ponta Grande a Praia Brava. Para os demais poluentes legislados pela Resolução Conama 03/90 (SO2, NO2, O3 e CO), além de Hidrocarbonetos Totais (HCT) - legislado pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos, a área de influência poderia ser considerada como mais abrangente, atingindo cerca de 5 km a nor-nordeste (orientação Angra 3 - Frade) em relação a posição da própria usina de Angra 3, uma vez que a circulação do ar na região é condicionada pela combinação de diversos fatores geográficos - a distribuição topográfica local, o oceano ao sul e os mecanismos atmosféricos nas escalas sinótica e regional. Na maior parte do ano, entretanto, por percepção, a qualidade do ar regional ainda é boa. Porém, sob certas condições de tempo - baixa ventilação, estabilidade atmosférica, forte incidência solar e um grande quantitativo de fontes móveis em atividade, a qualidade do ar em alguns locais da região podem apresentar relativo potencial de deterioração temporária com respeito à formação de ozônio na baixa troposfera e à formação de chuvas contaminadas (evolução do conceito de "chuva ácida"). Infelizmente, tais afirmativas serão limitadas ao aspecto conceitual e sensitivo, haja vista não haver qualquer histórico de monitoramento da qualidade do ar na região. Diante do exposto, cabe estabelecer analogias com áreas mais próximas e que tenham as características geográficas e meteorológicas aproximadas às áreas de influência da Unidade 3 da CNAAA. 6.6.6.1.1. Material Particulado - topo Partículas Totais em Suspensão na Estação Pesagro-Itáguaí (Feema) no Período 1989-2000 - historicamente, na Bacia Aérea I - a mais próxima da CNAAA, a Feema monitora a qualidade do ar. Há uma única estação de monitoramento, localizada na Pesagro (coordenadas UTM: 0635038; 7482691), em Itáguaí. Nesta estação, o parâmetro PTS tem sido monitorado desde 1989 e os resultados das concentrações médias (geométricas) anuais de PTS no período 1989-2000 são apresentados na Tabela 82. Tabela 82 - Partículas Totais em Suspensão na Estação Pesagro-Itáguaí (Feema), no período 1989-2000.
Fonte: Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente do Rio de Janeiro - Feema Considerando-se que o padrão de qualidade do ar estabelecido pela Resolução Conama Nº 03 de 28 de junho de 1990 para a concentração média anual é de 80 µg/m3, verifica-se que os níveis medidos encontram-se abaixo do limite fixado como Padrão Primário. Se for considerado o Padrão Secundário, para proteção de flora e fauna, de 60 µg/m3, também as concentrações registradas encontram-se abaixo. De acordo com o Relatório Feema-GTZ (1995), a Estação Pesagro-Itáguaí, juntamente com a Estação Sumaré (no Rio de Janeiro), é apresentada como estação de background, onde a média das concentrações observadas situa-se em torno de 50% do valor da concentração média geométrica do Padrão Primário (80 µg/m3). Neste relatório, os valores apresentados para a Estação Pesagro-Itáguaí foram: • média geométrica = 43 µg/m3; • média aritmética = 45 µg/m3; • mínimo = 21 µg/m3; • máximo = 95 µg/m3. De acordo com o Relatório "Os valores obtidos nas estações escolhidas como background orientam a avaliação da região estudada, ou sejam, valores acima destes, quando encontrados em um local, mostram o grau de influência de atividades poluidoras". Ao se observar o conjunto de dados (individualmente como média geométrica anual) apresentados na Tabela 82, verifica-se que, ao longo dos anos (1989 a 2000), aparecem três patamares, o primeiro representando exclusivamente o ano de 1989, com uma concentração de 26 µg/m3, o segundo de 1990 a 1993, com concentrações que variam de 32 a 35 µg/m3, e terceiro de 1994 a 2000, com concentrações que, em geral variam de 41 a 44 µg/m3, excetuando-se 1997, que apresentou média geométrica de 55 µg/m3. Isto significa que de 1989 a 2000 a concentração de PTS apresentou um crescimento médio de 40%. Partículas Totais em Suspensão na área do Pólo Petroquímico - no ano de 1990 foram realizadas medições de material particulado em suspensão, no período de 5 de março a 1 de setembro, com o objetivo de caracterizar a qualidade do ar na área de influência do Pólo Petroquímico de Itáguaí (empreendimento na implantado). Para tal, foi instalado um Amostrador Hi-Vol na agência do Banerj, no centro de Itáguaí. Os resultados indicaram uma média geométrica de 68 µg/m3 no período e uma concentração máxima diária de 113 µg/m3, ficando abaixo dos valores estabelecidos pela Resolução Conama 03/90 como admissíveis para o parâmetro: 80 e 240 µg/m3. Na área onde seria implantado o Pólo também foram realizadas medições: as concentrações média geométrica e máxima diária de material particulado em suspensão foram de 35,4 e 72,6 µg/m3. Tais resultados evidenciam que a área urbana de Itáguaí apresentou valores mais altos do que a área de implantação do Pólo Petroquímico e as concentrações observadas durante esse período de monitoramento claramente sofreram a influencia da estabilidade atmosférica do inverno. Análises qualitativas no material particulado coletado revelaram a presença de apenas 7% de metais pesados nas amostras coletadas, indicando que, naquela ocasião, a contribuição das indústrias instaladas nas proximidades da área urbana de Itáguaí se mostrou pouco significativa. Partículas Inaláveis na Estação Pesagro-Itáguaí (Feema) - a partir de 1998 a Feema passou a realizar, também, o monitoramento de partículas inaláveis na Bacia Aérea I, cuja estação de amostragem encontrava-se localizada no mesmo local onde é monitorado os níveis de PTS. Os resultados obtidos das concentrações médias anuais são mostrados na Tabela 83. Tabela 83 - Concentração Média Anual de Partículas Inaláveis (µg/m3).
Fonte: Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente do Rio de Janeiro - Feema Nota-se que os valores registrados nesses três anos estavam longe de ultrapassar o padrão de 50 µg/m3 estabelecido pela Resolução Conama 03/90. A Tabela 84 apresenta uma síntese estatística dos dados gerados do monitoramento de Partículas Totais em Suspensão - PTS (período de 10/01/1998 a 19/12/2000) e Partículas Inaláveis - PI (período de 10/04/1998 a 31/12/2000) na Estação Itáguaí-Pesagro.. Nesta tabela são comparadas as médias geométricas (para PTS) e aritméticas (para PI) das concentrações de todo o período (referida como total) monitorado com as respectivas médias das coletas efetuadas nos dias úteis (i.e., de segunda a sexta-feira) e de fim-de-semana (i.e. sábado e domingo). Tabela 84 - Síntese estatística das concentrações (em µg/m3) de Partículas Totais em Suspensão (PTS) e Partículas Inaláveis (PI) na Estação Itáguaí-Pesagro (Feema) no período 1998-2000.
Fonte: Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente do Rio de Janeiro - Feema (*) Geométrica para PTS e aritmética para PI, n = número de amostras. Os valores obtidos para PTS e PI mantiveram-se abaixo das referências do Padrão Primário de média anual e média de 24 horas da Resolução Conama Nº 03 de 28/06/90. Os Padrões Secundários também não foram atingidos. Os resultados mostraram que tanto as concentrações médias de PTS quanto às de PI apresentaram-se mais baixas nos fins-de-semana. Nos dois casos, as médias das concentrações nos fins-de-semana foram aproximadamente 1,3 vezes inferiores à média dos dias úteis. Esta diferença pode ser atribuída ao fator fonte, que, para a região, poderia se considerar a maior influência do tráfego de veículos nos dias úteis. A Figura 347 mostra as variações ocorridas para os dias da semana na Estação Pesagro-Itáguaí, conforme as concentrações de material particulado registradas no
ano de 2000. Figura 347 - Concentrações de material particulado nos dias da semana na Estação Pesagro-Itáguaí (ano de 2000). Verifica-se a ocorrência de um decréscimo das concentrações de material particulado nos fins-de-semana, sugerindo, assim, que o local onde o ar foi monitorado sofria influência de fontes, cujas emissões seriam pouco significativas nesses dias. A Figura 348 mostra as variações ocorridas nas concentrações de material particulado, na Estação Pesagro-Itáguaí, registradas nos meses do ano de 2000. A sazonalidade fica bem delineada, confirmando o aumento das concentrações de material particulado durante os meses de inverno. Figura 348 - Concentrações médias mensais de material particulado na Estação Pesagro-Itáguaí (ano de 2000). 6.6.6.1.2. Gases - topo Com relação aos níveis de concentração de gases, as informações são mais limitadas e recaem no monitoramento realizado por ocasião das avaliações ambientais para a implantação do Pólo Petroquímico de Itáguaí. Foram amostrados os parâmetros dióxido de enxofre e dióxido de nitrogênio durante apenas seis meses. Para o dióxido de enxofre (SO2) foi observada uma média aritmética de 19,3 µg/m³ e uma concentração máxima diária de 41 µg/m³. Os valores encontrados ficaram dentro dos admitidos pela Resolução Conama 03/90, que são de 80 e 365 µg/m³, respectivamente. Para o dióxido de nitrogênio (NO2), a média aritmética e a concentração máxima diária observadas foram de 12.3 µg/m³ e 20.0 µg/m³, também se posicionando abaixo dos valores de referência de 100 µg/m³ estabelecidos pela Resolução Conama 03/90 para as médias aritmética e anual. Com relação ao ozônio (O3), foi realizada uma ampla campanha de monitoramento em todo o Município do Rio de Janeiro, em 1999, visando a verificação dos níveis do poluente. Os trabalhos ocorreram sob a coordenação conjunta do Laboratório de Estudos em Poluição do Ar do Departamento de Meteorologia da UFRJ e da Secretaria Municipal de Meio Ambiente da Prefeitura do Rio de Janeiro. O método empregado foi o de tubos de difusão. Segundo constatações internacionais, a probabilidade de formação do ozônio aumenta de 2 a 4% por grau Celsius de elevação da temperatura do ar, o que significa dizer que: • abaixo de 21°C a formação de ozônio nunca ocorre; • em torno de 32°C a probabilidade passa a ser de 50% e • próximo a 40°C (temperaturas facilmente atingidas no verão) a probabilidade passa a ser superior a 70%. Em suma, as grandes áreas metropolitanas tropicais, com elevada contribuição de emissões provenientes da queima de combustíveis fósseis e temperaturas sobre-elevadas em razão da formação das ilhas de calor urbano, passam a ser susceptíveis à formação de ozônio. Na Bacia Aérea I (área mais afastada à oeste do Município do Rio de Janeiro e mais próxima da região de interesse do presente diagnóstico) foram instalados tubos passivos para as amostragens de Ozônio em 8 pontos, a saber: Sepetiba, Santa Cruz (R. F. Cardoso), Santa Cruz I (Av. Brasil), Santíssimo, Campo Grande (P. S. Geraldo), Campo Grande I (João Esmerardi), Queimados (Av. Camarin Baviro) e Queimados (Praça Conienas). Os resultados do monitoramento podem ser vistos na Figura 349. Medições de dióxido de enxofre, dióxido de nitrogênio e ozônio, no mês de maio de 2001 em Vila Califórnia e Brisamar, ambas em Itaguaí, revelaram os seguintes resultados de concentrações médias: 23 µg/m³, 30 µg/m³ e 20 µg/³, respectivamente, o que, comparado a outras regiões do Rio de Janeiro, denota uma atmosfera com elevada qualidade do ar. Os níveis de concentração de ozônio revelados no estudo para a região da Bacia Aérea I mostraram-se significativos quando comparados aos demais; sugerindo haver na região um nível de emissão acentuada de seus precursores primários (óxidos de nitrogênio e hidrocarbonetos) ou o transporte desses, ou mesmo do próprio ozônio formado em outras áreas e carreados para a região de enfoque. De acordo com o estudo Qualidade do Ar em Volta Redonda, realizado pela Feema/GTZ e apoio do Laboratório de Estudos em Poluição do Ar/UFRJ, foram realizadas medições de benzeno na Estação Pesagro-Itqaguaí, com a finalidade de se comparar os resultados obtidos em Volta Redonda com os de uma área rural, além
de outras urbanas: Bonsucesso e Copacabana. Verificou-se que na área rural, isto é, na Estação Pesagro-Itáguaí, os resultados obtidos situaram-se "abaixo do limite de detecção do método, podendo-se considerar a concentração background de benzeno como zero". Para as áreas urbanas, as concentrações médias diárias encontraram-se na faixa de 1 a 2µg/m³.
Figura 349 - Resultados das concentrações de ozônio a partir do monitoramento por tubos passivos (1999). 6.6.6.1.3. Fluxos atmosféricos na Bacia Aérea I - topo A presente abordagem é introduzida com o intuito destacar a problemática com relação à formação de chuvas ácidas, no entorno do empreendimento, a destacar as áreas onde existem remanescentes de mata atlântica, localizados predominantemente nas encostas da Serra do Mar e os núcleos urbanos situados nas áreas de influência direta e indireta, muito embora utilizando, também, experiências ocorridas em regiões mais próximas, haja vista a inexistência de qualquer estudo mais aprofundado em Angra dos Reis. Em virtude da preocupação existente no que tange aos fluxos atmosféricos de substâncias químicas (poluentes primários ou secundários), procedentes de emissões de atividades humanas, efetuou-se um levantamento dos dados de estudos realizados, e divulgados, na região da bacia da baía de Sepetiba, tomando-a como a mais similar à Área de Influência do empreendimento. Conceituação e Características Químicas das Deposições Atmosféricas a) Formas de Deposição Os processos físicos responsáveis pela remoção de substâncias químicas procedentes de fontes naturais são igualmente importantes para remoção de poluentes primários e secundários da atmosfera. Portanto, tendo ou não sofridas transformações químicas e/ou físicas na atmosfera, os poluentes são removidos através dos seguintes mecanismos: • Deposição úmida (wet deposition) - remoção de substâncias e partículas da atmosfera através das chuvas. A este mecanismo são também aplicados os termos agregação (rainout) e carreamento (washout), que designam respectivamente: 1) a incorporação de gases e partículas nas gotículas de nuvens e 2) o arraste de gases e partículas da atmosfera durante a precipitação. • Deposição seca (dry deposition) - deposição de substâncias e partículas da atmosfera nos ambientes de superfície (principalmente solos, sistemas aquáticos, vegetação e estruturas criadas pelo homem) nos períodos de ausência de chuva. Diferente da deposição úmida, a deposição seca depende de muito fatores, tais como: características químicas e físicas das substâncias e partículas, tamanho das partículas, meteorologia e características das superfícies de deposição. b) Chuva Ácida O pH natural da água da chuva é, em geral, aceito como 5,6, que representa o equilíbrio entre íons resultantes da ionização do ácido carbônico (H2CO3) e o dióxido de carbono (CO2) na atmosfera, cuja concentração atual encontra-se em torno de 370 partes por milhão em volume (ppmv) (270 ppm antes da Revolução Industrial). Entretanto, o CO2 não é a única substância responsável pelo controle do pH da água da chuva. A atmosfera possui outras substâncias, procedentes de fontes naturais ou antrópicas, tais como os ácidos sulfúrico (H2SO4) e nítrico (HNO3), e o gás amônia (NH3), que participam do controle do pH das chuvas. Os vulcões emitem SO2 (que dá origem ao H2SO4). Os oceanos emitem sulfeto de dimetila (H3CSCH3), que na atmosfera é oxidado a SO2 (de Mello, 1994). Bactérias nitrificadoras no solo e raios (e faíscas elétricas) são as principais fontes naturais de monóxido de nitrogênio (NO), precursor do HNO3. Ácidos orgânicos, tais como fórmico (HCOOH) e acético (H3CCOOH), são considerados os principais reponsáveis pelo controle da acidez das chuvas na Amazônia, onde valores de pH de chuva menores que 5,0 têm sido verificados. O íon amônio (NH4 +) é encontrado também em águas de chuvas de regiões remotas de nosso planeta, e provem da dissolução do gás amônia (NH3), que possuem carater básico, ou seja, de remover H+ de soluções aquosas ácidas (NH3 + H+ NH4 +), promovendo o aumento do pH. Partículas de carbonato de cálcio (CaCO3) transportadas pela atmosfera, procedentes de áreas possuidoras de solos calcários, possuem a mesma característica básica (CaCO3 + H+ Ca2+ + HCO3 -). Em virtude da variabilidade da composição química da água da chuva em diferentes regiões remotas do planeta (áreas sob nenhuma ou muito pouca influência de atividades antrópicas), sob controle de diferentes processos naturais, é difícil estabelecer padrões de qualidade de água para chuvas. Entretanto, como referência, pode-se dizer que as concentrações de NO3 -, NH4 + e exc-SO4 2- em águas de chuva de regiões remotas encontramse, em média, com valores inferiores a 5 µmol L-1 (GALLOWAY et al., 1982, GALLOWAY et al., 1996). O exc-SO4 2- corresponde ao SO4 2- proveniente da oxidação do SO2 da atmosfera, seja ele, proveniente de emissões vulcânicas, oxidação do H3CSCH3 ou de queima de combustíveis fósseis. Principalmente em áreas costeiras, uma parte do SO4 2- presente nas chuvas provem do spray marinho, que carreia espécies inorgânicas presentes na água do mar, como Na+, Cl-, SO4 2-, Mg2+, Ca2+ e K+. O Na+ é utilizado como íon de referência para a determinação da parcela iônica proveniente do spray marinho (DE MELLO, 2001). c) Fluxos Atmosféricos dos Principais Íons As deposições atmosféricas, dos nove principais íons inorgânicos presentes em água de chuva e formadores da fração inorgânica de partículas atmosféricas, foram estudadas por DE MELLO (1993), sob a forma de deposição total (chuva e partículas depositadas no sistema coletor por assentamento gravitacional) nas encostas da serra da Coroa Grande (especificamente na bacia do rio Itingussú), Município de Sepetiba. Na Tabela 85 são apresentados os resultados como concentração (primeira coluna) e fluxo atmosférico (segunda coluna). Ainda nesta tabela, o fluxo atmosférico é discriminado em de procedência do spray marinho e de outras fontes, as quais se inserem as das atividades humanas. Tabela 85 - Concentrações (µmol/L) e fluxos atmosféricos (kg /ha.ano)*, via deposição total, dos íons majoritários na bacia do rio Itingussú, Serra da Coroa Grande, Sepetiba, RJ.
Fonte: de Mello, 1993. Destaca-se que a influência das emissões marinhas na deposição de íons no continente depende principalmente de fatores como ação dos ventos, relevo e distância do mar. No caso do NO3 - e exc-SO4 2-, suas origens, em regiões urbanas e industrializadas, estão associadas às emissões de NOx (NO e NO2) e SO2. O NOx é gerado em todo processo de combustão de alta temperatura (>1000ºC) em decorrência, principalmente, da oxidação do N2 do presente no ar (constituído de 78% de N2). No caso do SO2, sua origem é a oxidação parcial do enxofre presente nos combustíveis fósseis (derivados de petróleo e carvão mineral). Entre a emissão, como NOx e SO2, e deposição, como NO3 - e SO4 2-, decorrem alguns poucos dias, ocasião em que ocorrem, na atmosfera, transformações químicas e transferências de meios físicos. O SO2 possui um tempo de residência na atmosfera de aproximadamente três dias. Durante este período, ele reage com o vapor da água dando origem ao ácido sulfuroso (SO2 + H2O H2SO3) que, em seguida, é oxidado a ácido sulfúrico pelo oxigênio presente nas gotículas das nuvens (2H2SO3 + O2 2H2SO4). Na combustão a alta temperatura, o N2 atmosférico é oxidado a monóxido de nitrogênio (NO). Na atmosfera, em fase gasosa, o NO é oxidado pelo oxigênio atmosférico a dióxido de nitrogênio (2NO + O2 2NO2). Este poluente reage com o vapor d' água da atmosfera, formando ácido nítrico (2 NO2 + H2O HNO3 + HNO2 e 2HNO2 + O2 2HNO3, ou de maneira global, 4 NO2 + 2 H2O + O2 HNO3) que dissolve-se nas gotículas de nuvens ou na chuva. Os fluxos atmosféricos de NO3 - e exc-SO4 2- podem contribuir para a acidificação de ecossistemas e deterioração de florestas. Tanto a água da chuva quanto as partículas atmosféricas podem conter como poluente o íon NH4 +. Sua origem é a incorporação do gás amoníaco (NH3) nestes meios. A amoníaco é uma base e, portanto, responsável por elevar o pH das chuvas (NH3 + H+ NH4 +), reduzindo a acidez gerada pelos ácidos nítricos (HNO3) e sulfúrico (H2SO4). Portanto, o pH não deve ser utilizado individualmente como parâmetro indicador do grau de poluição da água de chuva. O conhecimento das concentrações dos principais poluentes (SO4 2-, NO3 - e NH4 +) é sempre necessário neste tipo de avaliação. Após a deposição em ecossistemas, a oxidação do NH4 +, por bactérias nitrificadoras presentes tanto no meio terrestre quanto no aquático, conduz à formação de dois hidrogênios ácidos (NH4 + + 2O2 2H+ + NO3 - + H2O). Para o caso de Angra dos Reis, numa primeira análise, parece não haver fontes relevantes que possam alterar a química da água das chuvas na atmosfera da região. As emissões de SO2 e NOX que ocorrem na Unidade 3 da CNAAA serão esporádicas, de curtaduração e quantitativamente irrelevantes para impactar a qualidade do ar e a composição química das águas das chuvas, conforme pode ser verificado a partir dos dados de projeto. Que tipo de vegetação foi mais afetada pelos testes nucleares?Já em Chernobyl, na ucrânia, podemos notar a presença do tipo de vegetação estepe, que teve suas florestas totalmente degradadas e modificadas, em decorrência da elevada radioatividade que atingiu o local.
Qual é o país que mais realizou testes nucleares recentemente região da Oceania?Ilhas Marshall é um país da Oceania formado por mais de mil ilhas no Oceano Pacífico. Os atóis de Bikini e Eneuetak foram palco de testes nucleares estadunidenses, fato que fez das Ilhas Marshall a região de maior contaminação radioativa do mundo.
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Em que contexto a extensa região destacada no mapa foi palco de testes nucleares
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