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ÍNDICE HÍDRICO DE LOCAÇÃO INDUSTRIAL: ESTUDO DE CASO DE TRÊS ALTERNATIVAS NA BACIA DO RIO DE CONTAS - BA Marcelo Bernardes Secron 1* José Paulo Soares de Azevedo 2Marcelo Gomes Miguez3 Resumo – Este artigo apresenta a aplicação de um novo índice denominado Índice Hídrico de Locação Industrial (IHLI), cujo propósito é avaliar a influência de aspectos hídricos fundamentais dentro de um processo de tomada de decisão quanto à locação de novas instalações industriais situadas em margem de rios. O objetivo deste índice é fornecer uma ferramenta ao tomador de decisão para o processo de seleção de alternativas de área, considerando um contexto de avaliação ambiental preliminar aplicado em fase anterior ao licenciamento ambiental. O IHLI visa integrar três principais variáveis de estudo no campo da hidrologia, consideradas essenciais em termos de avaliação quanto às necessidades, vulnerabilidades e impactos ambientais de uma instalação industrial a ser implantada em uma margem de rio em uma dada bacia hidrográfica, a saber: Disponibilidade Hídrica Consuntiva, Capacidade de Suporte do rio como corpo receptor de efluentes e Vulnerabilidade do empreendimento quanto à Drenagem e Inundação. A metodologia proposta é baseada na combinação de uma variação de um método MMAD (Métodos Multicritério de Análise de Decisão), denominado método do produtório ponderado, com lógica fuzzy. O estudo de caso apresenta resultados preliminares que se mostraram promissores, com enfoque em três alternativas locacionais hipotéticas na bacia do Rio de Contas-BA. Palavras-Chave – Métodos de Apoio à Decisão, Avaliação Ambiental Preliminar, Margem de Rios. HYDRIC INDEX FOR LOCATION OF INDUSTRIAL FACILITIES: CASE STUDY OF THREE ALTERNATIVES IN RIO DE CONTAS BASIN - BA Abstract – This article proposes and applies a new index, namely Hydric Index for Location of Industrial Facilities (HILIF), developed to assess the influence of important water related aspects relevant to the decision-making process of location of new industrial facilities on a river bank. The main purpose of this index is to provide a viability study tool for a preliminary environmental analysis of water related factors during the locational stage prior to the environmental licensing. The idea of HILIF is to integrate three main water related variables, considered to be essential for evaluating the necessities, vulnerabilities and environmental impacts of an industrial facility to be located on the river banks of a chosen watershed: availability of water for consumption, drainage/flood vulnerability of the site, and river carrying capacity. The proposed methodology is based on a variation of a traditional MADM (Multi-Attribute Decision Making) method called Weighted Product Method (WPM), considering a fuzzy approach. The case study shows promising results achieved for a preliminary test of the index methodology using three hypothetical site alternatives for a hypothetical industrial facility to be located in Rio de Contas Basin, State of Bahia, Brazil. Keywords – Decision Support Methods, Preliminary Environmental Analysis, River Banks. 1 Doutorando do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil (PEC), Área de Concentração em Recursos Hídricos e Meio Ambiente, Instituto Alberto Luiz Coimbra (COPPE), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) [email protected] 2 3 Professor do PEC/COPPE/UFRJ [email protected] Professor do PEC/COPPE/UFRJ [email protected] XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 1 1. INTRODUÇÃO Conforme apresentado por Maranhão (2007) e Lermontov et al (2008), os índices constituemse em ferramentas de avaliação integrada que facilitam a comunicação com o público em geral, seja do ponto de vista do tomador de decisão e gestor , ou do grupo que é informado a respeito de uma condição relativa ao índice aplicado, já que este representa uma síntese de variáveis ou indicadores independentes, de naturezas diferentes, que são combinados e traduzidos em um único número. Em caráter complementar, os índices representam em um sentido mais geral, uma possibilidade de aplicação mais focada em finalidades gerenciais, cujo resultado tem o propósito de facilitar a tomada de decisão envolvendo um problema complexo e atentar de forma não totalmente precisa, em uma escala de ordem de grandeza, sobre uma determinada realidade. Em termos de critérios práticos adotados atualmente para estudos ambientais objetivando o licenciamento de atividades industriais em geral, conforme observado em Canter (1996) e Sanchéz (2013), diferentes aspectos hídricos básicos necessários para tal objetivo são avaliados de forma separada e individualizada, apesar de apresentarem naturalmente questões (ambientais e de projeto) de interdependência. Normalmente, em uma condição de uma avaliação ambiental (e.g. EIA (Estudo de Impacto Ambiental)), primeiramente esses aspectos são estudados por consultorias diferentes, sem que haja uma análise sinérgica ou integrada entre os mesmos. Em um segundo momento, já considerando a matriz de impacto ambiental do mesmo EIA exemplificado, os impactos relativos aos aspectos hídricos são avaliados de maneira distribuída com os demais, principalmente os aspectos ligados ao meio físico, tornando difícil assim a visualização e qualificação da sinergia de impactos entre os aspectos hídricos como um todo, tendo em vista o parecer final quanto à viabilidade de um empreendimento, principal objetivo de uma LP (Licença Prévia), consolidado através de um EIA, conforme caso apresentado. Dentro desse contexto, a aplicação do IHLI fornece um elemento diferenciador não só no processo de tomada de decisão locacional em si, mas também no projeto conceitual do empreendimento, em ambos os casos configurando um cenário de avaliação ambiental preliminar ao licenciamento ambiental, e posteriormente, também aplicado ao próprio licenciamento ambiental, conforme esquematizado na Fig.1. O elemento diferenciador mencionado acima é traduzido por uma interface integradora e holística, no tocante à união dos aspectos hídricos em torno de um índice específico, que por sua vez pode operar de maneira iterativa e cíclica, de forma que modificações nas premissas básicas de projeto possam ser incorporadas uma vez que critérios mínimos não sejam atingidos para uma dada alternativa locacional, ou no caso de melhorar níveis de recomendação, através de alterações no projeto do empreendimento industrial analisado. Também é importante destacar alguns aspectos sobre o uso de técnicas MMAD, em uma abordagem conjunta com a lógica fuzzy, ou nebulosa, aplicadas dentro de uma perspectiva ambiental, que podem ser utilizadas para apoiar a quantificação e o cálculo de índices, envolvendo múltiplas alternativas de projeto. Assim, o conceito de MMAD em um contexto fuzzy refere-se à aplicação de metodologias cujo propósito é a tomada de decisão em condições envolvendo um conjunto de atributos finitos, normalmente conflitantes, com a possibilidade de empregar diversas técnicas possíveis que refletem situações compatíveis com a lógica do raciocínio humano cotidiano, no que tange à tomada de decisões. Cabe ressaltar que decisões ambientais são muitas vezes complexas, envolvendo diferentes atores com interesses distintos, considerando múltiplos aspectos e alternativas, e por conta disso, metodologias MMAD, em ambiente fuzzy inclusive, são amplamente usadas no mundo em estudos ambientais, incluindo a área de hidrologia (Chen e Hwang, 1992; Comino et al, 2014; Juwana et al, 2012; Jonoski, 2014; Kiker et al, 2005; Kim e Shung, 2014). XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 2 Figura 1 – Estrutura geral de aplicação do processo de tomada de decisão locacional em conjunto com um contexto de avaliação ambiental preliminar e seus desdobramentos 2. METODOLOGIA DO ÍNDICE HÍDRICO DE LOCAÇÃO INDUSTRIAL A ideia central do Índice Hídrico de Locação Industrial (IHLI), conforme mencionado anteriormente, basicamente consiste em promover uma avaliação integrada dos aspectos hídricos definidos como fundamentais e relevantes para um processo de avaliação de tomada de decisão locacional de um empreendimento industrial cujas alternativas de área para sua implantação localizam-se em margens de rios. Os aspectos hídricos acima mencionados foram organizados em sete indicadores divididos em três diferentes conjuntos, denominadas grupos de estudo, a saber: • Estudo de Disponibilidade Consuntiva: Este grupo de estudo está relacionado à avaliação quanto aos aspectos qualitativos e quantitativos de captação de água para uso do empreendimento industrial e os demais usos consuntivos existentes na região de domínio de estudo, abarcando trecho de referência a montante da área estabelecida para avaliação locacional do empreendimento, até a seção transversal definida para captação de água. • Estudo de Capacidade de Suporte do Corpo Hídrico Receptor: Este grupo de estudo está relacionado à avaliação quanto aos aspectos do potencial de recebimento de efluentes líquidos despejados pelo empreendimento industrial no trecho de rio dentro da região de domínio de estudo, que configura o corpo hídrico receptor. Considera-se na análise de capacidade de suporte hídrica os seguintes aspectos: diluição; dispersão; zona de mistura; distância até o receptor de interesse mais próximo desde o ponto de descarte; concentração pré-existente (background) do poluente considerado; limites de padrões de qualidade de água; condição do fluxo do rio em período de XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 3 estiagem crítica; vazão ecológica e vazão para diluição dos efluentes industriais que produza um impacto mínimo no corpo hídrico receptor. • Estudo de Vulnerabilidade à Inundação e Drenagem: Este grupo de estudo relaciona-se à avaliação do nível de inundação no terreno da alternativa locacional de interesse, ocasionado por evento extremo de cheia na bacia foco de estudo, e da capacidade de assimilação da drenagem pluvial da área da alternativa industrial da bacia local, assumindo a área foco se encontrar em fase de implantação da planta já consolidada, em cenário mais conservador possível dentro do projeto conceitual. A estrutura geral metodológica apresenta duas etapas básicas para a obtenção do IHLI: etapa preliminar ao cálculo, e etapa final, que compõe o cálculo propriamente dito do IHLI. Ainda na etapa preliminar ao cálculo do IHLI, para cada nível de avaliação definiu-se um número de indicadores para compor cada um dos grupos de estudo correspondentes. O total de indicadores para os grupos de estudo constituem-se em sete, assim denominados: A, B, C, D, E, F, G. Os indicadores A e B estão relacionados ao 1º nível de avaliação (estudo de disponibilidade consuntiva), os indicadores C, D e E estão relacionados ao 2º nível de avaliação (estudo de capacidade de suporte do corpo hídrico receptor), e os indicadores F e G estão relacionados ao 3º nível de avaliação (estudo de vulnerabilidade à inundação e drenagem). Cada indicador é primeiramente verificado quanto ao atendimento de critérios mínimos qualitativos. No caso de possuir uma qualificação que atenda ao critério mínimo, o indicador é qualificado como Indicador (I), recebendo então um grau de pertinência equivalente a um dos nove níveis de recomendação estabelecidos para o IHLI, conforme gráficos de funções de pertinência triangular (fuzzy) desenvolvidos especificamente para cada indicador. Já no caso de a verificação quanto ao atendimento a critérios mínimos estar abaixo do mínimo estabelecido, o indicador é classificado como não indicado (NI), neste caso, o mesmo é desqualificado, assim como a alternativa locacional como um todo. A Tab.1 apresenta a definição dos indicadores e os critérios mínimos adotados. Uma vez que todos os indicadores de um determinado nível de avaliação (1º ao 3º) sejam classificados conforme um grau de pertinência dentro de um dos nove níveis de recomendação estabelecidos para o IHLI, a saber: PR (Péssima Recomendação), BR (Baixa Recomendação), MR (Média Recomendação), AR (Alta Recomendação), ER (Excelente Recomendação), PR-BR (Péssima-Baixa Recomendação), BR-MR (Baixa-Média Recomendação), MR-AR (Média-Alta Recomendação) e AR-ER (Alta-Excelente Recomendação), aplica-se então um critério de pontuação específico para cada nível de avaliação. Os resultados da pontuação de cada nível de avaliação são denominados h1, h2 e h3, respectivamente, e têm como propósito quantificar cada um dos níveis de avaliação, de forma a subsidiar posteriormente a segunda etapa do processo de determinação do IHLI, que é o cálculo do índice propriamente dito. Cada nível de avaliação configura um subíndice do IHLI, cujo propósito é unir os indicadores de mesma natureza em torno de uma pontuação parcial prévia ao cálculo final do IHLI, que na prática corresponde a uma operação envolvendo três subíndices (h1, h2, h3). O cálculo do IHLI, por sua vez, tem a função de integrar os três níveis de avaliação, através de uma metodologia fuzzy de análise multicritério, utilizando a metodologia do produtório ponderado, proporcionando um resultado e parecer final englobando todos os indicadores envolvidos, e, por conseguinte, a qualificação da alternativa locacional selecionada dentro de um contexto hídrico de nível de recomendação atribuído para a instalação de um dado empreendimento industrial. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 4 A Tab. 2 apresenta as escalas dos subíndices e do IHLI, além dos critérios e do cálculo adotando a metodologia do produtório ponderado e da normalização das escalas para o intervalo de 0 a 100. A Fig.2 apresenta o exemplo das funções de pertinência triangulares indicando os nove níveis de recomendação para a escala de pontuação normalizada do IHLI. Tabela 1 – Definição e critérios mínimos aplicados aos indicadores do Índice Hídrico de Locação Industrial Indicador e Grupo de Estudo Critério Mínimo (I – Indicador) A Percentual de disponibilidade consuntiva ≥ 90% de (Disponibilidade Consuntiva) acordo com curva de permanência de vazão de referência B Concentração pré-existente do poluente de referência (Disponibilidade Consuntiva) para captação de água industrial (padrão estabelecido DBO) ≤ 125 mg/L C Percentual do comprimento da zona de mistura seccional (Capacidade de Suporte do Corpo Hídrico) em desconformidade com o PQA4 ≤ Tabela de referência com a pluma de descarte de efluentes ocupando até 50% da seção transversal D Percentual do PQA no usuário de água de interesse a (Capacidade de Suporte do Corpo Hídrico) jusante mais próximo ≤ 10% acima do limite de qualidade estabelecido E Percentual de disponibilidade consuntiva e não (Capacidade de Suporte do Corpo Hídrico) consuntiva ≥ 40% de acordo com curva de permanência de vazão de referência F Nível de inundação observado na área da alternativa (Vulnerabilidade quanto à Drenagem e Inundação) locacional ocasionado pela cheia do rio de referência ≤ 3 metros 4 G Percentual de impermeabilização do terreno da (Vulnerabilidade quanto à Drenagem e Inundação) alternativa locacional consolidada ≤ 90% PQA – Padrão de Qualidade da Água XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 5 Tabela 2 – Definição e critérios mínimos aplicados aos indicadores do Índice Hídrico de Locação Industrial Indicadores do Pontuação Ponderação (w) Pontuação Parcial Elevada (hw) e IHLI (∏ hw) IHLI e níveis de Parcial (h) 9≤ h1 ≤ 95 w1 (0,34) h1w1 0,72≤ h2 ≤86,49 w2 (0,33) h2 5≤ h3≤ 94 w3 (0,33) h3w3 3,22≤ IHLI ≤ 91,78 ∑w1,w2,w3 =1 Pontuação Parcial (h) e IHLI (∏ hw) Normalizadas Nível de Recomendação avaliação A+B o (1 nível) C+D+E o (2 nível) F+G o (3 nível) IHLI (Cálculo Final) h1 w1 x h2 De PR até ER , , w2 , w2 De PR até ER , x h3 De PR até ER w3 , De PR até ER Figura 2 – Conjuntos fuzzy aplicados na classificação do IHLI 3. ESTUDO DE CASO NA BACIA DO RIO DE CONTAS-BA A bacia do Rio de Contas está localizada no centro-sul do estado da Bahia, ocupando uma área de 55.334 km2, representando 10,2% do estado. A nascente está localizada na Chapada da Diamantina, onde seu curso médio atravessa uma região semiárida, recebendo influência de diversos rios intermitentes. A sua foz ocorre no Oceano Atlântico, no município de Itacaré - BA, perfazendo aproximadamente 620 km (CEPLAB, 1979 apud Campos, 2002, p.10). A Fig.3 apresenta um perfil vertical da região de domínio de estudo em trecho do Rio de Contas entre os XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 6 municípios de Itagibá e Ubatã, totalizando 37,92 km. Como marco de montante da região de domínio de estudo definiu-se a estação fluviométrica Ipiaú, no município de Itagibá - BA, e de jusante estabeleceu-se uma seção do Rio de Contas situada 4 km a jusante da estação fluviométrica Vapor, no município de Ubatã-BA. Figura 3 – Região de domínio de estudo no Rio de Contas 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO A Tab. 3 apresenta o resultado final para o cálculo do IHLI para as alternativas AA, BB, CC, empregando metodologia do produtório ponderado, em ambiente fuzzy, integrando os subíndices h1, h2 e h3. Por sua vez, cada subíndice agrega seus respectivos indicadores de acordo com critérios específicos de somatório e produto, de forma a gerar um resultado parcial. No caso dos indicadores A, B, C, D, E e F, os modelos matemáticos e as outras informações de base de dados ambiental, como monitoramento de qualidade das águas, subsidiam a obtenção dos graus de pertinência que serão aplicados no cálculo de cada subíndice (h1, h2 e h3). Os resultados consolidados na Tab.3 apresentaram uma pontuação normalizada de 90.21 pontos para a alternativa BB (em uma escala de 0 a 100 pontos possíveis, conforme Fig. 2), cujo nível de recomendação locacional resultante foi AR-ER (Alta-Excelente Recomendação), classificando-a na 1ª posição dentre as demais opções de área. A alternativa CC apresentou a 2ª maior pontuação, com 73.98 pontos, sendo classificada no nível AR (Alta Recomendação). A 3ª posição, com 41.29 pontos, foi observada para a alternativa AA, cujo nível de recomendação resultante foi MR (Média Recomendação). Em caráter adicional, a Tab. 3 também apresenta os resultados parciais de pontuação e nível de recomendação para cada subíndice, em cada alternativa (AA, BB e CC). Essa leitura tem a finalidade de fornecer maior visibilidade ao suporte à tomada de decisão, subsidiando eventuais alterações de projeto, a serem verificadas em termos do IHLI em outros ciclos de análise do referido índice. Nesse caso, permitindo efetuar modificações em subíndices que apresentarem pontuação inicial baixa. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 7 Tabela 3 – Cálculo do IHLI para as alternativas AA, BB e CC Indicadores do IHLI e níveis de avaliação Pontuação Parcial (h) Ponderação (w) Pontuação Parcial Elevada (hw) e IHLI (∏ hw) A+B 87 0,34 4,56 90,70 AR-ER C+D+E 7,52 0,33 1,95 7,93 PR F+G 94 0,33 4,48 100 ER 1 39,79 41,29 MR ER HILI (AA) Pontuação Parcial (h) e IHLI (∏ hw) Normalizadas Nível de Recomendação A+B 95 0,34 4,70 100 C+D+E 69,98 0,33 4,06 80,75 AR F+G 86 0,33 4,35 91,01 AR-ER 1 83,11 90,21 AR-ER HILI (BB) A+B 95 0,34 4,70 100 ER C+D+E 84,63 0,33 4,33 97,83 ER F+G 40 0,33 3,38 39,33 BR-MR 1 68,74 73,98 AR HILI (CC) 5. CONSIDERAÇÕES FINAIS A melhor classificação obtida pela alternativa BB ocorreu principalmente pela menor amplitude entre a pontuação dos subíndices que compõem o IHLI (h1, h2 e h3), ao contrário da alternativa AA, fazendo com que a mesma tenha obtido a pior classificação entre as três avaliadas. Esse efeito é típico da metodologia do produtório ponderado, e nesse sentido, apesar de necessitar de mais testes, considerou-se satisfatório o presente resultado preliminar do IHLI, já que ao final acabou por atuar a favor da segurança do ambiente e do empreendimento industrial, sinalizando assim, o uso promissor em estudos ambientais, em particular, em estudos ambientais preliminares, com foco em processos de locação de áreas para atividades industriais. REFERÊNCIAS CAMPOS, E. V. M. (2002). O Assoreamento do Baixo Curso do Rio de Contas: Uma Abordagem Hidráulica e Sedimentológica. Dissertação de M.Sc., Instituto de Geociências, UFBA, Salvador. CANTER, L.W. (1996). 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