O Lago Guaíba ocupa 496 km² e é o grande depositário das águas da sua bacia hidrográfica, que abrange uma área de 84.700 km², 30% do Rio Grande do Sul (Nicolodi, 2007). Apesar de haver divergências, este corpo d’água é classificado oficialmente como um lago especialmente por 2 características: i) o escoamento da água é bidimensional e ii) cerca de 85% da água fica no ambiente por um grande período de tempo (Menegat, 1999).

O regime hidrodinâmico do Guaíba é controlado por três principais fatores: a vazão dos rios tributários, a incidência dos ventos, e o efeito da maré em Rio Grande (Nicolodi, 2007). Entretanto, os efeitos da propagação da maré astronômica a partir de Rio Grande podem ser considerados secundários (Andrade, 2017).

O Lago Guaíba tem comportamento similar a um reservatório, cuja seção de Itapuã ao sul funciona como um controle, dirigido por condições de níveis de montante e jusante. Apesar de predominar o sentido natural de escoamento (Norte-Sul), as águas do lago sofrem forte influência eólica, o que causa represamento e inversão dos fluxos, no caso de ventos do quadrante sul (Casalas & Cybis, 1985). Essa condição contribui para o aumento do tempo de residência das águas no Lago Guaíba, dificultando a diluição e dispersão de poluentes que aportam neste sistema (Martins, 2013).

Os rios que drenam a região metropolitana de Porto Alegre apresentam forte degradação na qualidade das águas, particularmente o Rio dos Sinos e o Rio Gravataí que, conforme o IBGE (2013), representam o 4º e o 5º rios mais poluídos do Brasil, respectivamente. Ambos deságuam no Guaíba, de modo que contribuem significativamente para a perda da qualidade das águas deste importante corpo hídrico.

O Rio dos Sinos é o mais poluído do Rio Grande do Sul, e sua carga poluidora é devida, essencialmente, ao lançamento de esgoto doméstico não tratado e de efluentes industriais pelos setores coureiro calçadista e metalúrgico (FEPAM, 2012). Os parâmetros de qualidade que apresentam a pior situação são o Oxigênio Dissolvido e os Coliformes Termotolerantes, para os quais as águas são enquadradas nas classes 3, 4 e fora da classe 4 na maioria das observações

O Rio Gravataí é o 2º mais poluído do RS e tem no esgoto doméstico e industrial as principais fontes de contaminação. Os esgotos domésticos geram na área da Bacia Hidrográfica uma carga orgânica da ordem de 19.500 toneladas por ano de DBO (FEPAM, 1997). Já as indústrias geram uma carga orgânica bruta de aproximadamente 2.516 toneladas por ano de DBO, mas com o tratamento implantado nas plantas industriais a carga remanescente lançada é da ordem de 1.100 toneladas por ano. Os parâmetros de qualidade que apresentam a pior situação são o Oxigênio Dissolvido e os Coliformes Termotolerantes, para os quais as águas são enquadradas nas classes 3, 4 e fora da classe 4 na maioria das observações. 

O Rio Jacuí contribui com cerca de 85% do volume de água que desagua no Lago Guaíba. Porém, os afluentes de menor expressão hídrica que drenam a região metropolitana de Porto Alegre, como o Rio dos Sinos, Rio Gravataí e Arroio Dilúvio apresentam forte degradação na qualidade de suas águas. E, portanto, são os que contribuem mais significativamente para a perda de qualidade das águas do Lago.

Para reverter este quadro, em 1989 foi concebido o Programa Pró-Guaíba que tinha como principal objetivo despoluir a Bacia Hidrográfica do Guaíba especialmente por meio de obras de saneamento. O módulo I do Programa iniciou em 1995 e foi concluído em junho de 2005 elevando de 5% para 25% o volume de esgoto tratado em Porto Alegre e realizando mais de 20 mil ligações prediais às redes de esgoto nos municípios da região metropolitana. No mesmo ano o módulo II foi lançado, mas não foi implementado e o programa ficou parado desde então.

Atualmente, a qualidade da água do Lago Guaíba e seus afluentes revelam um quadro de preocupante gravidade que decorre, principalmente, do lançamento de esgoto doméstico não tratado, em grande parte gerado nos municípios da região Metropolitana atendidos pela CORSAN e contemplados neste estudo.

Para melhorar as condições destes rios e, consequentemente, do Lago Guaíba, a CORSAN vem priorizando a implantação de projetos de saneamento nesta região, cuja área possui a maior concentração populacional do estado.  A expectativa da Companhia Riograndense de Saneamento (CORSAN) é de que com base em recursos próprios e possíveis parcerias público privadas, possa viabilizar obras para expansão da rede saneamento na Região Metropolitana de Porto Alegre, a fim de melhorar a qualidade das águas nas bacias do Rio dos Sinos, Gravataí, Arroio Dilúvio e consequentemente no Lago Guaíba nos próximos anos.

Neste contexto, para se determinar os percentuais de cargas domésticas a serem abatidos em cada bacia são necessários estudos hidrodinâmicos e de qualidade de água dos principais corpos hídricos da região. Assim como estudos socioeconômicos que permitam compreender e estimar o crescimento populacional na área de estudo para as análises de projeções futuras da qualidade ambiental dos rios. Já que a demanda por água, a geração de esgoto e o tratamento de efluentes variam dependendo da dinâmica e estrutura populacional e de mudanças nas características das atividades econômicas. A identificação de áreas de crescimento e expansão urbana justifica-se pela necessidade de previsão da expansão dos sistemas de abastecimento de água e de coleta de esgoto.

A Hydroscience desenvolveu a modelagem hidrodinâmica e de qualidade de água para o estudo de Abatimento de Cargas para Região Metropolitana de Porto Alegre, em parceria com a UFRGS, entre 2018 e 2019. O estudo conclusivo, apresentado à CORSAN, trouxe projeções de piora da qualidade de água em trechos próximos e a jusante dos lançamentos das ETEs. A partir das conclusões alcançadas, foi levantada a necessidade de complementação de dados com estudos adicionais. Dentro desse contexto se insere o Estudo de Atualização do Abatimento de Cargas da Região Metropolitana de Porto Alegre.

O presente estudo se justifica uma vez que constitui ferramenta importante para a tomada de decisões da METROSUL no que se refere a implantação de obras e serviços de saneamento, em particular o tratamento de esgoto, nos municípios aqui contemplados, dado que proporcionará os seguintes dados e projeções:

• Diagnóstico ambiental dos Rios Gravataí e dos Sinos a montante e a jusante dos municípios contemplados neste estudo;
• Contribuição do esgoto doméstico gerado nos municípios estudados para a degradação da qualidade das águas do Rio Gravataí, Rio dos Sinos e, de forma aproximada, Rio Guaíba;
• Contribuição de outras atividades potencialmente poluidoras na degradação da qualidade das águas do Rio Gravataí, Rio dos Sinos e, de forma aproximada, Rio Guaíba;
• Contribuição dos municípios a montante da área estudada na degradação da qualidade das águas do Rio Gravataí, Rio dos Sinos e, de forma aproximada, Rio Guaíba;
• Diagnóstico socioeconômico atual dos municípios estudados;
• Projeção socioeconômica nos municípios estudados para as próximas décadas;
• Projeção do volume de esgoto gerado pelos municípios estudados para as próximas décadas;
• Projeção, através de modelos hidrodinâmicos, da qualidade das águas do Rio Gravataí, Rio dos Sinos e, de forma aproximada, Rio Guaíba para as próximas décadas, considerando o lançamento de esgoto bruto e de esgoto tratado pelos municípios estudados;
• Projeto e metodologia de monitoramento ambiental a fim de quantificar o impacto positivo das obras de saneamento na qualidade das águas dos Rios Gravataí, Sinos e Guaíba.