14 out I) A Diretiva Europeia de Águas Residuais Urbanas de 1991: Um marco para a proteção das águas na Europa e o que o Brasil pode aprender com isso

Em 2024, a União Europeia prevê a entrada em vigor da nova Diretiva Europeia de Águas Residuais Urbanas (DE-ARU de 2024). A discussão técnica sobre o projeto, aprovado pelo Parlamento Europeu em 10 de abril de 2024 (fonte nº. 1), foi um dos principais temas durante a IFAT 2024 em Munique, especialmente entre os representantes do mercado europeu.

Essa nova diretiva é uma atualização da Diretiva Europeia de Águas Residuais Urbanas de 1991 (DE-ARU de 1991) que, nas últimas 3 décadas, tem orientado as metas e investimentos no tratamento de esgoto nos países da UE.

Sobre os resultados da DE-ARU de 1991, a UE afirma (fonte nº. 2): “Desde a sua adoção em 1991, a qualidade dos rios, lagos e mares europeus melhorou drasticamente. Com a ajuda de financiamento da UE, os países da UE investiram em redes coletores e ETEs. No entanto, a poluição persiste e precisa ser enfrentada, já que as regras atuais não abrangem todas as situações. Para resolver este problema, a Comissão propôs uma atualização da diretiva.“

Antes de analisarmos, em um segundo artigo, quais novos objetivos serão implementados com a atualização da DE-ARU de 2024, este primeiro artigo abordará os indicadores, métodos e resultados da DE-ARU de 1991.

O que o Brasil pode aprender com um Diretiva Europeia? 

A meta da “universalização dos serviços de saneamento básico” no Brasil (fonte nº. 3) pode ser comparada, até certo ponto, à meta da ainda vigente DE-ARU de 1991. No entanto, a diretiva europeia se concentra exclusivamente no tratamento de esgoto, com o principal objetivo de preservar os corpos hídricos, estabelecendo metas concretas e diferenciadas para a eficiência necessária das ETEs. Em certa medida, essas metas correspondem ao que foi abordado no Atlas de Esgoto (fonte nº. 4) (2017) no Brasil, embora com objetivos mais generalizados.

Após 30 anos, a meta global da DE-ARU de 1991 foi, em média, atingida, embora com diferenças significativas entre os países europeus, conforme será apresentado com mais detalhes neste artigo. Os novos objetivos da DE-ARU de 2024 vão além e, sob o objetivo de preservação dos recursos naturais, estabelecem novas prioridades, com um foco ainda maior na economia circular e na sustentabilidade na operação dos sistemas, por exemplo.

Diante das crises globais, é essencial examinar como outras regiões estão enfrentando desafios na implementação de soluções sustentáveis de saneamento. A abordagem europeia pode oferecer insights valiosos para o Brasil, incentivando reflexões sobre possíveis ajustes, não tanto na meta de universalização, mas sim nos conteúdos e na forma como ela pode ser alcançada, para garantir que contribua efetivamente para a proteção dos recursos naturais, assegurando sua preservação para as futuras gerações.

Alguns dados para contextualizar no âmbito brasileiro os desafios que teve a UE: 

A União Europeia atualmente abrange 27 países (EU-27), com uma população de 448,4 milhões de pessoas, mais do que o dobro da população do Brasil, em uma área que corresponde à metade do território brasileiro (4,24 milhões de km²).

O PIB per capita da EU-27 de 2021 (fonte nº. 5) cerca de cinco vezes maior que o do Brasil. Entretanto, tanto na UE quanto no Brasil, um terço dos estados e países está acima dessa média, enquanto dois terços estão abaixo. Vale destacar que a diferença entre os três estados brasileiros com maior PIB per capita (DF, MG e SC) e os três com menor (Piauí, Paraíba e Maranhão) (fonte nº. 6) é somente metade da diferença entre os três países da UE com maior PIB per capita (Luxemburgo, Irlanda e Dinamarca) e os três com menor (Bulgária, Romênia, Croácia).

Embora o PIB per capita não seja um indicador suficiente para avaliar a capacidade de um país em financiar, por exemplo, medidas para os serviços de saneamento, ele oferece um ponto de reflexão sobre como as soluções que se mostraram eficientes na Europa podem ser adaptadas ao Brasil. Certamente, a meta de universalização não depende apenas de investimentos financeiros, mas também de abordagens sustentáveis que levem em consideração as particularidades sociais e regionais, além da priorização política das medidas relacionadas.

Qual é o conteúdo da Diretiva Europeia de 1991? 

A ainda vigente Diretiva Europeia de 1991, como qual se estabilizaram padrões obrigatórios para o tratamento das águas residuais, foi considerada na época mundialmente uma das mais abrangentes para proteção de meio ambiente e de recursos hídricos.

Um dos objetivos globais da DE-ARU de 1991 consiste em reduzir, para o conjunto de esgoto municípal, a carga total de fósforo em 80% e de nitrogênio em 75%. Sob esse objetivo, foram definidas, entre outras, as seguintes metas específicas (fonte nº.2):

1️⃣ Rede de esgoto e ETEs com tratamento apropriado para todos os municípios com mais de 2.000 HE (habitantes equivalentes).

2️⃣ Tratamento secundário e terciário conforme o porte da ETE:
        i) Tratamento biológico secundário (remoção de DBO e DQO) obrigatório;
       ii) Remoção de nitrogênio ou fósforo para ETEs com mais de 10.000 HE que descartam em bacias hidrográficas sensíveis;

3️⃣ Monitoramento, controle operacional e documentação dos resultados obrigatórios para todas as ETEs implementadas.

4️⃣ Controle do destino do lodo das ETEs e/ou reuso, conforme as regulamentações nacionais vigentes.

As diretivas da União Europeia, ao contrário dos regulamentos, são relativamente flexíveis quanto à forma de implementação. Com objetivo às metas estabelecidas em comum, cada país pode definir ou adaptar seus próprios métodos e regras.

Exemplo: A implementação da Diretiva Europeia ARU de 1991 na Alemanha 

Na Alemanha, as exigências da Diretiva foram implementadas na Abwasserverordnung (AbwV) de 1997 (fonte nº. 7). No Anexo 1, são definidas exigências mínimas para cinco classes de tamanho de ETEs, com as exigências aumentando conforme o porte da ETE e, consequentemente, conforme a carga esperada para os corpos hídricos (ver Tabela 1). De acordo com essa tabela, a implementação da DE-ARU de 1991 na Alemanha define:

• As classes 1 e 2 de ETEs têm apenas a necessidade de tratamento secundário (25-40 mg/L de DBO e 110-150 mg/L de DQO). Pode-se observar que abrangem tamanhos (<1000 HE) ainda menores do que os exigidos pela DE-ARU de 1991.
  
  
• A partir da classe 3 (correspondente de 10 a 20 L/s), exige-se a consideração de nitrificação (10 mg/L de Nitrogênio amoniacal). Outra exigência que vai além daquela estabelecida pela DE-ARU de 1991.
  
  
• A partir da classe 4 (acima de 10.000 HE ou 20 L/s), deve ser implementada a remoção de nitrogênio (nitrificação e desnitrificação) e de fósforo (precipitação química, com ou sem bio-desfosfatação). Os três parâmetros são aplicados independentemente do corpo receptor, outras exigências que vão além da DE-ARU de 1991.

Tabela 1: Padrões (VMP – Valores Máximos Permitidos) para ETE tratando esgoto sanitário na Alemanha, AbwV de 1997, válidos para amostra composta de 2h

Vale ressaltar que essa tabela 1 baseia-se nas experiências da Alemanha, sendo aplicados desde os anos 80, ou seja, muito antes de serem formalizadas na AbwV de 1997. Outros países europeus adotaram regulamentações diferentes.

É viável aplicar as exigências de VMP da Tabela 1 da Alemanha ao Brasil? 

Recentemente, legislações estaduais no Brasil, como as do Rio Grande do Sul (Resolução CONSEMA nº 355 de 2017, fonte nº. 8) e de Santa Catarina (Resolução CONSEMA 181/182 de 2021 em SC, fonte nº. 9), têm adotado o princípio de escalonar as exigências de acordo com o porte das ETEs. No entanto, pode-se notar que essa abordagem nem sempre segue a mesma sistemática de considerar a viabilidade técnica e econômica de exigências aplicadas, que serviu de base para o desenvolvimento da Tabela 1 na Alemanha.

Essa sistemática considera, por exemplo, que as ETEs menores (classes 1, 2 e 3 na Alemanha) enfrentam desafios reais significativos, especialmente em relação às variações na vazão (fonte nº. 10) e na carga de esgoto (fonte nº. 11) que tendem a ser muito maiores do que nas ETEs de porte maior. Além disso, quando analisadas por habitante atendido, essas ETEs já requerem investimentos relativamente maiores e, naturalmente, dispõem de menos recursos para operação.

Mesmo que, na Alemanha, as autoridades locais tenham a flexibilidade de impor requisitos mais rigorosos para ETEs específicas, essa decisão é tomada com grande cautela, especialmente para estações com vazões inferiores a 20 L/s. Por quê?

Para ETEs de pequeno porte, requisitos mais exigentes do que os estabelecidos na Tabela 1 significam investimentos específicos elevados e medidas operacionais complexas, que podem não ser apropriados. Além disso, não se justificam, considerando o impacto relativamente menor dessas vazões nos corpos hídricos. E por fim, a prática de quase 50 anos tem comprovado que as exigências da Tabela 1 garantem uma proteção adequada dos cursos d’água no país.

Um segundo aspecto a ser considerado é que os valores estabelecidos na Tabela 1 refletem décadas de experiência com tecnologias predominantemente aeróbicas, utilizadas não apenas na Alemanha, mas em toda a Europa, devido às condições climáticas. Exemplos dessas tecnologias incluem lodo ativado, filtros aeróbicos, wetlands de tratamento e, nas classes 1 e 2, lagoas de tratamento.

Da mesma forma, as exigências no Brasil, principalmente pela Resolução CONAMA Nº 430/2011, foram adaptadas às potencialidades das tecnologias anaeróbias, cuja aplicação é favorecida pelo clima quente do país. No entanto, essas tecnologias apresentam um potencial de remoção inferior ao das tecnologias aeróbias, além de outras limitações. Embora a demanda por “remoção completa” de parâmetros como DBO, Nitrogênio e Fósforo seja justificada pela qualidade dos corpos receptores, é essencial questionar até que ponto tais exigências são viáveis, especialmente para ETEs de menor porte.

Ainda assim – e esse aspecto raramente é considerado, embora seja fundamental: para definir os VMP, é essencial levar em conta a metodologia de amostragem, que difere significativamente entre a Alemanha/Europa e o Brasil:

Os padrões (VMP) da Tabela 1 são baseados em amostragem composta. Sua aplicação direta no Brasil, onde se adota a metodologia muito mais rigorosa de amostragem pontual, resultaria em um endurecimento tão severo que tornaria tecnicamente inviável o cumprimento desses limites.

Em que medida as experiências geradas na Alemanha podem apoiar decisões sobre VMP adequados no contexto brasileiro?

• A relação entre DBO e DQO aumenta de 1:3,75 na classe 1 para 1:5 na classe 5.
  Isso ocorre porque, à medida que se exige maior eficiência dos processos, o impacto da DQO não biodegradável se torna mais significativo.
  
  
• O processo de nitrificação só é exigido quando são atingidos limites mais rigorosos, como 20 mg/L de DBO e 90 mg/L de DQO.
  Embora a nitrificação possa ocorrer também nas ETEs de classe 1 e 2, a exigência de cumprimento do VMP para nitrogênio amoniacal implica a necessidade de tecnologias e controles operacionais mais exigentes e limita as opções de tecnologias a poucos de tratamento aeróbio.
  
  
• O processo da desnitrificação (VMP para Ntotal) é exigido apenas nas ETEs maiores de classe 4 e 5.
  Isso não significa, entretanto, que o processo não ocorra em ETEs de menor porte, mas que para essas ETEs sua eficiência pode ser adequada ao processo implementado, sem cumprir VMP.
  
  
• A remoção de fósforo também se aplica apenas a ETEs de classe 4 e 5.
  O cumprimento dos VMP para fósforo implica um controle operacional complexo que, em ETEs menores, só pode ser compensado pela sobredosagem do agente de precipitação, o que pode gerar sérios problemas operacionais e comprometer a eficiência de todos os processos.

Não é viável, nem econômica nem tecnicamente, aplicar os mesmos valores da Tabela 1 à situação do Brasil, onde os VMP devem ser cumpridos a qualquer momento com amostras pontuais. A aplicação de VMP ainda mais exigentes, uma tendência observada recentemente, especialmente para ETEs de portes menores, seria ainda menos viável. O que pode ser adotado é a gradação das exigências conforme o porte das ETEs, além da consideração da relação entre os parâmetros, levando em conta, entretanto, as tecnologias comuns no Brasil e seu potencial real.

O que foi alcançado com a Diretiva Europeia ARU de 1991?  

O relatório de 2021 da Comissão Europeia (fonte nº. 2) concluiu que a Diretiva Europeia-ARU de 1991 foi eficaz e resultou em uma melhoria significativa da qualidade dos rios, lagos e mares europeus, atingindo o objetivo global de redução de 80% de fósforo e 75% de nitrogênio nos esgotos municipais. Entre os 27 países membros da UE, cerca de 90% das águas residuais urbanas são coletadas e tratadas de acordo com a Diretiva Europeia, porém com certas diferenças entre os países, como mostram os gráficos 1 e 2:

Resultados detalhados para cada país, assim como os gráficos interativos mostrados nas Figuras 1 e 2, podem ser encontrados no site do WISE FRESHWATER INFORMATION SYSTEM FOR EUROPA (fonte nº. 13). Esta página, além de incluir os países membros da UE-27, também considera a situação sanitária de 11 países europeus cooperantes da UE, o que reduz o índice de adequação com os objetivos da DE-ARU de 1991 para toda a região analisada para 82%.

Conforme explicado pela Euopean Enviroment Agency (fonte nº. 14) a conformidade de 90% entre os 27 países membros de EU foi alcançada da seguinte forma:

• 4 países tratam 100% de suas águas residuais urbanas em conformidade com os requisitos da Diretiva: Áustria, Alemanha, Luxemburgo e Países Baixos.
  
  
• 11 países (atualizado, fonte 13) alcançaram uma taxa de conformidade superior a 90%: Dinamarca, Lituânia, Estônia e Letônia (98-99%), Suécia, Grécia, Bélgica (95-97%), Eslováquia, Finlândia, Portugal e França (91-93%).
  
  
• 7 países cumprem um índice entre 50% e 90%: Polônia (87%), Chipre e Espanha (84%), Tchéquia (75%), Eslovênia (61%), Itália (56%), Hungria (52%).
  
  
• 5 países cumprem em menos da metade dos padrões: Irlanda (44%), Bulgária (30%), Romênia (12%), Croácia (7%) e Malta (0%).

A observação inicial de que o PIB per capita não é, ou pelo menos não é o único determinante, para esse ranking é exemplificada pela Irlanda. Embora tenha o segundo maior PIB per capita, atrás apenas de Luxemburgo, a Irlanda está entre os países mais atrasados na implementação das diretrizes da UE em saneamento. Em contrapartida, países como Alemanha, França e Portugal, que apresentam rendimentos per capita relativamente mais baixos que a Irlanda, conseguiram cumprir amplamente as metas estabelecidas.

Isso se deve, em parte, à política de financiamento da UE, mas também à estrutura mais rural de países como Irlanda, Romênia, Bulgária e Hungria. Além disso, países como Alemanha, França e Países Baixos já começaram a realizar investimentos significativos em seus sistemas de saneamento muito antes de 1991, o que, sem dúvida, contribuiu para atingir e até superar as metas estabelecidas.

Como o Brasil se encaixa neste cenário?

É claro que muitas condições nos países da UE-27 diferem das dos estados brasileiros. No entanto, as semelhanças nas metas entre a Diretiva Europeia-ARU de 1991 e o objetivo da universalização do saneamento no Brasil (2013-2033), juntamente com os progressos já alcançados na Europa em comparação com Brasil (fonte nº. 15), permitem tirar algumas conclusões sobre como as possíveis soluções devem ser adaptadas para Brasil pode atingir seu objetivo.

Como mostra a análise, mesmo na União Europeia, após mais de três décadas de esforços, ainda existem lacunas, e cerca de 10 milhões de europeus não têm acesso a serviços básicos de saneamento, conforme indica o relatório da Agência Europeia do Ambiente (fonte nº. 2).

Além disso, é fundamental reconhecer que as crises globais atuais, especialmente a crise climática, impõem novos e complexos desafios em todas as regiões do mundo. O fato de o Brasil buscar a universalização do saneamento uma década após a Europa não diminui a urgência de adotar soluções que também abordem esses desafios emergentes.

Na Europa, a nova Diretiva Europeia de Águas Residuais Urbanas de 2024 responde diretamente a essas questões, com um enfoque maior na eficiência energética, na transição para uma economia circular e no controle de novas fontes de poluição. Exploraremos esses pontos com mais profundidade na segunda parte deste artigo.

Fontes citadas, ordenada conforme menção no texto: 

1. Proposal for a revised Urban Wastewater Treatment Directive, Details, 26/10/2022
   https://environment.ec.europa.eu/publications/proposal-revised-urban-wastewater-treatment-directive_en
2. Comissão Europeia, site Web oficial da União Europeia, Tema: Águas residuais urbanas
   https://environment.ec.europa.eu/topics/water/urban-wastewater_en?prefLang=pt&etrans=pt
3. Agência Nacional de Águas (ANA): Universalização: Aonde queremos chegar
   https://www.ana.gov.br/saneamento/onde-queremos-chegar
4. Agência Nacional de Águas (ANA) e a Secretaria Nacional de Saneamento Ambiental apresentam: Atlas Esgotos, Despoluição de Bacias Hidrográficas
   https://www.ana.gov.br/atlasesgotos/
   Veja tambem: Rotaria do Brasil Situação do saneamento e ATLAS Esgotos – Reflexões do ano 2017
   
5. DE_STATIS, Statistisches Bundesamt, Deutschland, themes: EUROPE
   https://www.destatis.de/EN/Themes/Countries-Regions/_node.html
6. IBGE, Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística: Produto Interno Bruto
   https://www.ibge.gov.br/explica/pib.php
7. Bundesministerium der Justiz, Deutschland, Verordnung über das Einleiten von Abwasser in Gewässer (Abwasserverordnung-AbwV)
   https://www.gesetze-im-internet.de/abwv/BJNR056610997.html
8. Governo do Estado Rio Grande do Sul, Resolução CONSEMA no. 355/2017
   https://www.sema.rs.gov.br/upload/arquivos/201707/19110149-355-2017-criterios-e-padroes-de-emissao-de-efluentes-liquidos.pdf
9. gov.br, Secretaria de Estado do Meio Ambiente e da Economia Verde, Resolução CONSEMA n° 182
   https://www.semae.sc.gov.br/download/resolucao-consema-n-182/
   
10. Rotária do Brasil: ETEs descentralizadas II – Vazões de efluentes sanitários e suas variações
    
11. Rotária do Brasil: ETEs descentralizadas III – Diversidade de composições de esgotos sanitários
12. Oliveira, S.C. & Von Sperling, M. UFMG (2008): Reliability analysis of wastewater treatment plants, IWA Water Research 42 (1182-1194)
    https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043135407005854
13. WISE Freshwater Information System for Europe, an official website of the Europaen Union, Urban Waster Water Treatment Directive (countries)
    https://water.europa.eu/freshwater/europe-freshwater/urban-waste-water-treatment
14. European Environment Agency, an official website of the European Union, Wastewater treatment improves in Europe but large differences remain (countries)
    https://www.eea.europa.eu/highlights/waste-water-treatment-improves-in
15. Ministério das Cidades, Brasil: Plano Nacional de Saneamento Básico, Plansab, Relatório de Avaliação Anual de 2021
    https://www.gov.br/cidades/pt-br/acesso-a-informacao/acoes-e-programas/saneamento/plano-nacional-de-saneamento-basico-plansab/arquivos/relatriodeavaliaoanualdoplansab2021.pdf