O balanço hídrico reconciliado (BHR) é uma ferramenta de apoio à gestão ambiental desenvolvida pelo Grupo de Pesquisa da Rede Teclim, voltada para a otimização ambiental de plantas industriais (Martins et al., 2010). A sua utilização permite a construção de balanços hídricos com apenas uma pequena parcela das correntes hídricas medidas, portanto sem redundância de dados medidos. A metodologia aproveita inicialmente, toda fonte de informação identificada ou mapeada, seja medição ou estimativa, e a cada uma delas é atribuído um valor representativo da Qualidade da Informação (QI), em função do grau de confiabilidade da sua obtenção. Considerando-se a QI como inversamente proporcional à incerteza da medição ou estimativa, utiliza-se a técnica da reconciliação de dados, na busca de novos valores que, satisfazendo as restrições do problema (equações dos balanços de massa), minimizem a função objetivo – diferenças entre os valores das vazões mapeadas inicialmente (medidas ou estimadas) – e os valores reconciliados.
2.3.1 O balanço hídrico
O balanço hídrico é uma ferramenta elaborada a partir do cômputo das entradas e saídas de água de um sistema durante determinado período, tendo como princípio o balanço de massa, ou balanço material. Nesse, a soma dos fluxos de entrada deve ser igual à soma dos fluxos de saída.
O balanço de massa é construído a partir da lei da conservação de massa ou de Lavoisier (a massa não pode ser criada ou destruída) e, não havendo acúmulo de massa no interior de um equipamento, ao longo de um determinado tempo, tem-se que a massa total na entrada é igual à massa total na saída (AQUIM, 2004).
Segundo Soares (2003 apud Aquim 2004):
Qualquer atividade de gestão passa primeiramente pelo conhecimento das variáveis que regem o sistema analisado. No caso do estudo de repercussões ambientais de uma atividade, o conhecimento do fluxo da matéria (ou balanço de massa) envolvido é o procedimento para tomada de decisões.
Segundo Aquim (2004):
Na elaboração de um balanço de massa devem ser bem definidos: o volume de controle, que pode ser um processo completo, um equipamento ou um conjunto de equipamentos; e as correntes envolvidas no balanço de massa que atravessam as fronteiras do volume de controle. Assim, o balanço de massa é o inventário de um determinado material em relação a um sistema definido.
O Volume de controle (VC) é o volume de interesse definido para o estudo ou análise, sendo controlado por uma determinada área. O VC pode ser aplicado a qualquer área definida dentro de uma planta, desde a menor unidade, indo para as áreas intermediárias ou, até, toda a planta. A Figura 3 apresenta a tipologia de um balanço hídrico (BH) e a delimitação de dois volumes de controles VC1 e VC2.
Quando se pensa na promoção de ações voltadas para o uso racional da água de uma edificação, torna-se imprescindível o conhecimento detalhado da composição dos seus consumos na edificação em estudo (KAMMERS, 2004).
Figura 3 – Tipologia de BH e seus Volumes de Controle (VC1 e VC2).
Fonte: Freire et al. (2010)
Para a construção do balanço hídrico de uma determinada edificação é necessário definir os volumes de controle a serem estudados e as equações do balanço (a soma dos fluxos aquosos de entrada é igual à soma dos fluxos aquosos de saída).
VC1
A partir dos volumes e controles definidos no balanço hídrico da Figura 2, têm- se as Equações 5 e 6 para os balanços:
Para o VC1:
E1+E2+E3+E4+E5+E6+E7+E8+E9+E10+E11+E12 = S1+S2+S3+S4+S5+S6 Equação (5) Para o VC2:
E6 = T1+T2+T3+T4+T5+T6+T7 = S1+S2+S3+S4 Equação (6)
Segundo Martins et al. (2010), o balanço hídrico é uma ferramenta importante para gerenciar o uso da água em processos produtivos. Ressalta-se, porém, que, uma das grandes dificuldades para representá-lo é a aquisição dos dados de vazão, pois, na maioria das vezes, grande parte das correntes aquosas não possui medidor instalado em linha, tornando as medições insuficientes para representar o balanço hídrico na planta.
2.3.2 A reconciliação de dados associada ao balanço hídrico
A inexistência de medidores de vazão em pontos necessários para compor o balanço hídrico justifica a necessidade dos dados serem obtidos de diversas fontes (Martins et al., 2010, Fontana et al., 2005), a exemplo de medidores portáteis, calculados através de balanço de massa, via dados de projeto, registros da empresa, de literatura técnica ou científica, ou até mesmo por estimativas “grosseiras”. Mas, segundo Tan et al. (2007 apud Martins et al., 2010), a combinação de diferentes fontes de dados pode revelar uma inconsistência deles durante o seu tratamento.
Para Martins et al. (2010), uma solução para esse problema é a construção de balanços hídricos associados aos dados de reconciliação com base na atribuição de graus de confiabilidade, ou qualidade da informação (QI), para os dados de vazão, a partir do conhecimento empírico sobre a planta.
A qualidade da informação (QI) é utilizada para representar o nível de incerteza relacionada ao dado de vazão, e é atribuída em função da sua obtenção. Ou seja, para cada tipo de fonte utilizada na obtenção do dado, deve ser-lhe atribuído um valor. Quanto mais confiável a fonte da informação, maior é o valor atribuído a QI.
Segundo Martins et al. (2010), a vantagem desta metodologia proposta é que ao contrário da reconciliação de dados clássica que exige a vazão medida, pode-se aproveitar todo tipo de informação mapeada, sem se preocupar, em um primeiro momento, com as vazões desconhecidas. Sendo, útil na identificação de vazões mesmo nos casos em que se têm poucas medições.
A metodologia proposta por Martins et al. (2010), utiliza a formulação típica de Crowe (1986), para problemas de reconciliação de dados, com redundância de dados medidos, e as suas restrições de igualdade. Eles propõem para sistemas sem redundância de dados medidos, uma nova formulação, considerando a variável Qualidade da Informação (QI), associada ao grau de confiabilidade da medição, inversamente proporcional à variância. Nesse caso as correntes mapeadas (Mi) podem ser medidas ou estimadas.
A metodologia proposta por Martins et al. (2010), foi adaptada para a construção do balanço hídrico reconciliado (BHR) do Aeroporto Internacional de Salvador, e é apresentada mais detalhadamente no item 3. Material e Métodos.
Segundo Teixeira (1997), a reconciliação de dados é uma das medidas utilizadas para o tratamento de dados de processos industriais, as quais visam dar maior confiabilidade aos valores medidos diretamente e aos inferidos indiretamente, para sua utilização no controle dos mesmos.
A reconciliação de dados, além de validar uma grande quantidade de dados normalmente disponível, fornece um importante suporte à identificação, gestão e redução de perdas. É uma ferramenta utilizada em larga escala e diferentes processos produtivos, visando a gestão dos recursos naturais.