21º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental

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1 II SELEÇÃO DE PROCESSOS NATURAIS DE TRATAMENTO, QUANDO EMPREGADOS PARA REMOÇÃO DE SÓLIDOS SUSPENSOS DE EFLUENTES DE LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO, UTILIZANDO MÉTODOS MULTICRITÉRIO Klaus Dieter Neder Especialista em Engenharia Sanitária pela Universidade de Aachen na Alemanha. Engenheiro Civil pela Universidade de Brasília UnB. Atualmente trabalha na área de Expansão de Sistemas de Esgotos na Companhia de Saneamento do Distrito Federal CAESB. Gustavo Antonio Carneiro Mestrando em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos da Universidade de Brasília. Engenheiro Civil pela Universidade de Brasília UnB. Tarcísio dos Reis Queiroz Mestrando em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos da Universidade de Brasília UnB. Engenheiro Civil pela Universidade Federal de Ouro Preto UFOP/MG. Coordenador de Apoio Técnico da Superintendência de Expansão do Sistema de Esgotos da Companhia de Saneamento do Distrito Federal. Conselheiro do CREA/DF. Tesoureiro da ABES/DF. Marco Antonio Almeida de Souza (1) PhD em Engenharia Ambiental pela Universidade de Birmingham, na Inglaterra. Mestre em Hidráulica e Saneamento pela Escola de Engenharia de São Carlos EESC/USP. Engenheiro Químico pela Universidade Federal do Paraná UFPr. Professor Adjunto do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental da Universidade de Brasília UnB. Fundador e membro da primeira diretoria da ABES/DF. Endereço (1) : SHIN QI 08, CONJUNTO 09, CASA 02, Lago Norte - Brasília - DF - CEP: Brasil - Tel: (0xx61) FAX.: (0xx61) maasouza@unb.br RESUMO Esse estudo avalia diferentes unidades de pós-tratamento utilizadas em pesquisa em uma ETE-Piloto integrada a uma estação de tratamento de esgotos em operação (ETE-Paranoá), almejando selecionar aquelas mais adequadas ao polimento de efluentes de lagoas, mediante a utilização de métodos multicritério de auxílio à decisão. Tais métodos conseguem efetuar a avaliação de diferentes alternativas em relação a diversos critérios de decisão, fornecendo uma classificação final que ordena as alternativas segundo todos os critérios considerados concomitantemente. A ETE-Paronoá está localizada no limite da bacia de drenagem do Lago Paranoá no Distrito Federal, atendendo a uma população de cerca de 45 mil habitantes e é composta por Tratamento Preliminar, Reatores Anaeróbios, Lagoas de Alta Taxa, e Leitos de Escoamento Superficial. A ETE-Piloto é constituída de cinco unidades que operam em paralelo, recebendo o efluente das lagoas de alta taxa da ETE-Paranoá. Essas unidades podem ser descritas como: (a) Filtro de Pedra; (b) Plantas Aquáticas Flutuantes Aguapé (Eichhornia crassipes); (c) Terras Alagadas Construídas de Fluxo Subsuperficial com Ocupação Vegetal de Taboa (Typha sp.); (d) Filtro Intermitente de Areia; e (e) Escoamento Superficial. Foram coletados diversos dados das unidades monitoradas nessa estação piloto, em duas etapas de avaliação. Os resultados da primeira etapa do trabalho, levando-se em consideração as eficiências na remoção de SS, DBO 5, NTK, Pt e NO 2 + NO 3 e custo de operação e manutenção, pela análise multicritério, confirmou a seleção feita pelo grupo de especialistas, onde os processos de Filtro de Pedra e Plantas Aquáticas se apresentaram como os mais indicados. Os resultados da segunda etapa levaram em consideração, além dos critérios passíveis de mensuração direta, descritos anteriormente, outros critérios de mensuração subjetiva. A análise multicritério, nessa segunda etapa, confirmou novamente os processos de Filtro de Pedra e Plantas Aquáticas como as alternativas mais adequadas. A aplicação de métodos multicritério nesse tipo de problema, além de apontar as soluções mais favoráveis ao caso estudado, mostrou-se bastante útil para um melhor entendimento do problema de escolha tecnológica, contribuindo para que os tomadores de decisão tenham mais segurança sobre as várias faces do problema que está sendo encarado. A metodologia desenvolvida pode ser tomada como base para a seleção de processos de pós-tratamento de efluentes de lagoas de estabilização em diferentes cenários. PALAVRAS-CHAVE: Pós-Tratamento, Sólidos Suspensos, Processos Naturais, Lagoas de Estabilização, Análise Multicritério. ABES Trabalhos Técnicos 1

2 INTRODUÇÃO Dentre os diversos processos de tratamento de águas residuárias, as lagoas de estabilização destacam-se por se tratarem de processos de reduzido custo de implantação (desde que se tenha disponibilidade de área), grande facilidade de operação e manutenção, significativa eficiência na remoção de matéria orgânica e de patogênicos, entre outros fatores já amplamente observados e validados em aplicações por todo o mundo. Particularmente em países de clima tropical, como é o caso do Brasil, são encontradas condições favoráveis para tal tipo de tratamento e, de modo geral, para diversos outros processos naturais de tratamento de águas residuárias. No entanto, apesar das vantagens oferecidas pelo tratamento com lagoas de estabilização, o efluente produzido por tais processos geralmente apresenta elevada concentração de sólidos suspensos (SS), principalmente devido à presença significativa de algas nos mesmos. Esse problema pode provocar conseqüências indesejáveis no corpo receptor e, até mesmo, inviabilizar diversos usos que se pretende dar à água a jusante do lançamento. Tendo em vista tais considerações, e diante da crescente exigência por padrões de qualidade ambiental mais restritivos, faz-se necessária a busca por processos de pós-tratamento de efluentes de lagoas de estabilização que propiciem uma relevante remoção de SS, e que, ao mesmo tempo, façam com que o sistema de tratamento, em seu todo, mantenha as principais vantagens dos processos de lagoas (i.e. baixo custo e simplicidade operacional). Desse modo, este estudo avalia diversas alternativas de processos naturais capazes de remover sólidos suspensos de efluentes de lagoas de estabilização, almejando selecionar aqueles mais indicados para o problema, mediante a utilização de métodos multicritério de auxílio à decisão (GOICOECHEA et al., 1982). Tais métodos conseguem efetuar a avaliação de diferentes alternativas em relação a diversos critérios de decisão, fornecendo uma classificação final que ordena as alternativas segundo todos os critérios considerados concomitantemente. Para isso, foram coletados e avaliados diversos dados de diferentes unidades de pós-tratamento utilizadas em pesquisa em uma ETE-Piloto integrada a uma estação de tratamento de esgotos em operação (ETE-Paranoá), localizada no limite da bacia de drenagem do Lago Paranoá no Distrito Federal (NEDER et al., 2000; NEDER et al., 2001; Luduvice et al., 2001; Queiroz, 2001). Esta estação atende a uma população de cerca de 45 mil habitantes e é composta por Tratamento Preliminar, Reatores Anaeróbios, Lagoas de Alta Taxa, e Leitos de Escoamento Superficial. A ETE-Piloto é constituída de cinco unidades que operam em paralelo, recebendo o efluente das lagoas de alta taxa da ETE-Paranoá. Essas unidades podem ser descritas como: (a) Filtro de Pedra; (b) Plantas Aquáticas Flutuantes Aguapé (Eichhornia crassipes); (c) Terras Alagadas Construídas de Fluxo Subsuperficial com Ocupação Vegetal de Taboa (Typha sp.); (d) Filtro Intermitente de Areia; e (e) Escoamento Superficial. O desempenho de cada uma dessas cinco alternativas de pós-tratamento em relação a cada critério de avaliação é apresentado de forma conjunta em uma tabela de resultados conhecida como matriz de avaliação. A análise subjetiva dessa matriz torna-se bastante complexa e trabalhosa, à medida que o número de critérios de avaliação é estendido. Assim, a utilização de métodos multicriério, fundamentados em bases lógicas e matemáticas de comparação, apresenta-se como uma valiosa ferramenta para a o alcance de uma solução holística para o problema. CARNEIRO et al. (2001) destacam as vantagens da aplicação de métodos multiobjetivo e multicritério em problemas de avaliação e seleção de alternativas de tratamento de águas residuárias, ressaltando que estes podem auxiliar, de forma bastante positiva, o desenvolvimento da escolha tecnológica e, consequentemente, favorecem o caráter multidisciplinar das decisões tomadas nesse tipo de problema. Dessa maneira, a metodologia de avaliação aqui proposta deve ser capaz de indicar os processos de póstratamento mais apropriados ao caso estudado no DF, bem como servir de base para uma avaliação preliminar de alternativas para o pós-tratamento de efluentes de outras localidades, com características e objetivos particulares. Portanto, o presente estudo apresenta aplicabilidade tanto para a seleção de processos de póstratamento adequados a sistemas de tratamento com lagoas já existentes, quanto para a definição e dimensionamento de futuros sistemas de tratamento de esgotos com lagoas e pós-tratamento por processos naturais. 2 ABES Trabalhos Técnicos

3 OBJETIVOS O objetivo principal do trabalho é a avaliação e seleção do(s) melhor(es) processo(s) de pós-tratamento de efluentes de lagoas de estabilização, dentre os cinco processos naturais estudados em uma ETE-Piloto no DF, utilizando vários critérios de avaliação, com o auxílio de métodos multicritério de análise. Como objetivo secundário, pretende-se que a metodologia de avaliação apresentada possa servir de base para a escolha tecnológica de processos de pós-tratamento de sistemas com lagoas em diferentes cenários. METODOLOGIA Este estudo pode ser dividido em duas grandes etapas, as quais podem ser brevemente descritas como segue: (1) Avaliação e seleção preliminar das alternativas mais indicadas ao pós-tratamento dos efluentes da ETE-Paranoá. Nessa primeira fase, se pretende verificar a aplicabilidade de métodos multicritério de auxílio à decisão para tal tipo de problema, bem como propiciar uma familiarização a respeito da utilização dos mesmos pelos tomadores de decisão envolvidos no estudo. Para isso, são definidos os principais critérios técnicos e econômicos, de quantificação direta, que podem ser utilizados para a avaliação do desempenho das alternativas estudadas. Esses critérios formarão a matriz preliminar de avaliação dos processos de póstratamento, a qual deverá constar de um número reduzido de critérios de avaliação, para viabilizar uma análise dos desempenhos de todas as alternativas concomitantemente. A análise dessa matriz, efetuada de modo subjetivo por um grupo de especialistas, é, então, comparada com os resultados obtidos com a aplicação de métodos multicritério de análise; (2) Construção de uma matriz de avaliação mais completa, que represente as várias dimensões do problema de decisão. Nessa segunda etapa do trabalho, parte-se para um refinamento dos critérios de decisão já definidos, em conjunto com a elaboração de novos critérios de avaliação, incluindo critérios de mensuração subjetiva que permitam a avaliação das alternativas segundo a dimensão sócio-ambiental do problema. PRIMEIRA ETAPA: AVALIAÇÃO PRELIMINAR A primeira etapa do estudo foi efetuada em diferentes passos. Inicialmente, foram escolhidos os critérios de avaliação que deveriam compor a matriz preliminar. Os fatores que influenciaram a escolha dos critérios preliminares foram, basicamente, os seguintes: (i) os objetivos principais do problema deveriam estar indicados nesta fase, ou seja, deveria ser avaliada a questão da remoção de SS, bem como o custo de operação e manutenção das alternativas de pós-tratamento; (ii) optou-se pela escolha de critérios de mais fácil mensuração, que poderiam ser quantificados, preferencialmente, em termos de valores monetários e percentagem de remoção; (iii) desejava-se, também, que fossem utilizados critérios capazes de avaliar a eficiência das alternativas na remoção de DBO 5 e de nutrientes, dado que esses são importantes parâmetros operacionais de processos de tratamento de águas residuárias; (iv) o número total de critérios preliminares de avaliação não deveria ser elevado, uma vez que se pretendia proceder a uma análise subjetiva do desempenho das alternativas em relação a todos os critérios concomitantemente. Uma vez definidos os critérios de avaliação da primeira etapa do estudo, foi construída a matriz preliminar, onde foi inserido o desempenho de cada alternativa em relação a cada critério. Para isso, foram coletados dados que permitiram a avaliação dos processos segundo os seguintes critérios: (I) eficiência na remoção de sólidos suspensos; (II) eficiência na remoção de matéria orgânica; (III) eficiência na remoção de nitrogênio total; (IV) eficiência na remoção de fósforo total; (V) eficiência na remoção de nitrito e nitrato; (VI) custo de operação e manutenção ( Tabela 1). O desempenho das alternativas em relação aos critérios de remoção de SS, DBO 5 e nutrientes foi avaliado pela percentagem de remoção da carga afluente, segundo a equação: D ij (%) = 100 x (CA i - CE ij ) / CA i equação (1) Onde: ABES Trabalhos Técnicos 3

4 D ij = percentagem de remoção do poluente considerado no i-ésimo critério para a j-ésima alternativa CA i = concentração afluente para todas as alternativas do poluente considerado no i-ésimo critério CE ij = concentração efluente do poluente considerado no i-ésimo critério para a j-ésima Quanto ao critério de custo de operação e manutenção, foi considerado o número de horas mensais de serventes dedicadas às atividades de operação e manutenção das unidades de pós-tratamento, considerando as atividades rotineiras e intervenções extras. Para a unidade de escoamento superficial, além do número de horas de trabalho manual, também foi contabilizada a utilização de equipamento mecânico para a poda. De posse desses dados, foram feitas considerações a respeito do volume mensal total de esgoto tratado em cada unidade de pós-tratamento, em conjunto com a estimativa de um índice de contribuição per capta de esgoto afluente. Desse modo, os custos totais mensais de operação e manutenção de cada unidade foram registrados em termos de R$/habitante. Vale ressaltar que esses valores de custo para as unidades a nível piloto não devem ser extrapolados para unidades em escala real. No entanto, os valores levantados podem servir como uma forma de comparação entre ordens de grandeza de custos das diferentes alternativas avaliadas. Nessa fase, o grupo de especialistas envolvido no problema de avaliação procedeu à definição dos pesos de importância de cada critério considerado. Esse procedimento levou em consideração os principais objetivos desejados para os processos de pós-tratamento avaliados (i. e. remoção de SS e baixo custo de implantação, operação e manutenção). Nesse sentido, ficou definido que o critério que avaliasse a remoção de SS deveria ter o maior peso (03), visto que essa remoção representa o objetivo principal do estudo. Os critérios que avaliassem custos, tanto nas fases de implantação, quanto durante a operação e manutenção, deveriam ter um peso de importância intermediário (02), e os demais critérios teriam menor peso (01). A partir dos dados obtidos, seguiu-se a análise dos mesmos, buscando-se selecionar a alternativa mais indicada ao caso. Esse trabalho, realizado pelo grupo de especialistas, permitiu que se chegasse a um senso comum em relação às alternativas mais favoráveis segundo todos os critérios de decisão. Vale destacar aqui que tal processo foi possível, pois a matriz preliminar de avaliação construída (Tabela 1) era pequena e simples o suficiente para permitir uma análise subjetiva das alternativas que considerasse todo o conjunto de critérios de avaliação. Em seguida, a matriz preliminar também foi avaliada com o uso de dois diferentes métodos multicritério de auxílio à decisão: o método conhecido como Compromise Programming (ZELENY, 1973; DUCKSTEIN e OPRICOVIC, 1980) e o método ELECTRE-III (ROY, 1991; DUCKSTEIN et al., 1994). O primeiro é capaz de identificar a proximidade das alternativas concorrentes em relação a uma alternativa ideal (formada pelos melhores valores de todos os critérios). Essa proximidade é medida por uma série de escalas métricas que normalizam os valores dos desempenhos das alternativas em cada critério, e utilizam os dados normalizados de cada alternativa em uma equação que define um grau de proximidade à solução ideal. O método ELECTRE, por sua vez, pode ser classificado como um método de eliminação seqüencial baseado em comparações par a par entre alternativas. De forma diferente que no método anterior, neste caso, as alternativas são comparadas entre si, de diversas formas, sendo a classificação final formulada com base no desempenho obtido por cada alternativa no conjunto de comparações. Os resultados apresentados pelos métodos foram comparados com a avaliação do grupo de especialistas, a fim de se verificar a aplicabilidade dos mesmos. RESULTADOS DA PRIMEIRA ETAPA A avaliação da matriz preliminar (Tabela 1) pelo grupo de especialistas levou à seleção dos processos de Filtro de Pedra e Plantas Aquáticas Flutuantes (Aguapé) como os mais apropriados ao caso estudado. A escolha desses processos foi fundamentada em algumas importantes considerações. Primeiramente, os processos de Filtro de Pedra, Plantas Aquáticas (Aguapé) e Terras Alagadas (Taboa) apresentaram elevado desempenho no critério de avaliação de maior importância (remoção de SS), destacando-se dos demais. Desses três, o Filtro de Pedra apresentou a melhor percentagem de remoção de sólidos suspensos. Em relação aos custos de operação e manutenção, o processo de Terras Alagadas (Taboa) foi caracterizado como de alto custo, quando 4 ABES Trabalhos Técnicos

5 comparado com os demais processos estudados. Isso prejudicou bastante o desempenho global desse processo, visto que o critério custo tem peso 02 de importância. Quanto à remoção de matéria orgânica e de nutrientes, o processo de Plantas Aquáticas (Aguapé) apresentou uma significativa remoção de NTK e Pt, e desempenho intermediário na remoção de DBO 5. O processo de Filtro de Pedra, por sua vez, obteve um desempenho intermediário na remoção de NTK e Pt, em conjunto com uma elevada eficiência na remoção de DBO 5. Finalmente, o processo de Escoamento Superficial não apresentou desempenho de grande relevância em nenhum dos critérios avaliados, e o processo de Filtro de Areia, por sua vez, destacou-se no custo de operação e manutenção, porém, foi pouco eficiente nos critérios de remoção. Vale destacar, novamente, que essa análise somente foi possível por que a matriz preliminar é pequena e os resultados são de fácil interpretação. Tabela 1: Matriz preliminar de avaliação das alternativas de pós-tratamento Critérios Pesos Alternativas PEDRA AGUAPÉ TABOA AREIA ESC. SUP. Eficiência na remoção de SS (%) 3 95,00 80,70 91,07 44,97 31,81 Eficiência na remoção de DBO 5 (%) 1 84,25 53,10 85,95 17,83 1,63 Eficiência na remoção de NTK (%) 1 13,51 41,23 1,71 27,81 20,42 Eficiência na remoção de Pt (%) 1 21,34 49,75 13,18 21,59 20,48 Eficiência na remoção de NO 2 + NO 3 (%) 1 13,6-49, Custo de operação e manutenção (R$/hab.) 2 0,07 0,34 0,91 0,01 0,38 A avaliação dessa matriz com a utilização dos métodos Compromise Programming e ELECTRE-III chegou a um resultado comum. O ordenamento das alternativas produzido por esses dois métodos multicritério utilizados foi idêntico, constituído da seqüência apresentada na Tabela 2. Tabela 2: Ordenamento preliminar obtido com a utilização de métodos multicritério CLASSIFICAÇÃO Compromise Programming Electre-III 1º Pedra Pedra 2º Aguapé Aguapé 3º Taboa Taboa 4º Areia Areia 5º Escoamento Superficial Escoamento Superficial De modo geral, pode-se dizer que o resultado obtido pela análise multicritério confirmou a seleção feita pelo grupo especialista, onde os processos de Filtro de Pedra e Plantas Aquáticas (Aguapé) se apresentam como os mais indicados ao problema. Essa etapa, então, permitiu uma boa aproximação dos especialistas envolvidos no estudo com os métodos matemáticos de auxílio à decisão, confirmando, dessa forma, a aplicabilidade desses métodos para o problema de decisão aqui encarado. Esse exercício preliminar, por outro lado, serviu de base para a formulação da matriz final de avaliação das alternativas de pós-tratamento, como pode ser verificado na segunda etapa do trabalho. SEGUNDA ETAPA: ORDENAMENTO FINAL Uma vez verificada a aplicabilidade da utilização de métodos multicritério de auxílio à decisão para a escolha tecnológica das alternativas mais indicadas ao pós-tratamento do efluente das lagoas da ETE-Paranoá, parte-se para um processo de seleção mais refinado, onde se procura construir uma matriz de avaliação que represente as principais dimensões do problema. Com esse intuito, a matriz preliminar da primeira etapa foi alterada e expandida. Em primeira instância, o critério que media a eficiência na remoção de nitrato e nitrito foi cortado, dado que nesse critério, foram registrados valores negativos de desempenho das alternativas. Desse modo, ficou decidido que a avaliação da remoção de NO 2 e NO 3, simplesmente em termos de percentagem de remoção, ABES Trabalhos Técnicos 5

6 não é um dado muito representativo em termos de eficiência de remoção de nutrientes, visto que os valores negativos indicam interferência dos processos naturais de nitrificação/desnitrificação que podem ocorrer no ciclo do nitrogênio. Os demais critérios da matriz preliminar foram mantidos inalterados nessa segunda fase da análise tecnológica. A esses foram adicionados novos critérios capazes de abordar o problema segundo novas dimensões que vão além das usuais análises técnicas e econômicas. Nesse sentido, se procurou fazer com que a matriz final de avaliação possuísse critérios que pudessem avaliar o problema sob as dimensões técnica, operacional, econômica, social e ambiental. Desse modo, foram adicionados critérios relativos à demanda de área, à adequação dos processos estudados às ETE s existentes, à geração de odores e mosquitos, à resistência à variações da carga afluente e, finalmente, ao custo de implantação de cada alternativa. Assim, percebe-se que, nesse novo conjunto de avaliações, se consegue fugir da limitação de uma análise estritamente técnico-econômica da operação dos processos considerados, partindo-se para uma visão holística da escolha tecnológica. O critério de custo de implantação foi levantado considerando-se todos os materiais utilizados e as atividades necessárias à implementação de cada alternativa. Nesse cálculo, se destacaram atividades de movimento de terra, assentamento de taludes e passeios, instalação de tubulações, assentamento de meios filtrantes e meios suportes, atividades de plantio, entre outros. De modo semelhante ao critério de custo de operação e manutenção, o custo de implantação foi calculado em termos de R$/habitante. Aqui também, os valores não devem ser extrapolados para unidades em escala real, no entanto, podem servir como uma forma de comparação entre ordens de grandeza de custos das diferentes alternativas avaliadas. A área demandada por cada unidade para o tratamento de um mesmo volume de esgotos em um mesmo período de tempo, foi registrada em termos de m²/habitante. Quanto ao critério que mede a resistência a variações de carga, foram registradas as flutuações das concentrações efluentes de SS e DBO 5 de todas as alternativas, durante um mesmo período de amostragem, onde as unidades de pós-tratamento encontravam-se sujeitas às mesmas variações da carga afluente. Nesse sentido, os valores de desvio padrão das concentrações efluentes de cada alternativa foram invertidos para uma pontuação crescente e normalizados em uma escala de 1 a 5. Desse modo, quanto menor o desvio, maior é a pontuação da alternativa. O critério de adequação às ETE s existentes no Distrito Federal, por sua vez, foi avaliado utilizando-se uma escala de pontuação arbitrária. Para isso, foi considerado que algumas das ETE s que possuem lagoas, existentes no Distrito Federal, operadas pela companhia de saneamento local - CAESB, possuem uma certa folga em termos de carga hidráulica. Desse modo, existe a possibilidade de adaptá-las para a implementação de um dos processos de pós-tratamento avaliados, disponibilizando-se parte das lagoas existentes. Assim, foram estabelecidas pontuações de 1 a 5 (em números inteiros) para os processos de pós-tratamento avaliados, levando-se em consideração o grau de facilidade de implementação dos mesmos a essas ETE s. Essa pontuação também considerou a possível reversibilidade futura, caso seja necessária. Nessa escala, quanto melhor o desempenho da alternativa maior é o valor atribuído. Finalmente, o critério que avalia o desempenho das alternativas em relação à geração de odores e mosquitos, novamente, foi abordado segundo uma pontuação arbitrária. Nesse caso, a pontuação varia, em números inteiros, de 5 a 1, representando, respectivamente, os caso de nenhuma detecção de odores e/ou mosquitos, pouca detecção, média, alta e extremamente alta. Portanto, a pontuação é diretamente proporcional ao desempenho das alternativas avaliadas. Os pesos de importância dos critérios originados na primeira etapa do estudo foram mantidos inalterados. Quanto aos demais critérios, as mesmas considerações levantadas pelo grupo de especialistas foram apresentadas, de modo que o critério de custo de implantação obteve peso intermediário (02), e aos outros critérios foi atribuído o menor peso de importância (01). 6 ABES Trabalhos Técnicos

7 Nessa segunda etapa, portanto, a matriz de avaliação se torna mais abrangente e mais complexa, dificultando uma análise global racional do problema. Nesse contexto é que se apresentam as vantagens da utilização dos métodos multicritério de auxílio à decisão. RESULTADOS DA SEGUNDA ETAPA A avaliação das alternativas de pós-tratamento de efluentes de lagoas, em relação a todos os critérios considerados nessa segunda parte do estudo, se encontra na Tabela 3. Percebe-se que, nessa matriz final de avaliação, não foi inserido o critério relativo à geração de odores e mosquitos. A omissão desse critério foi devida a não detecção de odores e/ou mosquitos em nenhuma das alternativas avaliadas, durante o período de pesquisa. Tabela 3: Matriz final de avaliação das alternativas de pós-tratamento Critérios Pesos Alternativas PEDRA AGUAPÉ TABOA AREIA ESC. SUP. Eficiência na remoção de SS (%) 3 95,00 80,70 91,07 44,97 31,81 Eficiência na remoção de DBO 5 (%) 1 84,25 53,10 85,95 17,83 1,63 Eficiência na remoção de NTK (%) 1 13,51 41,23 1,71 27,81 20,42 Eficiência na remoção de Pt (%) 1 21,34 49,75 13,18 21,59 20,48 Custo de operação e manutenção (R$/hab.) 2 0,07 0,34 0,91 0,01 0,38 Custo de implantação (R$/hab.) 2 185,19 125,38 198,48 73,27 80,5 Demanda de área (m2/hab.) ,2 7,5 Resistência a variações de carga ( * ) 1 5 1,5 4,75 1 1,25 Possível implementação em ETES existentes ( * ) ( * ) Os valores apresentados na tabela para esses critérios foram estabelecidos segundo escalas pré-definidas, como foi explanado anteriormente. Esses valores se encontram em proporção direta com a intensidade de preferência. Uma análise global subjetiva dessa matriz final, da maneira como foi feita na primeira etapa do trabalho, torna-se uma tarefa complexa e, provavelmente, pouco confiável, considerando-se o número de dados levantados. Nesse contexto, a aplicação de métodos multicritério torna-se uma ferrameta bastante útil, uma vez que tais métodos são capazes de considerar todos os critérios em uma mesma avaliação, apoiados em fundamentos lógicos e matemáticos que procuram descrever o comportamento humano diante de uma avaliação. A utilização dos métodos ELECTRE-III e Compromise Programming para a avaliação da matriz final, resultou no ordenamento apresentado na Tabela 4. Tabela 4: Ordenamento final obtido com a utilização de métodos multicritério CLASSIFICAÇÃO Compromise Programming Electre-III 1º Aguapé Pedra 2º Pedra Aguapé e Areia 3º Areia Taboa 4º Taboa Escoamento Superficial 5º Escoamento Superficial -- Nessa segunda etapa do estudo, nota-se que a unidade de Filtro de Areia obteve um desempenho melhor que na primeira etapa. Essa melhoria no desempenho global dessa alternativa se deu, basicamente, devida à inclusão dos critérios de demanda de área e de custo de implantação. Nesse sentido, o processo de Filtro de Areia passou a ser mais preferido que o processo de Terras Alagadas (Taboa) nessa avaliação mais completa. A unidade de Escoamento Superficial confirmou o pior desempenho global, enquanto que, por outro lado, as unidades de Filtro de Pedra e Plantas Aquáticas (Aguapé) permaneceram entre a 1º e 2º classificação segundo ambos os métodos multicritério. ABES Trabalhos Técnicos 7

8 Portanto, pode-se dizer que, segundo os critérios de avaliação considerados neste estudo, as alternativas de Filtro de Pedra e Plantas Aquáticas Flutuantes (Aguapé) foram consideradas as mais apropriadas ao póstratamento de efluentes de lagoas no caso estudado. Deve-se ressaltar que, no que tange a possível implementação, em escala real, nas ETE s existentes no Distrito Federal, o processo de Plantas Aquáticas (Aguapé) mostrou-se como o mais facilmente aplicável. CONCLUSÕES E COMENTÁRIOS SOBRE A METODOLOGIA EMPREGADA De maneira geral, pode-se afirmar que os objetivos desejados para o trabalho foram alcançados. Nesse sentido, vale dizer que a metodologia de escolha tecnológica, da forma como foi apresentada neste estudo, permitiu que se avaliasse, de forma racional, as diversas dimensões do problema encarado. Porém, algumas ressalvas devem ser apresentadas. Primeiramente, durante o desenvolvimento do estudo, percebeu-se que a construção da matriz de avaliação constitui-se na etapa crucial do processo de escolha tecnológica, visto que, por mais bem fundamentados que sejam os métodos multicritério a serem utilizados, se os dados da matriz forem incoerentes, pouco confiáveis ou mesmo equivocados, a classificação obtida pelos métodos matemáticos terá pouca veracidade. Em segundo lugar, a escolha dos critérios de avaliação deve ser coerente com os objetivos do problema, de modo a representar os interesses dos tomadores de decisão no processo de escolha tecnológica (CARNEIRO et al., 2001). Nesse sentido, os fatores considerados na construção de cada critério de avaliação, bem como os seus respectivos pesos de importância, devem refletir o conhecimento e a experiência do grupo de especialistas envolvidos no estudo. Os critérios de avaliação que não são passíveis de uma quantificação direta, devem ser estruturados em formas de pontuação adequadas, que possam exprimir o desempenho das alternativas, quando comparadas entre si, ou em relação a um ponto de referência. Nesse contexto, a utilização de gradações do tipo bom/moderada/ruim ou fraco/médio/forte/muito forte, entre outras, podem servir como uma forma bastante prática para a avaliação. O desenvolvimento desse tipo de estudo torna-se válido, então, não somente para a classificação final das alternativas, mas, principalmente, como orientação durante o processo de avaliação das alternativas em relação aos vários critérios considerados relevantes para o caso estudado. Dessa forma, esse tipo de análise acaba deflagrando uma série de observações que, provavelmente, não seriam percebidas em análises estritamente técnico-econômicas. Assim, a aplicação de métodos multicritério nesse tipo de problema, além de apontar as soluções mais favoráveis ao caso estudado, mostra-se bastante útil para um melhor entendimento do problema de escolha tecnológica, contribuindo para que os tomadores de decisão tenham mais segurança sobre as várias faces do problema que está sendo encarado. Finalmente, a metodologia desenvolvida pode ser tomada como base para a seleção de processos de póstratamento de efluentes de lagoas de estabilização em diferentes cenários. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. CARNEIRO, G. A.; BARBOSA, R. F. M.; e SOUZA, M. A. A. (2001) Tecnologia Apropriada em Saneamento: Uma Nova Abordagem com o Emprego de Análise Multiobjetivo e Multicritério. 21º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental ABES, João Pessoa - PB, Setembro de DUCKSTEIN, L.; e OPRICOVIC, S. (1980) Multiobjective Optimization in River Basin Development. Water Resources Research, v.16, n. 1, p DUCKSTEIN, L.; TREICHEL, W. Ç.; e MAGNOUNI, S. E. (1994) Ranking Ground-water Management by Multicriterion Analysis. Journal of Water Resources Planning and Management, v. 120, n. 4, p , July/August GOICOECHEA, A.; HANSEN, D. R.; e DUCKSTEIN, L. (1982) Multiobjective Decision Analysis with Engineering and Business Applications. New York, NY, USA: John Wiley & Sons. 5. LUDUVICE, M. L.; NEDER, K. D.; QUEIROZ, T.R.; e SOUZA, M. A. A. (2001). Sólidos suspensos como indicador da densidade de algas em lagoas de estabilização. 21º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental ABES, João Pessoa - PB, Setembro de ABES Trabalhos Técnicos

9 6. NEDER, K. D.; QUEIROZ, T.R.; e SOUZA, M. A. A. (2000). Remoção de Sólidos Suspensos de Efluentes de Lagoas de Estabilização por meio de Processos Naturais. XXVII Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental AIDIS/ABES, Porto Alegre - RS, de 03 a 08 de dezembro de NEDER, K. D.; QUEIROZ, T.R.; e SOUZA, M. A. A. (2001). Utilização de Processos Naturais para Polimento de Efluentes de Lagoas de Estabilização. 21º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental ABES, João Pessoa - PB, Setembro de QUEIROZ, T. R. (2001). Remoção de Sólidos Suspensos de Efluentes de Lagoas de Estabilização por meio de Processos Naturais. Dissertação de Mestrado em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos. Departamento de Engenharia Civil e Ambiental. Faculdade de Tecnologia. Universidade de Brasília. Brasília, DF, 229p. 9. ROY, B. (1991) The Outranking Approach and the Foundations of ELECTRE Methods. Theory and Decision. v. 31, p ZELENY, M. (1973) Compromise Programming. In: COCHRANE, J. L.; e ZELENY, M. eds. Multiple Criteria Decision Making. Columbia, USA: University of South Carolina Press, p ABES Trabalhos Técnicos 9