A outorga de efluentes mostra-se um instrumento de suma importância para a efetivação da gestão de recursos hídricos, pois este instrumento permite o disciplinamento dos usos pelos órgãos gestores, tendo em vista o atendimento das demandas, o desenvolvimento econômico da bacia, a manutenção do recurso e a garantia da sustentabilidade ambiental.
A outorga como instrumento de comando e controle concede ao órgão gestor a responsabilidade de avaliar o impacto dos diversos usos na bacia hidrográfica. Destaca-se a importância da utilização de metodologias consolidadas respeitando diretrizes e regras pré- estabelecidas, o que permitirá o estabelecimento de estratégias de uso, através da imposição de restrições e metas a serem atingidas.
A outorga de direito de uso da água é um instrumento de simples entendimento e fácil aplicação até o instante que os primeiros conflitos surgem, sejam estes devido à escassez quantitativa ou qualitativa. Os conflitos geram polêmicas e discussões entre os usuários da bacia, onde o órgão gestor tem papel fundamental na intermediação destes conflitos.
Tento em vista a minimização dos conflitos e as dificuldades metodológicas para avaliar o processo de outorga, esta tese teve como objetivo desenvolver um Sistema de Suporte a Decisão (SSD) que auxilie a aplicação do instrumento de outorga de direito de uso, com ênfase para a outorga de lançamento de efluentes. O SSD proposto utiliza a otimização no processo de alocação de demanda e de carga efluente, visando a maximização dos usos e a minimização dos custos das medidas de tratamento de efluentes respeitando dos limites impostos pela classe de enquadramento dos corpos d’água.
O resultado otimizado, neste estudo, foi obtido através da utilização dos algoritmos evolucionários, Algoritmos Genéticos, Particle Swarm Optimization e Differential Evolution, tendo em vista à otimização do processo de alocação de demanda e de carga efluente, assim como a minimização dos custos de tratamento de efluentes e a maximização do uso da vazão disponível para diluição. Estes algoritmos também foram utilizados para obtenção da calibração automática da qualidade da água, tendo em vista facilitar a aplicação do SSD pelos órgãos gestores, o que introduz agilidade ao processo de implementação e análise do modelo de qualidade da água na bacia a ser estudada.
Entre suas estratégias de análise inseridas no SSD estão o atendimento da legislação ambiental para o lançamento de efluentes, a isonomia entre os usuários, o atendimento aos padrões de qualidade estabelecidos pelo enquadramento dos corpos hídricos e as restrições impostas pelo órgão gestor aos usuários ou as finalidades de uso.
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No intuito de produzir estratégias para avaliar o processo de outorga esta tese inseriu em suas análises três estratégias para a outorga de lançamento de efluentes. Na estratégia 1, foram consideradas apenas as restrições impostas pelo gestor para os limites de tratamento de efluentes mínimo e máximo impostas por usuário ou finalidade de uso. A estratégia 2 avaliou a outorga de efluentes considerando as restrições impostas pela legislação ambiental para o lançamento de efluentes, concentração máxima ou eficiência de tratamento. Na estratégia de outorga 3, foi inserida como restrição a isonomia entre os usuários da bacia hidrográfica com mesma finalidade de uso, os quais devem obedecer as mesmas eficiências de tratamento de efluentes. O atendimento dos limites estabelecidos pelo enquadramento dos corpos d’água para cada trecho de rio foi considerado como uma restrição para as três estratégias propostas.
As estratégias propostas neste estudo tiveram como principal objetivo avaliar o comportamento do SSD na obtenção das análises, assim como analisar a flexibilidade dos algoritmos na introdução de restrições e penalidade. Para a escolha das estratégias de outorga, destaca-se o importante papel do Comitê de Bacia e do órgão gestor para definir as prioridades, tendo em vista que os critérios aqui discutidos, legislação ambiental e isonomia, acarretam em investimentos mais elevados para a implementação das medidas de tratamento.
Para avaliar o desempenho do SSD foi realizado um estudo de caso na Bacia Hidrográfica do Rio Atibaia, no Estado de São Paulo. O Rio Atibaia foi escolhido por apresentar problemas de disponibilidade hídrica e conflitos pelo uso da água, o que permite avaliar os resultados do SSD para as diferentes estratégias em um caso real.
Os resultados obtidos pelos três algoritmos para as estratégias analisadas foram satisfatórios. Os algoritmos responderam bem as restrições e penalidades impostas à solução do problema. A estratégia 1, por apresentar característica menos restritiva que as estratégias 2 e 3, apresentou o menor custo global para a implementação das medidas de despoluição, uma vez que utilizou a vazão disponível para diluir os efluentes. Os resultados obtidos pela estratégia 2 estão próximos aos da estratégia 1. No entanto, devido à restrição que obriga o cumprimento da legislação ambiental para lançamento de efluentes, esta estratégia impôs maiores níveis de tratamento para os efluentes com carga elevada, o que resultou em um maior custo global das medidas de despoluição quando comparado com a estratégia 1.
A estratégia 3 ao priorizar a isonomia entre os usuários garante as mesmas obrigações de tratamento para usuários de mesma finalidade de uso, independente das condições de assimilação de carga poluente do corpo receptor em seu ponto de lançamento. Esta estratégia apresentou os custos mais elevados devido às características
mais restritivas do critério adotado. Esta estratégia sofre grande influência da localização dos usuários na bacia hidrográfica.
O perfil de qualidade da água permaneceu dentro dos limites impostos pela classe de enquadramento para as três estratégias, observou-se que as estratégias 2 e 3, devido às restrição impostas, apresentaram melhor qualidade para os parâmetros analisados, OD e DBO, ao longo do rio. Na estratégia 1, foi observado um melhor aproveitamento das vazões disponíveis para a diluição dos efluentes, este melhor desempenho é explicado pela restrição imposta à função objetivo de avaliar apenas os limites impostos pela classe de enquadramento e aos limites de tratamento informados pelo tomador de decisão. As estratégias 2 e 3, além do enquadramento devem obedecer as restrições da legislação ambiental para o lançamento e a isonomia entre usuários, respectivamente.
O Sistema de Suporte à Decisão proposto representa um avanço no processo de gestão de recursos hídricos, uma vez que envolve importantes critérios e estratégias na análise da outorga de direito de uso da água, sem dissociar os aspectos de quantidade e qualidade da água. Este avanço se deve a análise integrada dos critérios envolvidos nos processo de outorga em uma única ferramenta, que utiliza técnicas de otimização para a obtenção dos resultados, contribuindo de forma eficiente para a efetivação da gestão de recursos hídricos no Brasil.
O caráter flexível dos algoritmos escolhidos para este estudo, assim como da plataforma desenvolvida para o SSD são características que mostram as potencialidades do sistema proposto. Uma vez que o instrumento de outorga está em constante processo de evolução, seja pela indefinição das metodologias e regras a serem analisadas ou pelos novos desafios que serão impostos ao instrumento, uma vez que o uso dos recursos hídricos tende a aumentar e novos conflitos de uso certamente surgirão.
8.1. Recomendações
Esta tese foi desenvolvida com o objetivo de suprir a carência metodológica e estratégica para a solução dos problemas complexos envolvidos nas análises do instrumento de outorga para lançamento de efluentes. Ao longo do desenvolvimento deste estudo algumas dificuldades foram encontradas, as quais são importantes destacar tendo em vista o aprimoramento e a motivação para o desenvolvimento de trabalhos futuros.
Destaca-se a necessidade de ampliar as redes de monitoramento integrado entre quantidade e qualidade da água. Os dados de monitoramento são fundamentais para a gestão de recursos hídricos, os quais fornecem as informações sobre o comportamento atual e tendencial dos corpos hídricos, sem o qual não é possível aplicar as medidas de
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gestão e a utilização das ferramentas computacionais. A obtenção de dados de quantidade e qualidade permitem aperfeiçoar a calibração do modelo de qualidade, assim como, avaliar o comportamento do corpo hídrico em diferentes períodos, seco e úmido. O que permite introduzir outros critérios como a sazonalidade na avaliação das estratégias de outorga.
A utilização de sistemas que auxiliem o processo de gestão e planejamento dos recursos hídricos necessita a entrada de informações precisas e seguras sobre as atividades desenvolvidas no âmbito da bacia hidrográfica. Assim sendo, é de suma importância a obtenção dos cadastros de usuários mais elaborados, que apresentem informações relevantes para o processo, os quais permitam a formulação de cenários de carga e a definição de estratégias de outorga.
Outro aspecto notório é em relação ao desenvolvimento das funções de custo para implantação das estações de tratamento de esgoto, principalmente, para o tratamento de efluentes industriais, os quais diferem do tratamento de esgoto em função dos volumes tratados e pela diversidade de poluentes relacionados ao processo produtivo das indústrias. Isto permitirá a atribuição das funções de custo específicas por finalidade de uso.
O SSD proposto nesta tese foi desenvolvido em uma plataforma que permite a integração com outros modelos como, por exemplo, o Sistema AcquaNet. A integração futura pode trazer alguns benefícios quando se deseja avaliar um grande número de demandas quantitativas.
O instrumento de outorga para lançamento de efluentes apresenta importante papel na gestão da qualidade da água e na solução de conflitos de uso, assim sendo, destaca-se a necessidade de divulgação e discussão do instrumento e das estratégias a serem implantadas junto aos órgãos gestores e usuários da bacia.
A efetivação da Política Nacional de Recursos Hídricos está diretamente relacionada com a integração dos instrumentos de gestão, no entanto, esta integração ainda não é muito visualizada nos aspectos práticos. A adoção de metodologias, critérios e estratégias que possibilitem a integração dos instrumentos de gestão, como os apresentados no SSD desenvolvido, contribuem significativamente para a efetivação dos objetivos da PNRH. Assim sendo, recomenda-se a aplicação desta ferramenta de gestão para auxiliar as análises de outorga de efluentes, onde são consideradas as metas estabelecidas pelo enquadramento dos corpos hídricos, representando a integração dos instrumentos de gestão propostos pela Lei 9.433/97.