Publicações e aplicações desenvolvidas a partir da dinâmica de sistemas

O presente subcapítulo apresenta algumas publicações e aplicações para a familiarização com o tema e consequentemente com a pesquisa.

O livro seminal para a área de dinâmica de sistemas foi o Industrial Dynamics, lançado em 1961, outro importante livro para área foi o Urban Dynamics, ambos publicados for Jay Forrester.

O livro Urban Dynamics aborda a simulação com o intuito de prever o impacto das soluções propostas para o ciclo de vida de uma cidade, trabalhando com as forças que controlam o equilíbrio da população, habitação e indústria em um ambiente urbano (FORRESTER, 1961).

De acordo com Simonetto e Löblerb (2012), este trabalho serviu de base para elaboração de um outro livro: “The Limits to Growh” de Donella Meadows, Dennis Meadows, Jørgen Randers e William Behrens III, lançado em 1972. O qual foi apresentado ao Clube de Roma no início da década de 1970 (SIMONETTO, LÖBLERB, 2012).

Estas obras popularizaram a dinâmica de sistemas e os livros de Forrester tornaram-se a base de diversas pesquisas, influenciado muitos governos na hora de tomar decisões em política urbana (SIMONETTO; LÖBLERB, 2012).

Outro livro de destaque e lançado em 1993, mas voltado para a área de administração e de negócios é o “A quinta disciplina: arte e prática da organização que aprende” de Peter Senge.

Além dos livros, há diversas outras pesquisas que utilizaram a dinâmica de sistemas. Villela (2005) apresenta uma série de pesquisas realizadas no Brasil, em sua grande maioria aplicados a área de pecuária e agricultura, ou seja, ao agronegócio.

A dinâmica de sistemas possui anualmente desde 1993, um congresso sobre a área e que conta com um repositório com os trabalhos apresentados nos eventos. A partir deste repositório foi extraído um trabalho para exemplificar melhor a ferramenta e o tema.

O estudo selecionado foi: “Developing a Regional Circular Value Ecosystem Based on

Residues and Wastes: The Case of Higueras Village, Mexico”. O objetivo do trabalho foi

visualizar o futuro da cidade de Higueras a médio prazo, aplicando e desenvolvendo uma economia circular dentro da cadeia produtiva da localidade (AGUIÑAGA; SCHEEL, 2015).

Desta forma os autores queriam ver as consequências futuras para a região a partir do desenvolvimento da economia circular regional. Para tanto, identificaram as cadeias produtivas da região, afim de integrá-las a um sistema, onde os resíduos de suas produções, bem como seus produtos pudessem estar circulando.

Após as pesquisas de campo, bibliográficas e documentais, eles partiram para a utilização dos preceitos da dinâmica de sistemas e chegaram ao seguinte modelo causal:

Figura 6 - Estrutura de modelo causal

Fonte: Aguiñaga e Scheel (2015).

Desta forma, os autores relacionam as principais atividades econômicas da região, a plantação de orégano e criação de cabras com o futuro de outras variáveis importantes como a saúde dos habitantes, a água, recuperação do solo e a segurança alimentar.

A partir da simulação para dez anos os pesquisadores chegaram as seguintes consequências para saúde dos habitantes, a água, recuperação do solo e a segurança alimentar apresentados no quadro 12.

Quadro 12 - Cenários futuros esperados

Variável Consequências

Uso da água Uso eficiente da água e sua recuperação adequada salvou a aldeia, melhorando disponibilidade de água

Saúde Melhora da saúde, a ingestão de orégano fortalece o sistema imunológico Recuperação de solo

superficial Mais de 660 hectares foram fertilizados usando apenas lixiviados dos vermes, ajudando a recuperação de solos anteriormente pobres. Húmus sólido utilizado na construção de hortas urbanas, forneceram quase um adicional de 1,5 hectares de terra recuperada adequadas para o cultivo de hortaliças

Segurança alimentar Com a recuperação do solo superficial, jardins urbanos fornecem vegetais para satisfazer completamente os requisitos de 75 famílias, consequentemente, reforçando a auto sustentabilidade

Fonte: Aguiñaga e Scheel (2015).

Para a análise e solução de problemas as variáveis sofrem alterações e seu comportamento futuro é comparado e observado.

Entre as conclusões apresentadas pelos autores estão: a capacidade da cidade de superar a produção de resíduos, por interligação sistemática das partes interessadas,

tecnologias apropriadas, processos inovadores e a criação de nutrientes valiosos para outros processos, bem como produtos para a região.

Além disso, os resultados das simulações mostram uma clara melhoria de quatro parâmetros: a capacidade de alcançar a segurança alimentar, a criação de um solo rico, melhoria da saúde e do uso da água.

O outro exemplo apresentado é o trabalho elaborado por Simonetto e Löblerb (2012), o qual apresenta o desenvolvimento, validação e experimentação de um modelo de simulação utilizando a metodologia de dinâmica de sistemas, com o objetivo de avaliar e analisar cenários acerca da geração e disposição final dos resíduos sólidos urbanos.

A metodologia de pesquisa adotado para o desenvolvimento de um modelo computacional foi baseada nas seguintes etapas: (1) estudos exploratórios em artigos científicos, manuais de referência e entrevistas com gestores da área de resíduos sólidos, nas quais o problema foi caracterizado e estruturado; (2) desenvolvimento da solução, pela construção de modelos formais capazes de representar o problema; (3) implementação computacional da solução, utilizando-se o simulador Vensim® Software; (4) validação da solução, através de testes em laboratório e em campo, para verificar se os resultados obtidos estão de acordo com a realidade observada, bem como através da simulação de um experimento para tal, utilizando-se três cenários.

As variáveis e as suas inter-relações são apresentadas na figura 7.

Figura 7 - Modelo de simulação desenvolvido

Com a simulação realizada com o auxílio de um software foram construídos três cenários. O primeiro cenário foi baseado pela variação atual das taxas. O segundo não apresenta variação de taxas e o terceiro cenário é baseada em um ideal futuro.

A partir destes três cenários, os autores geraram os gráficos 1 e 2 que comparam e relacionam a geração de resíduos sólidos urbanos e a área utilizada.

Gráfico 1- Relação da geração de resíduos sólidos urbanos entre os cenários

Fonte: Simonetto e Löblerb (2012).

Gráfico 2- Relação da área utilizada entre os cenários

Fonte: Simonetto e Löblerb (2012).

Os autores concluem que o cenário denominado ideal foi superior aos outros dois em quase todos os aspectos, porém na variável referente à estimativa de quantidade de resíduos gerada pela população, o cenário atual sem variação de taxas (taxas estáticas) foi melhor.

De forma geral, os trabalhos apresentam modelos para simulação, os quais serviram de base para a criação de cenários futuros. O segundo modelo apresenta também gráficos que se alteram com o passar do tempo e que possibilitam a comparação entre diversos cenários.

A pesquisa buscou apresentar um modelo com as principais variáveis e a simulação destes com a geração de gráficos que facilitem a comparação de diversos futuros, assim possibilitando alternativas. Desta forma, ele pode auxiliar a tomada de decisão na gestão de resíduos sólidos urbanos e propondo novas políticas públicas.