MONITORAMENTO DAS ATIVIDADES DE DRAGAGEM EM PORTOS BRASILEIROS V Reunião da Comissão Interamericana de Portos da Organização dos Estados Americanos CIP – OEA 11 a 14 de setembro de 2007 Salvador - BA MONITORAMENTO DAS ATIVIDADES DE DRAGAGEM EM PORTOS BRASILEIROS José Carlos Cesar Amorim – IME/FRF Sylvia Niemeyer Pinheiro Lima – CPEA Fátima de Freitas Lopes Soares – FEEMA

Importância da Dragagem Dragagem é o processo de realocação de sedimentos para fins de construção e manutenção de vias aquáticas. Durante séculos, os resíduos de dragagem foram dispostos de forma aleatória, sem nenhum questionamento. A preocupação com a gestão adequada do material dragado só passou a aparecer nos últimos 20 anos. Várias centenas de milhões de metros cúbicos são dragados anualmente, em todo mundo. A dragagem está diretamente relacionada ao custo das importações e exportações do país. Cada 1 m de calado para a operação de navio corresponde a 7 a 9 mil toneladas de carga que não pode ser embarcada. Subutilização dos berços de atracação Segurança de navegação Competitividade entre os portos no país e em outros países FRF-IME / CPEA / FEEMA

Comentários Gerais sobre a Dragagem Uma parte substancial do material dragado é composta de sedimentos limpos, sem nenhuma contaminação, podendo ser utilizada diretamente sem necessidade de tratamento. Prevê-se que cerca de 10% de todo o material dragado nos portos mundiais seja contaminado. A preocupação ambiental vem impondo medidas restritivas ao uso desses sedimentos. Estima-se que o custo da disposição dos sedimentos em áreas confinadas especiais, ou o próprio confinamento in situ do material dragado, utilizado com a finalidade de se isolar os sedimentos, seja de 3 a 6 vezes superior à simples descarga no mar. Há registros de casos de tratamento de materiais contaminados com custos de 10 a 100 vezes superiores aos da sua simples utilização sem tratamento. FRF-IME / CPEA / FEEMA

Tipos de Dragagem DRAGAGEM DRAGAGEM DE DE INVESTIMENTO MANUTENÇÃO OU APROFUNDAMENTO TIPOS DE DRAGAGEM DRAGAGEM DE MINERAÇÃO DRAGAGEM DE CONTROLE AMBIENTAL FRF-IME / CPEA / FEEMA

Equipamentos de Dragagem Segundo Góes (2005), os equipamentos de dragagem podem ser classificados em três grandes grupos:  Equipamentos Mecânicos  Equipamentos Hidráulicos  Equipamentos Especiais  Equipamentos Pneumáticos FRF-IME / CPEA / FEEMA

1 2 Equipamentos Mecânicos Caçamba de Mandíbulas Escavadeira Frontal (Grab dredge) 1 Escavadeira Frontal (Dipper dredge) 2 FRF-IME / CPEA / FEEMA

3 4 Retroescavadeira Pá-de-arrasto (Hoe) (Drag-line) FRF-IME / CPEA / FEEMA

Draga de Alcatruzes (Bucket dredge) 5 FRF-IME / CPEA / FEEMA

1 Equipamentos Hidráulicos Dragas de Arrasto Autotransportadoras (AT) FRF-IME / CPEA / FEEMA

2 Dragas de Sucção e Recalque com Desagregador (SR) Tipos de Lâminas FRF-IME / CPEA / FEEMA

Desagregador Helicoidal Equipamentos Especiais São equipamentos utilizados na execução de serviços de dragagem ambiental dotados de desagregadores especiais, destinados a causar o mínimo de dispersão nos sedimentos a serem dragados do fundo. Desagregador Helicoidal Desagregador de Disco FRF-IME / CPEA / FEEMA

Equipamentos Pneumáticos As dragas pneumáticas não utilizam desagregadores, promovendo a sucção do material do fundo por ar comprimido. Aplicam-se em dragagens ambientais praticamente sem turbidez dos contaminantes. FRF-IME / CPEA / FEEMA

Propriedades do Material Dragado Propriedades Físicas Os parâmetros mais usados para este fim são os seguintes: Forma e composição – Corresponde à descrição geral dos sedimentos. Granulometria – É a base para a classificação do material dragado. Deve ser realizada de acordo com a Norma Brasileira NBR 7181. Peso específico – O peso específico das partículas sólidas afeta a consolidação do material disposto. É necessário no cálculo do índice de vazios. Densidade in-situ – É importante para a determinação do volume in-situ, no transporte e na disposição do material dragado. Plasticidade – É relevante apenas para siltes e argilas. Testes mais comuns para a sua obtenção são o Limite de Liquidez de Atterberg e o Limite de Plasticidade . Volume de água – É usado para o cálculo do índice de vazios in-situ. Viscosidade – Determina o comportamento do material dragado quando submetido a uma tensão. Características de retenção de água. Permeabilidade – É a medida da facilidade com que a água passa pelo material. Velocidade de sedimentação - Determina a taxa com que as partículas em suspensão atingem o fundo. Consolidação – Descreve a reorganização das partículas do sedimento em um estado mais denso, acompanhada pela expulsão de água. Compactação – Mecanicamente, aumenta a concentração de sólidos por unidade de volume do solo. Matéria orgânica. FRF-IME / CPEA / FEEMA

Propriedades do Material Dragado – (cont.) Propriedades Químicas Os parâmetros mais usados para este fim são os seguintes: pH - É um dos parâmetros de maior utilidade. É uma medida da concentração e atividade do hidrogênio ionizado. Carbonato de cálcio equivalente - Indica a quantidade de cal necessária para neutralizar a acidez presente no material dragado e manter o pH em um certo nível. Capacidade de troca de cátions Salinidade - É a medida da concentração de sais solúveis. Potencial Redox (EH) - É uma medida da atividade dos elétrons. Oxigênio dissolvido (OD) - Sua deficiência é fatal para muitas espécies aquáticas. Demanda bioquímica de oxigênio (DBO) – É a capacidade de oxigênio necessária durante a decomposição aeróbica de matéria orgânica em um corpo d’água Carbono orgânico total - É o melhor método de se obter o conteúdo de matéria orgânica. Carbono orgânico dissolvido - É importante para sedimentos contaminados. Nutrientes (compostos de nitrogênio e fósforo) - São constituintes essenciais dos organismos vivos. Taxa Carbono:Nitrogênio (C:N) - Determina se as condições do material dragado são adequadas ao desenvolvimento de microorganismos e vegetais. Potássio - Importante para o uso benéfico do material dragado para a agricultura. Contaminantes - O tipo e quantidade de contaminantes presentes no material dragado indicam a potencialidade de seus efeitos adversos no ecossistema aquático, terrestre e à saúde humana. FRF-IME / CPEA / FEEMA

Propriedades do Material Dragado – (cont.) Propriedades Biológicas Os parâmetros mais usados para este fim são os seguintes: Microorganismos – Os microorganismos de interesse são os patogênicos, vírus e parasitas, como é o caso dos coliformes fecais e protozoários. Características toxicológicas – Podem ser determinadas por uma variedade de testes como: testes biológicos de toxicidade aguda, testes biológicos de toxicidade crônica, testes de bioacumulação e biomarcadores. Testes biológicos de toxicidade aguda – Testam os efeitos de exposições em curtos períodos. A toxicidade é expressa como a concentração média letal (LC50), concentração esta capaz de matar 50% dos organismos de teste em um determinado intervalo de tempo. Testes biológicos de toxicidade crônica – Avaliam os efeitos sub-letais resultantes de exposições prolongadas a baixas concentrações. Testes de bioacumulação – Determinam a biodisponibilidade e o potencial para longos períodos de acumulação na cadeia alimentar aquática, a níveis que poderiam ser prejudiciais aos consumidores do topo da cadeia, incluindo o homem, sem que, no entanto, ocorra a morte dos organismos intermediários. Biomarcadores – Disponibilizam informações sobre o efeito de baixas concentrações contínuas de contaminantes. FRF-IME / CPEA / FEEMA

Disposição do Material Dragado Convenções e Acordos Mundiais e Regionais Na década de 1970 foram estabelecidas várias convenções e protocolos para controle da disposição de material dragado. Destacam-se, dentre elas, a Convenção de Londres e a Convenção de Oslo e Paris (OSPARCON). O formato atual da Convenção de Londres apresenta 10 artigos, que abordam as obrigações dos países contratantes, no que concerne à garantia da adequação das propriedades do material disposto no mar e encoraja a cooperação entre os 81 países membros atualmente participantes.  No Brasil, a disposição do material dragado é regulada pela Resolução 344 de março de 2004 do CONAMA. Esta Resolução estabelece os procedimentos mínimos para avaliação do material a ser dragado. FRF-IME / CPEA / FEEMA

Disposição do Material Dragado Convenções e Acordos Mundiais e Regionais  A Holanda baseia suas normas no documento Evaluation Note on Water de março de 1994. Ali, são estabelecidos 5 valores: Valor Alvo – Nível de concentração abaixo do qual os riscos ambientais podem ser desprezados.  Valor Limite – Nível de concentração onde os sedimentos aquáticos são considerados limpos. Valor de Referência – Indica o nível máximo acima do qual os riscos ambientais são inaceitáveis. Neste caso, o material deve ser disposto em águas superficiais, sob determinadas condições, ou ser tratado separadamente. Valor de Intervenção – Indica a necessidade urgente de tratamento devido ao risco ambiental e à saúde pública. Valor Crítico – Utilizado apenas para metais pesados, indicando os níveis de concentração acima do qual se deve verificar a necessidade de tratamento.  Existem tabelas estabelecendo os limites dos valores acima descritos para os principais sedimentos aquáticos. Tomando em conta tais limites, nenhum parâmetro pode exceder o Valor de Intervenção, nem o Valor Crítico. Após a análise das amostras do material dragado,decide-se o destino a ser dado ao mesmo. FRF-IME / CPEA / FEEMA

Legislação Brasileira Resolução CONAMA Nº 01/1986 – Elaboração de EIA e RIMA; Resolução CONAMA Nº 237/1997 – Dragagens e derrocamento sujeitos ao licenciamento ambiental; Resolução CONAMA nº 344/04 – Estabelece as diretrizes gerais e os procedimentos mínimos para a avaliação do material a ser dragado em águas jurisdicionais brasileiras. FRF-IME / CPEA / FEEMA

Levantamentos Iniciais Localização da área a ser dragada em relação a pontos fixos, marcos de referência, etc., utilizando-se de métodos topográficos e geodésicos ONDE DRAGAR Levantamentos iniciais Batimetria que permite estabelecer a forma da superfície do material a ser dragado QUANTO DRAGAR Métodos sísmicos e sondagens geotécnicas, permitindo conhecer as características do solo e subsolo marinhos O QUÊ DRAGAR FRF-IME / CPEA / FEEMA

Investigação Laboratorial Caracterizar os materiais dragados física, química e ecotoxicologicamente. Na caracterização física são determinadas as quantidades de material a ser dragado, a distribuição granulométrica e o peso específico dos sólidos. A caracterização química deve determinar as concentrações de poluentes no sedimento. A caracterização ecotoxicológica avalia os impactos potenciais à vida aquática existente na área. FRF-IME / CPEA / FEEMA

Níveis de classificação do material a ser dragado Poluentes Níveis de classificação do material a ser dragado (em unidade do material seco) Níveis de classificação do material a ser dragado Água Salina/ Salobra Água Doce Nível 1 Nível 2 Nível 1 Nível 2 Metais Pesados e Arsênio (mg/kg) Zinco (Zn) Nível 1 123 Nível 2 315 Nível 1 150 Nível 2 410 Segundo a CONAMA nº 344/04: Nível 1: nível abaixo do qual prevê-se baixa probabilidade de efeitos adversos à biota; Nível 2: nível acima do qual prevê-se um provável efeito adverso à biota. FRF-IME / CPEA / FEEMA

Alternativas de Disposição de Material Dragado Transporte do material dragado Disposição final do material dragado Operações de dragagem Alternativas de disposição final Reutilização; Corpos hídricos; Confinamento. Caracterização do material dragado FRF-IME / CPEA / FEEMA

Reutilização do Material Dragado Os usos benéficos dos materiais dragados podem ser separados em 4 amplas categorias: Usos na Construção Civil Usos em Agricultura, Horticultura e Reflorestamento Proteção Costeira Gestão Ambiental FRF-IME / CPEA / FEEMA

Disposição em Corpos Hídricos Abertos - I FRF-IME / CPEA / FEEMA

Disposição em Corpos Hídricos Abertos - II a) Comportamento do Material Dragado durante e após a Dragagem FRF-IME / CPEA / FEEMA

Disposição em Corpos Hídricos Abertos – III b) Influência do ângulo de incidência na geometria do depósito FRF-IME / CPEA / FEEMA

IMPACTOS DO LANÇAMENTO DE MATERIAL DE DRAGAGEM NO MAR – 1A FASE Em áreas dispersivas temos que: impacto sobre a qualidade da água é momentâneo e não significativo afugentamento da fauna de grande mobilidade, também considerado pouco significativo o transporte dos sedimentos pelas correntes deve ser monitorado FRF-IME / CPEA / FEEMA

IMPACTOS DO LANÇAMENTO DE MATERIAL DE DRAGAGEM NO MAR – 2A FASE Em áreas dispersivas temos que: parte do material colapsa no fundo soterrando a fauna bentônica O impacto físico sobre a fauna bentônica dificulta a avaliação do impacto por eventual contaminação o transporte dos sedimentos pelas correntes de fundo é mais difícil de ser previsto e modelado mas também pode ser monitorado FRF-IME / CPEA / FEEMA

Disposição em Locais Confinados As Áreas de Disposição Confinada (ADC) – ou Confined Dredging Facilities (CDF) – vêm sendo cada vez mais utilizadas no mundo inteiro. A função deste tipo de área é confinar o material dragado contaminado, de forma a que sejam minimizados os efeitos que produz sobre a saúde humana e sobre o ambiente, em geral. Áreas de Disposição Confinada (ADC) Áreas de Disposição Confinada são áreas construídas artificialmente, cercadas por diques e destinadas a conter os materiais dragados contaminados, a fim de impedir seu vazamento para o meio ambiente. FRF-IME / CPEA / FEEMA

Tratamento do Material Contaminado Os processos de tratamento dos materiais contaminados são: Pré-tratamento. Tratamento físico-químico. Tratamento biológico. Tratamento térmico. Tratamento eletrocinético. Cimentação ou Imobilização. FRF-IME / CPEA / FEEMA

ANÁLISES QUÍMICAS? ECOTOXICIDADE? DIRETRIZ DE DRAGAGEM LC72 – Resolução LC.52(18) -Specific Guidelines for Assessment of Dredged Material FRF-IME / CPEA / FEEMA

QUAIS DIRETRIZES DE QUALIDADE DE SEDIMENTO? Processo de avaliação do material de dragagem e da área de disposição segundo a Resolução CONAMA 344/04 FRF-IME / CPEA / FEEMA

Definição dos Níveis de Contaminação Grupo I Grupo II Grupo III Pequena probabilidade de efeitos adversos Nível 1 Nível 2 Maior probabilidade de efeitos adversos ????? Dispensa estudos para disposição Requer análises ecotoxicológicas Requer estudos detalhados dos impactos FRF-IME / CPEA / FEEMA

ESTUDOS NO LOCAL DE DRAGAGEM ESTUDOS NO LOCAL DE DISPOSIÇÃO FRF-IME / CPEA / FEEMA

MODELO CONCEITUAL Dragagem e Disposição Marítima FRF-IME / CPEA / FEEMA Fonte: Workshop CPEA/FUNDESPA

MODELO CONCEITUAL Monitoramento Ambiental Fonte: Workshop CPEA/FUNDESPA FRF-IME / CPEA / FEEMA

Dificuldades e Problemas da Aplicação da Resolução 344/04 Cada porto no Brasil tem uma solução diferente para a disposição do material de dragagem; As áreas de disposição são muito heterogêneas – necessidade de estudos caso-a-caso; Desconhecimento dos valores de “background” regional; Subjetividade na interpretação dos “impactos significativos” no local de lançamento; Não há padronização metodológica – coleta, tratamento das amostras, análises; Poucas alternativas para avaliação ecotoxicológica de sedimentos – poucos testes padronizados ou normatizados; Falta de uniformidade entre os órgãos de controle ambiental; Falta de laboratórios que realizem as análises químicas e ecotoxicológicas de forma a cumprir corretamente o preconiza a resolução. FRF-IME / CPEA / FEEMA

Perspectivas e Necessidades Futuras Padronização dos dados gerados Compilação de dados que são gerados nos processos de licenciamento Criação de um banco de dados brasileiro Redefinição de padrões de qualidade de sedimentos daqui a 5 anos Encurtar a distância entre: Geração do conhecimento científico Incorporação na legislação e políticas públicas Aplicação prática por parte dos empreendedores FRF-IME / CPEA / FEEMA

Perspectivas e Necessidades Futuras Monitoramento ambiental permanente, com a identificação da qualidade da água, dos sedimentos e das comunidades bentônicas; A modelagem matemática da hidrodinâmica das correntes na área portuária, com cenários de dados pré-dragagem, durante e pós-dragagem; Plano de monitoramento dos impactos da atividade de dragagem tanto na área dragada quanto na de descarte; Modelagem da dispersão de pluma de sedimentos nas áreas de descarte e dragagem; Monitoramento das atividades pesqueiras desenvolvidas na área de influência direta das atividades de dragagem e de descarte e suas interações. FRF-IME / CPEA / FEEMA

do Porto Organizado de Santos - SP EIA-RIMA para a Dragagem de Aprofundamento do Canal de Navegação e Bacias de Evolução do Porto Organizado de Santos - SP Companhia Docas do Estado de São Paulo – CODESP www.portodesantos.com.br FRF-IME / CPEA / FEEMA

FONTES DE POLUIÇÃO DO SISTEMA ESTUARINO DE SANTOS E SÃO VICENTE Henri Borden Efluentes industriais Fontes difusas Avanços no controle da poluição: Implementação de programas de controle das fontes atmosféricas Implementação de programas controle dos efluentes industriais Sedimentos – passivo ambiental FRF-IME / CPEA / FEEMA

FONTES DE POLUIÇÃO E ÁREAS DE DISPOSIÇÃO DE SEDIMENTOS FRF-IME / CPEA / FEEMA

ESTUDOS REALIZADOS NO CANAL DO PORTO DE SANTOS Compilação de dados: CETESB CODESP Trabalhos de pesquisa Novas coletas FRF-IME / CPEA / FEEMA

ESTUDOS REALIZADOS NO LOCAL DE DISPOSIÇÃO DE SEDIMENTOS Tipos de estudos: Análises químicas Ensaios ecotoxicológicos Modelagem matemática FRF-IME / CPEA / FEEMA

MODELAGEM MATEMÁTICA – DISPERSÃO DOS SEDIMENTOS – simulação para 5 dias após lançamento (sedimento na coluna d’água) FRF-IME / CPEA / FEEMA

MODELAGEM MATEMÁTICA – DISPERSÃO DOS SEDIMENTOS – simulação para 5 dias após lançamento (sedimento depositado no fundo) FRF-IME / CPEA / FEEMA

MATRIZ DE IMPACTOS AMBIENTAIS REVERSIBILIDADE OCORRÊNCIA TEMPO VALOR INCIDÊNCIA ESPAÇO IMEDIATO REVERSÍVEL DETERMINÍSTICO DIRETO LOCAL POSITIVO MÉDIO PRAZO INDIRETO REGIONAL LONGO PRAZO IRREVERSÍVEL PROBABILÍSTICO NEGATIVO PERMANENTE ESTRATÉGICO TEMPORÁRIO Prejuízos para a penetração de luz na coluna d’água (alterações na turbidez) NEGATIVO DIRETO LOCAL IMEDIATO TEMPORÁRIO REVERSÍVEL DETERMINÍSTICO FRF-IME / CPEA / FEEMA

MATRIZ DE IMPACTOS AMBIENTAIS (cont.) FRF-IME / CPEA / FEEMA

AÇÕES MITIGADORAS E INTENSIFICADORAS DOS IMPACTOS AMBIENTAIS FRF-IME / CPEA / FEEMA

Baía de Sepetiba: Monitoramento Ambiental Estações de Amostragem de Sedimentos DOCAS DO RIO Companhia Docas do Estado do Rio de Janeiro – CDRJ www.portodorio.com.br FRF-IME / CPEA / FEEMA

Baía de Sepetiba: Background Regional FRF-IME / CPEA / FEEMA

Baía de Sepetiba: Background Regional FRF-IME / CPEA / FEEMA

Baía de Sepetiba: Concentração de Zinco nos Sedimentos FRF-IME / CPEA / FEEMA

Baía de Sepetiba: Estudos Complementares – Mobilidade dos Metais Os estudos complementares visaram avaliar a forma como os metais pesados reagem diante das variações físico-químicas do ambiente e a sua dinâmica, considerando que a determinação das concentrações desses poluentes nos sedimentos não indica, de fato, um risco iminente. A interação de componentes, tais como; a hidrodinâmica, as variações entre as fases de marés, as direções e velocidades de correntes na coluna d'água, a granulometria, a presença de carbono orgânico, a presença de sulfetos, e o potencial redox, são fatores que, entre outros, fundamentam a mobilidade dos metais no ecossistema aquático Esta diferenciação entre os metais demonstra que a dinâmica de cada metal é distinta; o manejo da contaminação, portanto, não deve considerar todos os metais, mas sim caso a caso. FRF-IME / CPEA / FEEMA

Baía de Sepetiba: Estudos Complementares – Modelo de Atenuação O modelo AVS¹/SEM², que determina a toxicidade de um sedimento devido a sua concentração em metais, permitiu distinguir áreas relativamente sensíveis, devido a sua baixa concentração de sulfetos, localizadas nas proximidades da ilha de Jaguanum. O estudo demonstrou que as concentrações de zinco e cádmio na Baía de Sepetiba são elevadas, mas devido às igualmente elevadas concentrações de sulfetos, sua toxicidade ainda é baixa. ¹ Extração dos sulfetos voláteis em meio ácido ² Quantificação dos metais simultaneamente extraídos FRF-IME / CPEA / FEEMA

INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA (REAL ACADEMIA DE ARTILHARIA, FORTIFICAÇÃO E DESENHO,1792) José Carlos C. Amorim Chefe da Subdivisão de Pesquisa e Extensão jcamorim@ime.eb.br Tel.: 21-2546-7026 FRF-IME / CPEA / FEEMA