Proteger a qualidade das águas superficiais em Lappeenranta, Finlândia

Na Finlândia, a qualidade da água no lago Saimaa, perto de Lappeenranta, está em risco devido ao aumento das chuvas, inundações e fenómenos meteorológicos extremos devido às alterações climáticas. A água de inundação e a água da neve derretida transportam contaminantes (microplásticos, óleos e outros produtos químicos, nutrientes, matérias sólidas e orgânicas) para o lago. A carga de nutrientes está a causar a eutrofização do lago. No caso de a poluição por nutrientes levar a uma floração prejudicial de algas, beber ou nadar na água afetada pode causar sérias complicações à saúde. Por exemplo, nadar numa praia onde as algas azuis-esverdeadas estão presentes pode irritar a pele ou causar estômago (por exemplo, náuseas, dor de estômago, diarreia, vómitos) ou sintomas gripais (por exemplo, corrimento nasal, dores de cabeça, irritação ocular, febre). Isto é especialmente problemático, já que o Lago Saimaa é uma fonte de água potável e um centro recreativo.

A gestão das águas pluviais e de degelo é, por conseguinte, fundamental para superar estes desafios. O atual Programa Climático tem metas para reduzir as quantidades de águas pluviais e derretidas nos sistemas de águas pluviais e esgotos da cidade. O plano de gestão das águas pluviais do município descreve a necessidade de adaptar as atuais redes e instalações à procura futura e de aumentar a capacidade da cidade para filtrar as substâncias indesejadas das águas pluviais e das águas de fusão.

Desenhar um plano abrangente para o tratamento sustentável de águas pluviais para Lappeenranta é uma tarefa complexa. A cidade estende-se por cinco bacias hidrográficas (Saimaa, Saimaa Kanava, Ruoholampi, Rakkolanjoki e Alajoki). Como todas as cidades, Lappeenranta é um sistema urbano complexo com complicadas inter-relações físicas, de propriedade e legais entre seus componentes (parques, estradas, edifícios residenciais, edifícios comerciais, indústrias, etc.).

O plano de gestão das águas pluviais destaca questões que devem ser tidas em conta na conceção das infraestruturas de gestão das águas pluviais, como a presença de reservas de sítios naturais, de sítios do património histórico ou de zonas paisagísticas valiosas, que devem ser largamente atracadas aquando da identificação dos sítios para novas instalações de gestão das águas pluviais. Uma questão fundamental é o nível máximo de precipitação com que o sistema deve ser capaz de lidar, tendo em conta o aumento previsto de fenómenos extremos devido às alterações climáticas e as condições e vulnerabilidades locais específicas – em especial, a dimensão e a situação da massa de água de descarga.

O objetivo geral da gestão da água, tal como indicado no plano de gestão das águas pluviais, é prevenir a deterioração das águas subterrâneas, em termos de estado ecológico e qualidade da água para uso humano, incluindo para fins recreativos. O plano enumera os seguintes objetivos para a gestão das águas pluviais:

• Gestão e eventual prevenção dos danos causados pelas inundações provocadas pelas águas pluviais
• Manter os recursos hídricos subterrâneos, impedindo a entrada de substâncias nocivas nas águas subterrâneas e otimizando a absorção de água nas águas subterrâneas
• Preservar a utilização recreativa das massas de água através da gestão da qualidade das águas pluviais, reduzindo as descargas de nutrientes nas massas de água
• Minimizar a expansão da rede de condutas e a quantidade de águas pluviais descarregadas na estação de tratamento
• Aumentar os métodos de gestão de águas pluviais naturais e no local que promovem a biodiversidade na natureza e nas áreas urbanas, que é o principal foco deste estudo de caso
• Utilização das águas pluviais como recurso, como elemento paisagístico, para irrigação ou zonas húmidas

O plano identifica igualmente objetivos mais específicos para a gestão da qualidade das águas pluviais nas massas de água recetoras, como a redução da poluição por nutrientes e a prevenção da proliferação de algas na região ocidental de Saimaa.

O plano de gestão das águas pluviais estabelece as condições para a utilização de soluções baseadas na natureza, como a alteração da configuração das ruas para proporcionar faixas verdes e zonas de biofiltração e a disponibilização de espaço para estruturas de gestão, uma vez que as águas pluviais provenientes de ruas fortemente traficadas podem transportar metais, óleos e microplásticos. As recomendações incluem a implementação da gestão da qualidade da água, como a direção das águas pluviais, e o aumento da utilização de pavimentos permeáveis e valas abertas como soluções de drenagem urbana. Está a ser implementado um novo sistema de drenagem baseado na natureza nas ruas da cidade, que inclui a plantação de uma mistura de vegetação otimizada ao longo do passeio para melhorar a filtração da água para o sistema de recolha de água subjacente. Este sistema é acoplado com os sensores para a monitoração remota da qualidade e do fluxo das águas pluviais, e das inundações no sistema de drenagem.

Foram construídas oito novas zonas húmidas urbanas; sete ao longo das margens do lago Pien-Saimaan e uma na margem do lago Ruoholampi perto de Lappeenranta, tendo esta última sido concluída em setembro de 2023. A área dos sete pântanos de Pien-Saimaan inclui três lagoas e uma seção semelhante a um córrego, que leva a água coletada pela rede de água do córrego para as zonas úmidas. As lagoas abrandam o fluxo de água, permitindo que substâncias poluentes na água de Saimaa se instalem no fundo. As lagoas são construídas em diferentes alturas em uma encosta e, uma vez que o nível da água pode variar substancialmente, as piscinas foram equipadas com um sistema para acomodar transbordamentos. A zona húmida de Ruoholampi impede que os nutrientes e a matéria sólida fluam para o lago Ruoholampi e daí para Pien-Saimaa. Também melhora a biodiversidade e, ao ser construída na proximidade de uma escola, o bem-estar dos alunos. Outras estruturas de gestão de águas pluviais baseadas na natureza incluem bacias de retenção de águas pluviais (Heinäkatu) e a zona de infiltração de Koulukatu (sítio-piloto do projeto TransformAr).

A bacia de retenção de Heinäkatu é usada para retardar o escoamento de águas pluviais, de modo a equilibrar os picos de inundação durante chuvas fortes e atuar como um amortecedor de capacidade para a rede de esgotos de águas pluviais. A água é recolhida na área de retenção e descarregada no sistema na outra extremidade. Na área de retenção, o fluxo de água é retardado, permitindo a deposição de sólidos e outros poluentes, para que a água devolvida ao esgoto de águas pluviais seja mais limpa. A vegetação que se desenvolve nas bacias ao longo do tempo aumenta a purificação da água e ajuda na evaporação. A instalação é composta por duas bacias com uma barragem de pedra natural entre elas. As bacias são rasas, com uma profundidade de cerca de 0,5 m e podem secar entre os eventos de chuva. Foram instalados degraus na barragem para incentivar uma inspeção mais rigorosa das piscinas, uma vez que a área também é usada como um ambiente de aprendizagem para os alunos de uma escola próxima.

A renovação da rua Koulukatu inclui uma área de biofiltração de águas pluviais na secção verde da rua, o que reduz a quantidade de águas pluviais descarregadas em esgotos e massas de água não tratadas. As águas pluviais são absorvidas até ao lençol freático através das camadas estruturais de biocarvão e calcário, recarregando-as.

Além disso, na central artificial de águas subterrâneas de Huhtiniemi, em Lappeenranta, a água doméstica é produzida por infiltração de águas superficiais da parte ocidental do Pien-Saimaa nas águas subterrâneas. Huhtiniemi é a única instalação artificial de águas subterrâneas, de um total de 10 ingestões de águas subterrâneas, em Lappeenranta. A água bruta é bombeada de Saimaa para as bacias de filtragem de areia no cume de Huhtiniemi, que serve como um filtro natural que purifica eficazmente a água. A água é então bombeada dos poços e submetida a tratamento de alcalinização e desinfecção ultravioleta antes de entrar na rede de distribuição de água.

Além disso, o sistema de escoamento urbano será melhorado e monitorizado com um conjunto de novos sensores e monitorização associada da contaminação, da qualidade da água e do caudal no sistema de drenagem. Além disso, os residentes terão a oportunidade de monitorar as soluções implementadas através de uma aplicação de crowdsourcing para smartphones.

Para preparar o plano de gestão das águas pluviais, o processo de consulta das partes interessadas foi realizado em três seminários no outono de 2019, com a participação da Lappeenrannan Energiaverkot Oy (uma empresa local de distribuição de água e energia), do Land Property Management da cidade de Lappeenranta, do Urbanismo, das Ruas e Ambiente, dos Serviços Ambientais, do Controlo de Edifícios, do Serviço de Salvamento da Carélia do Sul e do Centro ELY do Sudeste da Finlândia (um centro de desenvolvimento regional). Os temas dos seminários foram as águas pluviais e o ordenamento do território, as águas pluviais e os sistemas de informação e a gestão natural das águas pluviais. Os resumos das oficinas foram utilizados para produzir um conjunto preliminar de conteúdos para o Plano de Gestão de Águas Pluviais, bem como uma lista electrónica dos documentos necessários em que este plano se baseia.

As limitações de espaço são uma limitação na gestão das águas pluviais. O Plano de Gestão das Águas Pluviais observa que as estruturas de gestão da qualidade das águas pluviais são normalmente dimensionadas para chuvas fortes uma vez por ano ou duas vezes por ano e permitem uma margem adicional de 20% para as alterações climáticas, mas em alguns locais pode não haver espaço suficiente para lidar com um evento de chuvas uma vez por ano. Nessa situação, foi realizada uma avaliação custo-benefício de soluções alternativas, como as baseadas na natureza - zonas húmidas urbanas desenvolvidas em Lappeenranta. Além disso, o aumento do número de estruturas de águas pluviais também aumenta o esforço anual de manutenção e, por conseguinte, os recursos humanos necessários.

Em áreas urbanas centrais densamente construídas, um aspeto estético é importante. O plano sugere a canalização do escoamento para as faixas de árvores e os canteiros de flores das ruas, equipados com estruturas de infiltração, juntamente com soluções de drenagem subterrânea, como as que estão a ser construídas em Lappeenranta.

Um potencial fator limitativo é a coordenação entre as instituições e os intervenientes envolvidos. A manutenção e a gestão das zonas húmidas são da responsabilidade da Greenreality, o serviço municipal de proteção ambiental e desenvolvimento sustentável da cidade, enquanto outras estruturas de gestão das águas pluviais, como as bacias de retenção de águas pluviais (Heinäkatu) e a zona de infiltração de Koulukatu (local-piloto do projeto TransformAr), são geridas pelo departamento de ruas e ambiente urbano como parte da manutenção das ruas e das zonas verdes. A coordenação entre a responsabilidade privada e pública pela gestão das águas pluviais e a ligação às principais redes de drenagem no caso de propriedades privadas também pode ser um fator limitativo para o plano. Particularmente preocupante é a gestão do escoamento das instalações industriais, devido à vasta gama de poluentes que podem descarregar, o que, por sua vez, exige soluções caso a caso.

A construção de zonas húmidas tem sido particularmente bem sucedida e não parece ter sofrido grandes factores limitativos. A disponibilidade de terras não foi um problema devido ao declínio das atividades agrícolas na área de Lappeenranta. O único fator limitador temporário é o tempo - são necessários cerca de três anos para que uma zona húmida desempenhe plenamente as suas funções de filtragem e regulação da água. No lado positivo, as zonas úmidas também têm efeitos cênicos e aumentam o apelo recreativo das áreas envolvidas.

Um benefício adicional é a replicabilidade das soluções. A cidade de Lappeenranta associou-se ao projeto H2020 TransformAr como parceiro do local de demonstração, para melhorar e demonstrar algumas ações de adaptação tomadas no âmbito do Plano de Gestão das Águas Pluviais. A cobertura destas ações de adaptação pelo projeto TransformAr proporciona uma oportunidade única para acompanhar o seu desenvolvimento e avaliar a sua eficácia e transferibilidade. Tendo em conta este último aspeto, foi desenvolvido um programa de acompanhamento no âmbito do projeto com a cidade norueguesa de Gjøvik, uma cidade com cerca de 30 000 habitantes situada no lago Mjøsa, o maior lago da Noruega. Gjøvik foi escolhido como replicador de Lappeenranta, tendo em conta a sua vulnerabilidade climática semelhante em termos de planeamento urbano e gestão da água. O projeto TransformAr está a acompanhar a aplicação da mesma solução de adaptação em Gjøvik e em Lappeenranta.

O custo de manutenção de áreas verdes inclui a manutenção de inverno, limpeza, manutenção de estruturas, equipamentos e mobiliário, e gestão da vegetação. Em 2023, o custo global de manutenção das zonas verdes foi de 1,69 EUR/m2.

A construção e manutenção de zonas húmidas são planeadas local a local, pelo que não é possível apresentar um valor «típico» para estes custos. No entanto, como ilustração da gama de custos envolvidos, a administração de Lappeenranta forneceu os seguintes exemplos para a construção das zonas húmidas:

• A bacia de retenção de Heinäkatu teve um custo de 44 euros/m2 para uma área de 3 000 m2, totalizando 132 000 euros. Tal inclui os custos dos materiais, do transporte e da mão de obra, os custos de plantação de novas árvores e vegetação, os trabalhos de construção, incluindo a gestão da construção e outras tarefas no local, e as tarefas de construção diretamente suportadas pela administração da cidade.
• A área de infiltração de Koulukatu custou 340 euros/m2 para 245 m2, perfazendo um total de 83 300 euros. Tal inclui os custos dos materiais para a área de infiltração e dos tubos que descarregam águas pluviais na área, os custos conexos de transporte e mão de obra, os custos de plantação de novas árvores e vegetação, bem como os trabalhos de construção, incluindo a gestão da construção e outras tarefas no local, e as tarefas de construção diretamente suportadas pela administração da cidade.
• Por último, os custos de monitorização/sensor, incluindo sensores, instalação, manutenção, gestão, monitorização e reparação, bem como serviços de dados durante 26 meses, totalizam 21 000 EUR para 5 pontos de monitorização em 3 áreas.

Os benefícios destas medidas postas em prática no âmbito do presente estudo de caso não foram avaliados em termos quantitativos. O reforço do controlo da qualidade da água tem benefícios óbvios para o bem-estar dos cidadãos e visitantes de Lappeenranta, em termos de segurança sanitária decorrente de normas fiáveis em matéria de água para uso doméstico e para fins recreativos, mesmo na presença de inundações. A utilização de soluções baseadas na natureza para criar zonas húmidas no território do município aumenta a disponibilidade de zonas verdes. A rede de zonas húmidas também aumenta a biodiversidade e proporciona um habitat para muitas aves e insetos.

A base para a liderança direta do município de Lappeenranta no novo programa de gestão de águas pluviais (incluindo NBS) decorre de uma alteração à Lei de Gestão da Água em 2014. Anteriormente, a gestão das águas pluviais estava regulamentada na Lei de Gestão da Água; na sequência da alteração, a gestão das águas pluviais passou a ser regulada pela Lei do Uso do Solo e da Construção, com o objetivo e a finalidade de promover a gestão das águas pluviais na sua totalidade. Nos termos da Lei do Uso do Solo e da Construção, a responsabilidade pela organização da gestão das águas pluviais cabe ao município. Isto não se traduz automaticamente na inclusão da propriedade privada no sistema, o que exige a coordenação das responsabilidades públicas e privadas.

Em 2018, a propriedade da rede de águas pluviais e de partes da rede de abastecimento de água foi reorganizada (decisão do conselho municipal). Após a mudança de propriedade, um contrato de serviço de quatro anos foi assinado entre a cidade e a concessionária de água, que também incluiu a obrigação de preparar um plano de águas pluviais em toda a cidade. A gestão das águas pluviais é orientada pelos regulamentos de zoneamento, pelas Prioridades de Gestão de Águas Pluviais da Cidade (Seção 2.2) e pelo Código de Construção. A cidade de Lappeenranta também é proprietária da rede de drenagem de águas pluviais.

Já estão em vigor oito medidas baseadas na natureza. O novo sistema de valas abertas, juntamente com sensores, a rede de ciência cidadã e o inquérito deverão estar concluídos até ao final de 2025, dentro do prazo do projeto TransformAr. No total, 11 locais de soluções baseadas na natureza, incluindo a área de infiltração de Koulukatu (local pilotoda TransformAr), serão implementados no âmbito deste programa.

Espera-se que as zonas húmidas, se devidamente mantidas, durem indefinidamente. Os sensores, por outro lado, têm uma vida útil relativamente curta, de cerca de um ano a 10 anos ou menos, dependendo das condições específicas do local da instalação, e terão de ser substituídos em caso de falha (ver Zhu et al, 2023 para mais pormenores).

Sanna Varis

sanna.varis@lappeenranta.fi

Plano de gestão das águas pluviais da cidade de Lappeenranta (Lappeenrannnan Kaupungin Hulevesien Hallinnan Ohjelma)

Zhu et al. (2023). Perspetiva do utilizador final dos sensores de baixo custo para a monitorização das águas pluviais urbanas: uma revisão. Ciência da Água & Tecnologia 87 (11): 2648-2684. https://doi.org/10.2166/wst.2023.142