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13.3: Escassez de água e soluções

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    Uma das metas ambientais mais importantes é fornecer água limpa a todas as pessoas. Felizmente, a água é um recurso renovável e difícil de destruir. A evaporação e a precipitação se combinam para reabastecer nosso suprimento de água doce constantemente; no entanto, a disponibilidade de água é complicada por sua distribuição desigual sobre a Terra.

    Escassez de água

    A crise hídrica se refere a uma situação global em que pessoas em muitas áreas não têm acesso a água suficiente, água limpa ou ambas. O clima árido e as áreas densamente povoadas se combinaram em muitas partes do mundo para criar escassez de água, que deve piorar nos próximos anos devido ao crescimento populacional, ao uso excessivo da água, à poluição da água e às mudanças climáticas. Especificamente, as mudanças climáticas alteram os padrões de precipitação e fazem com que a camada de neve que recarrega os rios derreta no início do ano. Além disso, o aumento do nível do mar associado às mudanças climáticas piora a intrusão de água salgada.

    A escassez de água se refere à escassez de água, que pode ser física ou econômica (figura\(\PageIndex{a}\)). A escassez física de água é a falta de recursos hídricos suficientes em uma área; ou seja, a água se esgota mais rapidamente do que é reabastecida. Padrões de precipitação imprevisíveis associados às mudanças climáticas, que aumentam o risco de inundações e secas, exacerbam a escassez física de água. A escassez econômica de água ocorre quando as pessoas não têm acesso à água. As Nações Unidas estimam que mais da metade da população global enfrenta escassez de água por um ou mais meses do ano (veja o Relatório de Objetivos de Desenvolvimento Sustentável de 2019). De acordo com a Organização Mundial da Saúde e o UNICEF, 785 milhões de pessoas não têm acesso nem mesmo a um serviço básico de água potável (veja Água Potável) e dois bilhões de pessoas não têm acesso a saneamento melhorado tão simples quanto uma latrina (veja Saneamento), e três bilhões de pessoas não têm um facilidade para lavar as mãos (consulte Higiene das mãos para todos). Como resultado, quase 829.000 pessoas morrem todos os anos de doenças diarreicas, e 297.000 dessas mortes ocorrem entre crianças menores de cinco anos (consulte Água Potável).

    A escassez global de água física e econômica é codificada por cores em um mapa mundial
    Figura\(\PageIndex{a}\): Regiões enfrentando ou se aproximando da escassez de água em 2012. O estresse hídrico físico ocorre no sudoeste dos Estados Unidos, no Oriente Médio, no norte da África, no sul da Índia e no sudeste da Austrália. O estresse hídrico econômico ocorre na África Central e Oriental, no oeste da Índia e no sudeste da Ásia. Imagem do Programa Mundial de Avaliação da Água (WWAP; domínio público).

    Soluções para lidar com a escassez de água

    Embora algumas atividades humanas tenham exacerbado a crise hídrica, os humanos também desenvolveram tecnologias para melhor adquirir ou conservar a água doce. As soluções para lidar com a escassez de água incluem barragens e reservatórios, coleta de água da chuva, aquedutos, dessalinização, reutilização de água e conservação de água.

    Barragens e Reservatórios

    Reservatórios (lagos artificiais) que se formam atrás de barragens nos rios podem coletar água durante os períodos úmidos e armazená-la para uso durante períodos de seca (figura\(\PageIndex{b}\)). Eles também podem ser usados para abastecimento urbano de água. Outros benefícios das barragens e reservatórios são a hidroeletricidade, o controle de inundações e a recreação. Algumas das desvantagens são a perda evaporativa de água em climas áridos e a erosão do canal do rio a jusante. Além disso, as barragens reduzem o fluxo de água a jusante, o que pode levar a conflitos políticos quando os rios atravessam estados ou países.

    Os impactos negativos das barragens no ecossistema são outra grande desvantagem. Por exemplo, barragens transformam um rio em habitat de lago e interferem na migração e desova de peixes. Além disso, o aquecimento da água superficial no reservatório influencia a temperatura da água a jusante, impactando os peixes e invertebrados aquáticos que estão adaptados às águas mais frias. As barragens também retêm sedimentos que, de outra forma, continuariam a fluir rio abaixo, criando habitat e fornecendo nutrientes a jusante.

    A vista aérea da barragem Hoover mostra uma estrutura de concreto obstruindo um amplo canal de água (o Rio Colorado). O Lago Mead fica no canto superior direito.
    Figura\(\PageIndex{b}\): A barragem Hoover, no rio Colorado, em Nevada. Atrás da barragem está o Lago Mead, o maior reservatório dos Estados Unidos. Imagem de Dsimic (CC-BY-SA).

    Coleta de água da chuva

    A coleta de água da chuva envolve capturar e armazenar a água da chuva antes que ela chegue ao solo. \(\PageIndex{c}\)A figura mostra um complexo sistema de captação de água da chuva (sistema de captura de água da chuva) proposto para edifícios federais, mas sistemas menores e mais simples (às vezes chamados de barris de chuva) podem ser usados por proprietários individuais (figura\(\PageIndex{d}\)).

    Um sistema de coleta de água da chuva contém um grande recipiente cilíndrico de metal para armazenamento de água e vários tubos, filtros e controles.
    Figura\(\PageIndex{c}\): Os componentes de um sistema de coleta de água da chuva incluem (1) o sistema de coleta que consiste na superfície do telhado e calhas que capturam a água da chuva e a enviam para (2) o filtro de entrada, uma tela que captura grandes detritos. (3) O primeiro desviador de descarga remove detritos não capturados pela entrada filtro do fluxo inicial de água da chuva. (4) O tanque de armazenamento é composto por material de resina de poliéster de qualidade alimentar aprovado pela Food and Drug Administration (FDA) dos EUA, que é de cor verde e ajuda a reduzir o crescimento bacteriano. (5) O transbordamento é um bico de drenagem que libera o excesso de água se o armazenamento o tanque está cheio. O sistema de controle (6) monitora o nível da água e o sistema de filtragem, e o (7) sistema de tratamento é responsável pela filtração e desinfecção, tratando a água até que ela seja potável (segura para beber). A bomba (8) move a água pelo sistema até onde ela será usada, e o preventor de refluxo (9) garante que a água não possa fluir para trás pelo sistema em casos de baixa pressão de água (quando o tanque de armazenamento está baixo). (10) O medidor de vazão (com registrador de dados) mede a produção de água. A fonte de alimentação (11) pode depender de fontes de energia convencionais ou energia solar, e o indicador de nível de água (12) monitora o nível da água no tanque de armazenamento. Legenda modificada e imagem do Escritório de Eficiência Energética e Energia Renovável, Departamento de Energia (domínio público).
    Um barril de chuva de plástico com torneira coleta a chuva do bico de drenagem de uma casa.
    Figura\(\PageIndex{d}\): Um barril de chuva é um sistema simples de coleta de água da chuva. Os proprietários geralmente usam a água armazenada para irrigar seus jardins. Imagem de Walton LaVonda, USFWS (domínio público).

    Aquedutos

    Os aquedutos podem mover a água de onde ela é abundante para onde ela é necessária. Os aquedutos podem ser controversos e politicamente difíceis, especialmente se as distâncias de transferência de água forem grandes. Uma desvantagem é que o desvio de água pode causar seca na área de onde a água é retirada. Por exemplo, o Lago Owens e o Lago Mono, no centro da Califórnia, começaram a desaparecer depois que o fluxo do rio foi desviado para o aqueduto de Los Angeles (figura\(\PageIndex{e}\)). Sem abastecimento de água, o Lago Owens secou e se tornou uma importante fonte de material particulado, poluindo o ar durante tempestades de poeira (consulte Poluição do ar). O Lago Owens permanece quase completamente seco, mas o Lago Mono se recuperou de forma mais significativa devido à intervenção legal. Saiba mais sobre o Aqueduto de Los Angeles aqui.

    O Aqueduto de Los Angeles é um canal artificial aberto e sinuoso que desce uma colina
    Figura\(\PageIndex{e}\): O Aqueduto de Los Angeles desvia o fluxo de vários rios do leste da Califórnia para a cidade de Los Angeles. Imagem de Los Angeles (CC-BY-SA).

    Dessalinização

    Um método que pode realmente aumentar a quantidade de água doce na Terra é a dessalinização, que envolve a remoção de sal e minerais dissolvidos da água do mar ou da água subterrânea salina (figura\(\PageIndex{f}\)). Uma vantagem dessa abordagem é que há um suprimento praticamente ilimitado de água salgada. Existem várias maneiras de dessalinizar a água do mar, incluindo fervura, filtração, eletrodiálise (aplicação de corrente elétrica para remover os íons que compõem os sais) e osmose reversa (figura\(\PageIndex{g}\)). Todos esses procedimentos são moderadamente a muito caros e requerem considerável entrada de energia, tornando a água produzida muito mais cara do que a água doce de fontes convencionais. Além disso, o processo cria águas residuais altamente salinas, que devem ser descartadas e criam um impacto ambiental significativo. A dessalinização é mais comum no Oriente Médio, onde a energia do petróleo é abundante, mas a água é escassa.

    A planta de dessalinização Port Stanvac consiste em quatro torres cilíndricas de metal
    Figura\(\PageIndex{f}\): Usina de dessalinização Port Stanvac em construção no sul da Austrália. Imagem de Vmenkov (CC-BY-SA).
    Osmose reversa diagramada por um tubo em forma de U com água contaminada à esquerda, uma membrana no centro e água limpa à direita.
    Figura\(\PageIndex{g}\): A osmose reversa é um método de dessalinização. Nesse processo, a pressão (A) é aplicada à água salgada, que contém íons (átomos ou moléculas carregadas) e outros contaminantes (C). A água é forçada através de uma membrana semipermeável (D), através da qual os contaminantes não podem passar. Água doce limpa e segura para beber (E) é então distribuída (F). Imagem de Colby Fisher (CC-BY-SA).

    Reutilização de água (reciclagem de água)

    A reciclagem de água se refere à reutilização da água para fins apropriados, como agricultura, abastecimento municipal de água, processos industriais e restauração ambiental (figura\(\PageIndex{h}\)). Isso pode ocorrer na escala de uma única residência, por exemplo, instalando um encanamento que redireciona a água drenada da pia para dar descarga no vaso sanitário. A reciclagem da água também pode ocorrer em grande escala. Por exemplo, as águas residuais do sistema de esgoto são tratadas regularmente até certo ponto, mas podem ser tratadas posteriormente para produzir água potável (que é segura para beber) e depois bombeadas para aquíferos esgotados. Essa abordagem limita a intrusão de água salgada de aquíferos perto da costa e reduz a dependência da precipitação e subsequente infiltração para recarregar os aquíferos. O Distrito de Água do Condado de Orange, na Califórnia, empregou esse sistema após uma campanha de informação para explicar o processo de purificação e garantir a confiança do público na segurança das águas residuais tratadas.

    Uma paisagem com exemplos de fontes de água e oportunidades de reutilização de água, como agricultura, água subterrânea, abastecimento de água potável, etc.
    Figura\(\PageIndex{h}\): Fluxograma da reutilização de água. As águas superficiais, subterrâneas e águas dos reservatórios passam por tratamento de água potável. A partir daí, serve para fins comerciais, industriais e domésticos e apoia a infraestrutura verde. A água usada é tratada na medida necessária para sua finalidade (tratamento adequado). O tratamento e uso adequados para fins específicos incluem restauração ambiental, recarga de água subterrânea, reutilização agrícola, aumento de águas superficiais, reutilização portátil, reutilização de irrigação, reutilização doméstica, reutilização industrial e reutilização comercial. A descarga de edifícios industriais, domésticos e comerciais é processada por meio do tratamento de águas residuais. Imagem da EPA (domínio público).

    Conservação da água

    A conservação da água se refere a usar menos água e usá-la com mais eficiência. Em casa, a conservação pode envolver tecnologias de economia de água e decisões comportamentais. Exemplos de tecnologias de economia de água incluem lavadoras de roupas de alta eficiência e chuveiros e banheiros de baixo fluxo. Os comportamentos de conservação de água incluem desligar a água enquanto você escova os dentes, tomar banhos e chuveiros mais curtos em vez de banheiras e consertar torneiras com vazamento. Uma máquina de lavar louça usa menos água do que lavar a louça à mão, especialmente a máquina de lavar louça só funciona quando está cheia. Da mesma forma, operar menos e maiores cargas de roupa economiza água em relação a cargas menores e mais frequentes. Escolher alimentos com baixa pegada hídrica (como ovos) em vez de alimentos com alta pegada hídrica (como carne bovina) também pode conservar água.

    A jardinagem oferece várias oportunidades de economia de água. Se você mora em um clima seco, considere cultivar apenas vegetação nativa tolerante à seca, que requer pouca irrigação (figura\(\PageIndex{h}\)). Ao irrigar seu jardim, faça-o somente quando necessário e no início da manhã, quando menos água será perdida por evaporação. Os sistemas de gotejamento ajudam a fornecer apenas a quantidade necessária de água de forma a minimizar a evaporação. Essas estratégias também podem ser aplicadas em larga escala na agricultura, o que é extremamente importante considerando as altas demandas agrícolas em nosso abastecimento de água em relação ao uso municipal. As estratégias de conservação de água na agricultura incluem o cultivo em áreas onde as chuvas naturais podem sustentá-las, sistemas de irrigação mais eficientes, como sistemas de gotejamento, e agricultura de plantio direto, que reduz as perdas por evaporação ao cobrir o solo.

    Um jardim de plantas nativas da Califórnia inclui papoulas da Califórnia alaranjadas brilhantes
    Figura\(\PageIndex{i}\): Usar plantas com baixo consumo de água e irrigação não só tem uma aparência bonita, mas também economiza recursos e apoia a biodiversidade e os polinizadores naturais. Imagem e legenda do Departamento de Recursos Hídricos da Califórnia (domínio público).

    A água engarrafada não é uma solução sustentável para a crise hídrica. A água engarrafada não é necessariamente mais segura do que o abastecimento público de água dos EUA, custa em média cerca de 700 vezes mais do que a água da torneira dos EUA e, a cada ano, usa aproximadamente 200 bilhões de garrafas de plástico e vidro com uma taxa relativamente baixa de reciclagem. Em comparação com a água da torneira, ela usa muito mais energia, principalmente na fabricação de garrafas e no transporte de longa distância. (Comprar um filtro de água é uma solução mais sustentável do que água engarrafada, se você não gosta do sabor da água da torneira.)

    Referências

    Água potável. 2019. QUEM. Acessado em 29/12/2020.

    Higiene das mãos para todos. 2020. UNICEF. Acessado em 29/12/2020.

    Saneamento. 2019. QUEM. Acessado em 29/12/2020.

    Relatório de Objetivos de Desenvolvimento Sustentável. 2019 Nações Unidas. Acessado em 29/12/2020.

    Atribuição

    Modificado por Melissa Ha a partir das seguintes fontes: