ANÁLISE MULTICRITERIAL AO PLANEJAMENTO DE RECURSOS HÍDRICOS: UMA METODOLOGIA FUZZY PARA O ENFOQUE AMBIENTAL

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo

ANÁLISE MULTICRITERIAL AO PLANEJAMENTO DE RECURSOS HÍDRICOS: UMA METODOLOGIA FUZZY PARA O ENFOQUE AMBIENTAL

ANTONIO CARLOS ZUFFO

CAMPINAS 2010

CAPÍTULO 1 – GERENCIAMENTO DE RECURSOS HÍDRICOS

Tese de Livre Docência

Prof. Dr. Antonio Carlos Zuffo

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CAPÍTULO 1 – GERENCIAMENTO DE RECURSOS HÍDRICOS

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo

ANÁLISE MULTICRITERIAL AO PLANEJAMENTO DE RECURSOS HÍDRICOS: UMA METODOLOGIA FUZZY PARA O ENFOQUE AMBIENTAL

DR. ANTONIO CARLOS ZUFFO

Tese de Livre-Docência apresentada à Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, da Universidade Estadual de Campinas, como parte dos requisitos para obtenção do título de Livre Docente.

CAMPINAS MARÇO 2010

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Zuffo, Antonio Carlos Análise Multicriterial ao Planejamento de Recursos Hídricos: Uma Metodologia Fuzzy para o Enfoque Ambiental / Antonio Carlos Zuffo – Campinas, SP: [s.n.] 2010. Tese de Livre Docência – Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo. 1. Métodos Multicriteriais Fuzzy. 2. Auxílio à Tomada de Decisão. 3. Gerenciamento de Recursos Hídricos. I. Zuffo, Antonio Carlos. II. Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo. IV. Título.

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AGRADECIMENTOS

Agradeço à Deus pelo dom da vida e oportunidade de aprendizado nesta escola da vida; À FAPESP pela bolsa de aperfeiçoamento no exterior #1999/10268-1 que permitiu que eu desenvolvesse grande parte deste trabalho; À minha esposa Monica e aos meus filhos Moira e Gregorio, pela compreensão e apoio que me permitiram finalizar este trabalho. À todas as pessoas que direta ou indiretamente contribuíram para o meu crescimento pessoal e profissional. Ao meu amigo Mário Fernandes dos Reis Filho pelo incentivo e apoio espiritual. À todos um muito obrigado.

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“ Ensinai também a vossos filhos aquilo que ensinamos aos nossos: que a terra é nossa mãe. Dizei a eles que a respeitem, pois tudo o que acontecer à terra, acontecerá aos filhos da terra. Seus homens cospem no chão, eles cospem sobre eles mesmos. Ao menos sabemos isto: a terra não é do homem; o homem pertence à terra. Todas as coisas são dependentes. Não foi o homem que teceu a teia de sua vida, ele não passa de um fio desta teia. Tudo o que ele fizer para esta teia, estará fazendo para si mesmo.”

Trechos da carta escrita, em 1854, pelo Chefe índio Seattle ao então Presidente dos EUA, Franklin Pierce, "o grande chefe branco de Washington", que pretendia comprar uma imensa faixa territorial de sua tribo prometendo em troca "uma reserva".

Carta do Chefe Índio Sealth Chefe Sealth, dito Seattle / 1854 (texto completo encontra-se no ANEXO I deste trabalho)

Dedico este trabalho à meus filhos Moira, Gregorio, à minha esposa Monica, e a quem mais chegar, alegrias, orgulho e razão de minha vida.

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SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS LISTA DE TABELAS RESUMO ABSTRACT INTRODUÇÃO CAPÍTULO I – 1.1 – Aspectos Gerais 1.2 – Modelos de Gerenciamento de RRHH e sua evolução. 1.2.1 – Modelo Burocrático. 1.2.2 – Modelo Econômico-Financeiro. 1.2.3 – Modelo Sistêmico de Integração Participativa. CAPÍTULO II – Gerenciamento de Recursos Hídricos no Brasil. 2.1 – Introdução 2.2 – O Modelo Burocrático 2.3 – O Modelo Econômico - Financeiro 2.4 – O Modelo Sistêmico de Integração Participativa. 2.4.1 – Aspectos Gerais 2.4.2 – Planos de Recursos Hídricos 2.4.3 – Etapas do Planejamento 2.4.4 – Ferramentas do Planejamento CAPÍTULO III – Toma de Decisão Multicriterial 3.1 – Introdução. 3.2 – Auxílio à Tomada de Decisão. 3.3 – Métodos Multiobjetivos e Multicriteriais. 3.4 – Classificação dos Métodos. 3.5 – Funções de Valor. CAPÍTULO IV – Lógica Nebulosa (Fuzzy Logic) 4.1 – Introdução 4.2 – Lógica Nebulosa 4.2.1 – Conjuntos Crisp (ou Clássicos) 4.2.1.1 – Propriedades dos conjuntos (clássicos) 4.2.2 – Conjuntos fuzzy 4.2.2.1 – Propriedades dos conjuntos fuzzy 4.2.2.2 – Função de pertinência () 4.3 – Variáveis linguísticas 4.4 – A teoria de conjuntos fuzzy e a teoria de probabilidades 4.5 – Aritmética fuzzy 4.6 – Transformações escalar-fuzzy (Fuzzification) e fuzzy-escalar (defussification) 4.6.1 – Fuzzificação 4.6.2 – “Defuzzificação” para escalar 4.7 – Comparação entre números fuzzy 4.7.1 – Os pontos de vista em processo de tomada de decisão 4.7.2 – Métodos de comparação entre números fuzzy 4.7.2.1 – Método de Lee-Kwang e Lee (1999) 4.7.2.2 – Método de Chang, Cheng e Kuo (2006) 4.8 – Incorporação de metodologia fuzzy em método multicriterial CAPÍTULO V – Metodologia. 5.1 – Introdução 5.2 – Definição dos CRITÉRIOS

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i iv 01 03 04 08 08 14 14 15 18 23 23 24 27 29 29 33 36 38 40 40 42 45 49 51 54 54 56 59 61 63 66 68 69 71 74 76 76 76 85 87 88 89 92 95 99 99 101

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5.2.1 – Critérios segundo objetivo econômico. 5.2.1.1 – Relação Custo/Benefício 5.2.1.2 – Critérios segundo objetivos sociais 5.2.1.3 – Critérios segundo objetivos ambientais 5.2.1.4 – Critérios segundo objetivos técnicos 5.3 – Pesos dos CRITÉRIOS 5.4 – Formação do banco de dados 5.5 – Análise dos dados espacializados 5.6 – Adoção dos métodos multicriteriais 5.6.1 – Método Programação por Compromisso Fuzzy (Fuzzy-CP) 5.6.2 – Método Teoria dos Jogos Cooperativos Fuzzy (Fuzzy-CGT) 5.6.3 – Métodos PROMETHEE II 5.6.3.1 – Proposta de incorporação de aritmética fuzzy para o método PROMETHEE II 5.6.3.1.1 – Scalar fuzzy PROMETHEE 5.6.3.1.2 – Zoned fuzzy PROMETHEE 5.6.3.1.3 – Fluxos de importância 5.6.3.1.4 – PROMETHEE I 5.6.3.1.5 – PROMETHEE II (Ordenação completa) 5.6.4 – Método ELECTRE I 5.6.5 – Método ELECTRE II 5.6.6 – Propostas de Modificação da Hierarquização do método ELECTRE CAPÍTULO VI – Estudo de Caso. 6.1 – Introdução 6.2 – Localização da Bacia do Rio Cotia 6.3 – Planos de ação propostos para a Bacia CAPÍTULO VII – Resultados e Discussão. 7.1 – Introdução. 7.2 – Valoração dos Critérios. 7.2.1 – Critério Econômico. 7.2.1.1 – Volumes produzido e faturado. 7.2.2 – Atratividade. 7.2.3 – Saúde física da população. 7.2.4 – Saúde mental (Áreas destinadas ao lazer e a recreação). 7.2.5 – Geração de empregos. 7.2.6 – Perigos de acidentes. 7.2.7 – Mudança de atividades induzidas pelas obras. 7.2.8 – Reassentamento. 7.2.9 – Vazão (captada pela ETA). 7.2.10 – Água Subterrânea. 7.2.11 – Mata Ciliar. 7.2.12 – Erosão e Assoreamento. 7.2.13 – Planícies de Inundação. 7.2.14 – Enchentes. 7.2.15 – Vegetação Nativa. 7.2.16 – Fauna terrestre. 7.2.17 – Ecossistemas aquáticos. 7.2.18 – Área protegida. 7.2.19 – Qualidade da Água 7.2.20 – Qualidade de Vida.

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7.3 – Pesos para os Critérios. 7.4 – Resultado da aplicação dos métodos multicriteriais 7.4.1 – Cenário das Médias dos Pesos 7.4.1.1 – Métodos ELECTREs 7.4.1.2 – Métodos PROMETHEEs 7.4.1.3 – Método CP (Programação por Compromisso) 7.4.1.4 – Método CGT (teoria dos Jogos Cooperativos) 7.4.2 – Cenário das Modas dos Pesos 7.4.2.1 – Métodos ELECTREs 7.4.2.2 – Métodos PROMETHEEs 7.4.2.3 – Método CP (Programação por Compromisso) 7.4.2.4 – Método CGT (Teoria dos Jogos Cooperativos) 7.4.3 – Cenário dos Pesos Máximos 7.4.3.1 – Métodos ELECTREs 7.4.3.2 – Métodos PROMETHEEs 7.4.3.3 – Método CP (Programação por Compromisso) 7.4.3.4 – Método CGT (Teoria dos Jogos Cooperativos) 7.4.4 – Cenário dos Pesos Mínimos 7.4.4.1 – Métodos ELECTREs 7.4.4.2 – Métodos PROMETHEEs 7.4.4.3 – Método CP (Programação por Compromisso) 7.4.4.4 – Método CGT (Teoria dos Jogos Cooperativos) 7.4.5 – Considerações finais CAPÍTULO VIII – Conclusões e Recomendação. 8.1 – Introdução REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.

167 172 172 174 177 178 180 183 183 184 185 186 189 189 190 191 192 195 195 195 196 197 200 205 205 208

LISTA DE FIGURAS

Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura

1.1: Estimativa de crescimento da população mundial de 1950 a 2050. 1.2: Distribuição global de água. 2.1: Processo de Planejamento de Recursos Hídricos. 2.2: Relações entre os instrumentos da Política Nacional de Recursos Hídricos. 3.1: Exemplos de funções de valores, crescente, decrescente e com ponto de saturação. 4.1: Representação do conhecimento especialista, segundo os sistemas de lógica. 4.2: A função característica é um mapeamento para um conjunto clássico A. 4.3: Conjuntos reais e fuzzy para definir a temperatura ambiente. Fonte: Modificado de Galvão (1999). 4.4: Formas de funções de pertinência A, para números fuzzy normais. 4.5 – Plano das incertezas. 4.6: Representação gráfica para um número fuzzy normal (1.0, 0.2, 0.2)LR para função linear L e R. 4.7 – “Defuzzificação” pelo método da máxima altura.

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12 19 34 35 53 57 60 64 69 72 75 78

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Figura 4.8 – “Defuzzificação” pelo método do centro de gravidade. Figura 4.9 – “Defuzzificação” pelo método do peso médio, para números fuzzy normais e não-normais. Figura 4.10 – “Defuzzificação” pelo método da média das máximas. Figura 4.11 - “Defuzzificação” pelo método do centro da soma, para números fuzzy normais e não-normais. Figura 4.12 - “Defuzzificação” pelo método da maior área. Figura 4.13 - “Defuzzificação” pelo método do primeiro da máxima. Figura 4.14: Transformação de uma variável probabilística para uma variável fuzzy. Figura 4.15: Transformação fuzzy-escalar (Defuzzification) por método do centro de gravidade proposto por YAGER (1981). Figura 4.16: Transformação fuzzy-escalar (Defuzzification) pelo método do centro de gravidade proposto por YAGER (1981), para os números fuzzy (1.0, 0.2, 0.1) e (0.9, 0.0, 0.3). Figura 4.17: Números fuzzy e pontos de vista. (a) Números fuzzy. (b) Ponto de vista V1. (c) Ponto de vista V2. (d) Ponto de vista V3. Figura 4.18: Comparação entre dois números fuzzy com a (FS). Figura 4.19: Formas de apresentação de números fuzzy trapezoidais (a) e triangulares (b). Figura 4.20: Definição do índice de preferência segundo critério proposto por Goumas e Lygerou (2000) para a incorporação de metodologia fuzzy no método PROMETHEE II. Figura 5.1: Seleção do ponto meta. Figura 5.2: Função de preferência. Figura 5.3: Critérios generalizados. Figura 5.4: Gráfico de ordenação. Figura 5.5: Definição do valor da preferência, por meio da função de preferência tipo 5, para a proposta de transformação Fuzzy-Scalar. Figura 5.6: Definição do valor da preferência, por meio da função de preferência tipo 5, para a proposta de integralização da “sombra fuzzy” {função de pertinência

Figura 5.7: Definição de I segundo proposta de transformação Fuzzy-Scalar. Figura 5.8: Definição do valor de I, para a proposta de integralização da “sombra fuzzy” {função de pertinência } como definida para o método Zoned-Fuzzy-ELECTRE. Figura 5.9: Representação de gráfica de estrutura de preferência gerada pelo método ELECTRE I. Figura 6.1: Bacia do rio Cotia, sub-bacia da bacia hidrográfica do Alto Tietê. Figura 6.2: Desenho esquemático dos sistemas produtores Alto e Baixo Cotia, no rio Cotia, oeste da RMSP. Figura 6.3: Desenho esquemático representativo da alternativa 01. Figura 6.4: Desenho esquemático representativo da alternativa 02. Figura 6.5: Desenho esquemático representativo da alternativa 03. Figura 6.6: Desenho esquemático representativo da alternativa 04. Figura 6.7: Desenho esquemático representativo da alternativa 05. Figura 6.8: Desenho esquemático representativo da alternativa 06. Figura 6.9: Desenho esquemático representativo da alternativa 07. Figura 6.10: Desenho esquemático representativo da alternativa 08. Figura 6.11: Desenho esquemático representativo da alternativa 09. Figura 7.1: Funções de valores definidas para o critério geração de empregos. Figura 7.2: Mapa das áreas críticas a ocorrência de acidentes perigosos para a bacia do Baixo Cotia. Figura 7.3: Áreas críticas a ocorrência de acidentes perigosos, para cada uma das obras propostas. Figura 7.4: Área total provável a recuperação florestal em função de alguns planos de ação

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79 80 80 81 81 83 84 84 88 90 94 98 110 115 117 118 119

N  0 }

sobre a função de preferência.

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Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura

de prioridade alta e moderada na faixa de ação das obras. 7.5: Mapa de cobertura vegetal, uso e ocupação da terra (ano de 1994). Detalhe para as áreas sujeitas a alterações induzidas pelas obras. 7.6: Mapa hidrogeológico com a posição dos poços cadastrados explorados por industrias. No detalhe poços explorados na região beneficiada pelo reuso. 7.7: Mapa geomorfológico parcial da bacia hidrográfica do Baixo Cotia com detalhe das áreas ocupadas pelas obras propostas. 7.8: Mapa das planícies de inundação para a bacia do Baixo Cotia (escala original de 1:10.000). 7.9: Mapa do Baixo Cotia com áreas ocupadas por diferentes tipos de vegetação nativa. 7.10: Detalhe da vegetação nativa afetada por cada uma das obras propostas. 7.11: Hierarquização para dos métodos ELECTREs para as três matrizes de avaliação (original, modificada e modificada com fuzzy). 7.12: Diferentes hierarquizações para as quatro situações: ELECTRE valores originais (A), ELECTRE valores propostos (B), e os dois métodos ELECTREs c/ fuzzy (C e D). 7.13: Valores resultantes dos métodos PROMETHEEs segundo matrizes payoff original, modificada e modificada com intervalos fuzzy. 7.14: Valores resultantes dos métodos CPs segundo matrizes payoff original, modificada e modificada com intervalos fuzzy. 7.15: Resultados do método Fuzzy-CP para as alternativas de 1 a 9, considerando o cenário “Média dos Pesos” com a matriz de avaliação proposta. 7.16: Valores resultantes dos métodos CGTs segundo matrizes payoff original, modificada e modificada com intervalos . 7.17: Resultados do método Fuzzy-CGT para as alternativas de 1 a 9, considerando o cenário “Média dos Pesos” com a matriz de avaliação proposta. 7.18 – Valores resultantes dos métodos ELECTREs segundo matrizes payoff original, modificada e modificada com intervalos fuzzy. 7.19 – Valores resultantes dos métodos PROMETHEESs segundo matrizes payoff original, modificada e modificada com intervalos fuzzy. 7.20 – Valores resultantes dos métodos CPs segundo matrizes payoff original, modificada e modificada com intervalos fuzzy. 7.21 – Valores resultantes dos métodos CGTs segundo matrizes payoff original, modificada e modificada com intervalos fuzzy. 7.22 – Valores resultantes dos métodos ELECTREs segundo matrizes payoff original, modificada e modificada com intervalos fuzzy. 7.23 – Valores resultantes dos métodos PROMETHEESs segundo matrizes payoff original, modificada e modificada com intervalos fuzzy. 7.24 – Valores resultantes dos métodos CP segundo matrizes payoff original, modificada e modificada com intervalos fuzzy. 7.25 – Valores resultantes dos métodos CGT segundo matrizes payoff original, modificada e modificada com intervalos fuzzy. 7.26 – Valores resultantes dos métodos ELECTREs segundo matrizes payoff original, modificada e modificada com intervalos fuzzy. 7.27 – Valores resultantes dos métodos PROMETHEEs segundo matrizes payoff original, modificada e modificada com intervalos fuzzy. 7.28 – Valores resultantes dos métodos CP segundo matrizes payoff original, modificada e modificada com intervalos fuzzy. 7.29 – Valores resultantes dos métodos CGT segundo matrizes payoff original, modificada e modificada com intervalos fuzzy. 7.30: Classificação média das alternativas segundo análise Benefício/Custo, Multicriterial em valores propostos e Multicriterial com valores fuzzy, para os diferentes cenários analisados.

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LISTA DE TABELAS

Tabela Tabela Tabela Tabela Tabela Tabela Tabela Tabela Tabela Tabela Tabela Tabela Tabela Tabela Tabela Tabela Tabela Tabela Tabela Tabela Tabela Tabela Tabela Tabela Tabela Tabela Tabela Tabela Tabela Tabela Tabela

2.1: Definições da gestão hídrica: Principais diferenças entre Brasil e França. 3.1: Matriz de avaliação (Payoff). 4.1: Operações aritméticas para números fuzzy (m, a, b)LR. 4.2: Operações aritméticas para números fuzzy (m, a, b)LR. 7.1: Volumes incrementais produzidos e faturados para cada um dos Planos de Ação propostos. 7.2: Matriz de valores originais e pesos originais para os critérios e planos de ações propostos. 7.2: ... continuação 7.3: Faixa de variação para os valores da relação B/C. 7.4: Composição da pontuação para valoração do critério atratividade, proposta por Zuffo (1998). 7.5: Proposta de nova composição da pontuação para valoração do critério atratividade devido as incertezas do consumo industrial. 7.6: Escala final de valores para o critério atratividade, proposta original e proposta presente. 7.7 – Valores finais para o critério atratividade. 7.8: Escala original e presente proposta atribuída ao critério saúde física. 7.9: Valores para o Critério saúde física da população, para a proposta original e proposta atual. 7.10: Escala de valores final para o critério saúde mental (originais e propostos). 7.11: Composição do número total de empregos diretos gerados por cada um dos planos de ação propostos. 7.12: Escala final de valores para o critério empregos. 7.13: Ponderação da pontuação para valoração do critério “risco a acidentes perigosos”. 7.14: Composição dos valores resultantes para os esquemas propostos para cada alternativa, baseados nos resultados da tabela 7.12. 7.15 Escala final de valores para o critério perigo de acidentes. 7.16: Prováveis áreas totais sujeitas a mudanças de atividades induzidas pelas obras. 7.17: Composição dos valores resultantes da ponderação das áreas sujeitas a mudanças de atividades antrópicas, devido a implantação das obras. 7.18: Valores finais para o critério “mudança de atividades” segundo a proposta original e a proposta atual. 7.19: Extensão potencial de remoção de população ribeirinha. 7.20 – Valoração final para o critério “reassentamento” segundo a proposta original e a proposta presente. 7.21: Valores finais para o critério “Vazão” segundo a proposta original e atual. 7.22: Escala de valores final para o critério água subterrânea. 7.23: Composição da área total provável para recuperação da mata ciliar, segundo proposto por cada um dos planos de ação. 7.24: Escala final de valores para o critério mata ciliar. 7.25: Composição das áreas correspondentes as diferentes geomorfológicas para as áreas das obras propostas. 7.26: Ponderação das áreas de acordo com as potencialidades a erosão e assoreamento nas áreas afetadas pelas obras propostas, pelos diferentes planos de ação.

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Tabela 7.27: Valoração segundo a proposta original e presente, para o critério “erosão e assoreamento”. Tabela 7.28: Provável área total de planícies de inundação afetadas pelas diferentes obras. Tabela 7.29: Composição da área total provável de planície de inundação afetadas pelos diferentes Planos de Ação. Tabela 7.30: Valoração para o critério “planícies de inundação” segundo a porposta original e presente. Tabela 7.31: Áreas acrescidas para o amortecimento de enchentes segundo cada obra proposta. Tabela 7.32: Composição das áreas totais acrescidas para o amortecimento de enchentes, segundo cada plano de opção. Tabela 7.33: Valores propostos para o critério “enchente” segundo proposta original e presente. Tabela 7.34: Composição da ponderação para a valoração do critério vegetação nativa. Tabela 7.35: Composição da escala de valor para o critério vegetação nativa, segundo cada plano de ação proposto. Tabela 7.36: Valoração para o critério “vegetação nativa” para as propostas original e presente. Tabela 7.37: Escala de valores para o critério fauna terrestre. Tabela 7.38: Valoração do critério “ecossistemas aquáticos”. Tabela 7.39: Valores finais original e presente para o critério “Ecossistemas aquáticos”. Tabela 7.40: Escala final de valores para o critério área protegida. Tabela 7.41: Valores para o critério Qualidade de água. Tabela 7.42: Valores finais para o critério “Qualidade de Vida”, segundo a proposta original e presente. Tabela 7.43: Matriz de valores originais e pesos originais para os critérios e planos de ações propostos. Tabela 7.44: Matriz de valores e pesos redefinidos para os critérios e planos de ações propostos. Tabela 7.45: Intervalos Fuzzy a Direita e a Esquerda dos critérios para todos os Planos de Ações propostos. Tabela 7.46: Resultados da aplicação dos métodos multicriteriais para o cenário da média dos pesos. Tabela 7.47: Resultados da aplicação dos métodos multicriteriais para o cenário da moda dos pesos. Tabela 7.48: Resultados da aplicação dos métodos multicriteriais para o cenário dos pesos máximos. Tabela 7.49: Resultados da aplicação dos métodos multicriteriais para o cenário dos pesos mínimos. Figura 7.30: Classificação média das alternativas segundo análise Benefício/Custo, Multicriterial em valores propostos e Multicriterial com valores fuzzy, para os diferentes cenários analisados.

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INTRODUÇÃO

O Brasil, até a promulgação da Lei 9.433/1997, conhecida como a “Lei das Águas”, possuía dois modelos de gerenciamento de recursos hídricos, concomitantes conhecidos como o Modelo Burocrático, e o Modelo Econômico Financeiro. Esses modelos levaram, ao longo de décadas, a degradação ambiental pela priorização de um único uso e um único critério de avaliação, o econômico, o que levou o País a redefinir seu modelo de gerenciamento de recursos hídricos para reverter esse quadro de degradação ambiental e disparidade entre os diferentes usos. A promulgação da Constituição do Brasil em 1988, possibilitada pela reinstalação da democracia, foi um marco referencial para o gerenciamento dos recursos hídricos no País. A nova Constituição criou condições para o desenvolvimento do Modelo Sistêmico de Integração Participativa (MSIP), aprovado pela Lei 9.433/1997, que ampliou as formas de negociação social para a resolução de conflitos, adotado na definição da Política Nacional de Recursos Hídricos Brasileira. É considerado como o mais avançado modelo de gerenciamento existente na atualidade. O princípio orientador deste novo e moderno modelo de gestão dos recursos hídricos é constituído pelos princípios de descentralização, participação e integração, revolucionários para o próprio Estado Brasileiro, pois distingue a água como bem de valor. Este modelo determinou a cobrança pelo uso das águas; criou as unidades básicas de gestão dos recursos hídricos, com a compartimentação do território nacional em bacias hidrográficas

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e as respectivas bases para a formação de comitês de bacia hidrográfica; e determinou a participação da sociedade civil na gestão dos recursos hídricos, elegendo-a como componente fundamental no processo de gerenciamento dos recursos hídricos. Por meio do MSIP emerge uma nova abordagem para a bacia hidrográfica, surgem características de tomadas de decisões descentralizadas e distribuídas. A participação permite a colaboração e engajamento de diferentes grupos de interesses, mesmo os nãogovernamentais, com objetivos claros pela proteção dos ecossistemas, e para a sustentabilidade dos recursos naturais. Este novo modelo não privilegia um único uso, como o faziam os modelos anteriores, mas procura atender aos múltiplos usos e usuários, visando a sustentabilidade do recurso e do ambiente. Neste novo modelo a análise benefício/custo, para avaliação dos projetos mais propícios à redução dos problemas encontrados na bacia, não é mais suficiente. A abordagem deve ser multicriterial e multidisciplinar, pois o ambiente é complexo e frágil e a visão dos diferentes stakeholders às vezes são conflitantes. A análise multicritério tem-se mostrado uma ferramenta poderosa para avaliação de projetos e seleção de cenários em diferentes fases do planejamento, mas principalmente daquelas que envolvam múltiplos decisores, ambiente e sociedade. No Brasil, ainda é precário o reconhecimento das possibilidades de associação entre o planejamento multicriterial e valorização ambiental e social sejam técnica e ambientalmente sustentáveis para assegurar que a tomada de decisão, sobre recursos hídricos, torne-se mais eficaz. Muitos técnicos, no entanto, apesar de reconhecerem a necessidade da incorporação de critérios sociais, e ambientais, reconhecem que esta incorporação não é tarefa fácil. Os critérios sociais e ambientais geralmente são de difícil representação matemática, pois, muitas vezes, expressam apenas a subjetividade de seus avaliadores, e que essas variam de profissional para profissional, uma vez que as opiniões podem ser diversas, e as diferentes metodologias induzem a diferentes resultados. A subjetividade, não é vista com bons olhos no meio técnico em análises de viabilidade devido a sua natureza abstrata. É difícil ou mesmo impossível a representação matemática de um critério abstrato e, por consequência, as técnicas de otimização não podem ser utilizadas para resolver esses problemas. A matemática fuzzy, por sua vez, é capaz de representar a subjetividade, que

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alguns critérios sócio-ambientais possam apresentar, com maior propriedade que a matemática tradicional. Um critério fuzzy define uma faixa de valores possíveis para um determinado critério difuso, mas que não representa um número exato, mas uma gama de números possíveis, definido por um valor mais provável e pelos seus limites de variação (função de pertinência ou função característica). A representação de alguns critérios subjetivos por meio de funções fuzzy, não garante por si só sua aplicação, há ainda a necessidade do desenvolvimento de métodos multicriteriais capazes de trabalhar com essa nova definição de critérios e aritmética fuzzy. O desenvolvimento destas ferramentas ainda é necessário, uma vez que a própria matemática fuzzy não se encontra totalmente desenvolvida. As ferramentas de planejamento são desenvolvidas na medida em que vão surgindo novas demandas ou se as limitações das ferramentas disponíveis não mais podem ser aceitas, devido à necessidade de incrementar o processo decisório. Desta forma, este trabalho apresenta uma proposta de modificação de quatro métodos multicriteriais radicionais para permitir o cômputo com critérios representados por números fuzzy. A aritmética fuzzy proposta por Yager (1981) foi incorporada no arcabouço de quatro métodos multicriteriais, o CP (Compromise Programming e o CGT (Cooperative

Game Theory), ELECTRE II e PROMETHEE II dando origem a suas versões fuzzy. Os seis métodos fuzzy desenvolvidos Fuzzy-CP, Fuzzy-CGT, Scalar-Fuzzy ELECTRE,

Scalar-Fuzzy PROMETHEE, Zoned-Fuzzy ELECTRE e Zoned-Fuzzy PROMETHEE foram aplicados ao “Projeto de Reabilitação, Conservação e Expansão do Sistema Produtor do Baixo Cotia” com sucesso, e permitiram uma ajuste fino na hierarquização das alternativas, mostrando-se como ferramentas úteis ao subsídio do novo modelo de gestão dos recursos hídricos adotado pelo Brasil.

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RESUMO

Em muitos estudos de planejamento ambiental e de planejamento e gestão de recursos hídricos há a necessidade de se considerar critérios com poucos dados ou cuja interpretação depende do conhecimento de especialistas baseados em suas percepções individuais. Por este motivo esses critérios incorporam a subjetividade, cuja representação por números escalares reduz sua tradução fidedigna. Critérios ambientais, sociais, culturais e até mesmo os econômicos dependem de certa forma de uma estimativa ou previsão que carregam diferentes graus de imprecisão, ou incertezas quanto ao seu real valor. Estes valores podem perfeitamente, em sua tradução matemática, estar contidos dentro de uma faixa de valores potenciais possíveis ou prováveis. Essa faixa de graduação de valores pode ser representada pelas funções de pertinência dos números fuzzy, o que poderá possibilitar uma melhor performance das análises multicriteriais nessas aplicações. O presente trabalho propõe a incorporação da aritmética fuzzy em quatro métodos multicriteriais, muito utilizados em planejamento e gestão de recursos hídricos. Os métodos “Compromise Programming” (CP) e “Cooperative Game Theory” (CGT), ELECTRE II e PROMETHEE II deram origem a seis novos métodos multicriteriais fuzzy: Fuzzy-CP, Fuzzy-CGT, Scalar-Fuzzy ELECTRE, Zoned-

Fuzzy ELECTRE, Scalar-Fuzzy PROMETHEE e ao Zoned-Fuzzy PROMETHEE. A aritmética fuzzy adotada foi proposta por Yager (1981), para números fuzzy representados por funções de pertinência triangulares. Estes métodos adaptados possibilitaram a adoção de critérios abstratos ou com melhor representação de seus possíveis intervalos de variação, contribuindo para uma melhor interpretação do problema, mostrando-se viáveis para resolução de problemas desta natureza. Estes métodos foram aplicados a um estudo de caso que já havia utilizado a análise multicriterial tradicional e possibilitaram um refinamento na hierarquização das alternativas. O estudo de caso analisou o “Projeto de Recuperação, Conservação e Expansão do Sistema Produtor do Baixo Cotia”, localizado na RMSP, que foi realizado pela SABESP em 1997.

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ABSTRACT

The need to consider criteria with few data or whose interpretation depends on the specialists' knowledge is present in many environmental studies and of planning and management of water resources. For this reason, those criteria incorporate the subjectivity, whose representation for numbers climb reduces its trustworthy translation. Environmental, social, cultural criteria or of those that depend on an estimate or forecast they carry imprecision degrees, or uncertainty as for his/her Real value. Yet that can perfectly be contained in a strip of possibilities, with different strips of values of possibilities or probabilities. That graduation can be translated by the functions of pertinence of the fuzzy numbers, what can adjust a better performance of the multicriterial analyses in those applications. I this manner, this work proposes the incorporation of the fuzzy arithmetic in multicriterial methods used in the planning and administration of water resources, which are the Compromise Programming (CP) and the Cooperative Game Theory (CGT), ELECTRE II and PROMETHEE II. Thus, the Fuzzy-CP, the Fuzzy-CGT, the Scalar-Fuzzy ELECTRE, the Scalar-Fuzzy PROMETHEE, Zoned-Fuzzy ELECTRE and Zoned-Fuzzy PROMETHEE are created. The fuzzy arithmetic adopted is the one proposed by Yager (1981), for fuzzy numbers acted by triangular membership functions. These adapted methods provided the adoption of abstract criteria, better represented by possible variation intervals, contributing to a more precise interpretation of the problem. The study case adopted was “The Project of Recuperation, Conservation and Expansion of the Baixo Cotia Water System”, located at Sao Paulo Metropolitan Area, studied by SABESP in 1997 and their application were shown viable for resolution of problems of this nature.

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1.1 – Aspectos Gerais

O desenvolvimento do gerenciamento da oferta da água iniciou-se, primeiramente, em países com escassez, ou com demandas superiores à disponibilidade de água. Historicamente temos registros de como os povos antigos irrigavam seus campos de cultivos, em que foram necessárias obras de canalização, de represamento e de derivações. Foi necessária a adoção de algum sistema de controle, de regulação e de ordenamento do uso. Podemos-se citar alguns exemplos do mundo antigo: 

os antigos egípcios na África do Norte, com a construção de barragens no Rio Nilo, para possibilitar o aumento da carga hidráulica para ampliação das áreas irrigadas;



os Incas e Astecas nas Américas, com a construção de canais para levar as águas das montanhas até os campos, para propiciar o aumento da produção de alimentos em tabuleiros flutuantes, fertilizados com o lodo do fundo do lago e também para o abastecimento e saneamento de suas cidades;

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

os Indianos e Chineses na Ásia, com a construção de tabuleiros inundáveis para a irrigação do arroz e canais para a condução das águas necessárias para enchêlos, etc;



Os romanos, na Europa, com a construção de seus famosos aquedutos que traziam a água de muito longe para abastecimento das cidades de seu vasto império, e das “cloacas máximas” para seu saneamento. A interrupção do abastecimento de água, provocada pela destruição de seus aquedutos pelos Hunos, no século V, foi responsável pela evasão de 90% da população de Roma que passou, da noite para o dia, de dois milhões para cerca de vinte mil habitantes, causando o fim do Império Romano do ocidente, dando início à Idade Média na Europa.

Nestes países o gerenciamento da oferta de água, mesmo que primitivo, vem sendo adotado há séculos, passado de geração para geração, criando a cultura do respeito e da extrema dependência pela água, seja ela na forma de chuvas, degelos, cheias ou poços e da criação de uma infra-estrutura hidráulica, com respectivas particularidades culturais e tecnológicas. Escavações arqueológicas por todo o globo têm provado que as civilizações que não utilizaram seus recursos de forma sustentável foram responsáveis pela sua própria desgraça e desaparecimento. Nas Américas temos o exemplo da civilização Maia, que foi obrigada a abandonar suas grandes cidades devido a super-exploração da madeira e dos recursos naturais, deixando para trás uma terra arrasada. Outro exemplo que podemos citar é o da Ilha de Páscoa no oceano Pacífico, a ilha com seus moais (gigantescas esculturas de pedra). Em 1722, o holandês Jacob Roggenveen foi o primeiro ocidental a visitar a ilha, e encontrou vivendo no lugar alguns nativos, os Rapanuis, que subsistiam com escassa vegetação. Vestígios mostraram que a ilha havia abrigado grande número de pessoas em tempos anteriores. O povo Rapanui consumiu todos os recursos naturais levando a terra à exaustão e por fim, foram responsáveis por sua própria destruição. A experiência tem mostrado que a vegetação é a grande responsável pela retenção de água no terreno. A cobertura vegetal propicia a infiltração de água no solo, e esta água reabastece os aqüíferos, que são responsáveis pela manutenção dos cursos d’água superficiais durante o período seco. A diminuição da infiltração da água no solo acarreta, gradativamente, a redução da recarga e, consequentemente, provoca o desaparecimento

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dos cursos d’água. Sem vegetação e com pouca água a terra não tem mais condições sustentar um grande número de indivíduos e esses são obrigados a migrar ou perecer. Um exemplo mais contemporâneo de não sustentabilidade está na extinta URSS. Em 1918, Lenine emite uma proclamação solicitando mais algodão do Turquestão. Já nos fins dos anos 1930, foi iniciado um grande projeto para desvio de água para irrigar as estepes do Uzbequistão, Kasaquistão e Turkmenistão, a fim de aumentar o cultivo do algodão. A partir daí, vários foram os projetos de irrigação que desviava grande quantidade de água do Rrio Sirdaria (ALTAN, 1995) apud Kumar (2002). Com o início da produção de algodão ao longo do Sirdaria, a cultura nômade Kasaque sofreu trágicas conseqüências. Calcula-se que mais de um milhão de pessoas morreram ou abandonaram a região devido ao desvio de grandes quantidades de água do Rio Sirdaria, que inviabilizaram sua cultura de subsistência. Segundo Kumar (2002), os projetos de irrigação foram sendo aumentados e passaram a utilizar também o Rio Amudaria, até a década de 1970, quando foi detectado um grande desastre ambiental. O Mar do Aral, alimentado pelos rios Sirdaria e Amudaria, que até a década de 1960 era o quarto maior lago mundial, agora míngua com um tamanho de um quarto do seu tamanho original. Antes deste desastre ambiental, a bacia de drenagem do Mar do Aral se converteu rapidamente em uma bacia muito importante para a agricultura soviética, que nos anos de 1940 a 1980, a produção de algodão representava 90% de toda a produção da URSS, e que trouxe, na época, grande rendimento econômico para as cinco repúblicas soviéticas da região. O Projeto do Mar do Aral começou como um grande projeto econômico, que visava à conversão de terrenos arenosos, impróprios para a agricultura em oásis no meio de áreas semi-áridas. Durante 40 anos, os rendimentos das repúblicas da Ásia central aumentaram regularmente, mas a um preço ambiental muito grande. O que nos anos de 1940 a 1980 fora um oásis, agora agoniza em um deserto salino. O antigo lago, solo seco e salino hoje que abastece os ventos com sal contaminado que alcança as terras irrigadas de algodão e as salinizam e, portanto, requerem mais água fresca para sua dessalinização o que sustenta esse ciclo vicioso. A água é um recurso natural essencial à vida em nosso Planeta, todas as formas de vida dependem dela. A nossa civilização moderna é uma grande consumidora desse

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recurso, e a utiliza em diferentes atividades. Com os crescimentos populacional, agrícola e industrial, crescem também seus usos. A água, apesar de ser um recurso natural renovável não é ilimitada, muito pelo contrário, tem sua distribuição espacial e temporal de grande heterogeneidade, regido principalmente pelo clima global, em constante modificação, mesmo que estas sejam imperceptíveis ao longo de alguns poucos anos. À medida que sua oferta diminui, seja devido à quantidade ou a qualidade, tornando-se mais escassa, seu valor aumenta, somente aí, diminuem-se os desperdícios e a água passa a ser respeitada como um bem valioso. A água deve ser utilizada de forma racional para que se possa garantir a oferta deste recurso para a geração atual e às futuras, e também garantir a sobrevivência da flora e fauna terrestres e aquáticas. A água deve ser utilizada de forma garantir a manutenção e a expansão das diferentes atividades, para tanto deve ser gerenciada segundo uma visão holística sobre os usos múltiplos da água e a isto se dá o nome de uso sustentável do recurso. Ao longo dos séculos o crescimento populacional foi muito lento, assim como os avanços técnicos. Desde o surgimento da humanidade, a população mundial cresceu muito pouco, o número de filhos deveria ser grande para garantir a sobrevivência de poucos, desta forma, a população demorou mais de 200 mil anos para atingir a marca de 170 milhões de pessoas, no início da era cristã. Até meados do ano de 1700 a população havia quadruplicado atingindo a marca de 700 milhões as vésperas da Revolução Industrial. Nesses últimos 200 anos a população mundial passou a crescer em um ritmo acelerado, atingindo 1,2 bilhões de pessoas por volta de 1850. Já em 1950, a população mundial já havia dobrado, atingindo a marca de 2,5 bilhões de habitantes. A ONU em setembro de 2007, revisou suas projeções sobre o crescimento populacional anteriormente publicada, em 2005 e 2006. Este novo relatório do Departamento de Assuntos Econômicos e Sociais prevê para o ano de 2054 uma população de 9 bilhões de habitantes, sendo que 75% deles estarão nos países subdesenvolvidos, conforme apresentado pela Figura 1.1. Para o ano de 2150 a estimativa é que a população mundial atinja o número de 9,75 bilhões de habitantes, portanto, prevendo uma estabilização da população mundial, com redução desta população na Europa.

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Oceania América do Norte America Latina e Caribe Europa

x1000 (habitantes)

Ásia África

Bilhões

| 8

2054

| 7

2028

| 6

2013

| 5

1999

| 4

1987

| 3

1974

1960

Ano

| 9

Figura 1.1: Estimativa de crescimento da população mundial de 1950 a 2050.

Fonte: ONU (2010).

Segundo FREITAS (2000) os volumes de água consumidos pela humanidade dobram a cada vinte anos, desta forma, a água passará a ser, a cada dia, mais escassa e mais valiosa. Neste contexto, o importante será manter os equilíbrios entre a oferta-edemanda e biológico-e-ambiental, o que significará em gerenciar os crescentes conflitos gerados pelos diferentes usos deste recurso. Conforme a definição de CAMPOS (2001), o gerenciamento dos recursos hídricos é definido simplesmente como um conjunto de ações governamentais tais como leis, medidas provisórias, normas e regulamentos, destinados a administrar o armazenamento, o uso, o aproveitamento e a conservação das águas. Atualmente há a necessidade de manter o recurso ambientalmente limpo, por esta razão, o controle e ordenação do uso e a ocupação do solo também são importantes para este gerenciamento. A escassez hídrica não se restringe apenas aos aspectos quantitativos, mas também aos qualitativos, uma vez que o crescimento exagerado das demandas comumente é acompanhado da degradação dos cursos d’águas. Desta forma, o gerenciamento de recursos hídricos é necessário quando existe conflito pelo uso da água, ou

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quando o recurso está sendo comprometido por poluição antropogênica ou natural, provocando a escassez do recurso em quantidade, em qualidade, ou ambas. Em regiões onde a oferta do recurso “água” supera sua demanda ou, enquanto a disponibilidade da água for suficiente para todos os usos, haverá apenas a necessidade de um gerenciamento da oferta, por meio de uma regulamentação, ou pela definição de algumas regras, neste último caso sim, vale a definição de CAMPOS (2001), anteriormente apresentada. O gerenciamento da oferta da água é incapaz de resolver os conflitos pelo uso da água, pois lhe faltam instrumentos legais para esta função. O gerenciamento dos recursos hídricos vem substituir o gerenciamento da oferta da água quando, este último passa a ser disciplinado e regulamentado em dispositivos legais para estabelecer prioridades, assegurar direitos, aplicar punições e sanções quando necessárias, arbitrar e resolver conflitos. Desta forma, gerenciamento dos recursos hídricos deve objetivar a utilização e a ampliação dos recursos naturais da bacia hidrográfica e ao mesmo tempo cuidar do desenvolvimento e da conservação conveniente desses mesmos recursos; deve propiciar o bem estar social e econômico dos habitantes da bacia hidrográfica e; assegurar o desenvolvimento agroindustrial da região em que está inserida a bacia hidrográfica. Segundo Souza Jr. (2004) o gerenciamento dos recursos hídricos é definido por agregar características do sistema político e de seus desdobramentos em termos de organização econômica e social. Para Setti et al. (2001) o gerenciamento dos recursos hídricos pode ser definido como sendo a forma pela qual se resolverá a questão da escassez relativa dos recursos hídricos, visando o benefício da sociedade pela otimização desses recursos, por meio de uso adequado.

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1.2 – Modelos de Gerenciamento de RRHH e sua evolução: Alguns autores como Lanna (1999), Silva e Pruski (2000) e Setti et al. (2001) identificam três modelos de gerenciamento de recursos hídricos existentes: o modelo “Modelo Burocrático” ou Entidades Casuísticas; o “Modelo Econômico-Financeiro” e; o “Modelo Sistêmico de Integração Participativa” (MSIP). O que se observa é que esses modelos de gerenciamento são evoluções dos anteriores, preservando as qualidades do modelo primário e buscando incorporar características que devem diminuir ou eliminar as imperfeições do modelo anterior.

1.2.1 – Modelo Burocrático

As características do primeiro modelo de gerenciamento de recursos hídricos, chamado de modelo burocrático, estão limitadas a cumprir e a fazer cumprir os dispositivos legais em que o poder estava concentrado em instituições públicas aprovando concessões e autorizações de uso de água, licenciamento de obras, fiscalização, interdição e multas (CETEC, 1996; MORAES, 2009). Este modelo também é conhecido como “entidade casuística”, pois os problemas eram resolvidos na medida em que surgiam, eram discutidos “caso a caso”, e novos dispositivos legais poderiam ser incorporados à extensa legislação para atender conflitos de mesma natureza ou similar. Seu funcionamento se dava por negociações político-representativas e jurídicas. Nessa estrutura administrativa foram observadas várias deficiências entre elas destacam-se: negociação política indireta; geração de compromissos financeiros não previstos; omissão no planejamento estratégico; gerador de conflitos; inoperância de funcionamento, fiscalização e responsabilidades; deficiência no licenciamento ambiental e resolução de conflitos; exigência de instrumentos legais adicionais. Neste quadro esboçado, o gerenciamento dos recursos hídricos realizado pelo modelo burocrático é insuficiente para gerir o recurso simplesmente pela legislação. Será necessário o estabelecimento de ações a serem desenvolvidas, previamente estabelecidas pelo planejamento da bacia hidrográfica, definindo os usos prioritários, restrição ou

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impedimento de desenvolvimento de certas atividades, racionamentos se necessários, para contornar crises de abastecimento, escassez ou qualidade da água.

1.2.2 – Modelo Econômico-Financeiro

O segundo modelo, o econômico-financeiro, está fundamentado em princípios oriundos das ciências econômicas, mais precisamente na teoria do economista Britânico John Maynard Keynes (1883-1946). A teoria Keynesiana defendia uma política econômica de “Estado Intervencionista”, por meio da qual os governos aplicariam medidas fiscais e monetárias para mitigar os efeitos adversos dos ciclos econômicos como a recessão, depressão e booms. A teoria Keynesiana caiu em declínio na década de 1970 devido, principalmente, aos problemas que começaram a afligir a economia dos Estados Unidos e da Grã-Bretanha, e o advento do neoliberalismo. Porém, devido ao surgimento da crise econômica mundial que estourou em 2008, voltou a ser aplicada por governos mundiais para enfrentar a crise atual. Os governos da Europa, EUA, Brasil, China e muitos injetaram bilhões de dólares na economia de seus países para estimular o consumo e aquecer a economia. Este modelo surgiu nos EUA na década de 1930, após a grande depressão de 1929. Foi aplicado no Vale do Tennessee, conhecido como Tennessee Valley Authority (TVA). O vale Tennessee na década de 1930, comparado com o restante do país, também mergulhado na grande depressão, estava em situação muito ruim, em que 30% da população estava afetada por malária, a terra estava exaurida por anos de práticas agrícola inadequadas, o solo erodido, carência de infra-estrutura, falta de emprego e fome. O TVA foi aplicado para modernizar a região, desenvolvendo fertilizantes, ensinando os agricultores como a melhorar as colheitas com técnicas agrícolas mais apropriadas, reflorestamento, controle de incêndios florestais para melhorar o habitat para a fauna terrestre e aquática. O objetivo era injetar dinheiro na economia do vale mais pobre dos EUA, com a construção de hidroelétricas, para a geração de emprego e renda além de melhorar a educação.

A geração de eletricidade propiciou uma melhoria nas condições de vida da

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população e uma modernização nas fazendas, atraiu indústrias que gerou mais empregos, alimentando este círculo virtuoso. Neste modelo, instrumentos econômicos e financeiros são introduzidos para induzir a obediência às disposições legais vigentes, também necessita de um planejamento estratégico para a utilização dos recursos financeiros disponíveis. Considerando-se o gerenciamento de recursos hídricos pela ótica deste modelo, os setores beneficiados com grandes obras são: setor elétrico, com a construção de barragens, o setor agrícola com a construção de canais de adução e de estações de bombeamento; o setor de transportes, com a construção de canais para a navegação, portos fluviais e eclusas, etc. No modelo econômico-financeiro, pelo menos no Brasil, estava restrita à esfera técnica, e raramente a complexidade, a abrangência e a importância da água eram consideradas conjuntamente com outras estruturas, sejam elas de cunho social, econômica ou política. Desta forma, foi criada uma instrumentalização para uma “complexidade técnica”, que objetivada legitimar a ausência do debate político, e manter fechados os nichos de poder decisório técnico burocrático. Segundo Victorino (2003), para o setor técnico a questão girava em todo dos projetos e não dos recursos naturais em que, e esta estrutura favoreceu os setores econômicos homogêneos. A tecnocracia dos órgãos públicos, com sua auto-legitimização da racionalidade científica e tecnológica contribuiu para limitar ou excluir a participação de instâncias representativas da sociedade e cerceando acesso desta à informação, acentuando o desequilíbrio de poder social (VICTORINO, 2003). Este modelo, pelo menos no Brasil, não abordava os usos múltiplos dos recursos hídricos, ou a gestão por bacia hidrográfica, somente restringiu-se aos seus propósitos, agindo na operação e manutenção das estruturas já existentes. Muitos foram os sistemas implementados, porém, todos para os usos setoriais. Não havia ainda a preocupação ecológica/ambiental, somente na década de 1970 é que surge o termo “watershed management” que visava reduzir a sedimentação em reservatórios de barramentos e o controle de deslizamentos de terra e das enchentes. A análise benefício/custo neste modelo impera absoluta, pois é único critério utilizado, ela é utilizada para verificar se o empreendimento é viável ou não economicamente para poder ser implementado. A degradação ambiental provocada pela visão monocritério

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(econômico) deste modelo começou a aumentar a escassez de água, não pela quantidade, mas pela qualidade. A dimensão ambiental começou a ser discutida na América Latina e no Caribe no final da década de 1970. Já em 1972, na conferência de Estocolmo (UN Conference on the

Human Environment) que aparecem os primeiros estudos sobre impacto ambiental e posteriormente as análises sobre qualidade ambiental. Ficou evidente que este modelo econômico-financeiro funciona para períodos de grandes depressões econômicas, ou para alavancar o desenvolvimento de regiões atrasadas economicamente, mas que deve ser aplicada no curto e no médio prazos, pois este modelo mostrou-se não ser sustentável à longo prazo, pois leva à degradação ambiental significativa. Como exemplos podemos novamente citar o desastre do Mar do Aral, e também o Vale do Rio Colorado nos EUA. Os direitos de uso das águas do rio Colorado foram estipulados no acordo Colorado River Compact entre sete estados americanos: Colorado, Utah, Wyoming, New Mexico, Arizona, California, e Nevada, além das cidades de Los Angeles, São Diego e Las Vegas. O acordo foi fruto de vários anos de negociação com esses sete estados que formaram a liga sudoeste em 1917 para promover o desenvolvimento ao longo do rio. Foi aprovado pelo congresso americano em 1922. Nos últimos anos, com a redução das chuvas no vale, o acordo “Colorado River Compact” vem sofrendo muitas críticas, uma vez que a vazão disponível está decrescendo continuamente, passando parte do ano sem atingir a foz, provocando a intrusão salina, desestabilização do leito e das margens do rio, com erosão e voçoroca, além de um desastre para os ecossistemas costeiro e fluvial. A diminuição das chuvas é atribuída às mudanças climáticas e o senado americano está chamando para renegociação do acordo do “Colorado River Compact”. Por esta razão, é unânime o reconhecimento de que outros critérios, como os ambientais e sociais devam ser considerados conjuntamente com os critérios econômicos para a tomada de decisão, mas que este modelo de gerenciamento não prevê tal utilização. Outras críticas estão associadas a este modelo de gerenciamento, como por exemplo: a não participação pública nas decisões, pois na maioria das vezes os planos diretores das bacias eram apenas apresentados à sociedade para conhecimento, mas suas elaborações e aprovações estavam restritas ao corpo técnico-científico e do Poder Público

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em validá-los e aprová-los; a insensibilidade aos problemas sociais; as questões ambientais ora são superestimadas, ora subestimadas; os órgãos colegiados são inexistes, e a participação social não existe, reinando a tecnocracia.

1.2.3 – Modelo Sistêmico de Integração Participativa

O terceiro modelo de gerenciamento de recursos hídricos identificado é o “Modelo Sistêmico de Integração Participativa” (MSIP). Este modelo foi adotado na definição da Política Nacional de Recursos Hídricos e amplia as formas de negociação social para resolução de conflitos, também é considerado como o mais avançado modelo de gerenciamento existente na atualidade. A partir da segunda grande guerra, com o crescimento das atividades industriais e a mecanização e modernização da infra-estrutura agrícola do campo provocam o aumento das concentrações urbanas. Desta forma, regiões antes abundantes em recursos hídricos, começam a sentir os primeiros efeitos do escasseamento da água. Nos vinte anos seguintes, essas mesmas regiões vivenciaram o agravamento desta situação de escassez e somente na década de 1970, já com o agravamento das condições ambientais, levaram as autoridades mundiais a discutir os problemas graves do recurso hídrico e a considerá-lo como recurso estratégico. Com o consumo per capita cada vez maior e sem a mesma capacidade de aumentar a oferta, as indústrias passam a investir em novas tecnologias, cujos processos são mais econômicos e mais racionais, como o tratamento e o reuso de seus efluentes, para diminuir o seu consumo de um recurso cada vez mais escasso e mais caro. Segundo Sousa Jr. (2004) a gestão das águas vem sendo discutida amplamente em países industrializados há muito tempo. Visto que se percebeu que com o desenfreado crescimento produtivo é de extrema urgência o planejamento do uso e exploração deste bem tão indispensável à humanidade, independente de seu grau de desenvolvimento. Nas décadas de 1970 e 1980 a sociedade brasileira começou a se mobilizar para a discussão dos riscos associados ao mau uso e aproveitamento do recurso (Sousa Jr., 2004). Ainda assim, a maioria dos brasileiros encara a água como um bem renovável,

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abundante e infinito, talvez isso se deva ao fato de o Brasil ser detentor de grande parcela de água doce superficial do planeta, conforme pode ser observado na Figura 1.2. Verificou-se que havia a necessidade de mudança de paradigma, pois o consumo per capta crescente por água não poderia mais ser atendido sem danos ao ambiente, o consumo per capto, ao contrário, deveria cair.

Oceania 4% Europa 13%

África 9%

America do Norte 11%

América Central 2% América do Sul 21%

Ásia 28%

Brasil 12%

Figura 1.2 – Distribuição global de água. Fonte: Ana (2002).

Em janeiro de 1992, é lançada a Declaração de Dublin, em uma Conferência Internacional da Água e Meio Ambiente que se transformou no marco da modernização dos sistemas de gestão com a mudança de paradigma. Os princípios de Dublin ainda norteiam a gestão das águas em todo o mundo, e podemos resumi-los em quatro princípios principais:  As águas doces foram consideradas como recurso natural finito e vulnerável, essencial à manutenção da vida, do desenvolvimento e do meio ambiente. A gestão dos recursos hídricos deve ser integrada e considerada em seu todo, ou seja, incluindo-se os mananciais superficiais e os aqüíferos subterrâneos;  A gestão da água e o desenvolvimento devem ser baseados na participação de todos, ou melhor, de todos os usuários, planejadores e decisores políticos, em todos os níveis;  A participação da mulher passa a ser fundamental na provisão e proteção da água, e;  Á água é um recurso dotado de valor econômico em todos os seus usos competitivos e deve ser reconhecida como um bem econômico.

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CAPÍTULO 1 – GERENCIAMENTO DE RECURSOS HÍDRICOS

Em 1992 foi realizada na cidade do Rio de Janeiro a Conferência das Nações Unidas sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento, que ficou conhecida como ‘Rio 92’. Nesta conferência após vários encontros antecedentes foi elaborado um documento conhecido como “Agenda 21”, e que lançou as bases para o chamado “desenvolvimento sustentável”. A partir de então, os governos decidiram consolidar o conceito de sustentabilidade, e para tanto, iniciaram-se as ações de criação de bases legais no sentido de desenvolver o planejamento e gerenciamento dos recursos hídricos. Da reunião “Rio 92” para cá, o desenvolvimento sustentável está presente em todas as agendas nos governos de todo mundo e em todos os níveis da administração, seja ela pública ou privada. O valor da água tratada cresce devido ao excessivo custo de tratamento, causado pelo aumento da poluição sem controle, que requer tratamentos cada vez mais caros e complexos. Os custos de captação e adução de água bruta também cresciam, pois os mananciais disponíveis estavam cada vez mais distantes. A distância é outro fator que onera os valores das obras necessárias para sua captação e transporte. Esses dois fatores agregam ao volume de água utilizado valores cada vez maiores, inviabilizando as atividades de menor valor agregado. Neste contexto, o consumidor doméstico passa a buscar equipamentos domésticos mais eficientes e com consumo cada vez menor, não pela consciência ecológica, mas mais pelo aspecto econômico. As indústrias por sua vez passaram a desenvolver eletrodomésticos mais eficientes, com menores consumos de água e de energia elétrica, para se manterem no mercado, pois a economia passou a ser um dos requisitos dos consumidores para a aquisição de novos equipamentos domésticos em substituição aos antigos e gastadores equipamentos. O apagão de 2001 no Brasil foi um dos grandes responsáveis por esta mudança de consciência. Nas residências, o uso da água passou a ser mais racional, com a diminuição da duração dos banhos, e priorizam-se a aquisição de aparelhos hidráulico-sanitários e equipamentos domésticos mais econômicos, tanto em relação ao consumo de água, quanto ao consumo de energia elétrica. Válvulas de descargas ainda estão sendo substituídas por caixas acopladas, mais econômicas em volume de água, e os equipamentos ganharam selo verde de consumo energético.

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CAPÍTULO 1 – GERENCIAMENTO DE RECURSOS HÍDRICOS

Apesar deste fato, o Brasil avança bastante no que concerne à institucionalização de políticas, por meio da homologação de legislações que regulamentam e fiscalizam os usos, aproveitamentos do recurso e soluções para o gerenciamento sustentável dos recursos hídricos. Este século XXI, denominado como o século da água, é previsto um horizonte de possíveis contendas internacionais devido à escassez da água. Alguns países são bastante favorecidos com abundância de recursos hídricos, outros, no entanto, convivem há milênios com a escassez. O aumento da população mundial, associado com a crescente demanda de água, devido à multiplicidade de usos levará para crises de escassez cada vez maiores, que gerarão conflitos de interesse, perturbações sociais, impedimento o desenvolvimento econômico, impedimento à preservação ambiental, e à competição institucional. Enquanto a quantidade de água for suficiente para todos os usos, não haverá conflitos e estaremos em uma economia de mercado. Nesta situação, o meio ambiente tem a capacidade de assimilação maior do que a quantidade de resíduos produzidos pelo homem. Quando a quantidade de água não for suficiente para suprir todos os usos, haverá conflitos pelo uso da água e haverá a necessidade de racionamentos, reuso dos recursos, priorização de alguns usos sobre os demais, e estaremos na chamada economia de espaçonave. Nesta situação a capacidade de assimilação de resíduos pelo ambiente é menor que a quantidade produzida pelo homem, o que leva a necessidade de algum processo de reaproveitamento de parte desses resíduos, de tratamento dos efluentes produzidos pelo homem para diminuir seus efeitos poluidores e aumentar a disponibilidade dos recursos, tanto de matéria prima como de água que nossa sociedade tanto necessita. Esta é a base do desenvolvimento sustentável. O crescimento das pressões sobre os recursos naturais, em muitos casos, vai além de sua capacidade territorial. Desta forma, há a necessidade de se buscar meios para satisfazer a necessidade humana desses recursos de duas formas: ou trazendo o recurso de outros territórios ou regulamentando e gerenciando sua utilização, dentro deste mesmo território. Neste último caso, o desperdício deve ser eliminado e sua utilização otimizada. Com o aumento dos usos e dos usuários da água ficou claro que o gerenciamento da oferta não era suficiente para manter a sustentabilidade das atividades usuárias do recurso. Gradativamente percebeu-se que o gerenciamento da oferta de água era insuficiente para manter o equilíbrio entre todos os usos e usuários, pois algumas atividades

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CAPÍTULO 1 – GERENCIAMENTO DE RECURSOS HÍDRICOS

poluíam o recurso inviabilizando o uso por outras a jusante, ou melhor, provocavam a escassez pela qualidade. A medida que apareciam os problemas constatou-se que havia a necessidade de desenvolver ferramentas legais para sanar esses problemas que ocorriam. Verificou-se que um ambiente degradado não produzia mais água com quantidade e qualidade desejáveis. Foram necessárias ações específicas para proteção dos mananciais, e controle das fontes de poluição. Desta forma, gradativamente foi sendo criado o gerenciamento de recursos hídricos, que é muito mais amplo que o gerenciamento da oferta. O gerenciamento de recursos hídricos, não só a água é gerida, mas também sua qualidade. Todo este cenário descrito levou muitos países à mudança do modelo de gerenciamento de recursos hídricos. Este novo modelo nasceu da observação de vários estudos de caso bem sucedidos e mal sucedidos dos cinco continentes. Os anos 1990 foram marcados pela concepção do desenvolvimento sustentável na busca pelo equilíbrio entre o e a conservação ambiental. Esta busca se deu no desenvolvimento de um gerenciamento dos recursos hídricos de forma integrada com múltiplos usos, e iniciou-se o controle da poluição difusa nos países desenvolvidos (TUCCI, 2005). Este modelo foi adotado no Brasil pela Lei 9.433 de 1997, e é um marco referencial para a nova política de gerenciamento de recursos hídricos no Brasil e será mais detalhada no próximo capítulo “Gerenciamento

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de Recursos Hídricos no Brasil”.

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CAPÍTULO 2 – GERENCIAMENTO DE RRHH NO BRASIL

2.1 – Introdução

No Brasil, já no início da colonização portuguesa foram estabelecidas algumas regras de uso que determinavam o cuidado com o meio ambiente. As ordenações existentes na época preocupavam-se principalmente com as matas, com a preservação da madeira; à fauna, para a preservação dos peixes, e com a não poluição das águas. Dentre as ordenações a que o Brasil colônia esteve sujeito destacam-se: Afonsinas (Rei Afonso IV, 1291-1357), durante os primeiros anos da descoberta, até serem sucedidas pelas ordenações Manuelinas (Dom Manuel, 1469-1521) e as ordenações Filipinas (Rei Felipe II da Espanha, 1527-1598), durante o reinado espanhol em Portugal e suas colônias entre os anos de 1580 a 1598. Eram bastante avançadas na época, uma vez que representavam as necessidades oriundas da península Ibérica, que em relação aos recursos hídricos vivia uma realidade de escassez. Durante a ocupação Holandesa, no nordeste brasileiro, foram proibidos os lançamentos de bagaço da cana-de-açúcar nos rios e açudes pelos senhores de engenho. Esses dispositivos legais foram extintos em 1890 com a promulgação do Código Penal Brasileiro de 11 de outubro de 1890. Este código previa a prisão de qualquer pessoa

CAPÍTULO 1 – GERENCIAMENTO DE RECURSOS HÍDRICOS

que envenenasse fontes públicas ou particulares, tanques e viveiros de peixes ou de víveres destinados ao consumo humano. Também eram passíveis de prisão aqueles que corrompessem a qualidade das águas, destinadas ao consumo comum ou particular, a ponto de impossibilitar a dessedentação humana ou animal ou que provocassem risco à saúde (ASSUNÇÃO e BURSZTYN, 2001). Segundo Assunção e Bursztyn (2001), a pedido do Ministro da Indústria, Viação e Obras Públicas, o jurista Alfredo Valladão elabora o Projeto do Código das Águas, que é encaminhado à Câmara dos Deputados em 1907. Porém, este código somente foi editado em 1934, quase três décadas depois. A demora deveu-se às incompatibilidades entre o Código e a Legislação vigente. Uma mudança da Constituição foi necessária, o que ocorreu em 1934, e deu amplo poder ao Estado para subtrair dos proprietários de terra o direito sobre os cursos d’água que margeavam suas propriedades. Também foi preciso atender às peculiaridades climáticas do semi-árido nordestino, que possuíam características relacionadas às secas periódicas. Desta forma, somente em 1934 é que foi promulgada uma legislação específica para os usos da água no Brasil, por meio do Decreto no 24.643/1934, criado então, com força de Lei, o “Código das Águas”. Inicia-se, de fato no Brasil, um modelo de “gestão” da água, historicamente conhecida como Modelo Burocrático nesse ano de 1934 o modelo burocrático de gerenciamento de recursos hídricos no Brasil.

2.2 – O Modelo Burocrático: Mesmo antes da promulgação do Decreto no. 24.643/1934, o modelo de gerenciamento dos recursos hídricos no Brasil (Brasil, Império e República Velha), desde as primeiras ordenações até a promulgação do Código Penal de 1890, era o modelo Burocrático. O Código das Águas era bastante ousado e muito avançado para a época em que foi aprovado, pois continha em seu bojo boa parte dos princípios orientadores da atual política de recursos hídricos. O Código previa: 

Para as necessidades essenciais à vida o uso poderia ser direto;

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CAPÍTULO 1 – GERENCIAMENTO DE RECURSOS HÍDRICOS



Para a derivação da águas públicas era necessário obter autorização por meio de outorga pelo uso da água emitido pelo Estado;



Previa a responsabilidade financeira e penal para atividades que contaminassem os mananciais hídricos, conceito atualmente conhecido como “poluidor-pagador”;

O poder decisório era centralizado, a visão do processo de gestão era fragmentada, pois estava restrita ao cumprimento de normas, muitas vezes conflitantes e de difícil interpretação. A padronização no atendimento a demandas nem sempre considerava as expectativas ou necessidades específicas, gerando conflitos e despertando para a percepção da ineficiência e ineficácia do sistema de gerenciamento. Havia muita dificuldade de adaptação às mudanças internas ou externas, devido ao excesso de formalismo e pouca importância era dada ao ambiente externo. O formalismo exacerbado não propiciava a incorporação das peculiaridades, dificultando a percepção das intrincadas relações à preservação do meio-ambiente. A partir do Código da Águas, a administração pública no País teve duas políticas distintas: a primeira voltada especificamente para o semi-árido nordestino, que priorizava o uso da água para o consumo humano e à dessedentação de animais, implementada por meio de programas e projetos; a segunda não modificou substancialmente a forma de apropriação dos recursos hídricos, pois tinha um caráter genérico de efeitos limitados. O Brasil, até a década de 1950 era um país agrário, com pouco excedente comercial, o que dificultada a adoção de um modelo energético, dependente do carvão ou petróleo, ambos importados. Assim, optou-se pelo modelo hidroenergético e os demais usos da água foram colocados em segundo plano, uma vez que no País havia uma abundância do recurso. O Estado de São Paulo na época encabeçava a revolução industrial brasileira e necessitava, a todo o custo, de energia para viabilizar o nascimento industrial. Foi então, que em 1946, doze anos após o Decreto, o Presidente Dutra promulga a Lei 22.008, que priorizou o uso da água para a produção de energia em detrimento de qualquer outro uso, concedendo à LIGTH1 autorização para reverter as águas provenientes do Alto Tietê para o Sistema Billings2.

1

Empresa canadense que detinha a concessão para a geração e à distribuição de energia elétrica nos estados de São Paulo e do Rio de Janeiro. 2 Antigo Sistema Serra.

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CAPÍTULO 1 – GERENCIAMENTO DE RECURSOS HÍDRICOS

A partir daí, outros projetos de reversão de águas entre bacias brasileiras foram estudados e implantados. Ainda hoje, essa política ainda persiste como que é o caso do mega-projeto de transposição do Rio São Francisco. A legislação ambiental no País na época era inexiste, e só foi aparecer nos anos 1980s. As

principais

características

deste

modelo

foram

a

racionalidade

e

a

hierarquização. Segundo Sousa Jr. (2004), o Código das Águas passou mais de meio século sem regulamentação do seu inteiro teor. Possuía 205 artigos, dos quais somente 30 por cento estavam regulamentados, que eram justamente aqueles que viabilizam a produção de energia hidroelétrica no País. Isto mostra como era grande o interesse em atender às demandas das novas indústrias que estavam sendo instaladas no País (ASSUNÇÃO e BURSZTYN, 2001). Devido à grande complexidade dos problemas relacionados com a água, que foram deixados de lado no Código, foi gerada um grande número de leis, decretos, resoluções, portarias e normas, sobre a proteção e uso da água, para resolver problemas específicos quando surgiam, e alguns se tornaram objeto de disposições constitucionais (ANEEL e ANA, 2001). Em 1961, o Departamento Nacional de Pesquisa Mineral passou a integrar o Ministério das Minas e Energia e a consolidação da hegemonia do setor elétrico somente ocorreu em 1965 com a criação do DNAE (Departamento Nacional de Água e Energia), por meio da Lei 4.904/1965, e em 1968 pelo Decreto 63.951, quando passou a ser denominado de DNAEE (Departamento Nacional de Águas e Energia Elétrica). Até mesmo a resolução CONAMA 20/86 e 357/2005 (Conselho Nacional de Meio Ambiente), que estabelecem os critérios para a classificação das águas no País, foram baseadas nos estudos diagnósticos realizados pelo DNAEE no início da década de 1980 (SOUZA Jr, 2004). A priorização de um único uso da água, para a geração de eletricidade, levou à degradação da qualidade nos grandes centros, principalmente na Região Metropolitana de São Paulo. O grave problema da falta de qualidade dos recursos hídricos nos grandes centros urbanos propiciou a mudança do modelo de gestão, devido à degradação ambiental que levou à escassez de água de boa qualidade para consumo pelos demais usos da água, que não o de geração de eletricidade. Como cita ANAEEL e ANA (2001), ao longo da década de 1970 e mais acentuadamente da de 1980, a sociedade brasileira desperta para as ameaças a que estava

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CAPÍTULO 1 – GERENCIAMENTO DE RECURSOS HÍDRICOS

sujeita em relação à disponibilidade dos recursos hídricos, caso não mudassem de comportamento perdulário com relação à água. Nesse período, foram instituídas várias comissões

interministeriais

para

encontrar

meios

de

minimizar

os

riscos

de

comprometimento da qualidade das águas e de aprimorar o sistema de uso múltiplo dos recursos hídricos, principalmente no que se referia às futuras gerações, pois a vulnerabilidade desse recurso natural já se fazia sentir. Segundo Sousa Jr. (2004), a hegemonia do setor elétrico sobre a gestão das águas só foi afetada a partir da promulgação da Constituição Federal de 1988, que reestruturou o Estado, do ponto de vista político e administrativo, e trazendo também, mudanças significativas para a administração dos recursos naturais. O modelo burocrático tornou-se tão amarrado que foi dada excessiva atenção ao formalismo, o que impedia a percepção dos elementos dinâmicos que agiam com o fortalecimento de outros agentes (usuários e setores produtivos), que necessitavam do recurso com melhor qualidade e quantidade.

2.3 – O Modelo Econômico – Financeiro A inoperância do Modelo Burocrático levou à criação da CODEVASF Companhia de Desenvolvimento do Vale do São Francisco. Em 1948, a Lei 541, inspirada no modelo norteamericano do Vale do Tennesse (TVA), cria a Comissão do Vale do São Francisco (CVSF), que tinha a finalidade o desenvolvimento de planos de aproveitamento das possibilidades econômicas da bacia hidrográfica. Em 1967 foi sucedida pela criação da Superintendência do Vale do São Francisco (SUVALE), por meio do Decreto-Lei no. 292. Somente em 1974 que passou a ser denominada de CODEVASF, pela Lei 6.088. A partir de 1948, com a criação da CVSF (atual CODEVASF) dá-se o início a uma mudança gradativa do modelo burocrático adotado no País para o modelo econômicofinanceiro, e uma convivência simultânea de ambos. Em São Paulo, também inspirado no TVA (Tennessee Valley Authority) o Governador Dr. Lucas Nogueira Garcez cria, em 12 de dezembro de 1951, o Departamento de Águas e Energia Elétrica (DAEE-SP), por força da Lei 1.350. Entre suas atribuições temse: estudos preliminares das primeiras usinas que seriam construídas no médio e baixo

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Tietê; gestão do aproveitamento das várzeas do rio Paraíba do Sul, que pretendia obter melhores resultados na agricultura; estudos para a navegação do Rio Tietê e; coordenar o primeiro estudo integrado de aproveitamento múltiplo dos recursos hídricos da Bacia do Alto Tietê e Cubatão, responsável por quase todas as obras de uso múltiplo do Tietê (MORAES, 2009). Caracterizado por uma forte intervenção do Estado, predomina neste modelo as negociações

político-representativas

e

econômicas,

que

visava

à

promoção

do

desenvolvimento econômico, nacional ou regional, fundamentado em prioridades setoriais do governo central. Os programas de investimentos em saneamento, irrigação, eletrificação, entre outros são sua força motora, privilegiando o investimento nos programas de autarquias e de empresas públicas (ANEEL e ANA, 2001; PNRH, 2006; MORAES, 2009). Segundo PNRH (2006), duas orientações marcaram o modelo econômico: a primeira visa a priorização setorial pelo governo, constituídos pelos programas de investimento em setores usuários de água e a segunda, mas rara, refere-se ao desenvolvimento integral da bacia hidrográfica, ou melhor, visa o desenvolvimento multissetorial. Essa última diretriz tinha sua aplicação bastante dificultada, uma vez que as superintendências de bacia estavam vinculadas a ministério ou a secretaria estadual setorial, e suas atribuições estavam limitadas ao segmento específico de sua atuação. Segundo PNRH (2006) e Moraes (2009), as principais falhas do modelo econômico-financeiro estão relacionadas à sua incapacidade de incorporar as necessidades locais e não considerar as intenções, espaciais e temporais, de uso e proteção do recurso. A visão era extremamente técnica, que previa a maximização econômica, e se restringia ao tratamento setorial das questões, favorecendo o surgimento de instituições públicas com grandes poderes. Adota concepção relativamente abstrata para servir de suporte para a solução de problemas contingenciais, como cita ANEEL e ANA (2001), em que o ambiente é mutável e dinâmico e, portanto, exige flexibilidade do sistema de gerenciamento para frequentes e diversas adaptações. No entanto, mesmo com a orientação setorial adotada, representa um avanço em relação ao anterior, uma vez que, possibilita a realização do planejamento estratégico da bacia, mesmo com a orientação setorial, e canaliza recursos financeiros para a implantação desses mesmos planejamentos. Este modelo também tende a criar entidades públicas com

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grandes poderes, que estabelecem conflitos entre forças econômicas distintas, resultando em impasses políticos de difícil solução, como afirma ANEEL e ANA (2001). Outro problema, e não menos grave aparece quando os programas são encerrados e, que muitas vezes, grandes investimentos realizados para propiciar um uso setorial dos recursos hídricos são perdidos por não ser mais privilegiado no futuro. Pode ocorrer também que o uso ao qual foi realizado o investimento tornou a bacia vulnerável a atividade com potencial degradação ambiental (vide situação das bacias formadoras do mar do Aral).

2.4 – O Modelo Sistêmico de Integração Participativa: 2.4.1 – Aspectos gerais:

Em 1972 foi criada a Secretaria Especial de Meio Ambiente, vinculada ao Ministérios do Interior, que incorpora os princípios da Conferência do Meio Ambiente realizada em Estocolmo no mesmo ano. A bacia hidrográfica foi estabelecida como unidade básica de gestão, uma vez que os limites definidos pelo divisor topográfico definem um sistema fechado do ponto de vista hidrológico focado nos recursos hídricos superficiais. A partir da evolução dos primeiros comitês de bacias hidrográficas criados a partir da década de 1980, como os comitês de bacias dos rios Paraíba do Sul, Paranapanema e Doce, iniciam-se as discussões em torno dos pontos críticos da gestão dos recursos hídricos no Brasil. Em 1986, é criado o Conselho Nacional do Meio Ambiente, que estabeleceu, a partir do banco de dados do DNAEE, a classificação das águas doces, salobras e salinas em todo o território nacional, em nove classes, segundo os usos preponderantes. Conforme esclarece ANEEL e ANA (2001), havia a necessidade de estabelecer um modelo de gerenciamento que possibilitasse o desenvolvimento econômico integral da bacia, e não apenas setorial, como o existente. Deveria ser socialmente eficiente e ambientalmente sustentável. Havia a necessidade de aumentar a eficácia da geração e do emprego dos instrumentos legais, capaz de reverter o quadro existente de uma legislação caótica e fomentar, articular e coordenar programas que fossem necessários para atender as

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demandas e oportunidades de curto prazo, e não apenas o de implementar programas setoriais não integrados e de caráter transitório. O novo modelo deveria possibilitar, ainda, abordar como um todo, os problemas e oportunidades de desenvolvimento considerando o crescimento econômico, a equidade social e a sustentabilidade ambiental. O modelo deveria propiciar a incorporação de uma visão holística, ser multicriterial e não mais monocriterial (análise benefício/custo). Deveria gerar e aplicar com eficiência os instrumentos legais e econômicos necessários, integrar e articular não só as instituições públicas e privadas, mas também, as comunidades interessadas, dentro de uma concepção sistêmica e, portanto, multi e intersetorial do gerenciamento (ANEEL e ANA, 2001). Porém, o único setor que demandava por regulação era o elétrico, e por esta razão, assumia o papel de gestor dos recursos hídricos, sendo o único que dispunha de informações sobre os hídricos superficiais. Um marco referencial importante para a gestão dos recursos hídricos no País é a promulgação da Constituição do Brasil em 1988, possibilitada pela reinstalação da democracia. A nova Constituição criou condições para o desenvolvimento do Modelo Sistêmico de Integração Participativa (MSIP), e ampliou as formas de negociação social para a resolução de conflitos, adotado na definição da Política Nacional de Recursos Hídricos Brasileira. O MSIP foi concebido baseado em um novo contexto internacional sobre o meio ambiente, e possui como característica básica a incorporação de quatro tipos de negociação social de forma sinérgica: a) Econômica; b) Política direta; c) Político-representativa; e d) Jurídica.

A criação de uma estrutura sistêmica na forma de uma matriz institucional de gerenciamento é que fundamenta o modelo. A estrutura sistêmica é responsável pela execução de funções específicas e adota o planejamento estratégico por bacia hidrográfica, estabelece os instrumentos legais e financeiros e a tomada de decisão é realizada por meio

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de deliberações multilaterais descentralizadas. O princípio orientador deste novo e moderno modelo de gestão dos recursos hídricos é constituído pelos princípios de descentralização, participação e integração, revolucionários para o próprio Estado Brasileiro. A Lei no 9.433 de 1997, foi promulgada após ampla negociação, e iniciou uma nova política brasileira para os recursos hídricos. Em seu conteúdo insere-se uma das mais modernas e arrojadas propostas de gestão pública no Brasil, representando um marco histórico para a implementação do Sistema de Gerenciamento Integrado e Participativo no País. Todos os agentes envolvidos na atividade de gerenciamento dos recursos hídricos, a partir da promulgação da “Lei das Águas”, passaram a gozar de legitimidade, necessária para prosseguir em seus respectivos cursos de ação (MORAES, 2009). Esta nova Lei estabeleceu um arranjo institucional que objetiva garantir o direito igualitário de uso a todos os usuários dos recursos hídricos, e criou para tanto os instrumentos de gestão do uso dos recursos hídricos. Destacam-se, entre diversas características, a singularidade em sintetizar os princípios fundamentais do setor. Nos incisos I, V e VI do artigo primeiro, da Lei 9.433/1997, apresentam as inovações nos fundamentos da política nacional de recursos hídricos, e distinguem a água como bem comum dotado de valor econômico, institui o gerenciamento por bacias hidrográficas e determina a participação da sociedade na gestão das águas (SOUSA Jr., 2004). O primeiro aspecto, que distingue a água como bem de valor, determinou a cobrança pelo uso das águas; o segundo cria as unidades básicas de gestão dos recursos hídricos, com a compartimentação do território nacional em bacias hidrográficas e as respectivas bases para a formação de comitês de bacia hidrográfica; o terceiro determinou a participação da sociedade civil na gestão dos recursos hídricos, elegendo-a como componente fundamental no processo de gerenciamento dos recursos hídricos. Essas inovações aproximam o sistema adotado no Brasil do sistema francês de gestão das águas, que foi instituído três décadas antes, em 1964 (SOUZA Jr., 2004). Segundo Sousa Jr. (2004) essas premissas, presentes na Lei 9.433/1997, que orientaram o processo de institucionalização de maneira parecida com o que ocorreu na França, nas últimas quatro décadas. No modelo francês, o território da França foi dividido em seis bacias hidrográficas e foram criados os seus respectivos comitês de bacias.

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CAPÍTULO 1 – GERENCIAMENTO DE RECURSOS HÍDRICOS

Os comitês são constituídos por um colegiado de usuários, entidades da sociedade civil e municipalidades. Criaram e aplicaram as “redevances”, que é o instrumento de cobrança pelo uso da água, o qual também previa a cobrança pela diluição de efluentes e pela captação de água. Os comitês franceses têm um ente executivo para o financiamento e fiscalização das ações previstas no planejamento das bacias, que são as agências de água ou agências de bacias. A Tabela 2.1 ilustra as principais semelhanças e diferenças entre os dois modelos de gerenciamento, o francês e o brasileiro.

Tabela 2.1: Definições da gestão hídrica: Principais diferenças entre Brasil e França. Fonte: Sousa Jr. (2004).

Entidade Órgão central

gestor

Agências de bacia Usuários de água

FRANÇA

BRASIL

Ministério do Meio Ambiente. No caso, as seis agências de água estão vinculadas a este Ministério.

Agência Nacional das Águas (ANA) e Secretaria dos Recursos Hídricos (SRH), ambos vinculados ao Ministério do Meio Ambiente (MMA), porém com atribuições diferentes e sem definições de hierarquia. Agência definidas pelos comitês (direito privado) e uma agência reguladora (ANA) de competência federal. Detentor da outorga para captação ou diluição de efluentes.

Seis agências de água, de direito público (uma por bacia). Todo aquele que faz uso direto ou indireto dos recursos hídricos.

Por meio do MSIP emerge uma nova abordagem para a bacia hidrográfica, surgem características de tomadas de decisões descentralizadas e distribuídas. A participação permite a colaboração e engajamento de diferentes grupos de interesses, mesmo os nãogovernamentais, com objetivos claros pela proteção dos ecossistemas, e para a sustentabilidade dos recursos naturais. Esta nova abordagem difere significativamente do modelo anterior, pois na nova estrutura de gestão, o escopo central abrange diferentes aspectos:  Como já mencionado anteriormente, a negociação social se faz presente em quatro tipos: econômica, política direta, política-representativa e jurídica;  A existência de colegiados permite a democratização das ações;  Cobrança pelo uso da água;

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 Adotam-se princípios do poluidor-pagador3, usuário pagador4 e do beneficiário pagador5, como também instituiu o rateio de custos das obras de usos múltiplos entre os beneficiários. O PNRH possui seis instrumentos de gestão que estão definidos na Lei 9.433/1997, que são: a) Planos de Recursos Hídricos (que será detalhado mais adiante por ser de especial interesse ao escopo deste trabalho); b) Enquadramento dos corpos de água em classes, segundo os usos preponderantes; c) Outorga dos direitos de uso de recursos hídricos; d) Cobrança pelo uso de recursos hídricos; e) Compensação a municípios; e f) Sistema de Informações sobre Recursos Hídricos. Estes instrumentos não devem ser considerados como processos limitados à produção de documentos e regulamentos. Eles requerem a ampliação da participação dos gestores e da sociedade na sua implementação e no monitoramento e avaliação do alcance de seus objetivos.

2.4.2 – Planos de Recursos Hídricos

Barth (1987) apresenta uma definição para o planejamento bastante perspicaz, quando diz: “Planejamento no conceito da ciência econômica, onde é bastante empregado, é

a forma de conciliar recursos escassos e necessidades abundantes”. O planejamento dos recursos hídricos, considerando a disponibilidade restrita deste recurso, envolve um conjunto de procedimentos organizados que permite a orientação do atendimento das demandas de água.

3

Estabelecidos preços públicos para os recursos ambientais ou tributos sobre sua utilização ou comercialização, obrigando o poluidor a tratar total ou parcialmente seus resíduos quando do seu lançamento; 4 Aquele que não apresenta uso consuntivo, mas somente o uso do recurso; 5 A tributação é realizada em função dos benefícios gerados à comunidade, que subsidia os empreendedores para que adotem medidas corretivas nas suas atividades.

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CAPÍTULO 1 – GERENCIAMENTO DE RECURSOS HÍDRICOS

O

gerenciamento

dos

recursos

hídricos

tem

por

objetivo

assegurar

a

disponibilidade de água em quantidade e qualidade suficientes e satisfatórias para a atual e às próximas gerações. Para isso deve ser resultante de um processo de planejamento, fundamental para este modelo de gerenciamento, que busca o uso racional da água e, das medidas necessárias para minimizar problemas relacionados a esta disponibilidade de água. A Figura 2.1 ilustra o processo de planejamento dos recursos hídricos, destacando os meios em que se desenvolve. Considerando que o uso da água afeta os padrões quantitativos e qualitativos, o gerenciamento deste recurso deverá ser realizado com base em um plano multisetorial de uso, controle e proteção das águas. O Plano deve estabelecer limites aos diversos planos setoriais de uso dos recursos hídricos ao mesmo tempo em que vincula a si os planos setoriais, estabelecendo diretrizes e restrições gerais. Deve ter em vista a racionalização da apropriação do recurso hídrico e equacionar os potenciais conflitos de usos intersetoriais e dos setores de usuários com o ambiente.

Figura 2.1: Processo de Planejamento de Recursos Hídricos. Fonte: Modificado de SMA/CEPLEA, (2004).

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CAPÍTULO 1 – GERENCIAMENTO DE RECURSOS HÍDRICOS

Os Planos de Recursos Hídricos visam orientar a implementação dos instrumentos da Política Nacional de Recursos Hídricos, como também a indicar diretrizes de interação e articulação desses instrumentos (Figura 2.2). O espaço decisório para as deliberações setoriais deve ser organizado de forma a assegurar o suprimento aos usos já estabelecidos, de acordo com o previsto por regras préestabelecidas, no que se refere à quantidade à qualidade da água (ANEEL e ANA, 2001). O conteúdo mínimo previsto na Lei está complementado pelas Resoluções nos 17, de 2001, e 22, de 2002, do Conselho Nacional de Recursos Hídricos. A primeira estabelece as diretrizes para os planos por bacias hidrográficas, detalhando e recomendando os oito tópicos que o integrarão, além de apresentar um fluxograma do processo de elaboração desses planos.

Figura 2.2: Relações entre os instrumentos da Política Nacional de Recursos Hídricos. Fonte: Modificado de Moraes (2009).

A segunda resolução diz respeito às diretrizes para inserção dos estudos das águas subterrâneas nos Planos de Recursos Hídricos, incorporando a temática dos usos múltiplos da água, as peculiaridades dos aqüíferos e os aspectos relacionados não só quanto a quantidade, mas também quanto a qualidade. Os Planos de Recursos Hídricos de bacias hidrográficas serão elaborados pelas agências de bacias e submetidos à apreciação e aprovação pelos respectivos Comitês de Bacia Hidrográfica. Quando não houver Agências de Água ou entidade delegatária de suas

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funções, estes planos poderão ser elaborados pelas entidades gestoras detentoras do poder outorgante. Na inexistência do Comitê de Bacia Hidrográfica, a entidade competente ou o órgão da administração pública deverá elaborar uma proposta de Plano, juntamente com a participação dos usuários da água e das entidades civis de recursos hídricos, que deverá incluir, em sua implementação, as ações necessárias à criação do respectivo Comitê. O Comitê, depois de instituído será responsável pela aprovação do referido Plano.

2.4.3 – Etapas do Planejamento

O planejamento é um processo contínuo de um ordenamento de estratégias definidas para viabilizar um gerenciamento ou uma gestão. O planejamento elabora um plano a ser seguido pelo gerente ou gestor para que esse exerça sua atividade de uma melhor maneira possível, com menores perdas e maior eficiência. Para promover esse planejamento são criados vários cenários hipotéticos, utilizando muitas ferramentas de planejamentos com a utilização dados de cruzamento de informações e de elaboração hipóteses. Enfim, o planejamento é um procedimento organizado que objetiva a escolha de uma melhor alternativa para atingir um determinado objetivo. O processo de planejamento se desenvolve por meio de uma seqüência de etapas. A “Lei da Águas”, em seu artigo 7o estabelece oito, com o objetivo de orientar e fundamentar a implementação e o gerenciamento da política nacional ou estadual de recursos hídricos, o Plano de Recursos Hídricos. São eles: 

Diagnóstico da situação atual dos recursos hídricos. Nesta etapa é realizado todo o levantamento das condições físicas da bacia identificando os problemas existentes, disponibilidade hídrica, qualidade da água, uso e ocupação da terra, atividades econômicas desenvolvidas, quais os usos preponderantes, quais os mais impactantes, nível sócio econômico da região, planos e programas existentes, etc.;

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

Balanço entre disponibilidades e demandas futuras dos recursos hídricos, em quantidade e qualidade, com identificação de conflitos potenciais;



Análise a alternativas de crescimento demográfico, de evolução de atividades produtivas e de modificações dos padrões de ocupação do solo. Esta etapa é de fundamental importância no processo elaboração do Plano de Recursos Hídricos, pois é aqui que serão propostas as intervenções necessárias para sanar os problemas identificados na etapa de diagnóstico e propor novas ações. Este trabalho se insere nesta etapa do Planejamento de Recursos Hídricos;



Metas de racionalização de uso, aumento da quantidade e melhoria da qualidade dos recursos hídricos disponíveis;



Medidas a serem tomadas, programas a serem desenvolvidos e projetos a serem implantados para o atendimento das metas previstas;



Prioridades para outorga de direitos de uso dos recursos hídricos;



Diretrizes e critérios para a cobrança pelo uso dos recursos hídricos;



Propostas para a criação de áreas sujeitas a restrição de uso, objetivando à proteção dos recursos hídricos.

Após todas essas etapas e escolhida alternativa de melhor compromisso, finalmente então é escolhida a estratégia de ação ou um plano. A implantação desse plano é seguida por um acompanhamento do processo de gerenciamento para verificar se o plano implementado está funcionando de acordo com o esperado ou se ele se mostrou deficiente. Neste último caso, procura-se identificar quais foram os defeitos ou limitações observadas, se houve alguma mudança interna ou externa que possa ter alterado as condições inicialmente consideradas.

Desta forma, procede-se a uma reavaliação do plano e

estratégias procurando resolver o problema anteriormente identificado, re-alimentando o processo de planejamento com novas informações decorrentes dessa avaliação inicial, fechando-se o ciclo, que é repetido continuadamente e visando sempre o aperfeiçoando da estratégia de ação e conseqüentemente melhorando a gestão.

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2.4.4 – Ferramentas do Planejamento

O gerenciamento ambiental consiste na articulação conjunta de ações de diferentes agentes sociais, econômicos ou sócio-culturais na conservação e proteção do meio natural, correspondentes à fauna, flora e recursos naturais, como água, solo, ar e mar. Que objetiva disciplinar as ações antrópicas, respeitando-se as políticas estabelecidas, que garantam o desenvolvimento sustentável que, dentro de um modelo econômico mundial capitalista, significa continuar o desenvolvimento econômico-social, sem comprometer o ambiente para a atual e às futuras gerações. O gerenciamento dos recursos hídricos está contido dentro do gerenciamento ambiental, pois esse gere o uso de um recurso natural do ambiente, que é essencial à manutenção da vida. O modelo de gerenciamento Sistêmico de Integração Participativa tem por fundamento a descentralização das decisões e essas devem ser participativas. Aos Comitês de Bacia Hidrográfica cabe a tarefa de aprovar os Planos realizados pelas suas Agências, após ampla discussão em seu colegiado. Para tanto necessita de algumas ferramentas: a “Conferência de Decisão” e a “Análise Multicriterial”. 

A Conferência de Decisão: nascida no tradicional planejamento estratégico é definida como uma série de reuniões de trabalho intensivo, sem uma agenda pré-definida,

tampouco

apresentações

previamente

preparadas,

sendo

composta por grupos de pessoas preocupadas com questões complexas, podendo durar de 1 a 3 dias, dependendo da complexidade do problema. Uma característica exclusiva é a criação de um modelo, no local, para resolver o problema incorporando os dados e julgamentos dos participantes. No caso do caso de um comitê de bacia, a multidisciplinaridade dos participantes garante uma visão holística do problema. A conferência de decisão agrega um conjunto de objetivos sociais e ambientais, desenvolvidos no grupo de atores chave, que é traduzido pela obtenção de um entendimento ou compreensão compartilhada sobre o problema, nem sempre obtida em um consenso. Permite construir e desenvolver um senso de propósito comum, pois permite agregar diferentes pontos de vista, por meio da manifestação das diferentes opiniões individuais, e ainda, gera um compromisso mútuo, na direção a seguir.

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

Análise multicriterial: é aquela utilizada para auxiliar o processo de decisão na presença de grande número de alternativas e critérios sendo considerados simultaneamente. Esta análise utiliza os métodos multicriterias para a hierarquização, seleção e escolha de alternativa considerando-se múltiplos critérios simultaneamente. A análise multicriterial tem mostrado que é uma ferramenta poderosa para avaliação de projetos e seleção de cenários em diferentes fases do planejamento, mas principalmente aquelas que envolvam múltiplos decisores, ambiente e sociedade (ZUFFO, 2009 a, b). No próximo capítulo desta tese é apresentada a tomada de decisão multicriterial,

com maiores detalhes sobre os métodos multicriteriais.

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CAPÍTULO 3 – TOMADA DE DECISÃO MULTICRITERIAL

3.1 – Introdução

A tomada de decisão é uma atividade que nós humanos realizamos a todo o momento em nossas vidas, desde a hora que acordamos até a hora que vamos dormir. Elas podem ser simples tal como a escolha de um sabor para o sorvete em uma tarde de verão, como mais complexas como comprar um carro, um imóvel, ou escolher um emprego. Existem pequenas e grandes decisões, decisões fáceis e as difíceis, as simples e as complexas, as que nos orgulhamos e as que nos envergonhamos. Aprendemos com a idade e com as experiências de vida a distinguir entre as boas e más decisões, e assim criamos nosso “feeling” a respeito dos problemas da vida. Aprendemos com a história a detectar grandes erros decisórios, e como civilização, procuramos não repetir os erros de nossos antepassados. As decisões são tomadas sempre que nos deparamos com um problema a ser resolvido em que existe mais de uma possibilidade ou alternativa de solução. Muitas vezes podemos inclusive decidir em não decidir absolutamente nada.

Essa também é uma

prerrogativa de escolha. As escolhas podem ser racionais ou passionais, geralmente essa última é responsável por muitos outros problemas decorrentes desse tipo de escolha. Muitas

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vezes não conhecemos todas as variáveis do problema para uma boa escolha, e optamos por uma decisão baseada na intuição ou apostamos em um palpite, uma vez que em todo o processo de decisão a única certeza que temos é a respeito da existência das incertezas. A decisão ganhou o status de uma ciência, a ciência da decisão, ou da tomada de decisão. Por este motivo, as grandes corporações e empresas possuem um departamento dedicado exclusivamente ao processo de tomada de decisão, e que são geralmente chamados de departamento de pesquisa operacional. O nosso mundo tornou-se tão complexo que uma simples decisão pode ter enormes conseqüências se não forem tomadas com certo cuidado. A informação é muito mais valiosa do que já foi um dia no passado. As variáveis climáticas estão cada vez mais imprevisíveis, assim como as variáveis econômicas. Uma má decisão pode levar a vários anos de conseqüências funestas.

Desta forma, uma decisão pode gerar algumas

conseqüências, que podem se apresentar de forma imediata, a curto, médio ou longo prazos, ou ainda pode ser relativo a um impacto multidimensional. O processo de decisão necessita de um conjunto de possíveis soluções a um problema a ser resolvido ou remediado e essas soluções devem ser factíveis de realização, devem ainda, estarem associadas a ganhos e a perdas. As decisões racionais são as que permitem, de certa forma, criar padrões de comparações entre alternativas passíveis de escolha. Elas podem assumir critérios para a realização dessas comparações para permitir uma escolha mais científica. E justamente esta ciência da escolha ou da decisão é que permitiu a criação de métodos de auxílio à decisão, que é o tema principal desta publicação. Neste trabalho, a tomada de decisão está voltada à seleção de alternativas, baseadas em cenários elaborados para auxiliar o processo de planejamento de recursos hídricos em bacias hidrográficas.

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3.2 – Auxílio à Tomada de Decisão:

A palavra decidir é composta em latim pela associação de duas palavras de [que significa parar, extrair ou interromper], e por caedere [que significa cindir ou cortar], desta forma pode ser entendida com “deixar fluir” ou ainda “parar de cortar” (GOMES et al. 2002). Nos desenvolvimentos de recursos hídricos os programas e projetos têm focalizado, tradicionalmente, a análise dos benefícios e custos. Uma análise realista deveria incluir objetivos ambiental, social e regional, além do custo/benefício (GOICOECHEA et al., 1982; ZUFFO, 1997; ZUFFO et al., 2002). Observa-se, porém, que a realidade é por si própria multidimensional e a sua percepção pluridisciplinar. Porém, a análise de escolha múltipla, no processo de decisão global, acaba por selecionar e privilegiar um único objetivo. A análise de decisão de um único objetivo e a sua otimização, sujeita a um conjunto de restrições, não passa de um caso particular entre as situações comuns em que estão presentes os múltiplos objetivos ou critérios de decisão. Nas últimas quatro décadas, tem havido um aumento da consciência da necessidade de identificar e considerar vários objetivos, simultaneamente, na análise de soluções de alguns problemas, em particular aqueles derivados do estudo de sistemas de larga escala. Juntamente com esta consciência muitas ferramentas têm sido criadas, adaptadas e/ou mixadas com outras já consagradas, para possibilitar uma melhor escolha pelo Tomador de Decisão (DM – Decision Maker). O “Decisor(a)” ou “Tomador(a) de Decisão” é o órgão ou indivíduo que detêm o poder de definir, escolher, rejeitar e decidir. O(a) Decisor(a) pode escolher as alternativas através de um processo não estruturado, simplesmente pela avaliação dos dados e/ou pareceres de especialistas. No entanto, quando o problema é complexo e a decisão não depende de uma única pessoa, a estruturação do problema e a sistematização das respostas tornam-se fundamentais. A decisão global elabora-se de uma forma mais ou menos caótica, com base na confrontação permanente de preferências de diferentes atores ou agentes. Essas preferências movimentam-se por meio de interações concomitantes e/ou sucessivas e agem no seio dos campos de interesse e poder interveniente. O processo de decisão é constituído pelo desenrolar destas confrontações e destas interações.

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Em muitas situações a explicitação das alternativas a comparar revela-se uma fase crucial e difícil do apoio à decisão, como também, a definição dos critérios de avaliação que só são definidos após a identificação dos pontos de vista a considerar. Também são dependentes das informações e/ou banco de dados disponíveis e da confiabilidade dessas informações. Na fase de análise do sistema de estudo, quando da formulação do problema e da identificação do objetivo principal do processo de avaliação, pretende-se escolher a melhor alternativa ou, também, delimitar o subconjunto das boas, ou ainda, ordená-las decrescentemente na preferência global. Nesta fase, pretende-se comparar as vantagens e desvantagens relativas das alternativas de decisão potenciais, face a um conjunto de critérios de avaliação. Pode-se, ainda, descrevê-las e caracterizar suas múltiplas conseqüências, de maneira a facilitar a avaliação e comparação dos seus méritos e desvantagens relativos (BANA e COSTA, 1988). Na presença de vários agentes ou atores, o número de pontos de vista pode revelar-se extremamente grande, e portanto, não é possível qualquer forma de agregação, tornando-se necessária a seleção de critérios. Os pontos de vista selecionados não poderão ser muitos para que a comparação se mantenha exeqüível, mas, por outro lado, também não poderão ser poucos a ponto de negligenciarem fatores importantes e interesses fundamentais dos agentes. Na realidade, mais uma vez o número de critérios é dependente das informações disponíveis e da confiabilidade do banco de dados levantado. Outra fase de avaliação, que pode ser denominada “fase de síntese”, tem por finalidade esclarecer “a escolha”, recorrendo à aplicação de métodos multicriteriais para apoiar a modelação das preferências dos atores e a sua agregação. Essas ferramentas ou métodos permitem que o Tomador de Decisão, juntamente com os atores ou agentes envolvidos, no processo de seleção, reavaliem seus pontos de vista e preferências, possibilitando, de certa forma, um aprendizado durante o próprio processo de seleção, à busca de uma solução. Os métodos multiobjetivos (MODM - MultiObjectives Decision Making), vistos como uma extensão das técnicas de programação matemática, tornam-se particularmente adequados a problemas em que são consideradas, simultaneamente, várias funções objetivos. Geralmente esses objetivos são não comensuráveis, não podendo ser agrupados em uma única expressão matemática, ou melhor, em problemas em que exista um conjunto

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finito, porém com um número muito grande de alternativas definidas, implicitamente, através de um conjunto de restrições. Em problemas multiobjetivos pode-se obter, pelo menos, p-soluções que maximizem ou minimizem ao menos uma das funções objetivos, que seria a otimização dos objetivos individuais, e não se pode afirmar, com certeza, que qualquer dessas p-soluções seja a melhor solução para esse problema multicriterial. Pode-se, no entanto, admitir que essas soluções sejam equivalentes, em outras palavras, elas pertencem a um conjunto de soluções conhecido como “Conjunto de Soluções Não-Dominadas” ou “Conjunto das Soluções Não-Inferiores”. Assim, uma solução factível de um problema multicriterial é dita não dominada quando não existe outra solução que aumente um dos objetivos sem causar degradação nos outros. O conjunto das soluções não-dominadas (ou não inferiores) representa a ordenação parcial do conjunto das soluções factíveis.

Quando o problema

envolve um conjunto pequeno e discreto de objetivos ele geralmente é tratado como problema multicritério ou multiatributo (MCDA - MultiAtribute Decision Making), ou seja, consideram-se os critérios a serem obedecidos para o atendimento dos objetivos estabelecidos. Este problema é caracterizado por um conjunto pequeno de alternativas explicitamente definidas através das suas valorações, segundo os vários critérios. O resultado da fase de análise dessas alternativas concretiza-se em uma “matriz multicritério de avaliação”, que pode ser explicitada, como visto em Bana e Costa (1988), da seguinte forma, sejam definidos: O conjunto das alternativas:

A={a1, a2, ..., an},

(3.1)

O conjunto dos critérios de avaliação:

F={c1, c2, ..., cn}

(3.2)

e, o valor da alternativa ai, segundo o critério cj:

cj(ai)

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(3.3)

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Considerando-se que cj(ak)>cj(ah), então ak é melhor que ah segundo o critério cj, sendo ak e ah duas quaisquer alternativas de A. A matriz de avaliação será da forma apresentada na TABELA 3.1. No caso multiatributo pode-se considerar uma enumeração dos objetivos, enquanto que, no caso multiobjetivo considera-se as variáveis de decisão limitadas por restrições matemáticas (COLSON e BRUYN, 1989). Como visto, multiobjetivo é diferente de multicritério, mas na bibliografia técnica, em geral, aparecem confundidas. Segundo Braga (1987) um objetivo representa um ideal da sociedade sobre o qual existe grande consenso num certo momento histórico, enquanto que critérios ou atributos constituem a tradução dos objetivos em características, qualidades ou medidas de performance diante das alternativas de planejamento.

TABELA 3.1: Matriz de avaliação (Payoff) c1

...

cj

...

cm

a1 . . .

c1(a1) . . .

...

cj(a1) . . .

...

cm(a1) . . .

ai . . .

c1(ai) . . .

...

cj(ai) . . .

...

cm(ai) . . .

an

c1(an)

...

cj(an)

...

cm(an)

3.3 – Métodos Multiobjetivos e Multicriteriais:

A história da Análise Multicriterial tem início com o trabalho de Pareto (1896), que examinou um problema de agregação de critérios dentro de um critério simples. Definiu também o conceito da eficiência entre duas alternativas de decisão. A pesquisa operacional ganhou um grande impulso quando passou a ser utilizada como uma ferramenta de tomada de decisão no cenário militar inglês e norte americano durante a Segunda Guerra Mundial (GOICOECHEA et al., 1982; HILLIER e LIEBERMAN,

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1988; MAYS e TUNG, 1992; HIPEL, 1992 entre outros). A partir de então uma variedade de ferramentas matemáticas tem sido desenvolvidas e aplicadas a diferentes atividades. Com o término da Segunda Grande Guerra essas ferramentas passaram a ser aplicadas principalmente em engenharia, na gestão de empresas, nos diversos níveis da administração pública e empresarial, nos negócios em geral, entre outras. Esses problemas são largamente caracterizados pela necessidade de alocar recursos limitados para um conjunto de atividades em áreas de aplicação tão diversas em que estão presentes e devem ser ponderados vários objetivos, muitas vezes conflitantes entre si, o que faz com que, nesses casos, a chamada “Tomada de Decisão Multiobjetivo” seja relevante. Koopmans (1951) desenvolveu o conceito do vetor eficiência ou vetor não dominado, muito utilizado na programação matemática multiobjetivo, em seu trabalho sobre atividade de análise de produção e alocação. Posteriormente, em 1952, Markowitz utiliza esse conceito em seu trabalho sobre seleção de Portifólio, (PARDALOS et al., 1995). Em 1961, Charnes e Cooper desenvolveram o método multicriterial conhecido como “Programação de Metas”, utilizando as idéias de Koopmans. O desenvolvimento do método de Programação de Metas continuou direcionado pelos trabalhos de Ijiri (1965), Lee (1972) e Ignízio (1976), citados por Pardalos et al. (1995). Também em 1976, Keeney e Raiffa desenvolveram a teoria e métodos para aplicação multiatributo. A partir de então, a tomada de decisão de múltiplo critério (MCDM - Multiple Criteria Decision Making) tornou-se uma das ferramentas, no campo de pesquisa da ciência de gerenciamento, ou pesquisa operacional, mais utilizadas internacionalmente e em diferentes áreas do conhecimento (KORHONEN, et al. 1992). Segundo Goicoechea et al. (1982) foram Kuhn e Tucker (1951) que rigorosamente estabeleceram as condições necessárias para um ponto não dominado, provendo as bases para desenvolvimentos subseqüentes dos métodos dos “pesos” e das “restrições - ”. Na década de 70 a pesquisa em MCDM caracterizou-se pelo desenvolvimento dos fundamentos teóricos da programação matemática múltiplo objetivo e dos procedimentos dos algorítmos para a resolução de cada problema. Destaca-se, nesse período, problemas envolvendo programação linear multiobjetivo (MOLP - MultiObjective Linear Programming). Já na década de 80, a maior preocupação, entre os pesquisadores americanos, foi a de enfatizar a otimização dos processos de análise multiobjetivo como suporte à Tomada de Decisão, auxiliando os Tomadores de Decisão (DM - Decision Markers). Nesse período, as

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pesquisas visavam, de certa forma, a captura do procedimento decisão/escolha do atual DM, ao invés de procurar resolver problemas bem estruturados e baseados em suposições hipotéticas e irrealistas a cerca da estrutura de preferência e procedimentos do DM (KORHONEN et al., 1992). Sobre essa linha de

pesquisa americana

recaíram algumas

críticas de

pesquisadores europeus, principalmente a de Bernard Roy, na França, que levantou duas preocupações cruciais sobre o MCDM. A primeira crítica diz respeito ao objetivo principal da abordagem americana, que é a de descobrir ou descrever algo que é visto como uma entidade fixa ou sempre presente que é o DM. Esta entidade pode ser definida por uma forma analítica exata de uma função de utilidade, por um parâmetro ótimo “a” a ser buscado, ou ainda, por valores e ponderações sobre os “Pontos de Vista” a serem usados na agregação. A segunda preocupação levantada é quanto aos esforços dos pesquisadores em buscar a otimização das funções objetivos, baseando-se em teoremas, corolários, conceitos e axiomas na procura da tão esperada “Solução Ótima”. Isso poderia levar a uma imposição do resultado ao Decisor, como sendo a “melhor solução” ou a “solução mais racional”, pois esta foi direcionada segundo as preferências levantadas. Em muitos casos, consideram ainda a existência de uma função de preferências que representaria o pensamento do decisor, podendo essas preferências ser divididas em três técnicas distintas: 3.3.1) Técnicas que geram o conjunto das soluções não dominadas - Estas técnicas consideram um vetor de função objetivo, utilizando-o para gerar um conjunto de soluções não dominadas. Essas técnicas não consideram as preferências do decisor, baseando-se somente nas restrições físicas do problema. 3.3.2) Técnicas que incorporam preferências do decisor - Esses métodos captam progressivamente as preferências do decisor, oferecendo uma seqüência de soluções, que convergem a uma solução final. As variáveis de decisão podem ser contínuas ou discretas, dependendo do tipo do problema. Algumas técnicas são aplicadas exclusivamente aos problemas contínuos e outros as discretos, mas também existem aquelas que agregam ambos. 3.3.3) Técnicas que utilizam uma articulação progressiva das preferências - A esse conjunto de métodos estão aqueles que trabalham com uma função dinâmica de

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valor e param quando se atingiu uma situação em que o decisor está satisfeito com a solução encontrada. São conhecidos como “métodos não dirigidos”. Ao distinguirem-se da corrente americana, quanto ao caráter do uso e ao conceito dos métodos multicriteriais, os europeus passaram a denominar essas ferramentas como “Métodos Multicriteriais de Auxílio à Decisão” (MCDA - MultiCriteria Decision-Aid), criando-se assim a chamada “Escola Européia”. Esta escola busca, com a utilização dos métodos multicriteriais, a “Solução de Melhor Compromisso”, não necessariamente a solução mais racional como a pregada pela “Escola Americana”. Os principais conceitos da “Escola Européia” são: 1) A não existência de um problema isolado; 2) Cada observador vê o problema de forma diferente segundo seu sistema de valores; 3) Dependência do observador para a elaboração e estruturação do problema; 4) A não segregação dos elementos objetivos dos subjetivos pois, dentro do processo decisório, eles possuem interconexão; 5) O decisor pode modificar os seus pontos de vista iniciais à medida que vai aumentando, durante o processo de seleção de alternativas, seu conhecimento sobre o problema. Os métodos, em Análise Multicriterial (MA), são classificadas de acordo com as técnicas de resolução do problema pela "Escola Americana" e, segundo o tipo de agregação pela "Escola Européia". Essa última admite que os limites entre as categorias de métodos sejam um tanto quanto vagos. Roy (1985) propôs as seguintes categorias: 1) Critério de aproximação única de síntese, desconsiderando qualquer incompatibilidade; 2) Aproximação hierárquica de síntese, aceitando incompatibilidades; 3) Aproximação do julgamento local interativo, com interações tipo tentativa e erro. SHARLING (1985) denomina essas três categorias de acordo com os métodos de agregação de que se utilizam: agregação completa, parcial e local, respectivamente. Vincke (1992) classifica-os por: 1) Teoria da Utilidade MultiAtributo (MAUT - MultiAttribute Utility

Theory); 2) Métodos de Relações Hierárquicas (Outranking) e 3) Métodos Interativos. Zionts (1992), citado em Pardalos et al. (1995), classifica os MA em quatro grupos: 1) Programação

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Matemática MultiCriterial; 2) Alternativas Discretas MultiCriteriais; 3) Teoria da Utilidade MultiAtributo e 4) Teoria da Negociação. A existência de uma linha tênue que separa as diferentes categorias de métodos dificulta uma clara divisão entre eles. Esta linha às vezes, pode ser considerada como sendo uma faixa de transição entre as famílias. Nessa interface um mesmo método poderia ser incluído em diferentes categorias, pois poderia, por exemplo, estar baseados nos métodos de programação matemática, utilizando-se de procedimentos interativos com a inclusão de algum tipo de função de utilidade que pode ou não ser aditiva. Pardalos et al. (1995) propõem outra estrutura de classificação dos métodos, também, dividindo-os em quatro categorias distintas, a saber: 1) Programação Matemática Multiobjetivo; 2) Teoria da Utilidade Multiatributo; 3) Relações das Aproximações Hierárquicas (Outranking), e 4) Métodos Baseados na Desagregação de Preferências.

3.4 - Classificação dos Métodos:

Os métodos serão classificados segundo proposta de Pardalos et al. (1995), por ser a mais recente e abrangente. Sabe-se, no entanto, que esta classificação ainda é limitada, porém, com o crescente número de métodos e teorias, é a que consegue separálos em um pequeno número de grupos mais ou menos similares. Zuffo (1998) sugere que se acrescente mais uma classe de métodos, cujo desenvolvimento atual parece merecer esta distinção, trata-se dos métodos baseados na Lógica Nebulosa (Fuzzy Logic – FL).

CLASSE I -Família de Métodos Baseados na Programação Matemática Multiobjetivo: Na categoria dos métodos de programação matemática estariam incluídos todos os métodos baseados no trabalho de Koopmans (1951). Alguns métodos interativos farão parte deste grupo, pois, a partir da década de 70, muitos procedimentos matemáticos foram desenvolvidos para superar a dificuldade criada pelo tamanho do conjunto não dominado, que prejudicava a escolha da solução final. No entanto não utilizam explicitamente funções de valor ou de utilidade - na formulação matemática do método. Nesta família de métodos

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estão aqueles baseados na busca das soluções não-dominadas ou não inferiores, como já abordado no item 3.2. Outro grupo de métodos também pertencentes a esta família são os métodos baseados na distância e/ou nas condições de otimalidade de Kuhn-Tucker (1951). CLASSE II - Família de Métodos Baseados na Teoria da Utilidade Multiatributo (MAUT): Na categoria dos métodos baseados na teoria MAUT estão aqueles que consistem em modelar as preferências do decisor através de função de valor, que representam a decisão de acordo com certezas do DM. Podem também representar a decisão do DM de acordo com suas incertezas, através de uma função de utilidade, em que é assumida a validade do modelo de atividade aditiva (PARDALOS et al., 1995). Os parâmetros dos modelos de utilidade de decomposição são estimados de uma forma direta, baseados em algumas informações obtidas do DM do julgamento dos critérios de valores. Alguns métodos interativos farão parte deste grupo por adotarem alguma função de utilidade explicitamente na formulação matemática multiobjetivo. CLASSE III - Família de Métodos ou Ferramentas Baseados nas Aproximações Hierárquicas: O conceito desta família de métodos hierárquicos ou ferramentas de auxílio à tomada de decisão nasceu das dificuldades encontradas em diversos problemas concretos e é atribuída a Bernad Roy. Roy (1968) apresenta o método ELECTRE I (ELimination Et Coix

Traduisant la REalité) que é baseado na representação relacional das preferências do decisor. A partir de então criou-se várias derivações do método gerando assim a “Família

ELECTRE”. Outros métodos hierárquicos também foram desenvolvidos, mas não derivam diretamente da “Família ELECTRE”. Esta categoria de métodos é muito utilizada pela “Escola Européia” por não incluir, em seu arcabouço, um direcionamento ou um “vício”, que seria considerado como sendo as preferências do(s) tomador(es) de decisão representado através de funções. CLASSE IV - Família de Métodos Baseados nas Aproximações de Desagregação de Preferências: Esta família de métodos, baseados na análise da desagregação, é freqüentemente utilizada para a modelação das preferências do DM, que pode ser um indivíduo ou um grupo, utilizando-se da Teoria da Utilidade Multiatributo (MAUT). Nos métodos pertencentes a esta família os parâmetros são esti-mados através da análise de todas as preferências do DM,

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assinaladas para algumas alternativas de referências, que pode ser feita através de comparação por pares, hierarquizações, aproximações baseadas em regressões, etc. Conhecidas as preferências subjetivas do DM o problema passa a ser a estimação de uma função utilidade aditiva que torne possível a consistência das informações levan-tadas. Difere da família dos métodos MAUT porque seus parâmetros são indiretamente estimados e também porque o problema principal passou a ser a estimação de uma função utilidade aditiva. Em seu trabalho, Zuffo (1998), faz um levantamento de 96 diferentes métodos multicriteriais e seleciona 5 métodos para o estudo de planejamento ambiental de recursos hídricos que assumiu ser do tipo determinístico. Adotou escalas iguais para todos os critérios e concluiu que estas escalas deveriam ser diferenciadas pois a disponibilidade e qualidade dos dados disponíveis variavam de critério para critério, indicando robustez ou fragilidade das informações levantadas. Desta forma, haveria a necessidade de incluir incertezas nas informações disponíveis, o que transformaria o problema em probabilístico. Assim, propõe, para futuros trabalhos, o estudo de métodos probabilísticos e os pertencentes a família de métodos baseados na teoria da lógica nebulosa (Fuzzy-Logic), que também incorporam incertezas.

3.5 – Funções de Valor:

As funções de valores são aquelas utilizadas para avaliar o desempenho de cada uma das alternativas, segundo um critério específico. Elas representam, de acordo com o objetivo(s) específico(s) da análise, o grau de satisfação que o DM ou os técnicos que avaliam o critério consideram como desejável ou indesejável. Essas funções de valores representam, numericamente, o comportamento esperado para um critério específico, para as diferentes alternativas avaliandas. Os critérios representam o comportamento desejável para um determinado objetivo específico, pois um mesmo critério, utilizado em diferentes problemas de tomada de decisão, com objetivos distintos, podem ser representados por funções de valores completamente diferentes, por exemplo: Imaginemos dois tipos distintos de seleção de candidatos a duas funções distintas:

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a primeira refere-se a escolha de um jóquei e a segunda, a seleção de um lutador de sumô (luta tradicional japonesa). O critério “peso” seria comum a ambos problemas, porém, com funções completamente diferentes. Para a escolha do jóquei, que imporá seu peso sobre o cavalo, é importante não sobrecarregar o animal, poupando-lhe esforços durante a corrida para viabilizar sua vitória na prova. Neste caso, quanto menor o peso do jóquei melhor para o conjunto homem/cavalo. Para a outra seleção, a escolha do lutador de sumô, é importante que o candidato tenha uma massa corporal maior, para dificultar seu oponente em removê-lo do tatame, neste caso, quanto maior for o peso do lutador, maior vantagem teria na luta. Ou seja, um mesmo critério “peso”, mas com funções completamente distintas. Os critérios do tipo “quanto maior melhor” - que aqui seria o peso do candidato a lutador de sumô - são representados por funções crescentes, que atribuirão uma melhor nota aos critérios, segundo ganhos na performance daqueles critérios específicos. Neste caso, para cada candidato seria atribuída uma nota (valor) para seu peso, quanto maior o peso, maior será a nota, e assim para critérios do tipo: lucratividade, disponibilidade e/ou qualidade de água, bem-estar-social, conforto, etc. Da mesma maneira, um critério do tipo “quanto menor melhor”, que geralmente representam aqueles impactos não desejáveis, são representados por funções decrescentes, critérios do tipo: perdas de receita ou prejuízos, poluição, custos, ruído, etc. Em nosso exemplo, a todo candidato a jóquei seria computado um valor (nota) para o critério “peso”, e para esta função, aqueles candidatos que tiverem pesos menores, levarão vantagem sobre os candidatos mais pesados, para este critério isolado. Lembrando que o grau de importância entre os diferentes critérios é garantido por seus pesos. Uma função de valor poderá então assumir qualquer “forma”, contínua ou não, que represente o entendimento do DM ao problema em questão. Poderá ser linear, quadrática, potencial de qualquer ordem, exponencial, logarítmica, etc. Em que para a menor diferença entre alternativas, acarretará uma atribuição de diferenças em valores aos seus critérios. Pode-se, no entanto, privilegiar as alternativas que possuem melhores desempenhos aos comportamentos esperados para essas funções, utilizando-se funções não lineares que atribuem notas altas para as alternativas que possuem desempenhos próximos ao desejável e ao mesmo tempo atribuam notas mais baixas para as alternativas que estão fora deste intervalo-meta.

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Vários são os exemplos de funções de valores que estamos acostumados a ver, sem saber que se tratam de funções de valores. Na área de gerenciamento de recursos hídricos, a metodologia mais comumente para o enquadramento dos cursos d’água é o IQA elaborado pela Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental, órgão ligado à Secretaria de Meio Ambiente do Estado de São Paulo. O IQA (Índice de Qualidade da Água) da CETESB (CETESB, 2009), possui uma formulação matemática que nada mais é que uma simplificação de um método multicriterial clássico, o “Cooperative Game Theory” (CGT).

O IQA é determinado pelo produtório

ponderado de nove parâmetros indicadores da qualidade das águas, correspondentes aos parâmetros: temperatura da amostra, pH, oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio (5 dias, 20oC), coliformes fecais, nitrogênio total, fósforo total, resíduo total e turbidez (ZUFFO e GENOVEZ, 2006). Esses parâmetros são representados por funções de valores, que no IQA são chamados de “curvas médias de variação qualidade das águas”. A Figura 3.1 ilustra três funções de valores utilizados pela CETESB na definição de seu Índice de qualidade das Águas, os quais podemos citar como exemplo de funções decrescente, crescente e de saturação de faixa de valores, ilustrados pelos parâmetros “Oxigênio Dissolvido”, “coliformes fecais” e “pH”, respectivamente. Uma função com “ponto de saturação” é aquela em que uma determinada faixa de ocorrência possui as notas mais altas, valores que se afastam desta faixa recebem valores menores, e quanto maior a distância desta faixa ou valor específico, menores serão os valores atribuídos. No exemplo da Figura 3.1, o pH próximo ao pH neutro (faixa compreendida entre 6,5 a 8) recebem as notas mais altas, que vão decaindo a medida em que se afastam do pH correspondente ao número “7” (107).

Figura 3.1 – Exemplos de funções de valores, crescente, decrescente e com ponto de saturação. Fonte: CETESB (2009).

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CAPÍTULO 4 – LÓGICA NEBULOSA (Fuzzy Logic)

4.1 – Introdução

Nos últimos 40 anos, pesquisadores das mais diferentes áreas têm trabalhado com a teoria da lógica fuzzy, também chamada de lógica nebulosa, ou ainda lógica difusa. Esta teoria foi inicialmente proposta pelo matemático Lofti Asker Zadeh (1965) para permitir a consideração matemática de termos que representavam uma inexatidão, que por sua vez resultavam em termos pobres ou imprecisamente definidos matematicamente, porém, largamente utilizados por operadores humanos. Muitas vezes o que é perfeitamente compreendido em linguagem comum, não pode ser claramente expresso em termos matemáticos. A estratégia que nós humanos utilizamos também é de natureza imprecisa e passível de ser expressa em termos lingüísticos. Muitas das escalas lingüísticas não podem ser perfeitamente representadas matematicamente, pois não são números, e sim palavras ou sentenças na linguagem natural tais como: “excelente”, “muito bom”, “bom”, “satisfatório ou razoável”, “ruim”, “muito ruim” ou “péssimo”. Como são definidos os valores para essas escalas? Quando termina um e quando começa o outro? Qual o limite que separa o “muito bom” do “bom” ou o “muito ruim” do “péssimo”, como representar esta escala de valores numericamente?

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Esses problemas de valorações semânticas ou lingüísticas não são novos. O filósofo grego da antiguidade, Aristóteles [384-322 AC] já afirmava: “É a marca de uma mente instruída ficar satisfeita com aquele grau de precisão que a natureza do assunto admite, e não buscar exatidão onde só uma aproximação da verdade é possível”. A lógica de Aristóteles não admitia imprecisão na verdade! O filósofo grego a quem é creditado o estabelecimento da lógica ocidental – a lógica binária, que somente admite a oposição do verdadeiro ao falso, a lógica que não admite graus de verdade entre esses dois extremos – não conseguia definir com exatidão a “verdade”, e teve que se satisfazer apenas com a aproximação desta “verdade”, o que não deixa de ser irônico. A lógica fuzzy tornou-se importante porque no mundo em que vivemos os fatos não são apenas constituídos por verdadeiro ou falso, pois esta lógica suporta os raciocínios aproximados, ao invés de exatos. Segundo Malluta (2004) a distância em que existe entre a capacidade criativa do Homem, representada pelo seu raciocínio as vezes de forma incerta, impreciso, difuso ou nebuloso, e a capacidade de solução que os computadores proporcionam, de natureza precisa e lógica, pode ser eliminada. Essa distância não mais existiria caso os computadores passassem a incorporar o raciocínio difuso ou nebuloso em seu processamento, ou seja, os tornariam inteligentes. A lógica fuzzy, somente há poucos anos ganhou crescimento no número de pesquisas, o que vem possibilitando o desenvolvimento da Inteligência Artificial (IA), que permitiu uma revolução no desenvolvimento de máquinas com controladores fuzzy, que são encontrados em eletrodomésticos que vai do aspirador de pó ao ar condicionado, dos robôs autônomos e móvies até os ships fuzzy (KOSKO, 1992; WATANABE, 1992; TSOUKALAS, 1997, entre outros). A lógica nebulosa permite ainda a representação mais apropriada das incertezas, muito utilizadas em problemas de IA. É ela que suporta os modos de raciocínio que não são exatos, muito pelo contrário, ela suporta os aproximados. A lógica fuzzy é uma técnica que incorpora a forma humana de pensar, ou melhor, o processo que o Homem utiliza para inferir conclusão baseada em informações que ele já conhece. As incertezas estão presentes em muitas áreas e na maioria dos projetos da engenharia. Para Ross (2004), a maioria dos textos em engenharia não endereça as incertezas nas informações, modelos, e soluções que são inerentes aos próprios problemas. Quanto mais complexo for um sistema, mais imprecisas ou inexatas serão as informações que temos para caracterizar aquele sistema. Isso leva a acreditar então, que a precisão,

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CAPÍTULO 1 – GERENCIAMENTO DE RECURSOS HÍDRICOS

informação e complexidade, infalivelmente relativas aos problemas possam nos levar a uma eventual solução. Além do mais, para maioria dos problemas que enfrentamos, segundo a sugestão do Professor Zadeh, o que melhor podemos fazer é aceitar algum nível de imprecisão.

4.2 – Lógica nebulosa

Segundo Barros e Bassanezi (2006), a palavra Fuzzy não foi traduzida para diferentes idiomas por não encontrar um paralelo direto com a palavra “fuzzy” e seu significado, que o traduziria tão bem como no idioma inglês, que tem por significado “incerto”, “vago”, “impreciso”, “subjetivo”, “nebuloso”, “difuso”, etc. Em português, mesmo que a palavra fuzzy tenha sido traduzida por “nebuloso” ou ainda “difuso”, em inúmeros trabalhos encontramos essa teoria representada pela palavra no original em inglês como “lógica fuzzy”, “conjuntos fuzzy”, ou “matemática fuzzy”. Mas o que difere a lógica tradicional da lógica difusa ou nebulosa? A lógica tradicional pode ser definida como a “Ciência dos Princípios Formais Normativos da Racionalidade”, enquanto que a lógica nebulosa pode ser definida como os “Princípios Formais da Racionalidade Aproximada”. Neste contexto, a Figura 4.1 procura representar as diferentes formas de lógicas estruturadas. A lógica booleana define o verdadeiro ou o falso, não tolerando a indefinição ou a incerteza (Lógica associada ao ocidente, a Aristóteles). Na matemática as álgebras boolenas são estruturas que “capturam a essência” das operações lógicas E, OU e NÃO, bem como das operações da teoria dos conjuntos Soma, Produto e Complemento. A lógica multivalorada (ou multivalente) representa um valor indefinido, variando em um intervalo compreendido entre o verdadeiro e o falso. Na lógica de Lukasiewicz consideram-se três possíveis valores para as orações em lugar dos dois valores “verdadeiro ou falso” da lógica booleana, para permitir um estado intermediário como o “possível”. Só aparecem em lógicas avançadas, e foi esta lógica que Zadeh (1965) utilizou para criar sua teoria da lógica fuzzy.

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A lógica nebulosa quantifica o grau de precisão dessa incerteza, e é uma generalização da lógica boolena que admite valores lógicos intermediários entre a falsidade e a verdade (como o “talvez”). A lógica nebulosa pode então ser definida como sendo “um tipo de imprecisão que está associada com...”, ou ainda como “a classe em que não há transição de forma e entre um elemento que pertence ou não pertence a um conjunto”. A lógica nebulosa pode ser aceita como aquela ferramenta que mais precisamente representa a forma de pensar humana (MALLUTA, 2004).

Lógica Booleana

Não

Lógica multi-Valorada ou Multivalente

Não

Lógica Fuzzy

Não

Talvez Sim

Sim

Sim

George Boole (1815-1864)

Jan Lukasiewicz [1878-1956]

Loft Asker Zadeh [1921-atual]

Figura 4.1- Representação do conhecimento especialista, segundo os sistemas de lógica.

Durante os dez anos após a proposta da lógica nebulosa pelo Prof. Zadeh, décadas de 60 e 70, foram propostos os fundamentos matemáticos dessa nova teoria nascente, mas resultaram em poucas aplicações práticas no período. Nas décadas de 80 e 90, a teoria fuzzy

foi aplicada a diversas áreas, como reconhecimento de desenho em

processamento de imagem, lingüística, tomada de decisão, teoria do aprendizado, algoritmos, sistemas de controle, etc (DHINGRA e MOSKOWITZ, 1991). A primeira aplicação da teoria da lógica nebulosa no processo de tomada de decisão foi apresentada por Bellman e Zahed em 1970. Um dos trabalhos que se destacam nesta fase, por ser talvez o pioneiro na aplicação da lógica fuzzy, é atribuído a Mandami e

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Assilian (1975), que a aplicaram em controle de processo utilizado em máquinas de lavar, televisões, câmeras entre outros. A partir de então, um número maior de trabalhos foi desenvolvido, mas a estrutura matemática ainda apresentava dificuldades de aplicação, sendo necessárias ainda algumas simplificações. Nessa linha de estruturação da matemática fuzzy aparecem os trabalhos de Gaines (1976), Jain (1976), Dubois e Prade (1978, 1979), Prade (1979), Yager (1981), Kaufmann e Gupta (1991), McNeill e Thro (1994). Esses trabalhos procuravam facilitar ou simplificar os procedimentos matemáticos necessários à aplicação da teoria nascente, visto que a complexidade das operações matemáticas e a falta de recursos computacionais na época dificultavam a sua aplicação. Verificou-se um aumento da utilização da teoria fuzzy, a partir do advento do computador e principalmente depois de sua popularização por meio dos PCs (Personal Computers). A álgebra entre os conjuntos fuzzy não segue a teoria clássica usual, motivo este que muitos matemáticos rejeitavam esta teoria. As principais críticas vinham de alguns engenheiros de processos e a maioria dos estatísticos, que sustentavam que teoria da probabilidade era a única que rigorosamente descrevia as incertezas, e desta forma, a matemática tradicional tinha ferramentas suficientes para resolver quaisquer problemas que envolviam essas incertezas. Porém, muitos problemas só puderam ser resolvidos a partir deste novo ferramental matemático proporcionado pela lógica nebulosa. Muitas variáveis utilizadas em nosso cotidiano, transmitidas e perfeitamente compreendidas lingüisticamente puderam, com a matemática fuzzy serem representadas matematicamente. Essas variáveis lingüísticas, oriundas da necessidade de distinção entre graduações de qualificações, que sempre participaram de processos de decisão informal ou intuitivo, passam a ganhar espaço também nos processos de decisão mais estruturados ou científicos. A formulação matemática de um conjunto fuzzy proposto por Zadeh está baseada no fato de que, para qualquer conjunto clássico, esse pode ser caracterizado por uma função. Algumas vezes, esses conjuntos clássicos são chamados de conjuntos crisp.

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4.2.1 - Conjuntos Crisp (ou Clássicos)

Para a organização de uma sociedade é necessário algum tipo de sistematização das informações, agrupamentos de conjuntos, classes, categorias e assim por diante. Neste contexto aparecem os diversos conjuntos para classificar ou arrumar uma peculiaridade específica, tais como os diferentes ministérios, secretarias, escolas, times de futebol, selos, agremiações, organização de livros em bibliotecas, mapotecas, videotecas, etc (NAVARES, 2007). Assim sendo, surge uma caracterização dicotômica para a informação que especifica esta informação, da qual ela estará ou não contida em um determinado conjunto, coleção ou categoria. Estes conjuntos definem um universo do discurso, X, como uma coleção de todos os objetos que possuem a mesma característica (ROSS, 2004). Essa necessidade de organização deu origem à noção dos conjuntos. Os elementos individuais no universo X serão denotados por x. As características dos elementos em X podem ser discretas, inteiros contáveis ou valores contínuos quantificáveis sobre uma linha real (ROSS, 2004). Segundo Klir e Yuan (1995) existem três métodos básicos para a definição dos conjuntos de um dado universo X. São eles: Para elementos de um conjunto que podem ser enumerados, são representados por conjuntos finitos:

A  a1 , a2 , a3 , , an  Para elementos de um conjunto em que possuam uma propriedade satisfeita:

A  x Px  Para elementos de um conjunto A que são caracterizados por uma função característica  A  . A função característica mostra quais elementos de X são membros do conjunto A, pois em um conjunto “crisp” um elemento x no universo X é ou não é um membro do conjunto A:

1   A x    0 

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se

e somente se x  A 

se

e somente se x  A

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 A x  : X  0,1

(4.1)

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Em que o símbolo

 A x  dá a indicação de uma característica não-ambígua do elemento x

no conjunto A, de pertencer ou não pertencer ao conjunto (SILVEIRA, 2002; ROSS, 2004). Existe uma diferenciação entre números fuzzy, os ditos números fuzzy normais e os nãonormais. Os números fuzzy normais são aqueles em que a função característica varia de zero a um  A x  : X  0,1. Para os não normais a função característica varia de zero a um menor que um. A função característica representa um mapeamento do conjunto do universo no conjunto {0,1}, para os números fuzzy normais, e que discrimina entre todos os elementos de X aqueles que, de acordo com um critério definido, pertença ou não ao subconjunto A, estabelecendo uma fronteira bem definida, dividindo o conjunto do universo em duas partes (ORTEGA, 2001). O elemento x pertencerá ao conjunto A se caso de

 A x  =1 e não pertencerá no

 A x  =0, conforme apresenta a Figura 4.2. No exemplo da Figura 4.2 se xb a função característica assume o valor zero (  A x  =0), mas se estive contida no intervalo a W-. A relação de preferência é utilizada para formar um gráfico em que cada nó representa uma alternativa. Após a construção do gráfico o passo seguinte é a determinação do Kernel (parte mais importante do gráfico). Os nós contidos no Kernel representam aquelas alternativas que são preferidas sobre as relações básicas de ordenação. Nenhuma alternativa Kernel domina outra alterantiva também pertencente ao conjunto Kernel. Cada sistema fora do Kernel é dominado pelo menos por um sistema Kernel. Os sistemas fora do Kernel são eliminados para efeito de considerações futuras. A Figura 5.9 ilustra um exemplo de gráfico concebido pelo método ELECTRE I, em que o Kernel é definido pelos nós 2, 4 e 5. O DM geralmente escolhe dois pares para p e q, que representam a estrutura de preferência “Forte” e outra “fraca”. Esses dois pares geram dois gráficos distintos: o gráfico da preferência forte (GF) e o de preferência fraca (Gf), que serão os dados de entrada para o método ELECTRE II.

7 8

6

5

1

4

2 3

Figura 5.9: Representação de gráfica de estrutura de preferência gerada pelo método ELECTRE I.

5.6.5 – Método ELECTRE II

O método ELECTRE II foi desenvolvido por Roy e Bertier (1971, 1973) e é uma extensão do primeiro método, ou melhor, ele necessita como dados de entrada os dois

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gráficos produzidos pelo ELECTRE I, representando uma estrutura de preferência forte e outra fraca. Essencialmente o ELECTRE II estabelece uma ordenação completa sobre um conjunto de alternativas, inicialmente consideradas, que satisfaça: 

O teste da concordância, em que a medida da concordância está acima de um nível mínimo de aceitabilidade;



O teste da discordância, em que a medida da discordância está abaixo de um nível máximo tolerável de discordância. As definições de concordância e discordância do ELECTRE II diferem daquelas

apresentadas para o ELECTRE I (GOICOECHEA et al., 1982). O índice de concordância válido para o ELECTRE II é o seguinte:

W  W  i, j  ci, j    W W  W 

(5.14)

Como visto na Equação (5.14), para o ELECTRE II, o “Fator” discutido anteriormente no item 6.4 é inexistente ou é assumido igual a unidade. Do gráfico produzido pela preferência forte (GF) resulta de valores (p, q) estritos, por exemplo: p=0,70 e q=0,20. Do gráfico produzido pela preferência fraca (Gf), obtêm-se os valores

(p, q) relaxados, ou

melhor, mais condescendentes, por exemplo: p=0,50 e q=0,30. Esses valores limites foram adotados para a utilização neste trabalho. O procedimento de ordenação do método ELECTRE II é formado por dois estágios distintos. No primeiro estágio, definem-se as classificações progressiva e regressiva, e o segundo estágio, obtêm-se a classificação final, através da média das duas classificações anteriores. No primeiro estágio, a classificação progressiva {v’(x)}, é obtida da seguinte maneira: reduzse os circuitos de GF e determina-se o conjunto B das ações que não estão fortemente preferidas por qualquer outra ação; dentro deste conjunto, os circuitos de Gf são reduzidos e determina-se o conjunto A1 de ações que estão fracamente preferidas por qualquer outra ação de B. O conjunto A1 é a primeira classe da ordenação e o procedimento é iniciado novamente para o conjunto remanescente, até completar a pré-ordenação.

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No segundo estágio, a classificação regressiva {v”(x)}, é constituída de forma análoga à primeira, mas inicia-se com a classe das piores ações (aquelas que não possuem outra ação preferida) e vai subindo na escala até as melhores ações. As duas pré-ordenações obtidas, geralmente, não são as mesmas: comumente elas são próximas. Neste caso o DM pode escolher a média entre as duas, como definido pela Equação (5.15), caso contrário, deve-se redefinir o problema e reaplicar o método.

m( x ) 

v 'v '' , x  X 2

(5.15)

Esta ordenação nem sempre proporciona uma resposta muito boa na ordenação das alternativas. Muitas vezes uma ou várias alternativas são classificadas como boas na primeira ordenação, pois são as primeiras a serem eliminadas do Kernel. Quando realizado a segunda ordenação, a ordenação regressiva elas também são as primeiras alternativas a saírem do Kernel, e que na reordenação seriam as últimas classificadas. Utilizando a Figura 5.9 como exemplo, na ordenação progressiva, as alternativas 1, 2, 6 e 7 seriam elegíveis para saírem do Kernel, se as flechas fossem invertidas as alternativas elegíveis a deixarem o Kernel seriam novamente as alternativas 6 e 7, além da alternativa 3. Na primeira classificação, supondo que as quatro alternativas tivessem deixado o Kernel receberiam a primeira classificação. Na segunda ordenação, a regressiva, as primeiras alternativas a saírem do Kernel seriam as últimas classificadas, desta forma, as alternativas 6 e 7 seriam as melhores alternativas, segundo a classificação progressiva e, ao mesmo tempo, seriam as últimas classificadas, segundo a ordenação regressiva, o que é uma incoerência deste sistema de ordenação.

5.6.6 – Propostas de Modificação da Hierarquização do método ELECTRE

A preocupação com os resultados fornecidos no trabalho de Zuffo et al. (2002) gerou o interesse em procurar a real causa do baixo desempenho do método ELECTRE na hierarquização das alternativas. Esta busca identificou uma das prováveis causas dessa falha na estrutura do método: a equação (5,15), responsável pela hierarquização final do método ELECTRE II.

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A equação (5.15) realiza a média aritmética entre as ordenações progressiva e regressiva que, quando apresentam ordenações diferentes, o DM pode assumir a ordem média entre as ordenações. Zuffo e Santos (2002) definiram um outro parâmetro que foi chamado de IC (InConsistência). O parâmetro IC representa o grau de inconsistência verificado entre as duas ordenações e é obtido pela seguinte expressão:

ICx   v '  v"

(5.16)

Assim sendo, quanto maior for o valor de IC maior será a inconsistência, sendo IC definido pelo valor, em módulo, da diferença entre as duas posições, ocupadas pela alternativa nas duas ordenações progressiva e regressiva do método. Assim, as duas modificações propostas foram: Proposta de Modificação I – Nesta proposta de modificação é aplicada uma punição à alternativa em que houve a inconsistência, proporcional ao IC. Essa penalidade faz com que a alternativa punida perca posições em sua classificação final, conforme definida pela equação (5,17):

v '  v" m x    IC, 2

x  X

(5.17)

Proposta de Modificação II – Esta proposta de modificação é semelhante à proposta I, somente que a “punição” é dada por uma função de IC, proporcional ao número de alternativas e como também da posição da última classificação das alternativas alcançada pelo método ELECTRE II, como apresentada pela expressão (5,18):

  v '  v" NoAlt m x    IC *  , 2 Min _ O ( x )  1   em que NoAlt é o número de alternativas analisadas,

 x X

(5.18)

Min_O(x) é a ordem da última

alternativa [representada pela hierarquia mais baixa, de qualquer uma das duas ordenações, obtida pela pior alternativa]. Segundo Zuffo e Santos (2002), para o caso apresentado em seu trabalho de que a proposta de modificação II forneceu melhores resultados, e coerentes com os demais métodos analisados por eles. Para a ordenação final dos dois métodos fuzzy-ELECTRE aqui apresentados foram utilizadas as propostas sugeridas por Zuffo e Santos (2002) que corrigem a ordenação m(x),

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em função das inconsistências observadas entre as ordenações parciais, conforme discutido anteriormente neste capítulo.

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CAPÍTULO 6 – ESTUDO DE CASO

6.1 – Introdução

O estudo de caso deste trabalho será o mesmo utilizado por Zuffo (1998). Pretende-se aqui, apresentar o caso de estudo um pouco mais simplificado, visto que para maiores detalhes a respeito do estudo de caso podem ser obtidos no referido trabalho. Os motivos que levaram a escolha deste mesmo estudo de caso foram devido aos seguintes aspectos:  Em 2004 foi concluída a construção do coletor tronco de esgoto, com uma capacidade de esgotamento de 180 l/s, porém estava fora de operação;  Devido aos constantes protestos da população local contra o alto grau de poluição dos córregos da região, a SABESP pressionada constrói uma Estação de Tratamento de Esgoto do Cotia (ETE-Cotia), com uma capacidade de 120 l/s. Esta estação entrou em operação em julho de 2004 tratando uma vazão de 12 l/s. O efluente desta estação, que está enquadrado na classe 3, é lançada no rio Cotia;  Em outubro de 2006 a SABESP é denunciada pelo Ministério Público por cobrança indevida de esgoto no rio Cotia. Moradores do Jardim Sandra

CAPÍTULO 1 – GERENCIAMENTO DE RECURSOS HÍDRICOS

revoltados acusam a empresa de recolher o esgoto e lançá-lo no córrego do bairro;  Em outubro de 2006 era pedida uma CPI do esgoto na cidade de Cotia. A cidade exige da concessionária o tratamento dos efluentes coletados; Desta forma, a situação dos recursos hídricos e ambientais na bacia somente degradaram, o que evidencia uma necessidade de procurar uma solução para os problemas da região. Este trabalho, retoma a proposta realizada em 1997, com algumas modificações nos valores dos critérios das alternativas, faz algumas propostas de modificação nos arcabouços dos métodos e redefine os cenários de pesos. Todas estas propostas para este trabalho procura melhorar as ferramentas de auxílio à tomada de decisão por meio de alguns métodos multicriteriais.

6.2 – Localização da Bacia do Rio Cotia

A bacia do rio Cotia está compreendida entre as latitudes 23o31’ e 23o49’ Sul e longitudes 46o51’ e 47o03’ Oeste. Esta bacia pertence ao sistema produtor de água que abastece a região oeste da RMSP. Possui uma área aproximada de 240 Km 2, junto a captação de água na represa Isolina Superior, a montante da Estação de Tratamento de Águas (ETA) do Baixo Cotia. Esta bacia possui dois Sistemas Produtores da SABESP que atendem a região oeste da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP). A Figura 6.1 ilustra a bacia do rio Cotia e a Figura 6.2 apresenta, de forma esquemática, os Sistemas Produtores denominados Alto e Baixo Cotia. O Sistema do Alto Cotia capta as águas da Barragem Nossa Senhora das Graças, abastecendo os municípios de Cotia, Vargem Grande Paulista, Embu Guaçu e parcialmente o município de Embu. Esse sistema regulariza uma vazão de 1,00 m 3/s; o excedente hídrico é reintroduzindo no rio Cotia e cai no Sistema do Baixo Cotia com a finalidade principal de diluição de esgotos.

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CAPÍTULO 1 – GERENCIAMENTO DE RECURSOS HÍDRICOS

BACIA DO ALTO TIETÊ

Figura 6.1 – Bacia do rio Cotia, sub-bacia da bacia hidrográfica do Alto Tietê. A área de contribuição do Sistema do Alto Cotia é de aproximadamente 105 Km 2, sendo 100 Km2 constituídos por Mata Atlântica. Essa área é totalmente protegida e preservada, apesar de haver pressões por usos predatórios sobre o ecossistema, tais como: caça, pesca, esportes motorizados, incompatíveis com a reserva florestal. As águas de contribuição natural do rio Cotia e de seus afluentes, a jusante da Barragem N. S. das Graças, recebem, ao longo de seu curso, cargas poluentes de esgoto doméstico, efluentes industriais e águas residuárias urbanas não tratadas, geradas na própria bacia, seguindo para a represa Isolina Superior de onde são captadas e tratadas na ETA.

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Figura 6.2 – Desenho esquemático dos sistemas produtores Alto e Baixo Cotia, no rio Cotia, oeste da RMSP.

6.3 – Planos de ação propostos para a Bacia

Com o programa do estado de São Paulo para a despoluição do rio Tietê, muitas obras começaram a ser estudadas, propostas e implementadas. Uma dessas obras está diretamente relacionada com a bacia do rio Cotia, pois se trata da construção de um coletor tronco de esgoto (TO-13), que visa o recolhimento de todo o esgoto produzido nessa bacia para possibilitar a sua condução até a Estação de Tratamento de Esgoto de Barueri (ETEBarueri), grande obra construída na década de 80, mas que ainda trata muito pouco daquilo para o qual foi projetada.

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Esse coletor retirou uma vazão do rio Cotia, que era lançada em forma de esgoto, 180 l/s, diminuindo a vazão do rio e, conseqüentemente, prejudicou a operação do Sistema Produtor Baixo Cotia. Este Sistema, infelizmente utiliza, como matéria prima, uma água de qualidade ruim para a produção de água potável. A região atendida por este Sistema ainda sofre com constantes rodízios e racionamento de água pela própria falta de água na RMSP. Com a construção do TO-13 no Baixo Cotia a SABESP decidiu ampliar o Sistema Produtor do Alto Cotia, aproveitando os excedentes da Barragem N. S. das Graças, pois esses não precisariam mais ser utilizados para diluir efluentes no Baixo Cotia. O Sistema, que até julho de 1997, produzia uma vazão tratada de 1,00 m3/s foi ampliado para 1,30 m3/s após esta data, ou melhor, 300 l/s deixaram de ser descarregados pela Barragem Nossa Senhora das Graças, diminuindo ainda mais a vazão no Baixo Cotia. Estas duas obras inviabilizariam a manutenção do Sistema Produtor do Baixo Cotia, pois durante o período de estiagem, ele não teria água suficiente para manter o abastecimento. Por lei, não se deve utilizar toda a água de um curso d'água, deve-se deixar pelo menos uma vazão correspondente ao escoamento mínimo médio de 7 dias consecutivos com de um período de 10 anos de retorno Q7 ,10 , que para o Baixo Cotia é igual a 600 l/s. O Sistema do Baixo Cotia teria condições de manter 700 l/s durante 75% do tempo (ano) se fossem consideradas as seguintes premissas: 1) a barragem Nossa Senhora da Graça descarregaria para jusante pelo menos 100 l/s durante o período seco; 2) a descarga da barragem N. S. das Graças poderia atingir 200 l/s, caso haja o reuso industrial e conseqüente alívio na demanda no Sistema Alto Cotia; 3) A ETA-Baixo Cotia captaria toda a água disponível no rio, o que corresponde ao não cumprimento da lei de deixar escoamento mínimo para jusante. Atendendo ao plano de despoluição do rio Tietê, a SABESP pretendia utilizar uma metodologia alternativa mais barata e natural para a despoluição das águas dos seus sistemas produtores. Escolheu para tanto o Sistema Produtor do Baixo Cotia, como uma bacia experimental para a implantação de uma tecnologia alternativa de tratamento terciário, numa tentativa de recuperação deste Sistema Produtor e manutenção do abastecimento público na região. A proposta da SABESP seria a da reintrodução da água, retirada da bacia pelo coletor troco TO-13, através do bombeamento de parte do efluente da ETE-Barueri. Um dos

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problemas da proposta seria a qualidade desses efluentes, pois o tratamento de esgoto, realizado na referida ETE, não contemplaria o tratamento terciário. A classificação da qualidade do efluente da ETE-Barueri, segundo a resolução do Decreto Estadual 8468/76, é padrão classe 3. As concentrações de alguns poluentes ainda são elevadas face a não remoção dos mesmos pelos tratamentos primário e secundário convencionais desta ETE. A estação de tratamento de esgoto de Barueri contempla somente a redução, remoção e tratamento biológico da matéria orgânica presente nos esgotos. Os metais pesados, fenóis, organoclorados e amônias, entre outros componentes químicos, permanecem nos efluentes "tratados". O efluente da ETE Barueri não possui, portanto, qualidade suficiente para reuso de água para abastecimento urbano, porém pode ser utilizado para algumas atividades industriais como por exemplo: lavagem de pátios, refrigeração de torres de caldeiras entre outros usos menos nobres. Essa água seria oferecida às indústrias por um sistema à parte e a um preço conveniente ao mercado. O objetivo da SABESP seria o de poder manter em operação o Sistema Produtor do Baixo Cotia, através do reuso indireto dos efluentes da ETE-Barueri. A meta da companhia de saneamento seria a da redução das concentrações dos poluentes presentes nos efluentes da ETE-Barueri, através de um tratamento natural nas chamadas "wetlands" (áreas de alagadiços ou alagados), para posterior mistura com a vazão natural do rio. Esperava-se que a redução dessas concentrações elevasse a classificação da qualidade das águas do rio Cotia - segundo a resolução do Decreto Estadual 8468/76 - para o nível padrão classe 2, o que possibilitaria a redução do custo de tratamento da água na ETA Baixo Cotia, que até a retirada das descargas de esgoto no Baixo Cotia era o mais caro de todo o Sistema Alto Tietê. A utilização do efluente da ETE-Barueri estaria prevista apenas para a complementação da vazão do rio Cotia, durante os períodos em que a vazão natural do rio não seria suficiente para garantir o abastecimento normal, ou melhor, durante 25 % do tempo. A diluição desse efluente com a vazão natural do rio Cotia permitiria, ainda, a ampliação da capacidade de produção de água potável por este Sistema Produtor. O conjunto de medidas e ações, estabelecido pela SABESP, no estudo de reabilitação, expansão e conservação do Baixo Cotia, pode ser sintetizado nos seguintes ítens: 1. Reuso do efluente tratado da ETE Barueri, para o suprimento industrial.

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2. Utilização da mistura entre o efluente tratado ETE Barueri com as águas de contribuição natural da bacia hidrográfica do rio Cotia, como escopo de uma estratégia de reuso potável indireto de efluentes de estações de tratamento de esgoto, para fins de abastecimento público. 3. Desenvolvimento de tecnologia para tratamento adicional do efluente da ETE Barueri, caso necessário, para utilização industrial e reuso potável indireto. Para atender às diretrizes estabelecidas pela SABESP, a FBDS (Fundação Brasileira para o Desenvolvimento Sustentável) estabeleceu cinco alternativas para o Programa de Reabilitação, Expansão e Conservação do Sistema Baixo Cotia, em que seus princípios são apresentados de forma itemizada, a saber: "Purificação" das águas do rio Cotia e seus afluentes através de sistema de áreas alagadas construídas e acopladas à barragens de sedimentação, após a implantação do Coletor Tronco TO-13. Construção de um canal de desvio para o rio Cotia, em que deverão ser desviados 1,30 m3/s para a captação, na ETA Baixo Cotia. Pode ser considerada, ainda, a hipótese da captação ser aumentada até o limite de 1,70 m3/s, quando houvesse condições hidrológicas favoráveis. Uma vazão variável entre 0 e 450 l/s (que poderá ser ampliada para 600 l/s no futuro) de efluentes da ETE Barueri, deveria ser tratada, quimicamente, em uma Estação de Condicionamento de Reuso (ECR) para, em seguida, passar por um sistema de áreas de alagadiços, para recebimento do efluente da ETE-Barueri (Al-ETE). Os alagados possibilitariam a redução das concentrações dos poluentes, supondo que a qualidade das águas atingirão padrão classe 2. O efluente da Al-ETE seria encaminhado para as ALC e misturado com as águas naturais dos rios ou ribeirões em que serão construídas as ALCs. Seria destinada uma vazão de 150 l/s, às indústrias localizadas junto ao eixo da rodovia Raposo Tavares, de efluentes da ETE-Barueri, após tratamento químico na ECR, o que não incluiria, necessariamente, a passagem desses efluentes, pelas AL-ETE ou ALC. Efluente da ETE Barueri seria utilizado para a manutenção da vazão do rio Cotia a jusante da ETA Baixo Cotia, e variaria entre 0 e 600 l/s, atendendo, desta maneira, à exigência legal, anteriormente mencionada. Essa vazão possibilitaria, ainda, a manutenção de um aspecto estético agradável à calha do rio, devido a interrupção do refluxo das águas

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do rio São João do Barueri, afluente do rio Cotia e altamente poluído (padrão classe 4), a jusante da ETA Baixo Cotia. Neste trabalho, adotou-se as nove alternativas estudadas por ZUFFO (1998). As cinco primeiras alternativas contemplam o reuso industrial e doméstico, sendo previsto, previamente, o condicionamento do efluente antes de ser encaminhado para os consumidores. Através de estações de condicionamento de reuso (ECR-1, ECR-2 ou ambas) o efluente da ETE-Barueri é tratado e, no caso do reuso doméstico, o efluente é submetido, ainda, ao tratamento terciário natural através das Áreas de Alagados Construídos (ALC) e misturado à vazão natural dos rios ou ribeirões. A sexta alternativa não contemplaria o reuso, somente utilizaria o efluente para manter a vazão mínima a jusante da captação da ETA - Baixo Cotia, atendendo às determinações legais. A sétima alternativa contemplaria somente o reuso industrial e a oitava apenas o doméstico, ambas no mesmo esquema das alternativas anteriores. A nona e última alternativa não contemplaria reuso algum, e nem atenderia às determinações legais de manter a vazão mínima a jusante da captação da ETA Baixo Cotia. As Estações de Condicionamento de Efluente para reuso seriam compostas de duas Estações de Condicionamento para o Reuso (ECR-1 e ECR -2) A ECR–1 – correspondia a uma Cloração ao ponto de ruptura (Break-Point Chlorination) através de aplicação de cloro em câmara de contato para oxidação da amônia, coagulação através de sulfato de alumínio e filtração direta utilizando polímeros como auxiliares de filtração e desinfecção com cloro. ECR-2 – seria constituida de uma unidade de mistura rápida empregando cal hidratada, uma unidade de coagulação-floculação, uma unidade de sedimentação e uma unidade de filtração rápida, que visaria a remoção de alguns metais pesados, particularmente, os que precipitariam a pH elevado. Entre eles poderiam ser incluídos o Cádmio, o Cobre, o Arsênico (na forma de arsenato –

ASO43 )

que precipitam com pH

entre 9,5 e 12,5. Todas as alternativas contemplam a recuperação das represas Isolinas. Nesta recuperação elas seriam unidas e alteadas em 1,00 m, o conjunto teria um volume de armazenamento total de 210.000 m3. Todas também contemplariam a reforma e ampliação da ETA- Baixo Cotia. Havia duas propostas de tratamento da água na ETA-BC; o convencional e o avançado. O tratamento convencional é aquele utilizado na maioria das ETA em funcionamento no País e o atual existente nesta ETA; o tratamento avançado

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corresponde a adição, no tratamento convencional, de mais alguns procedimentos de tratamento como o da ozonização da água, a utilização de polieletrólitos de carvão ativado. A seguir, são apresentados alguns detalhes complementares a respeito das alternativas e seus respectivos esquemas: 

Na alternativa 01- A vazão de 1,30 m3/s que manteria o Sistema Cotia passaria por um sistema de ALC e, posteriormente seria encaminhada à represa Isolina, por meio de um canal especialmente construído. A ETA seria reformada e ampliada, e o tratamento da água seria o convencional. O reuso, tanto industrial quanto o doméstico, seria realizado por sistemas de bombeamento e linhas de recalques separados. A Figura 6.3 ilustra o esquema para o primeiro plano de ação.

Figura 6.3- Desenho esquemático representativo da alternativa 01.



Para a alternativa 02, o esquema seria praticamente o mesmo da alternativa de número 01, a única diferença entre elas é que a ETA, desta alternativa, teria o tratamento avançado. A Figura 6.4 ilustra o esquema para o segundo plano de ação proposto.



Alternativa 03 - A terceira alternativa proposta diferencia-se da primeira somente no que se refere ao reuso. Nesta alternativa seria previsto um único sistema de bombeamento e linha de recalque tanto para o uso industrial quanto para o doméstico. A qualidade da água para a utilização industrial também melhora, pois o efluente oferecido por este plano de ação passaria pelas duas estações de condicionamento. A Figura 6.5 ilustra o esquema para o terceiro plano de ação.

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Figura 6.4 - Desenho esquemático representativo da alternativa 02.

Figura 6.5 - Desenho esquemático representativo da alternativa 03.



A alternativa 04 seria igual a Alternativa 03, diferenciando-se apenas quanto ao tratamento na ETA Baixo Cotia. neste plano de ação o tratamento seria o avançado. A Figura 6.6 ilustra o esquema proposto para esta alternativa.



A alternativa 05 difere da alternativa 04 somente quanto ao condicionamento do efluente da ETE-Barueri. Nesta alternativa haveria somente uma estação de condicionamento para reuso e seria a ECR-1. A Figura 6.7 mostra o esquema proposto para este plano de ação.

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Figura 6.6 - Desenho esquemático representativo da alternativa 04.

Figura 6.7 - Desenho esquemático representativo da alternativa 05.



A alternativa 06 não contemplaria o reuso, mas utilizaria o efluente da ETE-Barueri para complementar a vazão do rio Cotia a jusante da captação da ETA- Baixo Cotia. O tratamento de água na ETA seria o convencional. A Figura 6.8 ilustra o esquema deste plano de ação proposto.



Para a alternativa 07 o reuso seria utilizado pelas indústrias e, portanto, provavelmente uma vazão de água potável, equivalente a vazão do reuso deveria deixar de ser consumida pelas indústrias. Neste caso haveria um alivio para o sistema produtor do Alto Cotia, visto que as indústrias beneficiadas pelo reuso são

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abastecidas, atualmente por esse Sistema. O Sistema Alto Cotia, neste plano de ação, poderia descarregar o equivalente a 100 l/s a mais que nas demais alternativas. Esta alternativa não utilizaria as áreas alagadas construídas. O tratamento de água na ETA seria o convencional. A Figura 6.9 ilustra o esquema para esta alternativa. 

Na alternativa 08 o reuso seria realizado somente para uso doméstico nos períodos de estiagem. O efluente da ETE-Barueri passaria somente por uma estação de condicionamento (ECR-1). O tratamento na ETA - Baixo Cotia seria o avançado. A Figura 6.10 mostra o esquema para esta alternativa.

Rio Cotia Rodovia res Tava p a R oso Rib. das Pedras Ribeirão Moinho Velho

1300 l/s {mas garante 1700 l/s a 75% do tempo}

ESQUEMA DA ALTERNATIVA

Isolina Superior

06

EB - Estação de Bombeamento; ETA - Estação de Trat. Água; ETE - Estação de Trat. Esgoto;

Isol. Inf.

ETA 0 ~ 600 l/s

ETE-BARUERI

EB1

Convencional

Distrib.

Rib. São J. do Barueri

Rio Tietê

Figura 6.8 - Desenho esquemático representativo da alternativa 06.



O último plano de ação, a alternativa 09, somente contemplaria a recuperação das Isolinas e a reforma da ETA Baixo Cotia. Não seria previsto o bombeamento do efluente da ETE-Barueri para a manutenção da vazão mínima no rio Cotia a jusante da captação da ETA - Baixo Cotia, que deveria ser garantida por montante. A Figura 6.11 mostra o desenho esquemático para este último plano de ação.

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Rio Cotia RDIn

Rodovia res Tava Raposo Rib. das Pedras Ribeirão Moinho Velho 1400 l/s {75% do tempo}

ESQUEMA DA ALTERNATIVA

07 150 l/s

EB - Estação de Bombeamento; ETA - Estação de Trat. Água; ETE - Estação de Trat. Esgoto; ECR - Estação de Recondicionamento de reuso; RDIn - Reservatório para Reuso Industrial.

Isol. Inf.

EB2

ECR - 1

Rio Tietê

Isolina Superior

ETA 0 ~ 600 l/s

EB1

Distrib.

Convencional

Rib. São J. do Barueri

ETE-BARUERI

Figura 6.9 - Desenho esquemático representativo da alternativa 07.

Figura 6.10 - Desenho esquemático representativo da alternativa 08.

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Rio Cotia

via Rodo vares Ta o s o p Ra

Rib. das Pedras

Ribeirão Moinho Velho

Isol. Inf.

ESQUEMA DA ALTERNATIVA

700 l/s

09

{75% do tempo}

Isolina Superior

ETA Convencional

ETA - Estação de Trat. Água; ETE - Estação de Trat. Esgoto;

Distrib.

Refluxo do Rib. São João do Barueri

ETE-BARUERI

Rib. São J. do Barueri

Rio Tietê

Figura 6.11 - Desenho esquemático representativo da alternativa 09.

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CAPÍTULO 7 – RESULTADOS E DISCUSSÃO

7.1 – Introdução

Este capítulo está dividido em duas partes, sendo a primeira relativa a redefinição dos valores dos critérios a partir do banco de dados e valores originais atribuídos originalmente por Zuffo (1998), acrescentando os intervalos fuzzy, quando requeridos, e, alterando-se as escalas dos critérios quando necessário. Os pesos para os critérios foram baseados não questionário obtido por Zuffo (1998), mas foram tratados diferentemente, ao invés de adotar o expurgo dos quatro maiores e quatro menores respostas, procedeu-se a eliminação de acordo com a primeira etapa do método DELPHI. A segunda parte os resultados dos métodos multicriteriais com a inserção dos números fuzzy são apresentados, discutidos e comparados com o estudo de Zuffo (1998).

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7.2 – Valoração dos Critérios

7.2.1 – Critério Econômico

7.2.1.1 – Volumes produzido e faturado A valoração do critério econômico já foi discutido e detalhado por Zuffo (1998). Neste trabalho, os valores serão reavaliados em função da inserção da lógica nebulosa. Em suas conclusões Zuffo (1998) afirma que apesar de o critério econômico ser considerado robusto, ele assumiu que toda a água de reuso produzida seria comprada e utilizada pelas indústrias. Porém, não se tinha garantia de que isso ocorreria. Nesta valoração, essa incerteza de compra da água de reuso pelas indústrias locais foi considerada por meio da adoção de um intervalo fuzzy. As Tabelas 7.1 e 7.2 refazem os cálculos da relação custo/benefício para cada um dos planos de ação previstos no projeto Cotia, que consideram a compra total ou nenhuma dessa água pelas indústrias. Sendo assim, para as alternativas que contemplam o reuso dos efluentes da ETE-BARUERI os valores do critério econômico foram representados pelos números fuzzy. Os planos que não contemplam o reuso os valores serão mantidos como valores “certos” (reais não fuzzy). Outra alteração em relação ao trabalho original foi de que no primeiro a escala utilizada foi discretizada em intervalos em que os valores para o critério econômico fosse um número inteiro variando em uma faixa de 1 a 9. Nesse trabalho, o intervalo de variação foi considerado como um intervalo real, ou seja, os valores poderia assum qualquer valor real, inclusive assumir valores negativos, para o caso de o plano de ação provocar prejuízos ao invés de lucros ou benefícios. O modelo fuzzy utilizado foi o triangular, seguindo a proposta de cálculo proposta por DUBOIS e PRADE (1978, 1979), e a transformação fuzzy-escalar, proposta por YAGER (1981), foi utilizada nos métodos ELECTRE e PROMETHEE, e a comparação direta entre os números fuzzy, proposta por Chang et al. (2006), foi utilizada nos métodos CP e CGT. A Tabela 7.1 foi reproduzida neste trabalho, pois ela foi a base para a re-valoração para os outros critérios. A Tabela 7.2 apresenta a composição das relações B/C para cada um dos planos de ações propostos, considerando-se ou não o reuso industrial dos efluentes tratados da ETE-BARUERI.

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Tabela 7.1: Volumes incrementais produzidos e faturados para cada um dos Planos de Ação propostos. Alternativas 1a5

6

7

8

9

l/s

l/s

l/s

l/s

l/s

Volume Produzido

1000

200

300

800

100

Perdas

60%

60%

60%

60%

60%

400

80

120

320

40

204,8

41,0

61,4

163,8

20,5

604,8

121,0

181,4

483,8

60,5



Água Potável



Esgoto

Volume faturado

Como pode ser visualizado na Tabela 7.2, as razões custo/benefício, para os planos de ação que contemplam o reuso industrial podem ser afetados pela ausência de consumo dessa água. Como não há garantias desse consumo, esse pode ser total, nulo ou variável nesse intervalo. Nesse caso, a revaloração para esse critério foi o seguinte: O valor foi aquele apresentado por uma equação de reta, representando a maior relação B/C como nota máxima do intervalo (B/C=1,77) e igual a 9, e nota mínima no intervalo como sendo igual ao investimento acrescido dos juros básicos de 12% aa, como sendo igual ao valor zero. Qualquer valor inferior a 1,12 terá seu valor negativo, ou melhor, representará um valor anti-econômico. Os valores dos intervalos fuzzy adotados: Para as alternativas que contemplam o reuso possuiam dois valores extremos, mas nenhum com a certeza de serem atingidos, portanto, os números dos intervalos fuzzy foram assumidos como sendo iguais as diferenças entre ambos. Dessa forma, o número principal, que forma o número fuzzy foi mantido como sendo igual ao valor de consumo total do efluente tratado para a nova escala, assumindo como realizável a hipótese de compra de 100% do efluente tratado produzido.

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O intervalo fuzzy esquerdo foi definido como a mesma função de valor definida anteriormente, somente que seriam considerados outros valores B/C, com todos os investimentos realizados, mas sem a receita da venda o efluente tratado. Isto equivale a não realização da hipótese de venda total do efluente tratado, ou melhor, 0% de consumo deste “produto” pelas indústrias e prejuízo para a concessionária dos serviços de saneamento. Desta forma, haveria intervalo fuzzy à esquerda, mas não há um intervalo fuzzy à direita. A valoração do critério benefício/custo, baseada nas considerações anteriores fica então definida de acordo com a Tabela 7.3. Tabela 7.3: Faixa de variação para os valores da relação B/C. Alternativa

Valor original

Valor Proposto

Número fuzzy

1

4

+ 3.46

(+ 3.46, 1.38, 0)

2

3

+ 2.08

(+ 2.08, 1.38, 0)

3

3

+ 1.66

(+ 1.66, 1.25, 0)

4

2

+ 0.97

(+ 0.97, 1.25, 0)

5

4

+ 3.60

(+ 3.60, 1.52, 0)

6

9

+ 9,00

(+ 9.00, 0,

7

2

+ 1.25

(+ 1.25, 3.05, 0)

8

3

+ 2,35

(+ 2.35, 0,

0)

9

1

- 2,77

(- 2.77,

0)

0,

0)

* Números verdadeiros (não fuzzy)

7.2.2 – Atratividade

Todas as alternativas procuram garantir a oferta de água para o abastecimento público. No entanto, o aumento da produção do sistema Alto Cotia irá reduzir a vazão do rio Cotia a jusante da barragem Nossa Senhora das Graças, prejudicando, principalmente, algumas atividades agrícolas desenvolvidas nessa região, no período seco. Zuffo (1998) considerou como certa o consumo do efluente tratado pelas indústrias. Caso isso não se verifique os critérios poderiam assumir valores diferentes. Neste caso, os números fuzzy poderiam representar bem essa incerteza. Assim sendo, não será considerado, para efeito de estimação do intervalo fuzzy, o acréscimo da vazão disponível para as indústrias. Zuffo (1988) assumiu um sistema de pontuação para valorar este critério atribuindo um valor igual a unidade para incremento da oferta de água, valor igual a zero para nenhuma variação e valor igual a unidade negativa para a redução, isso para cada uma das atividades: industrial, residencial e agrícola (Tabela 7.4 e 7.5). A Tabela 7.5 representa a

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mesma pontuação da Tabela 7.4, somente que na Tabela 7.5 não é considerada o consumo da água de reuso pelas indústrias. Como a hipótese do trabalho é de que todo efluente tratado seja consumido, então o valor principal do número fuzzy será aquele dado pela Tabela 7.4, mas, como existe a possibilidade de não haver este consumo, o valor inferior

fuzzy será representado pelo resultado da Tabela 7.5. Zuffo (1998) concluiu ainda que este critério, atratividade, foi valorado de forma subjetiva e, está sujeito à alterações, pois depende, dentre outras coisas, da dinâmica regional e da interpretação do(s) aplicador(es) dos métodos multicriteriais. A adoção de escalas sempre positiva, a exemplo do critério econômico, pode indicar que a alternativa é apenas um pouco inferior as demais, e não representar sua real situação de caráter negativo ou nefasto, que causaria prejuízo, ou agravaria um estado já negativo. A escala proposta pode ser visualizada na Tabela 7.6. Os valores dos intervalos

fuzzy foram considerados como sendo iguais as diferenças entre os valores das duas pontuações entre a proposta original e a presente ambas utilizando a escala atual. Desta forma, os valores para este critério são apresentados na Tabela 7.7.

Tabela 7.4: Composição da pontuação para valoração do critério atratividade, proposta por Zuffo (1998). Atividade Agrícola Industrial Residencial Somatório Total

1 1 1 1 3

2 1 1 1 3

3 1 1 1 3

ALTERNATIVAS 4 5 6 1 1 -1 1 1 -1 1 1 1 3 3 -1

7 0 1 1 2

8 0 -1 1 0

9 -1 -1 -1 -3

Tabela 7.5: Proposta de nova composição da pontuação para valoração do critério atratividade devido as incertezas do consumo industrial. ALTERNATIVAS Atividade Agrícola Industrial Residencial Somatório Total

1 1 0 1 2

2 1 0 1 2

3 1 0 1 2

4 1 0 1 2

5 1 0 1 2

6 -1 -1 1 -1

7 0 0 1 1

8 0 -1 1 0

9 -1 -1 -1 -3

Tabela 7.6: Escala final de valores para o critério atratividade, proposta original e proposta presente. Escala de variação -3 -2

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Valor final (proposta original) 1 2

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Valor final (proposta atual) -3 -2

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-1 0 1 2 3

3 5 7 8 9

-1 0 1 2 3

Tabela 7.7 – Valores finais para o critério atratividade. Alternativa 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Valor original 9 9 9 9 9 3 8 5 1

Valor fuzzy proposto (+3.00, 1.00, 0) (+3.00, 1.00, 0) (+3.00, 1.00, 0) (+3.00, 1.00, 0) (+3.00, 1.00, 0) (-1.00, 0, 0) (+2.00, 1.00, 0) ( 0, 0, 0) (-3.00, 0, 0)

7.2.3 – Saúde física da população.

Zuffo (1998) observou em seu trabalho que o critério saúde física deveria estar baseado sobre informações reais de casos de doenças de veiculação hídrica, porém a amostragem realizada foi deficiente, não sendo possível valorá-lo por meio dessas informações. Desta forma, a valoração passou a ser realizada por meio de comparações entre um quadro real versus um quadro potencial. Advertiu, no entando, que este valor tornava-se frágil, uma vez que o conhecimento dos fatores que interagem com o critério, real ou potencial, como ecossistema aquático, cadastro dos hospitais e postos de saúde da região de estudo era deficitário. Propôs pontuação sobre impactos positivos ou negativos, de modo a permitir a construção de uma escala de valores para este critério, para tornar possível a diferenciação sobre as diferentes técnicas e processos de tratamento de água, que infuenciarão na melhoria da qualidade da água e consequentemente na melhoria da saúde da população. A proposta para a valoração deste critério é a da diminuição do escala máxima de “9” para “7”, diminuindo-se as diferenças entre as alternativas. Pois, apesar de estar baseada em dados, a qualidade dessas informações não foram suficientes para garantir uma valoração exata para o este critério. Para a valoração, apesar de dipor de dados históricos, medições, simulações e, após vários cálculos, a valoração final foi não escapou

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de valoração boleana. Como ainda pode haver “incertezas” quanto aos valores, foi acrescentado um intervalo de +/- 10% sobre os valores, representados por intervalos fuzzy. A Tabela 7.8 apresenta a escala original e a escala presente proposta, juntamente com os intervalos fuzzy adotados. A Tabela 7.9 apresenta os novos valores para a nova escala proposta, juntamente com os respectivos intervalos fuzzy.

Tabela 7.8: Escala original e presente proposta atribuída ao critério saúde física. Somatório total

Valor da escala original 1 3 5 7 9

1 2 3 4 5

proposta 1.00 2.50 4.00 5.50 7.00

Tabela 7.9: Valores para o Critério saúde física da população, para a proposta original e proposta atual. Valores originais

Valores fuzzy propostos

7 9 7 9 7 1 1 7 1

(5.50, 0.55, 0.55) (7.00, 0,70, 0,70) (5.50, 0.55, 0.55) (7.00, 0,70, 0,70) (5.50, 0.55, 0.55) (1.00, 0.10, 0.10) (1.00, 0.10, 0.10) (5.50, 0.55, 0.55) (1.00, 0.10, 0.10)

Alternativas 1 2 3 4 5 6 7 8 9

7.2.4 – Saúde mental (Áreas destinadas ao lazer e a recreação)

A valoração deste critério foi baseada sobre a disponibilidade de áreas verdes ao lazer, porém apesar de correto foi considerado frágil quanto critério, uma vez que não apresenta uma somatória mínima de fatores que interagem com o critério. Para este critério, como ele foi considerado frágil, comparado com outros, optoue pela redução de sua escala. Como na proposta original foram adotadas “escalas relativas”,

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ou seja, a melhor alternativa recebia a maior nota, enquanto a pior alternativa a recebia a menor, optou-se pela definição de uma escala mais abrangente. A valoração original que propõe uma valoração relativa entre as alternativas tem a vantagem de realçar as pequenas diferenças entre elas, mas isso só é vantajoso enquando existe valores distintos para as diferentes alternativas e com pequenas variações. Porém, quando só existe dois ou três valores esse procedimento acaba penalizando as alternativas “piores” ou supervalorizando as “melhores”. Como essas diferenças são relativas e restritas a apenas dois ou três valores comuns a várias alternativas, essa forma a valoração passa a ter um caráter maniqueísta. Portanto, não muito justa, principalmente porque não existem diferenças significativas entre as alternativas. Uma diferenciação maior entre os diferentes planos de ação possibitaria uma gama maior de valores possíveis para este critério, principalmente se contemplassem outros sítios de implantação, que no presente estudo de caso, não possuem qualquer diferenciação. A proposta presente para a valoração de critérios é a de reduzir essa relatividade quando exitir apenas dois ou três possibilidades a serem valoradas. A valoração foi feita por meio da introdução de funções lineares representando um valor mínimo ou máximo, mas não necessariamente esses valores mínimos e máximos seriam os mínimos e máximos atingidos pelas diferentes alternativas, mas sim uma escala menos restritiva. A valoração para a um melhor nível receberá o valor “9”, enquanto que o menor valor, caso ainda seja positivo, o valor zero. Caso o valor cause algum prejuízo, ai a escala passa a ser negativa, realçando o caráter negativo do critério para uma determinada alternativa, como apresentado nos dois primeiros critérios deste trabalho. Para o critério “saúde mental” da população, que só dispõe de três valores e, para fugir da valoração maniqueísta, introduziu-se um valor de referência “máximo risco”, definido para este critério como sendo a média dos valores de criticidade entre todas alternativas acrescida de duas vezes o valor do desvio padrão desta mesma “criticidade”. Para este critério já existia um valor mínimo e igual a zero, portanto, não foi preciso redefinir um valor mínimo para a nova escala, pois esse valor foi mantido. O máximo valor para a melhor alternativa passou a ser menor, diminuindo-se assim a relatividade entre os critérios com poucas diferenças entre si. A definição de um valor de referência máximo torna-se um novo problema a ser abordado, pois a não variação das áreas de implantação para as ALC, neste estudo de caso, restringiu o estudo a uma pequena faixa de variação dificultando uma avaliação mais precisa para esse “valor de

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referência máximo” ou “valor desejável”. Para este trabalho, esse valor “máximo de referência” foi definido como sendo igual a média entre todos os valores do critério, acrescido de duas vezes o valor de seu respectivo desvio padrão. Para o critéiro “saúde mental”, a ordem de grandeza dessa referência é aproximadamente igual a “55” ( =24.25 e =15.32). Como este critério é frágil, mas baseia-se em alguma informação, foi adotado um intervalo fuzzy, para incluir as incertezas em +/- 10%, para todos os planos de ação. A Tabela 7.10 apresenta os valores propostos no estudo original e na proposta atual, incluindo os intervalos fuzzy adotados.

Tabela 7.10: Escala de valores final para o critério saúde mental (originais e propostos). Valor final original

Valor proposto

9 9 9 9 9 2 2 9 1

(6.39, 0.64, 0.64) (6.39, 0.64, 0.64) (6.39, 0.64, 0.64) (6.39, 0.64, 0.64) (6.39, 0.64, 0.64) (1.33, 0.13, 0.13) (1.33, 0.13, 0.13) (6.39, 0.64, 0.64) (0, 0, 0)

Alternativas 1 2 3 4 5 6 7 8 9

7.2.5 – Geração de empregos Para a valoração deste critério foram considerados os empregos diretos gerados pela implantação e manutenção das alternativas propostas, indicados no relatório econômico (SABESP, 1997). Porém, não existe uma correlação direta entre o números de empregos permanentes que serão gerados pela SABESP e o número de empregos gerados como efeito do aumento de oferta de água. A proposta para este critério é o de também considerar um aumento proporcional ao volume de água disponibilizado por cada um dos planos e ação e os diretamente gerados pela SABESP. Desta forma, será considerado 5 pontos para cada 100 l/s produzidos pelas diferentes propostas de ação, conforme apresentado na Tabela 7.11. Considera-se, assim, uma relação direta entre a oferta de água e o número de empregos, mas não exclusivamente.

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Foram definidas duas funções de valores para a representação deste critério, definidos pelas Figuras 7.11(a) e 7.11(b). Após, o valor final do critério foi obtido pela média ponderada entre os valores fornecidos pelas duas funções de valor. A primeira função, representa a mão-de-obra gerada diretamente pelas estações de tratamento, com peso igual a 1, e a segunda proporcional às vazões geradas, com peso igual a 5. Desta forma, foram definidos os valores fuzzy dos intervalos gerados por esta média ponderada, em que o valor da média corresponde aos valores principais do número fuzzy e os limites superior e inferior desse número, suas extensões. A composição das notas para a definição dos valores dos critérios é apresentada na Tabela 7.11. A escala de valores final para este critério está apresentada na Tabela 7.12.

Tabela 7.11: Composição do número total de empregos diretos gerados por cada um dos planos de ação propostos Empregos Novos

ALTERNATIVAS

Permanentes

1e2

3e4

5

6

7

8

9

ECR-1 ECR-2 EB-1 EB-2 EB-3 ALC – ETE ALC – R. Pedras ALC – R. M. Velho ALC – Fazendinha ETA – Convencional ETA – Avançada Somatório parcial(FV1) P/Produção de água (FV2)

3 3 4 4 4 3 2 2 2 0 0

3 3 4 0 4 3 2 2 2 0 0

3 0 4 0 4 3 2 2 2 0 0

0 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0

3 0 4 4 0 0 0 0 0 0 0

3 0 4 0 4 3 2 2 2 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

27

24

21

4

11

20

0

50

50

50

10

15

40

5

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10.00

10

9.00

9

8.00

8 7

6.00

6 Nota

Nota

7.00 5.00 4.00 3.00

5 4 3

2.00

2

1.00

1

0.00 0

5

10

15

20

25

30

# trabalhadores diretos

0 0

10

20

30

40

50

60

mão-de-obra proporcional vazão produzida

Figura 7.1: Funções de valores definidas para o critério geração de empregos Tabela 7.12: Escala final de valores para o critério empregos. Proposta Alterantivas

Valores Originais

1 2 3 4 5 6 7 8 9

9 9 8 8 7 2 4 7 1

FV01 (limite inferior) 9,0 9,0 8,6 8,6 7,2 1,1 2,0 6,7 1,0

FV02 (limite superior) 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 1,2 2,0 8,2 5,0

Média ponderada 9,00 9,00 8,93 8,93 8,70 1,18 2,00 7,95 4,33

Proposta presente

(9.00, 0,00,0.00) (9.00, 0,00,0.00) (8.93, 0.33, 0.07) (8.93, 0.33, 0.07) (8.70, 1.50, 0.30) (1.18, 0.08, 0.02) (2.00, 0.00, 0.00) (7.95, 1.25, 0.25) (4.33, 3.33, 0.67)

7.2.6 – Perigos de acidentes

Para este critério a proposta é de substituir a escala relativa a apenas dois valores para uma escala mais abrangente, conforme já apresentada no critério “saúde mental”. A alteração sugerida é a de substituir a escala discretizada por uma variação linear entre valores para os critérios. O procedimento para a valoração deste critério foi igual ao utilizado para valorar o critério “saúde física”, quando analisado o mapa de áreas críticas a doenças de veiculação hídrica. Desta forma a Figura 7.2 ilustra as áreas atingidas pelas obras e em quais níveis de criticidade estão inseridas e a Figura 7.3 ilustra, em detalhes, estas mesmas áreas.

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A função de valor utizada foi de nota “9” para a alternativa de risco “zero” e nota “0” para a alternativa de risco “+2.” (~255). A Tabela 7.15 apresenta a valoração original e a valoração presente.

Figura 7.2: Mapa das áreas críticas a ocorrência de acidentes perigosos para a bacia do Baixo Cotia (original de 1:50.000). Modificado de SABESP (1997).

Tabela 7.13: Ponderação da pontuação para valoração do critério “risco a acidentes perigosos”. Criticidade

ISOLINA

ALC - ETE

Sem Criticidade Muito Baixa Baixa Moderada Modera/te Alta Alta Extrema/te Alta Somatório

0 0 0 0 5x10,57 0 7x0,83 58,66

0 0 0 0 5x4,79 6x0,79 0 28,69

ALC - R Pedras 0 0 0 0 5x0,22 6x8,21 0 50,36

ALC - M. Velho 1x11,96 0 0 0 0 0 0 11,96

ALC Fazendinha 1x16,03 2x3,60 3x0,14 0 5x0,74 0 0 27,35

Tabela 7.14: Composição dos valores resultantes para os esquemas propostos para cada alternativa, baseados nos resultados da TABELA 7.13. Alternativas



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1a5e8

6, 7 e 9

177,02

58,66

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Figura 7.3: Áreas críticas a ocorrência de acidentes perigosos, para cada uma das obras propostas (original de 1:50.000). Modificado de SABESP (1997).

Tabela 7.15 Escala final de valores para o critério perigo de acidentes. Alternativa

Proposta original

Proposta presente

1a5e8 6, 7 e 9

1 9

2.75 6.93

7.2.7 – Mudança de atividades induzidas pelas obras.

Para este critério, como no critério “saúde mental”, a proposta é de utilização de uma função linear para a definição desses valores. A função terá valor 9 para nenhum hectare alterado com mudanças, cuja a ponderação corresponde ao valor “0”, para a ponderação igual a “1150” (+2. = 469.16+2x339.41) o valor corresponderá ao valor zero. O procedimento para obtenção das áreas foi o mesmo sugerido por Zuffo (1998). As áreas totais abrangidas pelas obras, para cada alternativa, são indicadas na Tabela 7.16, e as poderações correspondentes às áreas com prováveis mudanças são apresentadas na Tabela 7.16. A Figura 7.4 ilustra as áreas sujeitas a reflorestamento e conseqüêntemente potencialmente sujeitas a mudança de atividades. A Figura 7.5 ilustra quais as atividades que são afetadas nessas áreas de reflorestamento. A Tabela 7.18 apresenta os valores originais deste critério e a proposta atual deste trabalho.

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Tabela 7.16: Prováveis áreas totais sujeitas a mudanças de atividades induzidas pelas obras. 1a5e8 Área Total Provável Recuperada (ha)

265,88

Alternativas 6e7

9

16,88

0

Figura 7.4: Área total provável a recuperação florestal em função de alguns planos de ação de prioridade alta e moderada na faixa de ação das obras (original de 1:50.000). Mapa modificado de SABESP (1997). Tabela 7.17: Composição dos valores resultantes da ponderação das áreas sujeitas a mudanças de atividades antrópicas, devido a implantação das obras. Atividade Substituída Desocupada Rural Industrial Urbana Total Ponderado.

Ponderação 1 2 3 4 -------------

Alternativas 1a5e8 1x49,77 ha 2x109,39 ha 3x0,04 ha 4x106,69 ha 695,43

6, 7 e 9 1x13,33 ha 0 3x0,04 ha 4x3,82 ha 16,61

Tabela 7.18: Valores finais para o critério “mudança de atividades” segundo a proposta original e a proposta atual. Alternativa 1a5e8 6, 7 e 9

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Valores originais 1 9

Valores atuais 3.56 8.87

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Figura 7.5: Mapa de cobertura vegetal, uso e ocupação da terra (ano de 1994). Detalhe para as áreas sujeitas a alterações induzidas pelas obras. Modificado de SABESP (1997).

7.2.8 – Reassentamento.

A valoração deste critério no trabalho de Zuffo (1998) foi assumida a partir da relação direta entre as áreas atingidas pelas obras e o número de pessoas atingidas. Porém, não se dispunha de informações precisas sobre o número de pessoas a serem reassentadas. O “número potencial”, neste caso, foi considerado frágil. A proposta para a re-valoração deste critério é a mesma que a da proposta do critério anterior, que corresponde a substituição da escala de valores discretos por contínuos, com valor mínimo “0” para áreas atingidas igual a “+2.” (~430 ha) e valor máximo igual a “9” para área zero de área de remanejamento. Como o critério foi considerado “frágil”, será considerado ainda um intervalo de +/- 10%, representado pelo número fuzzy. Assim, a Tabela 7.19 apresenta quais as extensões potenciais de área ocupada pela população local, que poderão ser afetadas pela proposta de reassentamento para outras áreas urbanas. A Tabela 7.20 apresenta os valores para este critério segundo a proposta original de Zuffo (1998) e a proposta presente.

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Tabela 7.19: Extensão potencial de remoção de população ribeirinha. Área total de Segurança e de Reabilitação

Alternativas 1a5e8 265,88 ha

6, 7 e 9 16,88 ha

Tabela 7.20 – Valoração final para o critério “reassentamento” segundo a proposta original e a proposta presente. Alternativa 1a5e8 6, 7 e 9

Valores originais 1 9

Valores presentes (3.44, 0.34, 0.34) (8.65, 0.87, 0.87)

7.2.9 - Vazão (captada pela ETA).

Para este critério a alteração foi feita apenas pela substituição de valores discretos por valores contínuos. Esta substituição realizada pela utilização de uma função linear que corresponde ao valor máximo igual a 9 para a produção de 1000 l/s e valor igual a zero para uma produção de 0 l/s. A Tabela 7.1 foi utilizada como referência para esta valoração. A vazão tratada atualmente, sem a ampliação corresponde a 500 l/s. A Tabela 7.21 apresenta a escala de valores finais obtida para este critério.

Tabela 7.21: Valores finais para o critério “Vazão” segundo a proposta original e atual. Alternativa 1a5 6 7 8 9

Valores originais 9 2 3 8 1

Valores presentes 9.0 1.8 2.7 7.2 0.9

7.2.10 – Água Subterrânea

Este critério foi valorado no trabalho inicialmente, considerando-se que as indústrias, localizadas no eixo da rodovia Raposo Tavares, consumiriam toda a água de

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reuso fornecido pela SABESP. Isso, porém, não é certo. Neste caso, a proposta presente é de se considerar este critério representado por um número fuzzy. Os valores dos intervalos fuzzy a esquerda serão iguais as diferenças entre o valor correspondente a redução prevista pelo critério, considerando-se 100% de consumo da água de reuso, com os valores para os critérios sem considerar qualquer redução, ou seja, consumo zero da água de reuso. Em assim considerando não haverá valores fuzzy a direita. Também é sugerida uma redução da escala, esta corresponderia ao valor máximo “9”, para uma redução de 100% do consumo de água subterrânea, visto que nenhuma das alternativas propostas prevê tal redução, e também porque o número de postos cadastrados não representa todos os poços existentes na região. A Figura 7.6 ilustra a localização dos poços subterrâneos na área de estudo, como também o provável polígono atendido pelo sistema independente de fornecimento de água para reuso industrial. A Tabela 7.22 apresenta os valores esperados para os diferentes planos de ação para a proposta original, para a proposta presente considerando-se consumo pelas indústrias da água de reuso em 100 e 0%, respectivamente, como também os valores finais previsto por esta proposta e seus respectivos intervalos fuzzy. Esse intervalo fuzzy representará qualquer redução do consumo de água subterrânea, havendo qualquer consumo de água de reuso pelas indústrias entre 0 e 100%.

Figura 7.6: Mapa hidrogeológico com a posição dos poços cadastrados explorados por industrias. No detalhe poços explorados na região beneficiada pelo reuso (escala original de 1:50.000). Modificada de SABESP.

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O número total de poços levantado foi igual a 23, e o número de poços dentro da área que será atendida pelo reuso é igual a 8, ou seja uma redução da ordem de 35% para alguns planos de ação e zero para outros. A escala da valoração adotada está apresentada da Tabela 7.22. Tabela 7.22: Escala de valores final para o critério água subterrânea. Alternativa 1a5e8 6, 7 e 9

Proposta original 9 1

Valores Prop. presente 100%

0%

3.15 0

0 0

Valor final (3.15, 3.15, 0) (0, 0, 0)

7.2.11 – Mata Ciliar A proposta para a re-valoração deste critério foi igual ao proposto para o critério “saúde mental” da população, substituindo-se a escala relativa por uma mais abrangente. A função linear adotada varia de 0 a 9, sendo que o valor “0” correspondendo a nenhuma recuperação prevista para da mata ciliar e “9” corresponde a recuperação de uma área equivalente a 125 ha (+2.). Lembrando que este critério considerou a mata ciliar corresponde a uma faixa de, pelo menos, 30 metros de largura no entorno das áreas de alagados, das represas, ou ao longo dos cursos d’água, formando uma ligação entre as obras. A Tabela 7.23 compõe a área total provável prevista para a recuperação da Mata Ciliar. A Tabela 7.24 mostra a escala final de valores para o critério “mata ciliar”. Tabela 7.23: Composição da área total provável para recuperação da mata ciliar, segundo proposto por cada um dos planos de ação. Recuperação da Mata Ciliar (ha) ALC/ETE ALC/C- R. Pedras ALC/C R. M. Velho ALC/Mont. Isolina Isolina Cursos d’ água Somatório Total

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1a5e8 5,6 4,0 4,8 5,7 5,8 58,2 84,1

ALTERNATIVAS 6e7 0 0 0 0 5,8 0 5,8

9 0 0 0 0 0 0 0

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Tabela 7.24: Escala final de valores para o critério mata ciliar. Alternativa 1a5e8 6, 7 e 9

Proposta original 9 2

Proposta presente 6,06 0,42

7.2.12 – Erosão e Assoreamento.

A proposta original desta alternativa previa a verificação de quais áreas abrangidas pelas obras atingiriam áreas críticas sujeitas à erosão e ao assoreamanto. Para as nove alternativas propostas pelo projeto, nenhuma delas atingiu áreas críticas a erosão e ao assoreamento. A Figura 7.6 mostra o mapa com a localização das áreas sujeitas à erosão e ao assoreamento. As áreas ocupadas pelas obras propostas correspondem, basicamente, as áreas de planícies, morrotes do planalto paulistano e rampas pedimentares, como podem ser visualizadas, na Figura 7.7. As áreas de morrotes são mais sensíveis à erosão que as planícies fluviais e essas mais sujeitas à erosão e ao assoreamento que as rampas pedimentares e colimosas. A Tabela 7.25 apresenta a composição das áreas totais, bem como as áreas complementares a cada um dos tipos de relevo atingidos por cada uma das obras previstas. A Tabela 7.26 pondera as áreas de acordo com as potencialidades à erosão e ao assoreamento de cada uma, por obra e por alternativa.

Tabela 7.25: Composição das áreas correspondentes as diferentes geomorfológicas para as áreas das obras propostas. Áreas Geomorfológicas Ocupada (ha) Morrotes do Planalto Rampas PLANÍCIES Paulistano Pedimentares FLUVIAIS ALC - ETE ALC - C- R. Pedras ALC - C R. M. Velho ALC - Fazendinha Isolina

0,69 5,55 1,06 9,33 9,69

0 0 10,91 11,18 1,73

4,88 2,87 0 0 0

Somatório Total

26,32

23,82

7,75

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Tabela 7.26: Ponderação das áreas de acordo com as potencialidades a erosão e assoreamento nas áreas afetadas pelas obras propostas, pelos diferentes planos de ação. OBRAS previstas ALC - ETE ALC - C- R. Pedras ALC - C R. M. Velho ALC - Fazendinha Isolina Somatório Total

ALTERNATIVAS 1a5e8 2x0,69 + 1x4,88 2x5,55 + 1x2,87 2x1,06 + 3x10,91 2x9,33 + 3x11,18 2x9,69 + 3x1,73 131,85

6, 7 e 9 0 0 0 0 2x9,69 + 3x1,73 24,57

Figura 7.7: Mapa geomorfológico parcial da bacia hidrográfica do Baixo Cotia com detalhe das áreas ocupadas pelas obras propostas. Modificado de SABESP (1997). A escala de valores da proposta original foi inversamente proporcional ao somatório ponderado atingido pelas alternativas, pois são foram considerados com tendo maiores riscos à erosão e ao assoreamento. Porém esse o risco para essa áreas continuam sendo pequenos. Dessa forma a proposta atual é de se alterar a escala para uma função linear em que o valor máximo “9” seria atribuido a uma somatória mínima zero e o valor mínimo seria atribuido a um somatório maior, correspondente a um valor somatório mais crítico, representado pelo número “205” (+2.). A Tabela 7.27 ilustra a valoração segundo a proposta original e a valoração segundo a valoração presente.

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Tabela 7.27: Valoração segundo a proposta original e presente, para o critério “erosão e assoreamento”. Alterantiva 1a5e8 6, 7 e 9

Proposta original 1 9

Proposta presente 3.21 7.92

7.2.13 – Planícies de Inundação.

A Figura 7.8 ilustra todas as obras prováveis, propostas por cada um dos planos de ação, sobrepostas às planícies de inundação. A Tabela 7.28 indica o total de área de planícies de inundação afetada por cada uma das obras propostas e a Tabela 7.29 apresenta a composição destas áreas para cada uma das alternativas do projeto Cotia.

Tabela 7.28: Provável área total de planícies de inundação afetadas pelas diferentes obras.

Planície de Inundação (ha)

ISOLINA

ALC/ ETE

ALC – R. Pedras

ALC/ M. Velho

ALC Fazendinha

7,94

5,19

6,66

0,18

14,60

Tabela 7.29: Composição da área total provável de planície de inundação afetadas pelos diferentes Planos de Ação. Área de Planícies de Inundação (ha) ALC - ETE ALC - C- R. Pedras ALC - C R. M. Velho ALC - Fazendinha Isolina Somatório Total

1a5e8 5,19 6,66 0,18 14,60 7,94 34,57

ALTERNATIVAS 6e7 0 0 0 0 7,94 7,94

9 0 0 0 0 7,94 7,94

A proposta original para a valoração deste critério foi inversamente proporcional às áreas totais prováveis das planícies de inundação atingidas pelas alternativas propostas. A presente proposta é de diminuir a relatividade entre os dois valores, segundo proposto no critério “saúde mental”. Desta forma, o valor máximo para este critério seria aquele em que nenhuma área de planície fosse afetado e para o valor mínimo um área que compreendesse uma área de planície correspondente a 55 ha (+2.). A Tabela 7.30 mostra a valoração original e a valoração proposta por este trabalho.

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Figura 7.8: Mapa das planícies de inundação para a bacia do Baixo Cotia (escala original de 1:10.000). Modificado de SABESP (1997).

Tabela 7.30: Valoração para o critério “planícies de inundação” segundo a porposta original e presente. Alternativa

Proposta original

Proposta presente

1a5e8

1

3,34

6, 7 e 9

9

7,70

7.2.14 – Enchentes

A Figura 7.8 (utilizada em planícies inundáveis no item anterior) também ilustra as áreas complementares acrescidas para o amortecimento das ondas de cheias. A Tabela 7.31 apresenta as áreas acrescidas, além das planícies inundáveis, para a construção das ALC, que no período de cheias podem vir a ser utilizadas para a laminação das ondas de cheias. A Tabela 7.32 apresenta a composição total dessas áreas acrescidas por plano de ação. Tabela 7.31: Áreas acrescidas para o amortecimento de enchentes segundo cada obra proposta.

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Planície de Inundação (ha)

ALC/ ETE

ALC – R. Pedras

ALC/ M. Velho

ALC – Fazendinha

0,38

1,78

11,78

5,91

ISOLINA 3,49

Tabela 7.32: Composição das áreas totais acrescidas para o amortecimento de enchentes, segundo cada plano de ação. Área de Planícies de Inundação (ha) ALC/ETE ALC/C- R. Pedras ALC/C R. M. Velho ALC - Fazendinha Isolina Somatório Total

ALTERNATIVAS 1a5e8 0,38 1,78 11,78 5,91 3,49 23,34

6, 7 e 9 0 0 0 0 3,49 3,49

A escala de valores da proposta original para este critério foi proporcional às áreas acrescidas para o amortecimento de enchentes. Para a proposta presente, como foi feito para a proposta anterior, é de se diminuir a relatividade entre os dois únicos valores deste critério. Desta forma o valor zero corresponde a uma área acrescida para o amortecimento de cheias também igual a zero e o valor 9 corresponderá a uma área de área acrescida igual a 37 ha (+2.). A Tabela 7.33 mostra os valores para este critério, segundo as propostas atual e original. Tabela 7.33: Valores propostos para o critério “enchente” segundo proposta origianal e presente. Proposta original

Proposta presente

9 1

5.68 0.85

Alternativa 1a5e8 6, 7 e 9

7.2.15 – Vegetação Nativa. A proposta original para a valoração deste critério utilizou o mapa de cobertura vegetal e uso e ocupação da terra de 1994 para localizar todas as áreas de mata preservada, mata alterada, mata degradada, áreas verdes urbanas e, cobertura vegetal predominantemente arbustiva, com pesos variando de 10 a 6, nesta ordem. A Figura 7.9 ilustra as áreas ocupadas vários tipos de vegetação da região em estudo.

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Figura 7.9: Mapa do Baixo Cotia com áreas ocupadas por diferentes tipos de vegetação nativa. Modificado de SABESP (1997).

Somente as obras envolvendo as represas Isolinas, ALC - Rio das Pedras e ALC – Fazendinha, introduzirão alterações na vegetação nativa, conforme pode ser visualizado na Figura 7.9. A Figura 7.10 ilustra em detalhe as áreas atingidas e quais os tipos de vegetação afetados. Novamente, a não variação de sítios para a implantações das obras, de certa forma, restringe a variação das áreas afetadas, assim sendo, a presente proposta para a revaloração deste critério é a de reduzir a relatividade de dois únicos valores para as áreas afetadas. A Tabela 7.34 apresenta a composição das áreas de mata afetadas pelas obras, ponderadas em função do tipo de vegetação atingida. A Tabela 7.35 apresenta o resultado da ponderação realizada na Tabela 7.34, computando todas as obras por alternativa.

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Figura 7.10: Detalhe da vegetação nativa afetada por cada uma das obras propostas (escala original de 1:50.000). Modificado de SABESP (1997).

Tabela 7.34: Composição da ponderação para a valoração do critério vegetação nativa. Tipo de Vegetação Nativa Mata Preservada Mata Alterada Mata Degradada Áreas Verdes Urbanas Cob. V. P. Arbustiva Somatório Total

Isolina 10x0 9x0 8x1,15 7x0 6x9,40 65,60

Obras ALC – R. Pedras 10x0 9x0 8x0,40 7x0 6x0 3,20

ALC - Fazendinha 10x0 9x0 8x0 7x0 6x3,04 18,24

Tabela 7.35: Composição da escala de valor para o critério vegetação nativa, segundo cada plano de ação proposto. Vegetação Nativa Removida Somatório ponderado

ALTERNATIVAS 1a5e8 6, 7 e 9 87,04 65,60

A escala de valores estimada pela prosposta original para este critério foi de considerá-lo inversamente proporcional ao somatório ponderado, obtido por cada plano de ação. Essa proposta foi mantida para o presente trabalho. A relatividade foi diminuída por meio da utilização de uma função linear, represetando o valor “zero” para nenhuma área de mata nativa atingida e valor “9” para uma área ponderada equivalente a “102” (+2.). A Tabela 7.36 mostra os valores atribuídos para cada uma dos planos de ação, segundo a proposta original e presente.

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Tabela 7.36: Valoração para o critério “vegetação nativa” para as propostas original e presente. Proposta original

Proposta presente

1 9

1,32 3,21

Alternativa 1a5e8 6, 7 e 9

7.2.16 – Fauna terrestre.

A proposta original para a valoração do critério “fauna terrestre”, por causa da insuficiência de informações diretas sobre a fauna terrestre da região, baseou-se em informações indiretas por meio da consideração das alternativas tecnológicas mais ambientalmente viáveis, preocupadas com a recuperação das matas ciliares e da qualidade da água. A presente proposta para a valoração deste critério é de se adotar a média aritmética entre os valores atribuídos a esses dois critérios, acrescentando-se um intervalo de incerteza, por meio da adoção de intervalos fuzzy, correspondente a +/- 10%. Desta forma, reduz-se a escala deste critério e também seu peso neste processo de tomada de decisão, porém, aumenta-se a importância dos critérios qualidade de água e recuperação da mata ciliar. Os valores adotados, para cada uma das alternativas, segundo a metodologia presente proposta, assim como os da proposta original, são mostrados na Tabela 7.37.

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Tabela 7.37: Escala de valores para o critério fauna terrestre. Alternativa 1 2 3 4 5 6 7 8 9

P.original 9 9 9 9 9 5 5 9 5

Mata Ciliar 6.06 6.06 6.06 6.06 6.06 0,42 0,42 6.06 0,42

Qual. da água 5 9 5 9 9 1 1 9 1

P.presente (5.53, 0.55, 0.55) (7.53, 0.75, 0.75) (5.53, 0.55, 0.55) (7.53, 0.75, 0.75) (7.53, 0.75, 0.75) (0.71, 0.07, 0.07) (0.71, 0.07, 0.07) (7.53, 0.75, 0.75) (0.71, 0.07, 0.07)

7.2.17 – Ecossistemas aquáticos

A escala original adotada para o critério “Ecossistemas Aquáticos”, foi considerada apenas na melhoria da qualidade da água, previstas pelos diferentes planos de ação. A proposta atual é de se incluir ainda a variação do volume de água no rio Cotia. Desta forma, a valoração proposta passa a ser um pouco diferente da anterior. Para a alternativa de número 9, por exemplo, a vazão natural do rio será diminuída e não substituida pelo efluente tratado da ETE-Barueri, mas sim prevendo a exaustão do rio a jusante da tomada de água da ETA - Baixo Cotia. Assim sendo, a escala proposta prevê valores negativos para este critério melhora as condições atuais. A Tabela 7.38 apresenta um sistema de pontuação para o critério “ecossistemas aquáticos”, que recebe pontos positivos para a melhoria da qualidade da água, redução de lançamento de esgotos, re-introdução de água no sistema. Recebe notas negativas para a redução da vazão, aumento de poluição. Assume-se também um intervalo de +/- 10% para a valoração final, pois esta valoração foi baseada em informações consistentes, mas sim em potencialidades. A escala aqui assumida define o valor zero para uma pontuação igual a -1, e um valor máximo igual a média (3.33) mais duas vezes o desvio padrão (2x1.69), conforme apresentado anteriormente em outros critérios. Mesmo para a alternativa 9, que prevê a diminuição da vazão, haverá a redução do lançamento de esgosto, o que, sem dúvida, já melhoraria as condições ambientais dos ecossistemas aquáticos, então deverá receber uma nota, diferente de zero e positiva. A Tabela 7.39 apresenta os valores finais para este critério, segundo a valoração original e valoração presente. Tabela 7.38: Valoração do critério “ecossistemas aquáticos”. 1

2

3

4

5

6

7

8

9

Reintrodução de vazão

1

1

1

1

1

0

0

1

0

Diminuição de esgoto

1

1

1

1

1

1

1

1

1

Trat/to. p/ Alagados

1

1

1

1

1

0

0

1

0

ECR-1

1

1

1

1

1

0

0

1

0

ECR-2

1

1

1

1

0

0

0

0

0

Vazão natural

0

0

0

0

0

0

0

0

-1

Somatório

5

5

5

5

4

1

1

4

0

Tabela 7.39: Valores finais original e presente para o critério “Ecossistemas aquáticos”.

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Alternativa 1a4 5e8 6e7 9

Escala Original 9 9 5 5

Escala atual 6.99 5.83 2.33 1.17

Valor proposto (6.99, 0.70, 0.70) (5.83, 0.58, 0.58) (2.33, 0.23, 0.23) (1.17, 0.12, 0.12)

7.2.18 – Área protegida.

Para este critério é adotada apenas uma mudança de escala, mas mantendo-se a proposta de valoração da proposta original. Desta forma, a proposta presente e a original são apresentadas na Tabela 7.40.

Tabela 7.40: Escala final de valores para o critério área protegida. Alternativa 1a5e8 6e7 9

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Valor original 9 5 1

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Valor proposto 9 1 -3

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7.2.19 – Qualidade da Água.

Para o critério “Qualidade de Água” a presente proposta é de se manter a proposta original de Zuffo (1998). Desta forma, a Tabela 7.41 apresenta a escala de valores para o critério “Qualidade de Água”.

Tabela 7.41: Valores para o critério Qualidade de água. Alternativa 1e3 2, 4, 5 e 8 6, 7 e 9

Valores Finais 5 9 1

7.2.20 – Qualidade de Vida.

Para o critério “Qualidade de Vida” a proposta deste trabalho é de alterar a escala de valores. Apesar de este critério ser subjetivo, a sua valoração considera um conhecimento intuitivo que, já que é sabido que a melhoria das condições ambientais implica em um ganho na qualidade de vida. Como o número de alternativas é pequeno e com poucas diferenciações entre si, e para diminuir o caráter punitivo para as pequenas diferenças, a proposta de valoração para este critério é o de se reduzir a escala máxima de 9 para 3. A Tabela 7.42 apresenta os valores para o critério “Qualidade de Vida” segundo a proposta original e a proposta atual. Assumiu-de, neste trabalho que este critério carrega consigo certa subjetividade, desta forma, optou-se por atribuir-lhe intervalos fuzzy iguais à todos os planos de ação, não proporcionais às notas, mas sim de mesma magnitude e iguais a 1,00. A alternativa 9 é sem dúvida muito pior que a situação presente, uma vez que “seca o rio Cotia”, assim sendo, sua nota foi atribuída como sendo negativa e igual a 1

Tabela 7.42: Valores finais para o critério “Qualidade de Vida”, segundo a proposta original e presente. Proposta original

Proposta presente

9 5

(3,00, 1,00, 1,00) ( 0, 1,00, 1,00)

Alternativa 1a5e8 6e7

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9

5

( -1, 1,00, 1,00)

7.3 – Pesos para os Critérios

Neste trabalho, utilizou-se da pesquisa realizada por Zuffo (1998) para o estabelecimento dos pesos para os critérios. Esses pesos foram obtidos por meio de consulta a especialistas ligados às áreas de Recursos Hídricos e Ambiente, todos de nível superior. Dos 73 questionários enviados, 32 foram respondidos por profissionais no Brasil e no exterior. Procurou-se estabelecer os quatro cenários estabelecidos originalmente por Zuffo (1998) que considerava: Média Expurgada, Moda, Máximo (que foi depois substituído pelo cenário dos pesos iguais) e mínimos. A metodologia deste tratamento foi diferente ao adotado por Zuffo (1998), procurou-se neste trabalho seguir a primeira etapa do método DELPHI para o tratamento desses dados, o que levou a uma diferenciação quanto aos valores adotados pro Zuffo (1998). Desta forma, os cenários de pesos obtidos correspondem a: Média dos Pesos, Moda, Máximos e Mínimos. Para os 32 questionários respondidos, observou-se uma grande variação nos pesos atribuídos aos critérios, para cada um dos profissionais, o que reflete uma divergência de opiniões, que pode ser devido, talvez, às diferenças entre as áreas de atuação e/ou formação do profissional. Observou-se que os critérios que apresentaram maior dispersão foram exatamente aqueles em que existiu a falta de conhecimento técnico do assunto, como por exemplo: água subterrânea, fauna ou áreas protegidas. Não obstante, os critérios mais conhecidos, como a qualidade da água, a saúde física da população e o econômico, foram os que menor dispersão obtiveram, o que caracteriza uma maior firmeza quanto as estimativa do grau de importância quase consensual, obtidos por esses critérios. Na metodologia utilizada por Zuffo (1998) previa o expurgo de 25% dos dados, o que correspondia um total de 8 valores de cada critério. Após a eliminação desses 8 valores, representando 4 valores máximos e 4 valores mínimos, determinou a média dos restantes chamando-a de Média Expurgada dos Pesos. Neste trabalho, o procedimento foi diferente, o expurgo realizado correspondeu à todos os valores que estavam abaixo do primeiro quartil e acima do terceiro, o que poderia causar a eliminação de números maiores ou menores que 8, dependendo do critério. O cenário da Média dos Pesos foi obtido pela Média dos pesos que não foram eliminados, da mesma maneira que os demais cenários, Moda, Máximo e Mínimo, dos pesos que permaneceram dentro do intervalo, compreendido entre o primeiro e

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o terceiro quartis, conforme apresentado na Tabela 7.44, ligeiramente diferentes dos cenários de pesos apresentado originalmente por Zuffo (1998) – Tabela 7.43. Para a definição do cenário de “pesos mínimos” pode-se verificar o grau de importância dado a cada um dos critérios analisados. Obserou-se que para determinados critérios, a nota mínima atribuida sempre permaneceu com valores relativamente elevados, após o expurgo, 9 para os critérios “Saúde Física” e “Qualidade da Água” e 5 para 7 dos 20 critérios considerados. Esta observação demonstra que certos critérios têm uma importância maior que outros, pois as menores notas atribuídas a eles sempre são maiores que as mínimas dos demais. Aproveitando-se desta característica, procedeu-se a uma reavaliação dos critérios. Dividindo-se todos os valores mínimos, obtidos por cada um dos critérios, pelo maior deles (9) e, multiplicou-se o resultado por 10, para possibilitar o retorno à escala original. Desta forma os valores foram ajustados para a mesma faixa de variação, ou melhor, de 1 a 10. Por este procedimento os pesos finais para o cenários Mínimo variaram entre 5,56 a 10, diferentemente do trabalho de Zuffo (1998) que teve uma variação muito maior que foi de 2 a 10. As Tabelas (7.423 e 7.44) apresentam as matrizes payoff original e modificada proposta por este trabalho, enquanto que a Tabela 7.45 apresenta os intervalos fuzzy adotados.

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Tabela 7.2 – Planilha de composição da relação Benefício/Custo para as alternativas de Projeto Discriminação

1. Receita de Operação

Alternativa 01 Valor Média Presente Anual 134463 20939

Alternativa 02 Valor Média Presente Anual 134463 20939

Alternativa 03 Valor Média Presente Anual 134463 20939

Continua...

Alternativa 04 Valor Média Presente Anual 134463 20939

Alternativa 05 Valor Média Presente Anual 134463 20939

1.1 – Água Industrial 1.2 – Água Potável 1.3 – Esgoto

10420 84645 39398

1623 13181 6135

10420 84645 39398

1623 13181 6135

10420 84645 39398

1623 13181 6135

10420 84645 39398

1623 13181 6135

10420 84645 39398

1623 13181 6135

2. Despesa de Exploração

52725

8211

54011

8411

62811

9781

64095

9981

52585

8189

2.1 – Custo Operacional 2.2 – Custos Comerciais 2.3 – Custos Administrativos

39605 5199 7921

6168 810 1234

40523 5383 8105

6310 838 1262

47835 5409 9567

7449 842 1490

48753 5592 9750

7592 871 1518

39505 5179 7901

6152 807 1230

3. Saldo Operacional

81738

12729

80452

12528

71652

11158

70368

10958

81878

12751

4. Investimentos

45221

7042

52130

8118

45499

7085

48794

7598

44964

7002

5. Saldo Final

36517

6. Relação Benefício Custo (B/C)

1,37 1,27

28322 c/ A. Ind s/ A. Ind

1,27 1,17

26153 c/ A. Ind s/ A. Ind

1,24 1,15

21574 c/ A. Ind s/ A. Ind

1,19 1,10

36914 c/ A. Ind s/ A. Ind

1,38 1,27

c/ A. Ind s/ A. Ind

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Tabela 7.2 – Planilha de composição da relação Benefício/Custo para as alternativas de Projeto Discriminação

1. Receita de Operação 1.1 – Água Industrial 1.2 – Água Potável 1.3 – Esgoto 2. Despesa de Exploração 2.1 – Custo Operacional 2.2 – Custos Comerciais 2.3 – Custos Administrativos 3. Saldo Operacional 4. Investimentos 5. Saldo Final 6. Relação Benefício/Custo (B/C)

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Alternativa 06 Valor Média Presente Anual 24809 3863

Alternativa 07 Valor Média Presente Anual 56474 8794

Alternativa 08 Valor Média Presente Anual 99235 15453

... Continuação

Alternativa 09 Valor Média Presente Anual 12405 1932

0 16929 7880

0 2636 1227

10420 31426 14628

1623 4894 2278

0 67716 31519

0 10545 4908

0 8465 40

0 1318 614

5531

861

29309

454

30667

4776

7585

1181

3951 790 790

615 123 123

19223 1123 8963

2994 175 1396

21905 4381 4381

3411 682 682

1661 332 332

7592 871 52

19278

3002

27165

4230

68568

10678

4820

751

8477

1320

17180

2675

46029

7168

5845

910

10801

9985

1,77

1,21

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0,99

c/ A. Ind s/ A. Ind (