• Introdução
• Maiores represas brasileiras
• Estratificação hidráulica
• Pesquisas científicas
• Compartimentação em reservatórios
• Meio ambiente
• Possíveis efeitos ambientais devido a construção de reservatórios
• Efeitos positivos (Straškraba & Tundisi, 2000)
• Efeitos negativos (Straškraba & Tundisi, 2000)
• Eutrofização
• Literatura citada e leitura sugerida
• Links
• Definições

 

INTRODUÇÃO

Durante o século passado, inúmeras represas foram construídas visando satisfazer a crescente demanda por água. Considerada como símbolo de modernização e da habilidade humana em controlar e utilizar recursos da natureza, a construção de grandes represas cresceu consideravelmente entre as décadas de 30 e 70 (CMR, 2000). Essa tendência foi mantida até seu apogeu na década de 70. Desde então têm diminuído o número de construções, em particular nos Estados Unidos e Europa. Os cinco países com o maior número de represas somam cerca de três quartas partes de todas as grandes represas do mundo e praticamente dois terços encontram-se nos países em desenvolvimento, como no Brasil (CMR, op cit.).

Represa de Boa Esperança, Guadalupe/PI, zona da barragem.

São normalmente usos prioritários para o reservatório a geração de energia elétrica, acumulação de água para abastecimento público e projetos de irrigação. As represas de armazenamento têm como finalidade alterar a distribuição e a periodicidade natural da vazão dos rios. A energia hidroelétrica representa mais de 90% da energia utilizada em países em desenvolvimento (CMR, 2000). Cerca de metade das represas construídas tem a finalidade de acumular água para projetos de irrigação e acredita-se que estas contribuam com 12 a 16% da produção mundial de alimentos. Além disso, ao menos 75 paises têm construído grandes represas para controlar inundações. É recomendável que além dessas finalidades o reservatório apresente outros usos como natação, pesca esportiva, esportes náuticos e fins paisagísticos.

Em 1990, do total de 343 aproveitamentos hidráulicos cadastrados pelo CBGB (1990, apud Müller, 1995) no Brasil, 124 destinava-se à geração hidrelétrica, 4 à navegação, 72 ao abastecimento de água, 37 à irrigação, 3 à piscicultura, 76 à regularização da vazão, 12 ao controle de cheias e mais 15 barragens destinadas a usos diversos, como a proteção ambiental.

 
MAIORES REPRESAS BRASILEIRAS

 

Para que uma represa seja considerada uma grande barragem, o Comitê Brasileiro de Grandes Barragens (CBGB, 1982 apud Müller, 1995), vinculado ao The International Commission on Large Dams, exige que tenha:

1. mais de 15 m de altura entre o ponto mais baixo da fundação até a crista;

2. entre 10 e 15 m, mas que possua uma ou mais das seguintes características:

a) mínimo de 500 m de comprimento de crista;

b) mínimo de 100 mil m³ de água acumulada;

c) acima de 2000 m³ de vazão por segundo;

d) barragem com difíceis condições de fundação;

e) barragem com projeto não convencional.

Categoria de tamanho de reservatórios (Straškraba & Tundisi, 1999).

Categoria	Volume (m3)	Área (km2)
pequeno	106 a 108	1 a 102
médio	108 a 1010	102 a 104
grande	1010 a 1011	104 a 106

Dez represas brasileiras de maior área (Sperling, 1999).

Nome	Localização	Área (km2)
Sobradinho	BA	4214
Tucuruí	PA	2430
Balbina	AM	2360
Porto Primavera	SP/MS	2140
Serra da Mesa	GO/TO	1784
Itaipu	PR	1350
Furnas	MG	1340
Ilha Solteira	SP/MG	1260
Três Marias	MG	1142
Peixe	GO	940

Dez represas brasileiras de maior volume (Sperling, 1999).

Nome	Localização	Volume (km3)
Serra da Mesa	GO/TO	54,4
Tucuruí	PA	45,5
Sobradinho	BA	34,1
Itaipu	PR	29,0
Ilha Solteira	SP/MS	21,2
Três Marias	MG	21,0
Furnas	MG	20,9
Porto Primavera	SP/MS	19,9
Emborcação	MG/SP	17,6
Balbina	AM	17,5

Dez represas brasileiras mais profundas (Sperling, 1999).

Nome	Localização	Profundidade máxima (m)
Itaipu	PR	170
Serra da Mesa	GO/TO	150
Emborcação	MG/GO	140
Foz do Areia	PR	135
Nova Ponte	MG	127
Pedra do Cavalo	BA	120
Salto Santiago	PR	109
Segredo	PR	101
Furnas	MG	98
Euclides da Cunha	SP	94

Represas brasileiras com altura superior a 100 m (Müller, 1995).

Usina (empresa)	Ano de construção	Altura total (m)
Itaipu (Itaipu)	1975/91	196
Xingó (Chesf)	1987/94	180
Foz do Areia (Copel)	1975/77	160
Emborcação (Cemig)	1977/82	158
Serra da Mesa (Furnas)	1986/95	144
Pedra do Cavalo (Chesf)	1984/94	142
Salto Segredo (Copel)	1987/92	140
Furnas (Furnas)	1958/63	127
São Simão (Cemig)	1973/78	120
Nova Ponte (Cemig)	1989/93	112
Itumbiara (Furnas)	1974/80	106
Paraib. Paraitinga (Cesp)	1964/78	105
Itaparica (Chesf)	1976/88	105

 

Reservatórios no Brasil (Tundisi et al., 1983).

ESTRATIFICAÇÃO HIDRÁULICA

Quanto à saída de água, basicamente existem dois tipos de reservatório: a) reservatório com saíde de água próxima ao fundo, e b) reservatório com saída a determinada profundidade na barragem, mas não próximo ao fundo (Tundisi, 1984). Segundo esse autor, a localização da tomada de água depende fundamentalmente de características de funcionamento, profundidade do vale do rio represado, vazão da água e desnível existente.

Nos reservatórios pode ocorrer uma estratificação térmica e química vertical que não pode ser relacionado especificamente com os processos de interação climatológica/hidrográfica, uma vez que não é consequência direta de fatores como o aquecimento térmico da superfície ou ausência de circulação devido a ventos fracos. Esta estratificação relaciona-se principalmente com o tipo de reservatório e a altura de saída de água para as turbinas, com a potencialidade de produzir alterações na qualidade da água no eixo vertical inclusive com gradientes de densidade. Aumento de H2S no hipolímnio e anoxia neste hipolímnio são duas consequências importantes da estratificação hidráulica (Tundisi, 1984).

Além do processo de estratificação hidráulica que pode ser acentuado em reservatórios de pequeno porte (20 a 100.106 m3 de volume) a retirada seletiva de água, função da posição da saída de água para as turbinas, pode também ocasionar turbulência e mistura adicionais, compartimentando o reservatório num gradiente vertical e horizontal.
 

PESQUISAS CIENTÍFICAS

A maioria do conhecimento ecológico sobre ecossistemas aquáticos tem seu desenvolvimento teórico baseado principalmente nos estudos clássicos efetuados em lagos. Reservatório tem sido geralmente considerado sinônimo de lagos. A forma de estudar os reservatórios também tem seguido a maneira de estudar lagos, e as respostas exibidas pelo reservatório é interpretada no contexto da limnologia de lagos (Thornton et al., 1990). No entanto, segundo esses autores, devido a magnitude das funções de força que controlam o metabolismo, lagos e reservatórios podem não ser idênticos.

Apesar dos estudos pioneiros efetuados por S. Wright e V. Kleerekoper, a limnologia contemporânea de represas iniciou-se na década de 1970 no Brasil (Henry, 1999). Segundo esse autor, um dos estudos de maior envergadura foi efetuado na represa do Lobo (São Carlos, SP), envolvendo a descrição funcional e estrutural das comunidades fitoplanctônica, zooplanctônica, bentônica, íctia e suas inter-relações com a climatologia e hidrologia, permitindo o desenvolvimento do Modelo Broa (Tundisi, 1978).

Objetivos gerais e específicos do modelo Broa, iniciado em 1971 pelo então Departamento de Biologia da UFSCar, foram os seguintes (Tundisi, 1980, 1994):

1. estabelecer um modelo de estudo ecológico em um ecossistema lacustre artificial com a finalidade de possibilitar uma padronização metodológica e de abordagem;

2. delinear as principais variação estacionais, climatológicas, hidrológicas, e em escala relativamente grande de tempo (10 anos) esclarecer as principais interrelações entre os componentes da rede trófica;

3. montar um esquema de esforço interdisciplinar de pesquisa que a médio prazo (5 anos) suportasse um sistema de formação de pessoal em nível de pós graduação;

4. contribuir para o avanço da limnologia fundamental e da ecologia nos trópicos e sub-trópicos;

5. desenvolver estratégias de gerenciamento visando previnir ou recuperar os efeitos causados pela eutrofização, oferencendo subsídios aos usos múltiplos dos reservatórios;

6. estudar as principais interações na bacia de drenagem, incluindo o impacto humano, como a interação terra/água, medindo seus efeitos sobre os processos ecológicos no reservatório.

mapa morfométrico, limite das macrófitas aquáticase direçã predominante dos ventos (W), modificado de Tundisi (1994).

Esquema geral do projeto Broa, com a participação das atividades de pesquisa e treinamento, serviços à comunidade e plano geral de gerenciamento e manejo (Tundisi et al., 1988).

Outro importante programa desenvolvido no Brasil foi o Projeto de Tipologia de Represas do Estado de Sâo Paulo (Tundisi, 1981). Os objetivos desse programa foram (Tundisi, 1981):

1. caracterizar 52 reservatórios do estado de São Paulo, do ponto de vista limnológico, e a proposição de tipificação dos mesmos;

2. padronização de técnicas e métodos em uso nos diversos grupos de pesquisa existentes;

3. formar uma base científica para possível aplicação, como na avaliação da eutrofização, suas causas e consequências e propostas de recuperação, cultivo de peixes;

4. qualificar pessoal em limnologia.

Importantes contribuições desses projetos pioneiros de grande porte, além de terem permitido a obtenção de substâncial massa de dados, foram a padronização de metodologias, a qualificaçào de pessoal e a aplicação de uma abordagem integrada e multidisciplinar.

COMPARTIMENTAÇÃO EM RESERVATÓRIOS

Uma característica significativa do reservatório é a existência de gradientes horizontais e verticais e de um contínuo fluxo de água em direção a zona da barragem. Esses gradientes apresentam variações temporais que dependem do fluxo de água para o reservatório e das diferenças de nível que ocorrem durante as diversas épocas do ano (Imberg, 1985 apud Tundisi, 1985).

Os reservatórios, devido à sua posição na bacia de drenagem, podem receber uma pequena porção de água através do escoamento superficial (Thorton et al., 1990). A maior parte da água, nutrientes e a carga de sedimento são provenientes de um ou dois tributários principais localizados a considerável distância da barragem. Dessa forma, ao longo de um gradiente em direção à barragem, três compartimentos podem ser considerados apresentando características físicas, químicas e biológicas distintas. São as zonas de rio, de transição e lacustre (Thorton et al., op cit.).

A zona de rio é relativamente estreita, bem misturada e as forças advectivas auxiliam no transporte de significativas quantidades de fino material particulado, como silte e argila (Thorton et al., 1990). A penetração da luz também é reduzida e geralmente limita o crescimento dos produtores primários. Sendo rasa e bem misturada a camada de água dessa zona apresenta-se bem oxigenada, embora a degradação de compostos orgânicos alóctones represente significativa demanda de oxigênio. Na zona de transição, há aumento da sedimentação com subseqüente elevação da penetração de luz. A zona lacustre apresenta funcionamento semelhante aos lagos, com baixa sedimentação de partículas inorgânicas e suficiente penetração da luz promovendo a produção primária. Também pode apresentar-se estratificada (Thorton et al., op cit.).

 

Compartimentos em um reservatório (Thorton et al., 1990)

Assim, devido ao contínuo fluxo de água em direção à barragem e da variação do tempo de residência, os reservatórios podem ser considerados sistemas de transição entre rios e lagos, com mecanismos de funcionamento específicos, dependentes da bacia e dos usos do sistema. Suas características morfométricas e sua posição na bacia hidrográfica fazem com que funcione como um acumulador de informações processadas ao longo de sua bacia hidrográfica. Essas informações são decodificadas pelas comunidades biológicas, refletidas por alterações na composição fito e zooplanctônica (Tundisi, 1985). Além da influência alóctone os reservatórios apresentam dinâmica própria, reflexo do seu tempo de residência, morfometria e profundidade. Reservatórios menores também devem ser mais influenciados por fatores externos do que reservatórios de maior área e volume. Isto é, em reservatórios menores eventos externos de reduzida magnitude devem proporcionar maiores alterações nas características físicas, químicas e biológicas da massa d´água do que esse mesmo evento atuando em reservatórios maiores. Assim, os reservatórios apresentam uma dinâmica que reflete tanto a influência de fatores externos como internos. Ao longo do tempo deve ocorrer alternância na ordem de importância desses fatores.

Como barreira física, a represa perturba o deslocamento dos organismos, permitindo alterações na composição de espécies rio acima e abaixo (CMR, 2000). Os rios, seus habitats e espécies existem em função da vazão, da quantidade e da natureza do sedimento que é deslocado e da natureza e composição dos materiais que formam o leito e as margens do canal. A diminuição no transporte de sedimentos e nutrientes na porção do rio abaixo da represa tem impacto na morfologia da planície de inundação e dos deltas costeiros, produzindo a perda de habitat para diversas espécies (CMR, op cit.). Além dos efeitos prejudiciais, também tem sido verificada melhoria regional no ecossistema devido à construção de represas. Por exemplo, são criadas áreas úmidas muito produtivas devido ao bombeamento de água, como verificado em Grand Coulee através de uma zona previamente árida na bacia do rio Columbia, e ao longo das margens do lago Kariba, gerando valores consideráveis para a vida silvestre e o turismo (CMR, op cit.). Efeitos benéficos de represas normalmente são vivenciados após 30/40 anos da construção.

POSSÍVEIS EFEITOS AMBIENTAIS DEVIDO À CONSTRUÇÃO DE RESERVATÓRIOS

A construção de reservatórios é sempre um evento polêmico por envolver e interferir no dia a dia de muitos atores, como o poder público, nas esferas municipal, estadual e federal, a iniciativa privada (empresas e comércio local), os ambientalistas, a população que invariavelmente é deslocada previamente ao enchimento do reservatório, donos de terras afogadas e as empresas responsáveis pelo empreendimento. Cada grupo representa interesses distintos e, numa visão de coletividade, um concenso deve ser obtido, oriundo de um amplo debate público. A decisão da construção ou não do resservatório passa pela apreciação não apenas de critérios técnicos mas também políticos.

Assim, a construção de um reservatório, desde a fase de estimativa preliminar, com a avaliação do potencial de hidroeletricidade de dada bacia hidrográfica até a fase de execução do projeto, sucita um debate acalorado

EFEITOS POSITIVOS (Straškraba & Tundisi, 2000)

• produção de energia – hidroeletricidade;
• criação de purificadores de água com baixa energia;
• retenção de água no local;
• fonte de água potável e para sistemas de abastecimento;
• representativa diversidade biológica;
• maior prosperidade por parte das populações locais;
• criação de possibilidades de recreação;
• proteção contra cheias das áreas a jusante;
• aumento das possibilidades de pesca;
• armazenamento de água para períodos de seca;
• navegação;
• aumento do potencial para irrigação.

 
Complementando:

• maior prosperidade e melhoria da qualidade de vida da população em geral: elevação no consumo de eletricidade e de água potável;
• elevação do valor de conforto.

EFEITOS NEGATIVOS (Straškraba & Tundisi, 2000)

• deslocamento de populações;
• emigração humana excessiva;
• deterioração das condições de vida da população original;
• problemas de saúde pela propagação de doenças hidricamente transmissíveis;
• perda de espécies nativas de peixes de rios;
• perda de terras férteis e de madeira;
• perda de várzeas e ecótones terra/água – estruturas naturais úteis. Perda de terrenos alagáveis e alterações em habitats de animais;
• perda de biodiversidade (espécies únicas); deslocamento de animais selvagens;
• perda de terras agrícolas cultivadas por gerações, como arrozais;
• excessiva emigração humana para a região do reservatório, com os conseqüentes problemas sociais, econômicos e de saúde;
• necessidade de compensação pela perda de terras agrícolas, locais de pesca e habitações, bem como peixes, atividades de recreio e de subsistência;
• degradação da qualidade hídrica local;
• redução das vazões a jusante do reservatório e aumento nas suas variações;
• redução da temperatura e do material em suspensão nas vazões liberadas para jusante;
• redução do teor de oxigênio dissolvido no fundo e nas vazões liberadas (zero em alguns casos);
• aumento dos teores de H2S e CO2 no fundo e nas vazões liberadas;
• barreira à migração de peixes;
• perda de valiosos recursos históricos e culturais, como locais sagrados, acarretando a perda da identidade cultura de algumas tribos;
• perda de valores estéticos.

 
Complementando:

• alteração no microclima;
• alteração da biodiversidade à jusante.

Além dos efeitos positivos e negativos apontados acima

A) efeitos sobre os fatores físicos: ecossistemas;

B) efeitos sobre os fatores bióticos: águas;

 

C) problemas causados pelas plantas aquáticas nos reservatórios;

 

D) impacto na qualidade da água em reservatórios não desmatados (Müller, 1995).

 

 

 EUTROFIZAÇÃO

Em reservatórios urbanos, como nas represas Billings e Guarapiranga, o processo de eutrofização tem sido acelerado mediante interferência humana, podendo afetar a dinâmica das comunidades aquáticas (CETESB, 1996; Beyruth, 1996; Maier et al., 1997; Giani & Figueiredo, 1999; Mozeto et al., 2001). Entre os inúmeros efeitos negativos que ocasiona nos corpos d’água pode-se destacar: a) o desenvolvimento intenso e descontrolado de macrófitas aquáticas e fitoplâncton, b) degradação da qualidade da água com alterações de composição, cor, turbidez, transparência, etc., aumento da decomposição orgânica, causando, conseqüentemente, maior consumo de oxigênio dissolvido até anoxia, c) liberação de gases e produção de maus odores, d) produção de substâncias tóxicas, e) prejuízos consideráveis para o uso da água em abastecimento, irrigação, aproveitamentos hidrelétricos, recreação, turismo e paisagismo, etc. (Azevedo-Neto, 1988). O excessivo crescimento de algas tóxicas, particularmente cianobactérias, pode propiciar a morte de animais, a contaminação em seres humanos e problemas gastrintestinais e de pele (Environment Agency, 1998).

Produtividade primária (PP) média, taxa de assimilação e teor de clorofila a de 23 reservatórios do Estado de São Paulo, Brasil (Tundisi, 1983). Lat. = latitude; Long. = longitude; Alt. = altitude; PP = produtividade primária; Cha = clorofila a; TA = taxa de assimilação. 

 

LITERATURA CITADA E LEITURA SUGERIDA

LINKS

Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (CETESB)
Secretaria de Recursos Hídricos, Saneamento e Obras (SP)
Companhia Energética de São Paulo (CESP)
Duke Energy International - Brasil
Companhia Hidroelétrica do São Francisco
Empresa Metropolitana de Águas e Energia S.A. (EMAE)
Ministério das Minas e Energia (MME)
Centrais Elétricas do Norte do Brasil (Eletronorte)
Companhia Energética de Minas Gerais (Cemig)
Companhia Paranaense de Energia (Copel)
Furnas Centrais Elétricas S.A.
Itaipu Binacional
The World Commission on Dams
World Commission on Dams Assessment
Eutroficación en embalses
 

DEFINIÇÕES

Reservatório:
É um corpo de água artificial com um volume superior a 106 m³ (Straskraba & Tundisi, 1999).

Represa:
Construção feita em uma corrente de água destinada a retê-la e derivá-la para seu aproveitamento (Müller, 1995).

Reservatório:
Superfície ocupada por água represada, com estrutura de controle de vazão (Müller, 1995).

Barragem:
Construção destinada a barrar um curso d'água e proporcionar a formação de um reservatório, permitindo um desnível entre montante e jusante, para o acionamento de turbinas hidráulicas (Müller, 1995).

 

Escrito por Marcelo Pompêo
USP, IB, Depto de Ecologia, R. do Matão, Travessa 14, 321, Cidade Universitária, São Paulo, SP, Brasil.