Geotecnia Ambiental: reflexões de um observador

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1 Geotecnia Ambiental: reflexões de um observador Palestra apresentada no 8º Congresso da Sociedade Portuguesa de Geotecnia Lisboa, 17/4/02 17/4/02 Waldemar Hachich 1

2 Riscos, Engenharia Civil, Geotecnia Diariamente tomamos decisões que envolvem riscos Prescrições de normas e códigos visam a reduzir riscos de engenharia a níveis aceitáveis pela sociedade Engenheiros civis são profundamente conservadores Engenheiros geotécnicos têm pouco apreço por normas e códigos Riscos geo-ambientais passaram a ser percebidos como muito significativos 17/4/02 Waldemar Hachich 2

3 Riscos e Geotecnia Ambiental (GA) Dificuldades Operacional: riscos Formalização do tratamento Quantificação Fundamental: caráter interdisciplinar Não basta Não basta mais conhecer apenas a Física de Solos e Rochas 17/4/02 Waldemar Hachich 3

4 Capítulos da palestra Dificuldade operacional (DO) Dificuldade fundamental (DF) Exemplo de aplicação Conclusões e recomendações 17/4/02 Waldemar Hachich 4

5 Dificuldade operacional (DO) 17/4/02 Waldemar Hachich 5

6 Acepções de risco O risco desta apólice de seguros é elevado O risco de chuva nesta tarde é mínimo Há um grave risco de generalização do conflito 17/4/02 Waldemar Hachich 6

7 Componentes do risco Componentes Quantificação Incerteza Probabilidade do evento indesejável Conseqüências Atributos Econômicos Ambientais Sociais 17/4/02 Waldemar Hachich 7

8 Por que quantificar? Para tomar decisões equilibradas e fundamentadas caso a caso na elaboração de códigos e normas Para não correr riscos desnecessários Para decidir melhor 17/4/02 Waldemar Hachich 8

9 Risco = incerteza x conseqüência C = C* Risco = E[C] = p. C* p 1 - p C = 0 17/4/02 Waldemar Hachich 9

10 Risco = conseqüência esperada C = C n p n C = C i Risco = E[C] = p i.c i p i Obs.: notação indicial p 1 p 2 C = C 2 C = C 1 17/4/02 Waldemar Hachich 10

11 Média ponderada de conseqüências 10-1 P x M$ 1M$ 10M$ 100M$ C x 17/4/02 Waldemar Hachich 11

12 Decisão: minimizar risco R[A n ] = E[C A n ] Critério de decisão: escolher a ação A j tal que R[A j ] = min E[C A i ] A i R[A i ] = E[C A i ] A n A 1 R[A 1 ] = E[C A 1 ] 17/4/02 Waldemar Hachich 12

13 Matriz pseudo-quantitativa Probabilidade Baixa Média Alta Conseqüência Baixa Média Alta /4/02 Waldemar Hachich 13

14 Escalas logarítmicas 10-1 P x M$ 1M$ 10M$ 100M$ C x 17/4/02 Waldemar Hachich 14

15 Matriz quase quantitativa A ( R A ) Probabilidade < a10-2 > 10-2 Conseqüência < a > /4/02 Waldemar Hachich 15

16 Matriz quase quantitativa B ( R B ) Probabilidade < a10-2 > 10-2 Conseqüência < a > /4/02 Waldemar Hachich 16

17 Comparação de riscos Situação hipotética p C E[C] R A R B 1 0, , , , ,02 5 0, /4/02 Waldemar Hachich 17

18 Extensão dos efeitos da DO em GA Mapas de riscos incompatíveis com decisões fundamentadas em critérios demonstráveis e defensáveis Dissertações e teses sem demonstração de validade Análise de riscos Análise de decisões Análise hierárquica Lógica difusa Árvores de falhas Árvores de eventos 17/4/02 Waldemar Hachich 18

19 Recomendações (DO) Ter em mente que riscos são quantificados para melhorar a qualidade das decisões Certificar-se de que as escalas de riscos adotadas têm condições de bem reproduzir as preferências de quem tomará a decisão Matrizes com escalas simplificadas podem ser produto final, para facilitar aplicação, mas não ponto de partida Examinar formulações teóricas consagradas em outras áreas Teoria da Utilidade Análise de Decisões 17/4/02 Waldemar Hachich 19

20 Dificuldade fundamental (DF) 17/4/02 Waldemar Hachich 20

21 Ambiental = multidisciplinar Solos e Rochas Física Interação química Interação biológica Poluentes Química Interação física Interação biológica Organismos vivos Biologia Interação química Interação física 17/4/02 Waldemar Hachich 21

22 Risco Ambiental = multidisciplinar Solos e rochas, poluentes, organismos vivos Física Química Biologia Análise de riscos Teoria da Utilidade Análise de Decisões Pesquisa operacional 17/4/02 Waldemar Hachich 22

23 Solução típica de contenção Precipitation (P) Cover Evaporation & Transpiration (ET) Surface Runoff (R s ) Waste Percolation Leachate (c o ) Liner Contaminant Transport (c, J) 4 Foundation Soil 17/4/02 Waldemar Hachich 23

24 Exemplos de surpresas da GA Condições anaeróbicas podem propiciar o aparecimento de compostos com maior mobilidade ou toxicidade (caso do arsênico) Difusão molecular pode tornar-se mais importante do que advecção através de contenções de baixíssima condutividade hidráulica 17/4/02 Waldemar Hachich 24

25 Extensão dos efeitos da DF em GA Profissionais em Geotecnia (tradicional) passam a denominar riscos, indiscriminadamente, todos os novos desafios multidisciplinares nos quais se sentem pouco proficientes Mapas de riscos incorretamente denominados Mapas de ameaças ou perigos ( hazards ) Mapas de vulnerabilidade Mapas de riscos (devem incluir conseqüências) Banalização do conceito de risco (comparar com situações homólogas em Geotecnia tradicional) Atraso na aplicação efetiva da Análise de Riscos a problemas de Geotecnia Ambiental 17/4/02 Waldemar Hachich 25

26 Condicionantes do risco Fontes de contaminação Receptores Risco Trajetórias de exposição 17/4/02 Waldemar Hachich 26

27 Analogias Fontes de contaminação ações + Trajetórias de exposição sistema = Concentração no POC resposta 17/4/02 Waldemar Hachich 27

28 Resposta = concentrações C = C n p n C = C i Risco = E[C] = p i.c i p i Obs.: notação indicial p 1 p 2 C = C 2 C = C 1 17/4/02 Waldemar Hachich 28

29 Eficácia de tratamento R[A n ] = E[C A n ] Critério de decisão: escolher a ação A j tal que R[A j ] = min E[C A i ] A i R[A i ] = E[C A i ] A n A 1 R[A 1 ] = E[C A 1 ] 17/4/02 Waldemar Hachich 29

30 Requisitos do receptor Receptor decide se resposta é aceitável Profissional de GA elabora, em nome do receptor, normas e códigos com prescrições que permitam obter respostas consideradas aceitáveis 17/4/02 Waldemar Hachich 30

31 Eficiência do tratamento Alternativa 1 2 Benefício C 0 -E[C A 1 ] C 0 -E[C A 2 ] Custo V 1 V 2 Relaçã ção custo/benefício cio V 1 / (C 0 E[C A 1 ]) V 2 / (C 0 E[C A 2 ]) 17/4/02 Waldemar Hachich 31

32 Aceitabilidade do tratamento Como definir quais as respostas aceitáveis? Quanto investir para tratar? Qual o nível de contaminação aceitável pela sociedade local? O que exigir nas normas e códigos? Análise de Decisões com múltiplos objetivos atributos Econômicos Ambientais Sociais 17/4/02 Waldemar Hachich 32

33 Saneamento básico no Brasil 17/4/02 Waldemar Hachich 33

34 Recomendações (DF) Não tratar questões relativas ao caráter multidisciplinar como se foram riscos Aplicar formulações teóricas consagradas em outras áreas para escrever normas e códigos que reflitam preferências da sociedade local Teoria da Utilidade Análise de Decisões 17/4/02 Waldemar Hachich 34

35 Exemplo de aplicação 17/4/02 Waldemar Hachich 35

36 Caso de um aterro de resíduos Aterro controlado (cresce à razão de kn / dia) Células envolvidas por solo compactado Drenagem de chorume e gases Dados de ruptura disponíveis para retroanálise (com dificuldades na estimativa das pressões neutras, sobretudo de gases) Objetivo: escolher inclinação dos taludes para uma expansão do aterro 17/4/02 Waldemar Hachich 36

37 Conseqüências: o problema Diferentes conseqüências a jusante Talude 1: estrada secundária praticamente sem uso p 1 = probabilidade de escorregamento C 1 = conseqüência do escorregamento Talude 2: moradias de população de baixa renda p 2 = probabilidade de escorregamento C 2 = conseqüência do escorregamento 17/4/02 Waldemar Hachich 37

38 Critério: risco uniforme p 1. C 1 = p 2. C 2 17/4/02 Waldemar Hachich 38

39 Probabilidades de escorregamento 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) Aspectos de fiabilidade do sistema Admitiu-se, simplificadamente, que a probabilidade de escorregamento do talude fosse aquela da superfície mais provável (superfície crítica) 17/4/02 Waldemar Hachich 39

40 Mecanismo de escorregamento Dificuldade de estimar a dimensão dos elementos independentes avaliadas algumas hipóteses, com base nas dimensões das células (desde 0,5 L até 5 L) 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 ainda em processo de medição 17/4/02 Waldemar Hachich 40

41 Estimativa de conseqüências 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 Melhor estimativa C 1 = 1 C 2 = /4/02 Waldemar Hachich 41

42 Decisões Critério: p 1. C 1 = p 2. C 2 Resultado talude diante das moradias foi projetado com inclinação inferior ao outro (como seria de se esperar) diferença de inclinação baseou-se em um conceito defensável de uniformização de risco 17/4/02 Waldemar Hachich 42

43 Conclusões e recomendações 17/4/02 Waldemar Hachich 43

44 Bem quantificar riscos geo-ambientais para melhorar decisões caso a caso por meio de normas e códigos Embora reconhecendo dificuldades nos aspectos multidisciplinares da GA, reservar para a Análise de Riscos o seu devido lugar, aplicando Teoria da Utilidade Análise de Decisões 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 por clientes, seguradoras, etc. deficiências explicitadas poderão levar a análises melhores no futuro 17/4/02 Waldemar Hachich 44

45 Informações adicionais Apresentação disponível em: /4/02 Waldemar Hachich 45