Seleção De Ferramenta De Apoio À Tomada De Decisão Para Criação De Índice De Qualidade Para Água Residual Destinada À Rega Agrícola

A água é um bem essencial para a sobrevivência da vida na terra. Seu elevado consumo nas últimas décadas se deve essencialmente ao crescimento populacional e principalmente ao consumo agrícola e desenvolvimento industrial


A água é um bem essencial para a sobrevivência da vida na terra. Seu elevado consumo nas últimas décadas se deve essencialmente ao crescimento populacional e principalmente ao consumo agrícola e desenvolvimento industrial. Dessa maneira, se faz necessária a adoção de estratégias que permita sua conservação através de um uso e reúso eficiente. Essa última estratégia de reutilização da água para fins múltiplos, tem se destacado de forma enfática como um paradigma da sustentabilidade dos recursos hídricos. Assim, utilizando tratamentos adequados, se torna relevante a recuperação de águas residuais para uma subsequente utilização (MARCUS & ALBURQUEQUE, 2010).
As águas residuais tratadas têm ganhado uma importância crescente no setor agrícola (CAOVILLA et al., 2010). Por sua vez, este setor é um componente vital para as economias do Mercado Comum do Sul (MERCOSUL). A agricultura representa mais de 10% do PIB no Brasil e registra um rápido crescimento. Além disso, representa uma fonte considerável de empregos em forma direta e indireta. Os países do MERCOSUL; em especial, a
Argentina e Brasil, são considerados referência na produção agrícola mundial.
Os problemas relacionados com a qualidade da água utilizada na irrigação agrícola são de tipo e intensidade variáveis, podendo ser modificados por fatores naturais como solo, clima, tipo de cultura e técnicas culturais adotadas pelo agricultor, em função do seu conhecimento sobre o tipo de água e seus efeitos. Dessa maneira, existem diversos critérios a serem considerados para designar essa água residual como própria para seu uso.
Baseado no fato que o problema admite múltiplos critérios de julgamento, alguns deles conflitantes, as ferramenta de apoio à tomada de decisão se fazem necessária, pois, estas, são capazes de uniformizar essas informações e hierarquizá-las. Dessa forma, este estudo irá construir um quadro comparativo entre algumas ferramentas de apoio à tomada de decisão, para que, dessa forma, seja evidenciada a ferramenta que melhor de adéqua ao problema em estudo. A ferramenta de apoio a tomada de decisão será capaz de revelar o quão própria ou imprópria será essa água, dessa forma, será possível comparar parâmetros e poder-se-á, então, qualificar essa água. Essa qualificação da água residual permite que, por exemplo, órgãos regulamentadores possam criar padrões de qualidade e, também, identificar a acurácia de processos de tratamentos de efluentes.

Definição do problema
Este estudo é direcionado à ferramentas de apoio à tomada de decisão. Este trabalho, no seu âmago, será um comparativo entre diversos métodos de auxilio à tomada de decisão relacionada ao problema em estudo, pois, de acordo com GIL (1988), "estas pesquisas têm como objetivo proporcionar maior familiaridade com o problema, com vistas a torná-lo mais explícito".
Segundo GIL (1988) quanto aos procedimentos técnicos utilizados, este estudo insere-se no grupo cujas fontes são fornecidas através de documentos; portanto, trata-se de uma pesquisa bibliográfica, "desenvolvida com base em material já elaborado, constituído principalmente de livros e artigos científicos".
A partir de um estudo minucioso da literatura, foram definidas cinco ferramentas para serem estudadas: AHP, Delphi, Brainstorming, técnica de grupo nominal e AHP-Delphi. Estas foram escolhidas por sua simplicidade, grande aceitação no meio científico e por poderem ser aplicadas em problemas relacionados à discussão de hierarquização de critérios para índice de qualidade de água (ABREU et al., 2000; ALMEIDA, 2007).
A metodologia será aplicada no problema seleção de uma ferramenta de apoio à tomada de decisão que seja capaz de criar um índice de qualificação para água residual destinada a rega agrícola. O método selecionado deve ter características que atendam ao perfil multicritério inerente do problema, possibilitando um resultado sólido e consistente. É preciso, ainda, que a ferramenta seja capaz de permear, de forma homogênea, todas as características da água que são consideradas importantes para o referido problema.
De uma forma geral, os tomadores de decisões sempre precisarão de métodos de avaliação e definição de critérios. Dessa forma, é necessário que fique evidente quais são os critérios utilizados. Essa análise meticulosa tem como objetivo maximizar a segurança e garantir a transparência para os tomadores de decisões. Os tomadores de decisoes nessa problemática, são as entidades reguladoras, governo, agricultores e os consumidores dos alimentos provenientes dessa agricultura que utiliza esse tipo de água residual tratada.
As variáveis de estudo são as características das águas residuais que afetam o biossistema solo-planta. A Entidade Reguladora de Sistemas de Águas e Resíduos (ERSAR) e o Instituto Superior de Engenharia de Lisboa (ISEL) criaram um guia detalhado que descreve essas características. No guia desenvolvido por MARCUS & ALBURQUEQUE (2010) é definido as seguintes características da água residual destinada à rega agrícola que devem ser considerados no que diz respeito a reúso de água residual: salinidade, sólidos em suspensão, matéria orgânica biodegradável, compostos orgânicos refratários, nutrientes, atividade hidrogeniônica, metais pesados, cloro residual, microrganismos patogênicos. Esses parâmetros servirão de alicerce para seleção da ferramenta de apoio à tomada de decisão.

Revisão bibliográfica
III.A - Água Residual Na Rega Agrícola

O homem não consegue viver distante da água que bebe e dos resíduos por ele produzidos. Essa situação parece ser uma preocupação que acompanha as civilizações desde a aurora dos tempos primitivos. Embora, com o advento da tecnologia, a humanidade tenha aperfeiçoado muitas técnicas para coletar água segregando esses resíduos, essa problemática permanece até os dias de hoje.
Nos dias atuais, fazendo um comparativo com os nossos ancestrais, a água é ainda mais utilizada, pois, agora, presta para múltiplos usos que, muitas vezes, vai além da necessidade de subsistência da nossa espécie. Esses tipos de utilização da água podem ser: quando há perdas entre o que é retirado e o que retorna ao curso natural (irrigação, abastecimento humano, uso industrial, etc.) e quando não há perdas entre o que é retirado e o que retorna ao curso natural (pesca lazer, etc.). Entre os múltiplos usos, há níveis de consumo de água diferenciados, estima-se que a distribuição média do consumo de água no mundo é de 70% para a irrigação, 20% para a indústria e 10% para usos domésticos e outros.
O contínuo, e extenso, uso da água para a rega agrícola requer que comecemos a pensar em como economizar água potável, daí surgiu a ideia do uso da água residual para rega agrícola. A reutilização de águas residuais para a rega na agricultura é uma prática muito antiga (ANGELAKIS et al., 1999). Nos dias atuais, a agricultura é a aplicação que utiliza maior volume de águas residuais tratadas, tanto nos países de agricultura em desenvolvimento como naqueles mais desenvolvidos.
Durante muitos séculos, as águas residuais foram reutilizadas sem tratamento, com desconhecimento das consequências sobre a saúde pública e o ambiente. No século XX, principalmente na segunda metade do século, a reutilização para rega foi sendo praticada cada vez mais com águas residuais tratadas, sendo o tratamento secundário geralmente reconhecido como o nível mínimo de tratamento prévio à reutilização para rega (MARCUS & ALBURQUEQUE, 2010).
Dessa forma, a qualidade da água residual para rega agrícola precisa ser conhecida e aferida. As autoridades responsáveis e os agricultores precisam saber qual a qualidade da água que pode ser usada e que tipos de tratamento de águas residuais (ou outras medidas de proteção da saúde) devem ser empregados (BLUMENTHAL et al., 2000).
Baseado nessa problemática, algumas agências, como a Agência Ambiental Americana (EPA), regulamenta critérios para água residual utilizada em rega agrícola. Inclusive vários autores, tais como: (BLUMENTHAL et al., 2000; SHUVAL et al., 1989) debatem e fazem estudos das implicações dessa água residual à saúde, ajudando, então, a delinear as especificidades de cada critério de qualificação dessa água.

III.B - AHP (Analytic Hierarchy Process)
As ferramentas de tomada de decisão com critérios múltiplos (MCDM, do inglês Multiple-Criteria Decision Making) são utilizadas em situaçoes em que múltiplos critérios de decisão, conflitantes ou não, precisam ser levados em consideraçao em um mesmo momento. O AHP é um dos mais conhecidos e utilizados métodos de MCDM (COSTA, 2006).
O AHP, Analytic Hierarchy Process, é um método de tomada de decisão que tem o intuito de auxiliar os decisores a encontrar uma melhor solução para um determinado problema, permitindo uma reflexão estruturada do problema. O método de análise hierárquica busca reproduzir o que parece ser um método natural de funcionamento da mente humana (LOZANO, 2006). Este método foi desenvolvido por SAATY (1980) no contexto do processo de análise hierárquica de decisão e está relacionado a uma comparação pareada dos diferentes critérios de decisão de forma a criar uma espécie de matriz de correlação.

III.C - Delphi
Essa ferramenta é utilizada tanto em problemas, no ponto de vista dos dados dos critérios de tomada de decisão, que apresentam dados mensuráveis quanto em problemas imensuráveis. O Delphi é caracterizado pelo anonimato das respostas individuais de cada um dos decisores, tendo apenas a interferência controlada por parte do mediador do método (individuo responsável pela aplicação do Delphi).Sua aplicação é mais indicada quando não há dados históricos a respeito do problema que se investiga ou, em outros termos, quando faltam dados quantitativos referentes à questão em análise (DALKEY et al., 1969).
De acordo com SACKMAN (1975), o maior crítico do Delphi, ainda que o anonimato seja importante para o Delphi, o anonimato possibilita, também, espaço para questionamento em relação lisura do método. Apesar das vantagens do anonimato entre os especialistas, fatalmente o processo estará fadado à perda de parte da transparência em virtude desse processo sigiloso inerente da ferramenta. Alguns fatores que levam o método Delphi à falha, segundo LINSTONE & TUROFF (1975), são: o ponto de vista tendencioso do monitor da pesquisa, a utilização de técnicas pobres de sumarização dos resultados, ignorar e não explorar pontos de discordâncias gerando um consenso artificial, etc.

III.D - Brainstorming
O Brainstorming é uma técnica caracterizada por uma interação contínua dos decisores, sua aplicação incentiva o surgimento de ideias e aprimoramento das mesmas.
O método tem como referência a falta de restrições ou inibições.
Ainda que não existam restrições para utilização de critérios quantitativos, seu grande potencial está para problemas com critérios qualitativos. Devido ao grande fluxo de ideias, os participantes podem criar e retomar novas possibilidades que não haviam sido levadas em consideração. Essa técnica, na verdade, funciona como um direcionador de ideias, permitindo que o grupo consiga melhorias em um espaço de tempo relativamente pequeno.
O Brainstorming é utilizado em diversas áreas em razão da sua facilidade de implantação. Essa ferramenta é utilizada no setor publicitário para a criação de ideias, na otimização de softwares, criação de prontuário eletrônico como sistema de informação, em situações com múltiplos critérios e em qualquer outra área que precise desenvolver ideias para uma determinada finalidade.

III.E - Técnica de Grupo Nominal
A Técnica de Grupo Nominal é uma forma alternativa de conduzir um Brainstorming, todavia de modo estruturado. Baseia-se na concepção de que é possível agregar procedimentos ao Brainstorming, otimizando determinados resultados [31].
Essa técnica foi criada por Andre Delbecq e Andrew Van de Vem, em 1971. O termo nominal sugere que é um processo de interação em um grupo de indivíduos, porém não permite comunicação verbal entre os participantes.
A Técnica de Grupo Nominal é adotada em situações nas quais faz-se necessário formalizar e controlar as sessões de Brainstorming, o denominado Brainstorming estruturado. Isto pode ocorrer, basicamente, em dois casos, quando existe a necessidade de documentar detalhadamente as ideias dos participantes; ou para evitar que um excesso de participação de pessoas muito extrovertidas iniba a atuação dos demais participantes.

III.F - AHP-Delphi
O AHP-Delphi é aplicável, assim como o AHP, a tomada de decisões complexas, o Delphi é utilizado como input em cada rodada de AHP, deixando os dados mais refinados para a elaboração da estrutura hierárquica do AHP.
A integração do método AHP em um quadro Delphi aumenta o eficiência do AHP , usando-o em uma sequência iterativa de questionamento individual e comentários anônimos (JESSUP & TANSIK, 1991). Essa eficiência é amplificada em função das rodadas de questionário Delphi que, ao fim da aplicação do Delphi, já apresentam dados teoricamente consistentes. Por fim, os dados são tabulados, apresentados aos painelistas e se inicia o método AHP.
WILKINSON (1991) observa que a avaliação da viabilidade de projetos alternativos de sistema de informação exige que os avaliadores façam uma série de julgamentos subjetivos se fazendo necessário um meio estruturado, como o método AHP-Delphi, para incorporar fatores intangíveis . KAPLAN & ATKINSON (1989), também, reconhecem a necessidade de utilizar o AHP-Delphi para integrar critérios qualitativos, em sistemas de contabilidade de gestão, para apoiar os esforços em aumentar qualidade e produtividade e ajudar a justificar o investimento em novas tecnologias de produção.
De um forma geral, o método hibrido AHP-Delphi pode ser aplicado em qualquer problema onde seria utilizado o AHP, todavia a ferramenta Delphi consegue eliminar, ou pelo menos atenuar, certas inconsistência nos julgamentos dos especialistas, como indentificado por VIVIAN (2009).

Metodologia
IV.A - Atributos de Avaliação das Ferramentas de Apoio à Tomada de Decisão
Os Atributos que se seguem foram baseados no guia da ERSAR. MARECOS DO MONTE & ALBUQUERQUE (2010) descrevem diversas diretrizes tratando do assunto e orientando quanto às possíveis características do problema de decisão atinentes à criação de um índice de qualidade para água residual, tratada, destinada a rega agrícola.
As ferramentas em estudo serão comparadas a partir dos seguintes Atributos:
- Transparência e confiabilidade – É importante que a ferramenta seja implementada de forma transparente e rastreável, levando em consideração as opiniões dos diversos grupos interessados e permitindo que estes possam acompanhar e entender todas as decisões tomadas ao longo do processo (VIVIAN, 2009).
- Subjetividade - A subjetividade pode criar discordância entre os especialistas, podendo gerar uma disputa na comparação dos atributos de julgamento, devido ao fato de existir especialistas com diferentes expertises. Uma ferramenta com pouca subjetividade em uma problemática multicritério é importante, pois diminui as inconsistências de julgamento.
- Atualização e adaptação - Os problemas relacionados com a qualidade da água utilizada em rega são de tipo e intensidade variáveis, podendo ser modificados tanto por fatores naturais, como o solo, o clima e o tipo de cultura, como pelas técnicas culturais adotadas pelo agricultor, em função do seu conhecimento sobre o tipo de água e seus efeitos (MARECOS DO MONTE & ALBUQUERQUE, 2010). Dessa maneira, a ferramenta de apoio à tomada de decisão selecionada deve ter a possibilidade de atualizar seus resultados, agregando novas informações acerca do problema quando necessário.
- Análise Multicritério - O processo de seleção em estudo apresenta problemas relacionados à multiplicidade de variáveis.
Os variados critérios utilizados no problema devem ser contextualizados no problema, de forma a permitir um julgamento justo e teoricamente consistente.
Generalizando, problemas de tomada de decisão multicritério envolvem um conjunto de alternativas que são avaliadas com base em critérios conflitantes e incomensuráveis (MALCZEWSKI, 1999). Sendo assim, é preciso uma ferramenta que possa decompor o problema multicritério de forma justa e ponderada, conforme o peso relativo de cada critério.
- Facilidade de implantação – Toda ferramenta de apoio à tomada de decisão apresentam certas dificuldades de implantação. O problema na tomada de decisão é baseado em especificidades oriundos do problema em estudo, tais como a grande quantidade de especialistas, problemas que envolvem diversas áreas do conhecimento e a subjetividade dos critérios de julgamento. Fica claro, então, que para mitigarmos os custos e o tempo de seleção do processo de escolha, necessitamos de uma ferramenta de apoio a tomada de decisão adequada para o problema.
O critério facilidade de implantação está relacionado ao critério atualização e adaptação. Caso seja preciso fazer uma reavaliação do problema, novos resultados serão obtidos de maneira mais eficaz e, no geral, com poucos custos adicionais.
- Tempo de aplicação – Baseado no fato que, no geral, é preciso de um grande número de especialistas que tange o problema em estudo, uma tomada de decisão demasiadamente longa colabora para uma perda significativa da qualidade do julgamento devido ao cansaço. Dessa maneira, é preferível que se use uma ferramenta de apoio à tomada de decisão que tenha o menor tempo possível de aplicação.

IV.B - Tabela Comparativa dos Atributos de julgamento.
A Tabela 2 realiza um comparativo entre os diferentes atributos das ferramentas de apoio à tomada de decisão, se baseando uma escala de pontuação, tal como descrito na Tabela 1.

 

Seleção De Ferramenta De Apoio À Tomada De Decisão Para Criação De Índice De Qualidade Para Água Residual Destinada À Rega Agrícola

 

Seleção De Ferramenta De Apoio À Tomada De Decisão Para Criação De Índice De Qualidade Para Água Residual Destinada À Rega Agrícola


Conclusão
O método de apoio à decisão híbrido AHP-Delphi permite uma opção de método que contém diversas qualidades das duas ferramentas, dessa maneira, permitindo a otimização da tomada de decisão. As duas trabalham em forma conjunta, o Delphi amplia o poder do AHP, mantém as suas vantagens e permite atenuar algumas desvantagens das duas ferramentas. Em um mesmo momento que AHP possibilita que o participante conheça as prioridades de cada critério, pesos relativos nas comparações pareadas e o grau de consistência dos resultados, o Delphi possibilita um feedback das decisões dos outros membros, forçando homogeneidade nos resultados, forçando, assim, a consistência da respostas, tendo em vista que o AHP tem como suposição fundamental que os decisores e especialistas são inconsistentes em seus julgamentos de valor com relação aos critérios de decisão e alternativas (VIVIAN, 2009).
O laudo das respostas de cada especialista, nesse caso tem a função, também, de melhorar o conhecimento do problema, tendo em vista que nenhum dos especialistas, no geral, é conhecedor de todas as áreas que o problema permeia. É possível que tenhamos opiniões mais técnicas e impessoais devido as atualizações em cada rodada de aplicação do método AHP-Delphi. O AHP, por si só tem um feedback, muito sucinto e superficial, caso alguma inconsistência seja observada, Para o presente problema, um feedback detalhado de cada rodada, característica do Delphi, de AHP seria útil para direcionar a opinião dos especialistas permitindo a diminuição de inconsistências. Dessa maneira, o AHP-Delphi se mostrou mais indicado para a criação de um índice de qualidade para água residual destinada à rega agrícola.
Agradecimentos - O presente trabalho foi realizado com apoio prestado pelo Centro Federal de Educação Tecnológica do Rio de Janeiro- CEFET/RJ.

 


Jonni Guiller Ferreira Madeira, Elizabeth Mendes de Oliveira, Marcus Val Springer, Vanessa de Almeida Guimarães
Grupo de Nanociência e meio ambiente, Dpto de Engenharia Mecânica, CEFET/RJ, UnED Angra dos Reis
Eluã Ramos Coutinho
Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

 

 

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