Garantir a qualidade das águas balneares após tempestades extremas em Barcelona, Espanha

Principais aprendizagens

Sobre a Região

Figure 1: Location of Barcelona. Image Credit: Britannica

Ameaças climáticas

Tal como muitas outras costas do Mediterrâneo e da Europa, a costa catalã é altamente vulnerável às alterações climáticas devido à complexa interação entre o clima, a rica biodiversidade e a elevada atividade humana. A subida do nível do mar está a ameaçar as costas baixas (especialmente os deltas e os estuários) com riscos crescentes de inundações e intrusão de sal, entre outros impactos. Tempestades marinhas mais frequentes e intensas afetam os ativos costeiros e ameaçam as espécies locais e a biodiversidade. A escassez de água é um problema crónico, agravado pelas alterações climáticas e pelo aumento do turismo, com o abastecimento de água a depender fortemente das transferências fluviais, das instalações de dessalinização e da água para reutilização. A crescente variabilidade da precipitação está a agravar as inundações repentinas – inundações associadas a chuvas fortes e que ocorrem em menos de seis horas – e está a causar danos, o que é particularmente problemático em zonas densamente povoadas onde as inundações marinhas representam uma ameaça adicional.

Avaliação do impacto dos sistemas de esgotos transbordantes na qualidade da água e na saúde pública

Figure 2: Bogatell channel discharge in Barcelona. Sampling point location. Image Credit: Google Maps

O aumento das temperaturas globais e os fenómenos de chuvas extremas mais frequentes conduzirão provavelmente a ocorrências mais frequentes e mais intensas de descargas combinadas de esgotos, o que exigirá melhores estratégias de monitorização e gestão.

Prever os riscos para a saúde decorrentes das descargas de águas residuais com dados em tempo real

Para estimar o risco para a saúde dos banhistas expostos à água do mar contaminada, a equipa do projeto IMPETUS desenvolveu um modelo de Avaliação de Riscos Microbiológicos Quantitativos e testou-o numa praia urbana em Barcelona. Ao combinar dados ambientais em tempo real, como as condições meteorológicas, as condições do mar e os fenómenos de extravasamento de águas residuais, o modelo prevê quando e onde a qualidade da água representa um risco para a saúde.

Simula a forma como os agentes patogénicos se propagam a partir do ponto de descarga e estima as concentrações nas zonas balneares próximas. O modelo igualmente considera como os factores ambientais como correntes, luz solar e temperatura afectam a sobrevivência do micróbio patogénico.

Este instrumento apoia decisões mais informadas e atempadas para proteger a saúde pública após as descargas de esgotos e é transferível para outras zonas costeiras urbanas que enfrentam desafios semelhantes.

O modelo de Avaliação de Riscos Microbiológicos Quantitativos representa uma abordagem valiosa para a gestão proativa da qualidade da água e o estabelecimento de sistemas de alerta precoce. Prevê o risco microbiológico para os banhistas em diferentes situações de Sobrecarga Combinada de Esgotos e identifica as zonas que apresentam maior risco.

Mireia Mesas Suárez, Eurecat (parceira do projeto IMPETUS)

A Figura 3 mostra como o modelo de Avaliação de Riscos Microbiológicos Quantitativos funciona para estimar o risco de infecção da exposição a microrganismos nas águas residuais.

Em primeiro lugar, recolhe dados sobre o tempo, a água do mar e as descargas de esgotos. Em seguida, calcula a forma como os agentes patogénicos se espalham e a probabilidade de causarem infeções. A figura diferencia as etapas incluídas no módulo de cálculo (a verde), os dados de entrada necessários (a azul) e as diferentes melhorias incorporadas no modelo relativo a um modelo preliminar de avaliação quantitativa dos riscos microbiológicos desenvolvido em projetos anteriores (destacado a vermelho).

Isto explica a forma como a contaminação se desloca do ponto de descarga para as águas balneares circundantes.

O modelo também incorpora processos de degradação, que são influenciados por factores ambientais, tais como temperatura, radiação solar e salinidade. Esses parâmetros podem afetar significativamente a sobrevivência do patógeno e as taxas de decaimento.

Figure 3: Outline of the QMRA model workflow, upgraded items highlighted in red. Image Credit: Eurecat.

Depois que a descarga do esgoto pára, a quantidade de patógeno na água que flui através do canal de descarga diminui rapidamente.

Isto mostra que a contaminação no canal não dura muito tempo, uma vez que o evento de transbordamento tenha terminado, o que é importante para estimar quanto tempo a zona balnear pode permanecer insegura.

Figure 4: The model output shows the predicted concentration risk, considering the favourable scenario for sea conditions and average CSO intensity (considering 2023-2024 data). Image Credit: Eurecat.

Para melhor se preparar para futuros fenómenos meteorológicos extremos que afetem a qualidade das águas balneares, simulações com um modelo de transporte e de risco exploraram cenários baseados nas correntes marinhas, nas condições do vento e nas descargas combinadas de esgotos. Para cada cenário, o modelo previu o movimento e a dispersão do patógeno, estimando o risco do nadador e indicando quanto tempo uma praia poderia permanecer insegura após chuvas fortes. Esta abordagem apoia a tomada de decisões e o planeamento, uma vez que as alterações climáticas aumentam a frequência desses eventos.

Uma vez no mar, alguns agentes patogénicos começam a perder força ou morrem devido a processos naturais; Por exemplo, a luz solar ajuda a destruir muitos deles. As temperaturas quentes e o sal na água do mar também afetam o tempo de sobrevivência destes germes. Portanto, a persistência do patógeno varia sazonalmente, mostrando que as taxas de degradação são maiores no verão devido ao aumento da exposição à luz solar, o que suporta a degradação do patógeno. A forma como o mar se move, especialmente a velocidade e a direção das correntes, tem um grande impacto na forma como os agentes patogénicos se espalham. Durante a primavera e o outono, as correntes de água são geralmente mais fortes e mais dinâmicas, o que ajuda a transportar e diluir os contaminantes mais rapidamente. Como resultado, o risco de infecção geralmente desaparece mais rapidamente nestas estações.

Utilização de indicadores bacterianos para melhorar a avaliação dos riscos

Para estimar melhor os riscos para a saúde da água contaminada, a equipa do projeto aperfeiçoou a ligação entre as bactérias comumente monitorizadas (usadas como indicadores de poluição) e os agentes patogénicos causadores de doenças reais. Ao melhorar esta compreensão, o modelo de avaliação dos riscos pode refletir com maior precisão as condições reais de saúde dos banhistas.

As campanhas de amostragem na área de estudo de caso apoiaram a monitorização em tempo real de bactérias comummente monitorizadas como indicadores, em especial durante as descargas de águas residuais. Estes dados ajudaram a criar mapas mais realistas, mostrando onde os riscos para a saúde são mais elevados, o que, por sua vez, apoia decisões mais rápidas e eficazes em matéria de qualidade da água e segurança pública, incluindo alertas precoces e ações específicas.

Contributos económicos, desafios e perspetivas

O sistema de alerta precoce desenvolvido, baseado num modelo de avaliação quantitativa dos riscos microbiológicos, ajuda a reduzir os riscos para a saúde e a evitar o encerramento desnecessário de praias, identificando quando e onde a poluição constitui uma ameaça. Tal evita decisões demasiado cautelosas e apoia a reputação e a economia das zonas costeiras que dependem do turismo. Ao fazê-lo, a solução beneficia tanto a saúde pública como as empresas locais.

Apesar dos desafios que subsistem, como o acesso limitado a dados pormenorizados e as variações na regulamentação local, este tipo de instrumento pode desempenhar um papel fundamental no desenvolvimento de sistemas de alerta precoce para a segurança das águas balneares. Permite que as autoridades atuem antes que uma situação se torne crítica, protegendo tanto a saúde pública como o ambiente.

Numa perspetiva de futuro, a integração da inteligência artificial (como a aprendizagem automática) poderia melhorar o sistema, aprendendo com acontecimentos passados para prever melhor os riscos de infeção em situações futuras, particularmente útil para as cidades costeiras que pretendam preparar-se para fenómenos meteorológicos extremos.

Resumo

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