Geotecnia Ambiental: reflexões de um observador

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Geotecnia Ambiental:

reflexões de um observador

Palestra apresentada no 8º Congresso

da Sociedade Portuguesa de

Geotecnia

(2)

Riscos, Engenharia Civil, Geotecnia

z Diariamente tomamos decisõesdecisões que envolvem

riscos

z Prescrições de normas e códigos visam a reduzir

riscos de engenharia a níveis aceitáveis pela sociedade

z Engenheiros civis são profundamente

conservadores

z Engenheiros geotécnicos têm pouco apreço por

normas e códigos

z Riscos geo-ambientais passaram a ser

(3)

Riscos e Geotecnia Ambiental (GA)

z

Dificuldades

– Operacional: riscos

• Formalização do tratamento

• Quantificação

– Fundamental: caráter interdisciplinar

•

• Não bastaNão basta mais conhecer apenas a Física de Solos e Rochas

(4)

Capítulos da palestra

z

Dificuldade operacional (DO)

z

Dificuldade fundamental (DF)

z

Exemplo de aplicação

z

(5)

Dificuldade operacional (DO)

(6)

Acepções de

risco

_risco

z

“O risco desta apólice de seguros é

elevado”

z

“O risco de chuva nesta tarde é

mínimo”

z

“Há um grave risco de generalização

(7)

Componentes do

risco

_risco

z

Componentes

– Incerteza – Conseqüências z

Quantificação

– Probabilidade do evento indesejável – Atributos • Econômicos • Ambientais

(8)

Por que quantificar

?

_?

z

Para tomar decisões

decisões

equilibradas e

fundamentadas

– caso a caso

– na elaboração de códigos e normas

z

Para não correr riscos desnecessários

(9)

Risco = incerteza x conseqüência

C = 0 C = C* p

1 - p Risco = E[C] = p . C*

(10)

Risco = conseqüência esperada

p₁ p_i p₂ p_n C = C_n C = C_i Risco = E[C] = p_i . C_i C = C₂

Obs.: notação indicial

(11)

Média ponderada de conseqüências

C_x P_x 0 10-4 10-3 10-1 10-2 0 0.1M$ 1M$ 10M$ 100M$

(12)

Decisão: minimizar risco

R[A_n] = E[C | A_n]

R[A₁] = E[C | A₁] A₁

A_n Critério de decisão: escolher a ação

A_j tal que R[A_j] = min E[C | A_i] _A

i

(13)

Matriz pseudo

-

_-

quantitativa

_quantitativa

5 4 3 Alta 4 3 2 Média 3 2 1 Baixa Conseqüência Alta Média Baixa Probabilidade

(14)

Escalas logarítmicas

C_x P_x 0 10-4 10-3 10-1 10-2 0 0.1M$ 1M$ 10M$ 100M$

(15)

Matriz quase quantitativa A (“R

_A

”)

_”)

5 4 3 > 1000 4 3 2 1 a 1000 3 2 1 < 1 Conseqüência > 10-2 10-4 _{a 10}-2 < 10-4 Probabilidade

(16)

Matriz quase quantitativa B (“R

_B

”)

_”)

9 6 3 > 1000 6 4 2 1 a 1000 3 2 1 < 1 Conseqüência > 10-2 10-4 _{a 10}-2 < 10-4 Probabilidade

(17)

Comparação de

riscos

_riscos

“R_B” “R_A” E[C] C p Situação hipotética 6 4 0,1 5 0,02 3 6 4 1,5 1500 0,001 2 4 3 2,5 500 0,005 1

(18)

Extensão dos efeitos da DO em GA

z Mapas de “riscos” incompatíveis com decisões

fundamentadas em critérios demonstráveis e defensáveis

z Dissertações e teses sem demonstração de

validade – Análise de riscos – Análise de decisões – Análise hierárquica – Lógica difusa – Árvores de falhas – Árvores de eventos

(19)

Recomendações (DO)

z Ter em mente que riscos são quantificados para

melhorar a qualidade das decisõesdecisões

z Certificar-se de que as escalas de riscos adotadas

têm condições de bem reproduzir as preferênciaspreferências

de quem tomará a decisão

z Matrizes com escalas simplificadas podem ser

produto final

produto final, para facilitar aplicação, mas não ponto de partida

z Examinar formulações teóricas consagradasconsagradas em

outras áreas

– Teoria da Utilidade – Análise de Decisões

(20)

Dificuldade fundamental (DF)

(21)

Ambiental = multidisciplinar

z

Solos e

Rochas

– – Física Física – – Interação Interação química química – – Interação Interação biológica z

Poluentes

– – QuímicaQuímica – – Interação Interação física física – – Interação Interação biológica z

Organismos

vivos

– – BiologiaBiologia – – Interação Interação química química – – Interação Interação física

(22)

Risco Ambiental = multidisciplinar

z

Solos e rochas,

poluentes,

organismos

vivos

– – Física Física – – QuímicaQuímica – – Biologia z

Análise de riscos

–

– Teoria da UtilidadeTeoria da Utilidade

–

– Análise de DecisõesAnálise de Decisões

–

– Pesquisa operacional

(23)

Solução típica de contenção

Leachate (co) Liner Foundation Soil Waste Percolation Contaminant Transport (c, J) Precipitation (P) Cover Surface Runoff (Rs) Evaporation & Transpiration (ET) 3 4 1 2

(24)

Exemplos de “surpresas” da GA

z

Condições anaeróbicas podem

propiciar o aparecimento de

compostos com maior mobilidade ou

toxicidade (caso do arsênico)

z

Difusão molecular pode tornar-se

mais importante do que advecção

através de contenções de baixíssima

condutividade hidráulica

(25)

Extensão dos efeitos da DF em GA

z Profissionais em Geotecnia (tradicional) passam a denominar

riscos, indiscriminadamente, todos os novos desafios

multidisciplinares nos quais se sentem pouco proficientes

z Mapas de “riscos” incorretamente denominados

– Mapas de ameaças ou perigos (“hazards”) – Mapas de vulnerabilidade

– Mapas de riscos (devem incluir conseqüências)

z Banalização do conceito de risco (comparar com situações homólogas em Geotecnia tradicional)

z Atraso na aplicação efetiva da Análise de Riscos a problemas

(26)

Condicionantes do risco

Fontes de contam inação Receptores Trajetórias de exposição Risco

(27)

Analogias

z

Fontes de contaminação

≈ ações

+

z

Trajetórias de exposição

≈ sistema

=

(28)

Resposta = concentrações

p₁ p_i p₂ p_n C = C_n C = C_i Risco = E[C] = p_i . C_i C = C₂

Obs.: notação indicial

(29)

Eficácia de tratamento

R[A_n] = E[C | A_n] R[A₁] = E[C | A₁] A₁ A_n Critério de decisão: escolher a ação

A_j tal que R[A_j] = min E[C | A_i] _A

i

(30)

Requisitos do receptor

z

Receptor decide se resposta é

aceitável

z

Profissional de GA elabora, em nome

do receptor, normas e códigos com

prescrições que permitam obter

(31)

Eficiência do tratamento

V₂ / (C₀ – E[C | A₂]) V₁ / (C₀ – E[C | A₁]) Rela Relaçãção o custo/benef

custo/benefííciocio

V₂ V₁ Custo C₀ - E[C | A₂] C₀ - E[C | A₁] Benefício 2 1 Alternativa

(32)

Aceitabilidade do tratamento

z Como definir quais as respostas aceitáveis? z Quanto investir para tratar?

z Qual o nível de contaminação aceitável pela

sociedade local

sociedade local?

z O que exigir nas normas e códigos? z Análise de Decisões com

múltiplos objetivos ⇒ atributos

• Econômicos

• Ambientais

(33)

Saneamento básico no Brasil

(34)

Recomendações (DF)

z

Não tratar questões relativas ao caráter

multidisciplinar como se foram riscos

z

Aplicar formulações teóricas consagradas

em outras áreas para escrever normas e

códigos que reflitam preferências da

sociedade local

local

(35)

Exemplo de aplicação

(36)

Caso de um aterro de resíduos

z

Aterro controlado (cresce à razão de

50.000 kN / dia)

z

Células envolvidas por solo compactado

z

Drenagem de chorume e gases

z

Dados de ruptura disponíveis para

retroanálise (com dificuldades na estimativa

das pressões neutras, sobretudo de gases)

z

Objetivo: escolher inclinação dos taludes

(37)

Conseqüências: o problema

z

Diferentes conseqüências a “jusante”

– Talude 1: estrada secundária praticamente

sem uso

• p₁ = probabilidade de escorregamento

• C₁ = conseqüência do escorregamento

– Talude 2: moradias de população de baixa

renda

• p₂ = probabilidade de escorregamento

(38)

Critério: risco uniforme

(39)

Probabilidades de escorregamento

z

Maiores superfícies (

⇒ maiores volumes)

não são necessariamente as mais críticas

– Maior número de elementos independentes ⇒

menor variabilidade da integral de resistências (Úlpio Nascimento e Castel Branco Falcão,

Revista Geotecnia)

z

Aspectos de fiabilidade do sistema

– Admitiu-se, simplificadamente, que a

probabilidade de escorregamento do talude fosse aquela da superfície mais provável (superfície crítica)

(40)

Mecanismo de escorregamento

z

Dificuldade de estimar a dimensão dos

elementos independentes

– avaliadas algumas hipóteses, com base nas

dimensões das células (desde 0,5 L até 5 L)

z

Dificuldade de estimar pressões neutras

– de água

• retroanálise de um escorregamento ocorrido (apesar

das influências desconhecidas das pressões de gás)

• hipóteses diversas (r_u, piezométricas por camada)

– de gás

(41)

Estimativa de conseqüências

z Conseqüências dependem:

– do volume do escorregamento

• admitiu-se ser o volume destacado pela superfície mais crítica

– da ocupação ao pé dos taludes

• estimado quase quantitativamente o impacto sobre a estrada secundária e sobre as moradias

– da possibilidade de intervenção prévia para evacuação

(escorregamento com aviso?)

• desconsiderada em função da experiência pregressa e procedimentos de operação z Melhor estimativa – – CC₁₁ = 1= 1 – – CC₂₂ = 100= 100

(42)

Decisões

z

Critério:

p

₁

. C

₁

= p

₂

. C

₂ z

Resultado

– talude diante das moradias foi projetado com

inclinação inferior ao outro (como seria de se esperar)

–

– diferença de inclinação baseoudiferença de inclinação baseou--se em um se em um

conceito defensável de uniformização de risco

(43)

Conclusões e recomendações

(44)

z Bem quantificar riscos geo-ambientais para melhorar decisões

– caso a caso

– por meio de normas e códigos

z Embora reconhecendo dificuldades nos aspectos multidisciplinares

da GA, reservar para a Análise de Riscos o seu devido lugar, aplicando

z Não perder nenhuma oportunidade de aplicar Análise de Riscos

– decisões podem não ser significativamente melhores do que aquelas

tomadas sem formalização

– estarão certamente muito melhor fundamentadas e passíveis de revisão

objetiva

objetiva por clientes, seguradoras, etc.

(45)

Informações adicionais

z

Apresentação disponível em:

•

• www.lmcwww.lmc..ep.usp.br/people/whachichep.usp.br/people/whachich

z

e-mail:

•