Título:
A importância dos modelos de apoio à decisão para a implementação da directiva quadro da água
Resumo:
A partir do início da década de setenta, depois da Cimeira de Estocolmo e do Relatório do Clube de Roma, tornaram-se cada vez maiores as preocupações com o ambiente a nível mundial. A União Europeia, através dos vários Programas de Acção na área do ambiente (presentemente está em curso o sexto programa deste tipo) patrocinou o desenvolvimento de políticas em várias sectores, nomeadamente no sector da água. Identificaram-se acções prioritárias e houve iniciativas, entre as quais um largo número de directivas, para reduzir a poluição e aumentar a qualidade da água. No entanto, no final dos anos noventa, verificou-se que as diferentes iniciativas tinham levado a uma abordagem segmenta, e por vezes contraditória, dos problemas da água. Daqui resultou uma reflexão que deu origem à Directiva Quadro da Água (DQA) aprovada em 2000, através da qual fica consignada uma abordagem integrada dos problemas da água. Esta Directiva substitui várias directivas anteriores, usando uma abordagem holística para a gestão da água. A obrigatoriedade de se atingir o “bom estado” de todas as águas até 2015 é disso um exemplo. A implementação da DQA vai constituir um grande desafio, mas será sem dúvida um marco no que diz respeito à política da água na Europa. A legislação portuguesa estabelece limites de emissão para os efluentes lançados em águas superficiais. No entanto, a abordagem combinada prevista na DQA vai para além do controlo do limite das emissões, pois vem acrescentar a observação de indicadores para cada corpo de água. É também importante relembrar o princípio do utilizador-pagador presente na DQA, pelo qual os estados membros deverão desenvolver políticas de estabelecimento dos preços em que todos os utilizadores contribuam de forma adequada (mas não obrigando a uniformizar os preços da água na Europa). Os preços irão variar conforme as áreas, em função de diversos factores. Do que se acaba de enunciar fica patente a necessidade de se mudarem as práticas correntes de gestão da qualidade das águas. A complexidade de que se revestirão as intervenções necessárias para a implementação da DQA obrigam a que se usem todos os instrumentos que possam contribuir para o seu sucesso. A União Europeia criou diversos grupos de trabalho que produziram documentos para a definição de uma estratégia comum para a implementação da DQA, nomeadamente o documento “Best practices in river basin planning – Guidance on the planning process”. Neste documento são referidas as ferramentas de apoio à decisão, como uma das ferramentas que contribuirá para operacionalizar a DQA. Estas técnicas contudo não substituem o processo de decisão em que estão presentes vários objectivos e prioridades e em que há necessidade de consideração de diferentes grupos de interesse. A construção de modelos de apoio à decisão obriga, no entanto, a uma análise estruturada dos problemas que é extremamente proveitosa para a sistematização de todas as vertentes envolvidas nos processos de decisão. A análise multicritério pode dar um forte contributo para a fase de planeamento estratégico pela possibilidade de em simultâneo serem considerados os aspectos físicos, ambientais, legais, económicos, sociais, etc. A programação matemática pode dar um forte contributo para a fase de planeamento operacional (podendo no entanto ser importante para avaliar alternativas relativamente a alguns critérios no processo de análise multicritério) pela possibilidade de arranjar soluções técnicas detalhadas (tendo no entanto em conta todos os aspectos físicos, ambientais, sociais). Nesta comunicação apresenta-se um modelo de apoio à decisão, ao nível operacional, para a resolução integrada de problemas de drenagem e tratamento de águas residuais ao nível regional. Vários modelos de decisão têm sido desenvolvidos para a gestão da qualidade da água em rios. Há várias obras de referência que abordam este tema e desde o fim dos anos setenta apareceram vários trabalhos marcantes que lhe são dedicados. A literatura inclui também modelos de optimização para o dimensionamento e a localização da rede de colectores/interceptores ou emissários (no texto que se segue vai passar-se a usar o termo colectores para designação de qualquer sistema de colecta) e das estações de tratamento que permitem resolver o problema de drenagem e tratamento de águas residuais numa bacia hidrográfica. No entanto, os primeiros modelos desta família não tiveram a preocupação de avaliar a qualidade dos meios receptores após as descargas das estações de tratamento, aspecto que é fundamental para o cumprimento da DQA. As grandes evoluções quer nos meios computacionais quer nos métodos de optimização verificadas nos últimos anos, obriga a que se faça uma reapreciação das novas possibilidades disponíveis para a resolução dos problemas de drenagem e tratamento a nível regional. O modelo de apoio à decisão apresentado nesta comunicação permite determinar a localização e as dimensões óptimas do conjunto de estações de tratamento e da rede de colectores a instalar (a custo mínimo) para resolver o problema de drenagem e tratamento de águas residuais a nível regional, tendo em consideração o futuro cumprimento da DQA e que tira partido das mais recentes evoluções havida quer ao nível algorítmico, quer ao nível das capacidades computacionais. O modelo de apoio à decisão desenvolvido incorpora explicitamente um modelo de simulação da qualidade da água. A determinação do oxigénio dissolvido considera os seguintes processos: rearejamento atmosférico, fotossíntese, respiração animal e vegetal, trocas com o fundo, oxidação da matéria orgânica carbonatada e nitrificação. Consegue-se avaliar os efeitos das descargas das diferentes opções de localização e de dimensões das ETARs nos meios hídricos receptores. A relação entre o custo e a qualidade da água atingida varia desde baixos custos e violações dos limites de qualidade até bons resultados em termos de qualidade da água e custos mais elevados. A utilização deste modelo de apoio à decisão permite definir entre as inúmeras soluções que podem ser adoptadas, aquela que corresponde ao custo mínimo (tirando partido das economias de escala) e que cumpre os parâmetros de qualidade do meio receptor que são adequados às suas funções. A obtenção da solução optimizada é efectuada através de um algoritmo baseado no método do recozimento simulado. Trata-se de um método de pesquisa aleatória que sob certas condições converge para a solução óptima global. A resolução deste modelo para um cenário teste permitiu verificar o bom desempenho do método do recozimento simulado e a variação das soluções em termos de opção de localização das estações de tratamento e da correspondente rede de colecta, em função da maior ou menor exigência nos valores dos parâmetros de controlo da qualidade dos meios hídricos.
Autores:
Maria da Conceição Cunha, Liliana Pinheiro, Pedro Afonso, Joaquim Sousa